DEP0038777DA - - Google Patents

Description

Hydraulische Stellmotoren sind seit langem bekannt und schon für die verschiedensten Zwecke verwendet worden. Als Druckmittel au ihrer Betätigung wird in der Regel Öl "benutzt, das durch eine Pumpe einem Vorratsbehälter entnommen und unter Druck über ein Steuerorgan (Steuerschieber) an die als Zylinder mit Kolben ausgebildeten Stellmotoren geleitet wird. Je nach der Stellung des Steuerschiebers wird entweder die Ölzufuhr gesperrt oder das Öl gelangt auf die eine oder andere Seite der Kolben, die sich hierauf nach der einen oder andern Seite bewegen und die gewünschte Verstellbewegung ausführen. Da zur Bewegung des Steuerschiebers nur geringe Eräfte erforderlich sind, vom Stellmotor jedoch je nach der Höhe des Öldruckes und der Größe der Kolbenfläche beliebig große Eräfte ausgeübt werden können, hat man hydraulische Stellmotoren vorzugsweise bei Steuer- und Regeleinrichtungen angewandt. Man hat auch schon dadurch, daß man beispielsweise durch ein Steuerorgan zwei oder mehr Stellmotoren steuerte oder durch die Stellmotoren selbst wieder Steuerschieber für andere Stellmotoren betätigen ließ, zwei oder mehr Bewegungsvorgänge in eine beliebige gegenseitige Abhängigkeit gebracht.

In den Fällen, wo ein Stellmotor selbst wieder einen Steuerschieber betätigt, ist es bekannt, Stellmotor und Steuerschieber zu einer baulichen Einheit zu vereinigen. Der die g°nze Anordnung steuernde Steuerschieber, der Hauptsteuerschieber, wurde je nach dem \nwendunge fall der Anordnung durch mechanische oder beispielsweise elektromagnetische Kräfte verstellt und dadurch die Bewegung der Stellmotoren eingeleitet.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung war es, eine Anordnung zu schaffen, bei der im einfachsten Falle zwei Stellmotoren abwechselnd und periodisch ihre^Stellbewegungen ausführen, ohne daß es hierzu - außer der Druckmittelzufuhr - eines fremden Impulses oder sonst einer Einwirkung von außen bedarf, 'mwenr^ungomö ^lichte it en für solche Anordnungen sind überall da gegeben, wo zwei oder mehr mechanische Bewegungsvorgänge abwechselnd periodisch hervorgerufen were en sollen

und es auf eine strenge Abhängigkeit der beiden Bewegungen ankommt, wenn also beispielsweise die zweite Bewegung mit Sicherheit erst dann eintreten soll, wenn die erste Bewegung vollendet ist. Als Anwendungsbeispiel seien selbsttätige Arbeitsmaschinen genannt, wie z.B. selbsttätige Flaschen- oder Ampullenabfüllmaschinen, Maschinen zur Herstellung von Verpackungsschachteln aus Pappstücken,Terpackungsmaschinen u. dgl.^Den Arbeitsweisen solcher Maschinen gemeinsam ist, daß im wesentlichen zwei verschiedene Vorgänge periodisch miteinander abwechseln: Eine Einwirkung oder Veränderung am Arbeitsstück, bei der das Arbeitsstück im wesentlichen ruht, die sogenannte Arbeitsbewegung der Maschine, und die Transportbewegung, bei der die räumliche Lage des Arbeitsstückes geändert wird, indem es gedreht oder auf einem bewegten Transporttisch, Fließband odgl. an einen anderen Arbeitsplatz bewegt oder aus der Maschine ausgestoßen wird.

