Mit einem Druckschwankungserzeuger und mindestens einem Empfänger ausgerüstete Einrichtung zur Verminderung der Reibungswirkungen in einem Regelsystem. Die vorliegende Erfindunb bezieht sich auf eine mit einem Druelischvj aitl@ung.-erzeu- ger und mindestens einem Empfänger aus gerüstete Einrichtung zur Verminderung der Reibungswirl@ungen in einem Regelst; stem. Die Erfindung besteht darin, dass der Erzeu- 1.;
-er Druckschwankungen in einer Flüssigkeit veruracht, wobei der kleinste absolute Druck iii der Flüssigkeit über dem Atmosphären- :
lrizelL liegt, und durch diese Druckschwan kungen ein Empfänger, der den Flüssigkeits druck im Regelsystem steuert, derart beein- flusst wird, dass der Flüssigkeitsdruck im F@,egels5 sterrt im gleichen Takt schwankt, ohne dass dabei der absolute Druck im Regel- -stein unter -den Atmosphärendruck sinkt.
Nach einem Z orschlag von Pa.rsons ist es bekannt, ein Regelsystem der Wirkung von kontinuierlichen Druckschwankungen auszu- sutzen, welche die Haftreibung beweglich miteinander verbundener Teile auch während des Beharrungszustandes des P#:
egelsystems dadurch ausschalten, dass dieselbe in Gleit- reibung tungewandelt wird, um dadurch eine Erhöhung der Regulierungsempfindlichkeit. zu erzielen.
Eine nach diesem Prinzip arbei tende bekannte Einrichtung zur Erzeugung von Driickschwaiili:urigen weist einen durch einen Exzentera.ntrieb bewegten P'innpkol- ben < < itf. der in eine Leitung eingebaut ist und in dieser abwechselnd Flüssigkeit ver drängt und ansaugt:, wobei die erzeugten Drncls=chiva.ähungen einem Empfängerkolben und den mit diesem zusammenhängenden Teilen mitgeteilt werden.
Eine veränderliche Zahl von Empfängerkolben können mit ein und demselben Pumpkolben aber nicht. in Schwingungsbewegungen eines vorbestimm ten Ausmasses gehalten werden, weil bei einer grösseren Zahl von Empfängerkolben deren Schwingungsamplituden his zur Wirkungs losigkeit abnehmen. Besitzen diese Empfän gerkolben zudem verschiedene Widerstands charakteristiken, so wird der Fall eintreten. da,ss ihre Ausschläge von ungleicher Grösse sind, wodurch Regelstörungen eintreten kön nen. Mit der vorliegenden Erfindung können diese Nachteile verhindert werden.
Zwei Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes sind beispielsweise auf der bei liegenden Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 schematisch eine Einrichtung mit mechanisch angetriebenem Erzeuger und Fig. ? einen Erzeuger, der hydraulisch angetrieben ist.
Beim Beispiel gemäss Fig. 1 ist. im Ge häuse 1 des Druckschwankungserzeugers. die Schnecke ? gelagert und von aussen her, z. B. vom Motor der Zahnra.dölpumpe 21, angetrie ben. Mit der Schnecke 2 im Eingriff ist das Schneckenrad 3, welches auf der Hohlwelle -t. angeordnet ist, die sich mit einer Tourenzahl von beispielsweise 60 pro Minute dreht.
An jeder Seite des Schneckenrades 3 ist die mit einer Axialbohrung 5 versehene Hohlwelle 4 mit einer Querböhrung 6 bzw. 7 ausgerüstet, welche Querbohrungen um 180 gegeneinan der versetzt in den Wellenhohlraum 5 füh ren.- Die Hohlwelle 4 ist in den beiden im Gehäuse 1 angeordneten; Lagerbüchsen 8 und 9 gelagert. Die Lagerbüchse 9 weist, eine Bohrung 10 auf, welche mit dem aus dem Gehäuse 1 führenden Kanal 11 kommuni ziert.
In der Büchse 8 ist die Böhrung 12 vorgesehen, die mit dem in die .Schieberkam- mer 14 führenden Kanal 13 einen Durchlass herstellt. In der Schieberkammer 14 ist ein Ventilschieber 15 angeordnet, in welchem eine Längsbohrung 16 und mehrere in diese führende Querbohrungen 17 vorgesehen sind.
