DE160293C

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Publication number: DE160293C
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KAISERLICHES

"PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht auf eine hydraulische Steuerung, bei welcher durch die Bewegung eines entlasteten -Steuerorganes die Kraft zur Bewegung eines die Zu- und Abflußöffnungen steuernden zweiten Steuerorganes selbsttätig ausgelöst wird.

Bei vielen der bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art übt das Druckmittel, wenn sehr hoher Überdruck verwendet wird, doch noch

ίο eine Rückwirkung auf das erste gesteuerte Organ aus, so daß die zum Bewegen des letzteren erforderliche Kraft unter ein gewisses Maß nicht verringert werden kann.

Durch die. vorliegende Erfindung wird dieser Nachteil behoben, indem die den Gegenstand derselben bildende Vorrichtung derart gebaut ist, daß das flüssige oder luftförmige Druckmittel auf das Steuerorgan weder in der Seitenrichtung, noch in der Richtung der Bewegung eine nennenswerte Wirkung ausübt. Dies wird der Erfindung" gemäß dadurch erreicht, daß das_ im übrigen entlastete Steuerorgan ausschließlich zum Auslassen des Druckmittels ins Freie benutzt wird. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist eine derartige, daß das zweite Organ den Bewegungen des ersteren sowohl bezüglich der Richtung als auch bezüglich des Taktes (mit einer gewissen Phasenverschiebung) folgt, oder dieselben sozusagen nachmacht, wobei noch zu bemerken ist, daß die Weglängen der beiden Elemente gleich groß oder verschieden sein können.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung beispielsweise dargestellt, wobei

Fig. ι den Längsschnitt der einen Ausführungsform,

Fig. 2 den Längsschnitt der anderen Ausführungsform veranschaulicht.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Steuerorgan durch einen Schieber α gebildet, der die Gestalt eines beiderseitig offenen Rohres mit zugeschärften Enden besitzt, und auf welchem die die Primärbewegung vermittelnde Schieberstange b befestigt ist.

Der innere Hohlraum des Schiebergehäuses c endigt auf der einen Seite in einer dem S.chieberdurchmesser entsprechenden zylindrischen Bohrung d, auf der anderen Seite in einer bis zum Schieberdurchmesser verengten, konischen Bohrung e und kommuniziert durch den Kanal / mit dem Hohlraum h des Ventilgehäuses g. In diesem Ventilgehäuse ist ein kegelförmiges Kolbenventil i geführt, welches sich in einer die beiden Räume h h des Ventilgehäuses verbindenden, zylindrischen Bohrung h' bewegt; auf die eine Führungsstange dieses Ventiles ist eine durch eine Schraubenmutter und Unterlegscheibe begrenzte Spiralfeder k aufgeschoben, während die auf dem entgegengesetzten Ende aus dem Ventilgehäuse herausreichende andere Führungsstange des Ventiles mit dem zu bewegenden Mechanismus verbunden ist. Das hochgespannte Druckmittel, z. B. Wasser oder Öl, gelangt durch den Kanal j in das Ventilgehäuse, dessen Innenraum an den Austrittspunkten der Ventilführungsstangen auf bekannte Weise abgedichtet sein kann.

Die Vorrichtung wirkt derart, daß bei der Verschiebung des Kolbens α in der Pfeilrichtung je nach der Länge der Verschiebung mehr oder weniger Flüssigkeit aus der konischen

Bohrung des Schiebergehäuses c ausfließt, wodurch das Gleichgewicht auf beiden Seiten des Ventilhohlraumes gestört wird und das durch den Kanal / mit dem Hochdruckraum (z. B. einem Akkumulator) in Verbindung stehende Druckmittel das Kolbenventil i gleichfalls in der Pfeilrichtung seitwärts drückt. Hierdurch gelangen infolge der Kegelform des Ventiles i die beiden Räume

ίο h, h miteinander in Verbindung, und kann je nach der Öffnung des Schiebers α ein wenig Flüssigkeit durch die zylindrische Bohrung h', den linksseitigen Raum h, den Kanal / und die Öffnung e ins Freie ausfließen. Es ist klar, daß die Bewegung des Kolbens im Verhältnisse der Durchflußquerschnitte mit der Verschiebung des Schiebers immer proportional sein wird, da neben dem Kolbenventil immer nur so viel Flüssigkeit durchfließen kann, als der Schieber ausläßt, und da nach einer bestimmten Verschiebung des Schiebers und nach einer eine entsprechende Öffnung bewirkenden Kolbenbewegung an den beiden Seiten des letzteren das Gleichgewicht hergestellt wird, so daß derselbe keine weitere VerSchiebung ausführen kann. Sobald der Schieber α bei seinem Rückgange die Öffnung e wieder verschließt, gleichen sich die Drücke in den Räumen h, h aus, worauf die Feder k das Kolbenventil i wieder in seiner ursprüngliche Lage zurückbringt.

