DE2829787A1

DE2829787A1 - Flussregulierventil fuer hydrostatische lager

Info

Publication number: DE2829787A1
Application number: DE19782829787
Authority: DE
Inventors: Paul Rodger Andrews
Original assignee: Staveley Machine Tools Ltd
Current assignee: Staveley Machine Tools Ltd
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1979-01-18
Also published as: CA1086184A; FR2414142B3; IT7812686A0; IT1103801B; FR2414142A1; JPS5417450A; US4215903A; GB1604050A; SE7806938L

Description

_DR.rSaÄssL -ί .6. JUU1978

Widenmayerstr. 46 _{ΛΛΛΛΡ1Λ}«

D-8000 MÜNCHEN 22 2829787

• Tel. 089/295125

Mappe KS 674

STAVELEY MACHINE TOOLS LIMITED Halifax, West Yorkshire / Großbritannien

Flußregulierventil für hydrostatische Lager

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• '". . B es chreibung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lagerung, bei der ein Flußregelventil vorgesehen ist, welches über zwei Flüssigkeitsausgänge zu einem Lagerpaar den Druck automatisch regelt. Einige Maschinen (wie z.B. Horizontalbohrmaschinen) besitzen ein Paar relativ zueinander beweglicher Teile, vrie z.B. einen Maschinenkopf und einen Vorschubbalken, der horizontal im Maschinenkopf gleitbar ist, wobei eines dieser Teile beweglich im hydrostatischen Lager gelagert ist und das andere dieser Teile stationär ist. In einer solchen Anordnung findet man gegeneinander arbeitende Lager, beispielsweise ein Lager unterhalb und ein Lager oberhalb des Vorschubbalkens, oder Lager, die auf einander gegenüberliegende vertikale Flächen des Vorschubbalkens arbeiten.

Wenn die Tendenz besteht, daß sich unter Belastung das bewegliche Teil in einer Richtung senkrecht zur erlaubten Richtung bewegt, dann hat dies eine Verengung des Abstands zwischen dem Lager und dem beweglichen Teil auf der einen Seite des letzteren und eine Erweiterung des Abstands auf der anderen Seite zur Folge.

Es ist natürlich erwünscht, daß man die Lage des beweglichen Teils relativ zum stationären Teil regeln kann (μηά vorzugsweise wieder in die ursprüngliche Lage einstellen kann). Für diesen Zweck wurden die verschiedensten Fließregelungsvorrichtungen geschaffen. In der G3-PS 1 027 395 ist eine Anordnung beschrieben, bei der ein Regelventil und ein sogenanntes Additionsventil verwendet werden, die in die Zuführleitungen eines Paars gegeneinander arbeitender hydrostatischer Lager eingebaut sind. In der GB-PS 1 337 742 ist eine Anordnung beschrieben, bei der abgedichtete hydrostatische Lager zusammen mit einem Regelventil und einem Additionsventil verwendet werden. Die bei diesen Anordnungen verwendeten Ventile sind verhältnismäßig kompliziert.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung zu schaffen, bei der ein Ventil mit einer sehr einfachen Form verwendet wird,

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das aber trotzdem die geforderten komplizierten Funktionen ausüben kann.

Gegenstand der Zrfindung ist also ein Flußregelventil für hydrostatische Lager, bei welchem ein ablenkbares Ventilglied mit einer -.Freifläche so zusammenarbeitet, da3 eine den Fluß hesnrende Verengung zwischen dem Ventilgliod und der Regelfläche gebildet wird, v~ den Fluß zum Lager oder zu den Lagern zu regeln, welches da-"lurch gekennzeicJme" ist. daß das ablenkbare Ventilgliod "wischen zwei Regelflächen angeordnet ist, so daß eine Bewegung des Ventilglieds in einer Richtung eine der Verengungen schließt vnd die andere öffnet und umgekehrt, und wobei eine Zuführleitung vcrgsse-2:en ist, die sich durch eine der beiden Regelflächen in die Veren-.Tjmg zwischen dieser Fläche und dem Ventilglied öffnet.

Vorzugsweise sind die Regelflächen innerhalb eines Ventilkörpers angeordnet, wobei das ablenkbare Ventilglied mit den Innenwandungen des Körpers abgedichtet ist. Das Ventilglied kann ein flexibles Diaphragma oder ein freier Kolben sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsfonn besitzt das Vsntii eine einzige Zuführöffnung, die direkt mit einer der Verengungen und mit der anderen Verengung über ein Loch im Ventilglied in Verbindung steht, wobei eine Austrittsöffnung vorgesehen ist, de mit cer anderen Seite einer jeden Verengung in Verbindung steht. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Lcch durch das Ventilglied im wesentlichen mit der Zuführöffnung ausgerichtet.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsfonn besitzt jede Verengung einen Kragen, der eine Zuführöffnung umgibt, oder einen Kragen, der das Verbindungsloch, das in diese Verengung führt, umgibt. Vorzugsweise ist eine Flüssigkeitskammer innerhalb des Ventilkörpers vorgesehen, die mindestens eine der beiden Verengungen umgibt. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, daß man einen Vorsprung vorsieht, der von einer Innenwandung des Körpers gegen

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das Ventilglied vorspringt, wobei die Stirnfläche dieses Vorsprungs die Regelfläche des Ventils bildet. So besitzt bei einer bevorzug- ■■-:-: Ausführu.v.jsfora der Erfindung dor Ventilkörper sine zylindrische ;"2~:.ier mit einem von einer jeden Endwandung der Kammer abstehenden ^:-''orsprung, wobei jeder Vorsprung im Zentrum der zugeordneten End-•■•/a::.dung vorgesehen ist und wobei das Ventilglied zwisc....·>η den beiden Vorsprünger. liegt und gegen die zylindrische Wandung der Kammer abgedichtet ist.