Der Ventilschieber 15 ist mittels einer Feder 18 belastet, so dass er in die Ventilkammer 14 gedrückt wird (in der Zeichnung nach rechts). Diese Feder stützt sich auf die Glocke 19, welche flüssigkeitsdicht.mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.
Über die Druckleitung 20 ist. der Kanal 11 mit der Flüssigkeitspumpe 21, beispiels weise einer Zahnrad- oder einer Kolben pumpe oder dergleichen, verbunden, welche die Flüssigkeit über eine Leitung 22 dem Re servoir 23 entnimmt. An die Glocke 19 ist die Ablaufleitung 24, welche in das Reser voir 23 führt, angeschlossen. Die Lager büchse 8 ist mit der Leitung 25 verbunden, welche die vom Erzeuger 1 fortlaufend er zeugten Druckimpulse einem Empfänger 26 zuführt.
Der Empfänger weist ein Gehäuse 26 auf, in- welchem, eine Gleitbüchse 27 angeordnet ist, die sich innerhalb eines geringen Längs spiels von zum Beispiel 0,5 mm bewegen kann. Die Gleitbüchse 27 ist an beiden En den einstufig angedreht, wobei die obere Stufe eine grössere Ringfläche 2'8' aufweist als die untere Stufe 29'. Mit den ringförmi gen Hohlräumen 28 bzw. 29 ist die Druck stossleitung 25 bzw. die Druckleitung 20 ver bunden.
In der Schieberbüchse 27 ist der zwischen den beiden Federn 30, 31 abgestützte Mehr kolbenschieber 33 gelagert und mit der Re gelstange 32 eines nicht dargestellten Im- Pulsgebers eines Regelsystems verbunden. Die Schieberbüchse 27 ist mit Querbohrun gen 57, 58, 59 versehen. Die Bohrung 59 ver bindet den zwischen zwei Kolben des Schie bers, 33 liegenden Raum 56 mit der Ablauf leitung 24 und die Bohrung 57 den gleich- falls zwischen zwei Kolben liegenden Raum 60 mit der Druckleitung 20.
Die Bohrung 58 verbindet die in der Schieberbüchse 27 vor gesehene Ringnut. 61 mit der Regelflüssig keitsleitung 34 des nicht dargestellten Regel systems, wobei die Ringnut 61 mit dem mitt leren Kolben des Mehrkolbenschiebers 33 zu sammenwirkt.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Ein richtung ist folgende: Mittels' der Pumpe 21 wird in der Lei tung 20 ein Druck, beispielsweise 10 atü, er zeugt; der sich ebenfalls in den Räumen 29 und 60 einstellt. Die sich drehende Schnecke 2 versetzt die Hohlwelle 4 in Drehung, so dass bei jeder Umdrehung einmal die Bob- rungen 10 und 6 sich überdecken und dur Pumpendruck über die Leitung 20 und den Kanal 11 in den Hohlraum 5 und die Lei tung 25 gelangt. Beim Weiterdrehen der Hohlwelle 4 wird die Bohrung 10 verschlos sen, und die Bohrungen 7 und 12 gelangen zur Überdeckung.
Der Druck in der Leituni; 25 und dem Hohlraum 5 wirkt dadurch über den Kanal 13 und verschiebt den Ventilschie ber 15 entgegen der Kraft der Feder 18 nach links, wodurch die Querbohrungen 17 ab gedeckt werden, so dass aus dem Kanal 13 Druckflüssigkeit durch die Längsbohrungen 16 in die Ablaufleitung 24 überströmt. und eine Verminderung des Druckes im Wellen hohlraum 5 und damit in der Driickstosslei- tung 25 bis auf einen über dem Atmosphä rendruck liegenden Wert entsprechend der eingestellten Spannung der Feder 18, z. B. bis auf einen Wert von 1,5 atü, eintritt.
Die ser über dem Atmosphärendruck liegende Druck verhindert die völlige Entleerung der Druckstossleitung 25 und das Eindringen von Luft in dieselbe, was sich störend auf die Steuerimpulsübertragung des Empfängers 26 auswirken würde.
Beim Weiterdrehen der Welle 4 wird die Öffnung 12 gedeckt, so dass bei erneutem Übereinanderliegen der Öffnungen 6 und 10 der Pumpendruck in die Leitung 25 gelangt und das .Spiel sieh in der Abreise wiederholt, dass entsprechend der Drehzahl der Welle 4 eine entsprechende Anzahl Druckstösse in die Leitung 25 ge langt, so dass der Druck periodisch vom Pum pendruck auf den Abblasedruck, also zum Beispiel von 10 atü auf 1,5 atü, sinkt.
