AT147709B

AT147709B - Verfahren und Einrichtung für hydraulische Steuerungen.

Info

Publication number: AT147709B
Authority: AT
Original assignee: Automotive Prod Co Ltd
Priority date: 1934-09-05
Filing date: 1935-09-05
Publication date: 1936-11-10

Description

Verfahren und Einrichtung für hydraulische Steuerungen.

Diese Erfindung bezieht sich auf hydraulische Steuereinrichtungen, u. zw. besonders auf solche, in welchen ein Hauptzylindersystem mit einer oder mehreren Rohrleitungen mit einem Nebenzylinder verbunden ist, wodurch die Bewegung eines Hauptzylinderteiles des Systems auf einen Nebenzylinderteil übertragen wird und so eine vom Hauptzylinder entfernte Steuerung verursacht.

Es ist bekannt, dass in vollständig verschlossenen Steuereinrichtungen für Flüssigkeitsdruck durch die Expansion des Flüssigkeitsdruckes und die dadurch hervorgerufene Temperatursteigerung Störungen auftreten. Dieselben entstehen auch bei Volumsverminderung der Flüssigkeit und dem daraus entstehenden Temperaturfall oder beim Leckwerden des Arbeitsraumes der Einrichtung infolge Abnutzung.

Eine solche Vergrösserung oder Verminderung des Volumens der Flüssigkeit bewirkt eine Ungleichmässigkeit zwischen dem zu betätigenden Steuerorgan und dem von diesem zwangsläufig bewegten Steuerorgan. Durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird diese nachteilige Wirkung verhütet und gleichzeitig eine verbesserte Konstruktion eines hydraulisch gesteuerten Flüssigkeitsapparates geschaffen.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich der Temperaturschwankungen in einer hydraulischen Steuereinrichtung und besteht darin, dass bei Verstellung eines Steuerorgans die dadurch hervorgerufene Bewegung durch Flüssigkeitsdruck in einer Rohrleitung auf ein anderes Steuerorgan übertragen wird und so oft das verstellbare Steuerorgan, gleichgültig in welcher Lage es sich befindet, nicht betätigt ist, die Rohrleitung selbsttätig durch eine Ventilsteuerung mit einem Unterdruckbehälter in Verbindung gebracht wird.

Bei der erfindungsgemässen hydraulischen Steuereinrichtung, wobei ein zu betätigendes Steuerorgan seine Bewegung durch eine Rohrleitung einem andern Steuerorgan zwangsläufig überträgt, sind weiters Mittel vorgesehen, welche in allen Stellungen der Steuereinrichtung wirksam sind, um die Rohrleitungen mit einem Behälter selbsttätig zu verbinden, mit Ausnahme während der Übertragung der Bewegung oder am Beginn derselben. Die Einrichtung enthält zweckmässig einen doppelt wirkenden Hauptzylinder und Kolben, einen doppelt wirkenden zwangsläufig gesteuerten Kolben in einem Nebenzylinder und Rohrleitungen für die entsprechenden Teile des Nebenzylinders und Hauptzylinders und Mittel zur selbsttätigen Verbindung der Rohrleitungen mit einem Flüssigkeitsbehälter, so oft das System sich in Ruhe befindet, gleichgültig in welcher Stellung sich der Kolben gerade befindet.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass bei einer Steuereinrichtung, bei welcher das angetriebene Organ durch ein oder mehrere Rohre mit einem von ihm gesteuerten Organ in Verbindung steht, das angetriebene Organ einen Hebel, eine Handhabe od. dgl. besitzt und die Bewegung desselben hydraulisch durch die Rohrleitung bzw. die Rohrleitungen auf das zu steuernde Organ übertragen wird, wobei die Anfangsbewegung des Steuerorgans in jeder Richtung und in jedem Teil seines Arbeitsweges eine Absperrung der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen zum Flüssigkeitsbehälter bewirkt, mit welchem die Rohrleitung bzw. Rohrleitungen frei verbunden sind, so oft die Einrichtung nicht tätig ist, ohne Rücksicht auf die Stellung des Steuerorgans.