Wie man sieht, wird dadurch, daß der Schieber α lediglich zum Auslassen der Flüssigkeit \⁷erwendet ist, auf denselben infolge seiner Anordnung, seiner hohlen Ausführung, sowie infolg'e der Zuschärfung seiner Kanten keinerlei einseitiger Druck ausgeübt; die während des Ausfließens sonst auftretende Saugwirkung wird durch Gestaltung des Schiebers aufgehoben.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfühmngsform hat die Vorrichtung eine derartige Anordnung, daß der Schieberkasten des die Primärbewegung ausführenden Schiebers auf dem die Sekundärbewegung ausführenden Element, in dem vorliegenden Beispiele auf dem- Druckzylinder angebracht ist, so daß der Zylinder den Schieberkasten mit sich nimmt, und daß in dem Momente, wo die Weglänge der Sekundärbewegung der der Primärbewegung gleich wird, der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist. Zu bemerken ist jedoch, daß die beiden Weglängen nicht unbedingt gleich sein müssen, indem der Weg der Sekundärbewegung durch Einschalten irgend einer bekannten Hebel- oder sonstigen Übersetzung beliebig vergrößert oder verkleinert werden kann. Behufs weiterer A^errmgerung der zur Ausführung der Primärbewegung erforderlichen Kraft ist bei diesem Ausführungsbeispiel noch ein Vermittlungsventil eingeschaltet, welches das eigentliche Steuern bewirkt. Infolge der Einschaltung dieses Vermittlungsventiles kann die Menge des Druckmittels, welche der Primärschieber bei jedem Hube auszulassen hat, auf ein sehr geringes Maß reduziert werden, was die Verkleinerung der Dimensionen desselben, sowie die λ/'erringerung der sämtlichen auf denselben einwirkenden Bewegungswiderstände zur Folge hat.

Auf dem festgestellten Kolben 38 bewegt ·. sich der Zylinder 40, der durch die Spiralfeder 54' gegen den Kolben gedrückt wird. In einer entsprechenden Bohrung des mit dem Zylinder 40 aus einem Stück gebildeten Schiebergehäuses 41 spielt der durch die Schieberstange 52 bewegte Schieber 53', der ähnlich wie der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Rohrschieber ausgebildet sein kann.

Nahe zu den beiden Enden der Schiebergehäusebohrung' sind nach außen verengte Aushöhlungen 60, 60' vorgesehen, welche ins Freie münden und von denen die eine (60) mit dem Innern des Zylinders, die andere (60') mit dem Vermittlungsventilgehäuse 61 in Verbindung steht. Die Mündungen der konischen Aushöhlung'en 60, 60' sind zylindrisch und passen dicht auf die Oberfläche des Schiebers 53'.

Auf dem Schiebergehäuse41 ist dasVermittlungsventilgehäuse 61 angeordnet, in welchem sich das eigenartig geformte Vermittlungsventil 70 bewegt. Der Kanal 62 des Ventilgehäuses, welcher durch ein biegsames Rohr 42 , mit dem Akkumulator oder mit einer Pumpe in Verbindung steht, ist mit Erweiterungen 63,64 versehen, durch welche die das Vermittlungsventil aufnehmende Bohrung hindurchgeht. Die Aushöhlung· 65 des Ventilgehäuses kommuniziert durch das Rohr 45 mit dem Zylinderinnern, während die Aushöhlung 66 ins Freie mündet. Die Ausnehmungen 67 und 68 sind durch das Rohr 69 mit der Aushöhlung 60' des Schieberkastens 41 verbunden. Das \^ermittlungsventil 70 ist als Differentialkolbenventil ausgebildet, d. h. dasselbe hat unten einen größeren Durchmesser als oben, ist bei der Ausnehmung 66 abgesetzt und besitzt zwischen den Ausnehmungen 64 und 65 einen eingedrehten Hals, welcher die Verbindung zwischen diesen beiden Ausnehmungen je nach der Stellung des Ventiles öffnet bezw. schließt. Die Ausnehmung 67 ist durch eine dünne konische Bohrung auch mit dem Kanal 62 verbunden, welche Bohrung durch das nadelartige Ende 72 des Ventiles verschlossen werden kann.

