DE1923148C - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents

Description

Wirkungsgrad.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sieht die Er-

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervor- 40 findung vor, daß die Verschiebung des beweglichen, richtung mit einem Motor zum Verstellen angetriebe- federbelasteten Gliedes in einer gegebenen Richtung ner Teile, insbesondere für Werkzeugmaschinen, mit von der Kraft der Feder zuzüglich des Druckes des einer verstellbaren Pumpe, mit einem Steuerschieber, über das Auswahlventil gelieferten Motordruckes auf der den Motor nach Maßgabe eines Steuerdruckes einer Seite des Motors abzüglich des Druckes der wahlweise mit dem Pumpendruck und einem Vorrats- 4S Pumpe abhängt.

behälter verbindet, und mit einem zwischen der Am Beispiel der in der Zeichnung dargestellten Aus-

Pumpendruckleitung und dem Vorratsbehälter liegen- führungsformen wird die Erfindung nun weiter beden Pumpensteuerventil, das ein einseitig federbelaste- schrieben. In der Zeichnung ist
tes Glied enthält, das die von der Pumpe zum Motor F i g. 1 schematisch eine Darstellung einer ersten

geförderte Leistung bestimmt. 50 Ausführungsform der Steuervorrichtung,

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen verwen- F i g. 2 in größerem Maßstab ein Schnitt nach der

den häufig elektrohydraulische Servoantriebe für die Linie2-2 in Fig. 1.

Schlitten. Bekannt ist ein Antrieb mit elektrohydrau- F i g. 3 schematisch eine Darstellung einer abgeän-

lischer Steuerung aus einem durch ein Servoventil ge- derten Ausführungsform, welche die in F i g. t mit steuerten hydraulischen Motor. Dieser Antrieb spricht 55 gestrichelten Linien umschlossene Einheit G ersetzt,
sehr gut auf Eingangsbefchle an, ist aber relativ unge- F i g. 4 in größerem Maßstab ein Schnitt nach der

nau. Hin anderer bekannter Antrieb enthält eine Pumpe Linie 4-4 in F i g. 3,

mit sogenannter Steuerschaltung, die einen hydrauli- F i g. 5 schematisch eine Darstellung einer abgeän-

schcn Motor antreibt. Dieser Antrieb ist genauer als derten Ausführungsform, welche die in F i g. 1 mit geder durch ein Servoventil gesteuerte Motor, spricht 60 strichelten Linien umschlossene Einheit H ersetzt,
aber nur ziemlich langsam auf einen Eingangsbefehl an. F i g. 6 schematisch eine Darstellung einer weiteren

Hei einer weiteren bekannten Verstelleinrichtung Ausführungsform der hydraulischen Steuervorrichtung, eines hydraulischen Antriebes (Patentschrift 20485 F i g. 7 schematisch eine Darstellung einer abgeän-

dcs Amtes für Patent- und Erfindungswesen in Ost- derten Ausführungsform, welche die in F i g. 6 mit Berlin) wird die Fördermenge der von einer Pumpe 65 gestrichelten Linien umschlossene Einheit G-I ersetzt, einem Motor zugeleiteten Druckflü.s.v_t;.e!t nach Maß- F i g. 8 schematisch eine Darstellung einer abgeän-

gabe der Motorbdastung verändert, deren Druck derten Ausführungsform, welche die in F i g. 6 mit jciJocii konstant gehallen. Eine andere bekannte Ver- gestrichelten Linien umschlossene Einheil H-I ersetzt,

F ig. 9 schematisch die Darstellung einer weiteren Schieberkolben22 nach rechts verschoben, wird der Ausfuhrungsform der hydraulischen Steuervorrich- Strömungsdruck nach dem Bernoullischen Gesetz den P^ -U- Schieberkolben 22 nach links verschieben. Wenn der

Ij ig. lü ^nematisch eine Darstellung einer abge- Schieberkolben 22 nach rechts verschoben ist, wird änderten Ausfuhrungsform, welche die in F ig. 9 mit 5 daher zur Überwindung dieses Strömungsdruckes der gestrichelten Linien umschlossene Einheit G-I ersetzt. Flüssigkeitsdruck am linken Ende des Steuerschiebers - α ^lg a ^i¹.?"™¹¹⁵⁰" ^eme Darstellung einer abge- 16 stets etwas größer gehalten als am rechten Ende, änderten Ausfuhrungsform, welche die in F i g. 9 mit Das Entgegengesetzte gilt, wenn der Schieberkolben 22 gestrichelten Linien umschlossene Einheit H-I ersetzt. nach links verschoben ist. Die Verschiebung des XA \_n ^^{eigt emen umkehrbare}* hydraulischen 10 Steuerkolbens 36 erfolgt daher stets in der gleichen Motor 10, eine Pumpe 12A mit veränderlicher Förder- Richtung wie jene des Schieberkolbens 22. menge, welche Flüssigkeit unter einem Druck P, einer Das Pumpensteuerventil 42 weist einen Schieber 50

Leitung 43 zufuhrt, und einen Vorratsbehälter 14. auf, der mit drei Kolben 56, 58 und 59 versehen ist.

