DE1101887B - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents

Description

• Hydraulische Steuervorrichtung Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung mit einem Kolbenschieber, einem Einlaßkanal, zu beiden Seiten des Einlaßkanals liegenden Verbraucherkanälen und zwei durch Drosselventile verengten Ablaufkanälen seitlich der Verbraucherkanäle.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Steuervorrichtungen dieser Art, die insbesondere zur Steuerung des Druckflüssigkeitszu- und -ablaufs bei Arbeitskolben von Werkzeugmaschinen und hydraulischen Hebegeräten ,dienen, so auszubilden, daß, falls erwünscht, dem Arbeitskolben eine sehr rasche Bewegung erteilt werden kann, beispielsweise für eine Eilgangbewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß schlagartig eine Verbindung zwischen der einen Seite des Arbeitskolbens und dem Druckflüssigkeitsvorrat herbeigeführt werden kann, und zwar durch einen zusätzlichen Kolbenschieber, der unter Umgehung der Drosselventile den direkten Durchgang von den Ablaufkanälen zum Rücklaufkanal herbeiführt.
• An sich sind bei Steuervorrichtungen der eingangs erwähnten Art bereits Vorrichtungen bekannt, um einen beschleunigten Rückfluß der hydraulischen Druckflüssigkeit zum Flüssigkeitsvorrat zu bewirken. Diese bekannten Vorrichtungen dienen aber anderen Zwecken. So ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei der die beiden Seiten des Arbeitskolbens durch von zwei verschiedenen Pumpen geförderte Druckflüssigkeit beaufschlagt werden und bei überdruck Druckflüssigkeit durch automatisch wirkende Entlastungsventile abgeführt werden kann, die zwischen dem Flüssigkeitsvorrat und den Druckleitungen der beiden Pumpen vorgesehen sind. Ferner ist eine mit einem Steuerschieber arbeitende Steuervorrichtung bekannt, bei der in einer bestimmten Stellung des Schiebers ein beschleunigter Ablauf der Druckflüssigkeit stattfinden kann, wobei aber beide Seiten des Arbeitskolbens gleichzeitig entlastet werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und 3, Fig. 3 einen Aufriß mit teilweisem Schnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1 und 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 1. In der Zeichnung bezeichnet 10 in Fig. 1 einen beweglichen Teil einer zu steuernden Maschine, z. B. den Arbeitstisch einer Hobel- oder Formmaschine oder den Bohrer einer Bohrmaschine. Ferner ist ein in einem Zylinder 12 verschiebbar angeordneter Kolben 11 vorgesehen, dessen Stange 13 mit dem beweglichen Teil 10 der Maschine im Kontakt steht. Der Kolben 11 weist in seiner Mitte eine Umfangsnut 14 auf, die über eine axiale Bohrung 15 der Stange 13 mit dem Ablauf verbunden ist. Wenn Flüssigkeit in die Nut 14 eintritt, so wird sie sofort abgeführt, die beiden Räume A und B beidseitig des Kolbens sind somit voneinander ,getrennt.
