DE2155650C2 - Vorrichtung zum Antrieb eines passiven Elementes gemäß einem vorgegebenen Bewegungsgesetz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verrükken eines passiven Elements bis in eine bestimmte Position, umfassend eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen des passiven Elements mit regelbarer Geschwindigkeit, eine Programmeinheit zur Vorgabe eines eine Bewegung des passiven Elements festlegenden theoretischen Bewegungsgesetzes durch Vorgabe einer für eine theoretische Position des passiven Elements charakteristischen Größe (Sollwert), eine Detektoranordnung zur Ermittlung einer für die tatsächliche Position des passiven Elements charakteristischen Größe (Istwert) und einen Komparator zum Vergleich von Sollwert und Istwert und zur Erzeugung eines von der Differenz zwischen Sollwert und Istwert abhängigen Differenzsignals, welches der Antriebsvorrichtung zugeführt wird und diese im Sinne einer Verkleinerung des Unterschiedes zwischen dem SoII-wert und dem Istwert steuert.

Bei einer aus der US-PS 32 25 542 bekannter. Vorrichtung dieser Art wird die Geschwindigkeit einer Welle unter Verwendung zweier Regelkreise gesteuert. Die Welle wird mit Hilfe eines von einer Pumpe gesteuerten Hydraulikmotors angetrieben, wobei die Geschwindigkeit des Motors durch eine Regelung des Ausstoßes der Pumpe verändert werden kann. Der erste Regelkreis umfaßt einen herkömmlichen Tachometer, der ein Analogsignal in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Motors erzeugt, das zur Steuerung des Pumpenausstoßes verwendet wird. Der zweite Regelkreis umfaßt einen Impulsgenerator als Sollwertgeber, der Impulse mit einer vorgegebenen Frequenz erzeugt, die einem Zähler zugeführt werden. Der Istwertgeber des zweiten Regelkreises wird ebenfalls von einem Impulsgenerator gebildet, der bei einem festgelegten Drehwinkel der zu übertragenden Welle einen Impuls erzeugt. Diese Impulse werden ebenfalls dem Zähler zugeführt, der die dem Sollwert entsprechenden Impulse und die dem Istwert entsprechenden Impulse voneinander abzieht. Bei Auftreten einer Differenz wird ein Analogsignal erzeugt, das zusammen mit dem vom ersten Regelkreis erzeugten Analogsignal zur Steuerung des Ausstoßes der Pumpe dient.

Bei der Verwendung dieses Regelsystems zur Steuerung des passiven Elements in der Weise, daß es in einer gewünschten Position mit großer Genauigkeit

angehalten werden kann, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten. Das Anhalten des passiven Elements in einer räumlich definierten Position würde bei dem bekannten System voraussetzen, daß ein Nullpunkt der Zählung festgelegt wird, da sonst keine Lagebestimmung des passiven Elements möglich ist. Sie würde wegen der hohen Anzahl von Impulsen einigen Aufwand erfordern. Nachteilig bei dem bekannten System ist fe.ner, daß es nur bei einer hohen Impulsfrequenz hinreichend genau ist. Dies bereitet insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn eine Richtungsänderung der Bewegung des passiven Elements und insbesondere eine translatorische Hin- und Herbewegung des passiven Elements erfolgen soll. An den Punkten der Bewegungsumkehr sinkt die Geschwindigkeit des passiven Elements notwendigerweise auf Null ab. Bei einer sehr geringen Geschwindigkeit oder gar der Geschwindigkeit Null des passiven Elements versagt das bekannte Regelsystem, da bei einem großen zeitlichen Abstand zwischen zwei vom Istwert-I.iipulsgenerator erzeugten impulsen das Regelsystem in diesem Zeitraum ohne Information über die tatsächlichen Verhältnisse bleibt und somit in diesem Zeitraum entweder keine Steuerung oder eine Steuerung in der falschen Richtung bzw. mit falschen Wenen erfolgt