IUs ist möglich, zwei oder mehr solcher Ventile in einen Stapel anzuordnen. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsfcrm sind zv/ei solche Ventile in einem Stapel kombiniert, wobei eine einzige Zuführleitung mit einer Eintrittsöffnung eines jeden der beiden Ventile in Verbindung steht. Dies kann dadurch erfolgen, daß man die beiden Ventile Rücken an Rücken anordnet, wobei die Zuführleitung zwischen ihnen liegt.

Bei einer solchen Anordnung ist die Zuführleitung in einem Verz^eirrungsblock ausgebildet, wobei die beiden Ventile auf dem Block befestigt sind, und zwar vorzugsweise auf gegenüberliegenden Sextan. Es ist möglich, eine Reihe von Ventilen auf einem einzigen Verzweigungsblock auf diese V.'eise anzuordnen, wobei eine gsnoinsame Zuführleitung mit allen Eintrittsöf£nur_gen in Verbindung steht. Als Alternative zur Anordnung von Ventilpaaren auf dem Verzweigungsblock können die Ventile auf einem solchen Verzweigungseiοck angeordnet sein, wobei jedoch eine gesonderte Zuführleitung von einer gemeinsamen Zuführleitung zu jedem der Ventile führt.

Bei einer anderen Anordnung geht eine Zuführleitung durch einen Ventilstapel, wobei diese Zuführleitung eine Eintrittsöffnung auf jeder Regelfläche und ein Verbindungsloch durch jedes Ventilglied umfaßt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zv/ei hydrostatische Lager so angeordnet, daß die Flüssigkeitszufuhr zu den Lagern durch entsprechende Flußverengungen im Ventil hindurchgeht, wobei die bei-

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den Lager auf dem erster, zweier relativ zueinander beweglicher Teile in einer Kaschine befestigt sind tind die beiden Lager ar. o;l:i?n~ dor gegenüberliegenden Oberflächen des zns:.ten der relativ zui-rlivjn-•.'.er beweglichen Teile a::li3gc:i, und wobei die Ancrdnu";;: ds.IUr .rorgt- ^:.a3, wenn die relativ zueinander beweglichen Teile sich eirunder r."hern und dabei dsr Abstand in einon der Lager verengt νζιά d';r Ab- :r:atiQ im anderen Lager zunimmt, die resultierende Zrrahme do2 Flüssigkeitsdrucks bei des Lager, bei den der Abstand sich versi'gt» eir.s jiewegung des Ventilrliedn veranlaßt, so daß die F1Ü331 g-tel"-::■;::; v.>r vorn Ventil zu den La~orn so verändert wird, daß eir.? R'.\oi:.ziz'.lur.r, ■\'?r Lage des zweiten relativ bi-,/2_: liehen Teils in bezug ειΐ:. ά\α τ.:·5ΐε relativ bewegliche Teil stattfindet. Vorzugsv/eir-r? ist die ■•r..or-;.nu:V;' so, aa.3 die resultierenΙ-ε Zur.ahne des FlÜGS.ig'-'.citnlrr.clrs an dem Lager, v/o der Abstand sich verengt, eine Bcre.gung; d-ίτ, Tantilglieds verursacht, so daß die Verengung, die diesem Lager zugeordnet ist, sich öffnet und die Verengung, die den anderen Lager zugeordnet ist, sich schließt, damit die Flüssigkeitszufuhr vcn Ventil zu den Lagern v/ieder die Lage des zweiten rele.tiv bsvs glichen Teils in bezug auf das erste relativ bewegliche Teil zurückstellt.

Tenn diese erfindungsgeraäße Ausführungsforn: zusammen mit abgedichteten hydrostatischen Lagern, verwendet wird, das sind also Lag.?r, ■ '.ie so konstruiert sind, daß nur v/enig oder gar kein Fluß von Flüssigkeit aus den Lager::¹, str.ttfirx.c-t, dann vrird es bovcr~v.gt_? Dir.."η Fühler zu verwenden, der parallel zu einem der Lager crbeite" und eine Relativbev/egung der beiden relativ zueinander beweglichen Teile in einer solchen Richtung, daß der Abstand in den Lagern sich verengt oder erweitert, anhand vor: Druckänderungen in der der. Fühler durchfließenden Flüssigkeit abtastet. Die durch diesen Fühler erzeugten Druckänderungeii haben die gleiche Wirkung auf das Ventilglied v/le die Wirkung, die durch Druckänderungsn hervorgerufer, wird, die bei herkömmlichen, nicht-abgedichteten hydrostatischen. Lagern auftreten. Um die Celostkorrigierungswirkung des Ventils in einer Anordnung mit abgedichteten Lagern sicherzustellen;, wird es bevorzugt, einen Austritt für Flüssigkeit vorzusehen, die dem

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Lager zugeführt wird, welches demjenigen gegenüberliegt, icit'des der Fühler parallel geschaltet ist- Vorzugsweise ist dieser Austritt verengt.

~e rs chi e dene Ausführungsfömen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ■.•'orden nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

_... c'.on Zeichnung~n zeiger.:

"Ii;;. 1 einen schema ti sehe·...·. Querschnitt durch eine einfache Fc-rni

i;~- 2 eins scl.ß -z.~1oc.it: r;arctsllt-.ng einer hydrostatischen Lager-

enordnur.g für eine ricrizoritalbohrniaschir_e; y±Z' 3 eir.on Jchiiitt d-ircr· Giro praktische Ausführungsforn eines erfiitdLingsgcnL'.!?^n "cntils, das in schenatischsr Darstellung r:it eir.cr ecr;oc".ic:i;otc ü'^/clro ε ta tischen Lageranordnung vor-

;:. ist;
.. 4 eins Seitenansicht oir.er Gruppe von 6 Ventilen auf einen Verzvel g:r.".gK olo eic;

. 5 eins Stirr.ar.sicht von Figur 4; und . ο einer-. Vertil:?.lcchnitt durch einer. Stapel von 5 Tontilen.

