Einrichtung zum Verändern der auf ein Stellglied einwirkenden Kraft

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verändern der auf ein Stellglied einwirkenden Kraft gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine derartige Einrichtung ist durch die DE-A-1 776 078 vorbekannt. Bei dieser Einrichtung sind mehrere druckmittelbetätigte Steuerkolben vorgesehen, die über ihre Kolbenstange direkt auf das Stellglied wirken. Die Steuerkolben weisen unterschiedliche Wirkflächen auf. Damit können über die Auswahl der Steuerkolbenanzahl und/ oder die Auswahl der jeweiligen Wirkflächengrösse, die vom Druckmittel beaufschlagt wird, unterschiedliche Kräfte erzeugt werden, die von den Steuerkolben auf das Stellglied ausgeübt werden. Das Stellglied dient bei der bekannten Einrichtung zur Betätigung eines Vorsteuerventils für einen Stellmotor. Als Rückstellkraft wirkt auf das Stellglied der vom Vorsteuerventil ausgesteuerte Druck.

[0003] Da die von den Steuerkolben auf das Stellglied ausgeübten Kräfte vom Druck des die Steuerkolben beaufschlagenden Druckmittels abhängig sind, können vorgegebene Kräfte nur bei Einhaltung eines konstanten Druckes des auf die Steuerkolben wirkenden Druckmittels erzielt werden. Dies bedeutet, dass die Einstellgenauigkeit der auf das Stellglied ausgeübten Kräfte von der Konstanz des erwähnten Druckes abhängig ist.

[0004] In der DE-A 2531 904 ist eine elektrohydraulische Verstelleinrichtung bekannt, bei der von einem Steuerglied ein Stellglied über eine zwischengeschaltete Feder betätigt wird. Bei dieser Einrichtung ist allerdings kein Anschlag ersichtlich, der das Stellglied von Steuerdruckschwankungen weitgehend unabhängig machen kann.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche von Steuerkraftschwankungen unabhängig ist, genau arbeitet und mit einfachen Mitteln realisierbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

[0007] Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.

[0008] Die erfindungsgemässe Einrichtung bietet neben der Unabhängigkeit von Schwankungen eines die Steuerkolben beaufschlagenden Drukkes den Vorteil, durch Austauschen der das Steuerglied bzw. den Steuerkolben beaufschlagenden Feder auf einfache Art und Weise die Sprünge zwischen den einzelnen Schaltstufen der auf das Stellglied einwirkenden Kräfte verändern zu können. Werden mehrere Steuerglieder vorgesehen, so sind diese derart angeordnet, dass eine Kippbewegung des Stellgliedes verhindert wird.

[0009] Anhand der Abbildungen werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0010] Es zeigen:

Fig. ein Druckregelventil mit einer Einrichtung zum Verändern der Höhe des Ausgangsdruckes,

Fig. eine Draufsicht auf die Druckmittelkammer-Anordnung für die Steuerkolben zum Einstellen der Steuerkraft und

Fig. einen Arbeitszylinder mit einer Einrichtung zur Vorgabe eines vom Arbeitskolben zurückzulegenden Weges.

[0011] Das in Fig.1 1 dargestellte Druckregelventil weist einen in einem Gehäuse 23 angeordneten Druckmitteleingang 29 und einen Druckmittelausgang 22 auf. Der Druckmitteleingang 29 ist mit einer Druckmittelquelle und der Druckmittelausgang 22 ist mit einem Verbraucher verbunden. In einer in Richtung der Längsachse des Gehäuses 23 verlaufenden Bohrung 28 ist ein mit zwei Dichtungen 27, 33 versehener Ventileinsatz 24 angeordnet. Der Ventileinsatz 24 weist einen Ventilsitz 31 auf, der zusammen mit einem Ventilverschlusskörper 30 ein erstes Ventil 30, 31 bildet, über welches der Druckmitteleingang 29 mit dem Druckmittelausgang 22 verbindbar ist. Der Ventilverschlusskörper 30 wird von einer Feder 25, die in einer Bohrung 26 geführt wird, in Richtung auf den Ventilsitz 31 zu belastet. Der Druckmittelausgang 22 steht über eine Bohrung 21 mit einer Steuerkammer 20 in Verbindung. Die Steuerkammer 20 wird von einem mit einem Dichtring 19 versehenen Kolben 18 begrenzt. Auf der der Steuerkammer 20 abgewandten Seite des Kolbens 18 ist eine als Stellglied 16 dienende scheibenförmige Traverse befestigt, die bei einem Hub des Kolbens 18 in Richtung auf die Steuerkammer 20 zu an einer als Anschlag 17 dienenden Abstufung der das Stellglied 16 aufnehmenden Gehäusebohrung zur Anlage bringbar ist. Die dem Anschlag 17 gegenüberliegende Seite der Gehäuseausnehmung wird von einer scheibenförmigen Dichtung 14 abgeschlossen. Im Kolben 18 ist zentrisch eine abgestufte Bohrung angeordnet, welche im Bereich der Abstufung als Ventilsitz 36 ausgebildet ist. Ein Ventilverschlusskörper 34 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 36 ein als Auslassventil dienendes zweites Ventil 34, 36, über welches der Raum oberhalb des Kolbens 18 mit der Steuerkammer 20 verbindbar ist. Das zweite Ventil 34, 36 dient gleichzeitig als Ausiassventil für die Steuerkammer 20. Der Ventilverschlusskörper 34 des zweiten Ventils 34, 36 ist mittels einer Stange 32 fest mit dem Ventilverschlusskörper 30 des ersten Ventils 30, 31 verbunden.