Der Motor 10 ist an eine Last 11 angeschlossen, Die Kolben bilden eine erste Endkammer 40, eine erste z. B. den Tisch oder Schlitten einer Werkzeugmaschine. 15 mittlere Kammer 44, eine zweite mittlere Kammer 45 Em Steuerschieber 16 zur Richtungs- und Drehzahl- und eine zweite Endkammer 46. Der Druck in der steuerung verbindet die Pumpe 12 A unu den Vorrats- Kammer 40 ist stets gleich dem Eingangsdruck P₁ des behälter 14 mit der einen oder der anderen der Leitun- Motors 10. Die erste mittlere Kammer 44 ist mit einer gen 18,20. Die Bewegungsrichtung des Schieber- ersten Steuerkolben-Zylinderanordnung 61 der Pumpe kolbens 22 bestimmt, welche der Leitungen 18 oder 20 ao 12 A verbunden. Die zweite mittlere Kammer 45 ist mit mit der Pumpe 12 und welche mit dem Vorratsbehälter einer zweiten Steuerkolben-Zylinderanordnung 63 der 14 verbunden wird. Pumpe 12/i verbunden. Die rechte Endkammer 46 des

Die Bewegungsrichtung des Schieberkolbens 22 Pumpensteuerventils 42 ist durch die Leitung 47 mit wird durch ein bekanntes elektrohydraulisches Rück- dem Zuführungsdruck P_x verbunden. Die öffnung 52 kupplungssystem bestimmt, das in der rechten oberen 35 ist derart angeordnet, daß sie bei Verschiebung des Ecke der F i g. 1 dargestellt ist. Es nimmt ein Befehls- Schiebers 50 nach rechts geschlossen ist. Die öffnung signal an der Vergleichseinrichtung 24 auf und ver- 53 ist derart angeordnet, daß sie bei Verschiebung des gleicht es mit einer Schlittenstellung oder Geschwindig- Schiebers 50 nach rechts geöffnet ist. Eine Feder 54 keit, welche durch den Rückkopplungsfühler 26 ge- dient zur Vorbelastung des Schiebers 50, um den messen wird. Größe und Richtung des Vergleichs- 30 Mindestzuführungsdruck P, oder den Druckabfall P_n wertes bestimmen Größe und Richtung der Bewegung an der stromaufwärts liegenden öffnung des Steuerdes Schieberkolbens 22 durch den Drehmoment- Schiebers 16 zu bestimmen (öffnung 27, wenn der motor 28. Schieberkolben 22 nach rechts verschoben ist, und

Die Pumpe 12A führt Druckflüssigkeit durch die öffnung 29, wenn dieser nach links verschoben ist). Leitungen 15 und 17 beiden Seiten des Steuerschiebers 35 Dies ergibt sich durch Ausgleich der auf den Schieber 50 16 zu. Wenn angenommen wird, daß das Signal des wirkenden Drücke. Die auf das linke Ende wirken A Rückkopplungssystems den Anker des Drehmoment- Kraft ist der Zuführungsdruck P» mal der Endflächede motors 28 nach rechts bewegt, ist die öffnung 19 vor- des Kolbens 59. Die auf das rechte Ende wirkende übergehend teilweise geschlossen, während die öff- Kraft ist die Kraft F, der Feder 54 plus dem Druck P₁ nung 21 vorübergehend teilweise geöffnet ist. Dadurch 40 auf der Eingangsseite des Motors 10 mal der Endwird der Druck an der linken Seite des Steuerschiebers fläche A₁ des Kolbens 56. Die auf den Schieber 50 wir-16 vorübergehend erhöht und der Druck an der rechten kenden Gesamtkräfte können mathematisch wie folgt Seite vorübergehend verringert. Der Schieberkolben 22 ausgedrückt werden: wird daher nach rechts in die in F i g. 1 gezeigte Ruhe- _F , _p , _p .

lage verschoben. Die Leitung 18 ist mit der öffnung 23 45 ' '

des hydraulischen Auswahlventils 30 verbunden. Die oder, da die Endflächen A und A₁ der beiden Kolben 59 Leitung 20 ist mit der Öffnung 25 des hydraulischen und 56 gleich sind, wie folgt: Auswahlventils 30 verbunden. Wenn der Druck am FIA ^ P - P

linken Ende des Steuerschiebers 16 vorübergehend er- ' '"

höht wird, nimmt der Druck am linken Ende des hy- 50 Pt-P₁ ist der Druckabfall P_n an der stromaufwärts draultschen Auswahlventils 30ebenfalls vorübergehend liegenden öffnung des Steuerschiebers 16 (Öffnung 27, zu. Wenn der Druck am rechten Ende des Steuer- wenn der Schieberkolben 22 nach rechts verschoben Schiebers 16 vorübergehend vermindert wird, nimmt ist, und öffnung 29, wenn der Schieberkolben 22 nach der Druck am rechten Ende des hydraulischen Aus- links verschoben ist). Die durch die Fedei 54 ausgeübte wahlventils 30 ebenfalls vorübergehend ab. Diese 55 Kraft pro Flächeneinheit ist daher gleich dem Druck-Driickänderungen verschieben den Steuerkolben 36 des abfall an der stromaufwärts liegenden Öffnung des hydraulischen Auswahlventil:; 30 nach rechts, so daß Steuerschiebers, der durch die Differenz zwischen P₁ die linke Kammer 40 eines Pumpensteuerventils 42 und P, bestimmt wird und der auch gleich ist der Hälfte über die öffnung 23 und die Leitung 38 dem Druck in des Mindestzuführungsdrucks. Wenn die Belastung de> der Leitung 18 unterworfen wird. 60 Motors 10 zunimmt, nimmt P₁ zu. Da P₁ mit der