Ferner ist aus der DE-AS 10 97 528 eine Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, mit der die Lage eines Maschinentisches genau einstellbar sein soll, ohne daß dazu eine Absolutmessung der Lage des Maschinentisches erforderlich ist Die dort beschriebene Regelvorrichtung nimmt jedoch keine Rücksicht auf die Verstellgeschwindigkeit des Maschinentisches und auf die Probleme, die mit der Beschleunigung des Maschinentisches und seiner Trägheit verbunden sind. Wenn das passive Element eine Masse von der Größenordnung einiger Tonnen hat und über eine verhältnismäßig große Strecke in der Größenordnung von einigen Metern in einer kurzen Zeit von größenordnungsmäßig einigen Sekunden bewegt werden soll, spielen diese Fragen jedoch eine erhebliche Rolle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Beschleunigung und die Geschwindigkeit des passiven Elements geregelt und das passive Element mit großer Genauigkeit in einer gewünschten Position angehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das passive Element mit einem ersten mechanischen Element über Verbindungsmittel in Antriebsverbindung steht, die von einer Reduziervorrichtung zur Reduktion der Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung gebildet sind, wobei die Reduziervorrichtung vorzugsweise eine mittels der Antriebseinrichtung drehbare Schraubenspindel aufweist, welche parallel zu ihrer Achse einen mit dem ersten mechanischen Element verbundenen Finger translatorisch antreibt, daß durch die Programmeinheit ein zweites mechanisches Element bis auf einen Faktor entsprechend dem theoretischen Bewegungsgesetz bewegbar ist, wobei die beiden mechanischen Elemente translatorisch relativ zueinander bewegbar sind, und daß eines der beiden mechanischen Elemente von einem Stab gebildet ist, der in einer das andere dir beiden mechanischen Elemente bildenden Hülse gleitend geführt ist, und daß eine auf das von der Lagedifferenz zwischen den beiden mechanischen Elementen abhängige Differenzsignal ansprechende Steuervorrichtung zur Steuerung der Antriebsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß die Verrückungsgeschwindigkeit des passiven Elements von der Lagedifferenz der beiden mechanischen Elemente abhängt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nicht nur beispielsweise eine beliebige Beschleunigungskurve für das passive Element vorgegeben werden, sondern die Ableitung eines Differenzsignals aus der Relativlage

ίο zweier sich translatorisch relativ zueinander bewegender mechanischer Elemente, die mit dem passiven Element einerseits bzw. der Programmeinheit andererseits mechanisch gekoppelt sind, ermöglicht auch eine genaue Positionierung des passiven Elements unabhängig von seiner momentanen Geschwindigkeit.

Die Programmeinheit kann auf sehr einfache Weise von einer umlaufenden Steuerkurve, beispielsweise einer Nockenscheibe gebildet sein, die direkt auf das zweite mechanische Element einwirkt Die Relativlage der beiden mechanischen Elemente '../Ht sich mit großer Genauigkeit dadurch messen, daß der Komparator in an sich bekannter Weise einen Differentialtransformator aufweist, dessen Kern mit dem einen der beiden mechanischen Elemente und dessen eine Wicklung mit dem aüderen der beiden mechanischen Elemente verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf einfache Weise möglich, eine Sicherheit dafür einzubauen, daß das unter Umständen mehrere Tonnen schwere passive Element rechtzeitig vor Erreichen der gewünschten Endstellung abgebremst und genau positioniert werden kann. Hierzu wird eine Sicherheitsvorrichtung vorgeschlagen, die wirksam wird, wenn die Lagedifferenz der beiden mechanischen Elemente einen bestimmten Wert erreicht, und ein Abschalten der Programmeinheit bewirkt, wodurch die Geschwindigkeit der theoretischen Bewegung zu Null gemacht und die tatsächliche Geschwindigkeit sowie die Bescüleuniigung des passiven Elements begrenzt werden können.

Ferner können an den jeweiligen Enden der Bewegungsbahn des passiven Elements Anschläge in Form von hydraulischen Kolbenzylinderanordnungen amgeordnet sein, die ein eventuelles Überschießen des passiven Elements über seine Endstellung abfangen können.