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Figur 1 zeigt ein Ventil 10, -.-reiches einen zylindrischen Ventilk'irper aufvreist, der sich aus einem cberen Teil 12 und eineni unte- - en Teil 14 zusammensetzt. Diese beiden Teile besitzsn eine ähnliche Form, Jedoch sind sie« wie dien klar aus Figur 1 hervorgeht, spiegelbildlich zusammengefügt. Sin jedes der beiden. Teile dss Ventilkörpers besitzt eine tiefe kreisförmige Ausnehmung I6_r 13, die eine Kanter für die hydraulische Flüssigkeit bildet. In der Eamm-er "-: a finder, sich zentrale krcisf örrip:o Erhebungen 20, 22. i-rslchs in '"i⁽? /-.usnehmur.rer:. 1t' und ']·'■ vorspringen. Ein scheibenförmiges DIe.-■■" .r'? ~r".a 2'!-, v-'elchcs den rleicher Außendurchmessor "vrie die Yer.tilr.c-r:;erteile '.2 und 14 besitzt, ist zwischen diesen bsi den. Ventil- :'.J:~:Crteilen eir.jekienmt, -.-/enn das Ventil zusanr;engcbaut ist. Zg sind (nicht gezeigte) Schrauben und Muttern vorgesehen, die durch isr. ringiörnigsn äuDeren Teil eines jeden Ventilkörperteils 12.und "4 und durch den Teil des Diaphragmas 2^- hindurchgehen, das zwischen den ringförmigen äußeren Teilen des Ventilkörpers eingeklenrrt ist. Diese Schrauben und Huttern dienen dazu, das ganze Vontil zu-

Das Diaphragma 2^ besteht aus Ketall, Gummi, synthetischem Gunni ;Vie z.3. ITecpren) oder Kunststoff und besitzt eine gewisse Elastizität. Sein mittlerer Teil ist zwischen den kreisförmigen Stirnflächen 26 und 23 der Vorsprünge 20 und 22 angeordnet. Diese Stirnflächen bilden die Regelflächen des Ventils. Das Diaphragma selbst bildet das Ventilglied.

Eine Zuführleitung 30 ist im unteren Teil 14 des Ventilkörpers ausgebildet. Ihr äußeres Ende ist se ausgeführt (nicht gezeigt), daß eine hydraulische Leitung angeschlossen werden kann. Das innere Ende der Zuführleitung 30 endet in einer Öffnung 32 in der Regelfläche 23 des Vorsprungs 22. Bei dieser Ventilkonstruktion gibt es keine entsprechende Leitung durch den Vorsprung 20 im oberen Ventilkörperteil 12. Ein Loch 34 von annähernd der gleichen Grc£s vie die Öffnung 32 ist in der Kitte des Diaphragmas 24 angeordnet. Eine Abführleitung 36 geht radial durch den Ventilkörperteil 12 hindurch und steht mit der Kaniner 16 in Verbindung. Eine ähnliche Ab-

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führleitung 38 ist in der V/andung des Körperteils 14. ausgebildet. Die Abführleitung stellt mit der Kanrr.er 13 in Verbindung. EirxD ,jede der Abführlsitungen kann durch bestiiuate Mittel (nicht gezeigt) nit einer hydraulischen Leitung verbunden werden.

Es ist klar, daß die hydraulische Flüssigkeit, die durch die Zufuhr leitung 30 und die Öffnung 32 zufließt, nur in die durch die Ausnehmung 1<3 gebildete Larr.er (ur.d dan.it durch die Abführleitung Z I) fließen kann, wonn sie di<? Verengung passiert, v~lcho zwischen '"nr "^gslflächa 23 und ac\ Ll-.vhrr. .vr.a 24 gebildet wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Fluß bei dieser Konstruktion in allen Dichtungen rund un die öffnurg 32 radial nach außer, gsht. Txiz Zwecke der Erläuterung in Figur 1 ist diese Verengung als ziemlich v.-eit dargestellt, jadoch ist rsie in der Praxis sehr scircal, öc daß auf den Fluß eine beträchtliche Heimwirkung ausgeübt wird. Dies2 Keninv/irkung schafft ein Mittel zur Regelung des Drucks bein Austritt aus der Abführleitung 33 in Verhältnis zum Eingangsdruck durch die Zuführleitung 30. Je näher das Diaphragma 24 sich der Regelfläche 2·"' nähert, desto größer ist die Heir.mvn.rkung auf den Flu.3 und uriso größer ist der Druckabfall im Ventil der Abführleitung 33.

Aufgrund des Vorhandenseins des Lochs 34 fließt Flüssigkeit., "welche durch die Zuführleitung 30 eintritt, praktisch ungehindert in die lianner, welche durch die Ausnehmung 16 im oberen Teil 12 des Ventilkörpers gebildet wird. Bevor jedoch diese Flüssigkeit durch :.ie Abführleitung 3c abfließen kann, nuß sie eine ähnliche Veror.-E"^r-5 passieren, die zwischen der Regelfläche 26 und der Oberseixe des Diaphragmas 24 gebildet wird. Infolgedessen kann auch der Brück an der Abführleitung 36 i~' Verhältnis zum Zuführdruck durch dis Zuführleitung 30 geregelt werden.

Venn das Diaphragma 24 nach unten gebogen wird, dann hat dies die ■■.'irkung, daß der Widerstand gegenüber dem Fluß zwischen der Regelfläche 23 und dem Diaphragma zunimmt und danit der Druck an der Aus tritt s öffnung 3<3 abninnt. Dabei wird aber gleichzeitig die Verengung zwischen der Regelfläche 26 und der oberen Oberfläche des

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Diaphragmas 24 verkleinert, wodurch der Druck in der Abführlsi 33 steigt. Auf dieco VoLzz ist t-.z möglich, gleichzeitig z·-:::. /. bedrücke in Verhältnis zu einer: einzigen Zxiführungrdruck zu rr da jegliche Änderungen in Abps.be druck automatisch von er.tr ο ::?.:* setztem Vorzeichen und annähernd von gleicher GrtT's sind. Ir₁:?- dessen kann ein gemäß Figur 1 konstruiertes Ventil als seger.;:-' ''Additionsven til" vervrendet vrerclsr., da die IlsgolunT, die d*:r-."■!" ses Ventil automatisch auf die AorrrToedrücke erfolgt, derart :.r ^r\?.3 die Sunse dieser Abgi?.'ced::-".icke irrjner ein kcnstp.iiies Vorh'·'...-'; üuführun,frsdruck hs t.