Der Steuerkolben 36 bleibt stets in der gleichen Kammer 40 verbunden ist, wird dadurch der Schieber Richtung verschoben wie der Schieberkolben 22. Wird 50 nach rechts bewegt, so daß die öffnung 52 gcbeispielsweise wieder angenommen, daß der Schieber- schlossen und die öffnung 53 geöffnet wird. Dadurch kolben 22 nach rechts verschoben ist, wie Fig. 1 zeigt, wird die erste Steuerkolben-Zyliiulcranordiumg 61 wirken drei Kräfte auf ihn ein. Es sind dies die Drücke 65 über die öffnung 55 dem Ziiführungsdruck P, unterder Flüssigkeit am rechten und linken Ende des Steuer- worfen. Dadurch wird auch die zweite Steuerkoibenschiebers 16 und der Strömungsdruck der Flüssigkeit, Zylinderanordnung 63 über die öffnum» *\ mii ri.-m

die (llirrh «lic öfTnünp-fr! TT ::r..· ?« .1.."...·■ ".·■..: : ■■ ·

der Pumpe 12.4 wird ^ergr^Bert. Der Druck P-. »ird somit der Belastung proportional gehalten.

Wenn die Belastung de* Motors 10 konstant gehalten und der hm^angsdruck beispielsweise verdoppelt »ird. indem der Schieberk<Mben 22 doppelt *" »eil verschoben wird, »erden die Strömung durch den Motor und demgemäß die Gesch*indigkdl am Ausgang ebenfalls verdoppelt entsprechend der Gleichung:

Q KXr I K₁ .

Dabei bedeutet:

Pt den Druckabfall an der stromaufwärts liegenden Öffnung des Steuerschiebers 16 (Öffnung 27, wenn der Schieberkolben 22 nach rechts verschoh«> «s!. ößii Öffnung 29. s-ess dieser nach !inks verschoben ist).

ρ die Strömungsgeschwindigkeit. Xr die Verschiebung des Schiebertoibens 22 und K eine Konstante.

Da der Druckabfall Pr, an der öffnung des Steuerschiebers 16 konstant ist. wie oben gezeigt wurde, und A' eine Konstante ist. ist die Strömungsgeschwindigkeit Q nur zur Verschiebung .V, des Schieberkolbens 22 proportional. Da Q auch die Strömungsgeschwindigkeit durch die stromabwärts liegende öffnung ist. kann dieselbe Gleichung angewendet werden, um zu zeigen, daß auch P, konstant ist. Die Steuervorrichtung arbeitet daher linear, indem eine Verdopplung der Verschiebung des Schieberkolbens 22 den Ausgangsdruck des Motors 10 verdoppelt. Außerdem ist der Ausgangsdruck des Motors 10 nur ν cn der Verschiebung des Schieberknibens 22 abhängig und von der Last 11 unabhängig.

hin Sicherheitsventil 85 erhöht die Sicherheit. Auch die verengten Stellen 57.59 und 61 tragen zur Stabilität bei. Ein besonderes Merkmal ist die Form der öffnungen 52.55 und 53. Wie F i g. 2 zeigt, sind diese Öffnungen winkelförmig ausgebildet und so angeordnet, daß der Scheitel des Winkels der Flüssigkeitsströmung zuerst und zuletzt ausgesetzt wird. Dies ermöglicht eine allmähliche statt einer plötzlichen Veränderung der Strömung.

F i g. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Einheit G. Eine Pumpe 112 mit veränderlicher Fördermenge weist Kolben- und Zylinderanordnungen 161 und 163 auf. Dadurch wird der Obergang von einem Vicrwege-Pumpensteuerventil auf ein Dreiwegc-Pumpensteuerventil 142 vereinfacht. Das Ende des Kolbens 75 der Kolben-Zylinderanordnung 163 ist dem Zuführungsdrude P, ausgesetzt und weist eine kleinere Endfläche als der Kolben 77 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Endfläche des Kolbens 75 die Hälfte der des Kolbens 77. Der auf den Kolben 77 wirkende Druck beträgt notwendigerweise P.12. sobald sich die Taumelscheibe der Pumpe 112 in der Ruhelage befindet. Wenn die Belastung des Motors 10 erhöht wird, wird auch der Eingangsdruck P, zunehmen. Dadurch wird der Druck in der Leitung 38 erhöht, der seinerseits den Druck in der Kammer 140 vergrößert. Der Schieber 150 wird daher nach rechts bewegt, so daß der Kolben 77 über die öffnung 153 einem größeren Prozentsatz des Zuführungsdrucks P. ausgesetzt wird. Wenn der Emgangsdruck /*, des Motors 10 verringert wird, wird sich der Schieber 150 nach links bewegen und die an die F.ndfläihc des Kolbens 77 angrenzende Flüssigkeit dem Vorratsbehälter 114 zuführen. Der Winkel dci Taumelscheibe der Pumpe wird daher verändert, um die Veränderung der Belastung zu kompensieren. Entsprechend der Beschreibung der Fiel kann wieder gezeigt werden, daß

F, A P. P₁ .