Vorzugsweise ist das zu betätigende Steuerorgan bzw. der Hauptkolben schlüpfen mit dem Steuerhebel verbunden, welcher so angeordnet ist, dass bei Bewegung des Steuerorgans die Verbindung des Hauptzylinders mit dem Behälter unterbrochen wird und die Übertragung des Flüssigkeitsdruckes in den Nebenzylinder erfolgt. Zweckmässig ist ein doppelt wirkender Hauptzylinder vorgesehen, dessen zwei Arbeitsräume durch voneinander unabhängige Rohr-

leitungen mit den entsprechenden Arbeitsräumen eines doppelt wirkenden Nebenzylinders verbunden sind ; ebenso ist ein gewöhnlicher Flüssigkeitsbehälter mit dem Hauptzylinder verbunden und mit einem' Paar Ventilen ausgestattet, welche durch ein Steuergestänge, das zum Ingangsetzen des Hauptkolben dient, wahlweise geschlossen werden können.

Vorzugsweise ist eine Rutschkupplung zwischen dem Steuerhebel und dem Ventilgestänge eingebaut, so dass das angetriebene Steuerorgan die ganze Bewegung auszuführen vermag und hiebei aber gleichzeitig die Ventile geschlossen bleiben.

In der Zeichnung ist die Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt ; Fig. 1 und Fig. 1 a zeigen die innere Konstruktion des Hauptzylinders, der mit dem Nebenzylinder verbunden ist. teilweise im Schnitt, Fig.'2 ist eine Teilansicht im vergrösserten Massstab, welche die Konstruktion eines der Steuerventile in Offenstellung zeigt. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 und zeigt das Innere der Hauptzylinderanlage, Fig. 4 zeigt ebenfalls einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 5 ist eine Teilansicht, welche die Tätigkeit des Steuerorgans und der Ventile zeigt.

Gemäss-Fig. l und Fig. l ? besteht die Hauptzylinderanlage aus einem hauptsächlich viereckigen Gehäuse 10 mit einem Deckel 11, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten die Hauptzylinder 12 und z angeordnet sind. In den Zylindern 12 und Mist ein doppelt wirkender Kolben 14gleitbar gelagert, welcher in seinem Mittelteil bei 15 ausgenommen ist (s. Fig. 3), um einen Arm 16 zur Betätigung des Kolbens 14 aufzunehmen. Der Arm. 16 ist gegabelt. Zwischen den Gabelteilen 17 und 18 ist eine Walze 19 gelagert, deren Aussendurchmessr so bemessen ist, dass zwischen ihrer Umfangsfläche und den Wänden 20 und 21 der Ausnehmung 15 ein beträchtlicher Spielraum besteht. Der Grund hiefür wird später erläutert werden.

Der Arm 16 ist mittels eines Keiles auf einer Spindel 22 befestigt. Das obere Ende der genannten Spindel 22 ist in der Nabe 24 des Deckels 11 gelagert und mit einem Steuerhebel 25 versehen, der mit der Spindel 22 durch Zacken, Splinte od. dgl. fest verbunden ist. Ebenso ist auf der Spindel 22 ein Querteil 26 mit zwei Radialarmen 27 und 28 gelagert, welche durch Reibung mittels eines Dichtungsringes 29 und einem Paar Reibungsringen 30 so gehalten wird, dass normalerweise der Querteil 26 so lange mit der Spindel rotiert, bis er einem Widerstand begegnet. Die äusseren Enden der Arme 27 und 28 sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eingekerbt. In diese Einkerbung greifen die Vorsprünge von zwei Schwenkhebeln. 31 und 32 ein, welch letztere durch die Federn 33 gegen die Arme 27 und 28 gedrückt werden.

