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DE2211994A1 - Hydraulische schaltvorrichtung - Google Patents

Hydraulische schaltvorrichtung

Info

Publication number
DE2211994A1
DE2211994A1 DE19722211994 DE2211994A DE2211994A1 DE 2211994 A1 DE2211994 A1 DE 2211994A1 DE 19722211994 DE19722211994 DE 19722211994 DE 2211994 A DE2211994 A DE 2211994A DE 2211994 A1 DE2211994 A1 DE 2211994A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
switching device
coil
cylinder
devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722211994
Other languages
English (en)
Inventor
Ronald Arthur Foley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19722211994 priority Critical patent/DE2211994A1/de
Publication of DE2211994A1 publication Critical patent/DE2211994A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/10Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which the controlling element and the servomotor each controls a separate member, these members influencing different fluid passages or the same passage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

  • Hydraulische Schaltvorrichtung II.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Schaltvorrichtungen, insbesondere Servoschaltvorrichtungen, die hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden und die zum Betrieb bestimmter Apparaturen, z.B. hydraulischer Ventile, notwendige Leistung liefern können.
  • Hydraulische Schaltvorrichtungen, die doppeiwirkende Kolbeneinrichtungen verwenden, sind bekannt. Eine zu verschiebende Belastung wird an einem Zylinder befestigt, von dessen einem Ende eine Kolbenstange heraustritt, deren Außenende zur Anlage feststehend ist, und dessen Innenende einen Kolben trägt, der durch ein unter Druck stehendes hydraulisches Strömungsmittel, das durch biegsame Rohrverbindungen selektiv an ein Ende des Zylinders gegeben wird, im Zylinder bewegt werden kann. Das andere Ende liegt am Auslaß. Das hydraulische Mittel, das an den Zylinder gegeben wird, befindet sich unter der Steuerung eines Ventils, das zu seiner Bewegung nur sehr wenig Kraft. erfordert. Das Ventil bewegt sich normalerweise mit dem Zylinder und besitzt eine Zwischenstellung, in der die Enden des Zylinders von der Druckmittelquelle abgetrennt werden, und zwei Endstellungen, von dene-n ein jeder ein eindeutiges Ende des Zylinders über das Ventil mit der Quelle des hydraulischen Mittels verbunden ist, während das andere Ende ebenfalls über das Ventil mit dem Auslaß verbunden ist. Eine Verschiebung des Ventils zur Anlage ergibt eine entsprechende Verschiebung des Zylinders und somit der Belastung. In diesem Fall ist das Ventil in seine Zwischenstellung zurückgekehrt. Die Verwendung von biegsamem Rohr als Wunsch für eine bessere Anordnung wird geduldet.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine Schaltvorrichtung mit verhältnismäßig wenig beweglichen Teilen und ohne die Notwendigkeit biegsamer Rohre für ihre Betätigung.
  • In ihrer breitesten Form enthält die Schaltvorrichtung nach der Erfindung einen Zylinder, einen Differential-Endflächenkolben im Zylinder, eine Kolbenstange, die in axialer Richtung vom Kolben ausgeht und mit diesem eine Kolbeneinheit bildet, dem eine Arbeitskammer zugeordnet ist, ein Spulenventil, von dem ein Teil die Arbeitskammer in zwei Abteile unterteilt und zu dieser axial beweglich ist, eine Einlaßöffnung tn der Zylinderwand zum Zuführen des Druckmittels und zuU Verbinden mit der Seite des Kolbens der kleineren Endfläche und auch mit einer Leitung, die durch die Einheit zu einem der beiden Abteile führt, einen Auslaß, der vom anderen Abteil ausgeht und durch die Einheit mit einer Auslaßöffnung in der Zylinderwand in Verbindung steht, und eine Öffnung, die von der Seite des Kolbens der größeren Endfläche an eine Zwischenstellung in der Arbeitskammer führt, an der die Öffnung durch den Spulenteil in einer "Ruhestellung" in bezug auf die Arbeitskammer geschlossen ist. Die Anordnung der Schaltvorrichtung ist dabei so getroffen, daß die Bewegung der Spule in bezug auf die Arbeitskammer in der einen oder anderen Richtung aus der Ruhestellung in entsprechende Bewegung des Kolbens in bezug auf den Zylinder ergibt, und die andauert, bis die Spule wieder einmal ihre "Ruhestellung" in bezug auf die Arbeitskammer einnimmt.