Die Vorrichtung arbeitet daher sowohl linear als auch mit einem Belastungsausgleich.

Em besonderes Merkmal bildet wieder die Form der ία Öffnungen 152 und 153. Sie sind in F i g. 4 dargestellt. Die Öffnungen sind winkelförmig ausgebildet und so angeordnet, daß der Scheitel des Winkels der Flüssigkeitsströmung zuerst und zulelzl ausgesetzt wird. Diese Form ermöglicht eine allmähliche Veränderung der Strömung.

W ie die Emh.eit H m F i g. 1 zeigt, bewegen sich der Schieberkolben 22 und der Steuerkolben 36 in der gleichen Richtung. Dies kann auch durch andere Mittel erreicht werden, als in F i,g. 1 gezeigt sind. Die beiden to Kolben könnten mechanisch miteinander verbunden sein oder einen festen Bestandteil des gleichen Ventils bilden. Die letztere Möglichkeit ist in F i g. 5 dargestellt. Der Schieberkolben 122 des Steuerschiebers ist wieder nach rechts verschoben. Die Flüssigkeit strömt as dann durch d?e Leitung 43 und die öffnung 127 in die Leitung 18. dann durch den Motor 10 in die Leitung 20 und durch die Öffnung 129 in den Vorratsbehälter 114. Der Druck P₁ in der Leitung 18 wirkt auch auf die öffnung 123. Wenn der Schtebcrkolben 122 nach links verschoben wurde, wird der Eingangsdruck dem Motor 10 durch die Leitung 20 zugeführt, welche dann ihrerseits mit der Öffnung 123 verbunden ist. Die öffnung 123 fuhrt zur Leitung 38. die mit der Kammer 40 des Pumpcnsteuerventils 42 verbunden ist. Der Steuerkolben 36 des AuswahJvenük ist daher fest mit dein Schieberkolben 122 verbunden.

Die Verschiebung des Schieberkolbens 122 kann durch eine mechanische Verbindung mit dem Drehmomentmotor 128 gesteuert werden, wie F i g. 5 zeigt. Diese Verschiebung kann jedoch wie in F i g. 1 auch durch Verwendung von Steuerdruckeinrichtungen gesteuert werden.

Das hydraulische Auswahlventil 30 hat den Zweck, die Kammer 40 des Pumpensteuerventils 42 dem Druck auf der Eingangsseite des Motors 10 auszusetzen. Dies kann auch auf andere Weise erreicht werden, z. B. durch eine Reihe von Rückschlagventilen. Die bisherige Beschreibung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung, bei welcher der Steuerdruck des Pumpensieuerventils der Eingangsdruck des hydraulischen Motors ist. Wenn jedoch die Belastung des hydraulischen Motors zunimmt, nimmt nicht nur dessen ' Eingangsdruck zu, sondern dessen Ausgangsdruck nimmt auch ab. Das Entgegengesetzte gilt, wenn die Belastung des Motors abnimmt. Die in den F i g. 6 bis 8 gzeigten Ausführungsformen veranschaulichen, wie diese Veränderung des Ausgangsdruckes verwendet wird, um den Eingangsdruck des Motors zu steuern. F i g. 6 zeigt einen umkehrbaren hydraulischen Motor 10-1 sowK eine Pumpe 12-1 mit veränderlicher Fördermenge, welche Flüssigkeit unter einem Zuführangsdruck P, einer Leitung 43-1 zuführt, und einen Vorratsbehälter 14-1.

Der Motor 10-1 ist an eine nicht dargestellte Last angeschlossen. Ein Steuerschieber 16-1 zur Richtungsund Drehzahlsteuerung verbindet die Pumpe 12-1 und den Vorratsbehälter 14-1 mit der einen oder der anderen der Motorleitungen 18-1 oder 20-1. Welche der Lehun-

gen 18-1 und 20-1 mit der Pumpe 12-1 und weiche mit P₂ ist der Druckabfall P_v an der stromabwärts He-

dem Behälter 14-1 verbunden wird, ist von der Bewe- genden öffnung des Steuerschiebers 16-1 (öffnung gungsrichtung des Schieberkolbens 22-1 abhängig. 29-1, wenn der Steuerschieber 22-1 nach rechts, und

