DE384924C

DE384924C - Steuerungsvorrichtung

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Publication number: DE384924C
Application number: DEK84637D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-01-23
Publication date: 1923-11-10
Also published as: GB197994A; NL12791C

Description

Die Erfindung betrifft eine durch Druckflüssigkeit betriebene Steuerungsvorrichtung·, bei welcher ein in einem Zylinder verschiebbarer Kolben durch einen auf seine beiden Seiten wirkenden Druck eines Druckmittels im Gleichgewicht gehalten wird, wobei die Bewegung des Kolbens dadurch geregelt wird, daß man das Druckmittel mittels geeigneter Vorrichtungen an verschiedenen Stellen der Länge des Zylinders entweichen läßt.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Abb. ι zeigt schematisch im Längsschnitt eine Ausführungsform; Abb. 2 ist ein Querschnitt von Abb.i; Abb. 3 zeigt in größerem Maßstab einen Teil des Auslaßventils; Abb. 4 zeigt im Querschnitt eine andere Ausführungsform mit zwei Steuerzylindern; Abb. 5 und 6 sowie 7 und 7° zeigen im Längs- und Querschnitt zwei weitere Ausführungsformen.

Bei der in Abb. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben a in einem Zylinder b verschiebbar, der an ! seinen beiden Enden mit Einlaßrohren c und d für das Druckmittel versehen ist. Jedes Rohr ist mit einer Pumpe c bzw. f versehen, die' Flüssigkeit aus einem Behälter g saugt.

"Längs der einen Seite des Zylinders b ist oine Reihe von dicht nebeneinander angeordneten"öffnungen h. Mit ihnen arbeitet ein, drehbares Ventil /' zusammen, das mit einem ■ mittleren Hohlraum / und an seiner Außenseite mit einer schraubenförmigen Nut k versehen ist. Letztere steht durch die Offuungen η mit dem zu dem Behälter g führenden Auslaßrohr m in Verbindung. Das Ventil ί kann auf irgendeine Weise gedreht werden, ■ z. B. mittels eines auf der Ventilspindel ρ befestigten Armes o. Der Kolken α ist auf der Kolbenstange q befestigt, die in der Längsrichtung hin und her geschoben, aber nicht gedreht werden kann.

Der Kolben α ist auf seinen beiden Seiten mit Ausschnitten r versehen (Abb. ι und 3), die dazu dienen, die zwischen den Öffnungen h liegenden Teile -zu überbrücken, um dadurch eine fortlaufende Bewegung des Kolbens zu ermöglichen oder das Anhalten des Kolbens mit größerer Genauigkeit zu bewirken.

Das Ventil i ist auf seinem Umfange tnit einer Anzahl von Vertiefungen j .(Abb. 1) versehen, um es leicht drehbar zu machen und die auf das Ventil wirkenden Kräfte auszu- ' gleichen. Diese Vertiefungen sind dicht nebeneinander über die ganze Länge des Ventils verteilt. In Abb. 1 sind der größeren Deutlichkeit wegen aber nur zwei dieser Vertiefungen dargestellt. Sie stehen nicht mit der schraubenförmigen Nut in Verbindung, aber durch die Öffnunge'i h mit dem Zylinder b, so daß praktisch die ganze Außenfläche des Ventils unter dem Druck der in dem Zylinder b enthaltenen Druckflüssigkeit steht. Der durch die Öffnungen h auf das Ventil atisgeübte Seitendruck wird dadurch ausgeglichen oder aufgehoben. Die achsiale Breite der Vertiefungen s ist kleiner als die achsiale Länge des Kolbens, so daß die Vertiefungen die Wirkung der Vorrichtung in keiner Weise beeinträchtigen.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Pumpen e und / erzeugen für gewöhnlich auf den beiden Seiten des Kolbens" α in dem Zylin ler b einen Druck, und der Kolben bleibt stillstehen, wenn dieser Druck auf beiden Seiten gleich ist. Wenn aber einige der öffnungen /f durch die. schraubenförmige Nut k mit dem Auslaßrohr in in Verbindung ge-

• bracht sind, wie dies in größerem Maßstabe in Abb. 3 'dargestellt ist, so wird, wenn diese Öffnungen sich auf der rechten (Abb. 1) Seite des Kolbens befinden, der Kolben sich nach rechts bewegen, da der auf die linke Seite des Kolbens wirkende Druck nicht ausgeglichen ist. Dieser nicht ausgeglichene Druck kann mittels der Kolbenstange irgendeine gewünschte Arbeit verrichten. Wenn aber der Kolben α bis in eine Stellung bewegt ist, in der er beginnt, die Auslaßöffnungen h auf seiner linken Seite freizugeben, kommt der Kolben zur Ruhe, da der überschüssige · oder unausgeglichene Druck auf den Kolben durch die freigegebene Auslaßöffnung, aufgehoben wird. Aus Abb. 3 ist zu ersehen, daß auf der einen Seite des Kolbens Teile von drei öffnungen freigegeben sind und auf der anderen Seite des Kolbens Teile von zwei öffnungen. Das Verhältnis zwischen den Flächen der freigegebenen Öffnungen auf den entgegengesetzten Seiten des Kolbens hängt von dem Betrage des unausgeglichenen Druckes ab, der aufgehoben werden muß, um ein Stillstehen des Kolbens zu gestatten.