In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert
F i g. 1 ist ein Gesamtschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig.2 zeigt das theoretische und das wirklich; Bewegungsgesetz.

Die it: F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zum Antrieb eines passiven Elements 1 gemäß einem bestimmten Bewegungsgesetz umfaßt Antriebsmittel 2 zum Antrieb des passiven Elements, Programmiermittel 3 zur Vorgabe eines theoretischen Bewegungsgesetzes, Detektormittel 4 zur Feststellung der theoretischen Bewegung sowie Detektormittel 5 zur Feststellung der wirklichen bewegung, Vergleichsmittel 6 zur Lieferung eines von dem Unterschied zwischen der theoretischen Bewegung und der wirklichen Bewegung abhängenden Signals, und für dieses Signal empfindliche Mittel 7, welche die Antriebsmittel 2 so steuern, daß diese auf die Bewegung des passiven Elements in einem Sinn einwirken, welcher den festgestellten Unterschied zwischen der theoretischen Bewegung und der wirklichen Bewegung verringert.

Das passive Element ist schematisch strichpunktiert dargestellt und kann durch eine beliebige Last gebildet werden, z. B. einen waagerecht zu verschiebenden Tisch. Das passive Element ist durch einen Lenker 8 mit einem unter einer Zahnstange 10 vorspringenden Teil 9 in Torrn eines parallelepipedischen Rechtecks verbunden. Hydraulische Arbeitszylinder lla, Hb dienen mit dem freien Ende ihrer Kolbenstange als Anschlag für den Vorsprung 9 am Hubende der Last 1 und der Zahnstange 10.

Diese Arbeitszylinder 11a, Ufa können auch als Dämpfer dienen, falls ein Bruch der Zahnstange 10 zwischen der Zone der Befestigung der Last 1 an der Zahnstange und der Zone des Antriebs dieser letzteren durch die Antriebsmittel 2 auftritt.

Die Antriebsmittel 2 umfassen ein mit der Zahnstange 10 in Eingriff stehendes Zahnrad 12 und einen hydraulischen Motor 13, welcher das Zahnrad 12 in Umdrehung versetzt und durch eine Servopumpe i4 in einem geschlossenen Strömungskreis gespeist wird. Zwischen den beiden sich zwischen der Servopumpe und dem Motor erstreckenden Zweigen des Strömungskreises sind Sicherheitsventile 15 zur Verhinderung von Überdrücken in diesem Kreis vorgesehen. Die Servopumpe 14 wird von einem Elektromotor 16 angetrieben.

Der Zylinderinhalt der Servopumpe 14 kann durch Betätigung eines (schematisch dargestellten) Steuermittels 17 geregelt werden. Einer Veränderung des Zylinderinhalts der Pumpe 14 entspricht eine Änderung der Geschwindigkeit des Motors 13 und somit eine Änderung der Geschwindigkeit der Last 1.

Die Programmiermittel 3 enthalten im wesentlichen einen Nocken 18, dessen (nicht sichtbares) Profil gemäß dem theoretischen Bewegungsgesetz bestimmt ist. Der Nocken 18 ist an einer zu seiner Ebene senkrechten, von einem Gleichstrommotor 20 in Umdrehung versetzten Achse 19 angebracht. Die Übertragung der Drehbewegung des Motors 20 auf die Achse 19 erfolgt mittels eines Treibriemens 21, welcher eine zu der Welle des Motors 20 parallele Welle 22 antreibt.

