DE2147984B2

DE2147984B2 - Steuervorrichtung für einen Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor

Info

Publication number: DE2147984B2
Application number: DE19712147984
Authority: DE
Inventors: Kurt 2300 Kiel Gigling
Original assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel GmbH
Current assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel GmbH
Priority date: 1971-09-25
Filing date: 1971-09-25
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE2147984C3; FR2153478A1; GB1406861A; IT967854B; FR2153478B1; DE2147984A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, für einen DruckflüsMgkeits-Sehubkolbcnmoior. der mehrere abwechselnd von einer Steucrflüssigkeil beaufschlagte Kolben und einen die Steuerflüssigkeit zu den Sleuerraumen der 'kolben fördernde, kontinuierlich wirkende, vorzugsweise in ihrer Förderleistung verstellbare Steuerpumpe aufweist, mit einer /wischen die Sieuerpumpe und die Steuerräume der Kolben geschaltcicn Steuerventiieinrichtung. die zur Umsteuerung an ilen Enden der Kolhenwcgc die Sieuerflüssigkcit abwechselnd zu den Steuerräumen der ein/einen Kolben hinleitet, wobei an den Enden der Kolbenwege eine Ühcrsehneidungsphase vorgesehen ist. in der die Sieuerräume zweier gegenläufiger Kolben beide mit StCLierflüssigkeit beaufschlagt sind.

Nach einer bekannten Beschreibung einer Steuervorrichtung der angegebenen Λ.ί (deutsche Offenlegungs^chrift I 453 5S5) wird die Steuci ventilcinrich-IUng in der bei Druckmittel-Schubkolbcnmotoren bekannten Weise (deutsche Patentschrift 644 378, deutsche Aiislcgeschrift I 030 185) von den Kolben eines Kolbenpaares an den Enden ihrer Bewegungen über irgendwelche Mechanismen betätigt und enthält dementsprechend einen hin- und herbevvcgharen Steuerschieber: die gewünschte Uberschneidungsphasc wird dabei dadurch erzielt, daß der sich dem Ende seines Arbeit-.- oder Druckhubes nähernde eine Kolben den Steuerschieber von seiner einen Endlage nur bis in eine Mittcllage verstellt, in welcher der Stcucrflüssigkcitsslrom in die Stcucrräume beider Kolben eintreten kann, und daß erst die dadurch hervorgerufene Bewegung des zweiten Kolbens, der dann seinen Arbeitsoder Drucklnib beginnt, über einen weiteren Mechanismus den Steuerschieber voll in die andere Endlage verschiebt, in der der Steiicrflüssigkcitsstrom nur zu dem Steuerraum des /weilen Kolbens hingcleitet wird. Dabei bleibt in jedem Augenblick die Summe der Kolbengcschwindigkcitcn konstant und proportional zum Stcticrflüssigkcitsslrom, so daß sich der erwünschte stoßfreie Übergang ergibt. Dieser ist besonders dann v. ielitig. wenn der Schubkolbenmotot eine Mchrzylindcipumpe antreibt, weil dann ein stoßfreier, kontinuierlicher Ciesamtförderstrom der Pumpe erzielt vv ei den kann, der insbesondere beim Arbeiten gegen hohe (K-gendrückc und bei Dosiervorgängen sehr erwünscht ist. Wie in der genannten Beschreibung weiter dargelegt ist. können derartige Pumpen unter Ik'ihchaluing der Pulsalionsfreiheit auch druekkomper^ieit ausgeführt werden, so daß die Steuerpumpe

nur die zur Überwindung einer Druckdifferenz erforderliche Arbeit zu leisten braucht.

Bei hohen Bewegungsfrequenzen des Schubkolbenmotors treten bei der beschriebenen bekannten Steuervorrichtung unvermeidlich sehr rasch wiederholte starke Beschleunigungen und Verzögerungen auf, da die Bewegungen des Steuerschiebers sich nur in einem Bruchteil einer Periodendauer abspielen. Auch sind die zur Übertragung der Kolbenbewegung auf den Steuerschieber dienenden Mechanismen störanfällig: Bei mechanischer Arbeitsweise tritt Verschleiß auf, und bei hydraulischer oder pneumatischer Arbeitsweise sind Verzögerungen unvermeidlich, insbesondere dann, wenn aus räumlichen Gründen verhältnismäßig lunge Steuerleitungen vorgesehen werden müssen. Diese Erscheinungen wirken sich naturgemäß bei höhere.! Frequenzen /unehmend nachteilig aus. Insbe- -iunicie hei modernen Kolben-Dosici pumpen oder 1 Mupncii von Kolben-Dosierpunipeii, mit denen beispielweise mehrere flüssige Stoffe in Lvstimmten Mc'.cmerhältnisscn dosiert in einen I'ro/eß eingebracht werden sollen, wird aus (.iründen der Platzcr-i'.:^rni> mit möglichst hohen Fiequen/en. insbesondere elu.1 700 bis 1000 min '. gearbeitet, und dabei !,in■■ -Mi ι¹ -' beschriebenen Schwierigkeiten bereits sehr u'.i, :d .-ein.