Durch Verwendung einer einzigen schraubenförmigen Nut k in Verbindung mit den dicht nebeneinander in einer Reihe angeordncten öffnungen h und den Ausschnitten s des KoII:ens kann, eine sehr feine Einstellung des Kolbens vorgenommen werden, denn es ist infolge der Überbrückung der Öffnungen durch die Ausschnitte r beständig eine Auslaßöffnung e in Tätigkeit.

Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform sind zwei Zylinder b mit ihren Kolben α an den gegenüberliegenden Seiten des Ventilzylinders angeordnet, und es sind zwei Reihen von Öffnungen h und zwei schraubenförmige Nuten k vorgesehen, je eine für jeden Zylinder. Bei dieser Ausführungsform dient ein Ventil i mit seinen beiden .schraubenförmigen Nuten für zwei Arbeitszylinder. Natürlich können um einen gemeinschaftlichen · Ventilzylinder auch mehr als- zwei Arbeitszylinder mit hin und her gehenden Kolben angeordnet werden.

In Abb. s und 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Zylinder, in dem (ie'r Kolben α arbeitet, selbst das drehbare Ventil i bildet und mit einer Reihe von flicht nebeneinander in einer Schraubenlinie angeordneten Öffnungen Ii versehen ist. An. dem einen Ende des Ventils sind Öffnungen ν vorgesehen für den Eintritt der von der Pumpe kommenden Druckflüssigkeit.

In dem Gehäuse des drehbaren Ventils i ist eine gerade Nut k vorgesehen, die durch

■ die Öffnungen η mit dem Auslaßrohr m in Verbindung steht. Es ergibt sich aus dieser.

Anordnung, daß die Stellung der in einei Schraubenlinie angeordneten Öffnungen h die mit der geraden Nut k in Verbindung stehen imd dadurch mit dem Auslaßrohr, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen dazu dient, die Lage zu bestimmen, in welcher der Kolben α zur Ruhe kommt. Der Kolben ist an seinen beiden Seiten mil , Ausschnitten r versehen. Die Aussparun- '■ gen α in dem Zylinder b und der hinter den : Öffnungen υ liegende ringförmige Raum dieni

- dazu, die Drehung des Ventils i zu. erleich- ! .tem.

! Bei der in Abb. 7 dargestellten Ausführungsform kann das Ventil i in seiner Längsrichtung hin und her geschoben werden, um ■ einen schmalen Schlitz k desselben in eine Stellung zu bringen, um irgendeinen gewünschten Abschnitt der öffnungen h in Verbindung mit dem Auslaß rohr m zu bringen. Die Wirkungsweise dieser Vorrich-

- tung ist ähnlich wie die der vorher -beschriebenen. Der Schlitz k kann durch eine ringsum das Ventil i herumlaufende Aussparung ersetzt werden.

Durch langsame Drehung des in den Abb. 1 bis 6 dargestellten Ventils / oder durch Hin- und Herbewegung des in Abb. 7 veranschaulichten \^rentils kann dem Kolben α eine beständig hin 'Und her gehende Bewegung erteilt werden.

Statt einen doppelt wirkenden Zylinder /' mit einem Kolben α zu benutzen, kann mau

. auch zwei einander gegcuüberliegeudc einfach wirkende Zylinder mit einem gemeinsamen Kollben verwenden.

Die Fläche .der Offnungen Ii, die in irgendeiner Zeit, mit der Auslaßnut k in Verbin-

'. dung korhmen und dadurch in Verbindung mit dem Auslaßrohr ni, ist in der Länge konstant und von dem einen Ende des Zylinders b bis zum anderen beweglich. Im folgenden wird sie die bewegliche Auslaßfläche ge-

' nannt werden.

Wenn der Kolben α eine Gleichgewichtsstcllung eingenommen hat, bildet die Länge der' Fläche des Kollrens, die, wie oben or-

. wähnt, mit . einem winkelförmigen Aus-•. schnitt r versehen ist, ein Element der bo-. woglichen Auslaßflächc, das den Betrag des

- Auslasses auf jeder Seite des Kolbens regelt. Bei Ausführung der Erfindung wird die Länge

'. der beweglichen Auslaßfläche größer gemacht .werden als gleich oder kleiner ab die Läng.· des Kolbens, je nach der Art des Druckmit-

;■ tels, das durch flic Zuleitungsrohre c und d in ' den Zylinder eingeführt wird.

