DE2249683B2 - Steuervorrichtung fuer einen druckfluessigkeits-schubkolbenmotor - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine 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 Steuerventüeinrichtung, die zur Umsteuerung an den Enden der Kolbenwege die Steuerflüssigkeit abwechselnd zu den Steuerräumen der einzelnen Kolben hinleitet, wobei an den Enden der Kolbenwege eine Überschneidungsphase vorgesehen ist, in der die Steuerräume zweier gegenläufiger Kolben beide mit Steuerflüssigkeil beaufschlagt sind, und wobei ferner die Steuerventüeinrichtung einen mit einer zum Steuerfliissigkeitsstrom proportionalen Drehzahl angetriebenen Umlaufschieber aufweist, so daß die Umsteuerung mit einer zum Steucrfiüssigkeitsstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt.

Durch diese Ausbildung der Steuervorrichtung wird, wie im Hauptpatent näher dargelegt ist, die bekannte überschneidende Steuerung zweier (oder mehrerer) abwechselnd angetriebener Kolben hinsichtlich Sloßfreiheit. Verschleißfestigkeit und Verstellburkcit entscheidend verbessert, und zwar insbesondere auch bei hohen Arbeitsfrequen/.en.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, unter Beibehaltung der beschriebenen Vorteile die Lei-

stungsfähigkeii der Steuereinrichtung nach dem Hauptpatent weiter ;:u verbessern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer Steuervorrichtung nach riem Hauptpatent, die weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden gegenläutigen Kolben des Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotors, der insbesondere zum Antrieb einer Kolben-Dosierpumpe dient, doppeltwirkend sind und zu diesem Zweck aus je einem zweiten Steuerraum mit der Steuerflüssigkeit gegensinnig zur Wirkung des ersten Steuerraumes beaufschlagbar sind, und daß der Umiaufschieb-er die zweiten Steuerräume im Wechsel mit den ersten Steuerräumen des jeweils anderen Kolbens periodisch abwechselnd und mit einer Überschneidungsphase mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbindet.

Durch den von der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bewirkten doppelten Wechsel zwischen den beiden gegenläufigen Kolben und deren insgesamt vier Steuerräumen wird unter Beibehaltung der beschriebenen typischen Vorteile der Steuervorrichtung nach dem Hauptpatent, also bei unverändert guter Pulsationsfreiheit und Anwendbarkeit bei hohen Frequenzen, eine doppeltwirkende Arbeitsweise ermöglicht, die die bekannten Vorteile einer etwa doppelten Leistung bei sonst im wesentlichen unveränderten Abmessungen bietet.

Doppeltwirkende Kolbenpumpen mit hydraulischem Antrieb sind an sich bekannt, wurden jedoch als für pulsationsarmen Betrieb grundsätzlich ungeeignet angesehen, so daß dafür zu gegenläufigen einfachwirken- jo den Kolben übergegangen wurde (DT-OS 14 53 585). Die dafür kennzeichnenden Nachteile wurden in Kauf genommen, insbesondere, daß nur eine Hubrichtung ausgenutzt wird und daß für die Zurückbewegung in der anderen Hubrichtung besondere Maßnahmen erforderlich sind, beispielsweise Federn oder Gasdruckspeicher. Auch die letztgenannten Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung überwunden.

Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung die erzielbare Leistungsfähigkeit von mit erfindungsgemäßen Umlaufschiebern ausgerüsteten Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotoren für Kolbenpumpen, insbesondere Kolben-Dosierpumpen, sehr bedeutsam erhöht.