j ': weiterer Nachteil der beschriebenen bekannten Stci;- 1 ■ Errichtung ist dann /u sehen, daß es nicht ,,h;_; weiteres möglich ist. den Hub der Kolben de. Sch.:■■! iiibenmotors zu verändern. Dies ist jedoch in jo inaiHii-Mi Fällen erwünscht.

p.- ; rfindung geht \on der Aufgabe aus. eine mögjich-·' einfache, betriebssichere und verschleißarme Sie'j■■■ vorrichtung für Di uckflüssigkeits-SchuhAolbenniirici !.:n zu schaffen, die bei Sicherstellung eines mögiicli--; weitgehend pulsationsfreien Betriebs in einem brei'cn Anwendungsbereich einsclzbar ist. insbesondere auch bei höheren Arbeitsfrequenzen und in Fällen, bei Jenen Veränderungen des Hube·; des Schubkolhennioi'.irs in einfacher Weise erzielbar sein sollen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die Schaffung einer Steuervorrichtung der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist. daIi die Steuervcntileinriclitinig einen mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom proportionalen Drehzahl auge- Ί5 triebenen Umlaufschicbcr aufweist, so daß die Umsteuerung mit einer zum Steucrflüssigkeilsstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt.

Bei der erfindungsgcmäßcn Steuervorrichtung lassen ■'>" sich hohe Verschleißfestigkeit, Betriebssicherheit. Oenuuigkcit und Eignung für hohe Arbeitsfrequcn/en erzielen, da im Schieber eine Drehbewegung und nicht eine Hin- und Herbewegung stattfindet und da giundsätzlich keine von den Kolben her wirkende lieiatigungsmcchanismen erforderlich sind. Der Fortfall derartiger Übertragungsorgane schafft auch grundsätzlich einfache Möglichkeiten für die Vciändenmg des Hubes des gesteuerten Schubl.olbcnmotors und gibt auch sonst mehr Freiheil in der Auslegung, auch ^r'° in bezug auf die räumliche Anordnung und das Zusammenwirken mit anderen Schubknlbenmotoicn.

Hei der erfmdungsgeinäßen Steuci von ichlung gehen in F'olgc der gleichförmigen Drehbewegung des lim- laufschicbcrs alle Umsteucrvorgänge, insbesondere ⁽'i> auch der Ein- und Ankauf in die Übcrsehncidungsphase, ohne besondere Maßnahmen gleichmäßig und stctii! vor sich, und durch entsprechende Ausbildung der miteinander in Eingriff tretenden Schieberkr.näle lassen sich beliebige Übergangsfunktionen mit großer Genauigkeit realisieren. Dabei ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders zweckmäßig, wenn die in dem Umlaufschieber zwischen Ausnehmungen der relativ gegeneinander gedrehten Schieberteile gebildeten Durchtrittsquerschnitte sich gemeinsam vom Beginn des Steuerungseinlaufs an nach einer vorgegebenen Drosselfunktion verkleinern. Dadurch wird im ersten Abschnitt der Überscheidungsphase ein Druckanstieg in der vor dem Umlaufschieber befindlichen Steuerflüssigkeit hervorgerufen, der den Übergang von dem einen zu dem anderen Kolben des Schubkolbenmotors erleichtert. Entsprechend ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die in dem Umlaufschieber gebildeten Durchtrittsquerschnitte sich gemeinsam zum Ende des Steuerungsauslaufs hin nach ein;; vorgegebenen Dros-.-ifunktion vergrößern. Dadurch wird der Anschluß an e normalen Bedingungen außerhalb der überschucidi ngsphase hergestellt.

Die gewünschte Überschiieidungsfunktion läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung sehr einfach dadurch erzielen, daß der Lmlaufscnieber für jeden Sieucrraum eines Kolbenpaares 2 Sieuersegmentnuten aufweist, von denen eine ständig mit der Steuerpumpe und die andere ständig mit einem Rücklauf in Verbindung steht und von denen die standig mit der Stcuerpumpc in Verbindung stehende Steuersegmentnut mit Bezug auf die Mittelstellung des Schiebers eine längc-ie Umfangserstreck'.ingalsdic andere Steucrsegmeni-■ ιut entsprechend tier gewünschten Überschneidung der I Ji uckbeaufschlagung der beiden Slcuerräume aufweist, wobei die den beiden Kolben zugeordneten Sleuerscgmenlnutpaarc auf dem Limlaufsehieber um 180 gegeneinander versetzt angeordnet sind

Fine besonders einfache Ausfiihrungsform, bei der s'ch ohne weitere Maßnahmen die erforderliche Proportionalität zwischen dem Steuerflüssigkeitsstrom und der Drehzahl des ümlaufschicbers ergibt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Um lauf schieber von einem Flüssigkeitsmotor mit konstantern Schluckvolumen autieibbar ist. dessen Antriebsstrom von dem Steuerflüssigkeitsstrom gebildet ist. Es ergibt sich auf diese Weise eine bezüglich der Rohrleitungen sehr einfache Anordnung, in derder Flüssigkeitsmotor undder davon angetriebene Umlaufschiebcr im Slcucrfliissigkeitsstrom in Reihe liogen. In jedem Fall gilt, daß der Hub des angeschlossenen Schubkolbenmotors konstant bleibt, solange der i'roportionahtätsfaktor /.wischen Stciierl'lüssigkeilsstrom und Drehzahl des Ümlaufschicbers unverändert hlcibt.