Die Bewegung wird über eine Brems- und Kupplungsanordnung 23 von der Welle 22 auf die Eingangswelle 24 eines Schneckengetriebes 25 übertragen. Das Schnekkenrad des Getriebes 25 ist auf der zu der Achse 22 und zu der Welle des Motors 20 senkrechten Achse 19 befestigt. An dem Ausgang der Anordnung 23 und dem Eingang des Schneckengetriebes 25 ist ein Schwungrad 26 zur Verbesserung der Konstanz der Drehzahl der Welle 19 vorgesehen. Die Konstanz der Drehzahl des Motors 20 wird durch eine (nicht dargestellte) Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung mit einem Tachometerdynamo 20a gewährleistet Die Programmiermittel 3 sind so ausgebildet daß einer halben Umdrehung des Nockens 18 ein »Hingang« der Last 1 und der nächsten halben Umdrehung des Nockens 18 der »Rückgang« der Last entspricht

Es sind Mittel vorgesehen, welche die Stillsetzung der Drehung des Nockens 18 zwischen jedem Hingang und Rückgang bewirken. Diese Mittel umfassen eine an einer zu der Achse 19 gleichachsigen Muffe vorgesehene Erhebung 27 und paarweise zusammengefaßte Kontakte 28a, 286, 29a, 29i>, wobei die beiden Kontaktgruppen in bezug auf das Zentrum der Bahn der Erhebung 27 einander diametral gegenüberliegen.

Diese Kontakte können von der Erhebung 27 betätigt werden, wenn der Nocken 18 in eine entweder dem Ende eines Hingangs oder dem Ende eines Rückgangs entsprechende Stellung kommt Die Abstellung der Drehung des Nockens 18 erfolgt durch Anskupplung der Anordnung 23 und durch die allmähliche Entregung der Bremse derselben.

Die Detektormittel 4 bzw. 5 zur Feststellung der theoretischen bzw. der wirklichen Bewegung sind zu einem einzigen Apparat 30 mit zwei mechanischen Gliedern 31, 32 zusammengefaßt, welche sich unter der Wirkung von Verbindungsmitteln 33 oder 38,39 gemäß Bewegungsgesetzen bewegen, welche bis auf einen

ίο Faktor die Gesetze der theoretischen bzw. der wirklichen Bewegung wiedergeben.

Das mechanische Glied 31 wird durch einen zylindrischen Stab gebildet, welcher an einem Ende mit einer an dem Nocken 18 rollenden Rolle 33 versehen ist.

Die Rolle 33 bildet das Verbindungsmittel zwischen dem Glied 31 und dem Nocken 18. Die Rolle gibt unmittelbar das durch den Nocken 18 eingeführte Bewegungsgesetz wieder. Man kann also sagen, daß der Faktor, welchen UIt: i\uiie

uoä mcüfctiäCnc ucwcgüfigsgcäciz einführt, gleich eins ist. Das Glied 31 ist außerdem auf seiner Außenwand mit einer Erhebung 34 versehen, deren Zweck weiter unten erläutert ist.

Das mechanische Glied 32 wird durch eine einen Teil des Stabes 31 umgebende Muffe gebildet, in welcher der Stab gleitet. Zwischen dem Stab 31 und der Muffe 32 sind Kugeln 35 zur Verringerung der Reibung zwischen diesen beiden Gliedern bei ihrer gegenseitigen Bewegung vorgesehen. Die Muffe 32 kann in Richtung ihrer Achse gleiten, welche lotrecht und zu der Drehachse 19 des Nockens 18 senkrecht liegt. Eine Feder 36 verbindet die Muffe 32 mit dem Stab 31, urn das Gewicht des Stabes 31 teilweise auszugleichen, wenn sich dieser in der Richtung der Achse der Muffe 32 bewegt. Zwei in der Muffe 32 vorgesehene, in der Achsrichtung derselben voneinander entfernte Kontakte 37a. 37 b sind so angeordnet, daß sie von der Erhebung 34 betätigt werden, wenn die Relativbewegung der Glieder 3t und 32 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Bei Betätigung eines dieser Kontakte durch die Erhebung 34

erfolgt eine Auskupplung in der Anordnung 23, und der Nocken 18 kann nicht in Umdrehung versetzt werden.

Die Verbindungsmittel, welche der Muffe 32 ein bis auf einen Faktor aus dem wirklichen Bewegungsgesetz abgeleitetes Bewegungsgesetz erteilen, umfassen einen

von der Muffe 32 getragenen, radial an der Außenfläche derselben vorspringenden Finger 38 sowie eine mit dem Zahnrad 12 gekuppelte, mit dem Finger 38 zusammenwirkende Schnecke 39.

