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EP0220248A1 - Device for adjusting the circuit amplification of a servo-regulating circuit. - Google Patents

Device for adjusting the circuit amplification of a servo-regulating circuit.

Info

Publication number
EP0220248A1
EP0220248A1 EP19860902788 EP86902788A EP0220248A1 EP 0220248 A1 EP0220248 A1 EP 0220248A1 EP 19860902788 EP19860902788 EP 19860902788 EP 86902788 A EP86902788 A EP 86902788A EP 0220248 A1 EP0220248 A1 EP 0220248A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
control valve
control
drive unit
follow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19860902788
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0220248B1 (en
Inventor
Eckehart Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Turbo H and L Hydraulic GmbH and Co KG
Original Assignee
Hartmann and Lammle GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hartmann and Lammle GmbH and Co KG filed Critical Hartmann and Lammle GmbH and Co KG
Publication of EP0220248A1 publication Critical patent/EP0220248A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0220248B1 publication Critical patent/EP0220248B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/12—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which both the controlling element and the servomotor control the same member influencing a fluid passage and are connected to that member by means of a differential gearing

Definitions

  • the invention relates to a device for setting the loop gain of a follow-up control circuit provided for movement control of a hydraulic feed drive unit, which is electrically, e.g. works by means of a stepper motor, controlled position-target-value specification and mechanical position-actual-value feedback, and with the other, mentioned in the preamble of claim 1, genus-determining features.
  • v denotes the speed of the controlled tool or workpiece movements, which is determined by the amount of the working medium flows supplied to and discharged from the drive unit via a follow-up control valve and with * _ s
  • the drag or Follow-up error is referred to by which the actual position of the tool differs from the set position when the follow-up control valve is opened in the steady state of the control to such an extent that the time-related delivery rate required for a desired feed rate exceeds the overrun control valve flows.
  • the loop gain K is, in terms of amount, a measure of the sensitivity of the follow-up control, and the greater the loop gain, the greater it is.
  • the follow-up control valve is provided with at least one additional valve element that executes the actuating movements of a valve element used for movement control with the circuit gain K, for example a cone seat valve.
  • a parallel flow path leads via this valve element to that flow path of the overrun control valve via which, in an operating phase running with the value K, the circuit gain, the working medium flow determining the working speed of the drive unit flows, while the flow path also leads the loop gain K, ge is working, is blocked.
  • This additional flow path can be released by activating a boost control valve arrangement " , with the result that a working medium flow supplied to or flowing from the drive unit increases in accordance with the additionally released flow cross-section and thus a relative result Increase of the loop gain to a value K.
  • a control device is provided with which the additional flow path can be opened or closed as required.
  • the range within which changes in the control loop gain K are possible or reductions in the circle gain which occur in the course of machining a workpiece can be compensated for by designing the opening cross sections of the valve elements of the wake related to a certain travel - Control valve can be varied within wide limits. Changes in the loop gain in the range 1:50 are possible without further notice.
  • claims 2 and 3 alternatively as well as in combination implementable options for guiding the additional flow paths, by releasing which the loop gain of the control loop can be changed.
  • the combinatorial implementation of the features of claims 2 and 3 is necessary if a double-acting hydraulic cylinder of the drive unit is designed as a differential cylinder.
  • the features of claim 4 provide a design of a device according to the invention in which large changes in the circular gain can be achieved with only a single additional flow path.
  • the features of claim 5 achieve an infinitely variable adjustability of the circular gain between a lower limit value K and an upper limit value Kv2.
  • the advantage of a device according to the invention designed according to the features of claim 6 is that as a follow-up control valve, via the valve elements of which all working medium flows are conducted, which are used to change the circuit gain or to stabilize it to a certain value conventional 4/3-way control valves of simple design can be used, the valve elements of which are designed as inserts which have different opening cross sections in relation to the unit of the adjustment path.
  • the design of a device according to the basic structure and specified in more detail by the features of claim 8, according to the features of claim 7, is suitable for a drive unit with a double-acting hydraulic cylinder, the working spaces of which are offset by the piston, alternatively with the regulated, high output pressure of the follow-up control valve is applied or are connected to the tank of the pressure supply source via the valve elements of the follow-up control valve which are used in the return flow direction.
  • valves of the amplification control valve arrangement provided for releasing and shutting off the additional flow paths, in an embodiment as electrically controllable solenoid valves, enable a program-controlled path-dependent switching of the overrun control circuit to the respectively appropriate values of the circuit gain.
  • boost control valves as well as pressure-controlled valves can be formed, the control pressure spaces of which each with one of the working spaces of the hydraulic cylinder Drive unit are communicatively connected.
  • the design of the device according to the invention which is characterized by the features of claim 9, has the advantage that both control options are available to the user with little additional technical effort.
  • the device according to the invention fulfills to the greatest possible extent all the requirements that may exist on the user side and is therefore suitable as a standard device for a wide variety of applications.
  • One of the two control options can be used as a security measure against a malfunction of the other control type.
  • Fig. 1 shows a hydraulic drive device with a power drive unit designed as a differential piston hydraulic cylinder with a tracking 1 ° control circuit provided for movement control of the power drive unit, which is based on an inventive method
  • Fig. 2 is a functionally the device according to Fig. 1 " ⁇ 5 corresponding hydraulic Antriebsvorrich ⁇ tung, as part of the tracking Regel ⁇ circle in the designed as a slide valve servo control valve is inserted and
  • Fig. 3 shows another embodiment of an ER • - 0 inventive device for setting the loop gain of a tracking-Regel ⁇ circle * for a hydraulic Antriebsvorrich ⁇ processing in which a double-acting hydraulic cylinder is utilized in the normal circuit 25 as a power drive unit, in one of the Fig. 1 corresponding schematic representation.
  • a differential piston hydraulic cylinder 1 is provided as the power drive unit, on the one side of which from the
  • Piston rod 13 which is penetrated in the axial direction and is annular in cross section, is permanently connected to the high-pressure (P) supply connection 21 of the hydraulic pressure supply unit 22, which, for the sake of simplicity, is only connected to the hydraulic pump 23 and the tank ( T) 24 is represented.
  • the working space 18 of the hydraulic cylinder 1.1 which is movably delimited by the smaller, annular piston surface 26 of the piston 27, is thus constantly acted upon by the outlet pressure of the pressure supply unit '22.
  • the other, by the - * total cross-sectional area 28 of the piston 27 movable working space 19 of the hydraulic cylinder 11 is a known by a total of 29 designated follow-up control valve, which with electrical or mechanical position setpoint value specification and mechanical position Actual value feedback works, alternatively on the Pressure outlet 21 of the pressure supply unit 22 or can be connected to its tank 24. If the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 is connected, for example via the control outlet 31 (A outlet) of the follow-up control valve 29 and thus via this to the pressure outlet 21 of the pressure supply unit 22, the latter moves Piston 27 and with it the tool head 14 in the direction of arrow 16, according to FIG. 1 upwards, working medium being pushed out of the - upper - working space 18 back to the pump 23, while a working medium flow of the same amount in the - lower - working space 19 flows.
  • the larger working space 19 is via the B control connection 32 of the run-on.
  • the follow-up control valve 29 comprises a total of 4 valve elements 34, 35, 36 and 37, which in the special embodiment shown are designed as cone seat valves, the basic position of which is shown in the blocking position.
  • the conical valve bodies 38 which are moved by return springs 39 in the direction of the respective, e.g. annular edge-shaped valve seat 41 are pushed, have pin-shaped extensions 42, at the free ends of eininsgesam.it with 43 designated valve actuator can engage, by its axial displacements in the opposite represented by arrows 44 and 46
  • valve body of the two valve 1, elements 34 and 35 which are arranged to the right of the valve actuating member 43, lift off their valve seats 41, while the other two valve elements 36 and 37 remain in their blocking position, or the valve bodies 38 of these latter valve elements 36 and 37 lift off their valve seats 41, while the two aforementioned valve elements 34 and 35 remain in their locked position.
  • valve elements 34 - 37 are designed such that the valve gap or flow cross sections which are released by an opening actuation of the valve elements flow over the working medium flows which are supplied to or flowing from the hydraulic cylinder 11, each of the deflections C 1 and 2 of the Valve actuator 43 are proportional or approximately proportional, by which the valve body 38 of one "right” pair of valve elements 34, 35 or the valve body 38 of the other pair of valve elements 36, 37 are moved in the direction of arrows 44 and 46, respectively.
  • the lower right valve element 34 according to FIG. 1 is the flow cross-section of a first flow path, denoted overall by 47, via the working medium from the P supply connection 21 of the pressure supply unit 22 to the A control output 31 of the wake. Control valve 29 is guided and can flow through this into the larger cross-section work space 19 of the hydraulic cylinder.
  • the lower valve element 36 on the left according to FIG. 1 is the flow cross-section of a first drain flow path, designated overall by 48, over the working edium can flow out of the working space 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24.
  • the upper right valve element 35 according to FIG. 1 is the effective flow cross-section of an additional inflow flow path, which is connected in parallel to the first inflow flow path 47 and is designated 49 in total, that runs from the P supply outlet 21 of the pressure supply - Unit 22 leads to the B control connection 32 of the run-on control valve 29 and via this leads to the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11.
  • this additional inflow flow path 49 is blocked and released when the control valve 51 is controlled into its excited position I '.
  • the upper valve element 37 on the left according to FIG. 1 is the effective flow cross-section of an additional drain flow path connected in parallel with the first drain flow path 48, designated overall by 52, which in the basic position 0 of a second 2/2-way Solenoid valve trained control valve 53 is blocked and released in the excited position I of this second control valve 53, so that working medium can also flow out of the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24 via this additional drain flow path 52.
  • the feed and retraction movements of the hydraulic cylinder 11 are controlled by step-by-step or continuous specification of target position values, in the exemplary embodiment shown by turning one Spindle nut 54, which is guided in the housing 33 of the follow-up control valve so that it can be moved back and forth in the direction of arrows 44 and 46.
  • the spindle nut is in meshing engagement with a threaded spindle 56 which is rotatably mounted in the housing 33 of the follow-up control valve 29, but is secured against axial displacements.
  • a pinion 57 which is connected in a rotationally fixed manner to the threaded spindle 56, meshes with a toothed rack 58 which, for example, is coupled in motion to the piston rod 13 of the hydraulic cylinder 11 via a rigid connection 59.
  • the spindle nut 54 which passes freely through a central opening 61 of the valve actuating element 43, is connected via axial ball bearings 62 and 63 arranged on both sides of the valve actuating element 43 to the valve actuating element 43 in such a way that this results from a rotation of the spindle nut relative to the threaded spindle 56.
  • valve actuating member 43 which is not specifically shown, is secured against rotation and guided on the valve housing 33 so as to be displaceable in the axial direction.
  • the tool head 14 should first perform an infeed movement in the direction of the arrow 16 "upwards" until it hits a workpiece (not shown) and then - under increased load - must perform a working stroke. which corresponds to the machining depth of the workpiece. Thereafter, the tool head 14 is to be returned to the starting position shown.
  • the spindle nut is first rotated counterclockwise, as seen in the direction of arrow 64, as a result of which the spindle nut 54 and together with this the valve actuating member 43, since the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 is practical at the start of this control process not yet moved and so that the threaded spindle 56 does not yet rotate, undergoes a shift in the direction of arrow 44, to the right, whereby the two valve elements 34 and 35, which are arranged to the right of the valve actuating element according to FIG. 1, are opened become. It is assumed that the two control valves 51 and 53 are in the blocking position 0 shown.
  • the threaded spindle 56 is also rotated via the rack / pinion drive 58, 57, as seen in the direction of the arrow 64, also counterclockwise, whereby, depending on the Conversion ratio with which the speed v of the rack movement into a proportional angular velocity of the threaded spindle 56 is implemented, the angular velocity of which sooner or later becomes equal to that of the spindle nut, possibly after a phase in which the angular velocity of the threaded spindle 56 was greater than that of the spindle nut 54 and in the state of equilibrium which occurs and the same angular velocity of the spindle nut 54 and the threaded spindle 56, the deflection £ ' 1 of the valve actuating member 43 is reached, in which the valve element 37 is opened so far that the working medium flow introduced into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the first flow path 47 has that value, at which the speed of the movement of the hydraulic
  • the setpoint of the speed of movement of the piston 27 of the hydraulic cylinder is made in a manner known per se with the aid of a stepping motor 67 which can be driven in alternative rotation directions by output control pulses from an electronic control unit 66, which via a toothed belt drive, designated overall by 68, is drive-coupled to the spindle nut 54.
  • the rotational or angular speed of the spindle nut 54 is determined by the frequency of the respective control pulses by which the output pinion 69 of the stepper motor 67 is rotated by a defined angular increment.
  • the caster or lag error ⁇ s by which the current position of the tool head 14, that is to say the actual position thereof, differs from the desired position controlled via the toothed belt drive 68, then corresponds to the deflection £ 1 or . of the valve actuating element 43 from its basic position, multiplied by the conversion ratio with which the mechanical feedback device comprising the threaded spindle 56, its drive pinion 57 and the toothed rack 58 stroke paths of the piston 27 of the hydraulic cylinder into rotational angle amounts proportional thereto the threaded spindle 56 is implemented.
  • the circle gain of the overtravel control loop of the drive device 10 defined by the relationship K v / ⁇ s is therefore lower, the greater the deflections £ 1 and £ _ by which the valve bodies 38 of the valve elements 34 or 36 must be deflected so that, at a predetermined output pressure of the pressure supply unit 22, the working medium flow required to achieve a certain feed or retraction speed of the tool head 14 flow through the flow path 47 to the hydraulic cylinder 11 or from it via the discharge flow pf d 48 can flow out to the tank 24.
  • the drive device 10 In order to be able to avoid or at least largely compensate for such, for example load-dependent changes in the loop gain of the overrun control loop, but also in order to be able to selectively set a different value of the loop gain, the drive device 10 according to FIG additional inflow flow path 49 and the additional outflow flow path 52 are provided. As long as these additional flow paths 49 and 52 - in the basic positions 0 the . Control valves 51 and 53 are blocked, the loop gain of the wake control loop is limited to a maximum value K ..
  • the maximum circular gain of the overtravel control loop can be increased to the value K 2 for the feed operation of the hydraulic cylinder 11, that is to say when the piston 27 moves in the direction of the arrow 16. since working fluid can now flow into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the two valve elements 34 and 35 of the parallel inflow flow paths 47 and 49 with a predetermined deflection £ 1 of the valve actuating member 43.
  • the boost control valves 51 and 53 are controlled as required by the program by means of output signals from the electronic control unit 66, which also determine the desired position. Value output signals for controlling the stepper motor 67 are generated, that is, path-dependent.
  • FIG. 2 shows a drive device 10 ′ largely functionally analogous to the drive device 10 according to FIG. 1 with adjustable control loop gain, the same reference numerals being used for elements of drive devices 10 ′ according to FIGS. 2 and 10 according to FIG. 1 that are identical in construction and function, and in this respect reference can be made to the relevant description of FIG. 1.
  • the drive device 10 'according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially only in the special design of the follow-up control valve 29', which is designed here as a piston slide valve.
  • deflections £ 1 and £ .2 denote a total of 73.
  • the valve piston from its indicated by broken lines basic position into the ?? by d ⁇ e arrows 44 and 46 representing, carried alternative directions * of the arrows thrust in the direction 16 and 17 running Vor ⁇ and withdrawal movements of the piston 27 of the Hydro ⁇ cylinder 11 controlled.
  • required devices for setting the target value and for feedback of the actual position of the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 can have the same design as that in connection with the achievement of the deflections 1 and 2 of the valve actuating element 43 of the follow-up control valve 29 according to FIG. 1 and are not shown for the sake of simplicity.
  • valve housing 74 of the follow-up control valve 29 ' which is only shown schematically, there are a total of six annular grooves 77 - 82 which radially widen the central housing bore in which the valve piston 73 is displaceably guided and which extend along the central longitudinal axis 83 of the valve housing 74 are arranged equidistantly, the width w of these annular grooves 77-82 measured in the same direction corresponding to the thickness of the annular intermediate ribs 85-89 of the valve housing 74 also measured in this direction, each of which separates two of these annular grooves from one another.
