PM-REGLER IN REIHENBAUWEISE
Aufbau des PM-Reglers in Reihenbauweise
In der Abb. ist ein PM-Regler in „Reihenbauweise“, teilweise aufgeschnitten, dargestellt. Dieser Regler ist in einem hydraulischen Schaltplan für eine hydrostatische Pinolenführung mit 4 Taschen eingebunden.
Der PM-Regler besteht aus dem dargestellten Anschlussblock des Pumpendrucks, einer unterschiedlichen Zahl von Reglerscheiben (in der Abb. drei Reglerscheiben).
Vorteil dieses Konzepts und des Reglers in Reihenbauweise ist, dass alle Taschendrücke an einem Abzweig der Verbindungsleitung Regler-Hydrostatiktasche nahe dem Regler zentral gemessen werden können und dass der Regler, z.B. bei Verschmutzung, leicht ausgetauscht werden kann.
Die Leitungen zwischen Regler und Hydrostatiktaschen sollten möglichst klein gehalten werden.
Folgende Eigenschaften resultieren aus der Konzeption des PM-Reglers:
- Da die erste Drosselstelle des PM-Reglers, genau wie die Spalte der Hydrostatiktaschen, immer laminar durchströmt wird, ändert sich der Fluidstrom durch den Regler und die Hydrostatiktaschen aufgrund variierender Fluidviskosität in gleicher Weise, so dass die Steifen und Belastbarkeiten sowie die Spaltgrößen und Taschendrücke der Hydrostatiktaschen unabhängig von der Fluidviskosität konstant sind.
Bei einer Änderung der Fluidviskosität, z.B. aufgrund unterschiedlicher Fluidtemperaturen oder durch Austausch des Fluids (Die zulässige Viskositätstoleranz einer Ölsorte beträgt nach DIN ± 10%!) verändern sich also die Maschineneigenschaften nahezu nicht. Verändert wird nur der erforderliche Fluidstrom und etwas die Dämpfungseigenschaften. - Da die Regelung des Fluidstromes nur durch elastische Verformung der Federstahlscheibe erfolgt, also keine gleitenden Bewegungen vorhanden sind, arbeitet der PM-Regler verschleiß- und hysteresefrei. Aufgrund der geringen Masse der Federstahlscheibe und hoher Stellkräfte ist der PM-Regler sehr schnell, die Eigenfrequenzen liegen ein Vielfaches über den im Maschinenbau relevanten Erregerfrequenzen. Da keine gleitenden Elemente vorhanden sind, ist der Regler zudem wartungsfrei!
- Bei konstantem Eingangsdruck (= Pumpendruck) führt der PM-Regler bei steigender Belastung einer Hydrostatiktasche, also steigendem Taschendruck und damit Ausgangsdruck am Regler der Hydrostatiktasche einen ebenfalls ansteigenden Fluidstrom zu. Hierdurch werden gegenüber Lösungen mit Kapillaren ca. vierfache Steifen (!) erreicht.
Der PM-Regler weist also die sehr atypische Eigenschaft auf, bei sinkendem Differenzdruck über den Regler einen steigenden Fluidstrom durch den Regler zu erreichen.
Vorteile bei allen Anwendungen für Führungen:
- verschleißfrei auch bei max. Last, somit keine Präzisionsverluste mit zunehmender Gebrauchsdauer
- Zehnerpotenzen bessere Dämpfung, dadurch wesentlich bessere Werkstückoberfläche und Werkzeugstandzeit
- keine Schwingungen und Schwankungen der Reibung wie bei Wälzführungen durch Kugelumlauf
- kein Umkehrsprung der Vorschubkraft bei Umkehr der Bewegungsrichtung
- nahezu reibungsfrei bei geringen Geschwindigkeiten kein Stick-Slip-Effekt
- Verfahrweg kleiner 0,1 µm möglich
- Die Verbindung zwischen den Anschlüssen am PM-Regler erfolgt durch Rohre, welche möglichst kurz sein sollen und deren Innendurchmesser so zu bemessen ist, dass die maximale Ölgeschwindigkeit 1 m/s nicht übersteigt.
Die hydrostatische Führung wird angepasst an:
- Gewichte, Bearbeitungs- und Beschleunigungskräfte
- maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie gewünschte Steife und optimale Dämpfung
ANBAU-PM-REGLER
Vorteile durch Anbauregler
Optimale dynamische Verhältnisse werden erreicht, wenn die Leitung zwischen dem PM-Reglern und den Hydrostatiktaschen sehr kurz ist.
Aus diesem Grund wurde der Anbauregler entwickelt, der z.B. bei hydrostatischen Gewindetrieben und bei Spindellagerungen verwendet wird. Aber auch zu Führungen eingesetzt werden kann.
Diese Anbauregler werden üblicherweise so an eine eben geschliffene Fläche eines Maschinenteils mit Hydrostatiktaschen befestigt, dass die Verbindung vom zentralen Anschluss des Anbaureglers zur Hydrostatiktasche nur durch eine möglichst kurze Bohrung erreicht wird.
Die Ölzuführung von der Pumpe zum Anbauregler kann intern ebenfalls über die Anschraubfläche für den Anbauregler erfolgen (siehe Abbildung).
Alternativ kann die Ölzuführung zum Anbauregler auch extern über eine Gewindebohrung im Gehäuse de Anbaureglers mittels einem Rohr erfolgen.
