DE845881C - Elektrohydraulische Verstellvorrichtung fuer Arbeits- oder Schaltgeraete - Google Patents

Description

• Elektrohydraulische Verstellvorrichtung für Arbeits- oder Schaltgeräte

  Für die \'crstelluiig von Bremsen. Kupplungen,

  Scliielx#i-ii, \'cntileli, 1)i-osselklapl)en uAgl. kommen

  mit Vorteil clektroliv(lratilische VerstellvorricIatun-

  gen zur Anwendung, die sich im wesentlichen

  durch die Bauliche lusainineiifassung eines elek-

  trisc1wti .\nti-icl)stnotors, einer von diesem angetrie-

  b(enen I)uiiil)e, eines vom Drucköl dieser Pumpe

  beaufschla,--ten h()11)cns Lind eine: Ülbehä lters keiin-

  zeiclincii. I)ie @erstcllgescliwindigkeiten dieser

  Verstcllvorrichtungen betragen Bruchteile von Se-

  kundeii. Ihre narrensichere u11(1 robuste Bauweise

  erlaubt eine Schalthäufi--keit von maximal rund

  3000 SclI;tlttlngell je Stull(le. Der b)caufsclilagucigs-

  (1nick (lcs Stellk(11hens lwltitift sich durchweg

  auf weniger als i atii. (la zwecks Erzielung eines

  I11Ug11@11@C l'intachen Aütbanes als Ptimpe vorzttgs-

  weise eine einfache Flügelradpuinl>e zur Anwendung kommt.
• Die l#-'rfin(luiig bezweckt eine weitere t\usgestaltung einer solchen elektro'hvdratilischeti Verstellvorrichtung. Die Erfindung erreicht diese 1i11 wesentlichen dadurch, daß der mit verhältnismäßig niedrigem Öldruck von der Pumpe beaufschlagte Stellkolben seinerseits zur Betätigung eines Hochdruckpuinpenkolbens dient, der den Verstelldruck zur Verstellung des Arbeits- oder Schaltgerätes liefert. Der Niederdruckstellkolben und der Hochdruckpumpenkolben können dabei zu einem Stufenkolben vereinigt sein. Der Hochdruckstellkoll)en, der den vom Hochdruckpumpenkolben erzeugten Oldruck aufnimmt, Nvird vorteilhaft in die Baueinheit voll Antriebsmotor, Ptimpe, Niederdruckstellkolben und Ölbehälter mit einbezogen. Hierbei empfiehlt es sich, den elektrischen Antriebsmotor, die Pumpe, den Niederdruckstellkolben, den Hochdruckpumpenkolben sowie den Hochdruckstellkolben gleichachsig zueinander anzuordnen. Der den vorn Hochdruckpumpenkolben erzeugten Öldruck aufnehmende Hochdruckstellkolben kann auch mit dem Arbeits- oder Schaltgerät baulich gereinigt werden, in welchem Fall er mit dem Zylinder des Hochdruckpumpenkolbens über eine Druckölleitung in Verbindung steht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der elektrische Antriebsmotor unter Öl am Boden des Ölbehälters und die Purnpe unmittelbar oberhalb des Motors angeordnet, während der Niederdruckstellkolben, der llochdruckpumpenkolben und gegebenenfalls der Hochdruckstellkolben den oberen Teil des Öl- behälters einnehmen.
• Zwischen der Druckseite des Niederdruckstellkolbens und der Druckseite des Hochdruckpumpenkolbens 'kann ein gesteuerter Durchlaß vorgesehen werden, der im letzten Teil des Krafthubes geöffnet, im ersten Teil des Krafthubes und beim Rückhub dagegen geschlossen ist. Der Durchlaß kann hierbei von einer Längsbohrung des hTiederdruckstellkolbens und des Hochdruckpumpenkolbens gebildet werden, wobei die Steuerung des Durchlasses von einem in dieser Längsbohrung axial verschiebbaren Schieber erfolgen kann. Der Steuerschieber wird hierbei vorteilhaft als Differenzkolbenschieber ausgebildet. Weiter kann ein Rückschlagventil vorgesehen werden, das beim Rückhub des Kolbens sich öffnet und die Hochdruckseite des Hochdruckpumpenkolbens mit einem drucklosen Ölvorratsraum verbindet.
