DE2245017B2 - Einrichtung zur steuerung der druckmittelbeaufschlagung eines arbeitskolbens einer kraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs umrissenen Gattung.

Damit gesteuerte Arbeitskolben einer Kraftmaschine führen Dauerhubbewegungen aus, ohne dabei das selbsttätig steuernde Wegeventil durch eine übliche Steuer-Hilfseinrichtung beeinflussen zu müssen. Deshalb werden für solche Steuerungen elektrische Endschalter, hydraulisch-elektrische Druckschalter mit ihren elektrischen Steuerelementen und mechanische Gestänge als Steuer-Hilfseinrichtung überflüssig. Das bedeutet neben einem wesentlich geringeren Aufwand der Steuereinrichtungen eine geringere Störanfälligkeit und kürzere Umsteuerzeiten für die Bewegungsrichtungsumkehr des Arbeitskolbens einer Kraftmaschine.

Die zum Umsteuern des Steuerschiebers im selbsttätig steuernden Wegeventil maßgebende Einflußgröße ist die Veränderung des Strömungsverhaltens zwischen Steuerschieber-Steuernuten und Ventilgehäuse-Steuernuten im selbsttätig steuernden Wege-

ventil, beim Erreichen einer Endlage des Arbeitskolbens einer Kraftmaschine durch Strömungsbeendung.

Deshalb wird dieser Steuerschieber im selbsttätig steuernden Wegeventil so lange seine Steuerstellung behalten, wie der Druckmitteifluß besteht, oder sich der Arbeitskolben einer Kraftmaschine bewegt.

Bei Strömungsänderung im selbsttätig steuernden Wegeventil wird der Steuerschieber von seinen nach der Mittelstellung wirkenden Druckfedern nach der Mitte geschoben, wodurch sich eine entgegengesetzt wirkende Druckmittelströmung aufbaut und den Steuerschieber in seine entgegengesetzte Steuerposition schiebt, als dessen Folge der Arbeitskolben einer Kraftmaschine die entgegengesetzt gerichtete Bewegung beginnt.

Mit diesen bekannten, selbsttätig steuernden Wegeventilen ausgerüstete eigengesteuerte Schwingsortiermaschinen, die zu einer Schwingsortiermaschinengruppe zusammengesetzt sind und von einer gemeinsamen Druckmittelquelle betrieben werden, sind, obwohl durch Wegfall der üblichen Hilfs-Steuereinrichtimgen nur wenige hydraulische Steuergeräte vorhanden sind, noch nachfolgende Mängel vorhanden:

So werden die einzeln steuerbaren Schwingamplituden jeweils von der Einstellung des Druckmitteldruckregelventils und die Schwingfrequenzen von der Einstellung des Druckmittelstromrege'ventils bestimmt, die jedem selbsttätig steuernden Wegeventil vorgeschaltet sind.

Damit bestehen Übergabeschwierigkeiten bei der Übergabe des zu sortierenden Materials zwischen zwei Schwingsortiermaschinen, weil Taktgleichheit dieser Maschinengruppe mit der beschriebenen Steuerung nicht erreichbar ist.

Grundsätzlich ist es bereits bekannt, einen Steuerschieber wahlweise durch einen durch ihn selbst eingeleiteten Druckmittelsteuervorgang oder durch eine Druckmittelsteuerung willkürlich von außen mittels eines Fernsteueranschlusses der einen Steuerschieberkammer umzusteuern. Eine Überlagerung beider Steuerkriterien ist dabei aber nicht möglich.

Das Suchen nach einer einfachen und sicheren Lösung für druckmittelbetätigte Antriebe, die auch für andere Einsatzfälle als oben angedeutet geeignet sind, führte zu nachstehend beschriebener Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angedeuteten Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale vorgesehen. Es besteht also eine direkte druckmittelbetätigte Beeinflussung der Steuerfunktionen des Steuerschiebers in einem selbsttätig steuernden Wegeventil. Dazu wird die von außen einwirkende Druckmittelbeeinflussung in einer stirnseitig vom Steuerschieber angeordneten Kammer im selbsttätig steuernden Wechselventil deshalb auf die Steuerfunktion des Steuerschiebers wirksam, weil der gedrosselt aus dem Innern des Steuerschiebers in die Kammer austretende Druckmittelfluß wahlweise durch einen Fernsteueranschluß abfließen kann, beim Abfließen geregelt werden kann, das Abfließen verhindert werden kann oder auch Druckmittel durch den Fernsteueranschluß und die stirnseitig vom Steuerschieberangeordnete Kammer gedrosselt in den Steuerschieber gelangen kann.