[0012] Auf dem Gehäuse 23 des Druckregelventils ist ein mit einem Deckel 5 versehenes Gehäuse 9 einer Einrichtung zum Betätigen des Stellgliedes 16 mittels Schrauben 6, 47 befestigt. Zwischen dem Deckel 5 und dem Gehäuse 9 ist eine Dichtung 51 angeordnet.

[0013] Im Gehäuse 9 sind fünfzehn zylindrische Druckmittelkammern angeordnet, von denen hier lediglich drei Druckmittelkammern 8, 46 und 45 dargestellt sind. Die Druckmittelkammern sind bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes 16 symmetrisch angeordnet. Die Druckmittelkammer 8 wird von einem mit einem Dichtring 10 versehenen ersten Steuerkolben 11 begrenzt, welcher gegen die Kraft einer Feder 13 in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschiebbar ist. Auf seiner der Druckmittelkammer 8 abgewandten Seite weist der Steuerkolben 11 einen als Anschlag 12 dienenden Fortsatz auf. Die Feder 13 ist durch eine in der scheibenförmigen Dichtung 14 vorgesehene Ausnehmung hindurchgeführt und stützt sich mit ihrem dem Steuerkolben 11 abgewandten Ende auf dem Stellglied 16 ab. Ein zweiter mit einem Dichtring 43 versehener Steuerkolben 40 begrenzt die Druckmittelkammer 46. Zwischen der der Druckmittelkammer 46 abgewandten Seite des zweiten Steuerkolbens 40 und dem Stellglied 16 ist eine Feder 38 angeordnet. Der zweite Steuerkolben 40 weist auf seiner der Feder 38 zugewandten Seite einen als Anschlag 39 dienenden Fortsatz auf, welcher bei einem Hub des Steuerkolbens 40 in Richtung auf das Stellglied 16 zu an der scheibenförmigen Dichtung 14 zur Anlage kommt. Die Druckmittelkammer 45 wird von einem dritten, mit einem Dichtring 44 versehenen Steuerkolben 42 begrenzt, welcher gegen die Kraft einer Feder 50 in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschiebbar ist. Der dritte Steuerkolben 42 weist ebenfalls einen als Anschlag 41 ausgebildeten Fortsatz auf, der mit dem scheibenförmigen Dichtelement 14 zusammenwirkt. Die zwischen den Steuerkolben und dem Stellglied angeordneten Federn sind gleich ausgebildet. Um den Hub der Steuerkolben verändern zu können, ist es denkbar, die aus den Fortsätzen der Steuerkolben und der Dichtung gebildeten Anschläge veränderbar, d.h. einstellbar auszubilden.

[0014] Dies kann z.B. durch Anordnen von Distanzstücken zwischen der Dichtung 14 und den Federn 13, 38, 50 erfolgen. Um Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, ist es möglich, zwischen den Steuerkolben und den Böden der zugeordneten Druckmittelkammern weitere, vorzugsweise veränderbare Anschläge vorzusehen. Auf dem Deckel 5 des Gehäuses 9 sind vier Magnetventile 1, 2, 3, 4 angeordnet. Die Magnetventile dienen zur Ansteuerung der fünfzehn Druckmittelkammern. Über hier nicht gezeigte Druckmittelleitungen sind die Magnetventile mit einer Druckmittelquelle verbunden. Elektrisch werden die Magnetventile über einen 16-Stellungs-Schalter angesteuert. Wie die Abbildung zeigt, ist die Druckmittelkammer 45 über eine Bohrung 48 und eine entsprechende Ausnehmung in der Dichtung 51 mit dem Magnetventil 2 verbunden. Das Magnetventil 3 steht über einen Kanal 7 und eine entsprechende Ausnehmung in der Dichtung 51 mit der Druckmittelkammer 8 in Verbindung.