• Eine derartige elektrohydraulische Verstellvorrichtung ermöglicht eine Vervielfachung der Stellkräfte ohne eine Vergrößerung der Baumasse bzw. bei gleichen Stellkräften eine Verkleinerung der Baumasse. Der einfache Aufbau der Vorrichtung bleibt dabei grundsätzlich gewahrt, da an Stelle der bisherigen Kolbenstange lediglich ein Pumpenkolben und ein Hochdruckstellkolben tritt. Die selbsttätige Verbindung von Hoch- und Niederdruckseite mittels des gesteuerten Durchlasses gibt dabei die Voraussetzung für einen schnellen Rückhub; während durch die Anordnung des Rückschlagventils dafür gesorgt wird, daß etwaige Leckölinengen bei jeder Stellbewegung selbsttätig ersetzt werden. Der Anwendungsbereich der elektrohydraulischen Verstellvorrichtung wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erheblich erweitert, und ztar mit Vorteil auf solche Anwendungen, bei denen ein verhältnismäßig großer Leerhub und ein verhältnismäßig kleiner Krafthub zu bewältigen sind, wie dies z. B. bei selbsttätigen Spannvorrichtungen für Werkzeugmaschinen der Fall ist.
• Die Zeichnung zeigt in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung, während in Fig. 2 und 3 im vergrößerten Maßstab zwei Ausführungen für den erfindungsgemäß angeordneten Steuerschieber wiedergegeben sind. In Fig. i bezeichnen io den zylindrischen, mit Öl gefüllten Behälter, i i den unter Öl am Boden des Behälters io angeordneten elektrischen Antriebsmotor, 12 die von diesem angetriebene, auf dem oberen Ende der Motorwelle fliegend befestigte Flügelradpumpe, 13 den im Druckzylinder 14 geführten Niederdruckstellkolben, 15 den Deckel des Ölbehälters io, 16 und 17 die zwischen dem Deckel 15 und dem Niederdruckstellkolben 13 eingespannten Rückdruckfedern, 18 und i9 die mit dem Niederdruckstellkolben 13 nach Art eines Stufenkolbens baulich vereinigten Mitteldruck- und Hochdruckpumpenkolben, 2o und 21 die zugehörigen Druckzylinder, 22 den Hochdruckstellkolben und 23 die am Ende desselben angeordnete, zur Kupplung mit dem zu verstellendenArbeits-oder Schaltgerät dienende Kupplungsöse.
• Die Arbeitsweise ist grundsätzlich folgende: Bei Einschaltung des 'Motors i i drückt die von diesem angetriebene Pumpe 12 das von ihr angesaugte 01 unter den Niederdruckstellkolben 13. Dieser wird entgegen der Wirkung der Druckfedern 16 und 17 nach oben gedrüdkt, wobei er seinerseits die beiden kleinen Pumpenkolben 18 und i9 nach oben verschiebt. Das von diesen Kolben 18 und i9 verdrängte Öl gelangt mit hohem Druck auf die kleine Beaufschlagungsfläche des Hochdruckstellkolbens 22, wodurch dieser seine Stellbewegung ausführt. Wird der Motor i i wieder abgeschaltet, so drücken die Federn 16 und 17 die Kolben 13, 18 und i9 in ihre Ausgangslage zurück. Der Stehkolben 22 folgt dieser Bewegung unter der Wirkung einer beim Krafthub gespeicherten Feder- oder Gewichtskraft. Das unterhalb des Niederdruckstellkolbens befindliche Öl wird bei der Rückbewegung durch die Flügelradpumpe 12 hindurch in den drucklosen Behälter io zurückgedrückt.
• In Fig. 2 und 3 bezeichnen wiederum 13 den Niederdruckstellkolben, 18 und i9 die beiden Pumpenkolben und 20, 21 die beiden Pumpenzylinder. Die Zeichnung zeigt, daß die Kolben 13, 18, i9 einen Längsdurchlaß 24 aufweisen. Der Pumpenkolben 18 ist außerdem mit einem Seitenkanal 25 versehen, der in den Längsdurchlaß 24 übergeht. 26 ist der Steuerschieber, der mit seinen beiden Kolbenflächen 27 und 28 den Durchlaß 24 selbsttätig steuert. Die Führung des Steuerschiebers 26 wird dabei an seiner Kolbenfläche 28 von Rippen 29 des Pumpenkolbens 18 gebildet. Bei der Ausführung der Fig. 3 ist der Steuerschieber 26 noch mit einer Längsbohrung 30 versehen, so daß die Beaufschlagungsfläche dieses Schiebers nur dem jeweiligen Differenzdruck ausgesetzt ist. 31 ist die Rückstellfeder des Steuerschiebers 26. 32 ist ein Rückschlagventil, das bei der Ausführung der Fig. 2 im Pumpenzylinder 21 und bei der Ausführung der Fig. 3 im Niederdruckstellkolben 13 angeordnet ist und das die Verbindung zu einem drucklosen ölraum steuert.
• Die Zeichnung zeigt bei beiden Ausführungen den Steuerschieber 26 in der Stellung während des letzten Teiles des Aufwärtskraftllubes. Zu Beginn