  • In einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist die Arbeitskammer durch eine Bohrung in der Kolbeneinheit gebildet und besitzt eine Stange, die aus einem Ende der Kolbenstange heraustritt. Es ist jedoch möglich, die Spule so anzuordnen, daß sie die Kolbenstange umgibt, z.B. dadurch, daß sie außerhalb eines Endteils der Kolbenstange angeordnet wird, der außerhalb des Endes des Zylinders liegt. Eine solche Anordnung erfordert aber eine größere Gesamtlänge der Schaltvorrichtung als die bevorzugte Anordnung, wo der Zylinder, der Kolben und die Spule sowohl konzentrisch als auch axial angeordnet sind. Bei Benutzung ist der Zylinder der Schaltvorrichtung statisch, d.h. er befindet sich in einer festen Stellung, und der Ausgang der Vorrichtung wird von der Kolbeneinheit abgenommen, die an Jedem Ende mit einer Kolbenstange versehen sein kann. Die Spule kann dann innerhalb der Kolbeneinheit beispielsweise durch ein Gelenk oder ein ähnliches Glied betätigt werden, von dem ein Ende die Stellung der Spule in bezug auf die Lage der vom Kolben bewegten Belastung regelt.
  • Gegenüber bisherigen Anordnungen öffnet sich sowohl die Auslaßöffnung als auch die Einlaßöffnung über die Zylinderwand, die statisch ist. Es sind somit keine biegsamen Strömungsmittelverbindungen zur Kolbeneinheit notwendig und die Schaltvorriohtungen können sich Seite an Seite mit starren Strömungsmittelverbindungen befinden, die zwischen diesen verlaufen und eine Batterie von parallel arbeitenden Schaltvorrichtungen ergeben. Dies ist wichtig, weil es dort zahlreiche Gelegenheiten gibt, daß mehrere Regelungen zusammengefaßt werden müssen, wobei Jede die Einrichtung einer unabhängigen Arbeitsweise benötigt. Eine solche Gelegenheit ergibt sich, wenn mehrere Elemente geregelt werden müssen, von denen Jedes vielleicht von einen hydraulischen Zylinder betätigt wird, der beispielsweise durch ein Spulen-Richtungssteuerventil geregelt wird, dessen erforderliche Zahl zum Brleichtern der Arbeitsweise zusammengefaßt ist. Eine Batterie unabhängig betätigbarer Schaltvorrichtungen kann Seite an Seite mit je einer Ausgangskolbenstange angeordnet sein, die mit ihr koaxial verläuft und verbunden ist, wobei die Spule des zugehörigen Richtungssteuerventils so konstruiert ist, daß nur ein einziges Paar statischer Verbindungen notwendig ist, um die ganze Batterie von Schaltvorrichtungen mit dem Arbeitsströmungsmittel zu versorgen und davon zu befreien. Das Arbeitsströmungsmittel geht dabei frei zwischen den Schaltvorrichtungen mittels Registrieröffnungen hindurch, die sich zwischen den gegenüberliegenden Außenflächen des Zylinders befinden, wo sie einander benachbart sind. Andererseits kann eine Schaltvorrichtung beispielsweise eine Taumelscheibeneinspritzpumpe steuern, und weil sich die Speiseverbindungen im Schaitzylinder befinden, der statisch ist,'kann die Belastung mit der Kolbeneinheit ein Ganzes bilden. Als weitere Alternative kann, wenn die Schaltvorrichtung eine geregelte Einrichtung ist, die dasselbe Druckmittel für ihren Betrieb benutzt, die Schaltvorrichtung ih die Einrichtung eingebaut werden, so daß das Gehäuse des letzteren ebenfalls den Zylinder der Vorrichtung bildet.
  • Dies vergrößert die Zuverlässigkeit, vereinfacht die Konstruktion und erfordert nur zwei Verbindungen zum Speisen der Schaltvorrichtungen und der betätigten Einrichtung.