  • the valve piston 73 has between its end sections 91 and 92, with which it is guided in the corresponding end sections of the housing bore 76, " a total of 4 ring grooves 93-96, each paired by one of the three piston flanges 97-99, the diameter D corresponds to the diameter of the central housing bore 76, are offset from one another, the annular grooves 93-96 of the valve piston 73, viewed in the direction of the longitudinal axis 83 thereof, being twice the width ww of the annular grooves 77-82 of the valve housing 74 and Thicknesses of the piston flanges 97, 98 and 99 measured in the same direction correspond to the axial widths w of the ring grooves 77 - 82 of the valve housing 74.
  • the arrangement of the housing ring grooves and the arrangement of the piston ring grooves 93 - 96 are thus symmetrical with respect to the transverse center plane 101 of the valve housing or the transverse central plane 102 of the valve piston 73, which in the basic position of the valve piston 7 shown in dashed lines 3 coincides with the transverse center plane 101 of the valve housing 73.
  • the annular groove 80 arranged to the right of the plane of symmetry 101 of the valve housing 73 according to FIG. 2 is communicatively connected to the P-supply connection 21 of the pressure supply unit 22, the annular groove 79 arranged to the left of the plane of symmetry 101 to the tank supply connection 103.
  • the two ring grooves 78 and 81, between which the ring grooves 79 and 80 communicating with the tank supply connection 103 and the P supply connection 21 are arranged, are both via the B control output 32 and the A-
  • Output 31 of the follow-up control valve 29 ' is connected to the working space 19 of the hydraulic cylinder 11 which is delimited by the larger piston area 28.
  • the outer annular groove 77 on the left of FIG. 2 of the valve housing 74 is connected to the p-supply outlet 21 of the pressure supply unit via the amplification control valve 51, which is closed in its basic position 0 and in its excited position I in its excited position I. 22 and connected to the work chamber 18 of the hydraulic cylinder 11, which is smaller in cross section.
  • the right outer annular groove 82 according to FIG. 2 of the valve housing 74 is via the second boost control valve 53, the basic position of which is 0. Locked position and its excited position I is the flow position, connected to the supply connection 103 communicating with the tank 24 of the pressure supply unit 22.
  • the possible deflections £ 1 and £ of the valve piston 73 in the alternative deflection directions 44 and 46 are limited to values which are less than half the width w of the annular grooves 77 - 82 of the valve housing 74.
  • the basic position of the valve piston 73 is both the annular grooves 78 that are in constant communication with the larger working chamber 1 of the hydraulic cylinder 11 and the two outermost annular grooves 77 and 82, which are each connected to one of the control valves 51 and 52, shut off against the annular grooves 80 or 79 * of the valve housing 74 which communicate with one of the P or T supply connections 21 or 103.
  • the blocking position of the follow-up control valve 29 '- the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 stops.
  • Piston 27 moves in the direction of arrow 16; the second annular groove 78, which is in constant communicating connection with the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the B control connection 32, also communicates with the outer annular groove 77 on the left in accordance with FIG. 2, so that if the first boost control valve 51 is controlled into its passage position I, also via the additional flow path 49 working medium from the P-, parallel to the first feed flow path 47
  • Supply port 21 can flow into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11.
  • the constantly with the annular groove 79 communicating with the tank supply connection 103 and also the further annular groove 82 communicating with the tank only in the passage position I of the second boost control valve 53 are at a deflection C1 of the valve piston 73 against the respectively adjacent annular grooves 78 or 81 cordoned off.
  • working medium can in any case flow out of the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24 via the first outflow flow path 48 and when the second boost control valve 53 is controlled in its passage position I, also via the additional flow flow path 52.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a hydraulic drive device 100 with a device for adjusting the loop gain that falls within the scope of the invention.
  • the drive device 100 according to FIG. 3 is largely analogous in its basic structure and its function after the drive device 10 according to FIG. 1, and it is therefore for elements that are identical in design and function and that are analogous to those shown in FIGS 3 shown drive devices 10 and 100 each use the same reference numerals, so that in this respect reference can be made to the relevant parts of the description of FIG.
  • the characteristic difference between the drive device 100 according to FIG. 3 and the drive device 10 according to FIG. 1 is that in both working directions of movement 16 and 17 of the piston 27, the as
  • Power drive unit provided double-acting hydraulic cylinder 11 each one of its two work rooms 19 or 18 via the follow-up control valve, designated overall by 29 ′′, to the P pressure supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and the other work room 18 or 19, are also connected to the tank 24 of the pressure supply unit 22 via the follow-up control valve 29 ′′.
  • the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 moves in the feed direction 16 when its working space 19 with the larger cross section Via the A control connection 31 of the follow-up control valve 29 'with the P supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and its smaller working area 18 in cross section via the B control connection 32 of the follow-up control valve 29''with the tank 24 of the pressure supply unit 22 are connected.
  • the work area 18 of the hydraulic cylinder 11, which is smaller in cross section, is via the B control connection 32 of the follow-up control valve 29 ′′ with the pressure supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and the work area which is larger in cross section 19 of the hydraulic cylinder 11 is connected to the tank 24 of the pressure supply unit 22 via the A control connection 31 of the follow-up control valve 29 ′′.
  • valve elements 104, 105, 106 are within the scope of the follow-up control valve 29 ′′, the structure of which, apart from the number of valve elements, is analogous to that of the follow-up control valve 29 according to FIG and 107 are provided which, in turn, can alternatively be opened in pairs to release the inflow or outflow flow paths to be opened in the respective movement directions 16 and 17.
  • valve elements 108 and 109 as well as 111 and 112 and the reinforcement control valves 113 and 114 or 116 and 117 assigned to them, additional supply and discharge flow paths can be released, by means of which the effective circuit amplification of the movement control of the hydraulic cylinder piston 27 is enabled provided overrun control loop, be it to increase the Circular gain or to compensate for a load-related reduction of the same, can be released. Due to the deflections £ 1 and £ 2 of the valve actuating member 43 ', which, in the same way as explained with reference to FIG.
  • valve elements 1-0-6', 107, 111 and 111 and 112 arranged to the left of it are opened.
  • an additional outflow flow path 119 can be opened by simultaneously or alternatively actuating the control valve 113, which flow path 119 extends from the smaller working chamber 18 of the hydraulic cylinder 11 via the B- Control connection 32, the valve element 109 of the follow-up control valve 29 ′′ and the further additional amplification control valve 114 leads back to the tank 24 of the pressure supply unit 22.
  • additional inflow or outflow flow paths 118 'or 119 correspond to additional flow paths 121 or 122 which are suitable for setting desired values of the loop gain and which can be used when the hydraulic cylinder 11 is in the retracting mode, i.e. operated with movement in the direction of arrow 17 can be activated by actuation of the further boost control valves 116 and 117, respectively.
  • control valves 113 and 114 or 116 and 117 are expediently carried out by output signals of the electronic control unit 66 *, which also generates the control pulses for the stepper motor 68 which are used for the target value specification.
  • the control of the boost control valves 113 and 114 or 116 and 117 is path-dependent, that is to say program-controlled.
  • a pressure-controlled actuation thereof is also possible, as in the upper part of FIG. 3 shown for the gain control valves 114 and 117, which, when the pressure in that work space 18 or 19 is to flow out of the working medium to the tank 24, exceeds a threshold value, are controlled in their flow positions and thereby the additional outflow - Release flow path 119 or 122.
  • boost control valves 113 and 116 can also be provided in conjunction with the boost control valves 113 and 116, respectively, which release the additional inflow flow paths 118 and 121, respectively.
  • valve elements 34-37 of the follow-up control valve 29 according to FIG. 1 and also the valve elements 104-109 as well as 111 and 112 of the follow-up control valve 29 * 'according to FIG. 3 have what the schematic representations of FIGS. 1 and 3 have It cannot be seen that pressure-compensated valve bodies 38, which are independent of the pressure conditions on different sides of the valve seat, are reliably held in their blocking position by the return springs 39 when the respective valve actuating member 43 or 43 'is in its neutral basic position.

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Abstract

Un circuit de servo-régulation d'une unité d'entraînement d'avance hydraulique (10) fonctionne électriquement de la position de consigne et avec renvoi mécanique de la position réelle. Les écoulements du milieu de travail vers et en provenance de l'unité d'entraînement (10), dont la valeur détermine la vitesse v des mouvements d'outils, passent par des éléments de valve (34,36) à servo-régulation (29) qui peuvent être commandés conjointement par les distances de réglage epsilon1 et epsilon2 selon la valeur de consigne. L'amplification de circuit Kv peut être commutée par l'actionnement d'un système de commutation commandé par valve. Dans le circuit de servo-régulation, la valve de servo-régulation (20) comporte au moins un élément de valve supplémentaire (35, 37) qui effectue les mouvements de positionnement de l'élément de valve servant à commander le mouvement avec l'amplification de circuit Kv1; dans cet élément se trouve un chemin d'écoulement, parallèle à celui de la valve de servo-régulation (29), qui peut être ouvert par l'actionnement d'un dispositif de valve de commande d'amplification (51, 53), ce qui permet de régler l'amplification du circuit Kv2. Un dispositif (66) est prévu pour commander le dispositif de valve de commande selon les besoins quant à son réglage de débit qui permet le fonctionnement avec la valeur modifiée Kv2.A servo-regulation circuit of a hydraulic advance drive unit (10) operates electrically from the set position and with mechanical return of the actual position. The flows from the working environment to and from the drive unit (10), the value of which determines the speed v of the tool movements, pass through valve elements (34, 36) with servo-regulation ( 29) which can be controlled jointly by the adjustment distances epsilon1 and epsilon2 according to the set value. The amplification of circuit Kv can be switched by the actuation of a switching system controlled by valve. In the servo-regulating circuit, the servo-regulating valve (20) comprises at least one additional valve element (35, 37) which performs the positioning movements of the valve element used to control the movement with the amplification of circuit Kv1; in this element there is a flow path, parallel to that of the servo-regulation valve (29), which can be opened by actuation of an amplification control valve device (51, 53), which adjusts the amplification of the Kv2 circuit. A device (66) is provided for controlling the control valve device as required with regard to its flow adjustment which allows operation with the modified value Kv2.

Description

Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-RegelkreisesDevice for setting the loop gain of a follow-up control loop
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines zur Bewegungssteuerung einer hydraulischen Vorschub-Antriebseinheit vorgesehenen Nach¬ lauf-Regelkreises, der mit elektrisch, z.B. mittels eines Schrittmotors, gesteuerter Positions-Soll-Wert-Vörgabe und mechanischer Positions-Ist-Wert-Rückmeldung arbeitet, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbesti menden Merkmalen.The invention relates to a device for setting the loop gain of a follow-up control circuit provided for movement control of a hydraulic feed drive unit, which is electrically, e.g. works by means of a stepper motor, controlled position-target-value specification and mechanical position-actual-value feedback, and with the other, mentioned in the preamble of claim 1, genus-determining features.
Nachlauf-Regelkreise der vorerwähnten Art werden in viel- fältiger Weise eingesetzt, z.B. zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugsbewegungen von Press- oder Stanzwerkzeugen oder zur Steuerung der Relativbewegungen von Werkstück und Werk¬ zeug bei Werkzeugmaschinen, die spanabhebend arbeiten, z.B. Drehbänken sowie auch bei Werkzeugmaschinen, bei denen ein mehr oder weniger schnell routierend angetriebenes Werkzeug wie ein Bohrer, ein Fräser, ein Schleif- oder ein Honwerk¬ zeug Vorschub- und Rückzugsbewegungen ausführen. Die KreisVerstärkung K solcher elektrohydraulischer Regel¬ kreise ist dabei durch die BeziehungFollow-up control loops of the aforementioned type are used in a variety of ways, for example for controlling the feed and retraction movements of pressing or punching tools or for controlling the relative movements of the workpiece and tool in machine tools that work with cutting, for example lathes and also at Machine tools in which a more or less quickly driven tool such as a drill, a milling cutter, a grinding or a honing tool perform feed and retraction movements. The loop gain K of such electro-hydraulic control loops is due to the relationship
Kv = v/ sK v = v / s
definiert, worin v die Geschwindigkeit der gesteuerten Werkzeug- bzw. Werkstückbewegungen bezeichnet, die durch den Betrag der über ein Nachlauf-Regelventil der Antriebs¬ einheit zugeleiteten bzw. von dieser abfließenden Arbeits¬ mediumströme bestimmt ist und mit *_ s , der Schlepp- bzw. Nachlauffehler bezeichnet ist, um den sich die Ist- Position des Werkzeugs von der eingesteuerten Soll- Position unterscheidet, wenn im stationären Zustand der Regelung das Nachlauf-Regelventil so weit aufgesteuert ist, daß die für eine erwünschte Vorschubgeschwindigkeit benötig¬ te, zeitbezogene Fördermenge über das Nachlauf-Regelventil strömt. Die Kreisverstärkung K ist dem Betrage nach ein Maß für die Empfindlichkeit der Nachlaufregelung, rlie um so größer ist, je größer die Kreisverstärkung ist. Im Zuge der vorgenannten Werkzeug- bzw. Werkstückbewegungen können erhebliche Lastwechsel auftreten mit der Folge, daß sich die Kreisverstärkung - und damit die Empfindlichkeit der Nachlauf-Regelung bzw. der Positionssteuerung - erheblich ändern kann mit der Folge, daß Abweichungen z.B. der Kontur des bearbeiteten Werkstücks von einer durch die Bearbeitung zu erzielenden "Soll-Kontur" Beträge -annehmen, die außerhalb der .Toleranzgrenzen-liegen", was natürlich nicht hingenommen werden kann.defines, in which v denotes the speed of the controlled tool or workpiece movements, which is determined by the amount of the working medium flows supplied to and discharged from the drive unit via a follow-up control valve and with * _ s, the drag or Follow-up error is referred to by which the actual position of the tool differs from the set position when the follow-up control valve is opened in the steady state of the control to such an extent that the time-related delivery rate required for a desired feed rate exceeds the overrun control valve flows. The loop gain K is, in terms of amount, a measure of the sensitivity of the follow-up control, and the greater the loop gain, the greater it is. In the course of the above-mentioned tool or workpiece movements, considerable load changes can occur, with the result that the loop gain - and thus the sensitivity of the tracking control or the position control - can change significantly with the result that deviations e.g. the contour of the machined workpiece from a "target contour" to be achieved by machining — assume amounts that lie outside the “tolerance limits”, which of course cannot be accepted.
Eine Möglichkeit, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, besteht darin, eine Antriebseinheit mit bedarfsgerecht einstellbarer bzw. umschaltbarer Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises z verwenden, die in der eigenen, älteren, nicht vorveröffent¬ lichten Patentanmeldung P 34 36 356.4 unter besonderer Berück- sichtigung der bei Pressen- und Stanzmaschinen-Antrieben vorliegenden Verhältnisse vorgeschlagen. Bei den dort be¬ schriebenen hydraulischen Antriebseinheiten ist im Rahmen der zur Positions-Ist-Wert-Rückmeldung.vorgesehenen - mecha- 5 nischen - Rückmeldeeinrichtung eine selbsttätig arbeitende Umschalteinrichtung vorgesehen, mit der das Verhältnis,mit dem Abweichungen der Regelgröße in Querschnittsänderungen der Durchfluß-Strömungspfade des Nachlauf-Regelventils umge¬ setzt werden, z.B. bei einem Übergang von Eilvorschub- aufOne way of avoiding these difficulties is to use a drive unit with a circuit gain of the overtravel control circuit z which can be adjusted or switched as required, which is mentioned in the own, older, not previously published patent application P 34 36 356.4 with particular reference to consideration of the existing conditions for press and punching machine drives. In the hydraulic drive units described there, within the framework of the - mechanical - feedback device provided for the actual position value feedback, an automatically operating switching device is provided, with which the ratio with which deviations of the controlled variable in cross-sectional changes of the flow rate changes Flow paths of the overrun control valve are implemented, for example in the case of a transition from rapid feed to
10 Lastvorschub-Betrieb auf einen größeren Wert umgeschaltet wird. Diese "Umschaltung" auf eine andere Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises erfolgt dabei durch bedarfsge¬ rechte Einstellung des Übersetzungsverhältnisses einer mechanischen Umsetzungs-Einrichtung, mittels derer die •1-5 Auslenkungen des Ventilkolbens eines mittels des Nachlauf- Regelventils druck-vorgesteuerten Hauptventils auf das Ventilbetätigungsglied des Nachlauf-Regelventils rückge¬ meldet werden. Nachteilig an dieser Art der Kreisverstär- kungs-Umschaltung bzw. -Einstellung ist der komplizierte10 load feed operation is switched to a larger value. This "switchover" to a different circuit gain of the overrun control circuit is carried out by adjusting the gear ratio of a mechanical conversion device as required, by means of which the • 1-5 deflections of the valve piston of a main valve pressure-pilot-controlled by means of the overrun control valve onto the valve actuator of the overrun control valve are reported back. The disadvantage of this type of loop gain switching or setting is the complicated one
20 Aufbau der dafür erforderlichen mechanischen Umsetzungsein¬ richtungen und der aus konstruktiven Gründen relativ enge Bereich, innerhalb dessen eine Variation der Kreisverstär¬ kung mögloch ist. Derartige Einrichtungen zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-Regelkreises sind daher20 Construction of the mechanical implementation devices required for this and the area which is relatively narrow for constructional reasons, within which a variation of the loop gain is possible. Such devices for adjusting the loop gain of a tracking control loop are therefore
25 nur für eine beschränkte Gruppe von Einsatzfällen geeignet.25 only suitable for a limited group of applications.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich des Bereiches, innerhalb dessen eine Einstellung verschiedener Kreisverstärkungen möglich sein soll, keinerlei Beschrän- 30 kungen unterworfen ist und dabei trotzdem wesentlich ein¬ facher aufgebaut und preisgünstiger realisierbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich¬ nenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.It is therefore an object of the invention to provide a device of the type mentioned at the outset, which is not subject to any restrictions with regard to the range within which a setting of different loop amplifications is to be possible, and yet is constructed in a substantially simpler manner and can be implemented more economically . This object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.