Die Erfindung wird im folgenden weiter an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. I skizzierten Vorrichtung,

Fig.3 ein Schema einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 4 einen schematischen Querschnitt durch einen zur Steuerung des hydraulischen Antriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren Umlaufschieber in einer ersten Position,

F i g. 5 die gleiche Darstellung wie F i g. 4, jedoch bei einer anderen Position des Umlaufschiebers,

F i g. 6 ein Schema eines Steucrflüssigkeitskreislaufs, und

F i g. 7 eine schematische Abwicklung des Kolbens des in F i g. 4 dargestellten Umlaufschiebers bei der in F i g. 4 dargestellten Position.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Anlage enthält zwei Doppelkolben 2 und 4, die je einen ersten Kolben 6 bzw. 8 und einen dazu koaxialen /weiten Kolben 10 bzw. 12 aufweisen, leder Doppelkolbcn hat vier Kolbenflächen.

Die erste Kolbenfläche 14 bzw. 16 liegt in einem ersten Zylinderraum 18 bzw. 20, der über ein Auslaßventil 22 bzw. 24 an einen beiden Doppelkolben gemeinsamen Auslaß 26 für das Fördermedium, insbesondere eine zu dosierende Betriebsflüssigkeit, angeschlossen ist.

Die zweite Kolbenfläche 28 bzw. 30 wirkt gegensinnig zur ersten Kolbenfläche 14 bzw. 16 und liegt in einem zweiten Zylinderraum 32 bzw. 34. der über eine Leitung 36 bzw. 38 mit einer zum Antrieb der Pumpe dienenden Steuerflüssigkeit beschickbar ist.

Die dritte Kolbenfläche 40 bzw. 42 wirkt gegensinnig zur zweiten Kolbenfläche 28 bzw. 30 und liegt in einem dritten Zylinderraum 44 bzw. 46, der über Leitungen 48 bzw. 50 ebenfalls mit der Steuerflüssigkeit beschickbar ist.

Die vierte Kolbenfläche 52 bzw. 54 wirkt gegensinnig zur ersten Kolbenfläche 14 bzw. 16 und zur dritten Kolbenfläche 40 bzw. 42 und liegt in einem vierten Zylinderraum 56 bzw. 58, der über ein Einlaßventil 60 bzw. 62 mit einem für beide Doppelkolben gemeinsamen Einlaß 64 für das Fördermedium verbunden ist. Ferner gehört zu jedem der beiden Doppelkolben 2, 4 ein zum ersten Zylinderraum 18 bzw. 20 hin öffnendes weiteres Einlaßventil 66 bzw. 68 in einer zum Einlaß 64 führenden Leitung 70 bzw. 72, sowie ein weiteres Auslaßventil 74 bzw. 76, das zum Auslaß 26 hin öffnet. Die Ventile 22, 24,60, 62,66,68. 74, 76 sind hier einfache Kugelrückschlagventile und sind in Betriebsstellungen dargestellt, die sich zu Beginn des Aufwärtshubes des linken Doppelkolbens 2 ergeben, wobei der Doppelkolben 4 in der Endposition seines vorher ausgefühlten Aufwärtshubes stehenbleibt.

Die Leitungen 36, 38,48, 50 sind über eine Steuerventileinrichtung an eine Steuerf!üssigkeitsquelle angeschlossen, die einen konstanten, vorzugsweise einstellbaren Steuerflüssigkeitsstrom abgibt. Dieser konstante Steuerflüssigkeitsstrom wird nach Maßgabe der Steuerventileinrichtung abwechselnd un ' m Wechsel zwischen den beiden Doppelkolben den /weiten und dritten Zylinderräumen zugeführt, und zwar so, daß in der Nähe der Totpunkte der Kolbenbewcgungen eine Überschneidungsphase vorliegt, in welcher ein zunehmender Teil des Steuerflüssigkeitsstromes bereits dem bis dahin in einer Totlage gewesenen Doppelkolben zugeführt wird, so daß der in seine Totlage einlaufende Doppelkolben abgebremst und der aus seiner Totlage auslaufende Doppelkolben entsprechend beschleunigt wird. Dies schafft günstige Voraussetzungen für die Erzielung der gewünschten Konstanz und Pulsationsarmut des Förderstromes.