  diese; Hubes liegt der Steuerschieber 26 unter der

  Wirkung seiner Feder 31 in der oberen Stellung,

  in der er mit der Kolbenfläche 27 den Durchlaß

  nach unten absperrt, während die Kolbenfläche 28

  den f)tirclilal.i vom Zylinder 20 nach oben freigibt.

  1)as vom

  t g verdrängte Öl kann

  infolgedessen zuniichst in den Pumpenzylinder 21

  nach ollen ströineii. \lit zunelwiendem Druck in

  dieset1l ZVIIIi(Ier 21 wird der Steuerschieber 26 in

  die in der Zeichnung dargestellte Lage gedrückt,

  in der die @'erhindung mit der Hochdruckseite

  unterbrochen und titinnielii-, wie die Pfeile an-

  deuten, die @'erl)indung mit der Niederdruckseite

  hergestellt ist. Das Rückschlagventil 32 wird

  wiilireild des Krafthubes durch clen hohen Öldruck

  ge5clilUäst'll gehalten.

  Wird der XEotor abgeschaltet und beginnt die

  \'orriclitulig unter der Wirkung der Rückdruck-

  feden@ i(i, 1; dt#li Rückhub, so geht der

  2l, sogleich in seine obere Steuerstellung.

  [)ei- Zvlili(1el- 20 wird über den Kanal 25 und den

  Durclilaß 24 lllit deal @vlin<ler 21 verbunden. Das

  (>1 kann itl deil 7.vliucler 20 einstriinien, so tiaß in

  diesem I;riii Unterdruck entsteht. der einen Rück-

  litil) der Kolben verliinclei-n würde. Gleichzeitig

  wird wahrend des Rücklitibes infolge der eintreten-

  den Drucksenkung das Riickschlagventil 32 geöffnet.

  Damit wird dit' `erbindung zum drucklosen ÖI-

  ratun Hergestellt. tind es kann je nach Ikdarf mehr

  oder )veiliger @'@»ratsöl nachströmen und die ver-

  ll,renen l.ecki>lmetigetl ersetzen.

  Die I?rfindung ist auf die dargestellten Aus-

  fiihrntigen nicht beschriinkt. So kann beispielsweise

  der l lochdruckstellkolben mit dem zti verstellenden

  Arbeits- Oder Schaltgerät baulich verbunden sein.