Sendet der Erzeuger seine Druckstösse über die Leitung 25 in den Ringraum 28, so f#rtsteht jeweils: im Bereich der Druckspitze auf der grösseren Ringfläche 28' gegenüber der untern, mit dem gleichen Maximaldruck von 10 atü belasteten Ringfläche 29' ein Kra.ftüberschuss, -welcher die Gleitbüchse 2"r Awärts bewegt.
Vermindert sich, vom Er zeuger verursacht, der Druck in der Leitung 2.5 und im Ringraum 28, so bewegt sich die Schieberbüchse 27 infolge des im Ringraum 29 weiter anhaltenden und auf die untere Ringfläche 29' wirkenden Maximaldruckes aufwärts. Die schwingende Bewegung der Sehieberbiichse 2 7 erfolgt somit im gleichen Takt mit den vom Erzeuger verursachten und durch die Leitung 25 gesandten Druck stössen.
Die dauernden, schwingenden Bewe#un- gen dei, Schieberbüchse 2 7 bewirken aber <B>,</B> al -ich Druckschwankungen von gleicher Fre- quenz in der Regelflüssigkeitsleitung 34, da der Raum 61 bei in seiner Gleichgewichts lage unbr.weglieliern Kolbenschieber 33 ab- %-"eehsr#lnr1 mit,
den Räumen 56 und 60 ver bunden wird, so dass also die Leitung 34 ab wechselnd über die Bohrungen 58 und 59 an die Ablaufleitung 24 oder über die Bohrun gen 58 und 5 7 an die Druckflüssigkeitslei- t:ung 20 angeschlossen wird.
Diese Druck- chwankungen in der Regelflüssigheits.lei- t,ung 34 sind geeignet, die angeschlossenen Steuerschieber und die mit. solchen wirkungs verbundenen Servomotoren und Ventile eines nicht gezeichneten Regelsystems in schwin gende Bewegung gleicher Frequenz zu ver setzen, so dass auch diese infolge Wegfalles der Haftreibung äusserst empfindsam auf über die Regelstange 32 übertragene Regel impulse reagieren können.
Solche durch Än derung einer Zustandsgrösse, wie Druck, Temperatur, Geschwindigkeit usw., hervor gerufene Regelimpulse bewirken eine Ver schiebung der Regelstange 32 und des Mehr kolbenschiebers 33. Steigt der Kolbenschie ber 33 beispielsweise um einen kleinen Be trag, so werden die durch die schwingende Bewegung der Büchse 27 gesteuerten Öff nungszeiten zwischen dem Raum 61 und dem Raum 60 einerseits verlängert, diejenigen zwischen dem Raum 61 und dem Raum 56 dagegen abgekürzt.
Dies hat zur Folge, dass e -uckflüssigkeit aus der Leitung 20 m 'hr Di tD zuströmt, als durch die Leitung 24 abfliessen kann, so dass der Druck in der Leitung 34 steigt. Beim Sinken des Schiebers 33 tritt das Gegenteil ein: Der Druck in der Leitung 34 fällt.
Wird der Mehrkolbenschieber 33 durch einen grösseren Ausschlag der Regelstange 32 so weit nach oben oder unten verschoben, dass die Regelflüssigkeitsleitung 34 durch den mittleren Kolben des Schiebers 33 entweder von der Druckleitung 20 oder von der Ab laufleitung 24 vollständig abgesperrt ist, so kann selbstverständlich die Wirkung des Druekschwankungserzeugers auf das an die Leitung 34 angeschlossene Regelsystem kurz zeitig ausgeschaltet sein. Dies ist in solchen Grenzfällen jedoch belanglos, da sich dann das Regelsystem ohnehin in Bewegung be findet, so dass keine Haftreibung eintreten kann.
Im Beharrungszustand, das heisst wenn der Schieber 33 nur wenig um seine Gleich gewichtslage pendelt oder ganz stillsteht, werden die vom Erzeuger ausgehenden Druckschwankungen jedoch dauernd auf die Leitung 34 und somit auf das Regelsystem übertragen.
Anstatt die Leitungen ?0 und 25 an einen einzigen Empfänger 26 anzuschliessen, könn ten diese Leitungen mit mehreren solchen Empfängern, welche in ein oder mehr Regel systeme eingeschaltet sind, verbunden sein.