Ferner sind die Hebel 31 und 32 mit einem Anschlag zur Begrenzung ihrer Schwenkbewegung nach aussen in Funktionverbindung, so dass, wenn der Steuerhebel z. B. im Uhrzeigersinn bewegt wird (Fig. 5), die erste Winkelbewegung die Arme 27 und 28 veranlasst, die Hebel 31 und 32 zu verstellen, bis eine weitere Bewegung derselben durch den Anschlag 34 verhindert wird. Während dieser kurzen Bewegung ist die Walze 19 mit der Wand 21 der Ausnehmung 15 in Berührung gekommen, so dass eine weitere Winkelbewegung des Hebels 25 dazu dient, um den Hauptkolben 14 in Bewegung zu setzen.

Die Federn 33 bewirken in Verbindung mit den schrägen Flächen der Einkerbungen in den Enden der Arme 27 und 28, dass nach Loslassen des Hebels 25 dieser leicht zurüekdrehbar ist und der Querteil 26 in seine ursprüngliche Stellung, wie in Fig. 1 dargestellt, zurückkehrt. Hiebei kehrt auch der Arm 16 in seine ursprüngliche Lage zurück, wodurch die Walze 19 in der Ausnehmung 15 zentralisiert wird. Dieser Mechanismus ist hauptsächlich für die Betätigung eines in einem Gehäuse eingeschlossenen Durchgangsventils vorgesehen, mit welchem
EMI2.1
struktion eines dieser Ventile ist aus Fig. 2 ersichtlich. Eine Kugel 37 wird mittels eines Kolbens 39, welcher durch eine Feder 40 betätigt wird, gegen den Ventilsitz 38 gedrückt.

Das Gehäuse 36 besitzt einen Kanal 41 und weiters einen Kanal 42, der mit dem Arbeitsraum des entsprechenden Zylinders verbunden ist. Das Kugelventil 37 wird mechanisch durch einen Stift 43, welcher am Ende des Schwenk- hebels 32 angebracht ist, gesteuert. Ein gleicher Mechanismus steht auch mit dem Hauptzylinder 12 in Verbindung, so dass, wenn der Hebel in ungezwungener Stellung ist, z. B. wenn die Richtung des Widerstandes nicht verändert wird, beide Ventile offen bleiben und dadurch eine freie Verbindung zwischen den Arbeitsräumen des Hauptzylinders 12 und 13 und dem Innern des Behälters 10 ermöglichen. Wenn der Hebel 25 bewegt wird, bewirken die Schwenkhebel 31 und 82 selbsttätig die Schliessung der Ventile 37, und die Tätigkeit geht wieder an die Hauptzylinder 12 und 13 über.

Der Kolben 14 ist an seinen Enden bei 44 erweitert, um leicht in dem Hauptzylinder gleiten zu können, und jedes seiner Enden ist mit einer Reibungs-oder Kolbendichtung 45 versehen, welche durch eine Feder 46 gegen das Ende des Kolbens gedrÜckt wird. Von jedem der Hauptzylinder 12 und 18 zweigE'n bei 47 Rohrleitungen 48 und 49 in einen Nebenzylinder 50 ab.

Der Nebenzylinder 50 besteht aus einem rohrförmigen Teil 51, in welchem eine Stange 52 durchgehend gelagert ist, die einen Kolben 53, der seinerseits Dichtungen 54 und 55 besitzt, trägt. Der Kolben ist mit der Stange 52 durch einen Bolzen 56 fest verbunden. Wenn der Hebel bewegt wird, z. B. im Uhrzeigersinn, schliessen sich die zwei Ventile 37 zuerst, und dann wird die Flüssigkeit unter Druck vom Hauptzylinder 13 ausgestossen und geht durch die Rohrleitung 49 nach dem rechten Arbeitsraum 57 im Nebenzylinder 50 und schiebt dort die Stange 52 nach links. Dadurch wird der Inhalt im linken Arbeitsraum 58 in den Hauptzylinder 12 geleitet.