  • Die Erfindung wird im einzelnen anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist: Figur 1 eine perspektivische Darstellung der hydraulischen Schaltvorrichtung; Figur 2 eine Ansicht der Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeiles II in dieser Figur; Figur 3 ein Längsschnitt der Vorrichtung; Figur 4 zeigt eine Batterie von drei Schaltvorrichtungen, die seitlich miteinander verbunden sind, wobei die linke Hälfte den Abschnitten an der durch die Pfeile X-X in Figur 3 bezeichneten Linie entspricht und die rechte Hälfte den Abschnitten an der durch die Pfeile Y-Y bezeichneten Linie der Figur 3; Figur 5 entspricht der Figur 4, zeigt aber eine Monoblockkonstruktion (die Abschnitte stammen von ähnlichen Stellungen für die linke und rechte Hälfte); und Figur 6 zeigt verschiedene Wege zur Verwendung der Schaltvorrichtung oder Schaltvorrichtungen, wobei eine Einrichtung oder Einrichtungen betätigt werden müssen.
  • Wie Figur 1 zeigt, bildet ein hydraulischer Zylinder 4 das sichtbare Hauptteil der Vorrichtung. Die Außenform des Zylinders ist unwesentlich, obwohl das Ausführungsbeispiel einen rechteckigen queræchnitt zeigt, weil dieser für die Montage und den Aufbau günstiger ist. Im Zylinder 4 befindet sich ein Kolben 1 (Figur 3), der zwei Kolbenstangen 2 und 3 besitzt, die von jeder Seite des Kolbens ausgehen und aus gegenüberliegenden Enden des Zylinders 4 herausragen (Figur 1). Die Längen der Kolbenstangen sind derart, daß sie aus den Enden des Zylinders 4 ohne Rücksicht auf die jeweilige Lage des Kolbens im Zylinder herausragen. Eine (nicht dargestellte) Belastung ist an der Kolbenstange 2 befestigt und der Zylinder 4 ist feststehend.
  • Die Durchmesser der Kolbenstangen 2 und 3 sind, wie Figur 3 zeigt, so angeordnet, daß der Kolben 1 vom Differential-Endflächen-Typ ist, wobei die wirksamen Flächen gegenüberliegender Seiten des Kolbens sich wie 2 : 1 verhalten. Der Kolben und die Kolbenstangen ergeben zusammen eine Einheit mit einer Axialbohrung, in der sich eine Ventilspule 5 befindet, von der ein Ende 40 aus dem äußeren Ende der Kolbenstange 3 heraustritt. Das heraustretende Ende der Spule 5 kann ein Ende eines axial beweglichen Regelgliedes 41 aufnehmen, das von einem Hebel gesteuert wird, dessen Drehachse in bezug auf den Zylinder feststehend ist. Die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung zum Zylinder ist proportional der Geschwindigkeit des Regelhebelmoments. Durch die Verwendung abgeschirmter Kabel kann eine Fernsteuerung durchgeführt werden. Durch die einstellbaren Anschläge wird die maximale Geschwindigkeit festgelegt. Die Anschläge 6 und 7 befinden sich an den heraustretenden Enden der Kolbenstange 3 und begrenzen die axiale Bewegung der Spule 5. Sie bestehen aus den heraustretenden exzentrischen Enden von Madenschrauben, die sich in einem Hals 42 am Spulenende 40 befinden und durch die diametrischen Gewindelöcher in der Kolbenstange hindurchgehen. Durch Drehen der Madenschrauben kann die Spule zur Kolbenstange 3 verschoben werden.
  • In der Bohrung befindet sich die Spule 5, von der ein Teil zwischen den zwei Meßkanten 8 und 9 dicht nebeneinander angeordnet ist. An einer Seite der Meßkanten befindet sich die Spule mit zwei breiten ringförmigen Rillen, die die Innenflächen entsprechender ringförmiger Abteile 12 und 16 ergeben, die in der Bohrung 13 an jeder Seite der Meßkanten 8 und 9 gebildet sind.
