DE2249683C2

DE2249683C2 - Control device for a hydraulic fluid piston engine

Info

Publication number: DE2249683C2
Authority: DE
Inventors: Kurt; Goldbach Horst; 2300 Kiel Gigling
Original assignee: Hellmuth Walter Gmbh, 2300 Kiel
Publication date: 1976-09-16

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 verütellbare 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 Überschneidungsphase vorgesehen ist, in der die Steuerräume zweier gegenläufiger Kolben beide mit Steuerflüssigkeit beaufschlagt sind, und wobei ferner die Steuerventileinrichtung einen mit einer zum Steuerriüssigkeitsstrom proportionalen Drehzahl angetriebenen Umlaiifsrhieher aufweist, so daß die Umsteuerung mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt.The main patent relates to a control device for a hydraulic fluid thrust piston engine, the several alternately acted upon by a control fluid piston and the control fluid to the Control chambers of the piston promoting, continuously acting, preferably adjustable in their delivery rate Has control pump, with a connected between the control pump and the control chambers of the piston Control valve device that alternates between the control fluid and the ends of the piston travel for reversing leads to the control chambers of the individual pistons, with one at the ends of the piston paths Overlap phase is provided in which the control chambers of two opposing pistons both with Control fluid are acted upon, and the control valve device also has a control fluid flow having proportional speed driven Umlaiifsrhieher, so that the reversal with a frequency proportional to the control fluid flow directly from the continuous control fluid flow takes place here.

Durch diese Ausbildung der Steuervorrichtung wird wie im Hauptpatent näher dargelegt ist, die bekannte überschneidende Steuerung zweier (oder mehrerer) ab wechselnd angetriebener Kolben hinsichtlich Stoßfreiheit, Verschleißfestigkeit und Verstellbarkeit entschei elend verbessert, und zwar insbesondere auch bei hoher Arbeitsfrequenzen.This design of the control device is, as is set out in more detail in the main patent, the known Overlapping control of two (or more) alternately driven pistons with regard to freedom from shock, Wear resistance and adjustability significantly improved, especially at high Working frequencies.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus unter Beibehaltung der beschriebenen Vorteile die LeiThe present invention is based on the object, while maintaining the advantages described, the lei

tungsfähigkeit der Steuereinrichtung nach dem Haupt- >atent weiter zu verbessern.to improve the ability of the control device after the main> atent.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit :iner Steuervorrichtung nach dem Hauptpatent, die veiter dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden gejeniäufigen Kolben des DruckflüssigVeits-Schubkoljenmotors, der insbesondere zum Antrieb einer KoI-sen-Dosierpumpe dient, doppeltwirkend sind und zu iiesem Zweck aus je einem zweiten Steuerraum mit der Steuerflüssigkeit gegensinnig zur Wirkung des ersten Steuerraunies beaufschlagbar sind, und daß der Umlaufschieber die zweiten Steuerräume im Wechsel mit den ersten Steuerräumen des jeweils anderen Kolbens periodisch abwechselnd und mit einer Überschneidungsphase mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbindet.According to the invention, this object is achieved with: iner control device according to the main patent, the is further characterized in that the two same pistons of the hydraulic fluid Vitus thrust piston engine, in particular to drive a KoI-sen dosing pump serves, are double-acting and for this purpose each have a second control room the control fluid can be acted upon in opposite directions to the action of the first control system, and that the Revolving slide the second control chambers alternating with the first control chambers of the other piston connects periodically alternately and with an overlap phase with the control fluid source.

Durch den von der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bewirkten doppelten Wechsel zwischen den beide»! 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.By the control device according to the invention effected double change between the both"! opposing pistons and their total of four control chambers is described while maintaining the typical advantages of the control device according to the main patent, i.e. with unchanged good freedom from pulsation and applicability at high frequencies, enables a double-acting mode of operation that the known Advantages of roughly double the performance with otherwise essentially unchanged dimensions offers.

Doppeltwirkende Kolbenpumpen mit hydraulischem Antrieb sind an sich bekannt, wurden jedoch als für pulsationsarmen Betrieb grundsätzlich ungeeignet angesehen, so daß dafür zu gegenläufigen einfachwirkenden 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 tür die Zurückbewegung in der anderen Hubrichtung besondere Maßnahmen erforderlich sind, beispielsweise Federn oder Gasdruckspeicher. Auch die letztgenannten Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung überwunden.Double-acting piston pumps with hydraulic drive are known per se, but have been considered for Low-pulsation operation is generally considered unsuitable, so that single-acting counter-rotating Piston was passed over (DT-OS 14 53 585). The disadvantages characteristic of this were accepted taken, in particular that only one stroke direction is used and that the return movement in the other stroke direction, special measures are required, for example springs or gas pressure accumulators. The last-mentioned disadvantages are also overcome by the present invention.

Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung die erzielbare Leistungsfähigkeit von mit erfindungsgemäuen L'iTtlaufschiebern ausgerüsteten D/uckflüssigkeits-Schubkoibenmotoren für Kolbenpumpen, insbesondere Kolben-Dosierpumpen, sehr bedeutsam erhöht.Overall, the present invention makes the achievable performance of with inventive Hydraulic thrust motors equipped with hydraulic valves for piston pumps, especially piston metering pumps, increased very significantly.

Die Erfindung wird im folgenden weiter an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigtThe invention is further illustrated below with reference to exemplary embodiments in conjunction with Drawing described. It shows

F i g. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 1 shows a diagram of a device according to the invention,

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 skizzierten Vorrichtung,F i g. FIG. 2 is a diagram for explaining the mode of operation of the FIG. 1 outlined device,

F i g. 3 ein Schema einer abgewandelter Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 3 shows a diagram of a modified embodiment a device according to the invention,

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. 4 shows a schematic cross section through one for controlling the hydraulic drive of the invention Device usable rotary slide in a first position,

F i g. 5 die gleiche Darstellung wie F i g. 4, jedoch bei einer anderen Position des Umlaufschiebers,F i g. 5 shows the same representation as FIG. 4, but with a different position of the rotary valve,

F i g. 6 ein Schema eines Steuerflüssigkeitskreislaufs, undF i g. 6 shows a diagram of a control fluid circuit, and

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.F i g. 7 is a schematic development of the piston of the in FIG. 4 shown rotary valve in the in F i g. 4 position shown.

Die in F i g. 1 schematiscii dargestellte Anlage enthält zwei Doppelkolben 2 und 4, die je einen ersten Kolben 6 bzw. 8 und einen dazu koaxialen zweiten Kolben 10 bzw. 12 aufweisen. Jeder Doppelkolben hat vier 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.The in F i g. 1 contains the system shown schematically two double pistons 2 and 4, each having a first piston 6 or 8 and a second piston coaxial therewith 10 and 12 respectively. Each double piston has four. The first piston surface 14 or 16 lies in a first Cylinder chamber 18 or 20, which is common to two double pistons via an outlet valve 22 and 24, respectively Outlet 26 for the delivery medium, in particular an operating fluid to be dosed, connected is.

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.The second piston surface 28 or 30 acts in the opposite direction to the first piston surface 14 or 16 and lies in a second cylinder chamber 32 or 34, which is connected via a line 36 or 38 to one for driving the pump serving control fluid can be charged.

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.The third piston surface 40 or 42 acts in the opposite direction to the second piston surface 28 or 30 and lies in one third cylinder chamber 44 or 46, which can also be charged with the control fluid via lines 48 and 50, respectively is.

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 ausgeführten Aufwärtshubes stehenbleibt.The fourth piston surface 52 or 54 acts in the opposite direction to the first piston surface 14 or 16 and to the third Piston surface 40 or 42 and lies in a fourth cylinder chamber 56 or 58, which is connected via an inlet valve 60 or 62 is connected to an inlet 64 common to both double pistons for the delivery medium. Further each of the two double pistons 2, 4 has a further opening towards the first cylinder chamber 18 and 20, respectively Inlet valve 66 or 68 in a line 70 or 72 leading to inlet 64, as well as a further outlet valve 74 or 76, which opens to the outlet 26. The valves 22, 24, 60, 62, 66, 68, 74, 76 are simple ball check valves here and are shown in operating positions at the beginning of the upstroke of the left double piston 2 result, the double piston 4 in the end position of its previously performed upward stroke stop.

Die Leitungen 36,38,48,50 sind über eine Steuerventileinrichtung an eine Steuerflüssigkeitsquclle angeschlossen, die einen konstanten, vorzugsweise einstellbaren Steuerflüssigkeitsstrom abgibt. Dieser konstante Steuerflüssigkeitsstrom wird nach Maßgabe der Steuerventileinrichtung abwechselnd und im Wechsel zwischen den beiden Doppelkolben den zweiten und dritten Zylinderräumen zugeführt, und zwar so, daß in der Nähe der Totpunkte der Kolbenbewegungen 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.The lines 36,38,48,50 are via a control valve device connected to a control fluid source, which has a constant, preferably adjustable Releases control fluid flow. This constant control fluid flow is in accordance with the Control valve device alternately and alternately between the two double pistons and the second third cylinder chambers supplied, in such a way that in the vicinity of the dead centers of the piston movements a There is an overlap phase in which an increasing part of the control fluid flow is already the up to then been in a dead position double piston is supplied, so that the entering into its dead position Double piston braked and the double piston running out of its dead position accelerates accordingly will. This creates favorable conditions for achieving the desired constancy and low pulsation of the flow rate.

