CH501844A - Hydrostatischer Stromverstärker - Google Patents

Description

  
 



  Hydrostatischer Stromverstärker
Das Hauptpatent betrifft einen hydrostatischen Stromverstärker, der als Drosselorgan ein Sitzventil aufweist und bei welchem das als Doppelsitzventil ausgebildete Drosselorgan eine Drosselplatte aufweist, welche mit einem festen Gehäuseteil sowohl einen Arbeitsdrosselspalt zwischen einer Hochdruckzone und einer Arbeitsdruckzone als auch einen Regeldrosselspalt zwischen der Hochdruckzone und einer über einer Steuerdrossel mit einem Referenzdruck beaufschlagten Zwischendruckzone bildet, derart, dass sich die Höhe des Arbeitsdrosselspaltes und die Höhe des Regeldrosselspaltes bei einer durch Veränderung der Steuerdrossel oder des Referenzdruckes bewirkten Verschiebung der Drosselplatte gleichzeitig verändern.



   Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung des Verstärkers nach dem Hauptpatent und bezweckt eine bessere Anpassung dieses Schaltelements an verschiedene regeltechnische Aufgaben, insbesondere an stark ändernde Betriebszustände im Regel- und im Arbeitskreis.



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zur Erzeugung von bestimmten Aus- und Eingangsimpedanzen entsprechenden Druckverteilungen mindestens auf einer Seite der Drosselplatte mindestens ein Balg vorgesehen ist.



   Je nach Balganordnung kann die Lage der Drosselplatte auf Arbeitsdruckschwankungen unempfindlich gemacht werden (der Verstärker wird zur vorgesteuerten Drossel) und/oder können die Arbeitskreise voneinander und vom Regelkreis absolut dicht getrennt werden, was die Verwendung verschiedener Arbeitsund Regelflüssigkeiten ermöglicht.



   Ein Versetzen der Dichtebene des Regelkreises ergibt eine Schwelle für den Regelstrom, unterhalb welcher der Arbeitskreis dicht geschlossen bleibt, da die Drosselplatte auf dem Arbeitsdichtsteg aufliegt.



   Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen hydrostatischen Verstärker,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen hydrostatischen Verstärker mit einstellbarer Regelschwelle.



   Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen hydrostatischen Verstärker, der als vorgesteuerte Drossel eines dichten Arbeitskreises geschaltet ist.



   Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch einen hydrostatischen Verstärker, der als vorgesteuerte Drossel dreier dichter Arbeitskreise geschaltet ist.



   Fig. 5 eine technische Ausführungsform des schematischen Schnittes der Fig. 1.



   Den Fig. 1 bis 4 sind die entsprechenden Ersatzschaltschemata beigegeben, die mit bekannten Elementen die Funktionen des jeweiligen Verstärkertyps wiedergeben.



   Die Anordnung der Fig. 1 ist ähnlich der im Hauptpatent beschriebenen und dargestellten Ausführungsform, wobei einander entsprechende Teile gleich bezeichnet sind.



   Eine Druckzuleitung 1 mündet durch eine untere Sitzplatte 2 in eine Hoch- oder Speisedruckzone 3.



  Eine senkrecht zur ruhenden unteren Sitzplatte 2 bewegliche Drosselplatte 4 bestimmt einen Regeldrosselspalt 5 und einen Arbeitsdrosselspalt 6. Mit 7 ist eine Zwischendruckzone und mit 8 eine Arbeitsdruckzone bezeichnet. Die Drosselplatte 4 ist von einem Gehäuse 9 umschlossen, in welches bei einem Anschluss 17 je nach Bedarf ein geeignetes Drosselelement eingeschraubt werden kann. Mit 12 ist die Hochdruckzuführung und mit 13 die Arbeitsdruckzuführung bezeichnet.