[0015] In Fig. 2 ist die Druckmittelkammer-Anordnung der in Fig. gezeigten und beschriebenen Einrichtung zum Verändern einer Stellgrösse im Schnitt dargestellt. Der besseren Übersicht halber sind die den in Fig. 1 gezeigten Teilen gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0016] Im Gehäuse 9 sind fünfzehn zylindrische Druckmittelkammern 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 8, 60, 45, 61, 62, 63, 46 vorgesehen, in welchen hier nicht dargestellte Steuerkolben gegen die Kraft von Federn verschiebbar angeordnet sind. Die Druckmittelkammern sind symmetrisch zur Mittelachse des in Fig. 1 gezeigten Stellgliedes 16 angeordnet. Die erste Druckmittelkammer 46 ist zentrisch angeordnet und steht über einen hier nicht gezeigten Kanal mit einem ersten Magnetventil in Verbindung. Zwei weitere Druckmittelkammern 62, 63 sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und liegen auf einer durch das Zentrum verlaufenden gedachten Achse. Die beiden Druckmittelkammern 62, 63 stehen über einen Kanal 67 miteinander in Verbindung, welcher über einen Kanal 68 an ein zweites Magnetventil angeschlossen ist. Vier, über einen Kanal 64 und untereinander verbundene Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 sind derart zu den Druckmittelkammern 62, 63 angeordnet, dass sie zusammen mit diesen einen inneren Ring um die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 bilden. Die vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 sind über den Kanal 64 mit dem in Fig. 1 gezeigten Magnetventil 3 verbunden. Einen äusseren Ring um die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 bilden die restlichen Druckmittelkammern 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, und 59. Diese Druckmittelkammern sind über einen Kanal 66 untereinander verbunden. Ein an die Kammer 57 angeschlossener weiterer Kanal 65 führt zu einem hier nicht dargestellten Magnetventil. Die von den einzelnen Kanälen zu den zugehörigen Druckmittelkammern führenden Abzweigungen sind durch Punkte gekennzeichnet.

[0017] Unter Einbeziehung der Fig. 2 wird die Funktion der Einrichtung gemäss Fig. 1 nachstehend näher erläutert.

[0018] Es wird angenommen, dass vom Druckregelventil ein Druck von 2 bar ausgesteuert werden soll. Zu diesem Zweck wird der 16-Stellungs-Schalter auf die Stufe 1 eingestellt und so an das mit der zentrisch angeordneten Druckmittelkammer 46 in Verbindung stehende Magnetventil eine Spannung angelegt. Das Magnetventil öffnet und von der Druckmittelquelle strömt Druckmittel in die Druckmittelkammer 46. Der Steuerkolben 40 wird durch den sich in der Druckmittelkammer 46 aufbauenden Druck soweit in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschoben, bis sein Anschlag 39 an der Dichtung 14 zur Anlage kommt. Über das als Auslassventil 34, 36 dienende zweite Ventil wird der Raum unterhalb des Steuerkolbens 40 entlüftet. Die zwischen dem Stellglied 16 und dem Steuerkolben 40 angeordnete Feder 38 bewirkt bei der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 40 einen Hub des mit dem Stellglied 16 verbundenen Kolbens 18 in Richtung auf die Steuerkammer 20 zu. Der Hub des Kolbens 18 ist beendet, wenn das Stellglied 16 am Anschlag 17 zur Anlage kommt. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 18 gelangt das Auslassventil 34, 36 in die Schliessstellung und das als Einlassventil dienende erste Ventil 30, 31 wird mittels der Stange 32 in die Offenstellung gebracht. Der Druckmitteleingang 29 des Druckregelventils ist jetzt über das Einlassventil 30, 31 mit dem Druckmittelausgang 22 verbunden. Von der Druckmittelquelle strömt Druckmittel zum Verbraucher. Der sich über die mit dem Druckmittelausgang 22 in Verbindung stehende Bohrung 21 in der Steuerkammer 20 aufbauende Druck verschiebt den Kolben 18 gegen die Kraft der Feder 38 in Richtung auf den Steuerkolben 40 zu. Hat der Druckverbraucher und somit auch der Druck in der Steuerkammer 20 eine Höhe erreicht, die der auf das Stellglied 16 entgegengerichtet einwirkenden Kraft der Feder 38 entspricht, gelangt das Einlassventil 30, 31 in die Schliessstellung. Die Druckmittelzufuhr zum Verbraucher wird unterbrochen. Soll der vom Druckregelventil auszusteuernde Druck z.B. auf 8 bar erhöht werden, so wird der 16-Stellungs-Schalter in die Position 4 geschaltet. Das mit den vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 in Verbindung stehende Magnetventil 3 wird in die Offenstellung und das mit der zentrisch angeordneten Druckmittelkammer 46 verbundene Magnetventil wird in die Schliessstellung gebracht. Die in den vier Druckmittelkammern 8, 60, 46, 61 angeordneten Steuerkolben 11, 42 werden soweit in Richtung auf das Stellglied 16 zu verschoben, bis sie mit ihren Anschlägen 12, 41 an der Dichtung 14 zur Anlage kommen. Die zentrisch angeordnete Druckmittelkammer 46 wird gleichzeitig über das zugehörige Magnetventil entlüftet, der Steuerkolben 40 wird von der Feder 38 nach oben verschoben. Durch die Kraft der Federn 13, 50 der vier Steuerkolben 11,42 werden das Stellglied 16 und der mit diesem verbundene Kolben 18 aufgrund der Störung des Kräftegleichgewichtes nach unten verschoben. Das Einlassventil 30, 31 gelangt wieder in die Offenstellung und der Verbraucher ist über den Druckmittelausgang 22, das Einlassventil 30, 31 sowie den Druckmitteleingang 29 wieder mit der Druckmittelquelle verbunden. Ist der Druck im Verbraucher und somit auch der Druck in der Steuerkammer 20 soweit angestiegen, dass Gleichgewicht zwischen den auf das Stellglied 16 einander entgegengerichtet einwirkenden Kräften herrscht, gelangt das Einlassventil 30, 31 durch die vorangegangene kontinuierliche Aufwärtsbewegung des Kolbens 18 in die Schliessstellung.