Man erkennt also, daß jeder der Doppelkolben 2. 4 zwei Steuerarbeitsräume hat, nämlich den zweiten und den dritten Zylinderraum, und zwei Pumpenarbeitsräume, nämlich den ersten und den vierten Zylinderraum, die abwechselnd als Druck- und Saugräume wirken. Während der eine Doppelkolben einen Hub ausführt, bleibt der andere Doppelkolben in Ruhe, mit Ausnahme der Totpunktbereiche, in denen sich die beschrieben» Überschneidungsphase ergibt, in der beide Doppelkolben in Bewegung sind.It can thus be seen that each of the double pistons 2. 4 has two control working spaces, namely the second and the third cylinder chamber and two pump working chambers, namely the first and fourth cylinder chambers, which act alternately as pressure and suction spaces. While one of the double pistons performs a stroke, the other double piston remains at rest, with the exception of the dead center areas, in which the described » Overlap phase results in which both double pistons are in motion.

Die beschriebene Bewegung der beiden Doppelkolben 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 Doppelkolbens 4 durch eine dünne (ausgezogene oder unterbrochene) Linie dargestellt. Die über der Abszisse liegenden Teile der F i g. 2The described movement of the two double pistons is clearly shown in the diagram in FIG. 2 shown. Therein the paths ν of the double piston 2 are shown by a thick (solid or broken) line and the paths ν of the double piston 4 are shown by a thin (solid or broken) line. The parts of FIG. 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 weiten Grenzen unabhängigen, aber vorzugsweise einstellbaren Flüssigkeitsstrom liefert. Eine solche Pumpe kann insbesondere durch eine verstellbare Verdrängerpumpe mit einem drehzahlsteifen Antrieb verkörpert werden.describe the pressure strokes, the parts below the abscissa the suction strokes. The solid lines relate to the first piston surface 14 and 16, the dashed lines to the fourth piston surfaces 52 and 54. The respective non-pressurized control working spaces (second and third cylinder spaces) either have a control fluid drain via the control valve device or preferably -return connected. To generate the control fluid flow, a pump can in particular serve, which supplies a fluid flow which is independent of the counter pressure within wide limits, but which is preferably adjustable. Such a pump can be embodied in particular by an adjustable displacement pump with a drive with a fixed speed.

Wegen weiterer Einzelheiten der grundsätzlichen Arbeitsweise wird auf die Beschreibung des Hauptpatents verwiesen.For further details of the basic mode of operation, see the description of the main patent referenced.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform erfordert zwei getrennte Ventilblöcke und entsprechende Verbindungsleitungen.The in F i g. 1 embodiment shown schematically requires two separate valve blocks and corresponding Connecting lines.

F i g. 3 erläutert schematised 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 Gelenkhebel, der an den beiden Kolben des betreffenden Doppelkolbens angelenkt und um eine zwischen den Anlenkpunkten liegende stationäre Achse drehbar ist, gemeinsam gegensinnig bewegbar sind. Dm das Verständnis zu erleichtern, sind in F i g. 3 diejenigen Teile, 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 F 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 KoI-berifläche 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. F i g. 3 schematically illustrates an embodiment in which all valves and their connections can be arranged in a single valve block 78. This is achieved in that the two pistons are not rigidly and coaxially connected to each other in each double piston, but rather designed as separate pistons and via a coupling connection 80 or 82, here in the form of a joint lever, which is hinged to the two pistons of the double piston in question and around a stationary axis located between the articulation points is rotatable, are mutually movable in opposite directions. To facilitate understanding, FIG. 3 those parts that are parts of FIG. 1 correspond to the same reference numerals as in F i g. 1, so that the operation of the in F i g. 3 embodiment shown on the basis of FIG. 1 given description can be understood. In the construction according to FIG. 3, the first cylinder chamber 18 and 20 and the fourth cylinder chamber 56 and 58 for both double pistons 6, 10 and 8, 12 start from the common valve block 78. These cylinder spaces accommodate one end of each double piston of the two pistons 6, 10 and 8, 12 , which then forms the first piston surface 14 or 16 or the fourth piston surface 52 or 54. The other ends of the two pistons 6, 10 of the double piston 2 lie in a second cylinder chamber 32 and a third cylinder chamber 44 and there form the second piston surface 28 and the third piston surface 40, and the other ends of the two pistons 8, 12 of the double piston 4 lie in a second cylinder chamber 34 and a third cylinder chamber 46 and form the second piston surface 30 and the third piston surface 42 there.