Das in Figur ^Λ- gezeigte Ventil kann besonders Tür ein hydrostatisches Lager einer ^Ti.^rDrkzeugnascr-ir.3 vor\vendet worden, v;ie es fceir.piol""-reise in der G-B-PS ^Λ J37 7^-2 beschrieben und in Figur 2 darrestellt ist. Ein Teil der Gleitführung einer Horizontalbohrrnaschine ist bei 50 gezeigt, und ein Ceil dot; Fußes des Trägers der T-IaGchins ist bei 52 gezeigt. (Figur 2 ist eine Aufsicht.) Der Trägerfuß 52 ir.ui3 relativ zur Gleltfübr-r.ngleiten. Dabei ist es wichtig, eins genaue Lage des TregerfuBes im Verhältnis zur Gleitführung aufrerlrczuerhalten, da dsr IV-ß dm Träger und das Bohrterk der I-l'aschine trägt. Ein Paar geg2neir-':.nder v/irkender hydrostatischer Lager 54 und 56 ist dargestellt, -,-reiche Till gegenüberliegenden GIaitflachen 53 bzw. 60 der CrleitfUhrvr.g anliegen. Es ist klar, daß in der Prarris eine Vielzahl solcher Lager zwischen den Träger fuß und mehreren Gleitführung!»:. 50 —or gesehen ist, jedoch reicht es für die Zwecke der Erläuterung der Zntriebsweise des Systems aus, ein Lagerpaar 54 und 5o d£r,"u~tslloru

■Jedes der Lager ist ein abgedichtetes Lager, das so konstruiert ist, wie es in der G3-PS 1 292 175 beschrieben ist. Es besitzt e-in? rechteckige I-Ietallplatte 62, die gegen eine äußere Fläche des Trägerfußes 52 durch einen C— Ring 64 so abgedichtet ist, daß ein abgeschlossener Raum 66 für die ir/draulische Flüssigkeit auf der Außenseite des Platte 62 gebildet wird. Diese Platte ist ir.it eines Hissen 63 aus Ilylon versehen, welches mit seinem Rand in dicht.?n-άοΓ: Kontakt mit einer Fläche der Gleitführung 50 gedrückt vircu welches

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?ber selbst eine Ausnehmung 70 für die Aufnahme hydraulischer Flüssigkeit -aufweist, so daß der hydrostatische Lagerungseffekt erzeugt wird» Eine VerbindungsÖffnung 72 führt durch die Platte 62 von Raum GS zum"Raun 70, Wenn eine leichte Relativbewegung zwischen der. Träirerfuß 52 und der Gleitführung 50 stattfindet, dann '.isrr. diese durch Zusammendrücken des O»P.ings 64 auf a 121 era der Ls~or und eins entsprechende Ausdehniing des O-Rings auf den ander on Lager aus ge-"-~7.icr.en werden.

."•v.f der rechten Seite von Figur 2 ist ein Ventilstspsl dargestellt, '-•~ Icher dazu dient, eine Reihe von hydro statischen L=.£erpasr-?n z\\ :-^--''l:-t,- so wie en in Figur 2 i.arr?o-r?tellt ist. Auf die Tirlririgsweise öieser Stapel wird noch weiter unter, eingegangen werden. Für der. Augenblick ist es lediglich r.ötig, ein einziges Ventil txl betrachten, welches in der strichpunktierten Linie V eingeschlossen ist. ]"js■ handelt sich dabei um ein Ventil, wie es in Figur 1 .gezeigt ist. Es ist ,jedoch darauf hinzuweisen, daß in Figur 2 die Zuführleitung 30 oben liegt, das heißt also, daß das in Figur 1 gazeigte Ventil In Figur 2 auf dem Ilcpf steht.

Hydraulische Flüssigkeit wird unter Druck von einer Dr-uckflüssig-"rveitscuelle-74 zugeführt und fließt dann durch das Ventil 76 und durch die Öffnungen 73 und 80 zu zwei Leitungen 82 und 84. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Drücke in den Leitungen 32 und 34 automatisch durch das Ventil 75 in der V>^reise geregelt wrrden, wie es an-".rr.c von Figur 1 beschrieben wurde, so daß die Summa der Drücke in γ"·?π Leitungen 32 und 54 irrier in einem konstanten Verhältnis zum ^;ruck der Druckflüssigkeitsquslls 74 steht.

I'Jie Leitung 32 führt über eine Zweigleitung 36 zum hydrostatischen Lager 54, wo die hydraulische Flüssigkeit für dieses Lager gebraucht wird, und auch zu einem Fühler 88, der in Abhängigkeit von einer Bezugsebene (beispielsweise einer Blante) 90 arbeitet, dis nicht mit der Gleitführung 50 in Verbindung steht und damit auch Verwindun- ~p-'i dieser Gleitführung nicht mitnacht. Der Fühler 83 besteht selbst '-•is Einem hydraulischem Ventil» Er arbeitet so mit der Bezugsebene