I.in besonderer Vorteil der crfinoungsgemäßen Sti'uci vorrichtung liegt dann, daß sich auch bei der gemeinsamen .''tcucnmg mehrerer Sehubkolbenmotorcn übersichtliche und leicht modifizierharc Verhältnisse ergeben. Dies ist besonders wichtig bei der Anwendung zum Antrieb mehrerer Dosierpumpe!!, mit denen verschiedene Stoffe in vorgegebenen Mengenverhältnissen dosiert werden sollen. Zu diesem Zweck kann die Steuervorrichtung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so beschaffen sein, daß bei Verwendung nichi ei er Kolbcnpaarc jedem Kolbenpaar ein Umlaiifsclii'.'ber zugeordnet ist, daß mehrere Umlaul'schieber parallel aus eil .τ gemeinsamen Steuerpumpe gespeist und gesondert von je einem Flüssigkeitsmotor antreibbar sind, und daß die Fiüssigkcitsmotoren miteinander gekoppelt sind. Da die Schliiekvoluincn der Flüssig-

kcitsmotorcn festliegen, ergibt sich in Folge der Koppe- benpaar durch Öffnen des Absperrventils auch

hing der Fliissigkeilsmotorcn eine genau durch deren schlagalrig slillgcsct/.t werden kann, ohne daß dies

Schliickvolumen bestimmte Aufteilung des Steuer- Rückwirkungen auf die anderen Kolbenpaarc hat.

fliissigkeitsstroms auf die einzelnen Kolbenpaarc. so Die F.rfindiing wird im folgenden an I land von Aus-

daß diese in einem genauen Verhältnis zueinander 5 fiihriingsneispiclcn in Verbindung mit der Zeichnung

stehende Hübe ausführen. Hs ist aber bei dieser Aus- näher beschrieben. Fs zeigt

führungsform auch möglich, die llubvcrhältnisse Fig. I einen Schaltplan einer Drcistoff-Dosicrpumpc

exakt zu verschieben. Zu diesem Zweck kann in wei- mit erfindungsgemäßer Steuervorrichtung,

terer Ausgestaltung der F.rfindiing an wenigstens eine Fig. 2 eine Ausfiihrungsform einer Doppclkolbcn-

der zu den parallel gespeisten Umlaufschicbern führen- 10 Dosierpumpe mit Schubkolbenmotor-Antrieb, bei der

den Steuerflüssigkcits-Zuleitungen eine über einen die Rückführung der Kolben durch Federkraft erfolgt,

Stromregler zum Ausgang der Steuerpumpe führende Fig. 3 ein Funktionsschema einer Doppelkolbcn-

zusätzliche Steuerflüssigkeits-Ziileitung angeschlossen Dosierpumpe ähnlich wie Fig. 2, jedoch mit Rück-

sein. Wenn beispielsweise über diesen Stromregler aus führung mittels Gasdruckspeichers,

dem insgesamt von der Steuerpumpe gelieferten 15 Fig. 4 eine schematische Schnittdarstcllung durch

Steuerflüssigkeitsstrom ein durch die Einstellung des eine Doppelkolbendosicrpumpe, die nach dem Schema

Stromreglers bestimmter Anteil abgezweigt und einem der Fig. 2 arbeitet,

Umlaufschieber unter Umgehung des zugehörigen Fig. 5 einen Axialschnitt durch einen Umlaufschiebcr

Flüssigkeitsmotors direkt zusätzlich eingespeist wird, einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

ergibt sich naturgemäß an den anderen Umlaufschie- 20 Fig. 6 einen Radial-Qucrschnitt nach der Linie

bern, die an dieselbe Steuerpumpe angeschlossen sind, Vl-Vl der Fig. 5,

eine entsprechende Verringerung der Drehzahl ihrer Fig. 7 einen Radial-Querschnitt nach der Linie

Flüssigkeitsmotoren und damit eine entsprechende VII-VII der Fig. 5,

Vcrlangsamung der Bewegungen der Schubkolben- Fig. 8 eine schematische Erläuterung zur Arbeitsmotoren, deren Hübe allerdings unverändert bleiben. 25 «eise während der Überschneidungsphase im Fall Bei dem einen Schubkolbenmotor hingegen, dem über einer Doppelkolben-Pumpe mit Feder-Rückführung, seinen Umlaufschicber der beschriebene zusätzliche und