Durch diese Einrichtung kann der Steuerschieber im selbsttätig steuernden Wegeventil in einer ge-

wünschten Steuerposition durch äußere Druckmittelbeeinflussung gehalten oder geregelt werden und damit für Betriebsmittel druckregelnde, stromregelnde, impulsgebende und steuernde Funktionen benutzt werden.

Deshalb kann hiermit z. B. die Steuerung eigengesteuerter Schwingsortiermaschinen, üie, zu einer Maschinengruppe hintereinander gesetzt, von einer gemeinsamen Druckmittelquelle betrieben werden, wesentlich vereinfacht und verbessert weiden.

Für die Regelung der Schwingamplitude genügt ebenso ein regelbares direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil kleiner Nennweite, das unmittelbar am Fernsteueranschluß eines jeden selbsttätig steuernden Wegeventils vorgesehen wird, wie eine gedrosselte Verbindung aller Fernsteueranschlüsse untereinander für den gewünschten Schwingfrequenzgleichtakt aller Schwingsortiermaschinen untereinander.

Die Erfindung soll nun an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden, so daß die Merkmale der Erfindung deutlich werden.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein vor- und fernsteuerbares hydraulisches, selbsttätig steuerndes Vegeventil, das auch für gasförmige Medien geeignet ist.

In der Schnittzeichnung sind Arbeitsanschlüsse und Fernsteueranschlüsse mit in der technischen Literatur üblichen Buchstaben bezeichnet.

Die dabei verwendeten Buchstaben haben folgende Bedeutung:

A = Steuerimpuls gebender, zum gesteuerten Arbeitszylinder der Kraftmaschine führender Arbeitsanschluß für die selbsttätige Steuerung des Wegeventils,

B = zum zweiten Anschluß des gesteuerten Arbeitszylinders der Kraftmaschine führender Arbeitsanschluß, der auch zur Vor- und Folgesteuerung dienen kann,

X, Xl = Fernsteueranschlüsse zur direkten Beeinflussung der selbsttätigen Steuerung des Steuerschiebers, wovon der nicht benutzte Anschluß verschlossen ist.

Im einzelnen ist die Funktion des im Schnittbild der Figur dargestellten vor- und fernsteuerbaren, selbsttätig steuernden Wegeventils folgende:

Das von der Druckmittelquelle am Druckmittelanschluß P des Steuergehäuses 2 anstehende Druckmittel fließt durch die Ringkammer 11, danach gedrosselt durch die Bohrungen 24 in die Kammer 23 des Steuerschiebers 22 und von da weiter durch die Bohrungen 21, die Ringkammer 8, weiterhin gedrosselt in die Ringkammer 9 und weiter drucklos durch den Anschluß Γ in den Betriebsmittelbehälter der Diuckmittelquelle, um dort, durch Pumpen unter Druck gesetzt, seinen Kreislauf wieder zu beginnen.

Bei diesem Vorgang baut sich in der Steuerschieberkammer 23 ein Druckmittel-Zwischendruck auf, der niedriger ist als der am Druckmittelanschluß P herrschende Druck.

Dieser Druckmittel-Zwischendruck in der Steuerschieberkammer 23 ist in den Kanälen 21, 24, 20 und dem bei 19 verschlossenen Kanal 25 sowie der Ringkammer 8 voll wirksam, hinter den Drosseln 12, 26 im bei 28 verschlossenen Kanal 27 und der Kammer 29 etwas vermindert wirksam und hinter den Drosseln

6,18 im bei 16 verschlossenen Kanal 17 und der Kammer 5 weiterhin stark vermindert wirksam, weil hier das Druckmittel zum Arbeitszylinder abfließen kann. Deshalb wird vom etwas verminderten Druckmittel-Zwischendruck in der Kammer 29 auf die zugewandte Steuerschieber-Stirnfläche eine Verschiebekraft ausgeübt, die den Steuerschieber gegen den Federteller 14 und die Kraft der sich am Vei schlußstück 1 abstützenden Zentrierfeder 3 in der Figur nach links verschiebt. Solange die Steueranschlüsse A, Xl geschlossen sind, findet ein Ölfluß vom Druckmittelanschluß /"durch die Ringkammer 11, die Bohrung 24, die Kammer 23, die Bohrung 21, die Ringkammer 8, den nunmehr geöffneten Steuerring 7, die Kammer 5, durch den Anschluß A zum Zylinder und andererseits vom Zylinder durch den Anschluß B, die Ringkammer 10, die Ringkammer 9 und den Anschluß T in den ölbehälter. Dabei wird der Steuerschieber 22 so lange in seiner Steuerstellung gehalten, bis der Ölfluß zwischen Steuerring 7 und Steuerschieber 22 aufhört. Das geschieht, wenn der Kolben im gesteuerten Zylinder blockiert wird oder seine Endfage erreicht hat und deshalb der Steuerschieber 22 von der Zentrierfeder 3 in seine Ruhestellung geschoben wird. Dadurch erfolgt ein gedrosselter Druckölabfluß in den Anschluß T und ein gedrosselter Druckölzufluß vom Anschluß P. Das führt zur entgegengesetzten Verschiebung des Steuerschiebers 22 gegen den Federteller 13 und die Kraft der sich am Verschlußstück 15 abstützenden Zentrierfeder 14 und damit zum ÖI-durchfluß vom Aibeitsanschluß P zu B und vom Arbeitsanschluß A uu T bis zum nächsten selbsttätigen Umsteuervorgang, solange das am Fernsteueranschluß X oder Xl angeschlossene Absperrventil geschlossen ist. Die Größe der oben erwähnten Verschiebekraft kann durch Druckmittel-Abfluß oder Druckmittel-Zufluß durch den Steueranschluß verändert und im Druckverhältnis zur Kammer 5 umgekehrt werden.