Wenn die Zuführung des Druckmittels in jede Einlaßöffnung mit Bezug auf die Menge ler durchtretenden Flüssigkeit konstant ist, wird die Länge der 1 eweglichcn Auslaß-

Claims

öffnung größer sein als die Länge des Kolbens, wodurch eine Veränderung des Verhältnisses der wirksamen Auslaßöffnung auf jeder Seite des Kolbens ermöglicht wird. Wenn die Zuführung des Druckmittels in jede Einlaßöffnung veränderlich i.st mit Bezug auf die Menge, die bei einem begrenzten Maximaldruck, bei welchem die Zuführung aufhört, durch die Öffnung fließt, kann die ίο Länge der beweglichen Auslaßöffnung größer oder kleiner sein als die Länge des Kolbens, entsprechend den gewünschten Haltepressungen, die erforderlich erscheinen, wenn der Kolben eine Gleichgewichtslage unter einer ^5 äußeren Belastung eingenommen hat.

Wenn die Zuführung des Druckmittels in jede Einlaßöffnung veränderlich ist mit Bezug auf die Menge, die bei einem begrenzten Maximaldruck, bei welchem die Zuführung ao aufhört, durch die Öffnung fließt und wenn eine selbsttätige Vorrichtung bekannter Art angebracht wird, die die Eintrittsöffnung für das Druckmittel abschließt, gegen welche die bewegliche Auslaßöffnung gerade bewegt as wird, so wird die Länge der beweglichen Auslaßöftnung gleich sein oder kleiner als die Länge des Kolbens, und in diesem Fall wird keine Druckflüssigkeit zufließen, wenn der Kolben eine Gleichgewichtsstellung eingenommen hat und die Auslaßöffrmng vollkommen verdeckt.

Die Mittel zur Erzielung dieser verschiedenen Arten der Zufuhr des Druckmittels bilden nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. '

Die Vorrichtung ist allgemein anwendbar, wo eine veränderliche sichere und fortlaufende Bewegung erforderlich i.st, wie z. B. bei der Steuerung von Pressen, Geschützen oder La- 1 fetten, Bremsvorrichtungen für Fahrzeuge und Maschinen, Schiffssteuermaschinen, Aufzüge und Hebevorrichtungen u. dgl. Besonders ist sie geeignet, wenn eine unmittelbare positive Steuerung einer Bewegung von einer entfernten Zentralstelle aus gewünscht wird. !

i Patent-Ansprüche: ι

ι. Durch Druckflüssigkeit betriebene ' 5u Steuerungsvorrichtung mit einem in einem ; Zylinder verschiebbaren Arbeitskolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit dem Zylinder (b) an beiden Enden zugeführt wird und mittels eines Ventils (i) die Verbindung des Zylinders (b) mit einer Auslaßöffnung (m) in der Weise hergestellt wird, daß je nach der j Stellung des Ventils die Verbindung mit der Ablaßöffnung an anderer Stelle erfolgt und ler Kolben Γα) an anderer Stelle durch Ausgleich des Druckes vor und hinter den Kolben zum Stillstand kommt.
2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (V) mit einer Reihe von dicht nebeneinanderliegenden Öffnungen (Λ) versehen ist, von denen entsprechend der verschiedenen Stellung des Ventils (■/) jeweilig eine andere Gruppe vor und hinter dem Kolben mehr oder weniger geöffnet und mit der Ablaßöffnung in Verbindung gebracht wird.
3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß flie dicht nebeneinanderliegenden Öffnungen (A) in einer geraden Linie liegen und das drehbare Ventil (i) mit einer schraubenförmigen Nut (k) versehen ist, die durch Öffnungen (n) mit der Ablaßleitung (w) in Verbindung steht.
4. Steuerungsvorrichtung räch Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder des Kolbens (α) als drehbares Ventil ausgebildet und mit einer schraubenförmigen Reihe von dicht nebeneinranderliegenden öffnungen (A) versehen ist.
5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für das drehbare Ventil

(i) auf der Innenseite mit Aussparungen (s) versehen ist, um die Reibungsfläche des Ventils zu verkleinern.
6. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (i) in seiner Längsrichtung verschiebbar und mit einem schmalen Schlitz (k) versehen ist, der bei der Vcrschie- ■ bung des Ventils mit stets einer anderen Gruppe von in einer Reihe liegenden Öffnungen (A) des Zylinders in Verbindung iöc tritt, wobei diese Gruppe von Öffnungen eine größere Länge hat als der Kolben.
7. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (α) vorn und hinten mit 10; entgegengesetzt gerichteten, keilförmigen Ausschnitten (r) versehen ist, um die Zwischenräume zwischen den einzelnen öffnungen (A) zu überbrücken.
8. Steuerungsvorrichtung nach An- in spruch ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinder (b) mit hin und her beweglichen Kolben (α) um ein gemeinsames Ventil (i) herum angeordnet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.