Man erkennt also, daß jeder der Doppelkolben 2, 4 zwei Steuerarbeitsräume hat. nämlich den zweiten und den dritten Zylinderraum, und zwei Pumpenarbeilsräume, nämlich den ersten und den vierten Zylinderraum, die abwechselnd als Druck- und Saugräume wirken. Während der eine Doppelkolben einen Hub ausführt, bleibt der andere Doppelkolbcn in Ruhe, mit Ausnahme der Totpunktbereiche, in denen sich die beschriebene Überschneidungsphase ergibt, in der beide Doppelkolben in Bewegung sind.

Die bcschr.ebene Bewegung der beiden Doppelkolbcn ist übersichtlich in dem Diagramm der F i g. 2 dargestellt. Darin sind die Wege ν des Doppelkolbens 2 durch eine dicke (ausgezogene oder unterbrochene) Linie und die Wege ν des Doppclkolbcns 4 durch eine dünne (ausgezogene oder unterbrochene) Linie dargestellt. Die über der Abszisse liegenden Teile der F i g. 2

beschreiben die Druckhübe, die unter der Abszisse liegenden Teile die Saughübe. Die voll ausgezogenen Linien beziehen sich auf die erste Kolbenfläche 14 bzw. 16, die gestrichelten Linien auf die vierten Kolbenflächen 52 bzw. 54. Die jeweils nicht mit Druck beaufschlagten Steuerarbeitsräume (zweite und dritte Zylinderräume) sind über die Steuerventileinrichtung entweder mit einem Steuerflüssigkeits-Ablauf oder vorzugsweise -Rücklauf verbunden. Zur Erzeugung des Steuerflüssigkeitsstromes kann insbesondere eine Pumpe dienen, die einen vom Gegendruck in weilen Grenzen unabhängigen, aber vorzugsweise einstellbaren Flüssigkeitsstrom liefert. Eine solche Pumpe kann insbesondere durch eine verstellbare Verdrängerpumpe mit einem drehzahlsteifen Antrieb verkörpert werden.

Wegen weiterer Einzelheiten der grundsätzlichen Arbeitsweise wird auf die Beschreibung des Hauptpatents verwiesen.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform erfordert zwei getrennte Ventilblöcke und entsprechende Verbindungsleitungen.

F i g. 3 erläutert schematisch eine Ausführungsform, bei der sämtliche Ventile und deren Verbindungen in einem einzigen Ventilblock 78 angeordnet werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß in jedem Doppelkolben die beiden Kolben nicht starr und koaxial miteinander verbunden, sondern als getrennte Kolben ausgeführt und über eine Koppelverbindung 80 bzw. 82, hier in Form eines Gelenkhebels, der an den beiden Kolben des betreffenden Doppelkolbens angelenkt und um eine zwischen den Anlenkpunkten liegende stationäre Achse drehbar ist, gemeinsam gegensinnig bewegbar sind. Um das Verständnis zu erleichtern, sind in F i g. 3 diejenigen Teiie, die Teilen der F i g. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet, so daß die Wirkungsweise der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform an Hand der zu Γ i g. 1 gegebenen Beschreibung verstanden werden kann. Bei der Bauweise nach F i g. 3 gehen für beide Doppelkolben 6, 10 bzw. 8, 12 der erste Zylinderraum 18 bzw. 20 und der vierte Zylinderraum 56 bzw. 58 von dem gemeinsamen Ventilblock 78 aus. Diese Zylinderräume nehmen von den beiden Kolben 6, 10 bzw. 8, 12 jedes Doppelkolbens je ein Ende auf. das dann die erste Kolbenfläche 14 bzw. 16 bzw. die vierte Kolbenfläche 52 bzw. 54 bildet. Die anderen Enden der beiden Kolben 6, 10 des Doppelkolbens 2 liegen in einem zweiten Zylinderraum 32 bzw. einem dritten Zylinderraum 44 und bilden dort die zweite Kolbenfläche 28 bzw. die dritte Kolbenfläche 40, und die anderen Enden der beiden Kolben 8, 12 des Doppelkolbens 4 liegen in einem zweiten Zylinderraum 34 bzw. einem dritten Zylinderraum 46 und bilden dort die zweite Kolbenfläche 30 bzw. die dritte Kolbenfläche 42.