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90 zusammen, daß immer i^draulische Flüssigkeit aus dem Fühler 33 austritt, wobei aber der im Fühler 83 (und damit in der Leitung 82) aufgebaute Druck mit der Breite dss Spaltes zwischen den Fühler 38 und der Bezugsebene 90 in Beziehung steht. Die Art ντΛ Weise, in welcher der Fühler JS arbeitet, ist in der GB-PS 1 337 742 beschrieben, v.-eshalb es nicht nötig ist, hier näher darauf einzugeiisn. Ss reicht aus festzustellen, daß, wenn beispielsweise der Trägerfuß 52 sich seitlich bewegt, so daß der Abstand zwischen der Lagerplatte 54 und der Gleitfläche 58 der G3.eitfuhru.ng 50 verringert wird, das Truck-.nigr.al, das vcra Fühler 3o abgegeben wird, zunimmt, wodurch der Druck in der Leitung 32 steigt. Dies hat seinerseits die Ivirkur.g, daß cas Diaphragma 24 von der Regelflache an der Seite des Ventils, die <-^:cr Leitung 32 zugeordnet ist, wogbewegt wird, so daß der Fluß dor h^/draulischen Flüssigkeit zur Leitung 32 zunimmt, was den Druck der Flüssigkeit im hydrostatischen Lager 54 erhöht, wodurch der Trif.gerfuß 52 von der Gleitfläche 53 wegbewegt wird. Gleichzeitig findet eine Verkleinerung des Spaltes zwischen der Regelfläche und dem Diaphragma an der Seite des Ventils, welche der Leitung 84 zugeordnet ist, statt, wodurch der Fluß der hydrostatischen Flüssigkeit zum hydrostatischen Lager 56 beschränkt wird, was eine Verringerung des Drucks in diesem Lager zur Folge hat, so daß sich der Trägerfuß näher zur Gleitfläche 60 der Gleitführung 50 bewegen kann. Auf diese Weise wird der Trägerfuß wied.er in die richtige Lage im Verhältnis zum Maschinenbett gebracht.

Damit dieses System sauber arbeiten kann, ist es nötig, eine enge Abflußleitung 92 vorzusehen, aus welcher hydraulische Flüssigkeit aus dem System austritt und kontinuierlich zum hydraulischen Reservoir zurückgeführt wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Lager selbst abgedichtet sind, so daß nur sehr wenig Ir^draulische Flüssigkeit aus dem System leckt. Der Zuführdruck muß aber immer so groß sein, daß in den beiden hydrostatischen Lagern der richtige Druck herrscht. Dies kann dadurch geschehen, daß man dem System hydraulische Flüssigkeit im Übermaß zuführt und die überschüssige Flüssigkeit durch die Abflußleitung 92 abfließen läßt.

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Im Vergleich zu den: - System, " das beispielsweise in der G2-P5 1 337 742 beschrieben ist, macht es die vorliegende Erfindung -öglich, das einzige einf-.che Ventil 76 anstelle des durch ein Diaphragma geregelte Begrenzungsventil, und das Additionsventil dieses Systems zu ersetzen. Das erfindungsgernäiSe Ventil besorgt so wohl die Begrenzung des Flusses dor hydraulischen Flüssigkeit sum System, wofür früher ein durch eine Diaphragma geregeltes Begrenr/jr.-sventil diente, aln auch den Effekt des Additior.sventils.

"/.-sz in Figur 3 gezeigte Ventil besitzt ein Faar IJetallblö'cke Sk vir.d 9o, zwischen denen ein flsxibles Diaphragma 95 eingespannt ist, wenn die Blöcke zusacseng^klszant sind. Ein jeder dieser Blöcke 94 und 96 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 100, 102 ausgerüstet, so daß die im Ventil erforderlichen hydraulischen Sasxem gebildet v/erden. In der Kitte einer jeden dieser Ausnehmungen befindet sich ein Vorsprung 104 und 106, welcher die Regelfläche abgibt, die mit dem Zentralen Teil des Diaphragmas 9S zusammenarbeitet.

Ξ-in radial gerichteter Eintrittskanal 108 im unteren Block 96 besitzt eine Gewindeverbindung 110 am äußeren Ende für dieAufnelrne eines (nicht gezeigten) Zuführrohrs, während er an seinem inneren Ende mit einer axial verlaufenden Bohrung 112 in Verbindung steht, :'ie zur Regelfläche des Vorsprungs 106 führt. Eine Verbindungsöffnung geht durch die Mitte des Diaphragmas 93 hindurch, setzt sich -?.ber nicht in den Vorsprung 104 hinein fort.

Ein erster Austrittskanal 114 ist in radialer Richtung im oberen Block 94 ausgebildet und besitzt einen Gewindeanschluß 116 am äußeren Ende für den Anschluß einer Zuführleitung (schematisch mit 113 dargestellt), und steht an seinem inneren Ende mit einer axial verlaufenden Bohrung 120 in Verbindung, die in die Ausnehmung 100 des Blocks 98 führt. Ein zweiter Austrittskanal 122 ist im unteren Block 96 ausgebildet und steht mit der Ausnehmung 102 in diesem Block in Verbindung, wobei das äußere Ende dieses Kanals einen Gewindeanschluß für eine schematisch dargestellte Zuführleitung 124 besitzt.

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Das in Figur 3 dargestellte Ventil arbeitet genau wie dasjenige von Figur 1. Figur 3 läßt ,jedoch die Proportion!erung c/rs Vertils dosser erkennen. Us ist auBerusm darauf hinzuweisen, daC die Jxxs-•■-:~t"lt?.nöle 1"4 ur.c! 122 disn.^tral zueinander angeordnet sind, Cc-■v.'ohl es nicht unbedingt nötig ist. vird es bevorzugt, daß si-a *rir_- kelnäßig versetzt sind, damit der Anschluß d?r Rohre am das Tsr.til erleichtert wird. Einer der Vorteils dc-r erfindun^-geni=5e:i Ve:.".til™ Ironstrul-ctioner. lie;-t darin, daß d?~ Ventil sehr klein ist. Eas Ventil naß aber so dir.;2i:sior:iort» vrorcle'i, daß siclior.r';estsll~ virä, ^ri:3

:.-: nötigen l/jsce ange^chlosrs-i wrCen können. In einigo^ Fällen kann es nöxig sein, daß alle drei Kanäle 103, 114 vu*d 122 "--1"Ir^l-.T.äßig zueinander versetzt sind.