Die Bewegungsrichtung des Schieberkolbens 22-1 öffnung 27-1, wenn er nach links verschoben ist). Die wird durch ein Rückkopplungssystem bestimmt, das 5 durch die Feder 54-1 ausgeübte Kraft pro Flächendem in der rechten oberen Ecke der F i g. 1 gezeigten einheit ist daher gleich dem Druckabfall an der stromähnlich ist. * abwärts liegenden Öffnung des Schiebers, der durch Die Pumpe 12-1 führt durch die Leitungen 15-1 und den Ausgangsdruck P₁ bestimmt wird und der auch 17-1 Druckflüssigkeit jedem Ende des Steuerschiebers gleich der Hälfte des erforderlichen Mindestzuf Qh-16-1 zu. Wenn angenommen wird, daß das Signal des io rungsdrucks ist. Wenn die Belastung des Motors 10-1 Rückkopplungssystems den Anker 11-1 des Dreh- zunimmt, nimmt P₁ ab. Da P_t mit der Kammer 46-1 momentmotors 28-1 nach rechts bewegt, wird die öff- verbunden ist, wird dadurch der Schieber 50-1 nach nungl9-l vorübergehend teilweise geschlossen, wäh- rechts bewegt, so daß die öffnung 52-1 geschlossen und rend d^;e öffnung 21-1 vorübergehend teilweise geöffnet die öffnung 53-1 geöffnet wird. Dadurch wird die erste wird. Dadurch nimmt der Druck am linken Ende des 15 Steuerkoiben-Zyiiaaeranordnung όϊ-ΐ über die öfi-Steuerschiebers 16-1 vorübergehend zu, und der Druck nung 55-1 dem Zuführungsdruck P, unterworfen. Daam rechten Ende nimmt vorübergehend ab. Der durch wird auch die zweite Steuerkolben-Zylinder-Schieberkolben 22-1 wird infolgedessen nach rechts anordnung 63-1 über die öffnung 53-1 mit dem Vorverschoben, bis er die m F i g. 6 gezeigte Ruhelage ge- ratsbehälter M-I verbunden. Der Winkel der Taumelfunden hat Die Leitung 18-1 ist mit der öffnung 23-1 ao scheibeder Pumpe 12-1 wirddahervergrößert, wodurch und die Leitung 20-1 ist mit der öffnung 25-1 des Aus- auch die Ausgangsleistung der Pumpe vergrößert wird, wahlventils 30-1 verbunden. Wenn der Druck am um der erhöhten Belastung des Motors 10-1 zu entlinken Ende des Steuerschiebers 16-1 vorübergehend sprechen. Der Druck des Motors 104 wird somit der zunimmt, nimmt auch der Druck am Unken Ende des Belastung proportional gehalten und ein Betastungs-Auswahlventils 30-1 vorübergehend zu. Wenn der as ausgleich bewirkt

Druck am rechten Ende des Steuerschiebers 16-1 vor- Um die Sicherheit zu erhöhen, ist noch ein Ent

übergehend abnimmt, nimmt auch der Druck am lastungsventil 85-1 vorgesehen. Auch die verengten rechten Ende des Auswahlventils 30-1 vorübergehend Stellen 57-1, 59-1 und 61-1 tragen zur Stabilität bei. ab. Diese Druckänderungen verschieben den Steuer- Ein besonderes Merkmal bildet wieder die Form der kolben 36-1 nach rechts, so daß die rechte Kammer 30 öffnungen 52-1, 55-1 und 53-1, die winkelförmig aus-46-1 des Pumpensteuerventils 42-1 über die öffnung gebildet sind.

25-1 und die Leitung 38-1 dem Druck in der Leitung F i g. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der

20-1 ausgesetzt wird. in F i g. 6 mit gestrichelten Linien umschlossenen

Es ist zu bemerken, daß die Spindel 36-1 stete in der Einheit G-I. Eine Pumpe 112-1 mit veränderlicher gleichen Richtung wie die Spindel 22-1 verschoben 35'Fördermenge ist mit Kolben-und Zylinderanordnunbleibt, wie durch Anwendung des Bernoullischen Ge- gen 161-1 und 163-1 versehen. Das Ende des Kolbens setzes gezeigt werden kann. 75-1 der Kolben- und Zylinderanordnung 163-1 ist dem