Die Bewegungen der Muffe 32 sind somit zu denen der Last 1 proportional, und da im allgemeinen die Amplitude der Bewegungen der Last 1 mehrere fritter erreichen kann, ist das Verhältnis zwischen den wirklichen Bewegungen der Last 1 und den Bewegungen der Muffe 32 größer als eins.

Die Vergleichsmittel 6 sind unmittelbar für den Unterschied zwischen den Stellungen der Glieder 31 und 32 empfindlich. Diese Vergleichsniitte! 6 bestehen aus zwei an dem Glied 31 bzw. 32 befestigten Teilen 6a. 6b. Die Vergleichsmittel 6 werden vorzugsweise durch einen Differentialtransformator gebildet wobei der Teil 6a der Mittel 6 durch den Kern des Differentialtransformators und der Teil %b durch die Wicklung und das Gestell des Transformators gebildet werden. Der Kern 6a wird von einem Halter 40 getragen, welcher parallel zu der großen Abmessung des Stabes 31 liegt und fest mit diesem verbunden ist Der Halter 40 tritt durch eine hierfür in einem geschlossenen Ende der Muffe 32 vorgesehene öffnung 41.

Die Primärwicklung des Differentialtransformators wird von einer Konstantspannungsquelle 42 mit Gleichstrom gespeist, welcher durch einen Modulator 43 in Wechselstrom verwandelt wird. Der Sekundärkreis des Differentialtransformators hat eine Mittelan- > zapfung und ist an einen Demodulator 44 angeschlossen, welche·· an seinem Ausgang ein Glcichspannungssignal ergibt, dissen Amplitude von dem Unterschied zwischen der Stellung des Kerns 6a und der Ruhestellung desselben abhängt und vorzugsweise zu diesem m proportional ist. Das aus dem Differentialtransformator kommende Signal wird durch einen Vorverstärker 45 und einen Verstärker 46 verstärkt. Diese Verstärker werden mit Gleichstrom von einem mit Wechselstrom gespeisten Gleichrichter47 gespeist. Ein Regelpotentio- r, meter 48 gestattet, aus einer Gleichspannungsquelle 49 einen regelbaren Bezugspegel für die den Eingang des Verstärkers 46 beaufschlagenden Signale zu bilden. Ein zweites Potentiometer 50, dessen Stellung durch die Mittel 17 zur Einstellung des Zylinderinhalts der Pumpe 14 bestimmt wird, liefert am Eingang des Verstärkers 46 ein Rückkopplungssignal, welches sich von dem aus dem Vorverstärker 45 kommenden Signal abzieht.

Die für ds das aus dem Verstärker 46 kommende verstärkte Signal empfindlichen Mittel 7 werden im >, wesentlichen durch ein Servoventil 51 gebildet, dessen Wicklung 51a mit dem aus dem Verstärker 46 kommenden Signal beaufschlagt wird. Die Wicklung 51 a steuert die Bewegungen eines Tauchkolbens 51 b.

Das Servoventil 51 steuert mittels einer Druckflüssig- jo keitsquelle 52 die Bewegungen eines Kolbens 53a eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders 53. Es sind nur die Speiseleitungen dieses Arbeitszylinders 53 dargestellt. Der Kolben 53a steuert die Verschiebungen der Mittel 17 zur Einstellung des Zylinderinhalts der Servopumpe 14.

Es können Kontakte 54a, 546 vorgesehen werden, welche das Ende eines Hingangs oder Rückgangs der Zahnstange 10 feststellen und z. B. bei einer Benutzung der Vorrichtung in einem Arbeitsspiel den nächsten Arbeitsgang zulassen.