Anteil an Steuerflüssigkeit zugeführt wird, vergrößert Fig. 9 ein der Fig. 8 entsprechendes Schema für eine

sich der Hub; denn es hat sich bei ihm zwar ebenfalls Doppelkolben-Pumpe mit Gasdruckspeicher-Rück-

die Drehzahl des Flüssigkeitsmotors verringert, aber 30 führung.

der zugeführte Anteil des Steuerflüssigkeitsstroms Die in Fig. 1 dargestellte Anlage enthält eine hydroerhöht. so daß der Hub des Druckkolbenmotors ent- statische Steuerpumpe 1, die einen pulsationsarmen sprechend ansteigt. Bei der bevorzugten Anwendung Steuerflüssigkeitsstrom von Hydrauliköl erzeugt. Diezum Betrieb von Kolben-Dosierpumpen bedeutet dies, scr Steuerflüssigkeitsstrom wird über eine gemeinsame daß die entsprechende Dosierpumpeneinheit in ihrer 35 Druckleitung 2 auf die Eingänge dreier Flüssigkeits-Abgabeleistung gesteigert wird, während die übrigen motoren 3 verteilt, die zu einem kombinierten Umlauf-Dosierpumpeneinheiten in ihren Abgabcleistungen schieber-System 4 gehören und mit 3 darin vorgeseentsprechend zurückfallen und die Gesamt-Förder- henen Umlaufschiebern 5 sowie untereinander durch leistung konstant bleibt, solange die von der Steuer- Wellen 6 oder Zahnräder gekoppelt sind. Die Auspumpe gelieferte Steuerflüssigkeitsmenge unverändert 4" gänge der Flüssigkeitsmotoren 3 liegen jeweils über bleibt. Esistalsoauf diese Weise, d.h. durch Verwendung Druckleitungen 7 an den zugehörigen Vorlaufeingänder beschriebenen Stromregler, bei einer Mehrstoff- gen der Umlaufschieber 5. In Folge der Koppelung Dosiervorrichtung möglich, bei Erhaltung der insge- durch die Wellen 6 bzw. Zahnräder ergibt sich, daß bei samt dosierten Menge die Anteile der verschiedenen jedem an der Steuerpumpe 1 eingestelltem Steuerzu dosierenden Komponenten untereinander stufenlos 45 flüssigkeitsstrom alle beweglichen Teile des Umlaufzu verändern. schicber-Systems 4 mit der gleichen Drehzahl um-Bei der beschriebenen Verwendung mehrerer KoI- laufen. Eine Veränderung der Fördermenge hat eine benpaare mit je einem Umlaufschieber und Flüssig- Veränderung der gemeinsamen Drehzahl der Umlaufkeitsmotor und Speisung aus einer gemeinsamen schieber zur Folge.

Steuerpumpe kann nicht nur bei jedem Kolbenpaar 5° Die konstanten Schluckvolumen der Ölmotoren 3 eine Erhöhung der Leistung, insbesondere zu verstehen verhalten sich zueinander wie die gewünschten Förderais Förderleistung einer angetriebenen Kolben-Dosier- mengen der zugehörigen Dosierpumpeneinheit 8. Daher pumpe, mit Hilfe des beschriebenen Stromreglers wird jedem Umlaufschieber die für den Betrieb der erzielt werden, sondern auch eine Verringerung der angeschlossenen Pumpe benötigte Ölmenge zwangs-Leistung. Zu diesem Zweck kann in weiterer Ausge- 55 läufig über die jeweilige Leitung 7 zugeleitet. Dieser staltung der Erfindung bei wenigstens einem Umlauf- von jedem Umlaufschieber richtungsgesteuerte Teilschieber ein wahlweise betätigbares, normalerweise Förderstrom gelangt durch die Leitungen 9 jeweils geschlossenes Absperrventil zwischen dem Ausgang abwechselnd zu den beiden Kolben der zugehörigen des zugehörigen Flüssigkeitsmotors und dem Rücklauf Dosierpumpeneinheit 8. Die Kolben werden im Ruheder Steuerpumpe vorgesehen sein. Dadurch ergibt sich ^6o zustand durch die Federn 12 in ihrer Endlage gehalten, ein einstellbarer Nebenschluß zum Umlaufschieber, Bei Beaufschlagung der Ringfläche 11 des Kolbens mit der insbesondere die Wirkung hat. daß er bei vollstän- Öldruck führt dieser im unteren Zylinderraum 13 digem Öffnen den Steuerflüssigkeitsstrom durch den einen Saughub und im oberen Zylinderraum 14 einen betreffenden Umlaufschieber und damit die Leistung Druckhub aus. Ein Teil der vom Ölstrom eingeleiteten des angeschlossenen Schubkolbenmotors bis auf O ver- ⁶5 Energie wird in der Feder 12 gespeichert, die bewirkt, mindert, ohne daß dies das Arbeiten der übrigen daß nach Beendigung des Hubes das eingebrachte Umlaufschieber und Kolbenpaare beeinflußt. Dabei Ölvolumen über dieselbe Leitung 9 und den auf Rückist es besonders vorteilhaft, daß das betreffende KoI- lauf gestellten Umlaufschieber 5 sowie über die Rück-