  • Der Zylinder 4 ist mit einem äußeren Speiseeinlaß zum Zuführen des unter Druck stehenden Arbeitsströmungsmittels an der Seite B des Kolbens 1 der kleineren Endfläche versehen. Durch den Kolben 1 führt eine Leitung 11 zum Abteil 12 in der Bohrung 13 der Kolbeneinheit.
  • Eine Öffnung 14 führt von der Seite A des Kolbens der größeren Endfläche zur Bohrung 13 an einer Stelle, an der sie durch die Meßflächen 8 und 9 geschlossen wird, wenn die Spule 5 eine "Ruhestellung" nach Figur 3 einnimmt.
  • Das Abteil 16 ist über einen radialen Durchgang 15 in der Kolbenstange 3 mit einer ringförmigen Kammer 17 verbunden, die zum Ausgangsauslaß führt. Die axiale Länge der Kammer ist größer als der Kolbenhub, so daß lii das Strömungsmittel ausströmen kann, wie auch immer die jeweilige Stellung der Einheit zum Zylinder ist.
  • Zwischen den Arbeitaflächen der Kolbeneinheit befinden sich Dichtungen 20, 21, 22 und 23 und zwei Abstreifringe 24 und 25, die das Eintreten von Schmutz in die Dichtungsflächen verhindern. Weitere Dichtungen 26 und 27 befinden sich an gegenEberliegenden Enden der Spule 5 und eine andere Dichtung 28 liegt zwischen einer offenen Endkappe 29, die ein Ende des Zylinders 4 verschließt, und dem Zylinder Die Endkappe 29 wird durch Schrauben 3o an ihrem Platz gehalten. Weitere Löcher 31 und 32 gehen durch den Zylinder hindurch und nehmen die Schrauben für die Befestigung an der Schaltvorrichtung auf.
  • Wenn die Schaltvorrichtung über den Einlaß 1o an einer Speisequelle eines unter Druck stehenden Arbeitaströmungsmittels liegt, sind die Seite B des Zylinders und das Abteil 12 mit dem auf Anlagendruck liegenden Arbeitsströmungsmittel gefüllt. Das Abteil 16 und die Eamser 17 sind dann mit dem auf Austrittsdruck stehenden Strömungsmittel gefüllt. Die Spule 5, die sich in neutraler oder in der Ruhestellung befindet, hat an den Meßkanten 8 und 9 einen Druckabfall. Der Druck des Strömungsmittels in der Öffnung 14, der an der größeren Seite A des Kolbens 1 wirkt, besitzt einen Druck, der etwa in der Mitte zwischen dem Anlagen- und dem Austrittsdruck liegt. Dieser ausgeglichene Zustand ergibt sich aus den Endflächen des Kolbens, die sich wie 2 : 1 verhalten, so daß die Drücke an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens gleich sind, wenn der Druck an der Seite A die Hälfte des Unterschiedes zwischen dem Anlagen- und dem Austrittsdruck ist0 Zum Halten der Spule 5 in der Ruhestellung ist keine äußere Kraft erforderlich. Sie stellt den Zustand dar, den die Schaltvorrichtung automatisch annehmen wird. Eine kleine Verschiebung der Spule 5 zur Kolbeneinheit in Richtung der Seite B der kleineren Flächen des Kolbens verschließt progressiv durch die Meßkanten 8 und 9 die Öffnung 14 und somit die Seite A des Kolbens gegen das Abteil 16, das an Austrittsdruck liegt.
  • Gleichzeitig kommt die Öffnung 14 progressiv mit dem Abteil 12 in Verbindung, das ein Ansteigen des an der Seite A des Kolbens wirkenden Strömungsmittels und ein entsprechendes Abfallen des Strömungsmitteldrucks, der an der Seite B des Kolbens wirkt, bewirkt. Demnach folgt der ursprünglichen Axialverschiebung der Spule 5 eine entsprechende Verschiebung der Kolbeneinheit in derselben Richtung. Wenn die Bewegung der Spule aufhört, bewegt sich die Kolbeneinheit weiter, bis das bisherige Druckdifferential an den Enden des Kolbens, das in der Gleichgewichtslage an Kolben und Spule auftritt, wieder hergestellt ist. Der Kolben kommt dann zur Ruhe.