[0019] Soll der Verbraucher entlüftet werden, so wird der 16-Stellungs-Schalter in die Position 0 gebracht. Die vier Druckmittelkammern 8, 60, 45, 61 werden entlüftet, die Steuerkolben 11, 42 fahren nach oben. Die zugehörigen Federn 13, 50 entspannen sich. Da jetzt die vom Druck in der Steuerkammer 20 über den Kolben 18 auf das Stellglied 16 ausgeübte Kraft überwiegt, fährt der Kolben 18 weiter nach oben. Das als Auslassventil dienende zweite Ventil 35, 36 gelangt in die Offenstellung und der Verbraucher wird über den Druckmittelausgang 22, die Bohrung 21 sowie die Steuerkammer 20 und das Auslassventil 34, 36 entlüftet.

[0020] Je nach Anzahl der gleichzeitig angesteuerten Druckmittelkammern kann der vom Druckregelventil auszusteuernde Druck stufenweise erhöht oder abgesenkt werden.

[0021] In diesem Ausführungsbeispiel sind fünfzehn Schaltstufen bzw. Druckstufen möglich. Um bei Ausfall des Steuerdruckes ein ungewolltes Entlüften des Verbrauchers zu verhindern, können die mit den Druckmittelkammern verbundenen Magnetventile als Impulsventile ausgebildet sein.

[0022] Fig. zeigt einen Arbeitszylinder dessen Kolbenstellung mittels einer Einrichtung zum Verändern einer Stellgrösse vorgegeben wird.

[0023] In einem Zylinder 74 ist ein mit einer Kolbenstange 91 verbundener Arbeitskolben 89 verschiebbar angeordnet. Die Kolbenstange 91 ist durch eine in der Stirnwand des Zylinders 74 vorgesehene, mit einem Dichtring 93 versehene Öffnung 92 aus dem Zylinder 74 herausgeführt. Der Arbeitskolben 89 unterteilt den Zylinder 74 in eine kolbenstangenseitige Arbeitskammer 90 und eine der kolbenstangenseitigen Arbeitskammer 90 gegenüber auf der anderen Seite des Arbeitskolbens 89 liegende Federkammer 94. In der Federkammer 94 ist eine Druckfeder 88 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende auf dem Arbeitskolben 89 und mit ihrem anderen Ende an einem scheibenförmigen Stellglied 84 abstützt. Das Stellglied 84 weist auf seiner der Federkammer 94 abgewandten Seite Stangen 87, 108 auf, die in entsprechenden im Zylinderdeckel 105 vorgesehenen Bohrungen geführt werden. Die Stangen 87, 108 erstrecken sich durch den Zylinderdeckel 105 hindurch bis in eine topfförmige Kappe 107 hinein. An den freien Enden der mit dem Stellglied 84 verbundenen Stangen 87, 108 ist eine Platte 109 befestigt, welche eine zentrisch angeordnete Ausnehmung 69 mit einem Ventilsitz 70 aufweist. Koaxial zum Ventilsitz 70 ist ein weiterer Ventilsitz 111 im Zylinderdeckel 105 angeordnet. Ein Doppelventilkörper 112,114, 71 bildet mit dem Ventilsitz 111 ein Einlassventil 111, 112 und mit dem Ventilsitz 70 ein Auslassventil 70, 71. Der Doppelventilkörper 112,114, 71 wird von einer Feder 113 auf dem Einlassventilsitz 111 gehalten. Vom Ausgang des Einlassventils 111, 112 führt eine Druckmittelleitung 77 zur Arbeitskammer 90 des Zylinders 74. Der Eingang des Einlassventils 111, 112 ist über einen Kanal 102 mit einer Druckmittelquelle, die hier nicht dargestellt ist, verbunden. Zwischen der Platte 109 und dem Zylinderdeckel 105 ist ein Faltenbalg 72 angeordnet. Im Zylinderdeckel 105 sind mehrere Druckmittelkammern vorgesehen, wobei in der Abbildung der besseren Übersicht halber lediglich vier Druckmittelkammern 79, 80, 99, 101 dargestellt sind. Jede Druckmittelkammer wird von einem Steuerkolben 78 bzw. 81 bzw. 98 bzw. 100 begrenzt. Jedem Steuerkolben 78, 81, 98, 100 ist eine Feder 82 bzw. 83 bzw. 95 bzw. 97 zugeordnet. Die Federn stützen sich einerseits am Stellglied 84 und andererseits am zugehörigen Steuerkolben ab. Der Hub eines jeden Steuerkolbens wird in Richtung auf das Stellglied 84 zu von einem Anschlag 86, 85, 110, 96 begrenzt. Über Bohrungen 75,76,103,104, welche im Zylinderdeckel 105 vorgesehen sind, sind die Druckmittelkammern 79, 80, 99, 101 mit Magnetventilen verbunden.