In Fig. 2 stellt die vollausgezogene Kurve 7" das durch den Nocken 18 gesteuerte Gesetz der Bewegung des Gliedes 31 dar. Dies ist bis auf einen Faktor das bereits erwähnte theoretische Bewegungsgesetz. Die Strecke e ist als Ordinate und die Zeit f als Abszisse aufgetragen. Die gestrichelte Kurve R stellt das entsprechende Bewegungsgesetz des Organs 32 dar, welches bis auf den gleichen Faktor wie bei der theoretischen Bewegung dem Gesetz der wirklichen Bewegung des passiven Elements 1 entspricht

Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Die Anordnung ist betriebsbereit, wenn die verschiedenen elektrischen und elektronischen Vorrichtungen unter Spannung stehen und die hydraulischen Vorrichhingen mit Druckmittel gespeist werden. Wenn der Nocken 18 in einer theoretisch einem Ende eines Hingangs oder Rückgangs des passiven Elements 1 entsprechenden Stellung stillsteht, betätigt man das Regelpotentiometer 48 so, daß die Förderleistung der Servopumpe 14 null ist, wenn das passive Element 1 und die Zahnstange 10 eine wirkliche Stellung einnehmen, welche der theoretischen durch den Nocken vorgegebenen Stellung entspricht.

Der Kern 6a des Differentialtransformators 6f> kann nämlich, wenn sich das passive Element 1 am Hubende eines Hingangs oder Rückgangs befindet und der Nocken 18 in der diesem Hubende entsprechenden Stellung stillsteht, eine Stellung einnehmen, in welcher die Spannung am Ausgang des Differentialtransformators nicht vollständig null ist. Das Potentiometer 48 ermöglicht die Berichtigung dieser z. B. von Herstellungstoleranzen herrührenden Abweichung.

Die Drehbewegung des Nockens 18 wird dann durch die Inbetriebsetzung des Motors 20 und der Anordnung 23 eingeleitet, und die Rolle 33 bewegt sich in einer zu der Drehachse 19 des Nockens 18 senkrechten Richtung nach dem in Fig. 2 dargestellten Bewegungsgesetz T. Der Stab 31 folgt der Bewegung der Rolle 33. Der Kern 6a des Differentialtransformators bewegt sich also aus der Stellung, welche er im Ruhezustand einnahm, und in welcher nach Einstellung des Potentiometers 48 die Förderleistung der Servopumpe 14 null war. Diese Bewegung des Kerns 6a gegenüber der Wicklung 6b erzeugt am Ausgang des Differentialtransformators 6 ein Signal, welches nach Vorverstärkung und Verstärkung die WickiungSiades EiekiroveniiisSi erregt

Der Kern 5lb desselben verschiebt sich in einem solchen Sinn, daß der durch die Öffnung des Elektroventils 51 mit Druckmittel gespeiste Arbeitszylinder 53 eine Zunahme der Förderleistung der Pumpe 14 bewirkt.

Der hydraulische Motor 13 wird dann mit Druckmittel gespeist und treibt über das Zahnrad 12 und die Zahnstange 10 die Last 1 an.

Das Zahnrad 12 treibt ferner die Schnecke 39 an, welche eine Verschiebung der Muffe 32 in einem solchen Sinn bewirkt, daß die Verschiebung des Kerns 6a gegenüber der Wicklung 6fe abnimmt. Wenn z. B. der Kern 6a in F i g. 1 nach oben verschoben wird, bewegt sich die Muffe 32 ebenfalls nach oben.

Infolge der durch das Potentiometer 50 am Eingang des Verstärkers 46 eingeführten Rückkopplung entspricht einem Signal gegebener Amplitude, welches aus dem Vorverstärker 45 kommt und von einer gegebenen Spannung am Ausgang des Differentialtransformators 6 herrührt, eine Stellung des Kolbens 53a und ein bestimmter Wert der Förderleistung der Pumpe 14.