  • st ähnlicher Weise ergibt eine Randverschiebung der Spule in Richtung der Seite A der größeren Fläche des Kolbens ein progressives Verschließen der Öffnung 14 gegen das Abteil 12 durch die Meßkanten 8 und 9 und dafür ein Verbinden dieser mit dem Abteil 15, das auf Austrittsdruck liegt. Der Druck an der Seite A wird somit verringert, der Druck an Seite B steigt an und die Kolbeneinheit bewegt sich nach links in Figur 3, bis die Drücke an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens wieder gleich sind. Dies geschieht, wenn die Meßkanten 8 und 9 die Öffnung 14 schließen.
  • Die Meßkanten 8 und 9 sind so angeordnet, daß der Raum zwischen ihren entfernten Ecken nur um einen Bruchteil größer als das Ende der Öffnung 14 ist, die diese in der "Ruhelage" der Spule 5 schließen. Die maximale Geschwindigkeit, bei der die Kolbeneinheit der Bewegung der Spule folgt, hängt von der Geschwindigkeit ab, bei der das Arbeitsströmungsmittel durch die Öffnung 14 fließen kann, die wiederum von der maximalen Verschiebung der Kanten 8 und 9 abhängt, die in bezug auf das Innenende der Öffnung 14 zugelassen ist. Diese Verschiebung kann durch Einstellen der Madenschrauben der Anschläge 6 und 7 eingestellt werden. Diese Anschläge, die durch die exzentrischen Teile der Madenschrauben gebildet werden, greifen in einen Einschnitt 42 in der Spule 5 ein.
  • Mehrere Servoschaltvorrichtungen der beschriebenen Art können in modularer Form in Parallelbetrieb nach Figur 4 verwendet werden.
  • Figur 4 zeigt drei Schaltvorrichtungen9 aber das Grundprinzip kann auf mehrere Schaltvorrichtungen ausgedehnt werden. Nur die rechte Vorrichtung in der Zeichnung ist mit einer Einlaßöffnung lo und einer Auslaßöffnung 18 versehen. Außer den beiden seitlichen Leitungen 32a und 32b, die zur selben Seite hin offen sind, und von denen, wie Figur 1 zeigt, die Leitung 32a in der Vorrichtung sich in die Seite B des Kolbens 1 öffnet, und die Leitung 32b sich in das Abteil 17 öffnet. Die Leitungen 32a und 32b der dazwischen liegenden Schaltorrichtun sind in diametralen Paaren angeordnet, so daß die Leitungen Jedes Paares sich über gegenüberliegende Seiten der Vorrichtung öffnen. Die linke Vorrichtung besitzt gerade eine einzige Leitung 32a und eine einzelne Leitung 32b. Wenn die Schaltvorrichtungen in Seitenanordnung zusammengebaut werden, um eine Batterie zu ergeben, werden zwischen den Registrierleitungen 32a und 32b O-Ringdichtungen 32¢ angeordreto Die ganze Einheit wird durch Schraubern, die durch die Schraubenlöcher 51 hindurchgehen, zusammengefaßt. Alle Seiten B der Kolben liegen parallel und nehmen das unter Druck stehende hydraulische Strömungsmittel aus dem einzigen Einlaß flo auf und alle Abteile 17 liegen zum hydraulischen Austrittströmungsmittel aus dem einzigen Auslaß 18 parallel. Jede Schaltvorrichtung kann dann unabhängig betätigt werden, und viele Rohrverbindungen zum Liefern des Arbeitsströmungsmittels an die Schaltvorrichtungen und des Austrittsströmungsmittels aus den Schaltvorriahtungen werden dann überflüssig. Jede Schaltvorrichtung kann mit allen Einlaß- und Auslaßöffnungen versehen sein, die zur Verwendung an jeder Endstelle oder an einer Zwischenstelle in einer Batterie notwendig sind. Die nicht benötigten Öffnungen können mit entsprechenden Schraubstöpseln verschlossen werden. Weitere Strömungsmittelöffnungen können in rechten Winkeln zu den dargestellten vorgesehen sein, damit eine feste Matrix von Sohaltvorrichtungen in zwei senkrechten Richtungen zusammengefaßt werden kann, wobei nur ein einziger Einlaß 10 und ein einziger Auslaß in einer Sohaltvorriohtung vorgesehen sind.
