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Nachfolgesteuerung
Gegenstand der Erfindung ist eine Nachfolgesteuerung, bei der ein druckmittelbetätigter Arbeitskol- ben mittels mit ihm bewegungsverbundener Druckmittelsteuerorgane in einem Arbeitszylinder hin- und herbewegbar ist. hrfindungsgemass zeichnet sich die Nachfolgesteuerung dadurch aus, dass die Druckmittelsteuerorgane als Ventile mit in der Schliessstellung dichtend aufeinanderliegenden Ventilgliedem ausgebildet sind, so dass die am Kolben abgreifbar Folgekraft der jeweils das Schliessen der Ventile bewirkenden Steuerkraft proportional ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Axialschnitt dargestellt.
Die Enden eines mit l bezeichneten Zylinders sind mit Deckeln 2 und 3 dicht abgeschlossen. Am Dek- k. el 2 ist ein Gewindezapfen 4 befestigt, mittels welchem der Zylinder an einem ortsfesten oder bewegli- chen Gegenstand verankert werden kann. In der Nähe des Deckels 3 ist ein Einlassstutzen 5 für ein Druck- medium vorgesehen.
Ein mittels eines 0-Ringes 6 abgedichteter Kolben 7 teilt den Innenraum des Zylinders 1 in einen
Raum 8 und einen Raum 9 auf. Die Kolbenstange 10 ist von einer an ihr verschiebbar geführten Steuel- hülse 11 umgeben, die sich durch eine Bohrung des Deckels 3 erstreckt. Ein 0-Ring 13 dichtet die Steuer- hülse 11 im Deckel 3 ab. An ihrem dem Kolben 7 zugekehrten Ende ist die Steuerhülse 11 an radialen
Rippen 14 der Kolbenstange 10 geführt. Am andern Ende weist die Steuerhülse 11 eine Erweiterung 15 auf, die an einer zwischen zwei Seeger-Ringen 16 an der Kolbenstange 10 angeordneten Stützscheibe 17 ge- führt ist. 0-Ringe 18 und 19 dichten die Stützscheibe 17 an der Erweiterung 15 bzw. an der Kolbenstan- ge 10 ab. An der Erweiterung 15 ist ein Gewindezapfen 20, ferner ein Auslassstutzen 21 angeordnet. Letz- terer mündet in eine Ringnut 22.
Ein in der Erweiterung 15 gebildeter Ventilsitz 23, dessen innere Ring- kante bei 24 abgeschrägt ist, liegt in der dargestellten Versc. iiebelage an der inneren Stirnseite der dabei als Ventilteller wirkenden Stützscheibe 17 an. Dabei bleibt eine der Grösse nach dem Querschnitt der
Steuerhülse 11 entsprechende Stirnfläche 25'frei. Die dem Kolben zugekehrte bei 26 abgeschrägte Stim- fläche der Steuerhülse bildet einen weiteren, mit dem Kolben 7 zusammenwirkenden Ventilsitz 25. Die
Anordnung ist so getroffen, dass dabei beim Aufliegen des Ventilsitzes 23 an der Scheibe 17 der Ventil- sitz 25 in Abstand vor der Kolbenfläche liegt.
Dadurch kommuniziert der Raum 9 mit dem sich zwischen der Kolbenstange 10 und der Steuerhülse 11 erstreckenden Ringraum 27, sowie über eine Querbohrung 28 der Kolbenstange 10 und einem axialen Kanal 29 des Kolbens 7 mit dem Raum 8. Wird die Steuerhülse 11 bis zum Aufliegen des Ventilsitzes 25 am Kolben 7 gegen diesen verschoben, so wird der Ventilsitz 23 von der Stützscheibe 17 abgehoben und der Raum 8 und der Ringraum 27 werden über den Ringkanal 22 mit dem Auslassstutzen 21 verbunden, wogegen der Raum 9 von den genannten Räumen mediumdicht getrennt wird.
Im inneren Endbereich ist an der Steuerhülse ein Aussenseegerring 30 angeordnet, der beieinerBewe- gung des Kolbens 7 gegen den Deckel 3 auf diesen vor dem Erreichen des entsprechenden - äusseren - Tot- punktes aufläuft. Anderseits ist die Anordnung derart, dass bei Bewegung des Kolbens in umgekehrter Rich- tung die Erweiterung 15 noch vor Erreichen des inneren Totpunktes am Deckel 3 aufliegt. Der Zweck die- ser Anordnung wird noch näher erläutert.
Es sei angenommen, dass am Einlassstutzen 5 eine nicht dargestellte Druckquelle, z. B. eine Ölpumpe und am Auslassstutzen 21 ein Reservoir (nicht näher gezeichnet), aus dem die genannte Ölpumpe schöpft,
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angeschlossen ist. Ferner sei angenommen, dass der Zylinder 1 mit Hilfe des Gewindezapfens 4 fest verankert und mittels des Gewindes der Kolbenstange 10 mit einem nicht gezeigten, zu bewegenden Gegenstand verbunden ist. Der Gewindezapfen 20 sei schliesslich mit einem nicht dargestellten Bewegerglied verbunden. So sei lediglich der Anschaulichkeit halber angenommen, dass die Einrichtung am Chassis eines Automobils verankert ist, dass die Kolbenstange 10 mit den Lenkrädern und der Gewindezapfen 20, d. h. die
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in den Raum 9 und von dort an der Stirnfläche 25 vorbei in den Raum 8.
