Rückstromimpuls-Steueranordnung an einem hydraulischen oder, pneumatischen Axialkolbenmotor. Die Erfindung betrifft eine Rückstromimpuls- Steuaranordnung an einem hydraulischen oder pneu matischen Axialkolbenmotor. Ein Motor dieser Art besteht im wesentlichen aus einem in einem Gehäuse geführten Arbeitskolben, welcher von einem hydrau lischen oder pneumatischen Druckm dium betrieben wird.
Dabei entsteht leine geradlinige, hin und her gehende Bewegung, welche beispielsweise für den Antrieb einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe oder anderweitig verwendet wird. Für die sogenannte Rückstromimpuls-Steuerung eines solchen Kolben motors werden ein Impulsventil und ein Steuerventil verwendet, welche jeweils in den beeiden Endlagen des Arbeitskolbens selbsttätig das Druckmedium um steuern und so die Bewegungsumkehr bewirken.
Der wesentliche Vorzug einer solchen Rück- sroromimpuls-Steuerung besteht; darin, dass sie ganz ohne bewegliche mechanische Verbindungsteile zwi schen dem Arbeitskolben bzw. dessen Kolbenstange und den Ventilen auskommt, indem der Bewegungs ablauf völlig selbsttätig durch das Druckmedium selbst gesteuert wird.
Hingegen ist mit dem bisher üblichen Aufbau, bei dem für das Impulsventil und das Steuerventil getrennte Einheiten verwendet wur den, eine umfangreiche Installation von Rohrlei tungen zwischen den Ventilen und dem Motor er forderlich. Diese Leitungen für das Druckmedlum mit den zugehörigen Dichtungen bedingen einen be trächtlichen Montageaufwand; zudem sind ,der Platz bedarf für die Steuerung und auch die Störungsan fälligkeit erheblich.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, bei einer Steuerung der genannten Art die erwähnten Nach teile zu beseitigen. Die erfindungsgemässe Rückstrom impuls-Steueranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsventil und das Steuerventil in einem gemeinsamen, am Motorgehäuse befestigten Gzhäuse- körper untergebracht sind, welcher auch die Ver bindungsleitungen für das Druckmedium ,als Boh rungen enthält,
und dass das Motorgehäuse und der genannte Gehäusekörper je eine gemeinsame Be- rührungsfläche aufweisen, an welcher die die Ver bindungsleitungen zum Motor bildenden Bohrungen im Gehäusekörper in entsprechende Bohrungen im Motorgehäuse übergehen. Diese Anordnung ergibt einen ausserordentlich kompakten Aufbau, und es fallen jegliche Rohrleitungen zwischen den Ventilen und dem Motorgehäuse idahin.
Ein besonders günstiger Aufbau lässt sich ,dadurch erzielen, dass die beiden Ventile mit ihren Längs achsen in unterschiedlichem Abstand und parallel zu der Berührungsfläche im Gehäusekörper liegen und :einander etwa rechtwinklig kreuzen.
Ein Ausführungsbeispiel ider erfindungsgemässen Steueranordnung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Verbindungs- und Wirkschema der Steueranordnung.
Fig. 2 zeigt die mit dem Axialkolbenmotor zu sammengebaute Steueranordnung im Schnitt.
Fig. 3 ist eine Ansicht ider Berührungsfläche des Motorgehäuses bei weggenommener Steueranord nung.
Fig. 4 ist eine Ansicht des Gehäusekörpers von ,der der Berührungsfläche gegenüberliegenden Seite her.
Fig. 5 ist ein Schnitt durch Iden Gehäusekörper entlang :der Linie V-V in Fig. 4, und Fig. 6 ist eine Ansicht des Gehäusekörpers von der Berührungsfläche her.
In den Fig.4, 5 und 6 ist der Übersieh hal ber nur der Gehäusekörper allein, ohne die beiden beweglichen Ventilkolben und die übrigen darin montierten Teile dargestellt.
Es sollen zunächst ider grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise eines Axialkolbenmotors mit Rückstromimpuls-Steuerung anhand der schemati schen Darstellung nach Fäg. 1 erläutert werden. Die Anordnung besteht aus dem hydraulischen oder pneumatischen Axialkolbenmotor 10, einem Impuls ventil 20 und einem Steuerventil 30.
Der Arbeits kolben 12 des Motors 10 ist im Kolbenraum 15 des Motorgehäuses 11 verschiebbar gelagert und gegenüber dem Gehäuse in der Nähe der beiden Kolben-Stirnflächen mit Ringdichtungen 13 abge dichtet. An der Kolbenstange 14 wird di- hin und her gehende Arbeitsbewegung beispielsweise zum Antrieb einer Kolbenpumpe abgenommen.