  • Bei einer Abänderung der Schaltvorrichtung nach den Figuren r bis 5 wird das Regelglied 41 durch einen Anker eins Blektromagneren ersetzt, dessen Wicklung koaxial an dem hindurchgehenden Ende des Kolbens 3 angeordnet iSt Die Erregung der Wicklung in entgegengesetzten Richtungen erzeugt entgegengesetzte Bewegungen der Spule 5 zum Kolben 3. Dies ergibt eine Schaltvorrichtung mit ausschließlichen Ein-Auæ Eigenscharten.
  • Bei einer Alternative der Schaltvorrichtung kann die Spule mit einem sich bewegenden Wicklungsantrieb verbunden sein, dessen Wicklung an einer unkehrbaren Gleichstromquelle liegt und durch einen biegsamen Tragkörper nur eine axiale Bewegung ermöglicht. Die Wicklung wird in das Feld eines Permanent- oder Elektromagneten gehängt, der entweder an der Kolbenstange 3 oder an dem Gerät befestigt ist, in dem die Vorrichtung entsprechend dem aus dem Antrieb erhältlichen Hub und dem aus der Schaltvorrichtung benötigten Hub angeordnet ist. Der Magnetantrieb arbeitet in solcher Weise, daß das Anlegen der Wicklung an einen Strom einer Polarität eine Verschiebung der Wicklung zum Magneten in der entsprechenden Richtung proportional zur Größe des angelegten Stromes und somit eine entsprechende Verschiebung der Spule zur Kolbeneinheit erzeugt und damit ein Arbeiten der Schaltvorrichtung. Bei einer solchen Anordnung ergibt der biegsame Tragkörper ein federndes Vorspannelement, das den Spulenteil in die Ruhestellung bringt. Der Magnetantrieb kann in ähnlicher Weise wie der Antrieb bei Lautsprechern arbeiten. Die Größe des Stromes und seine Richtung können durch ein Mittelabgriff-Potentiometer geregelt werden, dessen beide Enden mit dem negativen und positiven Pol einer quelle einer in einer Richtung fließenden Spannung verbunden sind und der Mittelabgriff an der Spannung Null liegt. Der sich bewegende Magnetantrieb liegt elektrisch zwischen dem Mittelabgriff des Potentiometers und seinem einstellbaren Abgriff0 Die Spannung am Magnetantrieb und seine Polarität wird dann durch die Stellungen der beiden Abgriffe zueinander bestimmt, so daß eine vollständige elektrische Steuerung der Schaltvorrichtung innerhalb der durch die Anschläge 6 und 7 gegebenen Grenze erhalten wird.
  • Figur 5, in der die Teile, die in ähnlicher Weise auf die anderen Figuren bezogen sind, zeigt drei Schaltvorrichtungen, die in einer Monoblockkonstruktion angeordnet sind, das heißt, daß der Block 60 gebohrt ist und so die Zylinder aller drei Vorrichtungen wie bisher besitzt. Jede Vorrichtung besitzt eine Spule 5, die axial in einer Kolbeneinheit 3 bewegt werden kann. Die Abteile 17 aller drei Vorrichtungen sind durch parallele Seitenleitungen 66 mit einem quer verlaufenden Austrittskanal 65 verbunden. Die Außenenden der Leitungen 66, wobei sie durch die Seite des Blocks 60 offen sind, sind durch Schraubstöpsel 63 verschlossen. In gleicher Weise ist die Seite B des Kolbens 1 jeder Vorrichtung über eine Leitung 61 mit einer gemeinsamen Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittelkanals 62 mit einem Stöpseleinsatz 64 im rechten Ende des Blockes verbunden. Ein ähnlicher (nicht dargestellter) Schraubstöpsel befindet sich am benachbarten Ende des Parallelkanals 65. Diese Kanäle können auch als Einlaß und Auslaß in die bzwe aus den Vorrichtungen unverschlossen benutzt werden. Der Strömungsmitteldruck wird an alle parallel liegenden Schaltvorrichtungen aus einer einzigen Rohrverbindung 67 gegeben, die sich in die Seite B des Kolbens 1 der rechten Vorrichtung öffnet. In gleicher Weise ist auch eine Austrittsverbindung, , der die rechte Vorrichtung zugeordnet ist und die sich in das Abteil 17 öffnet, durch den Fe;nal 65 mit allen Leitungen 66 der Schaltvorrichtungen verbunden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Zylinder 4, der den Körper der Vorrichtung bildet, mit dem Gerät fest verbunden, in dem er installiert werden soll, und auch mit einer zu betätigenden Einrichtung oder Apparatur fest verbunden. Die Schaltvorrichtung kann aber so an der Einrichtung befestigt werden, daß sie ein Ganzes mit ihr bildet, und kann auch bei der Herstellung mit ihr ein Ganzes sein.