[0024] Der besseren Übersicht halber sind in der Abbildung nur zwei Magnetventile 106 und 73 dargestellt. Die Magnetventile sind mit einer Druckmittelquelle verbunden. Über einen Mehr-Stellungs-Schalter sind die Magnetventile einzeln mit einer Spannungsquelle verbindbar.

[0025] Soll der Arbeitskolben 89 und somit auch die Kolbenstange 91 um einen vorbestimmten Betrag verschoben werden, so wird z.B. auf das Magnetventil 73 ein Schaltimpuls gegeben. Das Magnetventil 73 öffnet und verbindet so die Druckmittelkammern 79, 99 mit der Druckmittelquelle. Der sich in den Druckmittelkammern 79, 99 aufbauende Druck verschiebt die Steuerkolben 78, 98 in Richtung auf das Stellglied 84 zu. Mittels der zwischen dem Stellglied 84 und den Steuerkolben 78, 98 angeordneten Federn 82, 95 wird die auf die Steuerkolben 78, 98 ausgeübte Kraft auf das Stellglied 84 übertragen und so das Stellglied 84 in Richtung auf den Arbeitskolben 89 zu verschoben. Bei dieser Verschiebebewegung setzt der an der mit dem Stellglied 84 verbundenen Platte 109 angeordnete Auslassventilsitz 70 auf den Doppelventilkörper 71, 114, 112 auf und nimmt diesen mit. Das Auslassventil 70, 71 ist jetzt geschlossen und das Einlassventil 111, 112 gelangt in die Offenstellung. Über das nun geöffnete Einlassventil 111, 112 und die Druckmittelleitung 77 gelangt von der Druckmittelquelle Druckmittel in die Arbeitskammer 90. Der sich in der Arbeitskammer 90 aufbauende Druck verschiebt den Arbeitskolben 89 gegen die Kraft der Feder 88 in Richtung auf das Stellglied 84 zu. Ist die Kraft der so vorgespannten Feder 88 soweit angewachsen, dass sie die Kraft der von den Steuerkolben 78,98 belasteten Federn 82, 95 überwindet, wird das Stellglied 84 gegen die Kraft der Federn 82, 95 verschoben. Sobald sich die entgegengerichtet auf das Stellglied 84 einwirkenden Kräfte der Federn 88 und 82, 95 im Gleichgewicht befinden, gelangt das Einlassventil 111, 112 in die Schliessstellung. Die Druckmittelzufuhr zur Abreitskammer 90 ist jetzt unterbrochen und der Arbeitskolben 89 verharrt in seiner augenblicklichen Position.

[0026] Soll der Arbeitskolben 89 wieder seine Ausgangsstellung einnehmen, so werden die Druckmittelkammern 79, 99 über das Magnetventil 73 entlüftet. Die Steuerkolben 78, 98 fahren nach oben und die Federn 82, 95 entspannen sich. Da jetzt die von der Feder 88 auf das Stellglied 84 ausgeübte Kraft überwiegt, wird das Stellglied 84 weiter nach oben verschoben. Der Auslassventilsitz 70 hebt vom Doppelventilkörper 71, 114, 112 ab. Durch die Druckmittelleitung 77, das geöffnete Auslassventil 70, 71 sowie den Auslass 69 wird die Arbeitskammer 90 entlüftet. Die Feder 88 bringt den Arbeitskolben 89 in seine ursprüngliche Stellung.

[0027] Je mehr Steuerkolben mit Druck beaufschlagt werden, desto grösser muss die entgegengerichtet wirkende Kraft der zwischen dem Kolben 89 und dem Stellglied 84 angeordneten Feder 88 werden, um die Kraft der von den Steuerkolben belasteten Federn 82, 83, 95, 97 zu überwinden. Dies bedeutet, dass die Feder 88 durch einen längeren Hub des Kolbens 89 stärker vorgespannt werden muss.

[0028] Zur Betätigung des Stellgliedes können anstelle von Steuerkolben auch als Steuerglieder ausgebildete Anker von Elektromagneten direkt auf die das Stellglied beaufschlagenden Federn einwirken.

[0029] Es ist auch denkbar, den von den Steuerkolben begrenzten Druckmittelkammern pneumatisch, hydraulisch oder von Hand schaltbare Ventile vorzuschalten.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Verändern einer auf ein Stellglied (16) einwirkenden Kraft mit folgenden Merkmalen:

a) das Stellglied (16) steht mit wenigstens einem durch ein Steuermittel ansteuerbaren und im angesteuerten Zustand eine Ausgangskraft liefernden Steuerglied (11, 40, 42) in Wirkverbindung;

b) das Stellglied (16) ist bei Ansteuerung des Steuergliedes (11, 40, 42) mittels des Steuergliedes (11,40,42) bewegbar;

c) zur Bewegung des Stellgliedes (16) gegen die vom Steuerglied (11, 40, 42) ausgeübte Kraft ist eine Rückstellkraftvorgesehen;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) zwischen dem Stellglied (16) und dem Steuerglied (11, 40, 42) ist eine Feder (13, 38, 50) angeordnet, über welche das Stellglied (16) mit dem Steuerglied (11, 40, 42) in Wirkverbindung steht;