Ip.

lauflcitung 15 in den Vorratsbehälter zurückströmen kann. Heim Anfahren der Anlage wird der Förderstrom zunächst über die geöffneten Absperrschieber 10 und " üeklaufleitung 15 in den Behälter zurüekgcleitet. Die Inbetriebsetzung der einzelnen l'umpenemheitcn 8 erfolgt dann durch Schließen des jeweiligen Absperrschiehers 10. so daß hier ein Druekaufbau erfolgen kann.

Für den Fall, daß das starr eingestellte Verhältnis der Fördermenge!! zueinander nicht eingehalten wird bzw. verändert werden soll, sind Stromrcglcr 16 vorgesehen, die, aus der Druckleitung 2 der Rcgelpumpe (Steuerpumpe) 1 gespeist, jeweils einem Umlaufschieber zugeordnet sind.

Sind die Stromregler 16 alle geschlossen, so wird die gesamte Ölnienge, aufgeteilt nach den Schluekvolunien der Ölmotoren 3, den Umlaufschiebern zugeleitet. Jeder erhält dann die durch den jeweiligen Teilstrom und die jeweilige Drehzahl bestimmte Ölmcngc pro Umdrehung, die wegen der gegenseitigen Abhängigkeit von Teilstrom und Drehzahl immer konstant ist. Dadurch ist die Länge des Kolbenhubs in der Verdrängerpumpe ebenfalls konstant. Eine Veränderung des Förderstroms an der Regelpumpc 1 bewirkt also unter Beibehaltung der Hublänge eine gleichmäßige Vcr- :. iderung der Frequenz in der Dosierpumpeneinheit 8 Daraus ergibt sich die verhältnisgleiche synchrone Pumpenregelung.

Wird nun mit Hilfe eines Stromreglers 16 eine bestimmte Ölmenge einem Umlaufsehieber von der Rcgelpumpe direkt zugeleitet, dann bewirkt diese vom Gesanitstrom abgezweigte Ölmengc zunächst, daß die Drehzahl der Umlaufschieber vermindert wird, was einer verhältnisgleichcn Pumpenregelung gegen Minimum gleichkommt, aber gleichzeitig wird dadurch > ic on dem botreffenden Umlaufsehieber gesteuerte Do-Mcrpumpeneinheit 8 mit einer vermehrten Ölmenge nro Umdrehung versorgt, so daß deren Kolhenhub ■·enitV'l.'iei'! "·λirtl. was einer Korrektur des Mengenverhältnisses zugunsten der betreffenden V'umpe entspricW.

in I i lt. 2 wird die Funktion der Dosierpumpeiicinheit dargestellt, in Fig. 3 eine weitere Ausfiihrungsform mit Gasdruekspeieher 49 an Stelle der Rückholfeder. Die in der. Zeichnungen oberen Kolben 18. 26 sind mit den unteren Kolben 46, 47 durch je eine Kolbenstange 4S verbunden. Bei dem Gasdruckspeicher 49 handelt e·, :-:ch um einen handelsüblichen wartungsfreien Blasenspeicher mit sehr flacher Federkennlinie.

Durch omen vom Umlaufsehieber über die Leitung 9 kommenden Druckimpuls auf die Rinafläche Π wird der eine Kolben 18 nach oben bewegt und erzeugt im linieren. ■ "·η dem anderen Kolben 46 begrenzten Z>iinderraum Ii einen Unterdruck, worauf bei ae- -ehlossenen 'ontilen .19 und 20 über das geöffnete ^λ'ent:! 25 und die gemeinsame Saugleitung 22 die zu fordernde Flüssigkeit in den Saug-ikreitsteüungsraum 13 angesaugt wird. Im oberen Zylinderraum 14 wird durch die deiche Kolbenbcwegung ein der·· Gegendruck in der Druckleitung 25 entsprechender Druck aufgebaut, bei dessen Erreichen die zu fördernde Flüssigkeit über das geöffnete Ventil 24, bei geschlossenen Ventilen 20 und 23, in die Druckleitung austritt.

Die vom Öldruck beaufschlagte Ringfläche 27 des anderen Kolbens 26 dieser Dosierpuinpcneinhoit ist währenddessen über die Leitung 9 durch den Umlaufsehieber -·η Rücklauf geschaltet, so daß die gespeicherte Kraf» der Feder 12 den Kolben 26 nach abwärts bewegt. wodurch das in den Raum 13 unterhalb des Kolbens 47 angesaugte llüssigkcitsvolumcn von der 1 Interseite des Kolbens 47 über die Vcrbindungsleitung 28 und das geöffnete Ventil 29 auf die Oberseite des -, Kolbens 26 transportiert wird. Dabei bleiben die Ventile 19 und 23 wegen der jeweils herrschenden Druckdifferenz geschlossen.