Das Pumpensteuerventil 42-1 weist einen Schieber Zuführungsdruck P, ausgesetzt und weist eine kleinere 50-1 auf, welcher mit drei Kolben 56-1,58-1 und 59-1 Endfläche als der Kolben 77-1 auf. Die Endfläche des versehen ist. Die Kolben bilden eine erste Endkammer 40 Kolbens 75-1 beträgt die Hälfte jener des Kolbens 77-1. 40-1, eine erste mittlere Kammer 44-1, eine zweite Der auf den Kolben 77-1 wirkende Druck beträgt notmittlere Kammer 45-1 und eine zweite Endkammer wendigerweise Ρ,/2, sobald sich die Taumelscheibe der 46-1. Der Druck in der Kammer 46-1 ist stete gleich Pumpe 112-1 in der Ruhelage befindet. Wenn die Bedem Ausgangsdruck P_x des Motors 10-1. Die erste lastung des Motors 10-1 zunimmt nimmt der Ausmittlere Kammer 44-1 ist mit einer ersten Steuerkolben- 45 gangsdruckP, ab. Dadurch wird auch der Druck in Zylinderanordnung 61-1 der Pumpe 12-1 verbunden. der Leitung 38-1 verringert, welcher seinerseits den Die zweite mittlere Kammer 45-1 ist mit einer zweiten Druck in der Kammer 146-1 vermindert Der Schieber Steuerkolben-Zylinderanordnung 63-1 der Pumpe 12-1 wird nach rechts bewegt so daß der Kolben 77-1 über verbunden. Die linke Endkammer 40-1 ist mit dem die öffnung 153-1 einem größeren Prozentsatz des Vorratsbehälter 14-1 verbunden. Die öffnung 52-1 ist 50 Zuführungsdrucks P, ausgesetzt wird. Wenn der Ausderart angeordnet, daß sie bei Verschiebung des gangsdruck P, des Motors 10-1 zunimmt bewegt sich Schieben 50-1 nach rechts geschlossen ist Die öffnung der Schieber 150-1 nach links, und die an die Endfläche 53-1 ist derart angeordnet daß sie bei Verschiebung des Kolbens 77-1 angrenzende Flüssigkeit wird dem des Schiebers 50-1 nach rechte geöffnet ist Die Feder Vorratsbehälter 114-1 zugeführt 54-1 belastet den Schieber 50-1 vor, um den Mindest- 55 Wie die in F i g. 6 mit unterbrochenen Linien eingezuführungsdruck P, oder den Druckabfall P_v an der schiossene Einheit H-I zeigt sollen sich der Kolbenstromabwarts liegenden öffnung des Steuerschiebers schieber 22-1 des Steuerschiebers 16-1 und der Steuer-16-1 zu bestimmen (öffnung 29-1, wenn der Steuer- kolben 36-1 des hydraulischen Auswahlventils 30-1 in schieber 22-1 nach rechte, und öffnung 27-1, wenn er der gleichen Richtung bewegen. Dies kann auch durch nach links verschobeiHst). Dies ergibt sich durch Aus- 60 andere Mittel erreicht werden, als in F i g. 6 gezeigt gleich der auf den Schieber 50-1 wirkenden Kräfte. Die sind. F i g. 8 zeigt eine Ausf ührungsform. Der Kolbenauf das Unke Ende wirkende Kraft ist der Ausgangs- schieber 122-1 des Steuerschiebers ist nach rechts verdruck Pg mal der Endfläche A₁ 4es Kolbens 59-1. Die schoben. Die Flüssigkeit strömt dann durch die Leiauf das rechte Ende wirkende Kraft ist die Kraft F, der tung 43-1 und die Öffnung 127-1 m die Leitung 18-1, Feder 54-1. Die auf den Schieber 50-1 wirkende 65 durch den Motor 10-1 in die Leitung 20-1 und durch Gesamtkraft kann mathematisch wie folgt ausgedrückt die öffnung 129-1 in den Vorratsbehälter 114-1. Der werden: Druck P, in der Leitung 20-1 wirkt auch auf die öff-

F, = P₂A₁ oder FtIA_x-P_x . nung 123-1. Wenn der Kolbenschieber 122-1 nach

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9 ¹ ίο

links verschoben wurde, wird dem Motor 10-1 der Ein- der Pumpe 12-2 verbunden. Die zweite mittlere gangsdruck durch die Leitung 20-1 zugeführt, und der Kammer 45-2 ist mit einer zweiten Steuerkolben-Druck in der Leitung 18-1 wirkt dann auf die Öffnung Zylinderanordnung 63-2 der Pumpe 12-2 verbunden 123-1; die Öffnung 123-1 führt zur Leitung 38-1, Die rechte Endkammer 46-0 ist durch die Leitung 47-2 welche mit der Kammer 46-1 des Pumpensteuerventils S mit dem Zuführungsdruck P, «<τΚ·ι_ηΗ«, r\:< > t\u~^~~

dargestellt Diese Ausführungsform verwendet die Ver- öffnungen

ändenmginderDifferenzzwischendemEingangsdruck bestinS^SÄ

unddemAusgangsdnickdesMotorszurSteuerungder der ZufübrungsdruckP. Ausgangdeitung der Pumpe. Die Vonichtung ist so ._s Kolbens 5« SusTem

ausgebildet, daß der Gesamtdnickabfall an den öff- Endfläche^.atZrtSJt^^f/A

nungen des Steuerschiebers 16-2 konstant ist. rechte Ende wirkmdf1ΪΡ , Ä* ΡΛ?

F i g. 9 «igt einen hydraulischen Motor 10-2, eine SS pirn deTSS*Λ? Sf ^ ^F' *"

Der S^2 fet an eine Last angeschlossen. Ein ^{mathematlSch we ίο}^ ««brückt werden: Steuerschieber l*-2 verbindet die Pumpe 12-2 und den ^F* + ^pi^A* = P*A + P_xA_t

Vorratsbehälter 14-2 mit der einen oder der anderen oder, da die Endflachra λ ..«λ λ λ der Motorieistungen 18-2 und 2β-2. ,₅ SmÄ β SS^iigi ^

Die Pumpe 12-2 führt Druckflüssigkeit dem Steuer- _., *"

schieber 16-2 durch die Leitung 15-2 und 17-2 zu. ^F*'^A ~ (^ρ*—^ρύ + Ρ» ·

Wenn angenommen wird, daß das Signal des Rück- P,-P. ist der Druckabfall ρ

kopplungssystems den Anker 11-2 des Drehmoment- liegenden Α?3?£ϊ2ΐ«5ίίÜSrtS^ motors 28-2 nach rechts bewegt, wird die öffnung 19-2 3. 2^wenn der ÄniSSiSS^Li^dS^Si vorübergehend teilweise geschlossen, während die Öffnung 29-2, wem „nacTunfa v^LÄ 5? Öffnung 21-2 vorübergehend teilweise geöffnet wird. währaS P. der DmcSbSfp l^S^LÄ

Dadurch wird der Druck am link Ed d Ste lid öfo^i

g vorübergehend teilweise geöffnet wird. währaS P. der DmcSbSfp Dadurch wird der Druck am linken Ende des Steuer- liegenden öfoung^DieduSl Schib 162 gfchd höh d d l ^SS^

