DE1160703B

DE1160703B - Device for guiding hydraulically loaded pistons of controls and measuring devices

Info

Publication number: DE1160703B
Application number: DEM41382A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Muehlhaeuser
Original assignee: OTTO MUEHLHAEUSER DIPL ING
Current assignee: OTTO MUEHLHAEUSER DIPL ING
Priority date: 1959-04-30
Filing date: 1959-04-30
Publication date: 1964-01-02

Description

Einrichtung zur Führung hydraulisch beaufschlagter Kolben von Steuerungen und Meßgeräten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Führung hydraulisch beaufschlagter Kolben von Steuerungen und Meßgeräten mit geringer oder ohne Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolben bzw. zwischen den beiden Führungsteilen, bei denen ein flüssiges oder gasförmiges Medium in den Spalt zwischen Kolben und Zylinder bzw. die Führungsteile gepreßt wird.Device for guiding hydraulically loaded pistons of controls and measuring devices The invention relates to a device for guiding hydraulically loaded Pistons of controls and measuring devices with little or no relative movement between Cylinder and piston or between the two guide parts, in which a liquid or gaseous medium in the gap between piston and cylinder or the guide parts is pressed.

Kolben von Steuerungen und Meßgeräten sind im allgemeinen zylindrisch ausgeführt und in einer entsprechenden Zylinderbüchse so gelagert, daß zwischen Kolben und Büchse ein paralleler Spalt von einer bestimmten gewollten Dicke besteht. Es gibt jedoch auch Geräte, bei denen der Kolben bzw. der Zylinder eine von der Kreisform abweichende Form hat, wobei jedoch in jedem Fall der parallele Spalt bestehenbleibt.Control and meter pistons are generally cylindrical executed and stored in a corresponding cylinder liner so that between Piston and bushing consists of a parallel gap of a certain desired thickness. However, there are also devices in which the piston or cylinder is one of the Circular shape has a different shape, but in each case the parallel gap remains.

Wird nun ein solcher paralleler Spalt als Dichtspalt benutzt, d. h. wird der Kolben von der einen Seite durch hydraulischen Druck beaufschlagt, so strömt durch diesen Spalt Flüssigkeit in Richtung des Druckgefälles. Es ist bekannt, daß die Lagerung eines solchen hydraulisch beaufschlagten Kolbens in seiner Führung keineswegs stabil ist, sondern daß bei einer sehr kleinen außermittigen Verlagerung des Kolbens Kräfte entstehen, die bestrebt sind, die Exzentrizität des Kolbens zu vergrößern und diesen fest an die Zylinderwand anzudrücken. Diesen Mangel zu beheben, sind verschiedene Maßnahmen bereits vorgeschlagen und auch angewandt worden.If such a parallel gap is used as a sealing gap, i. H. if hydraulic pressure is applied to the piston from one side, there is a flow through this gap liquid in the direction of the pressure drop. It is known that the storage of such a hydraulically loaded piston in its guide is by no means stable, but that with a very small off-center displacement the piston forces arise, which strive to increase the eccentricity of the piston and press it firmly against the cylinder wall. To remedy this deficiency, various measures have already been proposed and implemented.

Teilweise sind solche Maßnahmen erfolgreich gewesen, jedoch sind sie technisch aufwendig und mit gewissen betrieblichen Mängeln behaftet. Zum Beispiel ist eine Stützquellenlagerung mit hydraulischen Führungen bekannt, die zwar sehr gute Führungseigenschaften hat, deren Funktion jedoch durch Verstopfen der dort notwendigen sehr engen Drosseln im Betrieb gefährdet werden kann.Some of these measures have been successful, but they are technically complex and afflicted with certain operational deficiencies. For example a support source storage with hydraulic guides is known, although very has good leadership properties, but their function by clogging the there necessary very narrow throttles during operation can be endangered.

Weitere bekannte Ausführungen weisen in den Kolben eingearbeitete Kammern auf, die über einen in der Kolbenoberfläche angebrachten Drosselkanal mit der Überdruckseite in Verbindung stehen. Diese Lösungen sind zwar bezüglich ihrer Funktion einwandfrei, haben aber den Nachteil einer umständlichen Herstellung und sind, was besonders nachteillig ist, gegen Schmutz sehr empfindlich. Wenn nämlich einer der Drosselkanäle durch Fremdkörper blockiert wird, tritt in der betreffenden Kammer eine Umkehrung der Funktion ein, und der Kolben wird dezentriert.Other known designs have incorporated into the piston Chambers, which are connected via a throttle channel installed in the piston surface the overpressure side are in communication. These solutions are true in terms of their Function perfectly, but have the disadvantage of a cumbersome production and are, which is particularly disadvantageous, very sensitive to dirt. If namely one of the throttle channels is blocked by foreign bodies, occurs in the relevant Chamber reverses its function and the piston is decentered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für die hydraulische Führung von Kolben erforderlichen Strömungswege durch Gestaltung des Kolbens so auszubilden, daß sie einfacher herzustellen und weniger schmutzanfällig sind.The invention is based on the object for the hydraulic Guiding of piston required flow paths by designing the piston so to train that they are easier to manufacture and less susceptible to dirt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von der Zuführstelle (2) ausgehende Taschen (5, 12) in das eine Teil (1, 9) eingearbeitet sind, deren Anfangstiefe etwa der normalen Spaltdicke (s) gleichkommt und die in Strömungsrichtung in ihrer Tiefe abnehmen.This object is achieved in that starting from the feed point (2) Pockets (5, 12) are incorporated into one part (1, 9), the initial depth of which is approximately equals the normal gap thickness (s) and the depth of the gap in the direction of flow decrease.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei Kolbenführungen die Taschen verteilt angeordnet und an ihren tiefen Enden durch eine Nut miteinander verbunden sind, wobei in axialer Richtung mehrere solcher Elemente, bestehend aus Ringnut mit Taschen, hintereinander vorgesehen sind.Another feature of the invention is that with piston guides the pockets are arranged in a distributed manner and connected to one another at their deep ends by a groove are connected, with several such elements consisting of in the axial direction Annular groove with pockets, one behind the other are provided.