Hiernach ist das Nachlauf-Regelventil mit mindestens einem zusätzlichen, die Stellbewegungen eines zur Bewegungssteuerung mit der Kreisverstärkung- K ausgenutzten Ventilelements, z.B. eines Kegel-Sitzventils, mit ausführendem Ventilelement ver¬ sehen. Über dieses Ventilelement führt ein zu demjenigen Strömungspfad des Nachlauf-Regelventils, über den in einer mit dem Wert K , der Kreisverstärkung ablaufenden Betriebs- phase der die Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebseinheit be¬ stimmende Arbeitsmedium-Strom fließt paralleler Strömungs¬ pfad geführt, der, wahrend mit der Kreisverstärkung K , ge¬ arbeitet wird, gesperrt ist. Dieser zusätzliche Strömungs¬ pfad ist durch Ansteuerung einer Verstärkungs-Steuerventil- anordnung freigebbar", mit der Folge, daß ein der Antriebs¬ einheit zugeleiteter bzw. von dieser abströmender Arbeits¬ medium-Strom entsprechend dem zusätzlich freigegebenen Strömungsquerschnitt vergrößert und damit im Ergebnis eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung auf einen Wert K „ erzielt wird. Zur Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventil- anordnung ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mit der bedarfsgerecht der zusätzliche Strömungspfad aufsteuerbar bzw. absperrbar ist..According to this, the follow-up control valve is provided with at least one additional valve element that executes the actuating movements of a valve element used for movement control with the circuit gain K, for example a cone seat valve. A parallel flow path leads via this valve element to that flow path of the overrun control valve via which, in an operating phase running with the value K, the circuit gain, the working medium flow determining the working speed of the drive unit flows, while the flow path also leads the loop gain K, ge is working, is blocked. This additional flow path can be released by activating a boost control valve arrangement " , with the result that a working medium flow supplied to or flowing from the drive unit increases in accordance with the additionally released flow cross-section and thus a relative result Increase of the loop gain to a value K. "To control the boost control valve arrangement, a control device is provided with which the additional flow path can be opened or closed as required.
Hierdurch werden zumindest die folgenden technischen Vor- teile erzielt: die zur bedarfsgerechten Umschaltung der Kreisverstärkung von einem Wert K , auf einen Wert K _ vorgesehene Steuer¬ ventil-Anordnung ist im einfachsten Falle, das heißt wenn nur ein zusätzlicher Strömungspfad vorgesehen ist, mittels eines einfachen, mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbaren, marktüblichen Ventils, realisiert werden, das keinen nennenswerten zusätzlichen technischen Aufwand bedeutet. Dasselbe gilt sinngemäß auch-dann, wenn mehrere zusätzliche Strömungsp ade vorgesehen sind, die einzeln oder zu mehreren freigebbar bzw. absperrbar sind. Der Be— reich, innerhalb dessen Änderungen der Regelkreis- Verstärkung K möglich sind bzw. im Verlauf der Bearbeitung eines Werkstückes auftretende Erniedrigungen der Kreisver¬ stärkung kompensiert werden können, kann durch die Auslegung der auf einen bestimmten Stellweg bezogenen Öffnungsquer- schnitte der Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils in weiten Grenzen variiert werden. Es sind ohne weiteres Ände¬ rungen der Kreisverstärkung im Bereich 1 : 50 möglich.In this way, at least the following technical advantages are achieved: in the simplest case, that is to say if the control valve arrangement provided for switching the loop gain from a value K to a value K _ in the simplest case, that is to say if only one additional flow path is provided, by means of a simple, mechanically, hydraulically or electrically operated, commercially available valve can be realized, that means no additional technical effort worth mentioning. The same applies mutatis mutandis if several additional flow passages are provided which can be released or blocked individually or in groups. The range within which changes in the control loop gain K are possible or reductions in the circle gain which occur in the course of machining a workpiece can be compensated for by designing the opening cross sections of the valve elements of the wake related to a certain travel - Control valve can be varied within wide limits. Changes in the loop gain in the range 1:50 are possible without further notice.
Durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind alternativ wie auch in Kombination realisierbare Möglichkeiten der Führung der zusätzlichen Strömungspfade angegeben, durch deren Freigabe die Kreisverstärkung des Regelkreises ge¬ ändert werden kann. Die kombinatorische Realisierung der Merkmale der Ansprüche 2 und 3 ist erforderlich, wenn ein doppelt wirkender Hydrozylinder der Antriebseinheit als Differential-Zylinder ausgebildet ist.The features of claims 2 and 3 alternatively as well as in combination implementable options for guiding the additional flow paths, by releasing which the loop gain of the control loop can be changed. The combinatorial implementation of the features of claims 2 and 3 is necessary if a double-acting hydraulic cylinder of the drive unit is designed as a differential cylinder.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 ist eine Gestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung angegeben, bei der mit nur einem einzigen zusätzlichen Strömungspfad betrags¬ mäßig große Änderungen der Kreisverstärkung erzielbar sind.The features of claim 4 provide a design of a device according to the invention in which large changes in the circular gain can be achieved with only a single additional flow path.
i Verbindung hiermit wird durch die Merkmale des An¬ spruchs 5 eine stufenlose Einstellbarkeit der Kreisver¬ stärkung zwischen einem unteren Grenzwert K , und einem oberen Grenzwert Kv2,, erzielt. Der Vorteil einer gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 ge¬ stalteten erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß als Nachlauf-Regelventil, über dessen Ventilelemente sämt¬ liche Arbeitsmedium-Strδme geleitet sind, die zu Änderungen der Kreisverstärkung oder- zu deren Stabilisierung auf einen bestimmten Wert ausgenutzt werden, übliche 4/3-Wege-Regel- ventile einfacher Bauart verwendet werden können, deren Ventilelemente als Einsätze ausgebildet sind, die auf die Einheit des Verstellweges bezogen, unterschiedliche Öffnungs- querschnitte haben.In connection with this, the features of claim 5 achieve an infinitely variable adjustability of the circular gain between a lower limit value K and an upper limit value Kv2. The advantage of a device according to the invention designed according to the features of claim 6 is that as a follow-up control valve, via the valve elements of which all working medium flows are conducted, which are used to change the circuit gain or to stabilize it to a certain value conventional 4/3-way control valves of simple design can be used, the valve elements of which are designed as inserts which have different opening cross sections in relation to the unit of the adjustment path.
Die durch die Merkmale des Anspruchs 7 ihrem grundsätzlichen Aufbau nach angegebene und durch die Merkmale des Anspruchs 8 näher spezifizierte Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ein¬ richtung eignet sich für eine Antriebseinheit mit einem doppelt wirkenden Hydrozylinder, dessen durch den Kolben gegeneinander abgesetzte Arbeitsräume alternativ mit dem geregelten, hohen Ausgangsdruck des Nachlauf-Regelventils beaufschlagt bzw. über die in Rückflußrichtung ausge¬ nutzten Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils an den Tank der Druckversorgungsquelle angeschlossen sind.The design of a device according to the basic structure and specified in more detail by the features of claim 8, according to the features of claim 7, is suitable for a drive unit with a double-acting hydraulic cylinder, the working spaces of which are offset by the piston, alternatively with the regulated, high output pressure of the follow-up control valve is applied or are connected to the tank of the pressure supply source via the valve elements of the follow-up control valve which are used in the return flow direction.
Die zur Freigabe und Absperrung der zusätzlichen Strömungs¬ pfade vorgesehenen Ventile der Verstärkungs-Steuerventil- anordnung ermöglichen in einer Ausbildung als elektrisch ansteuerbare Magnetventile eine programmgesteuert-wegab- hängige Umschaltung des Nachlauf-Regelkreises auf die je¬ weils zweckmäßigen Werte der Kreisverstärkung.The valves of the amplification control valve arrangement provided for releasing and shutting off the additional flow paths, in an embodiment as electrically controllable solenoid valves, enable a program-controlled path-dependent switching of the overrun control circuit to the respectively appropriate values of the circuit gain.
Alternativ können solche Verstärkungs-Steuerventile als auch druckgesteuerte Ventile ausgebildet sein, deren Steuerdruck¬ räume mit je einem der Arbeitsräume des Hydrozylinders der Antriebseinheit kommunizierend verbunden sind. Bei einer derartigen Ausbildung kann eine druckgesteuert-selbst¬ tätige Umschaltung der Einrichtung auf den jeweils bedarfs¬ gerechten Wert der Kreisverstärkung erzielt werden.Alternatively, such boost control valves as well as pressure-controlled valves can be formed, the control pressure spaces of which each with one of the working spaces of the hydraulic cylinder Drive unit are communicatively connected. With such a configuration, a pressure-controlled automatic switchover of the device to the value of the loop gain that is appropriate to the needs can be achieved.
Die durch die Merkmale des Anspruchs 9 angegebene Gestal¬ tung der erfindungsgemäßen Einrichtung hat den Vorteil, daß mit nur geringem technischem Mehraufwand beide Steuerungs¬ möglichkeiten dem Anwender zur Verfügung stehen.The design of the device according to the invention, which is characterized by the features of claim 9, has the advantage that both control options are available to the user with little additional technical effort.
Die erfindungsgemäße Einrichtung erfüllt in dieser letzt- genannten Gestaltung in einem weitestmδglichen Umfang alle Anforderungen, die anwenderseitig bestehen können und ist insofern als eine Standardeinrichtung für die verschie¬ densten Anwendungsfälle geeignet. Dabei kann jeweils eine der beiden Steuerungsmöglichkeiten gleichsam als Sicher- heitsmaßnahme gegen eine Fehlfunktion der ander.en Steuerungs¬ art ausgenutzt werden.In this latter configuration, the device according to the invention fulfills to the greatest possible extent all the requirements that may exist on the user side and is therefore suitable as a standard device for a wide variety of applications. One of the two control options can be used as a security measure against a malfunction of the other control type.
Es versteht sich, daß in Fällen, in denen die Antriebs¬ einheit einen Hydrozylinder mit mehr als zwei Arbeits¬ räumen umfaßt, auch Nachlauf-Regelventil-Anordnungen mit entsprechender Multiplizität von Ventilelementen, das heißt im Querschnitt regelbaren Durchlaß-Strömungspfaden, vorgesehen werden müssen, wobei eine Integration dieser Ventilelemente in ein einziges 4/3-Bzw, 8/3- oder allgemein 2n/3-Ventil, wobei n auch Werte grδßer/= 3 annehmen kann, besonders vorteilhaft ist, da der für die Betätigung der Ventilelemente und die Positions-Ist-Wert-Rückmeldung erforderliche technische Aufwand bei solchen Ventilen nicht größer ist als z.B. bei einem 4/3-Nachlauf-Regelventil Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Aus¬ führungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:It goes without saying that in cases in which the drive unit comprises a hydraulic cylinder with more than two work spaces, follow-up control valve arrangements with corresponding multiplicity of valve elements, that is to say cross-section flow passage paths, must also be provided. an integration of these valve elements in a single 4/3 or 8/3 or generally 2n / 3 valve, where n can also assume values greater than / = 3, is particularly advantageous since it is used for actuating the valve elements and Position actual value feedback required technical effort with such valves is not greater than, for example, with a 4/3 wake control valve Further details and features of the invention result from the following description of special exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
5 Fig. 1 eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit einer als Differentialkolben-Hydrozylinder ausgebildeten Leistungs-Antriebseinheit mit einem zur BewegungsSteuerung der Leistungs- Antriebseinheit vorgesehenen Nachlauf- 1° Regelkreis, der mit einer erfindungsgemäßen5 Fig. 1 shows a hydraulic drive device with a power drive unit designed as a differential piston hydraulic cylinder with a tracking 1 ° control circuit provided for movement control of the power drive unit, which is based on an inventive method
Einrichtung zur Einstellung der Kreisver¬ stärkung ausgerüstet ist, in vereinfachter, schematischer Schaltbild-Darstellung,Device for adjusting the loop gain is equipped, in a simplified, schematic circuit diagram representation,
Fig. 2 eine funktioneil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 "■5 entsprechende hydraulische Antriebsvorrich¬ tung, bei der im Rahmen des Nachlauf-Regel¬ kreises ein als Schieberventil ausgebildetes Nachlauf-Regelventil eingesetzt ist undFig. 2 is a functionally the device according to Fig. 1 "■ 5 corresponding hydraulic Antriebsvorrich¬ tung, as part of the tracking Regel¬ circle in the designed as a slide valve servo control valve is inserted and
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er- •--0 findungsgemäßen Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-Regel¬ kreises* für eine hydraulische Antriebsvorrich¬ tung, bei der als Leistungs-Antriebseinheit ein doppelt wirkender Hydrozylinder 25 in NormalSchaltung ausgenutzt ist, in einer der Fig. 1 entsprechenden, schematischen Darstellung. Bei der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrück¬ lich verwiesen sei, dargestellten, insgesamt mit 10 be¬ zeichneten hydraulischen Antriebsvorrichtung, ist als Leistungs-Antriebseinheit ein Differentialkolben-Hydro- zylinder 1. vorgesehen, an dessen einseitig aus demFig. 3 shows another embodiment of an ER • - 0 inventive device for setting the loop gain of a tracking-Regel¬ circle * for a hydraulic Antriebsvorrich¬ processing in which a double-acting hydraulic cylinder is utilized in the normal circuit 25 as a power drive unit, in one of the Fig. 1 corresponding schematic representation. In the hydraulic drive device shown in FIG. 1, to the details of which reference is expressly made, a differential piston hydraulic cylinder 1 is provided as the power drive unit, on the one side of which from the
Zylindergehäuse 12 austretender Kolbenstange 13 ein ledig¬ lich schematisch angedeuteter Werkzeugkopf 14 montiert ist, der im Verlauf einer z.B. spanabhebenden Bearbeitung eines nicht dargestellten Werkstückes in den durch die Pfeile 16 und 17 repräsentierten Richtungen Vorschub- und. Rückzugs-Bewegungen ausführt, die durch zweckgerechte Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume 18 und 19 des Hydro- zylinders 11 gesteuert werden.Cylinder housing 12 exiting piston rod 13, a tool head 14, indicated only schematically, is mounted, which in the course of a e.g. machining a workpiece, not shown, in the directions represented by arrows 16 and 17 feed and. Retracts movements that are controlled by appropriate pressurization of the working spaces 18 and 19 of the hydraulic cylinder 11.