Somit gilt auch bei dieser Ausführungsform, daD 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 Fig. 1. mit der einen Ausnahme, daß bei jedem Doppelkolben 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 Pum penantrieb nur die Förderdruckhöhe und die Strömungsverluste überwunden zu werden brauchen, wie In this embodiment, too, the application of pressurized control fluid to one control pressure chamber (second or third cylinder chamber) in each double piston or cylinder pair causes control fluid to be returned from the other control pressure chamber (third or second cylinder chamber). The same laws of motion apply as in the embodiment according to FIG. 1 with the one exception that in each double piston 6, 10 and 8, 12 the movements of the pistons do not run in the same but in opposite directions. With this difference in mind, the diagram of FIG. 2 also readily applies to the embodiment according to FIG. 3 valid. It can also be seen that the embodiment according to FIG. 3 is pressure-compensated, that is, the pressure present on the suction side compensates for an equally large pressure on the pressure side via the articulated lever 80, 82 (which of course must be designed in a correspondingly fixed manner). When used with liquids that are under a form, this has the advantage that only the delivery head and the flow losses need to be overcome by the Pum pen drive, such as

ίο im Normalbetrieb bei der Förderung drucklos angelieferter Flüssigkeiten.ίο in normal operation when conveying unpressurized items Liquids.

Da bei der Ausführungsform nach F i g. 3 nur die Reihenfolge und die Dauer des Unterdruckseizens der zweiten und dritten Zylinderräjme 32, 34 bzw. 44. 46 von der zwischen diese Zylinderräume und du¹ Steuerflüssigkeitsquelle (nicht dargestellt) geschalteten periodisch betätigten Steuerventileinrichtung (nicM 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 Zylinderräumc 32, 34 bzw. 44, 46 über je ein Hubbegrenzungsveni.il 84. 86,88,90 an die (nicht dargestellte) Steuerventileinrichtung angeschlossen. Jedes dieser Hubbcgrenzungsventile 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 11β.Since in the embodiment according to FIG. 3, only the sequence and duration of the Unterdruckseizens the second and third Zylinderräjme 32 (shown NicM) from the switched periodically actuated between these cylinder chambers and du (not shown) ¹ control fluid source control valve means 34 and 44, respectively 46, preferably in the form of a rotary slide. is determined, but not the stroke starting position of the double pistons 6, 10 and 8, 12, the second and third cylinder chambers 32, 34 and 44, 46 acting as control pressure chambers are each via a stroke limiting valve 84, 86, 88, 90 connected to the control valve device (not shown). Each of these stroke limiting valves has a passage 92, 94, 96, 98 leading to the associated cylinder chamber and a valve body 100, 102, 104, 106 which cooperates with this passage and which extends from a shoulder 108 extending from the adjacent piston. 110, 112, 114 is worn. In the case of the FIG. 3, the valve bodies 100, 102, 104, 106 are resiliently mounted on the extension. For this purpose, the valve body is in each case on an end section 11β of reduced diameter.

118, 120, 122 des Ansatzes verschiebbar gelagert, und zwischen einem am freien Ende des Ansatzes vorgesehenen Anschlag 124, 126. 128, 130 und dem Ventilkörper 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. 118, 120, 122 of the extension, and between a stop 124, 126, 128, 130 provided at the free end of the extension and the valve body, a helical spring 132, 134, 136, 138 is provided, which normally attaches the associated valve body to the through the beginning of the end section 116, 118, 120.122 formed shoulder 140, 142. 144.146 presses.