Man hat bisher solche periodisch abwechselnden Bewegungen mit Hilfe von rein mechanischen Getrieben-erzeugt. Die fJeriodizität wurde durch die Anwendung rotierender Maschinenteile bewirkt und die Reihenfolge und gegenseitige Abhängigkeit wurden durch die verschiedensten hierfür in Frage kommenden Maschinenelemente (Hebel, Gesperre, Rasten usw.) erzwungen. Besonders wenn die Bewegungen an räumlich weit voneinander entfernten Stellen stattfinden sollen, wie es bei manchen Arbeitsmaschinen der fall ist, entstehen dann recht verwickelte mechanische Gebilde, die recht teuer in der Herstellung und meist sehr störanfällig sind und sorgsamster Pflege bedürfen.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile vermieden, Unter w-wwendung zweier mit Steuerschiebern gekoppelter oder mit ihnen baulich vereinigter hydraulischer Stellmotoren und eines Hauptsteuerschiebers, der jeweils in Reihe mit einem von einem Stellmotor betätig* ten Steuerschieber die Zufuhr des Druckmittels zum anderen Stellmotor steuert und selbst durch einen Stellmotor verstellt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auch die Druckmittelzufuhr zur Verstellung des Hauptsteuerschiebers durch von den Stellmotoren betätigte Steuerschieber steuern zu lassen. Auf diese Weise wira die erstrebte periodische und abwechselnde Bewegung der Stellmotoren verwirklicht. Es läßt sich insbesondere auch eine solche ibhängickeit erreich en, daP der zweite Stellmotor erst dann mit seiner ^r>ewe.e;ung einsetzt, wenn der er sie

Stellmotor seinen Hin- und Rückgang vollendet hat. Dies geschieht erfindungsgemäß durch eine solche Ausbildung der Anordnung, daß der Hauptsteuerschieber nach Vollendung eines Hinganges (also eines halben Arbeitdfektes) eines Stellmotors verstellt wird, dagegen nach Vollendung eines ganzen Arbeitstaktes eines Stellmotors in Tluhe bleibt.

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß man jeden der beiden Stellmotoren durch eine Gruppe parallel oder hintereinander geschalteter einzelner Stellmotoren ersetzen und so die Anlage beliebig erv/eitern kann, Bei den eine solche Gruppe bildenden Stellmotoren sind dann die Druckräume und gegebenenfalls auch die von den Stellmotoren betätigten Steuerschieber in Reihe oder parallel geschaltet und jede Gruppe für sich bildet eine Anordnung, wie sie oben als bekannt beschrieben ist. Die Wirkungsweise der beiden Gruppen zusammen ist insofern dieselbe, wie bei der neuen, aus zwei Stellmotoren bestehenden Grundeinheit, als sich nach Beendigung der Arbeitstakte^ der zweiten Gruppe sämtliche Vorgänge periodisch wiederholen und sich leicht erreichen läßt, daß die zweite Gruppe immer erst dann mit ihren Verstellbewegungen einsetzt, wenn die Stellmotoren der ersten Gruppe sämtliche Arbeitstakte durchlaufen, d. h, ihre Ausgangsstellungen wieder eingenommen haben. Anhand der Abbildungen werde die Erfindung näher erläutert: Die Abbildung 1 zeigt eine aus einem Hauptsteuerschieber 1 und zwei Stellmotoren 2 und 3 bestehende, gemäß der "rfindun?; angeordnete Einheit. Die Anordnung ist so getroffen, daß zuerst der eine der beiden Stellmotoren, einen vollen Arbeitstakt (also Hin- und -lückgang) und dann der andere Stellmotor einen vollen Arbeitstakt ausführt, und daß sich jeder der beiden Stellmotoren nur dann bewegen kann, wenn der andere in seiner Ausgangsstellung in Ruhe ist. Der Hauptsteuerschieber 1, der wie die Stellmotoren hydraulisch verstellt wird, besteht aus,den beiden Druckkolben 4, 5, deren starre Verbindung die beiden Steuerkulissen 6,7 trägt. Nimmt der Steuerschieber seine linke Endstellung ein, wie in der Abbildung gezeichnet, so ist die Hauptdruckleitun^ 8 mit der Leitung 9 und die Leitung 10 mit der Abflußleitung 11 verbunden. In seiner rechten Endlage dagegen stehen die Leitungen 8 und 10 sowie 9 und12 je untereinander in Verbindung. ~Jie Stellmotoren 2 und 3 bestehen aus den Druckkolben 13 bzw. 14 und den -iücfcf uhrkolbcn 15 "bzw. 16, öeren. starre