Die Zuführleitung 113 führt zu eine™ (ochematisch dargestellten) hydrostatischen Lager 126, und die Zuführleitung 124 führt zu eines zweiten (schematisch dargestellten) hydrostatischen Lager 123. Ein Fühler 130, der gegen eine gerade Kante oder dergleichen arbeitet, ist parallel mit dem hydrostatischen Lager 123 verbunden, vähr'jnd eine enge Abflußleitung 132 parallel mit dem hydrostatischen Lager 126 verbunden ist. Zwar sind in Figur 3 die Lager 126 und ^2S auf den gegenüberliegenden Seiten des Ventils gezeigt, es ist jedoch selbstverständlich, daß as sich hier lediglich un eine schematische Darstellung handelt, und daß in dor Praxis diese Lager einander gegenüberliegend angeordnet sind, wie dies anhand von Figur 2 beschrieben vrarde.

Ein Ventil, wie es in den Figuren 1, 2 oder 3 erläutert ist. Icann auch mit einem nicht-acge dichte ten hydrostatischen Lagorsysteir, verwendet v/erden, d.h. also nit einen Paar einander gegenüberliegender und gegeneinander arbeitender Lager solcher Art, bei denen ein kontinuierlicher Abfluß von hydrostatischer Flüssigkeit aus dem Lager stattfindet. In diesem Fall ist es nicht wssentlich, den Fühler 130 vorzusehen. Außerdem ist die Abflußleitung 132 nicht erforderlich.

Es wurde bereits angedeutet, daß es möglich ist, eine Reihe von erfindungsgemäßen Ventilen in einem einzigen Stapel vorzusehen.

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Sin solcher Ventilstapel ist in den Figuren 4 und 5 gezeigt, wobei eine. Reihe von sechs Ventilen 150, 152, 154, 155, 13-3 ur.d 160 auf einem einzigen Verzvreigungsblock 162 vorgesehen ist. Ein jedes dieser Ventile ist in ähnlicher ".ieise wie das Ventil von Figur 3 konstruiert, außer daß der Eintrittskanal für jedes Ventil aus einer: axial verlaufenden Kanal 154 besteht und einer der beiden Austrittskanäle eines ,jeden Ventils radial verläuft (Austrittska- -il ISS) und der andere a::ial verläuft (Austrittskanal 15S). Dies zeigt die Vielfältigkeit der Ventilkonstruktion, da es sieglich ist_r die Eintritts- und Austrittskanäle in der verschiedensten Art und "..'eise anzuordnen. Ein jeder Eintrittskanal 164 endet ar. der inneren Oberfläche des Ventils, wogegen jeder der Austrittskanäle 163 an "τ üv.3eren Oberfläche eines jeden Ventils endet. -Jeder der Austrittskanäle 166 ist mit einem hydrostatischen Lager verbunden (eines ist bei 170 dargestellt). Es ist ein Fühler 172 parallel zu diesem hydrostatischen Lager geschaltet, während jeder Austrittskanal mit einem hydrostatischen Lager in Verbindung steht (eines ist bei 174 dargestellt). Eine Abflußleitung 176 ist parallel zu diesem Lager 174 vorgesehen.

Diese sechs Ventile sind in zwei Gruppen von drei Ventilen an einander gegenüberliegenden Oberflächen des Verzweigungsblocks 162 angeordnet, "wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Für diesen Zweck dienen Befestigungsschrauben (von denen eine bei 173 dargestellt ist). Ein gemeinsamer Zuführkanal 130 ist axial im Verzweigungsblock 162 vorgesehen. Er besitzt ein Gewinde 132 für die Aufnahme eines (nicht gezeigten) Zuführrohrs. An gegenüberliegenden Ende ist ein Stopfen 134 eingeschraubt. Entsprechend einem jeden gegenüberliegenden Paar von Ventilen sind Stichkanäle 186, 133 und 190 im Block 162 ausgebildet, welche mit dem axialen Zuführkanal 180 in Verbindung stehen. An den äußeren Enden der Stichkanäle 186, 188 und 190 stehen diese mit den Eintrittskanälen 164 der Ventile in Verbindung. Auf diese Weise wird eine gemeinsame Zuführung von einem einzigen Zuführrohr zu einen jeden der sechs Ventile 150, 152, 154, 156, 153 und 160 geschaffen. Der Verzweigungsblock 162 kann an einem zweckmäßigen Teil der Maschine befestigt werden, wo

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er für die Wartung derVentile zugänglich ist. Di-3 gezeigte Ancrd- -:un; ist natürlich eine b=?~o::ders sauh-ereAnordnung.

":".no noch kcmraktsre /i:iorc":iur.~, bei der ein Stapel von sech? Vor-15.1 en vorhanden ist, ist in Figur 6 dargestellt. Bei dice or Ariorcl- :iung gibt es keinen Verzweigur..~sb-.ock. Es sind fünf ici-rrrcischs ".-•■■ischenblöcke 192, 194, 196, 193 u*id 200 und ein Paar indcntinohe-: r.c.bl'icke 202 und 204 vor.rosehen, die alle in ein einheitlich?-!;

" ■-:' ::-" c z"r'""":G";'of-''~"ⁱ: si-"d. *'ocsi r;schs flexible Dlar"irr:~r:.o:i 205, 10-ϊ, 210, 212, 2-14 v.r.C. 2" "■ z*.;i.?chen clen Blechen ei":?.^;^".:-!¹; s.-'re.. : ols:2n (nicht ,^enei~t} g«hen durch clsii gesagten AufV-i·.; hir.c.vrrv., um alle Elöck-2 zussr^T.^riSuhaltcn vr.d damit die Dieph:/a_;rr.cn ;'.:i .;V;n Titsprechsiiden Lag on einzuspr.nner..