Entsprechend der zur Antriebs-Steuerung des Hydrozyli.nders 11 vorgesehenen Differentialschaltung ist der von derCorresponding to the differential circuit provided for the drive control of the Hydrozyli.nders 11 is that of the
Kolbenstange13 in axialer Richtung durchsetzte, im Quer¬ schnitt ringförmige Arbeitsraum 18 ständig .an den Hoch¬ druck (P) Versorgungsanschluß 21 des hydraulischen Druck- Versorgungsaggregats 22 angeschlossen, das, der Einfach- heit halber, lediglich durch dessen Hydraulikpumpe 23 und den Tank (T) 24 repräsentiert ist. Der durch die kleinere, ringförmige Kolbenfläche 26 des Kolbens- 27 beweglich begrenzte Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 1.1 ist somit ständig mit dem Ausgangsdruck des Druckversor- gungsaggregates '22 beaufschlagt. Der andere, durch die -* Gesamtquerschnittsfläche 28 des Kolbens 27 beweglich begrenzte Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 ist über ein insgesamt mit 29 bezeichnetes Nachlauf-Regelventil für sich bekannter Bauart, das mit elektrischer oder mechanischer Positions-Soll-Wert-Vorgabe und mechanischer Positions-Ist-Wert-Rückmeldung arbeitet, alternativ an den Druckausgang 21 des Druckversorgungs-Aggregats 22 bzw. an dessen Tank 24 anschließbar. Ist der größere Arbeits¬ raum 19 des Hydraulikzylinders 11, z.B. über den .Steuer¬ ausgang 31 (A-Ausgang)des Nachlauf-Regelventils 29 und damit über dieses an den Druckausgang 21 des Druckver¬ sorgungs-Aggregats 22 angeschlossen, so bewegt sich der Kolben 27 und mit diesem der Werkzeugkopf 14 in Richtung des Pfeils 16, gemäß Fig.1 nach oben, wobei Arbeitsmedium aus dem - oberen - Arbeitsraum 18 zurück zur Pumpe 23 gedrängt wird, während ein Arbeitsmedium-Strom gleichen Betrages in den - unteren - Arbeitsraum 19 einströmt.Piston rod 13, which is penetrated in the axial direction and is annular in cross section, is permanently connected to the high-pressure (P) supply connection 21 of the hydraulic pressure supply unit 22, which, for the sake of simplicity, is only connected to the hydraulic pump 23 and the tank ( T) 24 is represented. The working space 18 of the hydraulic cylinder 1.1, which is movably delimited by the smaller, annular piston surface 26 of the piston 27, is thus constantly acted upon by the outlet pressure of the pressure supply unit '22. The other, by the - * total cross-sectional area 28 of the piston 27 movable working space 19 of the hydraulic cylinder 11 is a known by a total of 29 designated follow-up control valve, which with electrical or mechanical position setpoint value specification and mechanical position Actual value feedback works, alternatively on the Pressure outlet 21 of the pressure supply unit 22 or can be connected to its tank 24. If the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 is connected, for example via the control outlet 31 (A outlet) of the follow-up control valve 29 and thus via this to the pressure outlet 21 of the pressure supply unit 22, the latter moves Piston 27 and with it the tool head 14 in the direction of arrow 16, according to FIG. 1 upwards, working medium being pushed out of the - upper - working space 18 back to the pump 23, while a working medium flow of the same amount in the - lower - working space 19 flows.
In einer zu diesem Betriebszustand alternativen Betriebs¬ zustand der Leistungs-Antriebseinheit 11 ist der größere - Arbeitsraum 19 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf-. Regelventils und über dieses mit dem Tank 24 des Druck¬ versorgungs-Aggregats verbunden, wobei sich i diesem Falle der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 in Richtung des Pfeils 17 "nach unten" bewegt.In an operating state of the power drive unit 11 which is an alternative to this operating state, the larger working space 19 is via the B control connection 32 of the run-on. Control valve and connected via this to the tank 24 of the pressure supply unit, in which case the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 moves "downwards" in the direction of the arrow 17.
Das Nachlauf-Regelventil 29 umfaßt in einem lediglich schematisch angedeuteten Gehäuse 33 insgesamt 4, beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Kegel- Sitzventile ausgebildete Ventilelemente 34, 35, 36 und 37, deren dargestellte Grundstellung die SperrStellung ist. Die kegelförmigen Ventilkörper 38, die durch Rückstell- federn 39 in Richtung auf den jeweiligen, z.B. ringkanten- förmigen Ventilsitz 41 gedrängt werden, haben stiftförmige Fortsätze 42, an deren freien Enden ein-insgesam.it mit 43 bezeichnetes Ventilbetätigungsglied angreifen kann, durch dessen axiale Verschiebungen in den durch die Pfeile 44 und 46 repräsentierten, entgegengesetztenIn a housing 33, which is only indicated schematically, the follow-up control valve 29 comprises a total of 4 valve elements 34, 35, 36 and 37, which in the special embodiment shown are designed as cone seat valves, the basic position of which is shown in the blocking position. The conical valve bodies 38, which are moved by return springs 39 in the direction of the respective, e.g. annular edge-shaped valve seat 41 are pushed, have pin-shaped extensions 42, at the free ends of eininsgesam.it with 43 designated valve actuator can engage, by its axial displacements in the opposite represented by arrows 44 and 46
Richtungen entweder die Ventilkδrper der beiden Ventil- elemente 34 und 35, die gemäß Fig. 1 rechts von dem Ventil-Betätigungsglied 43 angeordnet sind, von ihren Ventilsitzen 41 abheben, während die beiden anderen Ventilelemente 36 und 37 in ihrer Sperrstellung bleiben, oder die Ventilkörper 38 dieser letztgenannten Ventil¬ elemente 36 und 37 von ihren Ventilsitzen 41 abheben, während die beiden vorgenannten Ventilelemente 34 und 35 in ihrer Sperrstellung verharren. Die Ventilelemente 34 - 37 sind so ausgebildet, daß die durch eine öffnungs- betätigung der Ventilelemente freiwerdenden .Ventilspalt¬ bzw. Strömungsquerschnitte über die dem Hydrozylinder 11 zugeleitete bzw. von diesem abfließende Arbeitsmedium- Ströme fließen, jeweils den Auslenkungen C 1 bzw. 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43 proportional oder an- nähernd proportional sind, um die die Ventilkörper 38 des einen "rechten" Ventilelementpaares 34, 35 bzw. die Ventilkörper 38 des anderen Ventilelementpaares 36, 37, in Richtung der Pfeile 44 bzw. 46 verschoben werden.Directions either the valve body of the two valve 1, elements 34 and 35, which are arranged to the right of the valve actuating member 43, lift off their valve seats 41, while the other two valve elements 36 and 37 remain in their blocking position, or the valve bodies 38 of these latter valve elements 36 and 37 lift off their valve seats 41, while the two aforementioned valve elements 34 and 35 remain in their locked position. The valve elements 34 - 37 are designed such that the valve gap or flow cross sections which are released by an opening actuation of the valve elements flow over the working medium flows which are supplied to or flowing from the hydraulic cylinder 11, each of the deflections C 1 and 2 of the Valve actuator 43 are proportional or approximately proportional, by which the valve body 38 of one "right" pair of valve elements 34, 35 or the valve body 38 of the other pair of valve elements 36, 37 are moved in the direction of arrows 44 and 46, respectively.
Das gemäß Fig. 1 untere, rechte Ventilelement 34 ist das den Durchflußquerschnitt eines ersten, insgesamt mit 47 be¬ zeichneten Strδmungspfades, über den vom P-Versorgungs- anschluß 21 des Druck-Versorgungsaggregates 22 Arbeits¬ medium zum A-Steuerausgang 31 des Nachlauf-Regelventils 29 geleitet ist und über diesen in den den größeren Quer- schnitt aufweisenden Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders einströmen kann.The lower right valve element 34 according to FIG. 1 is the flow cross-section of a first flow path, denoted overall by 47, via the working medium from the P supply connection 21 of the pressure supply unit 22 to the A control output 31 of the wake. Control valve 29 is guided and can flow through this into the larger cross-section work space 19 of the hydraulic cylinder.
Das gemäß Fig. 1 linke, untere Ventilelement 36 ist das den Durchflußquerschnitt eines ersten, insgesamt .mit 48 bezeichneten Abfluß-Strömungspfades, über den Arbeits- edium aus dem Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen kann.The lower valve element 36 on the left according to FIG. 1 is the flow cross-section of a first drain flow path, designated overall by 48, over the working edium can flow out of the working space 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24.
Das gemäß Fig.1 obere, rechte Ventilelement 35 ist das den wirksamen Durchflußquerschnitt eines zusätzlichen, zu dem ersten Zufluß-Strδmungspfad 47 parallel geschal¬ teten, insgesamt mit 49 bezeichneten Zufluß-Strömungs¬ pfades, der vom P-Versorgungsausgang 21 des Druckver¬ sorgung-Aggregates 22 zum B-Steueranschluß 32 des Nach¬ lauf-Regelventils 29 und über diesen zum größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 führt. Dieser zu¬ sätzliche Zufluß-Strδmungspfad 49 ist in der Grund¬ stellung 0 eines als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebil¬ deten ersten Steuerventils 51 gesperrt und freigegeben, wenn das Steuerventil 51 in seine erregte Stellung I 'gesteuert ist.The upper right valve element 35 according to FIG. 1 is the effective flow cross-section of an additional inflow flow path, which is connected in parallel to the first inflow flow path 47 and is designated 49 in total, that runs from the P supply outlet 21 of the pressure supply - Unit 22 leads to the B control connection 32 of the run-on control valve 29 and via this leads to the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11. In the basic position 0 of a first control valve 51 designed as a 2/2-way solenoid valve, this additional inflow flow path 49 is blocked and released when the control valve 51 is controlled into its excited position I '.
Das gemäß Fig.1 linke, obere Ventilelement 37 ist das den wirksamen Durchflußquerschnitt eines zu dem ersten Abfluß-Strömungspfad 48 parallel geschalteten, insgesamt mit 52 bezeichneten zusätzlichen Abfluß-Strömungspfades, der in der Grundstellung 0 eines zweiten, als 2/2-Wege- Magnetventil ausgebildeten Steuerventils 53 gesperrt und in der erregten Stellung I dieses zweiten Steuer¬ ventils 53 freigegeben ist, so daß auch über diesen zu¬ sätzlichen Abfluß-Strömungspfad 52 Arbeitsmedium aus dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen kann.The upper valve element 37 on the left according to FIG. 1 is the effective flow cross-section of an additional drain flow path connected in parallel with the first drain flow path 48, designated overall by 52, which in the basic position 0 of a second 2/2-way Solenoid valve trained control valve 53 is blocked and released in the excited position I of this second control valve 53, so that working medium can also flow out of the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24 via this additional drain flow path 52.
Die Steuerung der Vorschub- und Rückzugsbewegungen des Hydrozylinders 11 erfolgt durch schrittweise oder konti¬ nuierliche Vorgabe von Positions-Soll-Werten, beim dar- gestellten Ausführungsbeispiel durch Verdrehen einer Spindelmutter 54, die in dem Gehäuse 33 des Nachlauf- Regelventils in Richtung der Pfeile 44 und 46 hin- und her-verschiebbar geführt ist. Die Spindelmutter steht in kämmendem Eingriff mit einer Gewindespindel 56,die im Gehäuse 33 des Nachlauf-Regelventils 29 drehbar ge¬ lagert, jedoch gegen axiale Verrückungen gesichert ist. Ein mit der Gewindespindel 56 drehfest verbundenes Ritzel 57 kämmt mit einer Zahnstange 58, die z.B. über eine starre Verbindung 59 mit der Kolbenstange 13 des Hydrozylinders 11 bewegungsgekoppelt ist. Die durch eine zentrale Öffnung 61 des Ventilbetätigungsgliedes 43 frei hindurchtretende Spindelmutter 54 ist über beid- seits des Ventilbetätigungsgliedes 43 angeordnete Axial- Kugellager 62 und 63 derart mit drem-Ventilbetätigungs- glied 43 verbunden, daß dieses aus einer Verdrehung der Spindelmutter gegenüber der Gewindespindel 56 - resultierende axiale Verschiebungen der Spindelmutter, die, je nach der Drehrichtung in Richtung des Pfeils 44 oder des Pfeils 46 erfolgen, mit ausführt, jedoch nicht auch deren Rotationsbewegungen mit ausführen muß; das Ventilbetätigungsglied 43 ist, was nicht eigens darge¬ stellt ist, gegen Verdrehung gesichert, am Ventilge¬ häuse 33 in axialer Richtung verschiebbar geführt.The feed and retraction movements of the hydraulic cylinder 11 are controlled by step-by-step or continuous specification of target position values, in the exemplary embodiment shown by turning one Spindle nut 54, which is guided in the housing 33 of the follow-up control valve so that it can be moved back and forth in the direction of arrows 44 and 46. The spindle nut is in meshing engagement with a threaded spindle 56 which is rotatably mounted in the housing 33 of the follow-up control valve 29, but is secured against axial displacements. A pinion 57, which is connected in a rotationally fixed manner to the threaded spindle 56, meshes with a toothed rack 58 which, for example, is coupled in motion to the piston rod 13 of the hydraulic cylinder 11 via a rigid connection 59. The spindle nut 54, which passes freely through a central opening 61 of the valve actuating element 43, is connected via axial ball bearings 62 and 63 arranged on both sides of the valve actuating element 43 to the valve actuating element 43 in such a way that this results from a rotation of the spindle nut relative to the threaded spindle 56. resulting axial displacements of the spindle nut, which, depending on the direction of rotation in the direction of arrow 44 or arrow 46, also carry out, but do not also have to perform their rotational movements; the valve actuating member 43, which is not specifically shown, is secured against rotation and guided on the valve housing 33 so as to be displaceable in the axial direction.
Zur Erläuterung der Funktion der insoweit erläuterten Antriebsvorrichtung 10 sei der Fall betrachtet, daß der Werkzeugkopf 14 zunächst eine Zustellbewegung in Rich¬ tung des Pfeils 16 "nach oben" ausführen soll, bis er auf ein nicht dargestelltes Werkstück trifft und danach - unter erhöhter Last - einen Arbeitshub s ausführen muß. der gleichsam der Bearbeitungstiefe des Werkstückes entspricht. Danach soll der Werkzeugkopf 14 in die dar¬ gestellte Ausgangslage zurückgebracht werden.To explain the function of the drive device 10 explained so far, consider the case that the tool head 14 should first perform an infeed movement in the direction of the arrow 16 "upwards" until it hits a workpiece (not shown) and then - under increased load - must perform a working stroke. which corresponds to the machining depth of the workpiece. Thereafter, the tool head 14 is to be returned to the starting position shown.