Der Rückstellweg des Kolbens in der in F^-"ig. 2 bzw. Fig. 3 dargestellten Richtung ist beendet, bevor

ίο Kolben 18 seinen Totpunkt erreicht hat. Kolben 18 wird in dem Maße bis zum Stillstand verzögert, wie Kolben 26 in umgekehrter Richtung wieder bis zum Erreichen der maximalen Geschwindigkeit beschleunigt wird. Das hat die bereits erwähnte Summenkonstanz der Kolbengeschwindigkeit in Aufwärtsrichtung zur F'olge, wodurch die Strömungsgeschwindigkeiten in der Saugleitung 22 wie in der Druckleitung 25 keine Schwankungen erfahren. Eine Ausführungsform der Doppelkolben-Verdrängerpumpe ist in Fig. 4 dargestellt.

In der Fig. 4 sind die gleichen Bezugszeichen benutzt worden wie in den Fig. 2 und 3.

In Fig. 5 ist im Längsschnitt eine Ausführungsform eines Umlaufschicbers dargestellt, während die Fig. 6 und 7 Schnitte durch den Schieber der Fig. 5 nach den Linien Vl-Vl und VII-VlI zeigen.

In einem Gehäuse 30 mit zylindrischer Bohrung ist ein Steuerkolben 36 mittels Nadellager 37 mit geringstem Kolbenspiel drehbar gelagert. Am Wellenende 38 wird der Steucrkolben 36 durch einen in dieser Figur nicht gezeigten Ölmotor in gleichförmige Umdrehung versetzt. In der Mitte des Gehäuses ist ein Öleintrittsstutzen 31 angeordnet, der in einen den Steuerkolben 36 umschließenden Ringkanal 43 übergeht. Im Be-

.15 reich der beiden Enden des Steuerkoibens 36 sind in dem Gehäuse Rücklaufbohrungcn 34, 35 angeordnet. die von Ringräumen ausgehen, /wischen der mittleren Ölcintrittsbohrung 31 und den beiden Rücklaufbohrungen 34. 35 sind Öldruekimpulsbohrungen 32. 33 angeordnet, von denen die eine zur Steuerung des einen Kolbens und die andere zur Steuerung des zweitens Kolbens der Dosierpumpeneinheit dienen.

Die in der F'ig. 5 links dargestellte Öldruekimpulshohrung 32 steht mittels eines Öffnungsschlitzes 39 mit dem Außcnumi'ang dos Steuerkoibens 36 in Verbindung. Im Bereich dieses Öffnungsschlitzes 39 weist der Steuerkolben 2 im Durchmesser 50 einander gegenüberliegende rkgmentnuten 40. 41 auf. Die Segmentnut 41) steh; über eine sich auf dem Umfang des Steuerkoibens 36 erstreckende Längsnut 51 ständig ;nit dem Ringraum 45 der Rücklaufbohrung 34 in Verbindung, während die Steuersegmentnut 41 über eine sich auf dem Umfang des Steuerkoibens 36 erstreckende i.ängsnut -*2 mit dem Ringraum 43 dei

.;; Öleintiiltsbchrung 31 in Verbindung steht.

Im Hereich der Öldruckimpulsbohrung 33. die in de Fig. 5 rechts dargestellt ist, ist ebenfalls ein Öffnungs schlitz 39 vorgesehen, in dessen Bereich der Steuer kolben 36 mit 2 Steuersegmentnuten 40 und 41 vei

^fio sehen ist. Die Steuersegmentnuten im Bereich der Ö druckimpulsbohrung 33 sind jedoch um 180° verset; gegenüber den Steuernuten 40. 41 der Steuerimpul: bohrung 32.

Die Steuersegmentnut 41, die im Bereich der Ö druckimpulsbohrung 33 liegt, sieht über eine auf de Umfang des Steuerkolbens 36 angeordnete Längsn 52 mit der Ringnut 43 und damit mit der Öldruckei trittsbohrung 31 in Verbindung, während die Steue

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sccmentnut 40. die sich im Bereich der Öldruckimpuls- und in Fig. 9 ist das gleiche Schema für Dosierpumpenbohrung 33 befindet, über eine auf dem Umfang des einheit mit Gasdruckspcichcr dargestellt. Steuerkolbens 36 angeordnete Längsnut 44 mit dem Bei der mit Federspeicher ausgerüsteten Dosier-Kmgraum 45 der Rücklaufbohrung 35 verbunden ist. pumpeneinhcit gemäß Fig. X sind die Öffnungs-