Es ist notwendig, dass an den beiden Enden des Nebenzylinders 50 Klemmvorrichtungen für die Stange 52 vorgesehen werden, so dass eine Verstellung der Stange 52 nur durch Arbeitskräfte der Einrichtung erfolgen kann. Die linke Klemmvorrichtung für die Stange 52 ist in Fig. 1

im Schnitt dargestellt. Die rechte Klemmvorrichtung für die Stange 52 ist analog wie die linke ausgebildet, nur wirkt sie in der andern Richtung. Der Arbeitsraum 58 ist von einer Dichtungsscheibe oder einem Dichtungskolben 59 begrenzt, welche gegen eine Hülse 60 drückt, die eine kreisförmig angeordnete
Reihe von Ausnehmungen zur Lagerung entsprechender Kugeln 61 besitzt. Diese Kugeln 61 werden normalerweise durch Federn 65 mit der Innenfläche des Keilringes 62 in Berührung gebracht.

Der Keilring wird mittels einer Schraubenhülse 63 festgespannt und dient gleichzeitig zur Festklemmung einer
Ringscheibe 64, die auf der Hülse 60 aufgeschoben wird. Es ist dadurch möglich, jede Tendenz, die
Stange 52 nach rechts oder links zu bewegen, durch die Verkeilung der Kugeln der linken bzw. rechten Klemmvorrichtung im Zylinder 50 zu verhindern. Wenn die Stange durch hydraulische Übertragung durch den Hebel 25 bewegt werden soll, tritt die Druckflüssigkeit in den linken Arbeitsraum 58 ein und drückt erst leicht auf die Dichtungsscheibe 59 und verschiebt die Hülse 60, wodurch der Pressdruck der Kugeln 51 auf den Keilring 62 und Stange 52 aufgehoben wird. Der hydraulische Überdruck wirkt auf den Kolben 53 und bewegt so die Stange 52 nach rechts.

Ist die notwendige Bewegung vollendet, so presst die Feder 65 die Kugeln 61 gegen den Keilring 62 und Kolbenstange 52, wodurch sie in ihrer Stellung verklemmt wird. Zum Zwecke, die Stellung des Kolbens 14in Abhängigkeit von der Stellung der Stange 52 zu regeln, ist im Deckel 11 des Behälters 10 ein unter Federdruck stehender Stift 66 gelagert (Fig. 4), der an seinem unteren Ende eine Spitze 67 trägt, die in die Ausnehmung 68 des Radialarmes 28 passt. Der Stift 66 ist normalerweise mit einer Kappe 69 versehen. Wird letztere abgenommen und der Knopf niedergedrückt, so wird der Querteil 26 fixiert, und es bleiben dadurch die zwei Ventile 37 offen. Die Stellung des Steuerhebels 25 ist dadurch ebenfalls entsprechend einstellbar.

Manchmal mag es wünschenswert erscheinen, einen einzigen Hauptzylinder und Nebenzylinder. welche durch eine einzige Rohrleitung miteinander verbunden sind und durch Druck-und Saugkraft wirken, zu verwenden, wobei die Rohrleitung sich selbsttätig zum Flüssigkeitsbehälter öffnet, solangedie Steuerungsorgane frei vom äusseren Zwang sind. Wird ein doppelt wirkendes System wie das gezeigte verwendet, so können die Teile verschieden hergestellt werden und auch andere Ausführungsarten vorkommen. So kann z. B. der Kolben oder die Kolben des Steuerorgans ortsfest angeordnet sein, die
Zylinder dagegen beweglich, und jede gebräuchliche Art von Betätigungsmitteln kann zum Antrieb der
Hauptzylinderanlage verwendet werden.

Weiters kann im Fall eines doppelt wirkenden Systems ein Durebgangsventil so angeordnet sein, dass nur ein Ventil sich schliesst, welches natürlich mit dem Haupt- zylinderarbeitsraum in Verbindung steht, der die Flüssigkeit unter Druck ausstossen soll.