Der Ar beitsraum 15 des Motors ;steht über vier Leitungen 43, 44, 47 und 48 für das Druckmedium mit den Ventilen 20 bzw. 30 in Verbindung. Das Impuls ventil 20 ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie das St-,uerventil 30. Beide Ventile weisen<B>je</B> einen axial verschiebbaren Steuerkolben 21 bzw. 31 ,auf.
Die Ventilräume 22 beziehungsweise 32 derVentile wer den durch die betreffenden Steuerkolben 21 bezie hungsweise 31 auf bekannte Weise in mehrere Kam mern unterteilt;. In die mittlere Kammer jedes Ventils wird über eine Leitung 41 das Druckmedium zuge führt. Von den beiden an diese mittlere Kammer seitlich anschliessenden Kammern an jedem Ventil geht eine Rückflussleitung 42 für Idas Druckmedium aus. Das Impulsventil 20 ,steht mit dem Steuer ventil 30 über zwei Leitungen 45 und 46 in Ver bindung.
Die Fig. 1 zeigt die Situation in dem Augenblick, wenn der Arbeitskolben 12 des Motors gerade in seiner rechten Endlage angekommen ist. Die Steuer kolben 21 und 31 befinden ,sich noch in derjenigen (linken) Endlage, welche Iden gerade vollendeten Arbeitshub .des Kolbens 12 bewirkt. In dieser Lage des Kolbens 21 ist die Zufuhrleitung 41 des Impuls ventils 20 mit der Leitung 46 verbunden.
Der Kolben 31 des Steuerventils 30 steht somit von der rechten Seite her unter dem Druck des Modiums und wird in der gezeigten linken Endlage gehalten. Deshalb steht die Zufuhrleitung 41 am Steuerventil 30 mit der Leitung 47 in Verbindung, welche das Druck medium von links her in den Arbeitsraum 15 des Axialkolbenmotors 10 führt, wodurch der Arbeits kolben 12 von links nach rechts verschoben wird.
In dem Augenblick, da der Kolben 12 die darge stellte rechte Endlage erreicht, gibt er die Mündung der zum Impulsventil 20 führenden Leitung 43 am Arbeitsraum 15 frei. In der Folge gelangt ein Druck stoss des Arbeitsmediums - der sogenannte Rück stromimpuls - über die Leitung 43 stuf das Impuls- ventil 20, wodurch der Steuerkolben 21 aus der gezeichneten linken Endlage in die rechte Endlage verschoben wird.
Dadurch wind einerseits (die Ver bindung zwischen der Zufuhrleitung 41 am Impuls ventil mit der Leitung 46 unterbrochen, anderseits strömt das Druckmedium nun in die Leitung 45, und der Steuerkolben 31 des .Steuerventils verschiebt sich nach rechts. Damit wird das Druckmezlium von der Zufuhrleitung 41 am Steuerventil 30 anstatt nach ,der Leitung 47 in di;: Leitung 48 übergeführt, welche rechts vom Arbeitskolben 12 in don Arbeitsraum 15 des Motors mündet.
Der Kolben 12 wird nun von rechts nach links bewegt, wobei das links vom Kolben 12 befindliche Druckmedium aus dem Raum 15 über die Leitung 47 nach der Rückflussleitung 42 links am Steuerventil 30 abgeführt wird.
Dieser Arbeitshub -des Kolbens 12 von rechts nach links dauert so lange an, bis der Kolben die linke Endlage :erreicht und damit die Mündung der Leitung 44 im Arbeitsraum 15 freigibt. Es erfolgt nun ein weiterer Rückstromimpuls über die Leitung 44 nach dem Impulsventil 20, welcher Impuls den Steuerkolben 21 wieder in die linke Endlage bewegt. Von der Zufuhrleitung 41 am Impulsventil 20 aus wird nun erneut :die Leitung 4.6 unter Druck gesetzt, und auch der Kolben 31 des Stuerventils wird nach links verschoben.
Damit befinden sich die Steuer kolben der Ventile 20 und 30 wieder in der ge zeichneten Lage, und es beginnt ein n,uer Arbeitshub des Kolbens 12 von links nach rechts, indem von der Zufuhrleitung 41 am Steuerventil 30 das Druck mbdium über die Leitung 47 in den Arbeitsraum 15 links vom Kolben strömt.
In der geschilderten Weise wiederholt sich der Bewegungsablauf völlig selbsttätig. Beim Verschieben des Steuerkolbens 21 entleert sich die jeweils vor dem Kolben liegende Kammerdes Ventilraumes 22 über die betreffende Leitung 44 oder 43 nach dem zwischen. den beiden Dichtungen 13 des Arbeits kolbens liegenden Raum 16, welcher ständig mit einer Ausgangsleitung 17 in Verbindung steht.
