DE1079463B - Betaetigungsvorrichtung fuer hydraulische Stellmotoren - Google Patents

Description

• Betätigungsvorrichtung für hydraulische Stellmotoren In dem Hauptpatent 966 468 wird eine Betätigungs-Vorrichtung für hydraulische Stellmotoren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, Fahrzeuglenkungen oder entsprechenden Einrichtungen beschrieben, deren Kennzeichen darin besteht, daß ein Hochdruckmittel für den Stellmotor ' von einer von einem Mittel niedrigen Druckes angetriebenen Hochdruck-Freikolbenpumpe in Verbindung mit entsprechenden Hoch- und Niederdruck-Schaltorganen erzeugt und gesteuert wird.
• Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform dieser Betätigungsvorrichtung, die ebenfalls im Hauptpatent näher erläutert wird, ist in der Hochdruckpumpe der Betätigungsvorrichtung ein Freikolben vorgesehen, von dem ein innerer, als doppeltwirkender Hochdruckkolben dienender Kreiszylinder in der Mitte von einem als doppeltwirkender Niederdruckkolben dienenden Ring umgeben ist, Der Zu-und Abfluß des diese Freikolbenpumpe antreibenden Niederdruckmittels wird dabei durch einen vom Niederdruckkolber mechanisch betätigten Steuerschieber geregelt. Als Niederdruckmittel ist entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas, beispielsweise Preßluft, geeignet.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der erwähnten Betätigungsvorrichtung und besteht in einer neuen, vollkommeneren Ausbildung der Steuerschieberverstellvorrichtung für die Freikolbenpumpe der Betätigungsvorrichtung.
• Die bekannten Ausführungen der Steuerungen für Freikolbenmaschinen und Freikolbenpumpen werden durch mechanische Vorrichtungen verschiedener Art betätigt. Diese mechanischen Vorrichtungen, wie Schnapper, Spannfedern, Kipphebel u. dgl., sind mit einem gewissen Unsicherheitsfaktor verbunden, da sich solche Maschinenelemente als Ouellen von Störungen erwiesen haben.
• Festfressen, Verformung, Brüche und Verschleiß sind die Hauptursachen der Betriebsstörungen, die sehr kostspielige und gefährliche Folgen haben können. Auch bei der im Hauptpatent beschriebenen Betätigungsvorrichtung werden für die Verstellvorrichtung des Steuerschiebers an der Freikolbenpumpe solche mechanischen Mittel verwendet.
• Es ist bereits bekannt, bei einer Pumpe mit Druckflüssigkeitsantrieb einen doppeltwir ' kenden Niederdruckkolben zu verwenden, der beiderseits je einen Hochdruckkolben trägt und wahlweise entweder nur die Ringflächen des Niederdruckkolbens oder diese Ringflächen und die jeweils auf der Antriebsseite liegenden Flächen der Hochdruckkolben mit der Antriebsflüssigkeit beaufschlagt. Diese bekannten Pumpenstetterungen waren aber wegen der bei ihnen bestehenden Notwendigkeit, die Flüssigkeitswege zu den Zylinderräumen mit Hilfe von Haupt- und Hilfsventilen zu steuern, da der Steuerschieber durch vom gleichen Druckmittel betätigte Kolben gleichen Querschnitts geführt war, vielteilig und störanfällig.
• Bekannt ist auch eine Pumpe, die zur Förderung des Öls bei Erdölbohrungen bestimmt war. Diese Pumpe war jedoch als nur mit flüssigem Druckmittel arbeitende Hydraulikpumpe ausgebildet und mit einem Steuerschieber versehen, dessen Hubbewegun , 9 en auf indirektem Wege in umständlicher Weise von den Bewegungen des Arbeitskolbens abgeleitet werden, wobei der Steuerschieberkolben einen unterschiedlichen Durchmesser an seinen beiden Betätigungsenden aufweist. Auch diese bekannte Anordnung konnte wegen ihrer Vielteiligkeit und dadurch bedingten Störanfälligkeit nicht befriedigen.