Es kann auch jede Art einer Sehlüpfeinrichtung im Mechanismus vorgesehen sein, die die Kolben der Hauptzylinderanlage bewegen soll, und manchmal kann diese Schliipfung auch zufällig sein. Wenn z. B. eine Winkelkurbel oder sonst ein Antriebsgelenk verwendet wird zwischen dem Steuerhebel und dem Hauptzylinderkolben, so sorgt, wenn die Hebelkraft passend gewählt ist, das strenge Dichtungs- mittel dafür, dass die gewünschte Verzögerung eingehalten werden kann.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Ausgleich von Temperaturschwankungen in einer hydraulischen Steuerein- richtung, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung eines Steuerorgans die dadurch hervorgerufene Bewegung durch Flüssigkeitsdruck in einer Rohrleitung auf ein anderes Steuerorgan übertragen wird, wobei bei Stillsetzung des zu betätigenden Steuerorgans, gleichgültig in welcher Lage es sich gerade befindet, die Rohrleitung selbsttätig durch eine Ventilsteuerung mit einem Unterdruckbehälter in Verbindung gebracht wird.

Claims

2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuerorgane, welche bei allen Stellungen der Steuereinrichtung eine selbsttätige Verbindung zwischen den Rohrleitungen und einem Behälter herstellen, ausgenommen während der Übertragung der Bewegung des betätigten Organs oder zu Beginn derselben, wo der Behälter von der Rohrleitung abgesperrt wird.

3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Hauptzylinder und Kolben, einen doppelt wirkenden Nebenkolben in einem Zylinder, Rohrleitungen, welche die bezügliche Teile des Nebenzylinders mit denen des Hauptzylinders verbinden, und Steuerorgane, durch welche die Rohrleitungen selbsttätig mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden werden, wenn die Einrichtung nicht tätig ist, gleichgültig in welcher Stellung der Hauptkolben sich gerade befindet.

4. Hydraulische Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zu betätigende Steuerorgan mit einem Hebel, einer Handhabe od. dgl. verbunden ist, so dass die Bewegung des Steuerhebels hydraulisch über die Rohrleitungen auf das andere Steuerorgan übertragen wird, wobei während der Anfangsbewegung des Steuerhebels nach jeder Richtung und in jedem Teil seines Arbeitsweges die Rohrleitungen vom Flüssigkeitsbehälter abgesperrt werden, der mit ihnen frei verbunden ist, wenn die Einrichtung stillsteht, gleichgültig in welcher Lage der Steuerhebel sich befindet.

5. Hydraulische Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Nebenzylinder Klemmorgane vorgesehen sind, welche bei Stillstand des Hauptzylinders eine Ver- änderung der Stellung von Nebenzylinder und Kolben nicht gestatten, dagegen in jedem Augenblick der Bewegung des Hauptzylinders hydraulisch und selbsttätig gelöst werden. <Desc/Clms Page number 4>

6. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung von Nebenzylindern und Kolben Klemmorgane vorgesehen sind, die aus einem oder mehreren unter Feder- EMI4.1 keitsdruck im Nebenzylinder zur Wirkung gelangt.

7. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Steuerorgan bzw. der Hauptkolben schlüpfend mit einem Steuerhebel verbunden ist, so dass bei Bewegung desselben zuerst die Rohrleitungen zum Flüssigkeitsbehälter abgesperrt und dann durch die Bewegungs- Übertragung der Kolben im Nebenzylinder in Tätigkeit gesetzt wird.

8. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmorgane im Nebenzylinder selbsttätig bei Stillstand des Hauptzylinders jede Stellung von Nebenzylinder und Kolben fixieren, dagegen bei Beginn der Bewegung im Hauptzylinder durch den Flüssigkeitsdruck gelöst werden.