Die hcit'in Stciic-rsegment nuten 41 haben in der 5 schlitze 39 keilförmig ausgebildet, so daß nur das im gezeigten Mittelstellung des Steuerkolbens 36 mit Steiierungseinlauf befindliche spitze F.iide des Schlitzes lie/ug auf den Durchmesser 50 eine größere Umfangs- eine Drosselfunktion ausüben kann. erstreekung als die beiden Stcucrsegmentnuten 40. so Bei einem entgegen dem Uhrzeiger gerichteten Drehdaßinder gezeigten Stellung die beiden Steuersegment- sinn ist in der Momentansteilung die Versorgung des nuten 41, die der Öleintrittsbohrung 31 zugeordnet io rechten Kolbens über den-rechten Öffnungsschlitz 39 sind, auch mit dieser öleintrittsbohrung über den mit Steuerdruck gerade beendet, so daß der Federöffnungsschlitz 39 und die Längskanäle 42. 52 in Ver- speicher den maximalen Wert der Rückstellkraft eihindung stehen. Je nach der Drehrichtung des Steuer- reicht hat. womit gleichzeitig der Druck am Schicberkolbens nimmt bei der einen Steuersegmentnut der eintritt 53 um den auf die Kolbenfläehc bezogenen Öffnungsspalt ab, während bei der anderen Steuer- 15 Betrag angewachsen ist. Der linke öffnungss.iilitz 39 segmentnut 41 der Öffnungsspalt zunimmt. ist gerade so weit geöffnet, daß der ganze von der

Während des gleichförmigen Umlaufs des Steuer- Regelpumpe 1 geförderte Ölstrom mit Hilfe der kolbens 36 werden die Öffnungsschlitzc 39 von den zwischen beiden Kolben bestehenden Druckdifferenz Steuersegmentnuten 40 und 41 abwechselnd ühcrfah- hindiirchströmen kann. Der aiii linken Öffnungsschlitz rcn. und zwar derart, daß immer nur ein Steucrkanal 2η bereits zurückgelegte Öffnungsweg von der Spitze bis den jeweiligen Öffnungsschlitz freigibt. In 2 nii-hl genau zur Momentanstellung dient der Beschleunigung bzw. gegenüberliegenden Positionen des Stcuerkolbens ist Verzögerung der beiden Kolben durch entsprechende der Öffnungsschlitz mit geringer Überdeckung ge- Drossclwirkunc: d. h. dem zum rechten Kolben nieschlossen, ßcnden Ölstrom wird die gleiche Menge entzogen, wie

Wie bereits auseinandergesetzt, hat jeweils die 25 /um linken Kolben zunehmend hingeleitet wird. Steucrscgmentnut 41 der beiden in derselben Schnitt- Bei der mit Gasdruck ausgerüsteten Dosierpumpenebene befindlichen Steuerkanäle 40. 41 einen größeren einheit gemäß Fig. 9 sind die Öffnungsschlit/c 39 Öffnungswinkel als die andere Steiicrscgmcntnut 40. symmetrisch und schmal angeordnet, so daß beide

Wie bereits ebenfalls auseinandergesetzt und insbe- Fndcn des Schlitzes eine Drosselfunktion ausüben

sondere in den Fig. 6 und 7 dargestellt, sind die 30 können.

Steuerkanäle bezüglich der Öffnungswinkel um 180 Bei einem entgegen dem Uhrzeiger gerichteten

versetzt gegeneinander in den beiden Schnittebenen Drehsinn, der bei dieser Anordnung auch anders

Vl und VII angeordnet. Somit ist ein Öffnungsschlitz herum gerichtet sein kann, ist in der Momentanstellung

über Steuerkanal 41, Längsnut 42 und Ringkanal 43 der kleinste gemeinsame Öffnungsquerschnitt

mit dem Öleintritt 31 verbunden, während der andere 35 (.(, ;■ A₂ ---- A_mt„) erreicht. Dieser Querschnitt ist so

Öffnungsschlitz über Steuerkanal 40, Längsnut 44 bemessen, daß der Druck im Schiebereintritt 53 einen

bzw. 51 iind Ringkanal 45 am Rücklauf 34 bzw. 35 durch die Drosselwirkung festzulegenden Maximal-

angeschlosscn ist. Der Wechsel zwischen Öleintritt wert erreicht hat. Wegen des gkxhen Gegendrucks

und Rücklauf für die Pumpenanschlüsse 32 und 33 (/>, = /;₂) herrscht also ein gleiches Druckgefälle, so

erfolgt also im 180-Orehturnus, mit einer Überschnei- 40 daß beide Kolben jetzt mit der gleichen Ölmenge

dung im Öffnungsbceich für Öleintritt wegen des (Qges./l) versorgt werden.

vergrößerten Öffnungswinkels dieses Steuerkanals; Die Drosselwirkung des Querschnitts A₁ beginnt

d. h.. in 2 genau um 180° versetzten Stellungen nimmt bereits kurz bevor der Querschnitt A₂ von der Steuer-

der Steuerkolben eine Neutrallage ein. in der beide segmentnut 41 und dem Öffnungsschlitz 39 gebildet