Beim Steuerventil 30 steht die jeweils vor dem Kolben 31 liegende, zu entleerende Kammer über die betreffende Leitung 45 oder 46 mit einer der beiden Rückfluss- leitungen 42 am Impulsventil 20 in Verbindung.
Im folgenden wird nun anhand der weiteren Figuren eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemässen Steueranordnung beschrieben. Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Axialkolben- motor 10 und die mit diesem zusammenwirkende Steueranordnung, welche in einem gemeinsamen Ge häusekörper 50 untergebracht ist. Für weitere Ein zelheiten des Gehäusekörpers 50 wird auf @die Fig. 4 bis 6 verwiesen.
Diejenigen Teile, welche Iden in Fig. 1 schematisch dargestellten Teilen entsprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen wie in jener Figur bezeichnet. Die dargestellte Ausführungsform ist für den Betrieb mit Luft, Gas oder hydraulischen Druck medien geeignet. Es müssen allein für hydraulische Medien mit einer Viskosität von über 1,5 Engler oder für hohe Geschwindigkeiten entsprechende Änderungen der Querschnitte getroffen werden.
Das Motorgehäuse 11, in welchem sich der Arbeitsraum 15 mit ,dem Arbeitskolben 12 befindet, isst im wesentlichen prismatisch. Mittels vier (nicht dargestellter) Schrauben ist der Gehäusekörper 50 seitlich am Motorgehäuse 11 festgeschraubt (Gewin debohrungen 18, Fig.3, Durchgangsbohrungen 54, Fig. 4 und 6), so dass die Fläche 55 des Gehäuse körpers 50 an dür Seitenfläche 19 des Motorgehäuses 11 anliegt. Im Körper 50 sind sowohl das Impuls ventil 20 .als auch das Steuerventil 30 untergebracht.
Der Ventilraum 22 (Fig. 1) des Impulsventils wird durch die abgesetzte Bohrung 52 und der Ventil raum 32 dss Steuerventils durch die abgesetzte Boh rung 53 :im Gehäusekörper 50 gebildet. Die Bohrun gen 52 und 53 sind an beiden Enden durch seitlich eingeschraubte Zapfen 51 dicht abgeschlossen. Zwi schen diesen Zapfen sind die Ventilkörper 21 bzw. 31 verschiebbar eingesetzt. Beide Ventilkörper sind mit genau gleichen Abmessungen ausgeführt. Die Achsen dar Bohrungen 52 .und 53 liegen parallel zu der Berührungsfläche 55, jedoch in unterschiedli chem Abstand von dieser. Die beiden Achsen kreuzen einander rechtwinklig.
Grundsätzlich wäre auch eine andere Lage dieser Bohrungen innerhalb des, Ge häusekörpers 50 denkbar, doch ergibt sich bei der gezeigten Anordnung eine besonders günstige Lei tungsführung.
Besonders einfach gestaltet sich vor allem die Zufuhr des Druckmediums nach der mittleren Kam mer beider Ventile: Von der der Berührungsfläche 55 gegenüberliegenden Seite her ist eine einzige Bohrung 41a senkrecht zu den Achsen der Bohrungen 52 und 53 in S n Gehäusekörper 50 vorgetrieben, welche die beiden genannten Ventilbohrungen an ihrer Kreu- zungsst-.lle verbindet.
Im gemeinsamen Gehäusekörper 50 sind auch sämtliche Verbindungsleitungen zwischen den beiden Ventilen und von diesen zum Motor als Bohrungen enthalten.
Die Leitungen 45 und 46, welche das Impulsventil mit dem Steuerventil verbinden, be stehen aus<B>je</B> einer geraden Bohrung parallel zur Achse der Ventilbohrung 53 (Fig. 4 und 5). Die Rückstromimpuls-Leitungen 43 und 44 werden durch zwei Bohrungen 43c bzw. 44c im Gehäusekörper 50 gebildet, welche von den Enden der Bohrung 52 des Impulsventils nach der Berührungsfläche 55 verlau fen.
Die Leitungen 47 und 48 vom Steuerventil 30 zum Motor werden durch je drei ineinander über gehende Bohrungen 47c,<I>47d</I> und 47e bzw.<I>48c,</I> 48d und 48e gebildet. Die Leitungsabschnitte 47d und 48d sind dabei von einer Seitenfläche und die Lei tungsabschnitte 47e und 48e von der Berührungs- fläche 55 her vorgetrieben,
jedoch an diesen Flächen beispielsweise durch eine kleine Schraube verschlos- s.-n. Die Abschnitte 47c und 48c sind ebenfalls von der Berührungsfläche 55 her gebohrt und treffen auf die Bohrungen 47d bzw. 48d.