Um diese Bewegungen zu steuern, wird die Spindelmutter zunächst, in Richtung des Pfeils 64 gesehen, im Gegen¬ uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spindelmutter 54 und mit dieser zusammen das Ventilbetätigungsglied.43, da sich am Beginn dieses Steuerungsvorganges der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 praktisch noch nicht bewegt und damit die Gewindespindel 56 sich auch noch nicht dreht, eine Verschiebung in Richtung des Pfeiles 44, nach rechts, erfährt, wodurch die beiden Ventilelemente 34 und 35, die gemäß Fig. 1 rechts von dem Ventilbetätigungsglied ange¬ ordnet sind, aufgesteuert werden. Dabei sei vorausge- setzt, daß sich die-beiden Steuerventile 51 und 53 in der dargestellten Sperrstellung 0 befinden. Es fließt damit zunächst nur über das eine Ventilelement 34-, das heißt über den ersten Zuführungs-Strömungspfad 47' Arbeitsmedium in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydro- Zylinders,wodurch dessen Zustellbewegung einsetzt. Der Einfachheit halber sei vorausgesetzt, daß die Spindel¬ mutter 54 mit konstanter, einem bestimmten Erwartungs¬ wert der Vorschubgeschwindigkeit v entsprechenden Winkel¬ geschwindigkeit angetrieben sei. Sobald die Aufwärts- bewegung des Kolbens 27 des Hydrozylinders 11 einsetzt, wird über den Zahnstangen-/Ritzel-Antrieb 58,57 auch die Gewindespindel 56, in Richtung des Pfeils 64 gesehen, ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn, in Rotation versetzt, wobei, je nach dem Umsetzungsverhältnis, mit dem die Ge- schwindigkeit v der Zahnstangenbewegung in eine dazu proportionale Winkelgeschwindigkeit der Gewindespindel 56 umgesetzt wird, deren Winkelgeschwindigkeit früher oder später gleich derjenigen der Spindelmutter wird, ggf. nach einer Phase, in der die Winkelgeschwindigkeit der Gewindespindel 56 größer war als diejenige der Spindel- mutter 54 und in dem sich einspielenden Gleichgewichts¬ zustand gleicher Winkelgeschwindigkeiten der Spindel¬ mutter 54 und der Gewindespindel 56 diejenige Auslenkung £' 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43 erreicht ist, bei welcher das Ventilelement 37 soweit aufgesteuert ist, daß der über den ersten Strömungspfad 47 in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 eingeleitete Arbeits¬ medium-Strom denjenigen Wert hat, bei dem die Geschwin¬ digkeit der Bewegung des Hydrozylinderkolbens 27 dem durch Verdrehen der Spindelmutter 54 eingesteuerten Sollwert entspricht.In order to control these movements, the spindle nut is first rotated counterclockwise, as seen in the direction of arrow 64, as a result of which the spindle nut 54 and together with this the valve actuating member 43, since the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 is practical at the start of this control process not yet moved and so that the threaded spindle 56 does not yet rotate, undergoes a shift in the direction of arrow 44, to the right, whereby the two valve elements 34 and 35, which are arranged to the right of the valve actuating element according to FIG. 1, are opened become. It is assumed that the two control valves 51 and 53 are in the blocking position 0 shown. First of all, working medium flows into the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder only via the one valve element 34-, that is to say via the first supply flow path 47 ' , as a result of which the feed movement begins. For the sake of simplicity, it may be assumed that the spindle nut 54 is driven with a constant angular speed corresponding to a certain expected value of the feed speed v. As soon as the upward movement of the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 begins, the threaded spindle 56 is also rotated via the rack / pinion drive 58, 57, as seen in the direction of the arrow 64, also counterclockwise, whereby, depending on the Conversion ratio with which the speed v of the rack movement into a proportional angular velocity of the threaded spindle 56 is implemented, the angular velocity of which sooner or later becomes equal to that of the spindle nut, possibly after a phase in which the angular velocity of the threaded spindle 56 was greater than that of the spindle nut 54 and in the state of equilibrium which occurs and the same angular velocity of the spindle nut 54 and the threaded spindle 56, the deflection £ ' 1 of the valve actuating member 43 is reached, in which the valve element 37 is opened so far that the working medium flow introduced into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the first flow path 47 has that value, at which the speed of the movement of the hydraulic cylinder piston 27 corresponds to the setpoint value which is adjusted by turning the spindle nut 54.
Die Vorgabe des Sollwertes der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 27 des Hydrozylinders erfolgt beim darge¬ stellten, speziellen Ausführungsbeispiel in an sich be¬ kannter Weise mit Hilfe eines durch Ausgangs-Steuer- Impulse einer elektronischen Steuereinheit 66 in alter¬ nativen Drehrichtungen antreibbaren Schrittmotors 67, der über einen insgesamt mit 68 bezeichneten Zahnriemen¬ trieb mit der Spindelmutter 54 antriebsgekoppelt ist. Die Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Spindel- mutter 54 ist dabei durch die Frequenz der jeweiligen Steuerimpulse bestimmt, durch die das Abtriebsritzel 69 des Schrittmotors 67 um jeweils ein definiertes Winkel- Inkrement gedreht wird. Durch die zeitbezogene Anzahl der dem Schrittmotor 67 zugeleiteten, zu dessen An- Steuerung in der einen oder der entgegengesetzten Dreh¬ richtung ausgenutzten Steuerimpulse ist somit ein be¬ stimmter Weg s vorgegeben, um den sich der Kolben.27 des Hydrozylinders 11 bzw. der Werkzeugkopf 14 in der Bezugszeitspanne bewegt.In the special embodiment shown, the setpoint of the speed of movement of the piston 27 of the hydraulic cylinder is made in a manner known per se with the aid of a stepping motor 67 which can be driven in alternative rotation directions by output control pulses from an electronic control unit 66, which via a toothed belt drive, designated overall by 68, is drive-coupled to the spindle nut 54. The rotational or angular speed of the spindle nut 54 is determined by the frequency of the respective control pulses by which the output pinion 69 of the stepper motor 67 is rotated by a defined angular increment. By the time-related number of the stepper motor 67, which Control in one or the opposite direction of rotation used control impulses is thus a predetermined path s, by which the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 or the tool head 14 moves in the reference time period.
Der Nachlauf- oder Schleppfehler Λs , um den sich die momentane Position des Werkzeugkopfes 14, das heißt die Ist-Position desselben von der über den Zahnriementrieb 68 angesteuerten Soll-Position unterscheidet, ent- spricht dann der für den stationären Bewegungszustand charakteristischen Auslenkung £ 1 bzw. des Ventil¬ betätigungsgliedes 43 aus seiner Grundstellung, multi¬ pliziert mit dem Umsetzungsverhältnis, mit dem die die Gewindespindel 56, deren Antriebsritzel 57 und die Zahnstange 58 umfassende, mechanische Rückmeldeein¬ richtung Hub-Wege des Kolbens 27 des Hydrozylinders in dazu proportionale Drehwinkel-Beträge der Gewinde¬ spindel 56 umsetzt.The caster or lag error Λs, by which the current position of the tool head 14, that is to say the actual position thereof, differs from the desired position controlled via the toothed belt drive 68, then corresponds to the deflection £ 1 or . of the valve actuating element 43 from its basic position, multiplied by the conversion ratio with which the mechanical feedback device comprising the threaded spindle 56, its drive pinion 57 and the toothed rack 58 stroke paths of the piston 27 of the hydraulic cylinder into rotational angle amounts proportional thereto the threaded spindle 56 is implemented.
Die durch die Beziehung K = v/Δs definierte Kreis- Verstärkung des Nachlauf-Regelkreises der Antriebsvor¬ richtung 10 ist somit um so niedriger, je größer die Auslenkungen £ 1 bzw. £_ sind, um die die Ventil¬ körper 38 der Ventilelemente 34 bzw. 36 ausgelenkt werden müssen, damit bei vorgegebenem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregates 22 der für die Erzielung einer bestimmten Vorschub- bzw. Rückzugsgeschwindigkeit des Werkzeugkopfes 14 erforderliche Arbeitsmedium- Strom über den Strömungspfad 47 dem Hydrozylinder 11 zuströmen bzw. von diesem über den Abfluß-Strömungs- pf d 48 zum Tank 24 hin abströmen kann. Tritt im Verlauf einer z.B. in Richtung des Pfeils 16 erfolgenden Vorschubbewegung des Werkzeugkopfes 14 ein Lastwechsel auf, derart, daß sich der Widerstand, gegen den der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 verschoben wer¬ den muß, vergrößert, wobei jedoch die Geschwindigkeit v der Vorschubbewegung konstant bleiben soll, so reagiert das Nachlauf-Regelventil 29 hierauf mit einer Vergrößerung der Auslenkung £.. des Ventilbetätigungsgliedes 43, mit der Folge, daß die Kreisverstärkung K - wegen der mit der Vergrößerung der Auslenkung £«. verknüpften Vergröße¬ rung des Nachlauffehlers Δ.s - abnimmt. Die Regelung wird unempfindlicher, und es werden daher Abweichungen der Ist-Position des Werkzeuges von der momentan ange¬ steuerten Soll-Position größer.The circle gain of the overtravel control loop of the drive device 10 defined by the relationship K = v / Δs is therefore lower, the greater the deflections £ 1 and £ _ by which the valve bodies 38 of the valve elements 34 or 36 must be deflected so that, at a predetermined output pressure of the pressure supply unit 22, the working medium flow required to achieve a certain feed or retraction speed of the tool head 14 flow through the flow path 47 to the hydraulic cylinder 11 or from it via the discharge flow pf d 48 can flow out to the tank 24. If a load change occurs in the course of a feed movement of the tool head 14, for example in the direction of arrow 16, such that the resistance against which the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 has to be displaced increases, but the speed v of the feed movement remains constant is to remain, the follow-up control valve 29 reacts to this with an increase in the deflection £ .. of the valve actuator 43, with the result that the loop gain K - because of the increase in the deflection £ «. linked magnification of the tracking error Δ.s - decreases. The regulation becomes less sensitive, and therefore deviations of the actual position of the tool from the currently controlled target position become larger.
Dasselbe gilt sinngemäß, wenn im Verlauf, einer in Rich¬ tung des Pfeils 17 erfolgenden Rückzugsbewegung des Werkzeugkopfes 14 ein Lastwechsel im Sinne einer Ver¬ größerung des Widerstandes auftritt, gegen den der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 zurückgeschoben werden muß, in welchem Falle das Nachlauf-Regelventil mit einer Vergrößerung der Auslenkung 82 des Ventilbetätigungs¬ gliedes 43 in Richtung des Pfeils 46 reagiert.The same applies analogously if, in the course of a retraction movement of the tool head 14 in the direction of the arrow 17, a load change occurs in the sense of an increase in the resistance, against which the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 must be pushed back, in which case the overrun Control valve reacts by increasing the deflection 8 2 of the valve actuating member 43 in the direction of the arrow 46.
Um derartige, z.B. lastabhängige Änderungen der Kreis¬ verstärkung des Nachlauf-Regelkreises vermeiden oder zumindest weitgehend kompensieren zu können, aber auch um bedarfsweise gezielt einen anderen Wert der Kreis¬ verstärkung einstellen zu können, sind bei der Antriebs¬ vorrichtung 10 gemäß Fig.1 der zusätzliche Zufluß- Strömungspfad 49 und der zusätzliche Abfluß-Strömungs- pfad 52 vorgesehen. Solange diese zusätzlichen Strömungs- pfade 49 und 52 - in den Grundstellungen 0 der .Steuer¬ ventile 51 und 53 gesperrt sind, ist die Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises auf einen maximalen Wert K .. begrenzt.In order to be able to avoid or at least largely compensate for such, for example load-dependent changes in the loop gain of the overrun control loop, but also in order to be able to selectively set a different value of the loop gain, the drive device 10 according to FIG additional inflow flow path 49 and the additional outflow flow path 52 are provided. As long as these additional flow paths 49 and 52 - in the basic positions 0 the . Control valves 51 and 53 are blocked, the loop gain of the wake control loop is limited to a maximum value K ..
Durch ventilgesteuerte Freigabe des zusätzlichen Zufluß- Strömungspfades 49 kann für den Vorschubbetrieb des Hydrozylinders 11, das heißt wenn sich dessen Kolben 27 in Richtung des Pfeils 16 bewegt, die maximale Kreisver¬ stärkung des Nachlauf-Regelkreises auf den Wert K 2 er- höht werden, da nunmehr bei vorgegebener Auslenkung £ 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43 über die beiden Ventil¬ elemente 34 und 35 der parallelen Zufluß-Strömungspfade 47 und 49 Arbeitsmedium in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 einströmen kann.By valve-controlled release of the additional inflow flow path 49, the maximum circular gain of the overtravel control loop can be increased to the value K 2 for the feed operation of the hydraulic cylinder 11, that is to say when the piston 27 moves in the direction of the arrow 16. since working fluid can now flow into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the two valve elements 34 and 35 of the parallel inflow flow paths 47 and 49 with a predetermined deflection £ 1 of the valve actuating member 43.
Desgleichen kann durch ventilgesteuerte Freigabe des zusätzlichen Abfluß-Strömungspfades 52 die Kreisver- . Stärkung des Nachlauf-Regelkreises auch für den Rück¬ zugsbetrieb des Hydrozylinders 11, das heißt, wenn sich dessen Kolben 27 in Richtung des Pfeils 17 "abwärts" bewegt, auf einen maximalen Wert K erhöht werden, da bei vorgegebener Auslenkung £ ~ der Ventilkörper 38 der beiden Ventilelemente 36 und 37 pro Zeiteinheit ein größeres Arbeitsmedium-Volumen über die parallelen Abfluß-Strömungspfade 48 und 52 zum Tank 24 hin ab- strömen kann.Likewise, by valve-controlled release of the additional drain flow path 52, the circular flow. Strengthening the overtravel control loop also for the retracting operation of the hydraulic cylinder 11, that is, when its piston 27 moves "downward" in the direction of arrow 17, can be increased to a maximum value K since the valve body 38 for a given deflection £ ~ of the two valve elements 36 and 37, a larger working medium volume can flow out via the parallel drain flow paths 48 and 52 to the tank 24 per unit time.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Möglichkeit der ventilgesteuerten Freigabe eines zu¬ sätzlichen Zufluß-Strömungspfades 49 und eines Abfluß- Strömungspfades 52 sowohl zu einer Erhöhung der Kreis- Verstärkung als auch zu einer teilweisen oder voll¬ ständigen Kompensation eines Abfalles der Kreisver- Stärkung ausgenutzt werden kann, wobei der Bedarfsfall der Kompensation eines Abfalls der Kreisverstärkung in praxi der häufigere sein wird.It goes without saying that the possibility according to the invention of the valve-controlled release of an additional inflow flow path 49 and an outflow flow path 52 both to increase the circuit gain and to partially or completely compensate for a drop in the circulation Strengthening can be exploited, the need to compensate for a drop in the loop gain in practice will be the more frequent.
In dem zusätzlichen Zufluß-Strömungspfad 49 ist-, in Strömungsrichtung des vom Druckversorgungsaggregat 22 zum Hydrozylinder 11 fließenden Arbeitsmedium-S'tromes gesehen, zwischen dem ersten Steuerventil 51 und dem Ventilelement 35 des Nachlauf-Regelventils 29 eine Drossel 71 mit einstellbarem Strömungswiderstand vor- gesehen; desgleichen ist in dem vom Hydrozylinder 11 über das Ventilelement 37 des Nachlauf-Regelventils 29 führenden zusätzlichen Abfluß-Strömungspfad 52, in Strömungsrichtung gesehen wiederum zwischen dem Ventil- e-lement 37 und dem zweiten Steuerventil 53 eine Drossel 72 mit einstellbarem Strömungswiderstand vorgesehen.In the additional inflow flow path 49 actual, seen flowing from the pressure supply unit 22 to the hydraulic cylinders 11 working medium S 'tromes in the flow direction, between the first control valve 51 and the valve element of the servo control valve 29, a throttle 71 with an adjustable flow resistance seen upstream 35 ; likewise, a throttle 72 with an adjustable flow resistance is provided in the additional outflow flow path 52 leading from the hydraulic cylinder 11 via the valve element 37 of the follow-up control valve 29, as seen in the flow direction, again between the valve element 37 and the second control valve 53.
Durch bedarfsgerechte Einstellung der Strömungswider¬ stände dieser Drosseln 71 und 72 können die im Vorschub- Betrieb und im Rückzugs-Betrieb maximal ausnutzbaren Werte K ~ unσ? K V9' stufenlos eingestellt werden.By adjusting the flow resistances of these throttles 71 and 72 as required, the values K ~ unσ ? K V9 'can be set continuously.
Beim dargestellten Erläuterungsbeispiel der Antriebs¬ vorrichtung 10 mit einem Differentialkolben-Hydro- zylinder 11 als Leistungs-Antriebseinheit erfolgt die bedarfsgerechte Ansteuerung der Verstärkungs-Steuer¬ ventile 51 und 53 programmgesteuert durch Ausgangs- signale der elektronischen Steuereinheit 66, die auch die Positions-Soll-Wert-Ausgabesignale zur Ansteuerung des Schrittmotors 67 erzeugt, das heißt wegabhängig.In the illustrated explanatory example of the drive device 10 with a differential piston hydraulic cylinder 11 as the power drive unit, the boost control valves 51 and 53 are controlled as required by the program by means of output signals from the electronic control unit 66, which also determine the desired position. Value output signals for controlling the stepper motor 67 are generated, that is, path-dependent.