Somit gilt auch bei dieser Ausführungsform, daß bei jedem Doppelkolben oder Koibenpaar die Beaufschlagung des einen Steuerdruckraumes (zweiten oder dritten Zylinderraumes) mit unter Druck stehender Steuerflüssigkeit das Rückführen von Steuerflüssigkeit aus dem anderen Steuerdruckraum (dritten oder zweiten Zylinderraum) bewirkt. Es gelten die gleichen Bewegungsgesetze wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1, mit der einen Ausnahme, daß bei jedem Doppelkolbcn 6, 10 bzw. 8, 12 die Bewegungen der Kolben nicht in gleichen, sondern in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Unter Berücksichtigung dieses Unterschiedes ist das Diagramm der F i g. 2 ohne weiteres auch für die Ausführungsform nach F i g. 3 gültig. Man erkennt ferner, daß auch die Ausführungsform nach F i g. 3 druckkompensiert ist, d. h. der auf der Saugseite vorhandene Druck kompensiert über den (natürlich entsprechend fest auszubildenden) Gelenkhebel 80, 82 einen gleich großen Druck auf der Druckseite. Dies ergibt bei der Anwendung bei Flüssigkeiten, die unter einem Vordruck stehen, den Vorteil, daß von dem Pumpenantrieb nur die Förderdruckhöhe und die Strömungsverluste überwunden zu werden brauchen, wie

ίο im Normalbetrieb bei der Förderung drucklos angelieferter Flüssigkeiten.

Da bei der Ausführungsform nach F i g. 3 nur die Reihenfolge und die Dauer des Unterdrucksetzens der zweiten und dritten Zylinderräume 32, 34 bzw. 44, 46 von der zwischen diese Zylinderräume und die Steuerflüssigkeitsquelle (nicht dargestellt) geschalteten periodisch betätigten Steuerventileinrichtung (nicht dargestellt), vorzugsweise in Form eines Umlaufschiebers, bestimmt ist, nicht aber die Hub-Ausgangsposition der Doppelkolben 6,10 bzw. 8, 12, sind die als Steuerdruckräume wirkenden zweiten und dritten Zylinderräume 32,34 bzw. 44,46 über je ein Hubbegrenzungsventil 84. 86,88,90 an die (nicht dargestellte) Steuerventileinrichtung angeschlossen. Jedes dieser Hubbegrenzungsventile hat einen zu dem zugehörigen Zylinderraum führenden Durchgang 92, 94. 96. 98 und einen mit diesem Durchgang zusammenwirkenden Ventilkörper 100,102. 104,106, der von einem von dem benachbarten Kolben ausgehenden, sich durch den Durchgang erstreckenden Ansatz 108, 110, 112. 114 getragen wird. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Ventilkörper 100, 102. 104. 106 federnd an dem Ansatz gelagert. Zu diesem Zweck ist jeweils der Ventilkörper auf einem im Durchmesser verringerten Endabschnitt 116,

118. 120, 122 des Ansatzes verschiebbar gelagert, und zwischen einem am freien Ende des Ansatzes vorgesehenen Anschlag 124, 126, 128, 130 und dem Ventilkör per ist eine Schraubenfeder 132. 134, 136, 138 vorgesehen, die normalerweise den zugeordneten Ventilkörper an die durch den Anfang des Endabschnitts 116, 118. 120,122 gebildete Schulter 140,142,144,146 drückt.