Damit die Verbin dungsleitungen 45 und 46 (Fig. 1) als einfache und gerade Bohrungen ausgeführt werden können, sind die Räume 32 des Steuerventils ausserhalb des Ar beitsbereiches abgesetzt, d. h. im Durchmesser ver grössert, so dass die Verbindungsbohrungen von links und rechts des Körpers 50 (Fig. 4) von aussen bis zum Impulsventil vorgetrieben werden können.
Im Motorgehäuse 11 sind von der Berührungs fläche 19 her kurze, gerade Bohrungen 43a, 44a, 47a und 48a nach dem Arbeitsraum 15 vorgetrieben. An den Berührungsflächen 55 und 19 gehen die Bohrun gen 43c, 44c, 47c und 48c in die genannten Boh rungen im Motorgehäuse 11 über.
Zwecks Erleich terung des Übergangs sind im Motorgehäuse an der Berührungsfläche 19 flache Einsenkungen 43b, 44b, 47b und 48b vorgesehen, die durch handelsübliche, in Ringnuten eingelegte Ringdichtungen abgedichtet sind. Selbstverständlich könnten diese Einsenkungzn anstatt im Motorgehäuse 11 ,auch im Gehäusiekörper 50 oder in beiden Teilen vorhanden sein.
Dank diesen zwischen den Berührungsflächen 19 und 55 einge schlossenen Hohlräumen, die in Richtung @dieser Flächen einen wesentlich grösseren Querschnitt als die Verbindungsleitungen aufweisen, werden die Ge- nauigkeitsanforderungen an die gegenseitige Lage der Bohrungen erheblich herabgesetzt. Es ist auch kein genaues Aufeinanderpassen beim Aufschrauben des Gehäusekörpers 50 erforderlich, rund die Austausch- barkeit der Teile ist ohne weiteres gewährleistet.
Ein ähnlicher Hohlraum 42a befindet sich etwa in der Mitte der Berührungsfläche 19 im Motor gehäuse 11 (er könnte auch im Gehäusekörper 50 vorgesehen sein). In diesen Hohlraum 42a münden vier Bohrungen 42c, welche die Rückflussleitungen aus den betreffenden Kammern der beiden Ventile darstellen.
Vom Sammelraum 42a führt eine schiefe Bohrung 42b als gemeinsame Rückflussleitung für das Druckmedium nach der ider Berührungsfläche 55 gegenüberliegenden Seite des Gehäusekörpers 50. In den gleichen Sammeh'aum mündet schliesslich auch eine Bohrung 17, welche zur Druckentlastung des Raumes 16 zwischen den Dichtungen 13 des Arbeitskolbens 12 dient.
Die Wirkungsweise der dargestellten Steueranord nung entspricht genau der anhand der Fig. 1 be schriebenen und braucht hier nicht wiederholt zu werden.
Die Dimensionierung der Steueranordnung richtet sich natürlich nach dem jeweiligen Druck des Ar beitsmediums, der erforderlichen Geschwindigkeit und der Grösse des Arbeitskolbens. Das ganze Aggre gat kann, beispielsweise wenn ges zum Antrieb einer Kolbenpumpe :dient, in das zu fördernde Medium eingetaucht sein.
Dies lässt sich auch dahingehend auswerten, dass das Aggregat von Odem zu fördernden Medium auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird, oder dass umgekehrt vom Druckmedium eine Temperaturbeeinflussung das zu fördernden Mediums ausgeübt wird. Als Baustoffe für das Motorgehäuse und den Gehäusekörper kommen insbesondere Leichtmetallegierungen, aber auch geeignete Kunst- stoffe oder andere gewünschte Metalle und Materia lien je nach Anforderung in Frage.
Folgende wesentliche Vorteile der beschriebe nen Steueranordnung sind noch zu erwähnen: a) Geringer Platzbedarf der Steueranordnung und kompakter Zusammenbau mit -dem Motor.
b) Geringer Montageaufwand, leichtes Auswech seln der Einzelteile.
c) Einfache Bearbeitung ohne hohe Präzision. d) Keine Rohrleitungen rund zugehörigen Dich tungen zwischen Steueranordnung und Motor.
e) Nur eine Zufuhrleitung und .eine Rückflusslei- tung für das Druckmedium.
f) Kurze Verbindungsleitungen zwischen den Ventilen und dem Motor; dadurch geringe tote Volumen und unbehinderter Rückfluss gdes Druck mediums.
g) Einwandfreier Anlauf aus jeder Kolbenstellung.