Öffnungsschlitze durch die beiden Steuerkanäle 41 45 wird, so daß bei Entstehen des Querschnitts A₂ schon

einen gleich breiten Spalt weit geöffnet sind, während ein genügend großes Druckgefälle vorhanden ist, um

beide Steuerkanäle 40 für den Rücklauf versperrt sind. einen von 0 bis Qrnax sich vergrößernden Ölstrom nach Das Maß der Überschneidung richtet sich nach der dem linken Kolben der Dosierpumpeneinheit abzu-

Differenz der Öffnungswinkel der beiden Steuerkanäle. zweigen, während der Ölstrom nach dem rechten

In Fig. 8 ist das Funktionsschema der Steuerungs- 50 Kolben in dem gleichen Maße von Q_max bis 0 dynamik für Dosierpumpeneinheit mit Federspeicher abnimmt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für einen Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor, der mehrere abwechselnd von einer Steuerflüssigkeit beaufschlagte Kolben und eine die Steuerflüssigkeit zu den Steuerräumen der Kolben fördernde, kontinuierlich wirkende, vorzugsweise in ihrer Förderleistung verstellbare Steuerpumpe aufweist, mit einer zwischen die Steuerpumpe und die Steuerräume der Kolben geschalteten Steuerventileinrichtung, die zur Umsteuerung an den Enden der Kolbenwege die Steuerflüssigkeit abwechselnd zu den Steuerräumen der einzelnen Kolben hinleitet, wobei .in den Enden der Kolbenwege eine Überschneidungsphase vorgesehen ist, in der die Steuerräume zweier gegenläufiger Kolbj ι beide mit Steucrfliissigkeit beaufschlagt sind, d a d u r e h gekennzeichnet, daß die Steucr\enti!einriehtung einen mil einer /um Steuerflüssigkeitsstmm proportionalen Drehzahl angetriebenen Umlaufschieber (5) aufweist, mi daß die Umsteuerung mit einer aim Sleuerfius-.igkeiisstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die in dem UmlauNchicher (5) zwischen Ausnehmungen (39, 41) der relativ gegeneinander gedrehten Schieberteile (30: 36) gebildeten Durchtrittsquerschnittc sieh gemeinsam vom Beginn des Stcueningseinlau^fs an nach einer vorgegebenen Drnssclfunktion vcrklciiA/n.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die in dem IJmlaufschieber (?) gebildeten Diirchtrittsquerschnitte sich gemeinsam /um Ende des Steucrungsauslaufs hin nach einer vorgegebenen Drossclfunktion vergrößern.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der I.>mlau^fschieber (5) für jeden Stcucrraum eines Kolbenpaares (18. 46; 26, 47) 2 Steuerscgmentnutcn (40, 41) aufweist, von denen eine (41) standig mit der Stcuerpumpe (I) und die andere (40) ständig mit einem Rücklauf (15) in Verbindung steht und von denen die ständig irrt der Stcuerpumpe in Verbindung stehende Steuersegmenlnut (41) mit Bezug auf die Mittelstellung des Schiebers eine längere Umfangserslrcckiing als die andere Stciiersegmcntnut (40) entsprechend der gewünschten Überschneidung der Druckbcaufschlagiing der beiden Steuerräumc (11, 27) aufweist, wobei die den beiden Kolben (18, 46: 26, 47) zugeordneter Steucrsegmcntnutpanre (40. 41) auf dem Umlaufschicber (5) um 180 gegeneinander versetzt anneordnet sind.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorheigehenden Ansprüche, dadinch gekennzeichnet, daß der Umlaufschiebcr (5) von einem I liissigkeilsmotor (3) mit konstantem Schluckvolumon antreibbar ist, dessen Antriebsstrom von dem StcucrflüssigkcitsMrom gebildet ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5. daduicii pckcnnzeichnct, daß bei Verwendung mehrerer Kolhcnpaarc jedem Kc.lbcnpaar (46: 47) ein Um lauf schieber (5) zugeordnet ist. daß mehrere Ii miau fschicbcr (5) parallel aus einer gemein-amen Steuerpumpe (1) gespeist und gesondert von je einem I lüssigkcitsmotor (3) antreibbar sind, und daß die I In·- sk'keitsmotoren (3) miteinander gekoppelt sind

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens eine der zu den parallel gespeisten Umlaufschiebern (5) führenden Steuerflüssigkeits-Zuleitungen eine über einen Stromregler (16) zum Ausgang der Steuerpumpe (I) führende zusätzliche Steuerflüssigkeits-Zuleitung angeschlossen ist.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem Umlaufschieber ein wahlweise betätigbares, normalerweise geschlossenes Absperrventil (10) zwischen dem Ausgang des zugehörigen Flüssigkeitsmotors (3) und dem Rücklauf (15) der Steuerpumpe (I) vorgesehen ist.