Die Fig.2, auf deren Einzelheiten nunmehr ausdrücklich verwiesen sei, zeigt eine funktionell der Antriebsvor- richtung 10 gemäß Fig.1 weitestgehend analoge Antriebs¬ vorrichtung 10' mit einstellbarer Regelkreisverstärkung, wobei für bau- und funktionsgleiche bzw. -analoge Elemente der Antriebsvorrichtungen 10' gemäß Fig.2 und 10 gemäß Fig.1 jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die diesbezügliche Beschreibung zu Fig.1 verwiesen werden kann.FIG. 2, to the details of which reference is now expressly made, shows a drive device 10 ′ largely functionally analogous to the drive device 10 according to FIG. 1 with adjustable control loop gain, the same reference numerals being used for elements of drive devices 10 ′ according to FIGS. 2 and 10 according to FIG. 1 that are identical in construction and function, and in this respect reference can be made to the relevant description of FIG. 1.
Die Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.1 im wesentlichen nur durch die spezielle Gestaltung des Nachlauf-Regelventils 29' , das hier als Kolben-Schieberventil ausgebildet ist.The drive device 10 'according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially only in the special design of the follow-up control valve 29', which is designed here as a piston slide valve.
Auch bei der Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 werden durch Auslenkungen £ 1 und £.2 eines insgesamit mit 73 bezeichneten. Ventilkolbens, die aus dessen gestrichelt angedeuteter Grundstellung in den durch dϊ??e Pfeile 44 und 46 repräsentierten, alternativen Richtungen erfolgen, die in Richtung* der Pfeile 16 bzw. 17 ablaufenden Vor¬ schub- und Rückzugsbewegungen des Kolbens 27 des Hydro¬ zylinders 11 gesteuert.Also in the drive device 10 'according to FIG. 2, deflections £ 1 and £ .2 denote a total of 73. The valve piston, from its indicated by broken lines basic position into the ?? by dϊ e arrows 44 and 46 representing, carried alternative directions * of the arrows thrust in the direction 16 and 17 running Vor¬ and withdrawal movements of the piston 27 of the Hydro¬ cylinder 11 controlled.
zur Erzielung der erforderlichen Auslenkungen c 1 und *2 des Ventilkolbens 73 erforderliche Einrichtungen zur Positions-Soll-Wert-Vorgabe und zur Rückmeldung der Ist- Position des Kolbens 27 des Hydrozylinders 11 können dieselbe Ausbildung haben wie die diesbezüglich in Verbindung mit der Erzielung der Auslenkungen £ 1 und 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43 des Nachlauf-Regel- ventils 29 gemäß Fig.1 vorgesehenen Funktionselemente undsind der Einfachheit halber nicht dargestellt. In dem lediglich schematisch dargestellten Ventilgehäuse 74 des Nachlauf-Regelventils 29' sind insgesamt sechs die zentrale Gehäusebohrung, in welcher der Ventil¬ kolben 73 verschiebbar-dicht geführt ist, radial er- weiternde Ringnuten 77 - 82 vorgesehen, die, entlang der zentralen Längsachse 83 des Ventilgehäuses 74 äquidistant angeordnet sind, wobei die in derselben Richtung gemessene Weite w dieser Ringnuten 77 - 82 der ebenfalls in dieser Richtung gemessenen Dicke der ringförmigen Zwischenrippen 85 - 89 des Ventilgehäuses 74 entspricht, die je zwei dieser Ringnuten gegeneinander absetzen.to achieve the required deflections c 1 and * 2 of the valve piston 73 required devices for setting the target value and for feedback of the actual position of the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 can have the same design as that in connection with the achievement of the deflections 1 and 2 of the valve actuating element 43 of the follow-up control valve 29 according to FIG. 1 and are not shown for the sake of simplicity. In the valve housing 74 of the follow-up control valve 29 ', which is only shown schematically, there are a total of six annular grooves 77 - 82 which radially widen the central housing bore in which the valve piston 73 is displaceably guided and which extend along the central longitudinal axis 83 of the valve housing 74 are arranged equidistantly, the width w of these annular grooves 77-82 measured in the same direction corresponding to the thickness of the annular intermediate ribs 85-89 of the valve housing 74 also measured in this direction, each of which separates two of these annular grooves from one another.
Der Ventilkolben 73 hat zwischen seinen Endabschnitten 91 und 92, mit denen er in den entsprechenden Endab- schnitten der Gehäusebohrung 76 geführt ist," insgesamt 4 Ringnuten 93 - 96, die paarweise durch je einen der insgesamt drei Kolbenflansche 97 - 99, deren Durchmesser D dem Durchmesser der zentralen Gehäusebohrung 76 ent¬ spricht, gegeneinander abgesetzt sind, wobei die Ring- nuten 93 - 96 des Ventilkolbens 73, in Richtung dessen Längsache 83 gesehen, die doppelte Weite ww der Ring¬ nuten 77 - 82 des Ventilgehäuses 74 haben und die in derselben Richtung gemessenen Dicken der Kolbenflansche 97, 98 und 99 den axialen Weiten w der Ringnuten 77 - 82 des Ventilgehäuses 74 entsprechen. Die Anordnung der Gehäuse-Ringnuten und die Anordnung der Kolben-Ring¬ nuten 93 - 96 sind somit symmetrisch bezüglich der Quermittelebene 101 des Ventilgehäuses bzw. der Quer¬ mittelebene 102 des Ventilkolbens 73, die in der ge- strichelt eingezeichneten Grundstellung des Ventil¬ kolbens 73 mit der Quermittelebene 101 des Ventilge¬ häuses 73 zusammenfällt. Die gemäß Fig.2 rechts von der Symmetrieebene 101 des Ventilgehäuses 73 angeordnete Ringnut 80 desselben ist mit dem P-Versorgungsanschluß 21 des Druckversorgungs¬ aggregats 22 kommunizierend verbunden, die links von der Gehäuse-Symmetrieebene 101 angeordnete Ringnut 79 mit dem Tank-Versorgungsanschluß 103. Die beiden Ring¬ nuten 78 und 81 , zwischen denen die mit dem Tank-Ver¬ sorgungsanschluß 103 bzw. dem P-Versorgungsanschluß 21 kommunizierenden Ringnuten 79 und 80 angeordnet sind, sind beide über den B-Steuerausgang 32 bzw. den A-The valve piston 73 has between its end sections 91 and 92, with which it is guided in the corresponding end sections of the housing bore 76, " a total of 4 ring grooves 93-96, each paired by one of the three piston flanges 97-99, the diameter D corresponds to the diameter of the central housing bore 76, are offset from one another, the annular grooves 93-96 of the valve piston 73, viewed in the direction of the longitudinal axis 83 thereof, being twice the width ww of the annular grooves 77-82 of the valve housing 74 and Thicknesses of the piston flanges 97, 98 and 99 measured in the same direction correspond to the axial widths w of the ring grooves 77 - 82 of the valve housing 74. The arrangement of the housing ring grooves and the arrangement of the piston ring grooves 93 - 96 are thus symmetrical with respect to the transverse center plane 101 of the valve housing or the transverse central plane 102 of the valve piston 73, which in the basic position of the valve piston 7 shown in dashed lines 3 coincides with the transverse center plane 101 of the valve housing 73. The annular groove 80 arranged to the right of the plane of symmetry 101 of the valve housing 73 according to FIG. 2 is communicatively connected to the P-supply connection 21 of the pressure supply unit 22, the annular groove 79 arranged to the left of the plane of symmetry 101 to the tank supply connection 103. The two ring grooves 78 and 81, between which the ring grooves 79 and 80 communicating with the tank supply connection 103 and the P supply connection 21 are arranged, are both via the B control output 32 and the A-
Ausgang 31 des Nachlauf-Rεgelventils 29' an den durch die größere Kolbenfläche 28 begrenzten Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 angeschlossen.Output 31 of the follow-up control valve 29 'is connected to the working space 19 of the hydraulic cylinder 11 which is delimited by the larger piston area 28.
Die gemäß Fig.2 linke, äußere Ringnut 77 des Ventilge- häuses 74 ist über das Verstärkungs-Steuerventil 51, das in seiner Grundstellung 0 gesperrt, in seiner er¬ regten Stellung I auf Durchlaß geschaltet ist, an den p-Versorgungsausgang 21 des Druckversorgungsaggregats 22 und über diesen an den im Querschnitt kleineren Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 angeschlossen.The outer annular groove 77 on the left of FIG. 2 of the valve housing 74 is connected to the p-supply outlet 21 of the pressure supply unit via the amplification control valve 51, which is closed in its basic position 0 and in its excited position I in its excited position I. 22 and connected to the work chamber 18 of the hydraulic cylinder 11, which is smaller in cross section.
Die gemäß Fig.2 rechte, äußere Ringnut 82 des Ventil¬ gehäuses 74 ist über das zweite Verstärkungs-Steuer¬ ventil 53, dessen Grundstellung 0 die. Sperrstellung und dessen erregte Stellung I die Durchfluß-Stellung ist, an den mit dem Tank 24 des Druckversorgungsaggregats 22 kommunizierenden Versorgungsanschluß 103 angeschlossen.The right outer annular groove 82 according to FIG. 2 of the valve housing 74 is via the second boost control valve 53, the basic position of which is 0. Locked position and its excited position I is the flow position, connected to the supply connection 103 communicating with the tank 24 of the pressure supply unit 22.
Die möglichen Auslenkungen £ 1 und £ des Ventil¬ kolbens 73 in den alternativen Auslenkungsrichtungen 44 und 46 sind auf Werte beschränkt, die kleiner sind als die Hälfte der Weite w der Ringnuten 77 - 82 des Ventil¬ gehäuses 74. In der - gestrichelt eingezeichneten - Grundstellung des Ventilkolbens 73 sind sowohl die mit dem größeren Arbeitsraum 1 des Hydrozylinders ;11 ständig in kommunizierender Verbindung stehenden Ringnuten 78 als auch die beiden äußersten Ringnuten 77 bzw.- 82, die an je eines der Steuerventile 51 bzw. 52 ange¬ schlossen sind, gegen die mit je einem der P- bzw. T- Versorgungsanschlüsse 21 bzw. 103 kommunizierenden Ringnuten 80 bzw. 79* des Ventilgehäuses 74 abgesperrt. In dieser Stellung des Ventilkolbens 73 - der Sperr- Stellung des Nachlauf-Regelventils 29' - bleibt der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 stehen.The possible deflections £ 1 and £ of the valve piston 73 in the alternative deflection directions 44 and 46 are limited to values which are less than half the width w of the annular grooves 77 - 82 of the valve housing 74. In the - shown in broken lines - The basic position of the valve piston 73 is both the annular grooves 78 that are in constant communication with the larger working chamber 1 of the hydraulic cylinder 11 and the two outermost annular grooves 77 and 82, which are each connected to one of the control valves 51 and 52, shut off against the annular grooves 80 or 79 * of the valve housing 74 which communicate with one of the P or T supply connections 21 or 103. In this position of the valve piston 73 - the blocking position of the follow-up control valve 29 '- the piston 27 of the hydraulic cylinder 11 stops.
Bei einer Auslenkung £ 1 des Ventilkolbens 73 in Rich¬ tung des Pfeils 44, gemäß Fig.2 nach rechts, gelangt die an den P-Versorgungsanschluß 21 angeschlossene Ringnut 80 in kommunizierende Verbindung mit der mit dem A-Steueranschluß 31 kommunizierenden Ringnut 81 , an dem der größere Arbeitsraum 1 des Hydrozylinders angeschlossen ist, so daß über den ersten Zuführungs- Strömungspfad 47 Arbeitsmedium zu dem größeren Arbeits- räum 19 des Hydrozylinders strömen kann und dessenWhen the valve piston 73 is deflected in the direction of arrow 44, to the right according to FIG. 2, the annular groove 80 connected to the P supply connection 21 arrives in communicating connection with the annular groove 81 communicating with the A control connection 31 to which the larger working space 1 of the hydraulic cylinder is connected, so that working medium can flow to the larger working space 19 of the hydraulic cylinder via the first feed flow path 47 and the latter
Kolben 27 sich in Richtung des Pfeils 16 bewegt; des¬ gleichen gelangt auch die zweite, über den B-Steuer- anschluß 32 in ständiger kommunizierender Verbindung mit dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 stehende Ringnut 78 in kommunizierender Verbindung mit der, gemäß Fig.2 linken, äußeren Ringnut 77, so daß, wenn das erste Verstärkungs-Steuerventil 51 in seine Durchlaß-Stellung I gesteuert wird, auch über den zu dem ersten Zuführungs-Strömungspfad 47 parallelen, zusätzlichen Strömungspfad 49 Arbeitsmedium vom P-Piston 27 moves in the direction of arrow 16; the second annular groove 78, which is in constant communicating connection with the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 via the B control connection 32, also communicates with the outer annular groove 77 on the left in accordance with FIG. 2, so that if the first boost control valve 51 is controlled into its passage position I, also via the additional flow path 49 working medium from the P-, parallel to the first feed flow path 47
Versorgungsanschluß 21 in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 strömen kann. Die ständig mit dem Tank-Versorgungsanschluß 103 kommunizierende Ring¬ nut 79 und auch die weitere, lediglich in der Durchla߬ stellung I des zweiten Verstärkungs-Steuerventils 53 mit dem Tank kommunizierende Ringnut 82 sind bei einer Auslenkung C1 des Ventilkolbens 73 gegen die jeweils benachbarten Ringnuten 78 bzw. 81 abgesperrt.Supply port 21 can flow into the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11. The constantly with the annular groove 79 communicating with the tank supply connection 103 and also the further annular groove 82 communicating with the tank only in the passage position I of the second boost control valve 53 are at a deflection C1 of the valve piston 73 against the respectively adjacent annular grooves 78 or 81 cordoned off.
Bei einer in Richtung des Pfeils 46 erfolgenden Aus¬ lenkung des Ventilkolbens 73 aus seiner Grundstellung wird die mit dem P-Versorgungsanschluß 21 werden so- wohl die mit dem P-Versorgungsanschluß 21 kommunizie- * rende Ringnut 80 als auch die gemäß Fig.2 linke, äußere Ringnut 77 gegen die jeweils benachbarten Ringnuten 79 und 81 bzw. 78. abgesperrt.; dafür gelangt die ständig mit dem Tank 24 kommunizierende Ringnut 79 in kommuni- zierende Verbindung mit der über den B-SteueranschlußAt a place in the direction of the arrow 46 Aus¬ of the valve piston steering 73 from its normal position will be with the P-supply connection 21 Both the communicate with the P-supply connection 21 * Rende annular groove 80 left and in accordance with Figure 2 , outer ring groove 77 blocked off from the adjacent ring grooves 79 and 81 and 78, respectively; for this purpose, the annular groove 79, which is in constant communication with the tank 24, comes into communication with the one via the B control connection
32 mit dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 verbundenen Ringnut 78 des Ventilgehäuses 74 und gleich¬ zeitig auch mit dessen gemäß Fig.2 rechter, äußerer Ringnut 82, die über das zweite Verstärkungs-Steuer- ventil 53 an den T-Versorgungsanschluß 103 ange¬ schlossen ist.32 with the larger working space 19 of the hydraulic cylinder 11 connected annular groove 78 of the valve housing 74 and at the same time also with its outer ring groove 82 on the right according to FIG. 2, which is connected to the T supply connection 103 via the second boost control valve 53 is closed.
Bei einer Auslenkung £ 2 des Ventilkolbens 73 in Rich¬ tung des Pfeils 46 kann somit in jedem Falle über den ersten Abfluß-Strömungspfad 48 Arbeitsmedium aus dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen und, wenn das zweite Verstärkungs- Steuerventil 53 in seine Durchlaß-Stellung I gesteuert ist, auch über den zusätzlichen Ab luß-Strömungspfad 52.With a deflection £ 2 of the valve piston 73 in the direction of the arrow 46, working medium can in any case flow out of the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11 to the tank 24 via the first outflow flow path 48 and when the second boost control valve 53 is controlled in its passage position I, also via the additional flow flow path 52.
Die jeweils zur Änderung bzw. Einstellung der Kreis- Verstärkung des Nachlauf-Regelkreises erforderliche alternative oder gemeinsame Ansteuerung der beiden Verstärkungs-Steuerventile 51 und 53 erfolgt bei der Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 wie anhand der Fig.1 für die Antriebsvorrichtung 10 beschrieben.The alternative or common control of the two required to change or adjust the loop gain of the overrun control loop Gain control valves 51 and 53 are carried out in the drive device 10 ′ according to FIG. 2 as described with reference to FIG. 1 for the drive device 10.