Die Wirkungsweise der mit dem Vermittlungsventil versehenen Vorrichtung ist folgende :

Wenn der Schieber 53' eine der Pfeilrichtung I entsprechende Bewegung macht, so wird

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die Ausnehmung 60 mit dem Freien verbunden, worauf die Feder 54' die Flüssigkeit aus dem Zylinder ins Freie hinausdrückt und den Zylinder selbst ebenfalls in der Pfeilrichtung I so lange verschiebt, bis die zylindrische Mündung der Ausnehmung 60 die Schieberkante erreicht und dadurch das weitere Ausströmen der Flüssigkeit verhindert, wodurch der frühere Ruhezustand wieder hergestellt wird.

Wie ersichtlich, hat der Zylinder während dieser Zeit eine der Schieberbewegung gleichgerichtete und gleich große Bewegung vollführt.
Wird der Schieber 53' in der Pfeilrichtung· II verschoben, so strömt durch die Ausnehmung 60' aus dem Rohre 69 ein wenig Flüssigkeit aus, so daß in der Ausnehmung 68 eine Druckverminderung entsteht bezw. der Druck vollkommen aufgehoben wird, wodurch das Ventil 70, auf dessen unteres, in' die Ausnehmung 68 reichendes Ende nunmehr ein geringerer Druck wirkt als auf dessen oberes, in die unter Akkumulatorendruck stehende Ausnehmung 63 reichendes Ende, durch den Überdruck nach unten gedrückt wird. Hierbei öffnet die Kante 73 des Ventiles die Verbindung zwischen den Ausnehmungen 64 und 65, wodurch die hochgespannte Flüssigkeit aus dem Rohre 42 durch den Kanal 62, die Ausnehmungen 64 und 65 und das Rohr 45 in den Zylinder strömt und denselben in der Pfeilrichtung II verschiebt. Sobald infolge der Zylinderverschiebung die zylindrische Mündung der Ausnehmung 60' die Kante des Schiebers 53' erreicht, wird die weitere Ausströmung der Flüssigkeit ins Freie unterbrochen, und wächst der Druck im Rohre 69 infolge des Eindringens der hochgespannten Flüssigkeit durch die Bohrung 71 wieder auf die normale Höhe, wodurch das Ventil 70 infolge des auf sein unteres, größeren Querschnitt besitzendes Ende einwirkenden Überdruckes wieder hochgehoben wird, und die Ausnehmung 65 gegen den Kanal 62 versperrend die weitere Einströmung der Flüssigkeit in den Zylinder verhindert, wodurch die Bewegung des Zylinders aufhört. Es ist klar, daß, sobald der Zylinder eine der Schieberbewegung in bezug auf Richtung und Länge entsprechende Bewegung vollführt hat, die weitere Flüssigkeitseinströmung sofort aufhört und der Zylinder stillsteht.

Zu bemerken ist, daß der auf die obere Seite des Vermittlungsventiles wirkende, konstante Flüssigkeitdruck auch durch Federdruck oder durch eine sonstige Belastung ersetzt werden kann.

Fig. 3 zeigt beispielsweise eine derartige Ausführung, bei welcher der auf das Vermittlungsventil von oben wirkende Flüssigkeitsdruck durch den Druck der Feder 63 ersetzt ist. Die übrige Anordnung und Wirkungsweise dieser Abänderung ist sonst ganz die nämliche als bei dem in Fig. ι dargestellten Ausführungsbeispiele.

Der eine gewisse Phasenverschiebung bewirkende Zeitunterschied zwischen den Bewegungen des Schiebers und des Zylinders kann durch entsprechende Wahl der Ausflußquerschnitte, des Flüssigkeitsdruckes und der Masse des Schiebers auf ein sehr geringes Maß reduziert werden.