9. Ein in einer hydraulischen Steuereinrichtung nach Anspruch 3 angeordneter Nebenzylinder mit Klemmorganen, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmorgane aus Keilgliedern bestehen, die durch Federdruck in Verbindung gehalten werden, um die Bewegung des Kolbens im Nebenzylinder nach einer Richtung zu verhindern, und welche Keilglieder geöffnet werden und eine Bewegung des Nebenzylinderkolbens gestatten, wenn der Flüssigkeitsdruck im entsprechenden Arbeitsraum des Nebenzylinders wirksam ist.

10. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmorgane im Nebenzylinder durch einen Kolben, auf welchem der Flüssigkeitsdruck einwirkt, geöffnet werden.

11. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch in jedem Ende des Nebenzylinders in kreisförmiger Anordnung gelagerte Kugeln, welche durch Federdruck zwischen der Kolbenstange und einer die Kugeln umschliessenden konischen Ringfläche eingekeilt werden und die Lösung dieser Verkeilung durch einen vom Flüssigkeitsdruck gesteuerten Kolben bewirkt wird.

12. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Hauptzylinder, dessen zwei Arbeitsräume durch unabhängige Rohrleitungen mit den entsprechenden Arbeitsräumen eines doppelt wirkenden Nebenzylinders verbunden sind, und zwei durch den Steuerhebel EMI4.2 Hauptzylinder und Flüssigkeitsbehälter unterbrechen.

13. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Ventilsteuergestänge, welches mit dem Steuerhebel für den Hauptzylinder durch eine Rutschkupplung verbunden ist und mittelbar oder unmittelbar mit einem Anschlag in Funktionsverbindung steht, so dass bei der Anfangsbewegung des Hauptkolbensteuerhebels, gleichgültig in welcher Stellung derselbe sich befindet, das entsprechende Ventil schliesst und bei der weiteren Bewegung des Steuerhebels durch Anschlag und Rutschkupplung die Schliessstellung des Ventils erhalten bleibt.

14. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Behälter, ein Paar von allein wirkenden Zylindern, welche Kolben besitzen, die durch einen Steuerhebel betätigt werden, ein Ventil für jeden Zylinder, durch welches bei Ruhestellung des Hauptzylinders sein Arbeitsraum mit dem Behälter in Verbindung steht, und ein Ventilsteuergestänge, welches mit dem Steuerhebel des Hauptzylinders derart gekuppelt ist, dass selbsttätig ein oder das andere der Ventile bei Bewegung des Steuerhebels geschlossen wird.

15. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ventilen eine Feder eingebaut ist, welche eine Schliessstellung anstrebt, wobei aber die Ventile durch das Steuergestänge offengehalten werden ; wenn auf letzteres keine Kraft einwirkt.

16. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide. Ventile selbsttätig bei Bewegung des Steuerhebels in jeder Richtung geschlossen werden.

17. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine von aussen zu betätigende Hilfseinrichtung, durch welche die Ventile offengehalten werden, wenn der Steuerhebel bewegt wird, zum Zwecke, die Relation zwischen dem Hauptkolben und dem Nebenkolben wieder einordnen zu können.

18. Hydraulische Steuereinrichtung, bestehend aus einem doppelt wirkenden Hauptzylinder, einem doppelt wirkenden Nebenzylinder und Kolben, welche hydraulisch verstellbare Klemmorgane besitzen, wobei der Nebenzylinder mit dem Hauptzylinder durch zwei Rohrleitungen in Verbindung steht, wodurch zwei voneinander unabhängige Flüssigkeitsräume geschaffen werden, einem Flüssigkeitsbehälter, einem Steuerorgan zur Betätigung des Hauptkolben und einem Paar Ventilen, welche selbsttätig den entsprechenden Arbeitsraum des Hauptzylinders mit dem Behälter verbinden, sobald auf das zu betätigende Steuerorgan keine Kraft einwirkt.