Wird z. B. das Absperrventil geöffnet, so wird der Steuerschieber 22 vom entstehenden Druckgefälle gegen den Federteller 13 und die Kraft der Zentrierfeder 14 geschoben und behält seine Lage so lange, bis der Ölabfluß durch die Drossel 12 oder 26, den Fernsteueranschiuß X oder Xl und das angeschlossene Absperrventil erfolgt und dieser Ölabfluß durch Schließen des Absperrventils beendet wird.

Nach dem Schließen des Absperrventils beginnt wieder die selbsttätige Umsteuerung des Wegeventils.

Die beschriebene Druckmittel-Druckveränderung zwischen den Kammern 5 und 29 durch Beeinflussung des aus der Kammer 29 aus dem Steueranschluß X und/oder Xl ausfließenden oder hineinströmenden Druckmittels kann zur Unterbrechung des automatischen Steuerns des Steuerschiebers 22 führen und diesem Steuerschieber eine andere Funktion zuordnen.

So führt der Steuerschieber 22 eine druckregelnde Funktion des Druckmittels aus, wenn das Druckmittel durch ein Druckbegrenzungsventil aus dem Steueranschluß X, Xl nach außen fließen muß oder eine stromregelnde Funktion des Druckmittels aus, wenn der Druckmitteldruck zwischen den Kammern 5 und 29 durch den Steueranschluß X, Xl geregelt verglichen wird, dabei ist es durchaus möglich, daß die Druckmittel-Regelgröße, die durch den Steueranschluß X, Xl in die Kammer 29 gelangt, von einer anderen Einrichtung bestimmt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung ein^s vorzugsweise beidseitig druckbeaufschlagbaren Arbeitskolbens einer Kraftmaschine, mit einem Steuerschieber, der durch die Differenz der in Kammern herrschenden, seine Stirnseiten beaufschlagenden Drücke des Druckmittels in eine seiner beiden, je die Beaufschlagung bzw. die Druckentlastung der einen Arbeitskolbenseite zulassenden axialen Endstellungeri verschiebbar ist, mit durch den Steuerschieber gesteuerten gedrosselten Verbindungen einer Druckmittelzufuhrleitung mit den Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (5, 29) mit der einen Seite des Arbeitskolbens in Verbindung stehen, wobei diese Verbindung der ersten Kammer (5) im wesentlichen ungedrosselt, dagegen diese Verbindung der zweiten Kammer (29) derart gedrosselt (18, 26) ist und die Drosselverbindungen (6, 18, 12, 26) der Druckmittelzufuhrleitung (P) mit den Kammern-(5, 29) derart unterschiedlich ausgelegt sind, daß der Steuerschieber (22) in Richtung seiner einen Endlage gelangt und dort verbleibt, bis die Druckdifferenz sich umgekehrt hat, und daß die zweite Kammer (29) einen Vor- und/oder einen Fernsteueranschluß (Λ", ΛΊ) aufweist, wobei der Anschluß bzw. die Anschlüsse so steuerbar und/ oder regelbar ist bzw. sind, daß die Hubfrequenz, Hubart und Hubweite des Arbeitskolbens änderbar ist.

2. Einrichtung nach A.nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (29) über den Anschluß bzw. die Anschlüsse (X, Xl) mit Steuerimpulsen bzw. Regelimpulsen beaufschlagbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drossel der Drosselverbindungen (6,12, 18, 26) veränderlich sein kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (22) sich selbst (Anschlüsse B, A", ΑΊ) Steuerimpulse erteilt.