• Die Bewegung des Kolbens il wird von einem Schieber gesteuert. Dieser besteht aus einem Gehäuse 16 mit einer Bohrung 17, in welcher ein Kolben 18 verschiebbar angeordnet ist. Verschiedene Kanäle sind im Gehäuse 16 vorgesehen, die mit der Bohrung 17 kommunizieren. Der Einlaßkanal19 verbindet .die Bohrung 17 mit der Ausgangsleitung einer Hochdruckpumpe 20. Symmetrisch in bezug auf die Mündung dieses Kanals 20 sind zwei Verbraucherkanäle 21, 21 a vorgesehen, die je mit einem der Räume A, B verbunden sind. Ferner sind zwei Ablaufkanäle 22, 22 a und zwei Kanäle 23, 23 a vorgesehen. Die Ablaufkanäle 22, 22 a sind,durch eine Bohrung 24 verbunden, in welcher sich ein zweiter Kolben 25 befindet. Ferner sind im Gehäuse 16 zwei Bohrungen 26, 26a zur Aufnahme von Drosselventilen vorgesehen, welche Bohrungen koaxial mit den Kanälen 22 bzw. 22a sind. Das innere Ende dieser Bohrungen 26, 26a ist mit einem Gewinde versehen, so daß die zylindrischen Stopfen der Drosselventile 27, 27a eingeschraubt werden können. Die Drosselventile haben ein verjüngtes Ende, das in die Ablaufkanäle 22 und 22a eintritt und deren wirksamen Querschnitt vermindert. Eine Bohrung 29 verbindet die Bohrungen 26, 26a. Der Kolben 18 ist in seine beiden Stellungen mittels Solenoiden (Fig. 5) verstellbar. Diese Solenoide bestehen aus einem Eisenkörper 30, einer Wicklung 31 und einem Anker 32, 32a. Die Magnete sind am Gehäuse 16 befestigt.
• Die Pumpe 20 (Fig. 1 und 2) fördert die hydraulische Flüssigkeit, z. B. Öl, durch den Kanal 19. Das Öl fließt dann über den Kanal 21 in den Raum A, und der Kolben 11 wird nach rechts (Fig. 1) verstellt, so daß das Volumen des Raumes B abnimmt. Das sich in diesem Raum B befindliche Öl fließt über die Kanäle 21a und 22a und gelangt in die Bohrung29, wobei das Ende 28 .des Drosselventils 27a das Ende des Kanals 22a mehr oder weniger .sperrt. Die Verstellungsgeschwindigkeit des Kolbens 11 hängt somit von der Einstellung des Drosselventils 27a ab. Von .der Bohrung 29 gelangt das Öl über die Kanäle 34, 35 (Fig. 2 und 4) in den Ölsumpf 36 der Pumpe 20 zurück.
• Der Kolben 18 gleitet dicht in der Bohrung 17 und weist vier Teile D, Da, E und Ea mit verjüngtem Durchmesser auf. Zwischen den Teilen D und Da weist der Kolben 18 bei 37 eine Umfangsnut 38 auf, ,die durch mindestens eine Radialbohrung 40 mit einer Längsbohrung 39 verbunden ist.
• Die Teile D und E sind durch den Bund 41, die Teile D und Da durch den Bund 37 und die Teile Da und Ea durch den Bund 41a getrennt. Ferner schließen .die Teile E, Ea an Bunde 42, 42a an, die je mit einer Nut 43 zur Aufnahme eines Dichtungsringes versehen sind. Die Teile E, Ea weisen Radialbohrungen 44 auf, die mit der Längsbohrung 39 kommunizieren.
• Das Ganze ist derart bemessen, daß der Teil D sich über die Kanäle 19 und 21, der Teil Da über die Kanäle 21a, 22a, der Teil E über die Kanäle 22, 23 und der Teil Ea über den Kanal 23 a erstreckt (Stellung der Fig. 1). Beim Verschieben des Kolbens 18 in die andere Stellung erstreckt sich der Teil D über 21, 22, der Teil Da über 19, 21 a und der Teil E über 23 und der Teil Ea über 22 a, 23 a.
• Die dargestellte Vorrichtung funktioniert wie folgt: Man nehme an, die verschiedenen Teile befänden sich in der Stellung der Fig.1 und das unter Druck stehende Öl ströme durch den Kanal 19. Das Öl gelangt in den Raum A des Zylinders 12 und ist bestrebt, den Kolben 11 nach rechts zu verschieben, d. h. das Volumen des Raumes B zu reduzieren. Dieser Raum sowie die mit ihm kommunizierenden Kanäle sind mit Öl gefüllt. Wie erwähnt, ist die Verstellungsgeschwindigkeit des Kolbens Funktion der Durchflußmenge des Öls durch den Kanal 22a.