Wenn beim Einschalten der Anlage die Doppelkolben 6,10 bzw. 8,12 nicht in richtig einander zugeordneten Positionen sind, führt derjenige Kolben, der infolge der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Stellung der Steuerventileinrichtung mit Steuerflüssigkeitsdruck beaufschlagt wird, einen im Sinne der F i g. 3 nach unten gerichteten Hub aus. Beim Erreichen der unteren Totpunkllage wird das dem Kolben zugeordnete Hubbegrenzungsventil geschlossen, so daß die Kolbenbewe gung auch dann aufhört, wenn infolge der noch nich erreichten Synchronisierung zwischen der Steuerventil einrichtung der Kolbenbewegung die Steuerventile^ richtung weiter Steuerflüssigkeit zu dem betreffender Zylinderraum leitet. Die Schließbewegung des Hubbe grenzungsventils wird durch seine Feder 132, 134, 136 138 gedämpft. Infolge der Trägheit des Kolbens ent steht beim Schließen in dem zugehörigen Zylinderraun ein Unterdruck, durch dessen Wirkung das Ventil fes auf seinen Sitz gepreßt wird. Die nicht mehr in dei Zylinderraum eingelassene überflüssige Steuerflüssig keitsmenge wird vorzugsweise über ein (nicht darge stelltes) Überdruckventil abgelassen, das üblicherweisi im Ausgang der (nicht dargestellten) Steuerflüssigkeits quelle vorgesehen ist. Sobald die Steuerventileinrich tung die Einspeisung von unter Druck stehende Steuerflüssigkeit auf einen anderen Zylinderraum um schaltet, muß die Steuerflüssigkeit. die sich in dem bi

dahin beaufschlagten Zylinderraum befindet, möglichst frei abströmen können. Dies ist bei der dargestellten Ausführungsform mit federnden Ventilkörpern dadurch erleichtert, daß die Ventilkörper 100. 102, 104, 106 durch einen im zugehörigen Zylinderraum entstehenden leichten Überdruck gegen ihre Feder angehoben werden und so einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt freigeben. Mit zunehmendem Hub (im Sinne der F i g. 3 nach oben) des Kolbens und dementsprechend größer werdendem Strömungsquerschnitt und kleiner werdendem Überdruck wird der Ventilkörper wieder durch seine Feder in seine Ruhelage auf der Schulter 140,142,144,146 gedruckt.

Man erkennt auf Grund der vorstehenden Beschreibung, daß durch die Wirkung der Hubbegrenzungsventile 84, 86, 88, 90 die Bewegung der Doppelkolben 6, 10 bzw. 8, 12 rasch mit der periodischen Betätigung der Steuerventileinrichtung synchronisiert wird. Im synchronisierten Zustand ist die Wirkung der Hubbegrenzungsventile am geringsten und nahezu aufgehoben, es sei denn, daß die von der Steuerventileinrichtung periodisch gelieferten Steuerflüssigkeitsmengen nicht genau gleich groß sind; dies kann in der Praxis durchaus vorkommen. Ohne die Anwesenheit der Hubbegrenzungsventile würde dann der mit zu großen Steuerflüssigkeitsmengen beaufschlagte Kolben sein mittleres Hubniveau entsprechend verändern, bis irgendwann einer der Kolben am zugehörigen Zylinderboden anschlagen würde.

Die Hubbegrenzungsventile sind auch in bezug auf die von der Steuerventilcinrichtung bewirkte Überschneidungsphase (vgl. F i g. 2) vorteilhaft. Wenn bei einem Druckhub das Hubbegrenzungsventil schon zu schließen beginnt, bevor der dem betreffenden Zylinderraum zugeleitete Stcuerflüssigkeitsimpuls ganz zu Ende ist. ergibt sich eine Druckerhöhung in dem Steuerflüssigkeitsstrom vor dem Hubbegrenzungsventil. Zu dieser Zeit wird aber zwecks Überschneidung der Druckhübe bereits ein Teil des Steuerflüssigkeitsstromes einem anderen Zylinderraum zugeführt, um dort einen Druckhub des zugehörigen Kolbens einzuleiten. Dieser Umschaltvorgang wird durch die beschriebene Druckerhöhung unterstützt. Auch wird durch die Anwesenheit der Hubbegrenzungsventile ein etwaiger Überschuß an Steuerflüssigkeit auf alle Kolben verteilt und ausgeglichen.