Bis dieser Wert der Förderleistung erreicht wird, läßt die durch das Potentiometer 50 eingeführte Rückkopplung am Eingang des Verstärkers 46 ein Signal mit einer von null verschiedenen Amplitude bestehen, welches das Elektroventil 51 offenhält. Dieses schließt sich in dem Augenblick, in welchem der gewünschte Wert erreicht wird und die Rückkopplung des Potentiometers 50 das aus dem Vorverstärker 45 kommende Signal zu null macht. Die Förderleistung der Pumpe 14 wird durch das aus dem Vorverstärker 45 kommende Signal gesteuert.

Wenn sich die Rolle 33 und der Stab 31 mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, was in F i g. 2 dem geradlinigen Abschnitt der Kurve Γ entspricht, bewegt sich die Muffe 32 mit der gleichen Geschwindigkeit der Abstand zwischen der Muffe 32 und dem Stab 31 hat sich jedoch um den in F i g. 2 dargestellten Wert «/geändert, welcher erforderlich ist, damit am Ausgang des Differentialtransformators 6 ein der geeigneten Förderleisf jng der Pumpe 14 entsprechendes Signal vorhanden ist.

Im Übergangszustand, d. h. wenn die Rolle 33 eine Beschleunigung oder eine Verzögerung erfährt, was in F i g. 2 den gebogenen Abschnitten der Kurve T entspricht nimmt das Signal am Ausgang des Differentialtransformators 6 zu oder ab. Hierdurch entsteht auch eine Zunahme oder Abnahme des Zylindermhalts der Pumpe 14 und somit eine Beschleunigung oder eine Verzögerung der Last 1.

Wenn der Nocken 18 und die Rolle 33 stehenbleiben, nimmt infolge der Abnahme des gegenseitigen Abstands zwischen der Wicklung 6b und dem Kern 6a das aus dem Differentialtransformator 6 kommende Signal allmählich ab. Die Förderleistung der Servopumpe 14 nimmt ebenfalls gleichmäßig ab und wird zu null, wenn die Wicklung 6Zj gegenüber dem Kern 6a wieder die ursprüngliche stellung eingenommen hat.

Die obige Vorrichtung zum Antrieb des passiven Elements I gestattet also, dieses mi! großer Genauigkeit anzuhalten und ihm ein Bewegungsgesetz mit Beschleunigungen zu erteilen, welche kleiner als ein gegebener Wert sind, z. B. kleiner als die Erdbeschleunigung.

Die Benutzung eines hydraulischen Motors 13 ist infolge der geringen Trägheit eines derartigen Motors vorteilhaft. Die Steuerung der Strömungsmenge des den Motor speisenden Druckmittels hat einen besseren Wirkui.gsgrad, wenn sie durch die Servopumpe 14 prff\\ai Dipcp ^ϊίριΐρπιησ lcann iprlnrh aiirh unmittpthar

durch ein Servoventil erfolgen, insbesondere bei kleinen Leistungen.

Es können verschiedene (nicht dargestellte) Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen werden, z. B. eine Verzögerungsvorrichtung, welche den Druckanstieg der Druckmittelquelle 52 erst nach der Unterspannungssetzung der elektronischen Apparatur zuläßt, oder eine Vorrichtung, welche für den Flüssigkeitsdruck in den

Anschlagarbeitszylindern Ha und Wb empfindlich ist und den Nocken 18 stillsetzt, wenn dieser Druck zu klein ist.

Zur Festlegung der Begriffe sind nachstehend Zahlenwerte für eine besondere Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.

Gesamtmasse des passiven Elements: 5000 kg.

Hub des passiven Elements: 3,8 m.

Zeit zum Durchlaufen des Hubes des passiven Elements: 2,5 s.

Genauigkeit der Stillsetzung: ± 1 mm.

Während des Hubes des passiven Elements hat während der Beschleunigungsphase die Beschleunigung einen Mittelwert von größenordnungsmäBig 3 m/s².

Die größte von dem passiven Element erreichte Geschwindigkeit beträgt 2,435 m/s.

Während der Verzögerungsphase erreicht die Verzögerung einen Wert von größenordnungsmäßig 4,5 m/s².

Wie man sieht, sind die Beschleunigung und die Verzögerung dem Absolutwert nach kleiner als die Erdbeschleunigung.