• Es gibt stets einen Druckunterschied zwischen den Räumen A, B und zwischen den Ringräumen um die Teile D und Da. Die beweglichen Teile werden natürlich in Richtung des kleineren Druckes verstellt. Falls Öl durch den Kolben 11 oder durch die Wand 37 sickern würde, wäre die Geschwindigkeit des Kolbens 11 dadurch beeinflußt, und die Steuerung- der Maschine wäre nicht mehr zuverlässig. Dies ist hier nicht möglich dank den Ringnuten 14 und 38. Das Öl kann nie in den Raum kleineren Druckes gelangen, vJeil es vorher dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, der tiefer liegt als der genannte kleinere Truck. Das in die Ringnut 38 gelangende Öl fließt in denkingräumen um die Teile E, Ea, die über den Kanal 35 stets mit dem Ölsumpf 36 verbunden sind. In. diesen Räumen ist somit ein Druckanstieg unmöglich.
• Manchmal ist eine rasche Bewegung des Kolbens erwünscht, z. B. dann, wenn er zum Hin- und Herbewegen eines Arbeitstisches dient. Dies wird durch Herstellung einer Verbindung zwischen den Kanälen 22 oder 22 a und .der Bohrung 29 ermöglicht. Um diese Umleitung des Öls zu verwirklichen, ist ein zweiter Schieber 25 vorgesehen.
• Das Gehäuse 16 weist hierfür eine Bohrung 46 auf, deren Achse senkrecht zur Achse der Bohrung 24 steht (Fg. 2). Eine Feder 47 belastet den Schieberkolben 25; der sich in der Bohrung 46 befindet, derart, daß .er nach oben gedrückt wird. In der dargestellten Stellung steht er im Kontakt mit dem Magnetanker 32a. Der Schieber 25- weist zwei durch einen Bund 48 getrennte Teile F und G kleineren Durchmessers und beiderends eine Ringnut 50 zur Aufnahme eines Dichtungsringes auf.
• Wenn der Schieber 25 sich in der sogenannten geschlossenen Stellung befindet (Fig. 2 und 5), so sperrt der Bund 48 die Bohrung 24. Unter Druck stehendes, von den Kanälen 22 oder 22a kommendes Öl wird zwischen dem Umfang des Bundes 48 und der Wand der Bohrung 24 in .den Ringräumen um die Teile F, G sickern. Es gelangt aber über die Bohrungen 34, 35 (Fig. 2) in den Ölsumpf zurück.
• Die rasche Bewegung des zu steuernden Maschinenteiles 10 wird durch Erregung der mit dem Magnetanker32a zusammenwirkendenWicklung erreicht. Der Schieber 25 wird verstellt, und das Öl gelangt unmittelbar von der Bohrung 24 in den Ringraum um den Teil F und von dort über die Bohrungen 29, 34, 35 in den Ölsumpf 36.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulische Steuervorrichtung mit einem Kolbenschieber, einem Einlaßkanal, zu beiden Seiten des Einlaßkanals liegenden Verbraucherkanälen und zwei durch Drosselventile verengten Ablaufkanälen seitlich der Verbraucherkanäle, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Kolbenschieber (25), der unter Umgehung der Drosselventile (27, 27a) den direkten Durchgang (34) von den Ablaufkanälen (22, 22a) zum Rücklaufkanal (35) herbeiführt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (30, 31, 32, 32a) für den ersten Kolbenschieber (18).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (30, 32a) für den zusätzlichen Kolbenschieber (25). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 265 812; österreichische Patentschrift Nr. 186 476; französische Patentschrift Nr. 1025 728; britische Patentschrift Nr. 535 369; USA-Patentschriften Nr. 2 318 757, 2 392 471, 2 415 417, 2 506111, 2 506129, 2 582 088, 2 610 022, 2 634 086, 2 649 996, 2 651324, 2 661182.