DE1236877B

DE1236877B - Steuerkolben

Info

Publication number: DE1236877B
Application number: DE1960V0018525
Authority: DE
Inventors: Erich Rieger
Original assignee: GOERLITZER MASCHB VEB
Current assignee: GOERLITZER MASCHB VEB
Priority date: 1960-04-29
Filing date: 1960-04-29
Publication date: 1967-03-16

Description

Steuerkolben Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Impulsflüssigkeit stirnseitig beaufschlagten Steuerkolben, der mit am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten, vom Kolbeninnern her gespeisten und von Entspannungsleisten umgebenen Drucktaschen versehen ist, zwischen denen axiale Entspannungsnuten verlaufen, die mit einem der Impulsseite gegenüberliegenden Raum verbunden sind, insbesondere für hydraulische Turbinenregelungen.
Bei den für Steuer- und Regelzwecke verwendeten Kolben müssen einige Bedingungen erfüllt sein, wenn eine genügend hohe Ansprechempfindlichkeit gewährleistet sein soll. Zu diesen Bedingungen gehört, daß der Kolben eine gute Zentrierfähigkeit aufweist, das heißt, daß bei auftretenden Querkräften und der dadurch sich einstellenden außermittigen Lage des Kolbens Gegenkräfte wirksam werden müssen, die ein weiteres Auswandern aus der Mittellage und damit eine metallische Berührung zwischen Kolben und Zylinderwand verhindern bzw. die nach Wegfall der Querkräfte eine genaue zentrische Lage des Kolbens zum Zylinder wieder herstellen.
Zur Erreichung der vorstehend beschriebenen Zentrierfähigkeit und der damit verbundenen Ansprechempfindlichkeit wurden verschiedene Wege beschritten.
Es sind Kolben mit am Umfang gleichmäßig angeordneten Taschen, sogenannten Drucktaschen, bekannt. Diese Taschen sind durch in der Oberfläche des Kolbens eingearbeitete kleine Kanäle mit dem Impulsflüssigkeitsraum verbunden. Bei auftretenden Querkräften und der damit sich einstellenden außermittigen Lage des Kolbens treten Druckänderungen in den Taschen ein, die den Querkräften entgegenwirken. Jedoch sind an der Querschnittsänderung nicht nur der Abfluß-, sondern auch der Zuflußquerschnitt gleichsinnig beteiligt, so daß ein überströmen zur benachbarten Tasche erfolgt. Die zentrierende Wirkung, vom Impulsdruck beeinflußt, ist dadurch stark beeinträchtigt.
Es sind darüber hinaus Kolben mit in Längsrichtung zwischen den Taschen liegenden Nuten, die mit einem Raum niederen Druckes in Verbindung stehen, bekannt, bei denen die Taschen durch Bohrungen mit dem Impulsflüssigkeitsraum direkt verbunden sind. Bei dieser Ausführung ist, gegenüber der vorher genannten, durch die dazwischenliegenden Entspannungsnuten zwar ein Strömen der Flüssigkeit von Tasche zu Tasche nicht mehr möglich, jedoch tritt ein allseitiges gleichmäßiges Entspannen von den Drucktaschen nach einem Raum niederen Druckes nicht ein, da über die impulsseitige Leiste kein vom Impulsdruck unabhängiges Überströmen und somit allseitiges Entspannen der Druckflüssigkeit aus den Drucktaschen stattfinden kann. Die zentrierende Wirkung wird dadurch stark verzögert und vermindert.
Schließlich sei noch eine Kategorie von Kolben erwähnt, die - streng genommen - nicht zu den Taschenkolben zählt, deren Kolben aber -auch als selbstzentrierend bezeichnet werden. Bekannte Kolben dieser Art weisen eine oder mehrere hintereinander oder gegeneinander geschaltete stufenförmigeEindrehungen auf, durch die sogenannte Staukanten gebildet werden. Durch ein vorhandenes Druckgefälle von den Druckräumen höheren Druckes nach den Räumen niederen Druckes entsteht an den Staukanten ein spaltabhängiger Druckberg. Bei einem bekannten Kolben dieses Systems liegt an den Staukanten das Impulsöl an.
Eine andere Ausführung hat zusätzliche Staukanten, die von innen von einem vom Impulsdruck unabhängigen Drucköl gespeist werden. Bei der letztgenannten Ausführung entspannt das Öl über eine zwischen den Staukanten liegende Ringnut. Damit ist nur eine Staukante vom Impulsdruck abhängig. Bei großen Querkräften ist jedoch ein Zentriervermögen dieser Kolbenkategorie nicht ausreichend.