Diese Taschen sind z. B. durch Anschleifen, Schaben od. dgl. hergestellte flächenförmige Ausnehmungen mit gegenüber ihrer flächenförmigen Ausdehnung geringer Dicke.These bags are z. B. by grinding, scraping od. Like. Manufactured planar recesses with less than their planar extent Thickness.

In der Zeichnung sind schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt A b b. 1 die grundsätzliche Anordnung der Einrichtung, A b b. 2 ein Druckdiagramm zu A b b. 1, A b b. 3 eine Kolbenabstützung, A b b. 4 eine Kolbenzentrierung und A b b. 5 eine andere Kolbenzentrierung.In the drawing are schematic embodiments of the invention shown. It shows A b b. 1 the basic arrangement of the facility, A b b. 2 shows a pressure diagram for A b b. 1, A b b. 3 a piston support, A b b. 4 one Piston centering and A b b. 5 a different piston centering.

Nach A b b. 1 befindet sich im festen Teil 1 der Lagerung ein Zulaufkanal2, durch den das hydraulische Druckmittel der Einrichtung zugeführt wird. Auf den beweglichen Teil 3 wirkt die Last P. Das Druckmittel wird der Lagerung 1, 3 mit dem überdruck p (Diagramm der A b b. 2) zugeführt. Durch den Spalt s fließt das Druckmittel nach außen ab. Dabei wird der Druck annähernd entsprechend der Linie 4 vom Zulaufdruck p bis zum Außendruck abgebaut. Das über der Fläche der Lagerung bestehende Druckintegral entspricht dann der Last P.According to A b b. 1 there is an inlet channel 2 in the fixed part 1 of the bearing, through which the hydraulic pressure medium is fed to the device. The load P. acts on the moving part 3. The pressure medium is fed to the bearings 1, 3 with the overpressure p (diagram in A b b. 2). The pressure medium flows out through the gap s. The pressure is reduced approximately in accordance with line 4 from the inlet pressure p to the external pressure. The pressure integral existing over the surface of the bearing then corresponds to the load P.

In dem festen Teil l der Lagerung sind flächenförmige Taschen 5 eingearbeitet, deren Tiefe höchstens etwa der normalerweise bestehenden Spaltstärke s entspricht.Flat pockets 5 are incorporated in the fixed part l of the storage, the depth of which corresponds at most approximately to the normally existing gap thickness s.

Wird nun durch irgendeinen Umstand die Last P vergrößert, so verkleinert sich der Spalt bis auf die Stärke s'. Durch diese Spaltänderung entsteht über der Fläche der Lagerung eine andere Druckverteilung, die etwa der Linie 6 entspricht. Es entsteht in der Tasche 5 ein geringerer Druckabfall als bei dickem Spalt, also ein höherer Druck, dessen Gesamtintegral wieder der vergrößerten Last P' entspricht.If the load P is increased by any circumstance, it is decreased the gap down to the strength s'. This gap change creates over the The storage area has a different pressure distribution, which corresponds approximately to line 6. There is a lower pressure drop in the pocket 5 than in the case of a thick gap, that is a higher pressure, the total integral of which again corresponds to the increased load P '.

Dieses stabilisierende Tragelement kann in verschiedenen Anordnungen und Abwandlungen technisch Verwendung finden.This stabilizing support element can be in various arrangements and modifications are used technically.

Soll z. B., wie A b b. 3 zeigt, ein Kolben abgestützt werden, so wird man über den Umfang des Kolbens drei oder mehr solcher Tragelemente anordnen. In dieser Abbildung zeigt 7 den Zylinder mit dem Druckraum 8, den Kolben 9, der mit Bohrungen 10 versehen ist und in den die Taschen 11 eingearbeitet sind. Im Beispiel sind vier Taschen am Umfang vorgesehen.Should z. B., like A b b. 3 shows a piston to be supported so will you can arrange three or more such support elements over the circumference of the piston. In this figure shows 7 the cylinder with the pressure chamber 8, the piston 9, which with Bores 10 is provided and in which the pockets 11 are incorporated. For example four pockets are provided on the circumference.