e) es ist ein Anschlag (12, 39, 41) vorgesehen, an welchem das Steuerglied (11, 40, 42) bei Ansteuerung in Richtung auf die Feder (13, 38, 50) zu zur Anlage kommt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) das Steuerglied (11, 40, 42) ist als Steuerkolben (11,40,42) ausgebildet;

b) der Steuerkolben (11, 40, 42) begrenzt eine Druckmittelkammer (8, 46, 45), welche über eine Ventileinrichtung (1, 2, 3, 4) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist;

c) das Stellglied (16) ist bei Druckbeaufschlagung der Druckmittelkammer (8, 46, 45) mittels des Steuerkolbens (11,40,42) bewegbar.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerglied der Anker eines Elektromagneten dient.

4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steuerglieder (11, 40, 42) vorgesehen sind, welche so angeordnet sind, dass bei Betätigen der Steuerglieder (11, 40, 42) eine Kippbewegung des Stellgliedes (16) verhindert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerglieder (11, 40, 42) so angeordnet sind, dass sie zur Mittelachse des Stellgliedes (16) den gleichen Abstand aufweisen.

6. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der den Steuerkolben (11,40,42) zugeordneten Druckmittelkammern (8, 46, 45) über eine gemeinsame Ventileinrichtung mit einer Druckmittelquelle verbindbar sind.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerglied (40) zentrisch zum Stellglied (16) und wenigstens zwei weitere Steuerglieder (11, 42) bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes (16), symmetrisch angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) es sind mehrere Steuerkolben (11, 40, 42) vorgesehen, wobei ein Steuerkolben (40) zentrisch zum Stellglied (16) und wenigstens zwei weitere Steuerkolben (11, 42), bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes (16), symmetrisch angeordnet sind;

b) die vom zentrisch angeordneten Steuerkolben (40) begrenzte Druckmittelkammer (46) ist über eine erste Ventileinrichtung mit der Druckmittelquelle verbindbar.

c) die von wenigstens zwei symmetrisch angeordneten Steuerkolben (11, 42) begrenzten Druckmittelkammern (8,45), welche bezogen auf die Mittelachse des Stellgliedes (16) einander gegenüberliegen, sind über eine gemeinsame Ventileinrichtung gleichzeitig mit der Druckmittelquelle verbindbar;

9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag veränderbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Druckmittelkammer (8, 46, 45) ein weiterer Anschlag vorgesehen ist, welcher den Hub des Steuerkolbens (11, 40, 42) in Richtung von der Feder (13, 38, 50), weg begrenzt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag veränderbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Steuerkolben (11, 40, 42) aufnehmenden Kammern (8, 46, 45) über druckmittelbetätigbare Ventile ansteuerbar sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Steuerkolben (11, 40, 42) aufnehmenden Kammern (8,46, 49) über von Hand schaltbare Ventile ansteuerbar sind.

14. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Regelventileinrichtung, welche wenigstens einen Druckmitteleingang (29), einen Druckmittelausgang (22), sowie einen mit wenigstens einem Ventilsitz (31) zusammenwirkenden Ventilkörper (30) aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) das Stellglied (16) ist mit einem Regelkolben (18) verbunden;

b) der Regelkolben (18) begrenzt eine Steuerkammer (20), welche auf der der federbeaufschlagten Seite des Stellgliedes (16) abgewandten Seite des Stellgliedes (16) angeordnet ist;

c) der Regelkolben (18) steht mit dem Ventilkörper (30,31,34,36) in Wirkverbindung ;

d) der Druckmittelausgang (22) der Regelventileinrichtung ist mit der vom Regelkolben (18) begrenzten Steuerkammer (20) verbunden.

15. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche für einen Arbeitszylinder mit einem Arbeitskolben (89), welcher eine Arbeitskammer (90) von einer Regelfederkammer (94) trennt, wobei der Arbeitskolben (89) vom Druck in der Arbeitskammer (90) gegen die Kraft der Regelfeder (88) verschiebar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Regelfeder (88) ist zwischen dem Stellglied (84) und dem Arbeitskolben (89) angeordnet;

b) das Stellglied (84) steht mit einer Ventileinrichtung (70, 71, 114, 111, 112) in Wirkverbindung, über welche die Arbeitskammer (90) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist.

16. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der auf das Stellglied einwirkenden Rückstellkraft eine Regelfeder (88) vorgesehen ist.

17. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 4-16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Steuergliedern (11, 40,42) und dem Stellglied (16) angeordneten Federn (13, 38, 50) gleich ausgebildet sind.

Claims

1. Device for changing a force acting on an actuator (16), having the following features:

a) the actuator (16) is in operative connection with at least one control member (11, 40, 42) which can be actuated by a control means and, when in the actuated state, supplies an initial force;

b) the actuator (16) can be moved by means of the control member (11, 40, 42) when the control member (11,40,42) is actuated;

c) a restoring force is provided for moving the actuator (16) against the force exerted by the control member (11,40,42);

characterised by the following featurs:

d) between the actuator (16) and the control member (11,40,42) there is arranged a spring (13, 38, 50) via which the actuator (16) is in operative connection with the control member (11,40,42);

e) a stop (12, 39, 41 ) is provided, against which the control member (11, 40, 42) rests when actuated in the direction towards the spring (13, 38, 50).