Anstatt beim Erzeuger den Kanal 13 über ein Abblaseventil 15 mit dem Ablauf 24 zu verbinden, könnte der Kanal 13 an ein Niederdruck-F'lüssigkeitseystem, z. B. von 3..,5 atü, angeschlossen sein. In diesem Falle würde die Druckstossleitung 25 von der dre- benden Welle '4 abwechselnd mit der Roch druckleitung 20 und mit einem Niederdruck- Flüssigkeitssystem in Verbindung gebracht und dadurch entsprechenden Druckschwan kungen unterworfen. .
Der in Fig.2 dargestellte Druckschwan kungserzeuger wird zum Unterschiede von dem in Fig. 1 dargestellten, mechanisch an getriebenen Erzeuger hydraulisch gesteuert. Der Erzeuger weist ein Gehäuse 36 auf, an welches die Hochdruckleitung 20, die Nieder druckleitung 37,
die Druckstossleitung 25 und die Ablaufleitung 24 angeschlossen sind. Die Hochdruckleitung 20 ist an ein Druck- flüssigkeitssystem von beispielsweise 10 atü Dauerdruck und die Niederdruckleitung 37 an ein Flüssigkeitssystem von einem über dem Atmosphärendruck liegenden Dauer druck, beispielsweise 1,5 atü, angeschlossen. Im Längszylinder 38 ist der mit den beiden Ausnehmungen 54 und 55 versehene und einen Absatz 35 aufweisende Kolben 39 als Drucksteuerorgan angeordnet. Der Längs zylinder 38 ist über die Kanäle 40, 41, 42 und 43 mit den Leitungen 20, 24, 25 und 37 verbunden.
Der Querzylinder 44 ist über die Bohrung 45 sowie über die Kanäle 46 und 47 und 48 mit dem Zylinder 38 verbunden. Der Kanal 48 führt ausserdem aus, dem Zy linderraum 44" in die Ablaufleitung 24. In der Leitung 47 ist eine Drosselschraube 53 angeordnet. Im Zylinder 44 ist ein Steuer schieber 49 vorgesehen, welcher mit einer vom Kanal 47 in die Scbieberausnehmung 50 führenden Bohrung 51 ausgerüstet ist. Vom Kanal 47 zweigt ein Kanal 52 in den Zylin der 38 ab.
Die Druckstossleitung 25 und die Leitung 2V' sind mit einem oder mehreren den Flüssigkeitsdruck in einem Regelsystem steuernden Empfängern verbunden, wie ein solcher beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist. Der Erzeuger 36 arbeitet folgendermassen: Der Kolben 39 befinde sich in seiner strich- punktiert gezeichneten untern Endlage 39" und der Steuerschieber 49 nehme .seine linke Endstellung 49' ein.
In dieser Ausgangslage ist der Kanal 40 mit der Ausnehmung 54 des Kolbens 39 verbunden, so da.ss über die Ausnehmung 54 eine Verbindung mit dem Kanal 42 hergestellt ist. In der Leitung 25 herrscht daher derselbe Druck wie in der Hochdruckleitung 20, z. B. 10 atü.
In seiner Endstellung 49' gibt der Steuerschieber 49 durch seine Ausnehmung 50 die Bohrung 45 frei, so dass aus dem Kanal 47, der dauernd über die Bohrung 43' mit. der unter einem Druck von zum Beispiel 1,5 atii stehenden Leitung 37 verbunden ist, über die Bohrun gen 51 und 45 Flüssigkeit in den Zylinder raum 38 überströmt und den Kolben 39 auf wärts in seine obere Endlage 39' schiebt. Dabei unterbricht der Kolben 39 die Verbin dung zwischen den Kanälen 40 und 42 und öffnet die Verbindung zwischen den Kanälen 42 und 43.
Der Druck in der Druckstosslei- tung 25 sinkt dadurch auf den Druck in der Niederdruckleitung 37, z. B. auf 1,5 atü. In der obern Endstellung 39' des Kolbens 39 hat dessen Ausnehmung 55 eine Verbindung des Kanals 46 mit dem Kanal 41 und damit mit der Ablaufleitung 24 hergestellt und eine Druckentlastung auf der rechten Frontfläche des Steuerschiebers 49 herbeigeführt.