Auch ist eine an mit Drucktaschen ausgerüsteten Kolben vorgesehene separate Druckmittelzufuhr bei einer Einrichtung zum Ausgleich des Kolbengewichtes und an Kompressorkolben bekannt. Es genügt jedoch nicht, diese Maßnahme allein vorzusehen oder mit einer Einzelmaßnahme der vorbeschriebenen Art zu vereinigen, iim eine maximale Zentrierfähigkeit für ansprechempfindliche Steuerkolben zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Zentrierfähigkeit und Ansprechempfindlichkeit der für Steuer-und Regelzwecke verwendeten, mit Drucktaschen versehenen Kolben zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß den Drucktaschen impulsflüssigkeitsseitig eine Entspannungsleiste mit einer Entspannungsringnut vorgelagert ist, die mit den zwischen den Drucktaschen verlaufendenEntspannungsnuten inVerbindung steht, wobei die Zuleitung zu den Drucktaschen mit einem vom Impulsflüssigkeitsdruck unabhängigen Raum verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Steuerkolbenausführung, für die Patentschutz der Einzelmerkmale nicht beansprucht wird, entspannt die mit einem konstanten Druck den Drucktaschen zugeführte Flüssigkeit unter gleichen Bedingungen und unabhängig vom Impulsdruck allseitig. Die aus dem Impulsdruckraum übertretende Flüssigkeit wird, ohne auf die Drucktaschen negativ einzuwirken, über die erfindungsgemäß vorgelagerte Entspannungsringnut nach dem Raum niederen Druckes abgeführt. Die für Steuer-und Regelzwecke äußerst wichtige Zentrierfähigkeit und Ansprechempfindlichkeit der mit Taschen versehenen Kolben ist damit wesentlich erhöht. Die Störanfälligkeit in Steuer- und Regelsystemen, verursacht durch Kolben, ist gemindert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines impulsseitigen Steuerkolbenteiles, das zugleich als Führung dient, dargestellt und nachfolgend erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht im Halbschnitt, F i g. 2 den Schnitt nach der Linienführung A-B der F i g.1, F i g. 3 die Teilabwicklung.
AmUmfang des Steuerkolbens sindDrucktaschen 1 angeordnet. Von einer Mittelbohrung 2, die mit einem vom Impulsdruck unabhängigen, nicht dargestellten Raum in Verbindung steht, führen radiale, mit Blenden 3 versehene Bohrungen 4 zu den Drucktaschen 1. Diese sind von Entspannungsleisten 5 allseitig und gleich breit umgeben. Zwischen den Drucktaschen 1 verlaufen in Längsrichtung Entspannungsnuten 6. Den Drucktaschen ist auf der dem, Impulsflüssigl@eitsraum 8 zugewandten Seite eine Entspannungsringnut 7 mit einer schmalen Entspannungsleiste 9 vorgelagert. Die Entspannungsringnut 7 ist über die axial verlaufenden Entspannungsnuten 6 mit einem Abflußraum 10, in dem ein verhältnismäßig geringer Druck herrscht, verbunden. Diese Verbindung kann auch durch nicht dargestellte axiale Bohrungen bei etwas tiefer eingestochener Entspannungsringnut 7 erfolgen.

Claims

Patentanspruch: Mit Impulsflüssigkeit stirnseitig beaufschlagter Steuerkolben, der mit am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten, vom Kolbeninneren her gespeisten und von Entspannungsleisten umgebenen Drucktaschen versehen ist, zwischen denen axiale Entspannungsnuten verlaufen, die mit einem der Impulsseite gegenüberliegenden Raum verbunden sind, insbesondere für hydraulische Turbinenregelungen, dadurch gekennzeichnet, daß den Drucktaschen (1) impulsflüssigkeitsseitig eine Entspannungsleiste (9) mit einer Entspannungsringnut (7) vorgelagert ist, die mit den zwischen den Drucktaschen verlaufenden Entspannungsnuten (6) in Verbindung steht, wobei die Zuleitung (4) zu den Drucktaschen mit einem vom Impulsflüssigkeitsdruck unabhängigen Raum verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 842 877, 847 387, 1002174; deutsche Auslegeschrift Nr. 1085 642; britische Patentschrift Nr. 139 404; USA.-Patentschriften Nr. 1783 441, 2 064 969.