• Durch die Erfindung wird eine besonders einfache und betriebssicher arbeitende Betätigungsvorrichtung für hydraulische Stellmotoren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, Fahrzeuglenkungen oder entsprechenden Einrichtungen angegeben, bei der gemäß Patent 966 468 ein Hochdruckmittel für den Stellmotor von einer von einem Mittel niederen Druckes angetriebenen I-Tochdruck-Freikolbenpumpe in Verbindung mit entsprechenden Hoch- und Niederdruck-Schaltorganen erzeugt und gesteuert wird, bei der der das Niederdruckmittet steuernde. Steuerschieber der Freikolbenpumpe von zwei gegensinnnig wirkenden, von dem Niederdruckmittel betätigten Kolben geführt ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden von dem Niederdruckmittel betätigten Kolben des Steuerschiebers verschiedene Querschnitte haben, -wobei der Kolben mit dem kleineren Querschnitt in einem Zylinder angeordnet ist, welcher ständig mit der Niederdruckleitung in Verbindung steht, und daß der Kolben mit dem größeren Querschnitt in einem Zylinder angeordnet ist, welcher mit einem durch ein Einlaßventil und ein Auslaßventil abgeschlossenen Raum in Verbindung steht, wobei die beiden Ventile durch den Niederdruckkolben in seinen Endstellungen abwechselnd betätigt werden.
• Die vorgeschlagene Erfindung schaltet die erwähnten Betriebsstörungen vollkommen aus und ergibt noch eine erhebliche Steigerung der Sicherheit und Dauerleistung, Das Hauptmerkmal des Erfindungsgegenstandes besteht also darin, daß die starre mechanische Übertragung der Kraft mittels mechanischer Bauelemente durch die elastische Übertragung der Kraft mittels des auch die Freikolbenpumpe treibenden Niederdruckmittels ersetzt wird. Das Niederdruckmittel wird durch je ein kleines Ventil ein- und ausgelassen und wirkt auf zwei an den beiden Enden des Steuerschiebers angeordneten Kolben. Auf diese Weise verstellt das Niederdruckmittel den Steuerschieber in die notwendige Lage und hält ihn auch in dieser fest. Es ist auch durchaus möglich und fällt ebenfalls unter den Erfindungsgedanken, die erwähnten Kolben durch äquivalent wirkende Mittel, z. B. Membran oder Gummibälge, zu ersetzen. - Aufbau und Wirkungsweise dieser neuen Steuerschieberverstellvorrichtung- sowie weitere Einzelheiten der Erfindung mögen an Hand der in der Ab- bildung dargestellten Ausführungsform erläutert werden.
• Das Niederdruckmittel, z. B. Preßluft, wird durch die Rohrleitung 1 zugeführt, strömt unter bestimmtem Überdruck durch die Kanäle 2, 3, 4, 5, 6 und 7 in die geschlossenen Räume und setzt die Freikolbenpumpe mit dem Niederdruckkolben 13 und dem Hochdruckkolben 24, 25 sowie -den Steuerschieber 11 in Tätigkeit. Durch den Kanal 2 strömt die Preßluft in den Raum 8, der durch ein Einlaßventil 9 abgeschlossen ist. Wird das Einlaßventil 9 durch den Niederdruckkolben 13 geöffnet, wenn dieser die rechte Umkehrstellung erreicht hat, so entsteht durch einen Kanal 14 eine Verbindung sowohl mit einem durch ein Auslaßventil 16 abgeschlossenen Raum 15 als auch mit einem Zylinder 17, in dem sich ein Kolben 18 bewegen kann. Dieser Kolben 18 ist starr mit dem Steuerschieber, 11 verbunden. Die Preßluft führt nun den Kolben 18 nach links, - verstellt den Steuerschieber 11 in die gezeichnete Lage und hält ihn in dieser Lage fest.
• In dieser Stellung des Steuerschiebers 11 wird die Mündung des Kanals 5 durch den Steuerschieber 11 gesperrt und gleichzeitig die Mündung des Kanals 4 geöffnet. Somit kann die Preßluft aus dem Kanal 4 durch den Kanal 7 in den Arbeitszylinder 12 der Freikolbenpumpe strömen und den Niederdruckkolben 13 nach links bewegen.
• Der auf der anderen Seite des Niederdruckkolbens 13 in den Zylinder 12 führende Kanal 19 ist hierbei über den Steuerschieber 11 mit einer Auspuffleitung 20 verbunden, welche so den links des Niederdruckkolbens 13 befindlichen Teil des Arbeitszylinders 12 mit der Außenluft verbindet und damit das Ausströmen der Preßluft ermöglicht.