Der Umlaufschieber der Slcuerventileinrichtung für die beschriebenen Anlagen kann im grundsätzlichen Aufbau und in seinem Wirkungsablauf dem in dem Hauptpatent beschriebenen entsprechen. Es versteht sich, daß bei den hier beschriebenen Anlagen die Steuerventileinrichtung vier Druckanschlüsse aufweisen muß. da vier Steuerarbeitsräume vorhanden sind, nämlich zwei zweite Zylinderräume 28 und 30. sowie 7wei dritte Zylinderräumc 44 und 46.

Auch andere die Steuerung oder den Antrieb betreffende wesentliche Merkmale nach dem Hjuptpatent können mit Vorteil auch bei der hier beschriebenen Anlage angewendet werden. So kann insbesondere die Wechselfrequcnz der Steuerventileinrichtung entsprechend dem Stcuerflüssigkeitsstrom einstellbar sein. Damit kann insbesondere erreicht werden, daß bei einer Verstellung der Steuerflüssigkeitsmenge die dementsprechend gleich große Veränderung der Fördermenge oder Förderleistung der Pumpe nicht oder nicht allein durch Verändern des Kolbenhubes erreicht wird. Besonders wichtig ist dafür der auch im Hauptpatent her-Fall, daß die Wechselfrequcnz der Sleuerventileinrichtung proportional zum Steuerflüssigkeitsstrom veränderlich ist. In diesem Fall bleibt der Kolbenhub konstant. Wenn man den Proportionalitätsfaktor veränderbar macht, kann man je nach dessen s Einstellung einen bestimmten Kolbenhub wählen, insbesondere also sicherstellen, daß ein maximal möglicher Hub voll ausgenutzt wird.

F i g. 4 und 5 erläutern in einer schematischen Schnittdarstellung die Wirkungsweise des Umlaufschiebers der Steuerventileinrichtung. Der dargestellte Umlaufschieber enthält zwei Schieberteile 148,150 in Form einer zylindrischen Hülse bzw. eines darin angeordneten Kerns, die relativ zueinander um die Achse 152 drehbar sind. Der eine Schieberteil 148 enthält Druckanschluß-Öffnungen A, B, C. D, die an die zweiten und dritten Zylinderräume 32, 34 bzw. 44, 46 anschließbar sind, also an die Leitungen 36. 38 bzw. 48, 50. Der andere Schieberteil 150 enthält Zuleitungsöffnungen P, die mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbunden sind, und Ableitungsöffnungen R, die mit einer Ableitung für die Steuerflüssigkeit, insbesondere einer zur Steuerflüssigkeitsquelle zurückführenden Rückleitung, verbunden sind.

In F i g. 4 ist der Umlaufschieber in einer Neutrallage

(Totpunktlage) dargestellt, in welcher eine Überschneidungsphase beim Übergang des Steuerflüssigkeitsaustritts von Druckanschluß A zum Druckanschluß D vorliegt.
In F i g. 5 ist eine andere Neutrallage dargestellt, in der eine Überschneidung von Cnach Berfolgt.

F i g. 6 erläutert schematisch den Anschluß der Zuleitungsöffnungen P und der Ableitungsöffnungen R an den Ausgang 154 bzw. den Sumpf 156 einer Steuerflüssigkeitsquelle 158 in Form einer Verstellpumpe, die von einem Motor 160 angetrieben wird und mit ihrem Eingang 162 an den Sumpf 156 angeschlossen ist.

F i g. 7 stellt schematisch eine Abwicklung des Umlaufschieber-Kerns 150 in der in Fig.4 dargestellten Neutrallage dar. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil 164 angegeben, und ferner sind einige Drehwinkel eingetragen. An Hand der F i g. 4 bis 7 ist die Arbeitsweise des Umlaufschiebers ohne weiteres verständlich. Der Kern 150 wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht.