Druck am linken Ende des Steuer liegenden öfoung^DieduSlT Schiebers 16-2 vorgfc^gehend erhöht und der Druck. gelte Kraft pro^ächSeinhS^i am rechten Ende vorübergehend verringert. Der 35 gesamten Druckab aUlT S Kolbenschieber 22-2 wird daher nach rechts in die in 29-2, der durch aS» dir nSfa2!K ϊ ί F i g. 9 gezeigte Ruhelage verschoben. Die Leitung 18-2 P₁ berfmSSfÄÄ SÄSÜ ,u ist mit den Öffnungen 23-2 und 31-2 und die Leitung a;^^Zl1^^

20-2 mit der öffnung25-2 des Auswahlventils30-2 lümmierTiiiSi.SteR verbunden. Wenn der Druck am linken Ende des 40 wird dadurch der&£ebe/si Steuerschiebers 16-2 vorübergehend erhöht wird, die öffnung SM iSKetn nimmt der Druck am linken Ende des Auswahlventfls KoIben-zSSi ? 30-2 ebenfalls vorübergehend zu. Warn der Druck am dem rechten Ende des Steuerschiebers 16-2 vorübergehend Kolben-

vermindert wird, nimmt der Druck am rechten Ende 45 mit dem VeaSSCwKÄÄ e£?w des Auswahlventfls 30-2 ebenfalls vorübergehend ab. der Taumelscheibe der i!~TJ?^i~fr W Diese Druckverandet.mgen verschieben dS Steuer- größert, wasTA^g^Sf L pl,™ ^ kolben 36-2 nach rechts, so daß die erweiterte «nke ßcrt, um der eAöbSSSS⁸ £Τ^ Kammern des Pumpensteuerventils42-2 über die entsp«chen. D»

öffnung23-2 und die Leitung38-2 dem Druck in der 50 der Belastung proporäon?«eS. ™h^5 ^?^ί Leitung rj-2 ausgeseM wird. Die rechte erweiterte BdasümSglLh^S^^ÄSi Kammer60 wird über die Öffnung25-2 und die Wenn die Belasten* τ^16 mit dem Druck in der Leit«ng20-2 beauf- gehalten und d?S5

D?Steuerkolben36-2 bfeibt stets in der gleichen » ί»£5 Richtung verschoben wie der Kolbenschieber 22-2. Motor und

Kolben bilden eine erste Endkammer 40-2, eine erste ™.^_ _ω_ . δ ~

mittlere Kammer 44-2, eine zweite mittlere Kammer 60 ^⁰™¹⁰«¹«^^

45-2 und eine zweite Endkammer 46-2. Ein Kolben 62 ^P» ^den gesamten Druckabfall an den Öffnungen 27-2

unterteilt das Pumpensteuerventil 42-2 ferner in eine ™^{d 2}^ des Steuerschiebers 16-2,

erste vergrößerte Kammer 78 und eine zweite vergrö- δ die Strömungsgeschwindigkeit,

ßerte Kammer 60. Der Druck in der Kammer 78 ist *» die Verschiebung des Kolbenschiebers 22-2 und

stets gleich dem Eingangsdruck P₁ des Motors 10-2 65 ^K eine Konstante.

und der Druck in der Kammer 60 stets gleich dem Da der Druckabfall P _a„ λ~. λ» „ *

Ausgangsdruck P_t. Die erste mittlere Kammer 44-2 ist 29-2 d« SteuSeber/l?2 Γ 9/"^f¹²T"²

mit einer ersten Steuerkolben-Zylmderanordnung«^ gezeigt ^^S^

11 12

mungsgeschwindigkeit Q zur Verschiebung Xv des druck P₁ des Motors 10-2 verringert wird und der Kolbenschiebers 22-2 proportional. Ausgangsdruck P, zunimmt, wird sich der Schieber F i g. 10 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform 150-2 nach links bewegen und die an die Endfläche des der in F i g. 9 mit gestrichelten Linien umschlossenen Kolbens 77-2 angrenzende Flüssigkeit dem Vorrats-Einheit G-I. In F i g. 10 ist eine Pumpe 112-2 mit ver- 5 behälter 114-2 zuführen.

änderlicher Fördermenge mit Kolben- und Zylinder- F i g. 11 zeigt eine andere Aur.führungsform der Ein-

anordnungen 161-2 und 163-2 dargestellt Das Ende heit H-I aus F i g. 9. Der Schieberkolben 122-2 ist nach

des Kolbens 75-2 der Kolben-Zylinderanordnung 163-2 rechts verschoben. Die Flüssigkeit strömt dann durch

ist dem Zufuhrungsdruck Pt ausgesetzt und weist eine die Leitung 43-2 und die öffnung 127-2 in die Leitung

kleinere Endfläche als der Kolben 77-2 auf. Die End- ίο 18-2, durch den Motor 10-2 in die Leitung 20-2 und

fläche des Kolbens 75-2 beträgt die Hälfte jener des durch die öffnung 129-2 in den Behälter 114-2. Der

Kolbens 77-2. Der auf den Kolben 77-2 wirkende Druck P, in der Leitung 18-2 ist auch mit der Leitung