  • Figur 6 zeigt vereinfachte graphische Skizzen (1) bis (16) verschiedener Anordnungen der Schaltvorrichtung, die durch den Buchstaben P dargestellt ist und zum Regeln einer Einrichtung Q dient. Diese Anordnungen sind: (1) Eine einzige Vorrichtung P und eine Einrichtung Q befinden sich auf einer gemeinsamen (nicht dargestellten) Grundlage.
  • (2) Wie bei (1), aber mit zusammengesohraubtem Gehäuse, d.h. die Vorrichtung P kann an die Einrichtung Q angeflanscht sein.
  • (3) Die Vorrichtung P und die Einrichtung Q befinden sich in einem ganzen Gehäuse S. Getrennte hydraulische Verbindungen C sind für beide vorgesehen.
  • (4) Wie bei (3), aber mit einer einzigen äußeren hydraulischen Verbindung zum Speisen von Vorrichtung P und Einrichtung Q.
  • (5) Vorrichtung P und Einrichtung Q sind wie bei (1) zusammengesetzt und ergeben einen Mehrachsenbetrieb, wobei jede Achse unabhängig von allen anderen arbeiten kann und getrennte aber einzelne hFdraulische Verbindungen zu den Vorrichtungen P und den betätigten Einrichtungen Q führen.
  • (6) Wie bei (5), aber angeordnet wie (2).
  • (7) Einzelne aus einem Ganzen bestehende Einheiten von Vorrichtung P und Einrichtung Q wie bei (3) zum Mehrfach- (unabhängigen) Betrieb.
  • (8) Einzelne Einheiten aus Vorrichtung P und Einrichtung Q wie bei (4) zusammengesetzt zum Mehrfach-(unabhängigen) Betrieb.
  • (9) Wie bei (5), wobei aber die Vorrichtungen P an Monoblockleitungen liegen.
  • (1o) Wie bei (6), wobei aber die Vorrichtungen P an Monoblockleitungen liege.
  • (11) Monoblockvorrichtungen P und betätigte Monoblockeinrichtung Q sind aneinander geflanscht.
  • (12) Wie bei (11), aber in Fußmontage.
  • (13) Zusammengesetzte Vorrichtungen P, die in Verbindung mit Monoblockeinrichtungen Q in Ftißmontage sind.
  • (14) Voll integrierte Mehrachsen-P-Q-Einheitt aber mit getrennten hydraulischen Verbindungen zu P und Q.
  • (15) Voll integrierte Mehrachsen-P--Einheit mit getrennten Einzelleitungen zum Speisen der ganzen Einheit.
  • (16) Voll integrierte Mehrachsen-p-q-Rinheit mit einzelnen hydraulischen Verbindungen zum Speisen der ganzen Einheit.
  • Die beschriebene Schaltvorrichtung enthält nur drei Teile, namlich die Kolbeneinheit, die Spule und den Zylinder. Sie ist somit kompakt und ihre Teile sind verhältnismäßig leicht herzustellen.