.fin .jeder der Zwischenolöcke besitzt eine obere ringförmige Aucnshnung 218, welche eine der Ventilkarjnem bildet, die dem Diaphragma sv^isclien diesen 31ock und dem nächsten dariiberliegendsn 31ock zugeordnet ist. Der Block besitzt auch eine untere rincxörairre Ausnehmung 220, welche die obere Ventilkamer bildet, die dem fl2"iblen riaphragma unterhalb diecem Block zugeordnet ist. Scr it -stallt ,jeder Zwischenblock einen Teil von zwei Ventilen der ir. Tigur 1 beschriebenen Type dar.

Ein Zuführkanal 222 geht durch den Block von oben nach unten koaxial hindurch. Es ist ein wesentliches Merkmal der Konstruktion, daß die Verbindung ξ öffnung durch ,iedas Diaphragma auf diece '.Iq:.? e nit einer Eintrittsöffnung in jeder der beiden Regelf lachen, r.it denen das Diaphragma zusammenarbeitet, in Verbindung steht.

Zurück zum ausgewählten Zwischenblock. Es ist ein radial verlaufender Austrittskanal 224 vorgesehen, der mit der Ausnehmung 213 an der Oberseite des Blocks in Verbindung steht, weiterhin ist ein diametral gegenüberliegender Austrittskanal 226 vorgesehen, cor mit der Ausnehmung 220 an der Unterseite dieses Blocks in Verbindung steht. Eine .jede der Austrittsöffnungen ist über geeignete Leitungen mit einem hydrostatischen Lager verbunden, wio dies vaiter oben in Figur 3 beschrieben irurde.

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Tar obere Endblock 202 besitzt einen Sintrittskanal 228, dor εη .-einem inneren Ende r.it einen axial verlaufenden Kanal ZJO verbunden ist, der einen Fortce/cz dss a::ic.len Zuführkanals 222, eier '"■"rch alle ZvriGclie'-.blScks hind'.ircl-.fulrfc, . darstellt. Per obere Fni~ ΙλογΙ: 2C2 besitzt oinon einei-e:. ;_M':trittnk~nal 232, der-r.it- einer :,'i-.-.-*för:/.if:3:i-A-\isnoL:r.u":g 234 ir_ der unteren Oberfläche diosan Blocks . · "r.-^r-::.r.i'sr.r .T.^Jzn.\rl. :',or.::.-: hc.t el~.c der ober-n Endb3.cc^ 2C2 nur ::.ro einzire I>;-.r.er urcl hilart dcr.'islb nur eine Hälft η sins·¹? der :.··.γ""λ diesen Zucar.riGnb5.u goooliaffεηαη Ventile.

ι -,· untere Bio eic 204 ist nit den oberen 31ocl: 202 idontinch -jmd bo- -^ΛΙ-"ΐ sorit also siren Ei"tri ;t^":'\-:nl 236, di>r nit dec: Zuführjc^ra". Γ'.-:2, -.reicher durch die ZwiscLic-nclöcliö hindurcligsht, in Ysrfcind-cng "-,iht. JIr besitzt eine ei:izi;;3 riri.^röri^igs Ausrißlinun" 23-, die eine Hälfte des unteren Ventils des Stapels bildet, und einen einzigen Austrittskanal 240.

..in .j2aes der Ventile liegt sonit zwischen einen Bio Dkpaar, Jeder 'f.sr- Zwischenblöcke bildet einen Teil von zvei Ventilen, vrogegen ,"eder der Endblocke nur einen "eil eines einzigen Ventils bildet. '-Di^Ee-Konstruktion zei^t auch die Tatsache, daß es riög.licli ist, einen einzigen Zuführkanal vorzusehen, der durch die Kitte einer Reihe von Ventilen hindurchgeht, die nach dem Prinzip von Figur 3 konstruiert sind.

Bei allen diesen Konstruktionen ist es möglich, anstelle der Anordnung der Verbindungεöffnung durch die liitte des flexiblen Diaphragmaseine Bypass-öffnung vorzusehen, die durch den Ventilkör-per hindurchgeht oder sogar außerhalb des Ventilkörpers verläuft, solange dadurch eine Verbindung, zwischen den Flüssigksitskaisraem auf jeder Seite des flexiblen Diaphragmas geschaffen v?ird.

In den in der, Zeichnungen dargestellten Beispielen besitzt das Diaphragma 24, 9-3, 206, 203, 210, 212, 214, 216 eine konstante Stärke. Es kann jedoch ervrünscht sein, ein Diaphragma mit einem ungleichmäßigen Querschnitt zu verwenden.

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Leerseit

Claims

Patentansprüche

MJ Flußregulierventil für hydrostatische Lager, bei welchem ein ablenkbares Ventilglied mit einer Regelfläche so zusammenarbeitet, daß eine den Fluß hemmende Verengung zwischen dem Ventilglied und der Regelfläche gebildet wird, um den Fluß zum Lager oder zu den Lagern zu regeln, dadurch gekennzeichnet, daß das ablenkbare Ventilglied (24, 98, 206, 208, 210, 212, 214, 216) zwischen zwei Regelflächen (26, 28; 104, 106) angeordnet ist, so daß eine Bewegung des Ventilglieds in einer Richtung eine der Verengungen schließt und die andere öffnet und umgekehrt, und wobei eine Zuführleitung (30, 110, 182, 164, 236) vorgesehen ist, die sich durch eine der beiden Regelflächen (26, 28, 104, 106) in die Verengung zwischen, dieser Fläche und dem Ventilglied öffnet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Regelflächen (26, 23; 104, 106) innerhalb eines Körpers (12, 14, 94, 96, 202, 192, 194, 196, 198, 200, 204) des Ventils angeordnet sind und daß das ablenkbare Ventilglied (24, 98, 206, 208, 210, 212, 214,216) mit den Innenwandungen des Körpers abgedichtet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ablenkbare Ventilglied (24, 98, 206, 208, 210, 212, 214, 216) aus einem flexiblen Diaphragma besteht.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied aus einem freien Kolben besteht.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine einzige Zuführleitung (32, 112) aufweist, die mit einer der Verengungen direkt und mit der anderen Verengung über ein Loch (34) im Ventilglied in Verbindung steht, wobei eine Abführleitung (36, 33, 116, 122, 228, 232, 224, 226, 240, 236) vorgesehen ist, die mit der anderen Seite einer jeden Verengung in Verbindung steht.