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 dci Steuerventileinrichtung mit Stcuerflüssigkcitsdruck bc aufschlagt wird, einen im Sinne der F i g. 3 nach unter gerichteten Hub aus. Beim Erreichen der unteren Tot punktlage wird das dem Kolben zugeordnete Hubbc grenzungsventil geschlossen, so daß die Kolbenbewe gung auch dann aufhört, wenn infolge der noch nich erreichten Synchronisierung zwischen der Steuerventil einrichtung der Kolbenbewegung die Steuerventilein richtung weiter Steuerflüssigkeit zu dem betreffendei Zylinderraum leitet Die Schließbewegung des Hubbe grenzungsventils wird durch seine Feder 132. 134. 13( 138 gedämpft Infolge der Trägheit des Kolbens ent steht beim Schließen in dem zugehörigen Zylinderraur ein Unterdruck, durch dessen Wirkung das Ventil fes auf seinen Sitz gepreßt wird. Die nicht mehr in de Zylinderraum eingelassene überflüssige Steuerflüssig keitsmenge wird vorzugsweise über ein f nicht darge stelltes) Überdruckventil abgelassen, das ublicherweis im Ausgang der (nicht dargestellten) Steuerflüssigkeiü quelle vorgesehen ist Sobald die Steuerventileinricr tung die Einspeisung von unter Druck stehende Steuerflüssigkeit auf einen anderen Zylinderraum uw schaltet muß die Steuerflüssigkeit, die sich in dem b If, when the system is switched on, the double pistons 6, 10 or 8, 12 are not in the correct positions assigned to one another, the piston which, as a result of the position dci control valve device present at this point in time, is hit by control fluid pressure bc, performs a function in the sense of FIG . 3 after under directed stroke. Upon reaching the lower dead point position the associated piston Hubbc The closing movement is limiting valve closed so that the Kolbenbewe supply even stop when a result of the still non achieved synchronization between the control valve device the piston movement, the Steuerventilein further directional control liquid to the betreffendei cylinder chamber directs the Stroke limiting valve is dampened by its spring 132, 134, 13 (138). Due to the inertia of the piston, a negative pressure arises in the associated cylinder area when it closes, through the effect of which the valve is pressed firmly onto its seat Control fluid quantity is preferably drained via a pressure relief valve (not shown), which is usually provided in the output of the control fluid source (not shown) Cylinder space uw must switch the control fluid, which is in the b

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 gedrücktthere is acted upon cylinder space, can flow as freely as possible. In the illustrated embodiment with resilient valve bodies, this is facilitated by the fact that the valve bodies 100, 102, 104, 106 are raised against their springs by a slight overpressure in the associated cylinder space, thus releasing a relatively large flow cross-section. With increasing stroke (in the sense of FIG. 3 upwards) of the piston and correspondingly increasing flow cross-section and decreasing overpressure, the valve body is pressed again by its spring into its rest position on shoulder 140, 142, 144, 146

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 Hubbegretizungsventile am geringsten und nahezu aufgehoben, es sei denn, daß die von der Steuerventileinrichtung periodisch gelieferten Steuerflüssigkeiismengen nicht genau gleich groß sind: dies kann in der Praxis durchaus vorkommen. Ohne die Anwesenheit der Hubbegrenzungsventile würde dann der mit zu großen Sicuerflüssigkeitsmengen beaufschlagte Kolben sein mittleres Hubniveau entsprechend verändern, bis irgendwann einer der Kolben am zugehörigen Zylinderboden anschlagen würde.It can be seen on the basis of the above description that the movement of the double pistons 6, 10 or 8, 12 is rapidly synchronized with the periodic actuation of the control valve device by the action of the stroke limiting valves 84, 86, 88, 90. In the synchronized state, the effect of the stroke limiting valves is minimal and almost eliminated, unless the amounts of control fluid periodically supplied by the control valve device are not exactly the same: this can happen in practice. Without the presence of the stroke limiting valves, the piston, which is acted upon by excessively large amounts of Sicuerfluid, would change its mean stroke level accordingly until one of the pistons would hit the associated cylinder base at some point.

Die Hubbegrenzungsventile sind auch in bezug auf die von der Steuerventileinrichtung bewirkte Übcrschneidungsphase (vgl. F i g. 2) vorteilhaft. Wenn bei einem Druckhub das Hubbegrenzungsventil schon zu schließen beginnt, bevor der dem betreffenden Zylinderraum zugeleitete Steuerfliissigkeitsimpuls ganz zu Ende ist. ergibt sich eine Druckerhöhung in dem SteuerfKWsipkeitsMrom 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 Überschau an Sieuerflüssigkeit auf alle Kolben verteilt und ausgeglichen.The stroke limiting valves are also related to the overlapping phase brought about by the control valve device (see FIG. 2) is advantageous. If at a pressure stroke, the stroke limiting valve begins to close before the relevant cylinder space the supplied control fluid pulse has come to an end. there is a pressure increase in the SteuerfKWsipkeitsMrom upstream of the stroke limiting valve. At this time, however, part of the control fluid flow is already in place for the purpose of overlapping the pressure strokes fed to another cylinder chamber in order to initiate a pressure stroke of the associated piston there. This switching process is supported by the pressure increase described. Also will due to the presence of the stroke limiting valves, a possible oversize of Sieuerfluid on all pistons distributed and balanced.