Die Fig.3, auf deren Einzelheiten nunmehr verwiesen sei, zeigt eine weitere Ausgestaltung einer hydrau¬ lischen Antriebsvorrichtung 100 mit einer dem Erfin¬ dungsgedanken unterfallenden Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung.FIG. 3, to the details of which reference is now made, shows a further embodiment of a hydraulic drive device 100 with a device for adjusting the loop gain that falls within the scope of the invention.
Die Antriebsvorrichtung 100 gemäß Fig.3 in ihrem grund- sätzliehen Aufbau und ihrer Funktion nach der Antriebs¬ vorrichtung 10 gemäß Fig.1 weitgehend analog, und es sind daher für bau- und funktionsgleiche bzw. -analoge Elemente der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Antriebs¬ vorrichtungen 10 bzw. 100 jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet, so daß insoweit auf die diesbezüglichen Be¬ schreibungsteile zu Fig.1 verwiesen werden kann.The drive device 100 according to FIG. 3 is largely analogous in its basic structure and its function after the drive device 10 according to FIG. 1, and it is therefore for elements that are identical in design and function and that are analogous to those shown in FIGS 3 shown drive devices 10 and 100 each use the same reference numerals, so that in this respect reference can be made to the relevant parts of the description of FIG.
Der charakteristische Unterschied der Äntriebsvorrich- tung 100 gemäß Fig.3 gegenüber der Antriebsvorrichtung 10 gemäß Fig.1 besteht darin, daß in beiden Arbeits- Bewegungsrichtungen 16 und 17 des Kolbens 27 des alsThe characteristic difference between the drive device 100 according to FIG. 3 and the drive device 10 according to FIG. 1 is that in both working directions of movement 16 and 17 of the piston 27, the as
Leistungs-Antriebseinheit vorgesehenen, doppelt-wirkenden Hydrozylinders 11 jeweils einer seiner beiden Arbeits¬ räume 19 oder 18 über das insgesamt mit 29'' bezeich¬ nete Nachlauf-Regelventil an den P-Druckversorgungs- anschluß 21 des Druckversorgungsaggregats 22 und der jeweils andere Arbeitsraum 18 bzw. 19, ebenfalls über das Nachlauf-Regelventil 29'' an den Tank 24 des Druck¬ versorgungsaggregats 22 angeschlossen sind. Der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 bewegt sich in Vorschub-Richtung 16, wenn sein Arbeitsraum 19 mit dem größeren Querschnitt über den A-Steueranschluß 31 des Nachlauf-Regelventils 29' mit dem P-Versorgungsanschluß 21 des Druck-Versorgungs¬ aggregats 22 und sein im Querschnitt kleinerer Arbeits¬ raum 18 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf- Regelventils 29'' mit dem Tank 24 des Druck-Versorgungs¬ aggregats 22 verbunden sind. In der dazu alternativen Rückzugs-Bewegungsrichtung 17 sind der im Querschnitt kleinere Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf-Regelventils 29' ' mit dem Druck-Versorgungsanschluß 21 des Druck-Versόrgungs- aggregats 22 und der im Querschnitt größere Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 über den A-Steueranschluß 31 des Nachlauf-Regelventils 29'' mit dem Tank 24 des Druck-Versor-gungsaggregats 22 verbunden.Power drive unit provided double-acting hydraulic cylinder 11 each one of its two work rooms 19 or 18 via the follow-up control valve, designated overall by 29 ″, to the P pressure supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and the other work room 18 or 19, are also connected to the tank 24 of the pressure supply unit 22 via the follow-up control valve 29 ″. The piston 27 of the hydraulic cylinder 11 moves in the feed direction 16 when its working space 19 with the larger cross section Via the A control connection 31 of the follow-up control valve 29 'with the P supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and its smaller working area 18 in cross section via the B control connection 32 of the follow-up control valve 29''with the tank 24 of the pressure supply unit 22 are connected. In the alternative retraction movement direction 17, the work area 18 of the hydraulic cylinder 11, which is smaller in cross section, is via the B control connection 32 of the follow-up control valve 29 ″ with the pressure supply connection 21 of the pressure supply unit 22 and the work area which is larger in cross section 19 of the hydraulic cylinder 11 is connected to the tank 24 of the pressure supply unit 22 via the A control connection 31 of the follow-up control valve 29 ″.
zur Steuerung der insoweit erläuterten Arbeitsbewegungen des Hydrozylinderkolbens 27 sind im Rahmen des Nachlauf- Regelventils 29' ' , dessen Aufbau, abgesehen von der Zahl der Ventilelemente, demjenigen des Nachlauf-Regelventils 29 gemäß Fig.1 analog ist, die Ventilelemente 104, 105, 106 und 107 vorgesehen, die zur Freigabe der in den jewei¬ ligen Bewegungs-Richtungen 16 und 17 aufzusteuernden Zufluß- bzw. Abfluß-Strömungspfade wiederum paarweise alternativ aufsteuerbar sind.To control the working movements of the hydraulic cylinder piston 27 explained so far, the valve elements 104, 105, 106 are within the scope of the follow-up control valve 29 ″, the structure of which, apart from the number of valve elements, is analogous to that of the follow-up control valve 29 according to FIG and 107 are provided which, in turn, can alternatively be opened in pairs to release the inflow or outflow flow paths to be opened in the respective movement directions 16 and 17.
Mittels weiterer Ventilelemente 108 und 109 sowie 111 und 112 und diesen zugeordneter Verstärkungs-Steuer¬ ventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 können zusätzliche Zuführungs- und Abfluß-Strömungspfade freigegeben werden, mittels derer die wirksame Kreisverstärkung des zur BewegungsSteuerung des Hydrozylinder-Kolbens 27 vorge- sehenen Nachlauf-Regelkreises, sei es zur Erhöhung der Kreisverstärkung oder zur Kompensation einer lastbe¬ dingten Verminderung derselben, freigebbar sind. Durch die Auslenkungen £ 1 und £ 2 des Ventilbetätigungs¬ gliedes 43' , die, in derselben Weise wie anhand der Fig.1 erläutert, aus der Soll-Wert-Einsteuerung und der Positions-Ist-Wert-Rückmeldung über die Schritt¬ motor-gesteuerte Verdrehung der Spindelmutter 54 bzw. die Rotation der Gewindespindel 56 resultieren, werden jeweils 4 der insgesamt 8 Ventilelemente aufgesteuert. B einer Auslenkung 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43' in Richtung des Pfeils 44 sind dies die Ventilelemente 104, 105, 108 und 109, die gemäß Fig.3 rechts von dem Ventilbetätigungsglied 43* angeordnet sind. Bei einer Auslenkung 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43' werden die links von diesem angeordneten Ventilelemente 1-0-6«, 107 sowie 111 und 112 aufgesteuert.By means of further valve elements 108 and 109 as well as 111 and 112 and the reinforcement control valves 113 and 114 or 116 and 117 assigned to them, additional supply and discharge flow paths can be released, by means of which the effective circuit amplification of the movement control of the hydraulic cylinder piston 27 is enabled provided overrun control loop, be it to increase the Circular gain or to compensate for a load-related reduction of the same, can be released. Due to the deflections £ 1 and £ 2 of the valve actuating member 43 ', which, in the same way as explained with reference to FIG. 1, from the target value control and the position / actual value feedback via the stepper motor Controlled rotation of the spindle nut 54 or the rotation of the threaded spindle 56 result, 4 of the total of 8 valve elements are opened. In the case of a deflection 1 of the valve actuating member 43 'in the direction of the arrow 44, these are the valve elements 104, 105, 108 and 109, which are arranged to the right of the valve actuating member 43 * according to FIG. In the event of a deflection 2 of the valve actuating element 43 ', the valve elements 1-0-6', 107, 111 and 111 and 112 arranged to the left of it are opened.
Im "normalen" Vorschubbetrieb des Hydrozylinders 11 in der durch den Pfeil 16 repräsentierten Bewegungsrichtung fließt Arbeitsmedium vom P-Versorgungsanschluß 21 über das eine Ventilelement 104 des Nachlauf-Regelventils 29' ' zum größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11, während Arbeitsmedium aus seinem im Querschnitt kleineren Arbeitsraum 18 über das ebenfalls aufgesteuerte Ventil¬ element 105 zum Tank 24 des Druckversorgungsaggreg ts 22 zurückströmt. Wird im Verlauf der Vorschub-Bewegung des Hydrozylinderkolbens 27 eine Erhöhung der Kreisverstär¬ kung K oder eine zur Kompensation eines Kreisverstär¬ kungsabfalles geeignete Einstellung der Kreisverstärkung K erforderlich, so kann durch Ansteuerung des Steuer- ventils 113 in dessen Durchflußstellung I ein zusätz¬ licher Zufluß-Strδmungspfad 118 freigegeben werden, durch den vom P-Versorgungsanschluß 21 über das Steuerventil 113 und das an dieses angeschlossene Ventilelement 108 ein zusätzlicher Arbeits-Medium-Strom in den größeren Arbeits¬ raum 19 des Hydrozylinders 11 einströmen kann, wodurch im Ergebnis eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung K erzielt wird. Desgleichen kann durch gleichzeitig oder alternativ zur Ansteuerung des Steuerventils 113 erfol¬ gende Ansteuerung eines weiteren Verstärkungs-Steuer¬ ventils 114 in dessen Durchflu Stellung I ein zusätzlicher Abfluß-Strömungspfad 119 freigegeben werden, der von dem kleineren Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 über den B-Steueranschluß 32, das Ventilelement 109 des Nachlauf- Regelventils 29' ' und das weitere zusätzliche Verstär¬ kungs-Steuerventil 114 zurück zum Tank 24 des Druck- Versorgungsaggregats 22 führt.In "normal" feed operation of the hydraulic cylinder 11 in the direction of movement represented by the arrow 16, working medium flows from the P supply connection 21 via the one valve element 104 of the follow-up control valve 29 ″ to the larger working chamber 19 of the hydraulic cylinder 11, while working medium from its smaller cross section Working space 18 flows back to valve 24 of pressure supply unit 22 via valve element 105, which is also activated. If, in the course of the feed movement of the hydraulic cylinder piston 27, an increase in the circular gain K or a suitable adjustment of the circular gain K to compensate for a decrease in the circular gain is required, then by controlling the control valve 113 in its flow position I, an additional inflow can be achieved - Flow path 118 are released through an additional working medium flow can flow into the larger working area 19 of the hydraulic cylinder 11 from the P supply connection 21 via the control valve 113 and the valve element 108 connected to it, as a result of which a relative increase in the circular gain K is achieved. Likewise, by activating a further boost control valve 114 in the flow through position I, an additional outflow flow path 119 can be opened by simultaneously or alternatively actuating the control valve 113, which flow path 119 extends from the smaller working chamber 18 of the hydraulic cylinder 11 via the B- Control connection 32, the valve element 109 of the follow-up control valve 29 ″ and the further additional amplification control valve 114 leads back to the tank 24 of the pressure supply unit 22.
Auch durch die Freigabe dieses weiteren zusätzlichen- Strömungspfades 119 ist eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung K des Nachlauf-Regelkreises erzielbar. Diesen zusätzlichen Zufluß- bzw. Abfluß-Strömungspfaden 118' bzw. 119 entsprechende zusätzliche, zur Einstellung erwünschter Werte der Kreisverstärkung geeignete Strömungspfade 121 bzw. 122, die ausnutzbar sind, wenn de.r Hydrozylinder 11 im Rückzugsbetrieb, d.h. mit Be¬ wegung in Richtung des Pfeils 17 betrieben wird, sind durch Ansteuerung der weiteren Verstärkungs-Steuerventile 116 bzw. 117 aufsteuerbar.By releasing this additional flow path 119, a relative increase in the loop gain K of the wake control loop can be achieved. These additional inflow or outflow flow paths 118 'or 119 correspond to additional flow paths 121 or 122 which are suitable for setting desired values of the loop gain and which can be used when the hydraulic cylinder 11 is in the retracting mode, i.e. operated with movement in the direction of arrow 17 can be activated by actuation of the further boost control valves 116 and 117, respectively.
Die bedarfsgerechte Ansteuerung der Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 erfolgt zweckmäßigerweise durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 66* , die auch die für die Soll-Wert-Vorgabe ausgenutzten Steuerimpulse für den Schrittmotor 68 erzeugt. Die Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 erfolgt in diesem Falle wegabhängig, das heißt programmgesteuert.The need-based control of the control valves 113 and 114 or 116 and 117 is expediently carried out by output signals of the electronic control unit 66 *, which also generates the control pulses for the stepper motor 68 which are used for the target value specification. In this case, the control of the boost control valves 113 and 114 or 116 and 117 is path-dependent, that is to say program-controlled.
Bei der Antriebsvorrichtung 100 gemäß Fig.3 ist, „alter- nativ oder in Kombination mit einer wegabhängigen, elektrischen Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 auch eine druckgesteuerte Betätigung derselben möglich, wie im oberen Teil der Fig.3 für die Verstärkungs-Steuerventile 114 und 117 dargestellt, die, wenn der Druck in demjenigen Arbeits¬ raum 18 oder 19, aus dem Arbeitsmedium zum Tank 24 hin abströmen soll, einen Schwellenwert überschreitet, in ihre Durchflußstellungen gesteuert werden und da¬ durch den zusätzlichen Abfluß-Strömungsp'fad 119 bzw. 122 freigeben.In the drive device 100 according to FIG. 3, “alternative or in combination with a path-dependent, electrical actuation of the boost control valves 113 and 114 or 116 and 117, a pressure-controlled actuation thereof is also possible, as in the upper part of FIG. 3 shown for the gain control valves 114 and 117, which, when the pressure in that work space 18 or 19 is to flow out of the working medium to the tank 24, exceeds a threshold value, are controlled in their flow positions and thereby the additional outflow - Release flow path 119 or 122.
Es versteht sich, daß eine derartige druckgesteuerte Umschaltung der Verstärkungs-Steuerventile auch in Ver¬ bindung mit den die zusätzlichen Zufluß-Strömungspfade 118 bzw. 121 freigebenden Verstärkungs-Steuerventilen 113 bzw. 116 vorgesehen sein kann.It goes without saying that such a pressure-controlled switchover of the boost control valves can also be provided in conjunction with the boost control valves 113 and 116, respectively, which release the additional inflow flow paths 118 and 121, respectively.
Die Ventilelemente 34 - 37 des Nachlauf-Regelventils 29 gemäß Fig.1 und ebenso die Ventilelemente 104 - 109 sowie 111 und 112 des Nachlauf-Regelventils 29*' gemäß Fig.3 haben, was den schematischen Darstellungen der Fig.1 und Fig.3 nicht zu entnehmen ist,druckausg-≥glichene Ventilkörper 38, die unabhängig davon wie die Druckver¬ hältnisse auf verschiedenen Seiten des Ventilsitzes sind, durch die Rückstellfedern 39 zuverlässig in ihrer Sperr¬ stellung gehalten werden, wenn sich das jeweilige Ventil- betätigungsglied 43 bzw. 43' in seiner neutralen Grund¬ stellung befindet. The valve elements 34-37 of the follow-up control valve 29 according to FIG. 1 and also the valve elements 104-109 as well as 111 and 112 of the follow-up control valve 29 * 'according to FIG. 3 have what the schematic representations of FIGS. 1 and 3 have It cannot be seen that pressure-compensated valve bodies 38, which are independent of the pressure conditions on different sides of the valve seat, are reliably held in their blocking position by the return springs 39 when the respective valve actuating member 43 or 43 'is in its neutral basic position.

Claims

PatentansprücheClaims
Einrichtung zur Einstellung der KreisVerstärkung eines zur Bewegungssteuerung einer hydraulischen Vorschub-Antriebseinheit vorgesehenen Nachlauf- Regelkreises, der mit elektrisch, z.B. mittels 5 eines Schrittmotors gesteuerter Positions-Soll- Wert-Vorgabe und mechanischer Positions-Ist- ' Wert-Rückmeldung arbeitet, wobei die der Antriebs- Einheit von einer Druckquelle zugeleiteten und von der Antriebseinheit zum Tank der DruckquelleMeans operates to adjust the loop gain of a is provided for passing control of a hydraulic feed drive unit trailing control circuit which electrically, for example controlled by means of 5 of a stepper motor position setpoint value preset and mechanical position actual 'value feedback, wherein the the Drive unit supplied from a pressure source and from the drive unit to the tank of the pressure source
10 abströmenden Arbeitsmedium-Ströme, durch deren Betrag die Geschwindigkeit v bestimmt ist, mit der die Bewegungen eines mittels der Antriebs¬ einheit bewegbaren Werkzeuges erfolgen, über Ventilelemente eines Nachlauf-Regelventils gelei-10 flowing out working medium flows, the magnitude of which determines the speed v at which the movements of a tool movable by means of the drive unit take place via valve elements of a follow-up control valve.
