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Vorrichtung zur Regelung des Gleichlaufs von Hubverdränger und Rotationsverdränger
eines Bewegungswandlers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung
des Gleichlaufs von Hubverdränger und Rotationsverdränger eines Bewegungswandlers,
bei dem eine hin- und hergehende Bewegung in eine Drehbewegung dadurch umgewandelt
wird, daß ein Hubverdränger über ein mit Druckmittel gefülltes übertragssystem mit
einem Rotationsverdränger in Wirkungsverbindung steht, wobei die Druckmittelmenge
im übertragungssystem über Pumpen und Ventile veränderbar ist.
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Bei Bewegungswandlern der erwähnten Art wird mittels der Pumpen und
Ventile durch Veränderung der Druckmittelmenge lediglich ein konstanter Betriebsdruck
im Druckmittelsystem aufrechterhalten. Es besteht jedoch die Gefahr, daß der Gleichlauf
zwischen Hubverdränger und Rotationsverdränger in einer bestimmten Sollstellung
dieser beiden Elemente relativ zueinander zeitweilig oder dauernd gestört wird.
Das kann durch Undichtigkeitsverluste im Druckmittelsystem begründet sein, wenn
beispielsweise an den Dichtelementen zwischen einzelnen Kammern des Rotationsverdrängers
Druckmittel übertritt oder bei längerem Stillstand des Bewegungswandlers der Kolben
des Hubverdiängers eine bestimmte durch die Schwerkraft bedingte Stellung einnimmt.
Weiterhin kann eine solche Störung eintreten, wenn sich infolge der Kompressibilität
des Druckmittels und einer im Laufe eines Bewegungstaktes erfolgenden Druckänderung
des Druckmittels insbesondere die Lage der Totpunkte des Kolbens des Hubverdrängers
ändert.
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Es ist bereits vorgesehen worden, ein Teil dieser Störungen durch
das Anbringen von überströmkanälen an entsprechenden Stellen im Zylinder des Hubverdr'ängers
zu vermeiden. Durch diese Maßnahme kann aber nur eine Begrenzung der äußeren Endlage
des Hubverdrängers bei einfachwirkendem Kolben oder der äußeren und inneren Endlage
lediglich bei doppeltwirkendem Kolben erreicht werden. Die Korrektur ist also nur
unter bestimmten Bedingungen und nur für wenige Punkte eines Bewegungsablaufes möglich.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wesentlich weitergehende
ununterbrochen wirkende Regelung des erstrebten Gleichlaufs zwischen Hubverdränger
und Rotationsverdränger zu schaffen. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß der Hubverdiänger und der Rotationsverdränger mit einer gemeinsamen Schalteinrichtung
verbunden sind, die bei Gleichlauf in der Sollstellung von Hub- und Rotationsverdränger
relativ zueinander in der Ruhestellung verharrt und bei einer Abweichung nach der
einen oder anderen Seite durch entsprechendes Betätigen der Pumpen und Ventile eine
Verminderung oder Vermehrung der Druckmittelmenge im übertragungssystem bis zur
Wiederherstellung des Gleichlaufs bewirkt. In vorteilhafter Ausgestaltung dieses
Vorschlages ist diese Schalteinrichtung als doppeltwirkender elektrischer Schalter
ausgebildet, der mit dem Hubverdränger und dem Rotationsverdränger über mechanische
übertragungsmittel verbunden ist. Statt des elektrischen Schalters kann die Schalteinrichtung
aber auch als hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch arbeitender Schalter ausgebildet
sein. Als mechanisches übertragungsmittel der Bewegung des Hubverdrängers auf die
Schalteinrichtung dient dabei zweckmäßig eine Schubstange, der durch eine keilförmige,
durch den. Hubverdränger fortwährend mitbewegte Schiene eine der Hubbewegung des
Hubverdrängers entsprechende periodische Bewegung in Längsrichtung erteilt wird.
Für die Übertragung der Bewegung des Rotationsverdiängers ist vorteilhaft ebenfalls
eine Schubstange vorgesehen, der jedoch durch eine auf der Achse des Rotationsverdrängers
angeordnete Nockenscheibe eine dessen Rotationsbewegung entsprechende Bewegung in
Längsrichtung erteilt wird.