Die in den Fi g. 4 und 7 dargestellte Einstellung des Umlaufschicbers entspricht etwa dem in F i g. 3 dargestellten Zustand der Anlage im synchronisierten Betrieb. Dabei wird der Kolben 6 über den Druckanschluß A und den Zylinderraum 32 mit unter Druck stehender Steuerflüssigkeit beaufschlagt und befindet sich kurz vor seinem unteren Totpunkt und im Beginn der Überschneidungsphasc mit Kolben 12, der noch in seinem oberen Totpunkt verharrt. Dementsprechend steht Kolben 8 im unteren Totpunkt. Kolben 10 wird wegen der Koppelung mit Kolben 6 nach oben bewegt und befindet sich kurz vor seiner oberen Totlage. Die vom Kolben 10 aus dem Zylinderraum 44 herausgedrückte Steuerflüssigkeit wird über den Druckanschluß C abgeleitet. Unmittelbar anschließend wird der Kolben 12 unter dem Einfluß des mehr und mehr in seinen Zylinderraum 46 übergeleiteten Steuerflüssigkeitsstromes nach unten und der damit gekoppelte Kolben 8 nach oben bewegt. Die dabei vom Kolben 8 aus dem Zylinderraum 34 verdrängte Steucrfliissigkcit wird über den

'". Druckanschluß B abgeleitet. Damit im Umlaufschicbcr während des Rücklaufs keine zusätzlichen Drossclverlustc entstehen, ^ind bei der dargestellten Ausführungsform die Ableiioffnungcn R so angeordnet und ausgc-

bildet, daß sie stets einen kleineren Strömungswiderstand darstellen als die Zuleitungsöffnungen P. Man erkennt in Fig.4 und 7. daß beispielsweise die gerade mit dem DruckanschluB B verbundene Ableitöffnung R schon in der dargestellten Neutrallage einen großen, etwa dem Gesamtquerschnitt des Druckanschlusses ß entsprechenden Durchflußquerschnitt freigibt. Auch der Öffnungsquerschnitt für den Rücklauf aus dem Zylinderraum 44 über den Druckanschluß C ist in der dargestellten Position noch größer als der Öffnungsquerschnitt für den Zulauf von Steuerflüssigkeit über den Druckausschluß A zum Zylinderraum 32 des Kolbens 6; am Ende des Steuerimpulses werden aber beide öffnungen gleichzeitig geschlossen.

Für jeden Druckanschluß A, B. C. P gilt, daß zwischen dem Absperren des Rücklaufs und dem öffnen des Zulaufs für den neuen Steuerimpuls eine Überdekkungsphase vorgesehen ist, während welcher der Druckanschluß verschlossen ist und der zugeordnete Kolben somit in Ruhe bleibt. Diese Überdeckungsphase mit Kolbenstillstand ist in dem Diagramm der F i g. 2 als auf der Abszisse liegend waagerechte Linie (v = 0) dargestellt.

Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die in dem Hauptpatent beschriebenen Merkmale

ίο soweit möglich und zweckmäßig auch bei Pumpen nach der vorliegenden Erfindung Anwendung finden. Zu diesen Merkmalen gehört beispielsweise auch eine zusätzliche axiale Verschiebbarkeit der Teile 148, 150 des Umlaufschiebers, in F i g. 7 durch den Pfeil 166 ange·