Der Umlaufschieber der Steuerventileinrichtung für die beschriebenen Anlagen kann im grundsätzlichen Aufbau und in seinem Wirkungsablauf dem in dem Hauptpatent beschriebenen entsprechen. Es versteht •ich. daß bei den hier beschriebenen Anlagen die Steuerventileinrichtung vier Druckanschlüsse aufwei- «en muß. da vier Steuerarbeitsräume vorhanden sind, ■ämlich zwei zweite Zylinderräume 28 und 30, sowie iwei dritte Zylinderräume 44 und 46. The rotary valve of the control valve device for the systems described can correspond in its basic structure and in its operational sequence to that described in the main patent. It understands • I. that in the systems described here, the control valve device must have four pressure connections. since there are four control working spaces, namely two second cylinder spaces 28 and 30 and two third cylinder spaces 44 and 46.

Auch andere die Steuerung oder den Antrieb betreffende wesentliche Merkmale nach dem Hauptpatent können mit Vorteil auch bei der hier beschriebenen Anlage angewendet werden. So kann insbesondere die Wechselfrequenz der Steuerventileinrichtung entsprechend dem Steuerflüssigkeitsstrom einstellbar sein. Da-•nit kann insbesondere erreicht werden, daß bei einer Verstellung der Steuerflüssigkeitsmenge die dementsprechend gleich große Veränderung der Fördermenge «►der Förderleistung der Pumpe nicht oder nicht allein durch Verändern des Kolbenhubes erreicht wird. Besonders wichtig ist dafür der auch im Hauptpatent hervorgehobene Fall, daß die Wechselfrequenz der Steuerventileinrichtung proportional zum Steuerflüssigkeitsstrom veränderlich ist. In diesem Fall bleibt der Kolbenhub konstant. Wenn man den Proporüonalitätsfaktor veränderbar macht, kann man je nach dessen > Einstellung einen bestimmten Kolbenhub wählen, insbesondere also sicherstellen, daß ein maximal möglicher Hub voll ausgenutzt wird. Other essential features relating to the control or the drive according to the main patent can also be used with advantage in the system described here. In particular, the alternating frequency of the control valve device can be adjustable in accordance with the control fluid flow. In this way, it can be achieved in particular that when the control fluid quantity is adjusted, the correspondingly equal change in the delivery quantity «► the delivery rate of the pump is not achieved, or not achieved solely by changing the piston stroke. Particularly important for this is the case highlighted in the main patent that the alternating frequency of the control valve device is variable in proportion to the control fluid flow. In this case the piston stroke remains constant. If you make the proportionality factor changeable, you can choose a specific piston stroke depending on its> setting, in particular ensure that a maximum possible stroke is fully utilized.

F i g. 4 und 5 erläutern in einer schematischen Schnittdarstellung die Wirkungsweise des Umlaufschie-F i g. 4 and 5 explain in a schematic sectional view the mode of operation of the circulating slide

ίο bers 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 Schiebei teil 148 enthält Druck anschluß-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 Steuerflüssigkcitsquclle verbunden sind, und Ableitungsöffnungen R, die mit einer Ableitung für die Steuerflüssigkeit, insbesondere einer zur Steuerflüssigkeitsquellc zurückführenden Rückleitung, verbunden sind.ίο above the control valve device. The rotary slide shown contains two slide parts 148, 150 in the form of a cylindrical sleeve or a core arranged therein, which are rotatable relative to one another about the axis 152. One sliding part 148 contains pressure connection openings A, B. C, D. which can be connected to the second and third cylinder chambers 32, 34 and 44, 46, that is to say to the lines 36, 38 and 48. 50. The Another slide part 150 contains supply openings P. which are connected to the control fluid source, and discharge openings R which are connected to a discharge line for the control fluid, in particular a return line leading back to the control fluid source.

In F i g. 4 ist der Umlaufschieber in einer NeutrallageIn Fig. 4 the rotary valve is in a neutral position

2s (Totpunktlage) dargestellt, in welcher eine Überschneidungsphase beim Übergang des Stcuerflüssigkeitsaustritts von Druckanschluß A zum Druckanschluß D vorliegt. 2s (dead center position), in which there is an overlap phase when the control fluid outlet passes from pressure connection A to pressure connection D.

In F i g. 5 ist eine andere Ncutrallage dargestellt, in der eine Überschneidung von Cnach B erfolgt.In Fig. 5 shows another neutral layer in which there is an overlap from C to B.

F i g. 6 erläutert schematisch den Anschluß der Zulcitungsöffnungen P und der Ableitungsöffnungen R an den Ausgang 154 bzw. den Sumpf 156 einer Steucrflüssigkeitsquelle 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. 6 schematically explains the connection of the inlet openings P and the discharge openings R to the outlet 154 and the sump 156 of a control fluid source 158 in the form of a variable displacement pump which is driven by a motor 160 and whose inlet 162 is connected to the sump 156 .