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Bei einer derartigen Vorrichtung wird zwar der Schalter als Ganzes
entsprechend der Bewegung der Schubstangen bewegt, doch bleiben die Schalterteile
gegeneinander solange in Ruhe, wie der vorgegebene
Gleichlauf zwischen
Hubverdränger und Rotationsverdränger erhalten bleibt. Sobald aber eine Abweichung
hiervon eintritt, werden die Schalterteile gegeneinander bewegt und lösen durch
z. B. Inbetriebsetzen einer Pumpe oder durch Öffnen eines Auslaßventils eine Korrekturwirkung-
aus. Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist zum Ausgleich der Kompressibilität
des Druckmittels, insbesondere um eine gleichbleibende Lage des oberen: Totpunktes
des Kolbens des Hubverdrängers; in dessen Gehäuse zu gewährleisten, ein zusätzliches
die Relativstellung der beiden mechanischen übertragungsmittel zueinander beeinflussendes
Steuerglied vorgesehen. Dieses Steuerglied kann dadurch gebildet sein, daß die Nockenscheibe
in an sich bekannter Weise kegelförmig ausgeführt und axial verschieblich ist. Zur
Steuerung der axialen Bewegung der Nockenscheibe kann ein Gerät dienen, welches
den Druck des Druckmittels mißt. Außerdem kann auch noch eineBinstellbarkeit dieses
Gerätes auf eine unterschiedliche Kompressibilität vorgesehen sein.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung
zur Regelung des Gleichlaufs von Hubverdränger und Rotationsverdränger eines Bewegungswandlers
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Vorrichtung schematisch in Gesamtansicht, Fig. 2
den, elektrischen Schalter im Schnitt, Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die axial bewegliche
Nokkenscheibe in. zwei verschiedenen Ansichten.
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Der Hubverdränger 1 und der Rotationsverdränger 2 stehen miteinander
über das Druckmittelsystem 3 in Wirkungsverbindung. Der Kolben 4 des Hubverdrängers
1 bewegt die keilförmige Schiene 5 und diese über einen Hebel 6 die eine Schubstange
7 des elektrischen Schalters B. Der Rotationsverdränger 2
bewegt über
die auf seiner Achse befestigte Nockenscheibe 9 und den Dreieckshebel 10 die andere
Schubstange 11 des elektrischen Schalters B. Bewegen sich die beiden Schubstangen
7 und 11 gleichsinnig und im gleichen Takt, so bewegt sich zwar der Schalter 8 als
Ganzes, aber er führt keine Schaltung aus. Wird jedoch der Gleichlauf zwischen Hubverdränger
1 und Rotationsverdränger 2 gestört, so bestätigt der Schalter 8, je nachdem, ob
die beiden Schubstangen 7 und 11 weiter auseinandergezogen öder weiter zusammengeschoben
sind als in der Sollstellung, ein Zuflußventil 12 bzw. ein Ablaßventil 13, wodurch
die Druckmittelmenge korrigiert wird und anschließend die Schubstangen 7 und 11
wieder die Ruhestellung des Schalters 8 herbeiführen.
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Das in den Schalter 8 hineinragende Ende der einen Schubstange 7 ist
als Schaltstange ausgebildet und auf der einen und auf der anderen Seite mit je
einem Absatz 14 und 15 versehen. Das Gehäuse 16 des Schalters 8 ist fest mit der
anderen Schubstange 11 verbunden. Im Gehäuse 16 sind die beiden Federkontakte 17
und 18 angeordnet, welche in die Leitungen 19 bzw. 20 eingeschaltet
sind. In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung des Schalters sind beide Leitungen
19 und 20 unterbrochen. Bewegen sich die beiden Schubstangen 7 und 11 auseinander,
wandert die unter Federdruck stehende und über den Nokken 21 gesteuerte Kontaktplatte
22 in Richtung auf die Schubstangenachse23 und schließt die Leitung19 'kurz. Bewegen
sich dagegen die beiden Schubstangen 7 und 11 weiter aufeinander zu, so wandert
die unter Federdruck stehende und über den Nocken 24 gesteuerte Kontaktplatte 25
in Richtung auf die Schubstangenachse 23 und schließt die Leitung 20 kurz.
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Ein zusätzlicher Einfluß auf die Schaltstellungen des Schalters 8
kann durch eine Verschiebung der Nockenscheibe 9 in axialer Richtung ausgeübt werden,
da die Mantelfläche 26, auf der die Rolle 27 läuft, nicht zylindrisch, sondern kegelförmig
ausgebildet ist. Durch die Form der Nockenscheibe 9 bzw. durch die Verschiebung
kann beispielsweise eine druckabhängige Volumenänderung des Druckmittels bei einer
bestimmten oder auch bei unterschiedlicher Kompressibilität des Druckmittels ausgeglichen
werden. Die Nockenscneihe kann so ausgebildet sein, daß lediglich der obere Totpunkt
des Kolbens 4 des Hubverdrängers in dessen Gehäuse immer an der gleichen Stelle
liegt. Dadurch ist der Vorteil gegeben, daß sich im Laufe des Betriebes der Vorrichtung
während eines bestimmten - Betriebszustandes nicht an Stellen, die bei Änderung
des Betriebszustandes vom Kolben überlaufen werden, Anlaufkanten bilden, die zu
einer Beschädigung von Kolbenringen führen können. Darüber hinaus ist es aber auch
möglich, durch entsprechende Ausbildung der Mantelfläche 26 der Nockenscheibe 9
sowohl die Lage des oberen als auch des unteren Totpunktes festzuhalten. Damit bleiben
die Länge und auch die Lage des vom Hubkolben zurückgelegten Weges immer gleich.
Die Verschiebung der Nockenscheibe 9 erfolgt durch Betätigen des Hebels 28, welcher
den Gleitstein 29 bewegt.