2. Device according to claim 1, characterised by the following features:

a) the control member (11, 40, 42) is in the form of a control piston (11, 40, 42);

b) the control piston (11, 40, 42) bounds a pressure-medium chamber (8, 46, 45) which can be connected to a pressure-medium source via a valve arrrangement (1,2,3,4);

c) the actuator (16) can be moved by means of the control piston (11, 40, 42) when pressure is admitted to the pressure-medium chamber (8, 46,45).

3. Device according to claim 1, characterised in that the armature of an electromagnet is used as the control member.

4. Device according to at leat one of the preceding claims, characterised in that several control members (11, 40, 42) are provided, which are so arranged that, when the control members (11, 40, 42) are actuated, the actuator (16) is prevented from tripping.

5. Device according to claim 4, characterised in that the control members (11,40,42) are so arranged that they are at the same distance from the central axis of the actuator (16).

6. Device according to claims 2 and 4, characterised in that at least two of the pressure-medium chambers (8, 46, 45) associated with control pistons (11, 40, 42) can be connected to a pressure-medium source via a common valve arrangement.

7. Device according to at least one of the preceding claims 4 to 6, characterised in that one control member (40) is arranged centrally with respect to the actuator (16) and at least two further control members (11, 42) are arranged symmetrically with respect to the central axis of the actuator (16).

8. Device according to claim 2, characterised by the following features:

a) several control pistons (11, 40, 42) are provided, one control piston (40) being arranged centrally with respect to the actuator (16) and at least two further control pistons (11,42) being arranged symmetrically with respect to the central axis of the actuator (16);

b) the pressure-medium chamber (46) bounded by the control piston (40) that is arranged centrally can be connected to the pressure-medium source via a first valve arrangement;

c) the pressure-medium chambers (8, 45) bounded by at least two control pistons (11, 42) which are arranged symmetrically, which pressure-medium chambers (8, 45) are located opposite one another with respect to the central axis of the actuator (16), can be connected simultaneously to the pressure-medium source via a common valve arrangement.

9. Device according to at least one of the preceding claims, characterised in that the stop is adjustable.

10. Device according to claim 2, characterised in that a further stop is provided in the region of the pressure-medium chamber (8, 46, 45), which stop limits the stroke of the control piston (11,40, 42) in the direction away from the spring (13, 38, 50).

11. Device according to claim 10, characterised in that the stop is adjustable.

12. Device according to claim 8, characterised in that the chambers (8, 46, 45) which accommodate the control pistons (11, 40, 42) are controllable via pressure medium operable valves.

13. Device according to claim 8, characterised in that the chambers (8, 46, 45) which accommodate the control pistons (11, 40, 42) are controllable via manually operable valves.

14. Device according to at least one of the preceding claims for a control valve arrangement which has at least one pressure-medium inlet (29), one pressure-medium outlet (22) and one valve member (30) which cooperates with at least one valve seat (31), characterised by the following features:

a) the actuator (16) is connected to an operating piston (18);

b) the operating piston (18) bounds a control chamber (20) which is arranged on the side of the actuator (16) that is remote from the side of the actuator (16) on which the spring acts;

c) the operating piston (18) is in operative connection with the valve member (30,31,34,36);

d) the pressure-medium outlet (22) of the control valve arrangement is connected to the control chamber (20) bounded by the operating piston (18).

15. Device according to at least one of the preceding claims for a working cylinder having a working piston (89) which separates a working chamber (90) from a control spring chamber (94), it being possible to displace the working piston (89) against the force of the control spring (88) by the pressure in the working chamber (90), characterised by the following features:

a) the control spring (88) is arranged between the actuator (84) and the working piston (89);

b) the actuator (84) is in operative connection with a valve arrangement (70, 71, 114, 111, 112), via which the working chamber (90) can be connected to a pressure-medium source.

16. Device according to at least one of the preceding claims, characterised in that a control spring (88) is provided for producing the restoring force acting on the actuator.

17. Device according to at least one of the preceding claims 4 to 16, characterised in that the springs (13, 38, 50) arranged between the control members (11, 40, 42) and the actuator (16) have the same construction.

Revendications

1. Dispositif pour modifier une force qui agit sur un organe de régulation (16), présentant les caractéristiques suivants:

a) l'organe de régulation (16) est en liaison positive avec au moins un organe de commande (11, 40, 42) qu'un moyen de commande peut piloter et qui, à l'état piloté, fournit une force de réglage;

b) l'organe de régulation (16) peut, lorsque l'organe de commande (11, 40, 42) est excité, être déplacé par l'organe de commande (11,40,42);

c) une force de rappel est prévue pour déplacer l'organe de régulation (16) en agissant contre la force exercée par l'organe de commande (11, 40, 42);

caractérisé par les caractéristiques suivantes:

d) entre l'organe de régulation (16) et l'organe de commande (11,40,42) est disposé un ressort (13, 38, 50) par l'intermédiaire duquel l'organe de régulation (16) est en liaison positive avec l'organe de commande (11,40,42);