15 tet sind, die durch die Soll-Wert-Vorgabe gemein¬ sam um diejenigen Stellwege t1 bezw. 2 auf¬ steuerbar sind, die für die Erzielung einer er¬ wünschten Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich sind, und wobei die Kreisverstärkung K des15 tet, which together by the target value specification or those travel paths t1 or. 2 are controllable, which are necessary for achieving a desired working speed, and wherein the loop gain K of the
20 Regelkreises durch ventilgesteuerte Betätigung einer Umschalteinrichtung von einem ersten Wert K .. der Regelkreis-Verstärkung auf mindestens einen weiteren Wert K - umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachlauf-Regelventil {29^ 29'f 29'') mindestens ein zusätzliches, die Stellbewegungen der' bzw. des zur BewegungsSteuerung mit der Kreisverstärkung K .. ausgenutzten Ventil¬ elemente(ö) (34 und 36; 104,105,106,107) mit aus¬ führendes Ventilelement (37,39; 108,109,111,112) aufweist, über das ein zu dem Strömungspfad des Nachlauf-Regelventils (29; 29*; 29**), über den in einer mit dem Wert K .. der Kreisverstärkung ab¬ laufenden Betriebsphase der die Arbeitsgeschwindig¬ keit der Antriebseinheit (11) bestimmende Arbeits¬ medium-Strom fließt, paralleler Strömungspfad (49, 52; 118,119,121,122) führt, der durch Ansteuerung einer Verstärkungs-Steuerventil-Anordnung (51,53; 113,114,116,117) , deren Grundstellung die Sperr¬ stellung ist, freigebbar ist, und daß eine Steue¬ rungseinrichtung (66; 66 ' ) vorgesehen ist, mit der die Verstärkungs-Steuerventil.-Anordnung (51,53;20 control circuit by valve-controlled actuation of a switching device from a first value .. the control loop gain another value K K at least - can be switched over characterized in that the follow-up control valve {29 ^ 29 'f 29'') at least one additional, the setting movements of' or of the motion control with the Circular gain K .. exploited valve elements (ö) (34 and 36; 104,105,106,107) with executing valve element (37,39; 108,109,111,112), via which a flow path of the overflow control valve (29; 29 *; 29 * *), over which, in an operating phase running with the value K .. of the loop gain, the working medium current determining the working speed of the drive unit (11) flows, parallel flow path (49, 52; 118, 119, 121, 122) leads through Activation of a boost control valve arrangement (51, 53; 113, 114, 116, 117), the basic position of which is the blocking position, can be released, and that a control device (66; 66 ') is provided with which the boost control valve il. arrangement (51.53;
113,114,116,117) bedarfsgerecht in ihre den Betrieb der Antriebseinheit (11) mit einem geänderten Wert K - vermittelnde(n) Durchflußstellung(en) steuerbar ist.113, 114, 116, 117) can be controlled as required in their flow position (s) which convey the operation of the drive unit (11) with a changed value K.
Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Strömungs¬ pfad (49) vom Ausgang (21> des Druckversörgungs- aggregats (22) über das weitere Ventilelement (35) zu demjenigen Arbeitsraum der Antriebseinheit (11) führt, der in deren mit der Kreisverstärkung K ,. ablaufenden Betriebsphase mit dem geregelten Ausgangs¬ druck des Nachlauf-Regelventils (29;29') beaufschlagt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein über ein weiteres zusätzliches Ventilelement (37) des Nachlauf- Regelventils (29;29') führender, mittels derDevice according to claim 1, characterized in that the additional flow path (49) from the outlet (21> of the pressure supply unit (22) via the further valve element (35) leads to that working space of the drive unit (11) which is in the latter of the circuit gain K,. running phase is acted upon by the regulated outlet pressure of the follow-up control valve (29; 29 '). 3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that a further additional valve element (37) of the follow-up control valve (29; 29 ') leading, by means of
*-- Steuerventil-Anordnung (51,53) freigebbarer bzw. absperrbarer Strömungspfad (52) vorgesehen ist, der zu demjenigen Strömungspfad (48) parallel ge¬ schaltet ist, über den in einer mit der Kreisver¬ stärkung K 1 ablaufenden Betriebsphase der An- 10 triebs-Einheit (11) Arbeitsmedium aus einem * - Control valve arrangement (51, 53) that can be released or shut off flow path (52) is provided, which is connected in parallel to that flow path (48) via the operating phase of the on, which takes place with the circular gain K 1 - 10 drive unit (11) working medium from one
Arbeitsraum (19) der Antriebseinheit (11) ver¬ drängt bzw. abgelassen wird.Working space (19) of the drive unit (11) is displaced or let down.
4. Einrichtung naäh einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 3,4. Device according to one of the preceding claims 1-3,
15 dadurch gekennzeichnet,, daß der auf den Stellweg £ .. bzw. C 'bezogene Öffnungsquerschnitt der bzw. des zusätzlichen Ventilelemente(s) (35,37; 108,109,111, 112) des Nachlauf-Regelventils (29;29'; 29' * ) über welche(s) in einer mit der geänderten Kreisver-15 ,, characterized in that the on the travel £ .. and C 'cross section of the related opening or the additional valve element (s) (35,37; 108,109,111, 112) of the servo control valve (29; 29'; 29 '* ) over which (s) in a with the changed circular
20 Stärkung K 2 ablaufenden Betriebsphase Arbeitsmedium strömt, größer ist als der auf den Stellweg bezogene Öffnungsquerschnitt derjenigen Ventilelemente (34, 36; 104,105,106,107) über die in einer mit der Kreisverstärkung K .. ablaufenden Betriebsphase die20 Strengthening K 2 operating phase of the working medium flows, is greater than the opening cross-section related to the travel of those valve elements (34, 36; 104,105,106,107) over which in an operating phase running with the circular gain K ..
25 zu der Antriebseinheit fließenden und aus dieser verdrängten bzw. abgelassenen Arbeitsmedium-Ströme fließen.25 flows to the drive unit and flows from this displaced or drained working medium flows.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die zusätzliche(n)5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or the additional (s)
30 Strδmungspfad(e) (49 und/oder 52) mit einer Drossel (71 bzw. 72) mit einstellbarem Strömungswiderstand versehen ist bzw. sind.30 flow path (s) (49 and / or 52) with a throttle (71 or 72) is or are provided with adjustable flow resistance.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit als doppelt-wirkender Differentialkolben-Hydrozylinder ausgebildet ist, an dessen durch die kleinere Kolbenfläche beweg¬ lich begrenzten Arbeitsraum der Ausgang des Druck¬ versorgungsaggregats ständig angeschlossen ist, und an dessen durch die größere Kolbenfläche be- weglich begrenzten Arbeitsraum über je ein Rahmen des Nachlauf-Regelventils vorgesehenes Ventilelement mit Stellweg-proportionalem öff¬ nungsquerschni&t,.alternativ der Druckausgang des Druckversorgungsaggregats bzw.dessen Tank an- schließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachlauf-Regel¬ ventil (29) als ein an sich bekanntes 4/3-Wege- Ventil ausgebildet ist, bei dem die Sollwert- Vorgabe durch definierte Vorgabe eines Drehweges einer Spindelmutter (54) relativ zu einer zurDevice according to one of the preceding claims, wherein the drive unit is designed as a double-acting differential piston hydraulic cylinder, to the working space of which is delimited by the smaller piston area, the outlet of the pressure supply unit is continuously connected, and to which the larger piston area Movable limited working space via a valve element each provided with a frame of the follow-up control valve with an opening cross-section proportional to the travel, alternatively the pressure outlet of the pressure supply unit or its tank can be connected, characterized in that the follow-up control valve (29) as a 4/3-way valve known per se is formed, in which the setpoint specification by defined specification of a rotational path of a spindle nut (54) relative to one to
Ist-Wert-Rückmeldung vorgesehenen Gewindespindel (56) erfolgt, die ihrerseits durch die Vorschub- und Rückzugsbewegungen der Leistungs-Antriebs¬ einheit (11) in alternativen Drehrichtungen, z.B. eines Zahnstangentriebes (58,57) routierend antreibbar ist, und bei dem eine axiale VerrückungenActual value feedback provided threaded spindle (56), which in turn by the feed and retraction movements of the power drive unit (11) in alternative directions of rotation, e.g. a rack and pinion drive (58, 57) can be driven in a routing manner, and in which an axial displacement
C 1 bzw. 2 der Spindelmutter (54) , die aus einer Verdrehung derselben gegenüber der Spindel (56) resultieren, mit ausführendes Ventil-Betätigungs- glied (43) vorgesehen ist, durch dessen Ver¬ rückungen die zur Regelabweichung proportionalen Änderungen der Durchfluß-Querschnitte der Ver- sorgungs-Strδmungspfade der Antriebseinheit (11) ausgelöst werden, wobei durch die in alternativen Richtungen erfolgenden Verrückungen £1 bzw.. £ 2 des Ventil-Betätigungsgliedes (43) jeweils zwei 5 Ventilelemente (34 und 35 bzw. 36 und 37) paarweise in deren Durchlaßstellung gesteuert werden, und wobei über die Ventilelemente (34 und 35) des einen Ventilelementpaares die beiden Strömungs¬ pfade zum größeren Arbeitsraum (19) des Differential-C 1 or 2 of the spindle nut (54), which result from a rotation thereof with respect to the spindle (56), is provided with an executing valve actuating member (43), by means of the displacements of which the changes in the flow rate proportional to the control deviation Cross sections of the care flow paths of the drive unit (11) are triggered, with the alternations £ 1 and .. £ 2 of the valve actuating member (43) in each case providing two 5 valve elements (34 and 35 or 36 and 37) in pairs in their respective directions Pass position can be controlled, and wherein the two flow paths to the larger working chamber (19) of the differential valve via the valve elements (34 and 35) of the one pair of valve elements.
10 kolben-Hydrozylinders (11) führen, durch die dieser mit dem Druckausgang (21) des Druck-Versorgungs¬ aggregats (22) verbindbar ist, und über die Ventil¬ elemente (36 und 37) des anderen Ventilelement¬ paares diejenigen Strömungspfade führen, mittelsGuide 10 piston hydraulic cylinders (11) through which this can be connected to the pressure outlet (21) of the pressure supply unit (22), and via the valve elements (36 and 37) of the other pair of valve elements lead those flow paths, by means of
15 derer der größere Arbeitsraum (19) an den Tank15 of which the larger work area (19) to the tank
(24) anschließbar ist und daß jeweils einer dieser Druckversorgungs- bzw. Druckentlastungs-Strömungs- pfade mit einem Verstärkungs-Steuerventil (51 bzw. 53) versehen ist, das aus einer den jeweiligen(24) can be connected and that in each case one of these pressure supply or pressure relief flow paths is provided with a boost control valve (51 or 53) which consists of a respective one
20 Strömungspfad sperrenden Grundstellung in eine20 flow path blocking basic position in a
Durchflußstellung steuerbar ist, mit der ein Betrieb der Einrichtung mit erhöhter Kreisverstärkung K 2 verknüpft ist.Flow position is controllable, with which operation of the device with increased loop gain K 2 is linked.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 1 - 5', bei der die Antriebs-Einheit als ein doppelt¬ wirkender Hydrozylinder ausgebildet ist, mit gleichen oder verschiedenen Werten der die beiden Arbeitsräume jeweils einseitig begrenzenden Kolben¬ flächen, wobei entsprechend den alternativen Be- 30 wegungsrichtungen des Kolbens jeweils einer der Arbeitsräume an einen Druckausgang und der andere an einen Tank-Rücklaufanschluß des Nachlauf-Regel¬ ventils angeschlossen ist und die über das Nachlauf- Regelventil geführten Arbeitsmedium-Zuführungs- und Arbeitsmedium-Abfluß-Strömungspfade jeweils einen 5 der Stell-Auslenkung £- bzw. 2 der Ventilkörper der Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils proportionalen Durchfluß-Querschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß zu denjenigen Strömungspfaden, die bei einem Betrieb der An-7. Device according to one of the preceding claims 25 1 - 5 ', in which the drive unit is designed as a double-acting hydraulic cylinder, with the same or different values of the piston surfaces delimiting the two working spaces on one side in each case, corresponding to the alternative Be - 30 directions of movement of the piston, one of the working spaces at a pressure outlet and the other is connected to a tank return connection of the follow-up control valve and the working medium supply and working medium outflow flow paths guided via the follow-up control valve each have a 5 of the actuating deflection £ - or 2 of the valve bodies of the valve elements of the follow-up valve Control valve proportional flow cross-section, characterized in that to those flow paths that the operation of the
10 triebseinheit (11) mit der Kreisverstärkung K _. mit einem zum Stellweg eines Ventilbetätigungs¬ gliedes (43') des Nachlauf-Regelventils (29'') proportionalen Öffnungsquerschnitt aufgesteuert sind, parallele, weitere Strömungspfade (118,119,121,122),10 drive unit (11) with the circular gain K _. with an opening cross section proportional to the travel of a valve actuating member (43 ') of the overrun control valve (29' '), parallel, further flow paths (118, 119, 121, 122),
15 die durch Ansteuerung von Ventilen (113,114,116, 117) der Steuer-Ventilanordnung freigebbar sind, über zusätzliche Ventilelemente (108,109,111,112) des Nachlauf-Regelventils geführt sind, deren Ventilkörper denselben Strömungs-querschnittsver-15 which can be released by actuating valves (113, 114, 116, 117) of the control valve arrangement, are guided via additional valve elements (108, 109, 111, 112) of the follow-up control valve, the valve body of which has the same flow cross-sectional area
20 ändernden Auslenkungen unterworfen sind wie die Ventilkörper derjenigen Ventilelemente (104,105, 106 und 107) , über welche die bei einem Betrieb der Einrichtung mit dem - niedrigeren - Wert K - der Kreisverstärkung allein ausgenutzten Strömungs-20 are subject to changing deflections, such as the valve bodies of those valve elements (104, 105, 106 and 107) via which the flow rates used solely when operating the device with the - lower - value K - the loop gain
25 pfade geführt sind.25 paths are led.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, daß das Nachlauf-Regelventil (29'*) als ein 8/3- Wege-Ventil ausgebildet ist, das zwei Gruppen von je vier gemeinsam betätigbaren Ventilelementen (104, 30 105,108 und 109 bzw. 106,107,111 und 112) enthält. wobei die beiden Gruppen je einer der alternativen Bewegungsrichtungen der Antriebseinheit (11:) zuge¬ ordnet sind.8. Device according to claim 7, that the follow-up control valve (29 '*) is designed as an 8/3-way valve, the two groups of four jointly operable valve elements (104, 30 105,108 and 109 or 106,107,111 and 112 ) contains. wherein the two groups are each assigned to one of the alternative directions of movement of the drive unit (11 :).
Einrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufsteuerung bzw. Sperrung der zusätzlichen Strδmungspfade X118,119,121 ,122) vorgesehenen Ventile (113,114, 116,117) der Verstärkungs-Steuerventil-Anordnung als sowohl elektrisch wie auch hydraulisch an- steuerbare Umschalt-Ventile ausgebildet sind, die mit dem Ausgangsdruck des jeweils ange¬ schlossenen Arbeitsraumes (18 bzw. 19) der An-- triebseinheit (11) aufsteuerbar sind, wenn dieser Ausgangsdruck einen Schwellenwert überschreitet. Device according to claim 7 or claim 8, characterized in that the valves (113, 114, 116, 117) of the boost control valve arrangement, which are provided for opening or blocking the additional flow paths X118, 119, 121, 122), are switchable both electrically and hydraulically Valves are designed which can be controlled with the outlet pressure of the respectively connected work space (18 or 19) of the drive unit (11) if this outlet pressure exceeds a threshold value.
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