Solange durch Drehung des Lenkrades der Ventilsitz 23 der Steuerhülse 11 gegen die Stützscheibe 17 gedrückt wird, ist der Rücklauf gesperrt. Das Öl füllt den Raum 8 und der Kolben 7 wird gegen den Deckel 3, d. h. gegen den äusseren Totpunkt bewegt. Die hiebei auf die Kolbenstange 10 und damit auf die Lenkräder des Fahrzeuges abgegebene Kraft richtet sich nach der dem Aussendurchmesser der Steuerhülse 11 entsprechenden Kreisfläche.
Während der Bewegung des Kolbens 7 gegen seinen äusseren Totpunkt wirkt an zwei einander abgekehrten gleich grossen Stirnflächen der Steuerhülse 11 der gleiche Druck, wobei die Steuerhülse hydraulisch ent- lastet ist. Gleichzeitig wirkt der Druck an der der Absehrägung 24 entsprechenden Stirnfläche und versucht den Ventilsitz 23 von der Stützscheibe 17 abzuheben, doch wird diese Kraft durch die auf das Steuerrad ausge- übte Kraft überwunden.
Sobald nun das Steuerrad nicht weiter gedreht wird, werden die Stützscheibe 17 und der Ventilsitz 23 durch das Öl auseinandergeschoben und derÖlrUckJJ1uf durch den Auslassstutzen 21 zum Reservoir wird freigegeben.
Wird nun das Steuerrad in entgegengesetztem Sinne gedreht, so liegt der Ventilsitz 25 der Steuerhülse 11 gegen den Kolben 7 dichtend an. Im Raum 9 baut sich ein Druck auf, der auf die kleinere Kolbenfläche wirkt und den Kolben 7 gegen seinen inneren Totpunkt verschiebt. Das aus dem Raum 8 verdrängte Öl wird durch den Kanal 29. Bohrung 28 und Ringraum 27 am Ventilsitz 23 vorbei abgeftihrt. Die Durchgänge sind so bemessen, dass die genannten Räume urd Durchgänge praktisch drucklos sind. Die Folge ist, dass auf die Steuerhülse 11 wiederum keine hydraulische Kraft wirkt, mit Ausnahme derjenigen, die vom im Raum 9 herrschenden Druck auf die der Abschrägung 26 entsprechende Stirnfläche ausgeübt wird. Diese Kraft ist bestrebt, die Steuerhülse 11 vom Kolben 7 abzuheben, sie wird jedoch von der am Lenkrad wirkenden Kraft überwunden.
Sobald nun das Lenkrad nicht weitergedreht wird, entfernen sich der Kolben 7 und die Steuerhülse 11 voneinander. bis der Abfluss des Öls aus dem Raum 9 freigegeben ist. Wird also die Steuerhülse 11 von aussen nicht beeinflusst, so wird sie unter dem Einfluss des Öldruckes in eine Mittelstellung gebracht. Ähnlich wird die Kolbenbewegung in den Totpunkten selbsttätig aufgehalten, da einmal der Seegerring 30, das andere Mal die Erweiterung 15 auf den Deckel 3 stösst, so dass die Steuerhülse 11 vom Kolben 7 bzw. von der Stützscheibe 17 abgehoben wird.
Der Arbeitsdruck im Zylinder 1 und damit die an der Kolbenstange 10 verfügbare Arbeitskraft ist stets von der Anpresskraft der Ventilsitze am zugeordneten Ventilkörper abhängig. Die auf der Steuerhülse 11 aufzuwendende Betätigungskraft ist somit immer proportional der an der Kolbenstange erwünschten bzw.
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teres verzichtet werden.
Die gefühlsmässige Betätigung macht die Einrichtung besonders geeignet unter anderem als Lenkhilfe für Fahrzeuge, da dabei das Fahrgefühl voll erhalten bleibt. Bei dieser Verwendung ermöglicht das erwähnte selbsttätige Zentrieren der Steuerhülse 11 das selbständige Rückdrehen der Lenkräder. Für andere Zwecke, z. B.. bei Verwendung in Pressen könnte die Steuerung mittels eines an der Steuerhülse bzw. an der Kolbenstange angreifenden Handhebels, der die Relativverschiebung dieser Teile bewirkt, betätigt werden.
In der gezeigten Ausführung können die Ventilsitze zugleich der Übertragung von Kräften zwischen Kolben 7 und Steuerhülse 11 dienen, wenn beispielsweise der Öldruck ausfällt. Diese Aufgaben könnten auch getrennt sein, indem man z. B. Anschlagflächen und elastische Dichtungsorgane vorsehen würde.
Die Sitze könnten freilich auch konisch ausgebildet sein. Es wäre ferner möglich, die Steuerhülse mit den Ventilsitzen und den zugeordneten Ventilkörpern zu einer Einheit zusammenzufassen, die auf die Kolbenstange aufgesetzt, oder parallel dazu mit dem zu bewegenden Gegenstand gekoppelt werden könnte. In.
Fahrzeugen mit geteilter Spurstange könnten z. B. zwei solche Ventileinheiten und Arbeitskolben, für jede Spurstangenhälftee1ne, zur Verwendung kommen.
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