Die (insbesondere von der Reibung herrührenden) passiven Widerstände betragen größenordnungsmäßig 5000 Newton oder 500 daN.

Die größte Stillsetzstrecke bei größter Geschwindigkeit beträgt größenordnungsmäßig 0,5 m.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verrücken eines passiven Elements bis in eine bestimmte Position, umfassend eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen des passiven Elements mit regelbarer Geschwindigkeit, eine Programmeinheit zur Vorgabe eines eine Bewegung des passiven Elements festlegenden theoretischen Bewegungsgesetzes durch Vorgabe einer für eine theoretische Position des passiven Elements charakteristischen Größe (Sollwert), eine Detektoranordnung zur Ermittlung einer für die tatsächliche Position des passiven Elements charakteristischen Größe (Istwert) und einen Komparator zum Vergleich von Sollwert und Istwert und zur Erzeugung eines von der Differenz zwischen Sollwert und Istwert abhängigen Differenzsignals, welches der Antriebsvorrichtung zugeführt wird und diese im Sinne einer Verkleinerung des Unterschiedes zwischen dem Sollwert und dem Istwert steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Element (1) mit einem ersten mechanischen Element (5) über Verbindungsmittel (38, 39) in Antriebsverbindung steht, die von einer Reduziervorrichtung zur Reduktion der Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung (2) gebildet sind, wobei die Reduziervorrichtung vorzugsweise eine mittels der Antriebseinrichtung (2) drehbare Schraubenspindel (39) aufweist, welche parallel zu ihrer Achse einen ir.it dem erstin mechanischen Element (5) verbundenen Finger (38) translatorisch antreibt, daß durch die Programmeinheit (3) «in zweites mechanisches Element (4) bis auf einen T'akto· entsprechend dem theoretischen Bewegungsgesetz (T) bewegbar ist, wobei die beiden mechanischen Elemente (4, 5) translatorisch relativ zueinander bewegbar sind, und daß eines der beiden mechanischen Elemente (4, 5) von einem Stab (31) gebildet ist, der in einer das andere der beiden mechanischen Elemente (4, S) bildenden Hülse (32) gleitend geführt ist, und daß eine auf das von der Lagedifferenz zwischen de» beiden mechanischen Elementen (4, 5) abhängige Differenzsignal ansprechende Steuervorrichtung (7, 51, 14) zur Steuerung der Antriebsvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, daß die Verrückungsgeschwindigkeit des passiven Elements (1) von der Lagedifferenz der beiden mechanischen Elemente (4,5) abhängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmeinheit (3) von einer umlaufenden Steuerkurve (18) gebildet ist, die direkt auf das zweite mechanische Element (4) einwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator in an sich bekannter Weise einen Differentialtransformator (6) aufweist, dessen Kern (6a,) mit dem einen der beiden mechanischen Elemente (4, 5) und dessen eine Wicklung (6b) mit dem anderen der beiden mechanischen Elemente (5,4) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (2) einen Hydraulikmotor (13), der von einer Pumpe (14) mit von dem Differenzsignal abhängigem Ausstoß gespeist wird, und ein von dem Hydraulikmotor (13) angetriebenes Ritzel (12) umfaßt, das mit einer mit dem passiven Element (1) mechanisch verbundenen Zahnstange (10) in Eingriff

steht

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsvorrichtung (34, 37a, 37b) vorgesehen ist, die wirksam wird, wenn die Lagedifferenz der beiden mechanischen Elemente (4, 5) einen bestimmten Wert erreicht, und ein Abschalten der Programmeinheit (3) bewirkt, wodurch die Geschwindigkeit der theoretischen Bewegung zu Null gemacht und die tatsächliche Geschwindigkeit so wie die Beschleunigung des passiven Elements (1) begrenzt werden können.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den jeweiligen Enden der Bewegungsbahn des passiven Elements (1) Anschläge für dieses in Form von hydraulischen Kolbenzylinderanordnungen (Ha, 116^ angeordnet sind.