• Der Kan2-6 verbindet einen Zylinder 21 mit der Zuleitung für die Preßluft 1, so daß der im Zylinder 21 bewegliche Kolben 22 ständig unter Einwirkung der Preßluft steht und von dieser nach rechts gedrückt wird. Der Kolben 22 ist ebenfalls mit dem Steuerschieber 11 starr verbunden und ist bestrebt, den Steuerschieber 11 nach rechts zu verstellen. Der i Kolben 22 hat jedoch eine kleinere, etwa nur halb so große Druckfläche wie der Kolben 18, so daß der Druck der Preßluft auf den Kolben 18 überwiegt und der Kolben 22 den Steuerschieber 11 so lange nicht nach rechts verstellen kann, wie der Kolben 18 dem Druck der Preßluft ausgesetzt ist.
• In dem Augenblick, in dem der Niederdruckkolben 13 den linken Umkehrpunkt erreicht hat und dasAuslaßventil öffnet, strömt die Preßluft aus dem Zylinder 17 durch die Kanäle 14 und 23 in die Auspuffleitung 20 und in die Außenluft. Damit wird der Kolben 18 entlastet, und sofort verstellt der Kolben 22 den Steuerschieber 11 nach rechts, so daß die Druckluft durch den Kanal 19 dem Arbeitszylinder 12 der Freikolbenpumpe zugeführt wird. Der Auspuff erfolgt jetzt durch den Kanal 7 über den Steuerschieberraum 10 in die Auspuffleitung 20.
• Dabei wird der Niederdruckkolben 13 so lange nach rechts bewegt, wie er den Schaft des Einlaßventils 9 nicht berührt. öffnet der Niederdruckkolben 13 das Einlaßventil 9, so wird der Zylinder 17 wieder mit Preßluft gefüllt, und derVorgang wiederholt sich wie beschrieben.
• Der Niederdruckkolben 13 ist mit zwei Hochdruckkolben 25 und 24 gekuppelt, welche in den Zylindern 26 und 27 ein Hochdruckmittel für den Stellmotor, z. B. Öl, antreiben.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Betätigungsvorrichtung für hydraulische Stellmotoren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen, Fahrzeuglenkungen oder entsprechenden Einrichtungen, bei der gemäß Patent 966 468 ein Hochdruckmittel für den Stellmotor von einer von einem Mittel niederen Druckes angetriebenen Hochdruck-Freikolbenpumpe in Verbindung mit entsprechenden Hoch- und Niederdruck-Schaltorganen erzeugt und gesteuert wird, bei der der das Niederdruckmittel steuernde Steuerschieber der Freikolbenpumpe von zwei gegensinnig wirkenden, von dem Niederdruckmittel betätigten Kolben geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden von dem Niederdruckmittel betätigten Kolben (18, 22) des Steuerschiebers (11) verschiedene Querschnitte haben, wobei der Kolben mit dem kleineren Querschnitt (22) in einem Zylinder (21) angeordnet ist, welcher ständig mit der Niederdruckleitung (1) in Verbindung steht, und daß der Kolben mit dem größeren Querschnitt (18) in einem Zylinder (17) angeordnet ist, welcher mit einem durch ein Einlaßventil (9) und ein Auslaßventil (16) angeschlossenen Raum (14,15) inVerbindung steht, wobei die beiden Ventile durch den Niederdruckkolben in seinen Endstellungen abwechselnd betätigt werden.
2. 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (9) und das Auslaßventil (16) auf in axialer Richtung entgegengesetzten Seiten des Niederdruckzylinders (12) der Freikolbenpumpe angeordnet sind. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (9) an die Niederdruckleitung (1) angeschlossen ist. 4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (16) mittels einer Auspuffleitung mit der Außenluft verbunden ist. 5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerschieber (11 * ), Kolben (18, 22) und Ein- und Auslaßventile (9, 16) eine Einheit bilden, welche mit dem 2Gehäuse der Freikolbenpumpe lösbar verbunden ist. 6. Betätigtingsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Auslaßventil (9, 16) an den Zylinderdeckeln des Niederdruckzylinders (12) angebracht und mittels Rohrleitungen (3, 6, 14) mit den Kolben (18, 22) verbunden ist. i. Betatigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (11) und die den Steuerschieber (11) führenden Kolben (18, 22) in einer Fluchtlinie angeordnet sind. 8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (11) beliebiger Ausführung ist. 9. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerschieber (11) führenden Kolben (18, 22) durch entsprechende Membranen oder Gummibälge ersetzt sind. 10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Einlaßventil (9) und an dem Auslaßventil (16) in den Niederdruckzylinder (12) der Freikolbenpumpe ragende Stößel vorgesehen sind, die von dein Niederdruckkolben (13) verstellt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 819 040; französische Patentschrift Nr. 925 164; schweizerische Patentschrift Nr. 222 024.