   Ein Regelsitz 19 ist hier jedoch radial innerhalb eines Arbeitssitzes 14 angeordnet, was eine Trennung der Arbeitsdruckzone 8 von der Zwischendruckzone 7  durch einen Balg 16 erforderlich macht. Damit wird der Regelkreiswiderstand infolge kürzester Dichtlänge automatisch ein Vielfaches des Arbeitskreiswiderstandes, was eine wesentlich einfachere Ausbildung des dichtlängenvergrössernden Labyrinthsteges des Hauptpatentes erlaubt. Eine gute Verstärkung kann schon durch einen ringförmigen Arbeitssitz 14 erreicht werden.



   Das zugehörige Ersatzschema, das ebenfalls für die Ausführungsform des Hauptpatentes gilt, zeigt eine Zusammenschaltung klassischer Elemente, die ein dem Verstärker ähnliches Verhalten aufweisen würde. Hierbei wird der Regeldrosselspalt 5 mit einer variablen Regeldrossel 5' und der Arbeitsdrosselspalt 6 mit einer variablen Arbeitsdrossel 6' dargestellt, wobei Drosseln 5' und 6' durch einen Differentialkolben 4' betätigt werden.



   Die elektronische Analogie zu diesem System ist der bipolare Transistor, wobei der Steueranschluss 17 der Basis, der Arbeitsanschluss 13 dem Emitter, und der Speiseanschluss 1 dem Kollektor entsprechen.



   Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist dieselbe wie in Fig. 1, jedoch kann der Regeldrosselspalt 5 durch das Verschieben des Regelsitzes 19 mit einer Schraube 20 verändert werden. Dadurch kann ein Teil des Steuerstromes der Drosselwirkung der Drosselplatte 4 entzogen werden, was sich dadurch äussert, dass unterhalb eines gewissen Steuerstromwertes der Arbeitskreis dicht verschlossen bleibt. Somit kann ein nicht dicht schliessendes Steuerelement, z. B. Düse Prallplatte, durch Zwischenschalten dieses Verstärkers einen Arbeitskreis bei Nennleckstrom ganz sperren.



   Diese Zusatzeinstellmöglichkeit wird im Ersatzschema durch eine der gesteuerten Regeldrossel 5' parallelgeschaltete Drossel 5" dargestellt, deren Drosselwert von aussen, z. B. mittels der Schraube 20, verändert werden kann.



   Die in   Fig.3    dargestellte Anordnung entspricht dem Grundsystem der Fig. 1, wobei jedoch durch zusätzliche Bälge eine Druckverteilung erzwungen wird, die die Lage der Drosselplatte vom Arbeitsdruck unabhängig macht. Die auf der Drosselplattenoberseite vom Steuer beaufschlagte Fläche wird auf der Drosselplattenunterseite durch Bälge 23 und 24 in zwei Zonen aufgeteilt, nämlich in die schon angeführte Hochdruckzone 3 und in eine durch eine Entlüftung 21   druckfrei    gehaltene Zone 25. Somit arbeitet der Steuerdruck nur gegen den Speisedruck, und der Regelkreis ist vom Arbeitskreis hermetisch getrennt. Um eine Kraftwirkung auf die Drosselplatte im Arbeitskreis zu verhindern, wird der zu drosselnde Arbeitsdruck im Raum 26 durch eine Leitung 27 einem Kompensationsvolumen 28 zugeführt, das zwischen den Bälgen 16 und 22 entsteht.

  Es kann im Arbeitskreis zwischen den Leitungen la und 13a eine andere Flüssigkeit als die im Regelkreis vorhandene geregelt werden. Fällt der Arbeitskreis jedoch weg, so kann die Anordnung als Druckteiler mit sehr kleiner Impedanz verwendet werden, da der Speisedruck der Leitung 1 ausschliesslich in Funktion der Druckbeaufschlagung der Drosselplatte am Anschluss 17 geteilt erscheint.



   Im Ersatzschema äussert sich die Unempfindlichkeit der Drosselplatte gegenüber dem Arbeitsdruck durch den Wegfall der Arbeitsdruckrückführung zum Drosselsteuerkolben 4' und durch die totale Trennung von Regel- und Arbeitskreis durch die separaten Anschlüsse 1, 17 bzw. la, 13a.



   Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung zeigt, dass auf Grund des Systems von Fig. 3 mehrere Arbeitskreise mit einem Regelkreis gesteuert werden können, wozu mehrere Bälge und mehrere Leitungen la,   lb,      lc    bzw.



  13a, 13b, 13c vorgesehen sind. Um eine Rückwirkung der Arbeitskreise auf die Drosselplatte zu verhindern, müssen alle auf der einen Seite auftretenden Druckbeaufschlagungen auf der Gegenseite kompensiert werden.



   Die drei Arbeitskreise werden im Ersatzschema durch die Drosseln 6a', 6b', und 6c' gesteuert.



   Fig. 5 zeigt eine technische Ausführungsform des in Fig. 1 aufgeführten Modelles dar, wobei entsprechende Teile gleich bezeichnet sind. Diese Ausführungsform entspricht funktionsmässig einem   Elektro-3 -Weg-S er-    voventil. Die Steuerdrosselung am Steueranschluss 17 wird hier durch eine viskothermische Drossel gewährleistet, die aus einem Heizdraht 29 besteht, der koaxial in einem Drosselzylinder 30 durch einen Verteilerhalter 31 und einen Kontakthalter 32 aufgehängt ist. Das Ganze wird durch eine aus Isolierstoff hergestellte Hülse 33 zusammengehalten. Der Steuerstrom, der durch den über die Viskositätsschwankungen elektrisch veränderbaren hydraulischen Widerstand der Steuerdrossel   beeinflusst    wird, ist ausserordentlich klein. 

  Da jedoch das zugeschaltene Element ein Stromverstärker ist, kann das elektrische Signal in grosse hydraulische Schwankungen umgewandelt werden.



   Aus herstellungstechnischen Gründen müssen Gehäuse und untere Sitzplatte zweiteilig konzipiert werden (Gehäuse 9a, 9b - Sitzplatte 2a, 2b). Ausserdem   sind    ein Arbeitsrohranschluss 18 und der Regelrohranschluss 17 eingezeichnet. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Hydrostatischer Stromverstärker nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von bestimmten Aus- und Eingangsimpedanzen entsprechenden Druckverteilungen mindestens auf einer Seite der Drosselplatte (4) mindestens ein Balg (16) vorgesehen ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Drosselsitze des Arbeits- und Regelkreises versetzt angeordnet sind.

   2. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet dass der Regel sitz (19) radial innerhalb des Arbeitssitzes (14) angeordnet ist und die Zwischendruckzone (7) von der Arbeitsdruckzone (8) durch einen Balg (16) getrennt ist.

   3. Hydrostatischer Stromverstärker nach den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeldrosselspalt (5) durch das Verschieben des Regelsitzes (19) versetzbar ist, derart, dass ein Teil des Steuerstromes der Drosselwirkung der Drosselplatte (4) entzogen wird.

   4. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bälge (16, 28) eine Druckverteilung erzwungen wird, die die Lage der Drosselplatte (4) vom Arbeitskreisdruck unabhängig macht.

   5. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis den Speisedruck unabhängig vom Steuerstrom in einem festen Verhältnis teilt, um die Verwendung des Regelkreises des Verstärkers als Druckteiler mit niedriger Ausgangsimpedanz zu ermöglichen.

   6. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Balg anordnung der Regelkreis vom Arbeitskreis dicht getrennt ist, um die Verwendung verschiedener Flüssigkeiten in den verschiedenen Kreisen zu ermöglichen.

   7. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis mehrere Arbeitskreise steuert.

   8. Hydrostatischer Stromverstärker nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Steuerstromes eine koaxiale Drossel vorgesehen ist, bei welcher die Steuerung bewirkende Viskositätsschwankungen durch thermische Einwirkung eines elektrisch geheizten Zentralleiters erzeugt sind.