Yerbindungen die bteuerkulissen 17» 18 bzw. 19, 20 tragen. In der gezeichneten Stellung der beiden Stellmotoren (Kolben unten) sind durch die Steuerkulissen beider Stellmotoren folgende Leitungsverbindungen hergestellt: 21 - 22, 10-23, 25 - 26 und 9-24. In den oberen Sndstellungen der Stellmotoren dagegen, die durch die Abb. 1a -veranschaulicht wird, stellen ihre Steuerschieber die Leitungsverbindungen 22 — 27 bzw. 26 - 27 her. Die Leitung 27 ist vor dem Hauptsteuerschieber 1 von der Hauptdruckleitung 8 abgezweigt, steht also dauernd unter Druck· Oie Rückführkolben 15 und 16, die dauernd mit der Leitung 27 verbunden sind, stehen daher ebenfalls immer unter Druck. Dieser dauernde Druck auf die flächen der Kolben 15 und 16 stellt eine bekannte hydraulische Federung dar und dient zur Rückführung der Stellmotoren, die stattfindet, sobald die Druckflächen der Kolben 13. bzw. 14 durch Abfluß des Druckmittels über die Leitungen 24 bzw. 23 entlastet sind. Werden dagegen die Leitungen 24 oder 23 unter Druck gesetzt, so bewegen sich die Kolben 13 oder 14 mitsamt ihren Steuerkolissen nach oben, entgegen den ^ückfuhrkraften der Kolben 15 und 16, die das Druckmittel in die Hauptdruckleitung zurückdrängen· (- Die Druckflächen der Kolben 15 und 16 sind zu diesem Zweck wesentlich kleiner bemessen als die der Kolben 13 und 14·) ^jo. die nach außen durchgeführten Schäfte der Kolben 15 und 16 sind die zu verstellenden Gegenstände kraftschlüssig angeschlossen zu denken.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: Das Druckmittel strömt in der gezeichneten Ausgangslage von Steuerschiebern und Stellmotoren aus der Hauptdruckleitung 8 in die Leitung 9, dann über die Steuerkulisse 20 in die Leitung 24 zum Kolben 13. Dieser be?/egt sich mitsamt den Steuerkulissen 17, 18 und dem lückführkolben 15 nach oben. Ist er oben angelangt (vergleiche At>b· 1a), so fließt aus der Druckleitung 27 über die Steuerkulisse 18 das Druckmittel in die Leitung 22 und von dort auf die linke Seite des Kolbens 5 des Hauptsteuerschiebers 1. Dieser bewegt sich daher in seine rechte

Enstellung. Jetzt fließt das Druckmittel aus der Hauptdruckleitung 8 über die Steuerkulisse 7 des Hauptsteuerschiebers 1 nach der Leitung 10, kann aber von dort aus die Steuerkulisse 18 nicht passieren. Gleichzeitig ist durch die Steuerkulisse 6 des Hauptsteuerschiebers die Verbindung zwischen Hauptdruckleitung 8 und Leitung 9 unterbrochen und dagegen die Leitung 9 mit der ,bflußleitung/vePbunden. Daher strömt das unter dem Kolben 13 befindliche Druckmittel über Leitunr 24, fteuerkulisse 20 und Leitung, 9 nach der Abflußleitung 12. Der Druckkolben 13 wird entlastet und der Stellmotor 2 geht in seine untere iusgangslage zurück. Ehe er in dieser angelangt ist, hat sich die Stellung des Otell-

motors 3 nicht verändert, da der Druekkolben 14 in der Zwischenzeit kein Druckmittel erhalten hat. Kommt aber der Stellmotor 2 jetzt, nachdem er einen Arbeitsakt vollendet hat, in seiner unteren Ausgangsstellung an, so strömt, da der Hauptsteuerschieber inzwischen in seine rechte Endlage gebracht wurde, und die Leitung 10 bereits über die Steuerkulisse 7 aus der Hauptdruckleitung 8 mit Druck versorgt ist, das Druckmittel ius der Leitung 10 über die Steuerkulisse 18 in die Leitung 23 und gelangt so unter den Kolben 14 des Stellmotors 3 und dieser bewegt sich nach oben. Ist er oben angelangt, -so stellt die Steuerkuliase 20 die Verbindung zwischen den Leitungen 27 und 26 her, wodurch de'r Kolben 4 des Hauptsteuerschiebers von decr rechten Seite her Druck bekommt und der Hauptsteuerschieber sich nach links bewegt, wobei das Druckmittel auf derjlinken Seite des Kolbens 5 über t&ie/ Leitung 22, Steuerkulisse 17 in die ^"bflußleitung 21 gedrängt wird. Ist der Hauptsteuerschieber in der linken Endlage angekommen, so ist die Leitung 10 wieder wie ursprünglich mit der Abflußleitung 11 verbunden und das unter dem ^ruekkolben 14 befindliche Druckmittel entweicht über Leitung 23, Steuerkulisse 18, Leitung 1Ö, Steuerkulisse 7 zur Abflußleitung 11. Dadurch kehrt auch der Stellmotor 3 in seine Ausgangslage zurück und das ganze Spiel beginnt von vorne.