  En diesem Fall ist der l lochdruckzylinder 21 durch

  eine Druckiilleitung tnit dein Zylinder des Stell-

  koll)ens 22 zti verbinden. @-@'eiter ist es möglich, den

  E-lochdruckstellkolbeli 22 aus zwei teleskopartig in-

  eiliali(lergefiilii-teti Kolben finit verschieden großer

  Druckfliiche zu bilden, wohei der Kolben mit der

  kleineren Druckflache als Kolbenstange für den

  Kolben niit der gri>ßere'li Druckfläche dient, derart,

  daß ini ersten "feil des Krafthubes der große Kolben

  über den kleinen auf das zu verstellende Arbeits-

  oder Schaltgerät arbeitet. während iln zweiten Teil

  des Kraftlitibes der große Kolben durch einen festen

  Anschlag festgehalten wird und der kleine Kolben

  allein den Krafthub ausübt. Wird der Hochdruck-

  stellkolben von der eigentlichen elektrohydrauli-

  schen @'erstellvorrichtung baulich getrennt und finit

  dem E'uml)enzvlinder nur über eine Druckölleitung

  verl)un<leil, s@,.ki>nnen gegebenenfalls auch mehrere

  Ilochdruckstellkolben an den gemeinsamen Pum-

  1>r#nzy@i@der der elektrohydraulischen @-erstellvor-

  riclitung abgeschlossen werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. I?lektrohvdraulische Verstellvorrichtung für Arbeits- oder @chaltger:ite, bestellend aus einem <@lc'ktrisclieii Antriebsmotor, einer von dieseln angetriebenen I'unllw, einem vorn Drttck- ül d( -i- I'nml,e beaufschlagten Steilkolben sowie einem mit dem Motor, der Pumpe und dem Steilkolben zu einem Gerät baulich vereinigten Ölbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der mit verhältnismäßig niedrigem Öldruck von der Pumpe (12) beaufschlagte Steilkolben (13) seinerseits zur Betätigung eines Hochdruckpumpenkolbens (i9) dient, der den Verstelldruck zur Verstellung des Arbeits- oder Schaltgerätes liefert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckstellkolben (13) und der Hochdruckpumpenkolben (i9) zu einem Stufenkolben vereinigt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den vom Hochdruckpumpenkolhen (i9) erzeugten Öldruck aufnehmende Hochdruckstellkolben (22) in die Baueinheit von Antriebsmotor (i i), Pumpe (12), Niederdruckstellkolben (13) und Ölbehälter (io) mit einbezogen ist. t. Vorrichtung nachAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische:'#,ntriebsinotoi-(i i), die Pumpe (12), der N iederdruckstellkolben (13), der Hochdruckpulipenkolben (iy) sowie der Hochdruckstellkolben (22) gleicha chsi 9 zueinander angeordnet sind. j. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den vom Hochdruckpumpenkolben erzeugten Öldruck aufnehmende Hochdruckstellkolben mit dem Arbeits- oder Schaltgerät baulich vereinigt ist und mit dem Zylinder des Hochdruckpumpenkolbens über eine Druckölleitung in Verbindung steht. 6. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,daß der elektrischeAntriebsmotor (ii) unter 01 am Boden des Öll)eliälters (io) und die Pumpe (12) unmittelbar oberhalb des Motors (i i) angeordnet sind, während der Niederdruckstellkolben (13), der Ilochdruckpumpenkolben (i9) und gegebenenfalls der Hochdruckstellkolben (22) den oberen Teil des Ölbehälters (to) einnehmen. 7. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckseite des Niederdruckstellkolbens (13) und der Druckseite des Hochdruckpumpenkolbens (ig) ein gesteuerter Durchlaß (24) vorgesehen ist, der ini letzten Teil des Krafthubes geöffilet, beim Rückhub und im ersten Teil des Krafthubes dagegen geschlossen ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (21) von einer Längsbohrung des Niederdruckstellkolbens (13) und des Hochdruckpumpenkolbens (i9) gebildet wird und die Steuerung des Durchlasses (24) von einem in dieser Längsbohrung axial verschiebbaren Schieber (26) erfolgt. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (2C» als Differenzkolbenschieber ausgebildet ist. to. `'orrielitung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckseite des I-loclidl-ticklitilnl)etikoll)eils (19) illit eillenl drucklosen Ölvorratsraum über ein beim Rückhub sich öffnendes Rückschlagventil (32) ver-Imnden ist. i r. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der den vorn- lloclidrtickpumpenkolben erzeugten Oldruck aufnehmende Ilochdruckstellkolhen aus zwei telesl:ol>artig ineinanderfiihrenden Kolben mit verschieden grol@cr Druckfläche l>estelit, wobei der @ollieii mit der kleineren Druckflüche als IColl>eiistaiige für clen Kolben mit der gi-ößei-en @rnckfl:iche dient, derarf, daß im ersten "feil des Krafthubes der große Kolben über den kleinen auf das zu verstellende Arbeits- oder Schaltgerät arbeitet, während im zweiten Teil des Kraftlitibes der große Kolben durch .irren festen Anschlag festgehalten wird und der kleine Kolben allein den Kraftkuli ausübt. 12. Vorrichtung nach Anspruch @, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ilochdruckstellkolben an den Zylinder des 1-I@@rhdruckpumpenkollxns angeschlossen sind.