Druck beträgt notwendigerweise Pt/2, sobald sich die 38-2 verbunden. Der Druck P, in der Leitung 20-2 ist

Taumelscheibe der Pumpe 112-2 in der Ruhelage be- auch mit der Leitung 76 verbunden. Wenn der

findet Wenn die Belastung des Motors 10-2 erhöht 15 Schieberkoiben 122-2 nach links verschoben wird,

wird, wird auch der Eingangsdruck P₁ zunehmen trad wird der Eisgangsdruck dem Motor 10-2 durch die

der Ausgangsdruck P₁ abnehmen. Dadurch wird der Leitung 20-2 zugeführt, weiche dann mit der Leitung

Druck in der Leitung 38-2 erhöht welcher seinerseits 38-2 verbunden ist Die Leitung 18-2 ist dann mit der

den Druck in der Kammer 178 vergrößert Der Druck Leitung 76 verbunden!! Die Leitung 38-2 führt wieder

in der Leitung 76 wird verringert, so daß der Schieber μ in die Kanuner 78, und die Leitung 76 führt in die

150-2 nach rechts bewegt und der Kolben 77-2 über die Kammer 60. Der Schieber des Auswahlventils ist daher

öffnung 153-2 einem größeren Prozentsatz des Zufüh- fest mit dem Schieberkoiben 122-2 des Steuerschiebers

rung&dnicks P, ausgesetzt wird. Wenn, der Eingangs- verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

" 2 stelleinrichtung arbeitet ebenfalls auf konstantem Patentansprüche: Druck und ändert ebenfalls nur die Fordermenge. Die S4€uerung nur der Fördermenge ist insbesondere bei

1. Hydraulische Steuervorrichtung mit einem Arbeiten mit hohen Flüssigkeitsmengen bei niedrigen Motor zum-Verstellen angetriebener Teile, insbe- 5 Drücken nachteilig, da der Wirkungsgrad ^a.?^ta.'"-sondere für Werkzeugmaschinen, mit einer verstell- Ausgehend von diesem Stand der TechniK liegt der

baren-Pumpe, mit einem Steuerschieber, der den Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Motor nach Maßgabe eines Steuerdruckes wahl- Steuervorrichtung so auszubilden, daß zum hrreicnen weise mit dem Pumpendruck und einem Vorrats- eines hohen Wirkungsgrades die zu fordernde Hussigbehälter verbindet, und mit einem zwischen der io keitsmenge genau nach Maßgabe der Belastung des Pumpendrucklekung und dem Vorratsbehälter Motors bemessen und auch der Forderdruck in Abliegenden Pumpensteuerventil, das ein einseitig hängigkeit von der Belastung verändert wird. Hierbei federbelastetes Glied enthält, das die von der soll die Ansprechempfindlichkeit jedoch nicht sinken. Pumpe zam Motor geförderte Leistung bestimmt, Bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten dadurch gekennzeichnet, daß ein hy- 15 Gattung löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, draulisches Auswahlventil (30, 30-1, 30-2) parallel daß ein hydraulisches Auswahlventil parallel zum zum Motor (10,10-1,10-2) in die den Motor mit Motor in die den Motor mit dem Steuerschieber verdem Steuerschieber (16,16-1,16-2) verbindenden bindenden Leitungen geschaltet ist, dessen Steuer-Leitungen (15, 17,15-1,17-1,15-2, 17-2) geschaltet kolben entsprechend dem den Steuerschieber steuernist, dessen Steuerkolben (36) entsprechend dem den ao den Steuerdruck entweder den Eingangsdruck des Steuerschieber steuernden Steuerdruck entweder Motors oder den Ausgangsdruck des Motors oder die den Eingangsdruck des Motors oder den Ausgangs- Differenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangsdruck druck des Motors oder die Differenz zwischen dem des Motors dem Pumpensteuerventil als Steuerdruck Eingangs- und Ausgangsdruck des Motors dem zuführt.

Pumpensteuerventil (42,42-1,42-2) als Steuerdruck a₅ Der Eingangs- und der Ausgangsdruck des Motors zuführt. sindein unmittelbares genaues Maßfürseine Belastung.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach An- Bei Zunahme der Belastung nimmt der Eingangsdruck spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- zu, und der Ausgangsdruck fällt ab. Da die Erfindung Schiebung des beweglichen, federbelasteten Gliedes diese Zunahme oder Abnahme oder die Differenz (50,50-1, 50-2) in einer gegebenen Richtung von der 30 beider Werte dem Pumpensteuerventil als Steuerdruck Kraft der Feder (54) zuzüglich des Druckes des zuführt, ergibt sich eine unmittelbare exakte Steuerung über das Auswahlventil (30, 30-1,30-2) gelieferten der erforderlichen Druckflüssigkeitsmenge und deren Motordruckes auf einer Seite des Motors abzüglich Druckes. Fördermenge und Förderdruck übersteigen des Druckes der Pumpe (12/4, 12-1, 12-2) abhängt. nicht die erforderlichen Werte. Da eine Pumpe mit ver-

35 änderlicher Fördermenge verwendet wird, wird keine Flüssigkeit zuviel gefördert und z. B. sofort in den

Vorratsbehäfter zurückgeleitet. Es ergibt sich ein hoher