F i g. 7 stellt schematisch eine Abwicklung des Umlaufschieber-Kerns 150 in der in F i g. ^ dargestellter Neutrallage dar. Die Drehrichtung ist durch den Pfei 164 angegeben, und ferner sind einige Drehwinkel eingetragen. An Hand der F 1 g. 4 bis 7 ist die Arbeitsweise des Umlaufschiebers ohne weiteres verständlich. Der Kern 150 wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht.F i g. 7 schematically illustrates a development of the rotary valve core 150 in the FIG. ^ the neutral position shown. The direction of rotation is indicated by the arrow 164 , and some angles of rotation are also entered. Using the F 1 g. 4 to 7, the mode of operation of the rotary valve is readily understandable. The core 150 is rotated at a constant angular velocity.

Die in den F i g. 4 und 7 dargestellte Einstellung de; Umlaufschiebers entspricht etwa dem in F 1 g. 3 darge stellten Zustand der Anlage im synchronisierten Be trieb. Dabei wird der Kolben 6 über den DruckanschluC .4 und den Zylinderraum 32 mit unter Druck stehendei Steuerflüssigkeit beaufschlagt und befindet sich kur; vor seinem unteren Totpunkt und im Beginn der Über schneidungsphase mit Kolben IZ der noch in seinen oberen Totpunkt verharrt. Dementsprechend steh Kolben 8 im unteren Totpunkt. Kolben 10 wird wegei der Koppelung mit Kolben 6 nach oben bewegt unc befindet sich kurz vor seiner oberen Totlage. Die vorr Kolben 10 aus dem Zylinderraum 44 herausgedrückte Steuerflüssigkeit wird über den Druckanschluß C abge leitet. Unmittelbar anschließend wird der Kolben Ii unter dem Einfluß des mehr und mehr in seinen Zylin derraum 46 übergeleiteten Steuerflüssigkeitsstrome! nach unten und der damit gekoppelte Kolben 8 nacr oben bewegt. Die dabei vom Kolben 8 aus dem Zylin derraum 34 verdrängte Steuerflüssigkeit wird über der Druckanschluß B abgeleitet. Damn im Umlaufschiebei während des Rücklaufs keine zusätzlichen Drosselver luste entstehen, sind bei der dargestellten Ausführungs form die Ableitöffnungen R so angeordnet und ausge The in the F i g. 4 and 7 shown setting de; Circulating slide corresponds approximately to that in F 1 g. 3 Darge presented the state of the system in synchronized operation. In this case, the piston 6 is acted upon via the pressure connection .4 and the cylinder chamber 32 with pressurized control fluid and is located at short; before its bottom dead center and at the beginning of the overlap phase with piston IZ still remaining in its top dead center. Accordingly, piston 8 is at bottom dead center. Piston 10 is moved upwards away from the coupling with piston 6 and is just before its top dead center. The vorr piston 10 pressed out of the cylinder chamber 44 control fluid is passed through the pressure port C. Immediately thereafter, the piston Ii is under the influence of more and more in its Zylin derraum 46 transferred control fluid flows! down and the piston 8 coupled therewith moves upwards. The derraum 34 displaced by the piston 8 from the Zylin control fluid is derived through the pressure port B. Damn in Umlaufschiebei no additional Drosselver losses arise during the return, the discharge openings R are so arranged and designed in the embodiment shown

2 49 6832 49 683

iildet, daß sie stets einen kleineren Strömungswidcritand darstellen als die Zuleitungsöffnungen P. Man erkennt in F i g. 4 und 7, daß beispielsweise die gerade mit dem Druckanschluß ß verbundene Ableitöffnung R ichon in der dargestellten Neutrallage einen großen, etwa dem Gesamtquerschnitt des Druckanschlusses B entsprechenden Durchflußquerschnitt freigibt. Auch der Öffnungsquerschnitt für den Rücklauf aus dem 2'.ylinderraum 44 über den Druckanschluß C ist in der dargestellten Position noch größer als der Öffnungsquerschnitt für den Zulauf von Steuerflüssigkeit über den Druckausschluß Λ zum Zylinderraum 32 des Kolbens. 6; «m Ende des Steuerimpulses werden aber beide Öffnungen gleichzeitig geschlossen.Forms that they always represent a smaller flow resistance than the inlet openings P. It can be seen in FIG. 4 and 7 that, for example, the discharge opening R ichon just connected to the pressure connection β, in the neutral position shown, releases a large flow cross-section corresponding approximately to the total cross-section of the pressure connection B. The opening cross-section for the return from the 2 'cylinder chamber 44 via the pressure connection C is also larger in the position shown than the opening cross-section for the inflow of control fluid via the pressure exclusion Λ to the cylinder chamber 32 of the piston. 6; At the end of the control pulse, however, both openings are closed at the same time.