Claims (14)

  1. Patentansprüche
  2. r'1 Schaltvorrichtung mit einem Zylinder, einem doppeldirkenden Differentialendflächen-Kolben mit mindestens einer in bezug auf den Zylinder beweglichen Kolben stange, einem Ventil mit einer Steuerspule und einer MeBeinrichtung, wobei seine Stellung die relative Stellung des Kolbens im Zylinder ist, dessen Achse mit den Achsen des Kolbens, der Kolbenstange und der Steuerspule kolinear verläuft, mit einem Einlaßweg zum Geben von unter Druck stehendem Strömungsmittel an eine Seite des Kolbens und einem Auslaßweg zum Auslassen von unter Druck stehendem Strömungsmittel aus der anderen Seite des Kolbens unter Steuerung der Spule, und mit Rohrverbindungen an der Schaltvorrichtung an den AuBenenden von Einlaß- und Auslaßweg, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbinduwngen (io, 18) zusammen in der Wand (4) des Zylinders vorgesehen sind, so daß keine äußeren biegsamen Verbindungen zur Kolbeneinheit notwendig sind0 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (5) in einer Bohrung (13), die durch den Kolben (1) und die Kolbenstange (3) hindurchgeht, axial beweglich ist.
  3. 3. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (5) sich in einer Arbeitskammer (13) bewegt und Meßflächen (8, 9) besitzt, die die Arbeitskammer in zwei Abteile (12, 16) teilen, von denen das eine durch eine Leitung (11) zur Seite B der kleineren Fläche des Kolbens und das andere (16) mit der Austrittsrohrverbindung (18) verbunden ist.
  4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß eine ringförmige Kammer (17) mit einer längeren axialen Länge als der Hub des Kolbens (1) eine der Kolbenstangen (3) umgibt und mit der Austrittsrohrverbindung (18) in Verbindung steht und daß ein radialer Durchgang (15) das zweite Abteil (16), das durch die Spule gebildet wird, an die Verbindung (18) bei allen Stellungen des Kolbens legt.
  5. 5. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (6, 7) zum Begrenzen der axialen Bewegung der Spule (5) in bezug auf die Kolbenstange (3) vorgesehen sind.
  6. 6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (6, 7) einzeln einstellbar und je durch ein exzentrisches Endteil einer Madenschraube, die durch ein radiales Loch an der Kolbenstange (3) geschraubt ist, gebildet sind, wobei das exzentrische Ende sich in einem Einschnitt (-42) der Spule (5) befindet.
  7. 7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der gegenüberliegenden Seiten (A, B) des Kolbens sich wie 2 : 1 verhalten.
  8. 8f chaltvorrichtung.nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Paar diametral verlaufende Einlaßleitung für das unter Druck stehende Strömungsmittel und ein zweites Paar diametral verlaufender Austrittsleitungen vorgesehen sind.
  9. 9. Schaltvrrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbindungen (1o' 18) sich an einer flachen Außenfläche der Zylinderwand befinden.
  10. 10. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie die Arbeitsweise einer mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel betätigten Einrichtung steuert, die. ein Gehäuse besitzt, das auch den Zylinder, die Einrichtung und die Verteilung des Strömungsmittels an das Gehäuse bildet.
  11. 11. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie eine von mehreren identischen Vorrichtungen ist, die seitlich nebeneinander angeordnet und zum einzelnen Arbeiten durch statische Zwischenverbindungen verbunden sind, die nur durch Leitungen gebildet werden, die durch die benachbarten Seiten nebeneinander liegender Zylinder entsprechender Vorrichtungen hindurchgehen.
  12. 12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schaltvorrichtungen mit~zwei starren Rohrverbindungen zum Zuführen und Abgeben des Strömungsmittels für alle Vorrichtungen vorgesehen sind.
  13. 130 Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Vorspannelement den Spulenteil in die "Ruhestellung" bringt, ein Magnetantrieb die Stellung des Spulenteils zur "Ruherstellung entsprechend der Größe und Polarität eines elektrischen Steuerstromes regelt und ein Stromregelelemeit hinsichtlich der Richtung und Größe des dem Magnetantrieb zugeführten Stromes einstellbar ist.
  14. 14. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetspulonglied eines Elektromagneten einen Anker hinsichtlich dessen Lage steuert, wobei Spulenglied oder Anker an der Spule des Spulenventils befestigt ist.
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