Die in dex Abb. 2 gezeichnete Anlage ist gegenüber der in Abb. 1 dargestellten durch Hinzufugung weiterer Stellmotoren 2a und 3a erweitert. In der Zeichnung sind für Teile, die mit denen in der \bbildun~ 1 übereinstimmen, gleiche Bezugszahlen angewandtJ hinzugekommene Teile haben den Index a erhalten. Wie man sieht, ist der DruckkoXben 13a des Stellmotors 2a durch die Leitung 24 mit dem Druckkolben 13 des Stellmotors 2

g
parallel geschaltet. Beide Stellmotoren wrden sich daher, gleichen 2*rbeitswiderstand vorausgesetzt, nahezu gleichzeitig nach oben bewegen. Ebenso sind ihre Rückführkolben 15a und 15 durch die Leitung 27a parallelgeschaltet. Die Steuerkulisse 18 liegt in Reihe mit der Πteuerkulisse 18a, beide sind verbunden durch die Leitung 10a. Eine Verbindung zwischen den Leitungen 22 und 27 über die ^rtouerkuliöse 18 bei hochhocb/ efahrenere. Kolben 13 ist erst dann über die Cteuerkulis^e 18a hergestellt, wenn der Eolben 13a ebenfalls hochgefahren ist.

Die ILoIben 14a und 14 der Stellmotoren 3a und J u ind über die Leitung ⁹3a hintereinander geschaltet. Der Ilolben 14 bekommt über die Leitung 23a erst dann Druck, wenn der Eolben 14a hochgefahren ist unc¹ das Druckmittel über die Hut 29 in die Leitung 23a einströmt. ^T'ie bei-

den Stellmotoren 3a und 3 arbeiten also nacheinander. Der Rückführkolben 16a des Stellmotors 3a erhält seinen Rückführungβdruck aus der Leitung 28, die in der Grundstellung des Stellmotors 3 über die Ste&erkulisse 20 mit der dauernd Druck führenden Leitung 27 verbunden ist. Der Kolben 16a kann sich daher nur nach oben bewegen, wenn der Stellmotor 3 in seiner Grundstellung ist und das Druckmittel des Kolbens 16a in die Leitung 27 zurückweichen kann. Andererseits wird sich der kolben 16a nur dann nach unten bewegen, wenn nicht nur der Druckraum des Kolbens 14a über die Leitung 23 usw. entleert ist, sondern auch der Stellmotor 3 sich in seiner Grundstellung befindet. Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende:

In der gezeichneten Ausgangαstellung aller Teile strömt die Druckflüssigkeit aus der Hauptdruckleitung 8 über Steuerkulisse 6, Leitung 9» Steuerkulisse 20a, Leitung 24a unter den Kolben 13a und nahezu gleichzeitig über die Leitung 24 unter den Kolben 13· Die Stellmotoren 2a und 2 bewegen sich nahezu gleichzeitig nach oben. Sind beide oben angelangt, so besteht eine Verbindung zwischen der Druckleitung 27 und der Leitung 22a über die Steuerkulisse 18a; ferner ist die Leitung 22a über die Steuerkulisse 18 mit der Leitung 22 verbunden. Damit bekommt der Kolben 5 des Hauptsteuerschiebers 1 Druck von links und der Hauptsteuerschieber bewegt sich nach rechts. Ist der Hauptsteuerschieber in seiner rechten Endstellung angelangt, so ist u. die Leitung 9, die vordem noch mit der druckleitung B verbunden war, mit der Abflußleitung 12 verbunden und das Druckmittel unter den Kolben 13 und 13a strömt über die Leitungen 24 bzw. 24a, Gteuerkuliäse 20a und Leitung 9 in die Abflußleitung 12. Die Stellmotoren 2 und 2a nehmen daraufhin infolge der liückführkrilfte der Kolben 15 und 15a die gezeichnete Grundstellung wieder ein. Da aber jetzt der Hauptsteuerschieber sich in seiner rechten Endlage befindet, so strömt die Druckflüssigkeit, die inzwischen aus der Hauptdruckleitung 8 in die Druckleitung 10 eingeströmt war, über die Cteuerkulisse 18, Leitung 10a, Gteuerkulisse 18a, Leitung 23 unter den Kolben 14a des otellmotorc 3a. Der Stellmotor 3a bewegt sich nach oben. Ist er oben angelingt, so strömt die ^ruckfliisjigkeit durch den Druckraum unter dem Kolben 14a über die Nut 29 in die Leitung 23a und damit unter den Kolli en 14. Jetzt bewegt eich dor otellnotor 3 nach oben. Sobald er in seiner oberen Dncl:?teilung angelangt ist, stellt die Cteuerkulisse 20 die Verbindung zwischen Druckleitung 27' und Leitung 26 her. Über die Leitung 26 erhält die rechte Leite des Kolbens 4 des Hauptsteuerschiebers 1 Druck und der