Durch den auf die linke Frontfläche des Steuerschiebers 49 aus der Leitung 47 wir kenden Druck wird derselbe in die rechte Endlage 49" geschoben, wobei die vom Schie ber 49 verdrängte Flüssigkeit durch den Ka nal 46 und über den durch die Ausnehmung 55 freigelassenen Ringraum sowie die Ka näle 41 und 48 in den sich vergrössernden Zylinderraum 44" gelangen kann. Ein Über schuss an Flüssigkeit kann durch die Leitung 24 ablaufen. Durch die Bewegung des Schie bers 49 gegen die Endstellung 49" wird die Verbindung zwischen dem Kanal 51 und dem Zylinderraum 38 über die Bohrung 45 unter brochen und dafür eine Verbindung der Boh rung 45 mit dem Ablaufkanal 48 hergestellt, so dass im Zylinderraum 38 eine Druckentla stung eintritt.
Der Kolben 39 gleitet infolge des ülier die Verbindungsleitung 52 auf seine Absatzfläche 35 wirkenden Druckes abwärts in ;eine strichpunktierte untere Endstellung "9".
Hierbei wird die Verbindung zwischen den Kanälen 42 und 43 unterbrochen und denige zwischen den Kanälen 40 und 42 bFrgestellt, wodurch der Druck in der Druck- .;tossleitung 25 bis auf die in der Hochdruck- ieitung 20 herrschende Druckhöhe ansteigt. Durch die Bewegung des Kolbens 39 in die:
Stellun- 39" wird ebenfalls. die Verbindung zwischen den. Kanälen 41 und 46 unterbro- ehen und letzterer mit dem Kanal 52 ver bunden, so dass im Kanal 46 und in dem mit diesem verbundenen Raume 44' des Zylinders 44 eine Druckerhöhung auf den in der Nie derdruckleitung 37 herrschenden Druck statt findet. Neil die rechts gelegene Frontfläche des Steuerschiebers 49 grösser ist als dessen o links gelegene, wird derselbe nach links in etie Stellung 49' geschoben.
Die über die Bohrung 45 hergestellte Verbindung zwi- sclien dem Ablaufkanal 48 und dem Zy lin- derraurn '8 wird dadurch unterbrochen und dafür eine Verbindung zwischen der Boh rung 45 und dem Kanal 51 hergestellt, so dass erneut von der Leitung 37 über den Ka- iial 47 dem Zylinderraum 38 Flüssigkeit zu strömen kann und der beschriebene Vorgang <B>0</B> sich wiederholt.
Mittels der Drosselschraube 53 wird der engste Durchflussquerschnitt im Kanal 47 e inge.tellt und damit die den Zylindern 38 und 44 pro Zeiteinheit zufliessende Flüssig- 5 t:eitsmenge. bestimmt, welche direkt mass- gebend ist für die Geschwindigkeit des Kol bens 38 und des Steuerschiebers 49 und da- rni.t für die Frequenz der in die Druckstoss leitung 25 gesandten Druckstösse.
Diese Fre- o quenz beträgt beispielsweise 60 pro Minute. Die Druckstösse von einstellbarer Frequenz #\ erden über die Leitung 25 einem oder mehr Empfängern zugeführt, um die Wirkungen der Haftreibung in einem Regelsystem ent- 5 sprechend dem erstbeschriebenen Beispiel auszuschalten.
Anstatt den Kolben 39 und den Steuer- 49 mit der durch die Niederdruck- leitung 37 zugeführten Flüssigkeit mit. ge ringem Überdruck, z. B. 1.,5 atfi, zu treiben, könnte hierfür die durch die Hochdrucklei tung 20 zugeführte Flüssigkeit mit grösse rem Überdruck verwendet werden, zu -#vel- chem Zweck die Niederdruckleitung 3 7 an den Kanal 40 und die Leitung 20 an den Kanal 43 anzuschliessen wären.
Statt den Ka nal 40 über die Leitung 37 an ein Nieder- druch-Flüssigkeitssystem anzuschliessen, wäre es möglich, den Kanal 40 über ein Abblase- ventil mit dem Ablauf zu verbinden, wo durch die Druekstossleitung 25 abwechselnd auf das Hochdruck-Flüssigkeitssystem und über das Abblaseventil auf den Ablauf ge schaltet wäre. Die Erzeugung der Druck schwankungen in der Druckstossleitung 25 wäre. dadurch ebenfalls gewährleistet.