e) il est prévu une butée (12,39,41) contre laquelle l'organe de commande (11, 40, 42) vient buter dans la direction du ressort (13, 38, 50) lorsqu'il est excité.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par les caractéristiques suivantes:

a) l'organe de commande (11, 40, 42) est conçu sous forme d'un piston de commande (11,40,42);

b) le piston de commande (11, 40, 42) limite une chambre de fluide sous pression (8, 46, 45) qui peut être reliée, par l'intermédiaire d'un dispositif d'électrovannes (1,2, 3,4), à une source de fluide sous pression;

c) l'organe de régulation (16) peut être déplacé par le piston de commande (11, 40, 42) lorsque la chambre de fluide sous pression (8, 46, 45) est mise sous pression.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que c'est l'armature d'un électroaimant qui sert d'organe de commande.

4. Dispositif selon au moins l'une revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs organes de commande (11, 40, 42) qui sont disposés de façon à éviter un mouvement de basculement de l'organe de positionnement (16) lors de la manoeuvre des organes de commande (11,40,42).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les organes de commande (11, 40, 42) sont disposés de façon à présenter la même distance par rapport à l'axe de l'organe de régulation (16).

6. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en-ce qu'au moins deux des chambres de fluide sous pression (8, 46, 45), correspondant aux pistons de commande (11, 40, 42) peuvent être reliées à une source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un dispositif d'électrovannes commun.

7. Dispositif selon au moins l'une des revendications précédentes 4-6, caractérisé en ce qu'un organe de commande (40) est disposé dans l'axe par rapport à l'organe de régulation (16) et en ce qu'au moins deux autres organes de commande (11, 42) sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de l'organe de régulation (16).

8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par les caractéristiques suivantes:

a) il est prévu plusieurs pistons de commande (11, 40, 42), étant précisé qu'un piston de commande (40) est disposé dans l'axe par rapport à l'organe de régulation (16) et qu'au moins deux autres pistons de commande (11, 42) sont disposés symétriquement par rapport à l'axe de l'orga- .ne de régulation (16);

b) la chambre de fluide sous pression (46) limitée par le piston de commande (40) disposé dans l'axe peut être reliée, par l'intermédiaire d'un premier dispositif d'électrovannes, à la source de fluide sous pression.

c) les chambres de fluide sous pression (8, 45) qui sont limitées par au moins deux pistons de commande (11, 42) disposés symétriquement et qui sont situées en face l'une de l'autre par rapport à l'axe de l'organe de régulation (16) peuvent être reliées simultanément à la source de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un dispositif d'électrovannes commun.

9. Dispositif selon au mois l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée peut se déplacer.

10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans la zone des chambres de fluide sous pression (8, 46, 45) est prévue une autre butée qui limite la course du piston de commande (11, 40, 42) dans a direction qui s'éloigne du ressort (13, 38, 50).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la butée peut se déplacer.

12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les chambres (8, 46, 45) qui logent les pistons de commande (11, 40, 42) peuvent être pilotées au moyen de robinets manoeuvrables par un fluide sous pression.

13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les chambres (8, 46, 45) qui logent les pistons de commande (11,40,42) peuvent être pilotées au moyen de robinets qui peuvent être mis en circuit à la main.

14. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, pour un dispositif de robinet à soupape de régulation, qui présente au moins une entrée de fluide sous pression (29), une sortie de fluide sous pression (22) ainsi qu'un obturateur (30) qui collabore avec au moins un siège de soupape (31), caractérisé par les caractéristiques suivantes.

a) l'organe de régulation (16) est relié à un piston de régulation (18);

b) le piston de régulation (18) limite une chambre de commande (20) qui est disposée du côté de l'organe de régulation (16) opposé au côté de l'organe de régulation (16) qui est sollicité par un ressort;

c) le piston de régulation (18) est en liaison positive avec l'obturateur (30,31,34,36);

d) la sortie du fluide sous pression (22) du dispositif de robinet à soupape de régulation est reliée à la chambre de commande (20) limitée par le piston de régulation (18).

15. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, pour un vérin comportant un piston comportant un piston (89) qui sépare une chambre de travail (90) d'avec une chambre de ressort de régulation (94), étant précisé que le piston (89) peut coulisser sous l'effet de la pression qui règne dans la chambre (90) en agissant contre la force du ressort de régulation (88), caractérisé par les caractéristiques suivantes:

a) le ressort de régulation (88) est disposé entre l'organe de régulation (84) et le piston (89);

b) l'organe de régulation (84) est en liaison positive avec un dispositif d'électrovannes (70, 71, 114, 111, 112) par l'intermédiaire duquel la chambre (90) peut être mise en liaison avec une source de fluide sous pression.

16. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour produire la force de rappel agissant sur l'organe de régulation, il est prévu un ressort de régulation (88).

17. Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes 4-16, caractérisé en ce que les ressorts (13, 38, 50) disposés entre les organes de commande (11, 40, 42) et l'organe de régulation (16) sont conçus identiques.

Zeichnung