Für jeden Druckanschluß A. B. C. D gilt, daß zwischen dem Absperren des Rücklaufs und dem öffnen des Zulaufs für den neuen Steuerimpuls eine Überdek-For each pressure connection ABC D, there is a cover between the shut-off of the return flow and the opening of the inlet for the new control pulse.

kungsphase 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. 2Kungsphase is provided, during which the pressure connection is closed and the associated Piston thus remains at rest. This overlap phase with piston standstill is shown in the diagram in FIG. 2

s als auf der Abszisse liegend waagerechte Linie (v — 0) dargestellt.s is shown as a horizontal line (v - 0) lying on the abscissa.

Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die in dem Hauptpatent beschriebenen MerkmaleOther embodiments are possible without departing from the scope of the invention. In particular, can the features described in the main patent

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 angedeutet, um Drossel- und Überschneidungsfunktionen wahlweise verändern zu können.ίο as far as possible and appropriate also for pumps the present invention find application. These features also include, for example, an additional one axial displaceability of parts 148, 150 of the rotary valve, in F i g. 7 indicated by arrow 166, in order to be able to change throttle and overlap functions as required.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control device for a hydraulic fluid piston engine, the several pistons alternately acted upon by a control fluid and one the control fluid to the control chambers of the Piston promoting, continuously acting, preferably adjustable in their delivery rate Has control pump, with a between the control pump and the control chambers of the pistons

■ switched control valve device, which alternately guides the control fluid to the control chambers of the individual pistons for reversing at the ends of the piston paths, an overlap phase being provided at the ends of the piston paths in which the control chambers of two opposing pistons are both acted upon with control fluid, and furthermore the control valve device has a rotary slide valve driven at a speed proportional to the control fluid flow, so that the reversal takes place directly from the continuous control fluid flow at a frequency proportional to the control fluid flow, according to patent 21 47 984, characterized in that the two opposing pistons (2; 4) of the hydraulic fluid thrust piston motor, which is used in particular to drive a piston metering pump, are double-acting and for this purpose each have a second control chamber (44; 46) with the control fluid in opposite directions to the action of the first control chamber (3 2; 34) can be acted upon, and that the rotary valve (148, 150) connects the second control chambers (44; 46) alternating with the first control chambers (32; 34) of the respective other piston periodically alternately and with an overlapping phase with the control fluid source.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the rotary slide has two mutually rotated slide parts (148, 150) , one of which slide part (148) leading to the two control chambers (32, 44; 34, 46) for the pressure outlet openings (A , B, C, D) and the other slide part (152) has inlet openings (P) and discharge openings (R) for the control fluid, and that the discharge openings (R) are arranged and designed so that the control space to be emptied in each case of control fluid is in communication with a discharge opening at the latest at the same time as the start of the inlet into the control chamber to which the control fluid is to be applied.

3. Control device according to claim 2, characterized in that in the rotary slide! the drainage openings (R) are arranged and designed so that they always offer a smaller flow resistance than the supply openings (P)

4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that each- & ° which of the two pistons (2; 4) is designed as a double piston, whose inner piston surfaces facing each other (28, 40; 30, 42) are in the two control rooms (32, 44; 34, 46) (Fig. 1).

5. Control device according to claim 4, characterized in <> 5 characterized in that the outer piston surfaces (14, 52; 16, 54) facing away from one another are in pump working spaces (18, 56; 20, 58) of a double-acting piston pump, the working piston of which is from the Double piston is formed

6. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the two pistons (2; 4) is designed as a double piston, of which each double piston consists of two side by side, via a coupling connection (80; 82) jointly movable sub-pistons in opposite directions (6, 10; 8, 12), one end of which lies as part of a driven piston pump in the cylinder chambers of a common valve block (78) and the other ends of which lie in one of the two control chambers (32, 44; 34, 46) and there piston surfaces (28, 40; 30, 42) that can be acted upon form (FIG. 3).

7. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that for each piston (2; 4) the two control chambers (32, 44; 34, 46) each via a stroke limiting valve (84, 84, 86; 88, 90) are connected to the rotary valve.

8. Control device according to claim 7, characterized in that the stroke limiting valve (84, 86; 88, 90) has a passage (92, 94; 96, 98) leading to the associated control chamber (32, 44; 34, 46) and one with this passage cooperating valve body (100, 102; 104, 106), which is carried by a projection (108, 110; 112, 114) extending from the adjacent piston and extending through the passage.

9. Control device according to claim 8, characterized in that the valve body (100, 102; 104, 106) is resiliently mounted on the extension (108, 110; 112, 114).