Wird bei einer solchen Führung der Kolben 9 einseitig nach der Wand bewegt, so entsteht auf der Seite des enger werdenden Spaltes 11 eine Druckverteilung, die etwa der Linie 6 (Ab b. 2) entspricht. Auf der Gegenseite entsteht eine Druckverteilung, die etwa nach der Linie 4 oder darunter verläuft. Die Differenz der Druckintegrale der beiden diametral liegenden Spalte entspricht einer überschüssigen Kraft, die den Kolben 9 so lange zur Mitte bewegt, bis wieder Gleichgewicht der Kräfte besteht bzw. bis der Druckübersehuß auf einer Seite ausreicht, einer von außen aufgeprägten Querkraft das Gleichgewicht zu halten.If the piston 9 is moved on one side towards the wall with such a guide, a pressure distribution occurs on the side of the narrowing gap 11 which corresponds approximately to line 6 (Ab b. 2). On the opposite side, there is a pressure distribution that runs roughly along line 4 or below. The difference in the pressure integrals of the two diametrically located gaps corresponds to an excess force which moves the piston 9 to the center until the forces are in equilibrium again or until the excess pressure on one side is sufficient to maintain equilibrium with an externally applied transverse force.

Das Beispiel nach A b b. 4 bezieht sich auf eine technisch einfache Lösung für eine Kolbenzentrierung. In den Kolben 9 sind Taschen 12 eingearbeitet, die am vorderen Kolbenrand beginnen, deren größte Tiefe eben dort liegt, und die in Richtung der Spaltströmung in den Umfang des Kolbens auslaufen. Eine besondere Zuflußbohrung entfällt in diesem Fall. Die Taschen 12 sind also direkt unmittelbar an den Druckraum 8 angeschlossen. Dies bewirkt, daß beim Annähern des Kolbens 9 an die Zylinderwand 7 in der dort liegenden Tasche 12 ein erhöhter Druck entsteht, der bis zum Innendruck des Raumes 8 ansteigen kann, während auf der gegenüberliegenden Seite ein größerer Druckabfall im Spalt zustande kommt. Diese Druckunsymmetrie wirkt in rückführendem, also stabilisierendem Sinn.The example according to A b b. 4 refers to a technically simple one Solution for piston centering. In the piston 9 pockets 12 are incorporated, which begin at the front edge of the piston, the greatest depth of which is just there, and which run out in the direction of the gap flow in the circumference of the piston. A special In this case, there is no inflow bore. The pockets 12 are therefore directly immediate connected to the pressure chamber 8. This has the effect that when the piston 9 an increased pressure is created on the cylinder wall 7 in the pocket 12 located there, which can rise to the internal pressure of the space 8 while on the opposite Side a greater pressure drop occurs in the gap. This pressure asymmetry works in a returning, i.e. stabilizing sense.

Diese Anordnung kann in axialer Richtung mehrfach hintereinander angebracht werden, wobei jedesmal die Taschen einer Zone an ihrem tiefen Teil durch eine Rille miteinander verbunden werden.This arrangement can be attached one behind the other several times in the axial direction each time the pockets of a zone at their deep part by a groove be connected to each other.

A b b. 5 zeigt einen so ausgerüsteten Kolben. Es sind zwei Zonen mit Taschen 12 dargestellt, die ringförmig angeordnet sind und an ihren Tiefenenden durch ein Nut, z. B. Verbindungsrille 13, miteinander verbunden sind. In axialer Richtung sind mehrere solcher Elemente 13, 12 hintereinander vorgesehen.A b b. 5 shows a piston equipped in this way. There are two zones with Pockets 12 shown, which are arranged in a ring and at their depth ends through a groove, e.g. B. connecting groove 13, are interconnected. In axial Direction several such elements 13, 12 are provided one behind the other.

Für die Funktion der beschriebenen Anordnungen ist es gleichgültig, ob die Taschen, wie dargestellt, im Kolben oder aber im Zylinder eingearbeitet sind. Aus Herstellungsgründen wird man diese jedoch besser an einem Kolben als in einem Zylinder anbringen können.For the function of the described arrangements it is irrelevant whether the pockets, as shown, are incorporated in the piston or in the cylinder. For manufacturing reasons, however, this is better on a piston than in one Can attach cylinder.

Claims

Claims: 1. Device for the hydraulic support of pistons and guides with little or no relative movement between cylinder and piston or between the two guide parts, in which a liquid or gaseous medium is pressed into the gap between piston and cylinder or the guide parts, respectively - Indicates that from the feed point (2) outgoing pockets (5, 12) are incorporated into one part (1, 9) , the initial depth of which is approximately equal to the normal gap thickness (s) and which decrease in depth in the direction of flow.

2. Device according to claim 1, characterized in that at Piston guides the pockets (12) arranged distributed and through at their deep ends a groove (13) are connected to one another, with several such in the axial direction Elements consisting of an annular groove with pockets are provided one behind the other. In Considered publications: German Patent Specifications No. 837 026, 91.9 679; U.S. Patent No. 2,833,602; French Patent No. 1002 430; British U.S. Patent No. 642,941.