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61'Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η z..e i,,c h η e t , daß es eine einzige Zuführleitung aufweist, die mit einer der Verengungen direkt und mit der anderen Verengung über eine am Ventilglied vorbeigehende Leitung in Verbindung steht, wobei eine Abführleitung vorgesehen ist, die mit der anderen Seite einer jeden Verengung in Verbindung steht.

7. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (34) durch das Ventilglied mit der Zuführöffnung (32) ausgerichtet ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verengung aus einem Kragen besteht, der eine Zuführöffnung (32, 112) umgibt oder aus einem Kragen besteht, der ein Loch (34) umgibt, das in die Verengung führt.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitskammer (18) innerhalb des Ventilkörpers (12, 14) ausgebildet ist, welche mindestens eine der beiden Verengungen umgibt.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsprung (20, 22) vorgesehen ist, der von der Innenwandung des Körpers (12, 14) in Richtung auf das Ventilglied (24) vorspringt, wobei die Stirnflächen (26, 28) dieses Vorsprungs die Regelflächen des Ventils bilden.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12, 14) eine zylindrische Kammer (16, 18) aufweist, wobei ein Vorsprung (20, 22) von jeder Endwandung der Kammer vorspringt, wobei der Vorsprung in der Nachbarschaft der Mitte dieser Endwandung angeordnet ist und wobei das Ventilglied (24) zwischen den beiden Vorsprüngen (20, 22) liegt und gegen die zylindrische Wandung der Kammer abgedichtet ist.

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12. Hydrostatische.Lagerung, dadurch gekennzeichnet·, ' daß sie zwei Flußregelventile nach einem der Ansprüche" 1 bis 11, kombiniert in einem Stapel mit einer einzigen Zuführleitung, aufweist, welche mit einer Eintrittsöffnung in einem jeden der beiden Ventile verbunden ist.

13. Hydrostatische. Lagerung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η · zeichnet, daß die beiden Ventile (150, 156; 152, 158; 154, 160) Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei die Zuführleitung zwischen ihnen liegt.

14. Hydrostatische Lagerung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zuführleitung in einem Verzweigungsblock (162) befindet, wobei die

,beiden Ventile auf diesem Block befestigt sind.

15". Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η · zeich η e t , daß die Ventile auf einander gegenüberliegenden Seiten des Blocks (162) angeordnet sind.·

16. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Ventilen (150,· 156, 152, 153, 154, 160) jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auf einem einzigen Verzweigungsblock (162) angeordnet sind, wobei eine gemeinsame Zuführleitung (180) mit allen Eintrittsöffnungen der Ventile verbunden ist.

17. Hydrostatische Lagerung, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Stapel aus zwei oder mehr Ventilen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 kombiniert aufweist, wobei durch den Stapel eine gemeinsame Zuführleitung hindurchgeht und diese Zuführleitung eine Eintrittsöffnung auf jeder Regelfläche und ein Verbindungsloch durch jedes Ventilglied umfaßt.

16. Hydrostatische Lagerung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 für eine Haschine, dadurch gekennzeichnet , daß

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zwei hydrostatische Lager (126, 128; 54, 56) so angeordnet sind, •daß -die Flüssigkeitszufuhr zu den Lagern durch entsprechende FlußVerengungen im Ventil hindurchgehen, wobei die beiden Lager auf dem ersten (52) zweier relativ zueinander beweglicher Teile in einer Maschine befestigt sind und die beiden Lager an einander gegenüberliegenden Oberflächen des zweiten (50) der relativ zueinander beweglichen Teile anliegen, und wobei die Anordnung dafür sorgt, daß, wenn die relativ zueinander beweglichen Teile sich einander nähern und dabei der Abstand in einem der Lager (126, 12d; 54, 56) sich verengt und der Abstand im anderen Lager zunimmt, die resultierende Zunahme des Flüssigkeitsdrucks bei dem Lager, bei dem der Abstand sich verengt, eine Bewegung des Ventilglieds veranlaßt, so daß die Flüssigkeitszufuhr vom Ventil zu den Lagern so verändert wird, daß eine Rückstellung der Lage des'zweiten relativ beweglichen Teils (50) in bezug auf das erste relativ bewegliche Teil (52) stattfindet.

19· Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung derart ist, daß die resultierende Zunahme des Flüssigkeitsdrucks an dem Lager, wo der Abstand sich verengt, eine Bewegung des Ventilglieds verursacht, so daß die Verengung, die diesem Lager zugeordnet ist, sich öffnet und die Verengung, die dem anderen Lager zugeordnet ist, sich schließt, damit die Flüssigkeitszufuhr vom Ventil zu den Lagern wieder die Lage des zweiten relativ beweglichen Teils (50) in bezug auf das erste relativ bewegliche Teil (52) zurückstellt.

20. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Lager so konstruiert sind, daß wenig oder gar kein Ausfluß von Flüssigkeit aus den Lagern stattfindet und daß ein Fühler (88) vorliegt, der parallel zu einem der Lager (54) arbeitet und die Relativbewegung der beiden relativ zueinander beweglichen Teile (50, 52) in einer Richtung verursacht, daß der Abstand in

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■ "den Lagern (54, ·5β) durch Druckänderung der Flüssigkeit, die durch, .sie hindurchfließt, verengt oder erweitert wird.

21. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein Flüssigkeitsaustritt (92) aus der Flüssigkeitszufuhr zum Lager (56) vorhanden ist, das demjenigen gegenüberliegt, mit dem der Fühler parallel geschaltet ist.

22. Hydrostatische Lagerung nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Flüssigkeitsaustritt verengt ist.

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