is deutet, um Drossel- und Überschneidungsfunktioner wahlweise verändern zu können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für einen Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor, der mehrere abwechselnd von finer Steuerflüssigkeit beaufschlagte Kolben und fine die Steuerflüssigkeit zu den Steuerräumen der Kolben fördernde, kontinuierlich wirkende, vor- «ugsweise 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 an den Enden der Kolbenwege eine Überschneidungspliase vorgesehen ist, in der die Steuerräume zweier gegen-Bufiger Kolben beide mit Steuerflüssigkeit beaufschlagt sind, und wobei ferner die Steuerventileinrichtung einen mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom proportionalen Drehzahl angetriebenen Umlaufschieber aufweist, so daß die Umsteuerung mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt, nach Patent 21 47 984, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenläufigen Kolben (2; 4) des Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotors, der insbesondere zum Antrieb einer Kolben-Dosierpunipe dient, doppeltwirkend sind und zu diesem Zweck aus je einem zweiten Steuerraum (44; 46) mit der Steuerflüssigkeit gegensinnig zur Wirkung des ersten Steuerraumes (32; 34) beaufschlagbar sind, und daß der Umlaufschieber (148, 150) die zweiten Steuerräume (44; 46) im Wechsel mit den ersten Steuerräumen (32; 34) des jeweils anderen Kolbens periodisch abwechselnd und mit einer Überschneidungspbase mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbindet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufschieber zwei gegeneinander gedrehte Schieberteile (148, 150) aufweist, von denen der eine Schieberteil (148) die zu den beiden Steuerräumen (32, 44; 34, 46) führenden Druckauslaßöffnungen (A, B, C, D) und der andere Schieberteil (152) Zuleitungsöffnungen (P) und Ableitungsöffnungen (R) für die Steuerflüssigkeit aufweist, und daß die Ableitungsöffnungen (R) so angeordnet und ausgebildet sind, daß der jeweils von Steuerflüssigkeit zu entleerende Steuerraum spätestens gleichzeitig mit dem Beginn des Einlaufs in den mit Steuerflüssigkeit zu beaufschlagenden Steuerraum mit einer Ableitungsöffnung in Verbindung steht.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ir, dem Umlaufschieber die Ableitöffnungen (R) so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie stets einen kleineren Strömungswiderstand bieten als die Zuleitungsöffnungen (P).

4. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kolben (2; 4) als Doppelkolben ausgeführt ist, dessen einander zugewandte innere Kolbenflächen (28. 40; 30, 42) in den beiden Steuerräumen(32,44; 34.46) liegen (F ig. 1).

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ^(l5 gekennzeichnet, daß die voneinander abgewandten äußeren Kolbenflächen (14, 52; 16, 54) in Pumpenarbeilsräumen (18, 56; 20, 58) einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe liegen, deren Arbeitskolben von dem Doppelkolben gebildet ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden

KoiDen \i\ *) aii L*uppLiK^iiy<-n MUi₆CiU₁W ι _1;)1, vuii

denen jeder Doppelkolben aus zwei nebeneinander angeordneten, über eine Koppelverbindung (80; 82) gemeinsam gegensinnig bewegbaren Teilkolben (6, 10; 8, 12) besteht, deren eine Enden als Teile einer angetriebenen Kolbenpumpe in Zylinderräumen eines gemeinsamen Ventilblocks (78) liegen und deren andere Enden in je einem der beiden Steuerräume (32, 44; 34, 46) liegen und dort beaufschlagbare Kolbenflächen (28,40; 30,42) bilden (Fig. 3).

7. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Kolben (2; 4) die beiden Steuerräume (32, 44; 34, 46) über je ein von dem Kolben bei Erreichen eines vorbestimmten Hubes schließend betätigtes Hubbegrenzungsventil (84, 86; 88, 90) an den Umlaufschieber angeschlossen sind.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubbegrenzungsventil (84, 86; 88, 90) einen zu dem zugehörigen Steuerraum (32, 44; 34, 46) führenden Durchgang (92, 94; 96, 98) und einen mit diesem Durchgang zusammenwirkenden Ventilkörper (100, 102; 104, 106), der von einem von dem benachbarten Kolben ausgehenden, sich durch den Durchgang erstreckenden Ansatz (108, 110; 112.114) getragen wird, aufweist.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (100.102; 104, 106) federnd an dem Ansatz (108, 110; 112. 114) gelagert ist.