Hauptsteuerschieber "bewegt sich in seine linke Endstellung, wobei das Druckmittel aus dem Druckraum des Kolbens 5 über die Leitung 22, Steuerkulisse 17, Leitung 21 abfließt. Gleichseitig strömt die Druckflüssigkeit aus den Räumen der Kolben 14 und 14a der Stellmotoren 3 und 3a über die Leitungen 23a bzw. 23, Steuerkulisse 18a, Leitung 10a, Steuerkulisse 18, Leitung 10, Steuerkulisse 7 in die Abflußleitung 11. Damit beginnt das ganze Spiel von vorne.

Die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Zusammenschaltung zweier Stellmotoren (Stellmotoren 2 und 2a bzw. 3 und 3a) zwecks Erzielung einer derartigen Abhängigkeit der Bewegungsvorgänge ist bekannt. H"eu dagegen ist dio beschriebene Zusammenschaltung der beiden Gruppen 2 und 2a einerseits und 3 und 3a andererseits zur Erzielung der selbsttätigen periodiochen Bewegung aller 4 Stellmotoren,

könnte auch in der Abweichung von dem Bisherigen den Hauptsteuerschieber 1 gleichzeitig als Stellmotor ausbilden, indem man an seinen Kolben angebrachte Verlängerungen nach außen durchführt. Man hätte damit im einfachsten Falle eine Kombination von drei, in dem Beispielsfalle gemäß Abb. 2 eine Kombination von fünf Stellmotoren, lian wird eine solche Weiterbildung dann anwenden, wenn man mehrere Verstellbewegungen auszuführen hat, die arbeit stak tmäßig zufällig passend liegen, im grundsätzlichen Erfindungsgedanken wird dadurch nichts geändert.

Claims (1)

1. .UGENUK

   Hen.eari.cho Apparatebau-Geselischaft

   17. Mär, 19-50

   · Sopglqpe von FHisalskaiitssiiellsoieraaa, die rdt Staues*«

   oder

   ««se Jepe&la In Beil» ndt eines von einen öer Stellmotoraa fcetatigtea SteuerscMdber Sie Zoführ öes

   3teHmoto3?en in vargegobianGr Helhonf olge «i

   Oadurch. so^ennsQlclinot» daß soch snir Vex'otellung des Hauptoteaerschl©-

   doreh && το© den Ctolla^torcsn tmMtlstat Cteuerßcl3iöber göcteufirt mtj^f so fiaß Bleb, all® Be

   eelbstt&tiG 4er Heiiis noch periodiseli wiederlaolen 2. ilno2rtbaaag nsieh Ansprach 1₁ dadarcb. gekonnsoiclsnc t, daß

   StcHciOtOTG verEtellt ώΜ* dagosen nacli dem on-Hergang des StelliaotarB in Buhe

   /utiorOnang nach iinoprucli 1 and 2, daäcrch

   in aß i3S.cli bs&anasiJSir f/sise parallel, odor

   dom naaptsftaaerseMeTaer gelcoppelt

   daß dor HaaptsteuerDcMober ^eioliseltig als Stcllno-"fcoz* ^