Wie ersichtlich, wird bei der den Erfindungsgegenstand bildenden Steuerung infolgedessen, daß der Schieber ausschließlich zum Ausströmenlassen der Flüssigkeit ins Freie benutzt wird, sowie auch infolge der eigenartigen Gestaltung des steuernden Schiebers, die Entstehung jedes auf den Schieber ausgeübten einseitigen Flüssigkeitsdruckes, dynamischen Druckes, jeder Saugwirkung, sowie jedes Reibung hervorbringenden Seitendruckes verhindert, wodurch die Entlastung des Schiebers die denkbar vollkommenste ist, so daß die auf die Schieberstange, beziehungsweise auf das die Primärbewegung verursachende Mittel ausgeübte Rückwirkung auf ein sehr geringes ' Maß reduziert ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Hydraulische Steuerung, bei welcher durch die Bewegung eines entlasteten Steuerungsorganes die Kraft zum Bewegen eines die Zu- und Abflußöffnungen steuern- ⁹^ den zweiten Organes ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerorgan das Druckmittel ins Freie ausläßt, wodurch ein Druckunterschied geschaffen wird, welcher das zweite Organ umsteuert, wobei jeglicher einseitige Druck oder Reibung verursachende Seitendruck auf das erste Organ vermieden wird (Fig. 1 und 2).
2. Ausführungsform der Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Primärbewegung ausführenden Auslaßschieber (α, Fig. 1), der behufs .Vermeidung der durch das ausströmende Druckmittel auf denselben ausgeübten Saugwirkung die Gestalt eines an beiden Enden offenen Rohres besitzt.
3. Ausführungsform der Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Sekundärbewegung ausführenden, auf einer Seite mit einer Feder (k) oder sonstwie belasteten, ventilartig wirkenden Treibkolben (i), dessen eine Seite mit der Druckflüssigkeit und dessen andere Seite mit dem Gehäuse des durch Anspruch 2 gekennzeichneten Rohrschiebers (a) in Verbindung steht, so daß der Kolben bei der die Flüssigkeit auslassenden Bewegung des

Schiebers durch die Druckflüssigkeit in die eine Richtung bewegt und bei der die Ausströmung absperrenden Verschiebung des Schiebers durch die Feder (k) zurückgedrückt wird, wobei infolge der ventilartigen Ausbildung des Kolbens die Flüssigkeit von der einen Seite desselben auf die andere überströmt, so daß die Kolljenbewegung mit der Schieberbewegung

ίο proportional ist (Fig. i).
4. Ausführungsform der Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Ende eines feststehenden Kolbens ein die Sekundärbewegungen vollziehender, von der einen Seite durch Federdruck belasteter Treibzylinder (40) angeordnet ist, der mit dem Gehäuse des die Primärbewegung ausführenden Schiebers (53') starr verbunden ist, und dessen Ausflußkanal mit der einen Ausflußöffnung des zweiseitigen Schiebergehäuses verbunden ist, während der Einflußkanal dieses Zylinders mit einem Vermittlungsventil (70) in Verbindung steht, welches derart zwisehen die Druckiiüssigkeitsquelle (Akkumulator usw.) und den Treibzylinder (40) eingeschaltet ist, daß durch die einseitige Bewegung des Schiebers das Druckzylinderinnere durch den letzteren unmittelbar mit dem Freien in Verbindung gebracht wird, während durch die entgegengesetzte Verschiebung des Schiebers die eine, größeren Querschnitt besitzende Seite des als Differentialkolben ausgebildeten und an beiden Enden unter Flüssigkeitsdruck stehenden Vermittlungsventiles mit der Außenluft verbunden wird, und infolge des hierdurch entstehenden einseitigen Flüssigkeitsdruckes eine die Druckflüssigkeit in den Druckzylinder einlassende Bewegung ausführt (Fig. 2).
5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Vermittlungsventil von der einen Seite wirkende konstante Flüssigkeitsdruck durch Federdruck (63') ersetzt ist (Fig. 3).
6. Eine Abänderung der Ausführungsform der Vorrichtung; nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebergehäuse und das Ventilgehäuse auf einem in einem feststehenden Zylinder beweglichen Kolben angebracht ist.
7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Treiborgan (Kolben oder Zylinder) wirkende und dessen Rückgang verursachende konstante Federdruck durch einen besonderen Flüssigkeitsdruck ersetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.