DE415040C - Elektromagnetisch gesteuerter Regler - Google Patents

Description

In der Patentschrift 319230 ist eine Durchflußvorsteuerung· beschrieben, bei welcher gemäß Anspruch 2 die Entlastung der eigentlichen Steuerungsteile von den Unregelmäßigkeiten des Vorsteuerölzuflusses durch Anwendung einer besonderen Pumpe zur Förderung des Vorsteueröles geschehen soll. In der Beschreibung ist ferner (auf Seite 1 Zeile 40) als Erfindungsgedanke für die Anordnung der Vorsteuerung angegeben, daß unregelmäßige Rückwirkungen des Ölstromes Störungen verursachen. Bei der bekannten Ausführung derartiger Vorsteuerungen, wie sie eben dort beschrieben sind, wird nämlich die Vorsteuerflüssigkeit aus dem gemeinsamen Druckbehälter oder der gemeinsamen Druckquelle des Reglers, aus welcher neben der Vorsteuerung auch der eigentliche Servomotor die Druckflüssigkeit bezieht, entnommen. Beim Arbeiten dieses Servomotors treten selbstverständlich auch Druckstöße in diesem gemeinsamen Vorratsbehälter oder in der gemeinsamen Druckquelle auf, wodurch zum Teil die unregelmäßige Rückwirkung des Ölstromes zu erklären ist. Eine Verbesserung der in der Patentschrift 319230 angegebenen Durchflußvorsteuerung· ohne Inkaufnahme der - Nachteile der älteren Ausführungen ist unmöglich, wenn man eine getrennte Vorsteuerpumpe aufstellt, ; diese jedoch eine doppelte Vorsteuerung betätigen läßt, in der Weise, daß der Ülstrom der Vorsteuerpumpe zunächst zur direkten Verschiebung des Schwebekolbens dient, der von

; dieser ersten Vorsteuerung ablaufende Ölstrom der Vorsteuerpumpe zur Vorsteuerung eines zweiten Zwischenschwebekolbens dient, der die hydraulische Steuerung des Hauptschwebekolbens betätigt und der in genau derselben Weise hydraulisch vorgesteuert wird, wie dies für den einzigen Schwebekolben der Patentschrift 319230 beschrieben ist. Eine störende

ι Rückwirkung der ersten Vorsteuerung auf die zweite braucht hierbei nicht stattzufinden, weil es sich lediglich um die Betätigung einer ge-

! meinsamen doppelten Vorsteuerung handelt und störende Rückwirkungen aus der Bewegung des Servomotors und den damit verbundenen größeren Druckschwankungen im eigentlichen Druckölvorratbehälter des Reglers durch die erfindungsgemäße Anordnung einer besonderen Vorsteuerungspumpe ausgeschlossen sind.

Die Abb. 1 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar. 1 stellt den Hauptschwebekolben dar, welcher in an sich bekannter Weise durch den innenliegenden Vorsteuerungskolben 2 gesteuert wird. Der Vorsteuerölstrom wird bei 3 zugeführt, durchströmt

*) Frühere Zusatzpatente 374.JO3 und 378300.

die Bohrung 4 des Hauptschwebekolbens ι und tritt in die Steuerungsstellen 5 und 6 des Vorsteuerkolbens 2 ein. Wird der Vorsteuerkolben beispielsweise aufwärts bewegt, so wird die steuernde Kante bei 5 geschlossen, das Vorsteueröl staut sich in dem Raum 7 unterhalb des Hauptschwebekolbens und drückt denselben durch Einwirkung auf die Fläche 8 so lange aufwärts, bis sich bei 5 wieder ein Durchtritt für den Vorsteuerölstrom ergibt. Wird anderseits der Vorsteuerkolben 2 gesenkt, so schließt sich die steuernde Kante bei 6, der Druck des gestauten Vorsteueröles wird daher nun sowohl in dem Raum. 8 fühlbar als auch durch Vermittlung der Bohrung 9 in dem größeren Ringraum 10 oberhalb des Hauptschwebekoibens 1. Da die Kraft auf der größeren Fläche bei 10 überwiegt, wird nunmehr der Hauptschwebekolben ι abwärts geschoben, bis sich die steuernde Kante bei 6 wieder öffnet. Die Einrichtung dieser Vorsteuerung läßt sich daher leicht so treffen, daß dauernd Vorsteueröl aus der ersten Vorsteuerung des Hauptschwebekolbens 1 abläuft. Dieses ablaufende Öl kann daher zur Steuerung des Hilfsschwebekolbens 2 verwendet werden, etwa dadurch, daß dasselbe durch eine Längsbohrung 11 eingeleitet wird, aus welcher es nur zu dem Nadelventil 12 entweichen kann, nachdem es vorher mit Querbohrungen 13 mit einem Ringraum über den Vorsteuerkolben 2 in Verbindung gesetzt wird. Wird dieser Vorsteuerkolben beispielsweise durch eine Feder 14 von unten belastet, so arbeitet derselbe in derselben Weise wie der Schwebekolben B in der Patentschrift 319230, so daß sich eine weitere Erklärung erübrigt. Erfindungsgemäß werden nun auch bei dieser an sich bekannten doppelten Vorsteuerung die Unregelmäßigkeiten, die die Schwankungen im Zufluß des Vorsteueröles auslösen, dadurch beseitigt, daß eine besondere Vorsteuerpumpe 12 angeordnet wird, die zur Lieferung des Vorsteueröles für die doppelte Vorsteuerung dient. Damit lassen sich auch bei dieser doppelten Vorsteuerung gemäß der Erfindung nach Patentschrift 319230 die unregelmäßigen Rückwirkungen des Ölstromes und ihr störender Einfluß auf die Regulierung ausschalten.

Das in Abb. 1 beschriebene bekannte Verfahren zur Steuerung des Hauptschwebekolbens hat noch insofern einen Mangel, als bei Bewegungen des Schwebekolbens ein Teil der Vorsteuerflüssigkeit, wie er der Größe des Ringraumes 13 entspricht, von dem Vorsteuerölzufluß abgezweigt wird. Wenn daher auch bei dieser beschriebenen Einrichtung die Uhregelmäßigkeiten, wie sie etwa durch die Druckschwankungen im allgemeinen Vorratsbehälter bei einer aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter gespeisten Pumpe bedingt werden, durch Anordnung einer Vorsteuerpumpe ausgeschlossen sind, so wird doch durch das Arbeiten der Hauptvorsteuerung eine kleine Unregelmäßigkeit im Ölstrom der Hilfsvorsteuerung erzeugt. Um diesem Mangel abzuhelfen, wird die Hauptvorsteuerung so einge- ^! richtet, daß in derselben keine* Aufspeicherung j von Ölmengen stattfindet, so daß das von der Vorsteuerungspumpe in kontinuierlichem Strome gelieferte Öl ebenso kontinuierlich die Hauptvorsteuerung verlassen muß, weil ja das öl im wesentlichen inkompressibel ist und ι Leckölverluste auch in der Ölpumpe leicht ! auf ein unmerkliches Maß herabgedrückt wer- ^! den können, wenn die Pumpe lediglich zum Betrieb von Vorsteuerungen dient und damit unregelmäßige oder größere Druckschwankungen ausgeschlossen sind. Um diesen Zweck zu erreichen, kann die innere Einrichtung des Hauptschwebekoibens etwa gemäß Abb. 2 gestaltet werden. Der Hauptschwebekolben 1 erhält hier zwei gleichgroße Endflächen 14 und 15 sowie eine mit gleichem Durchmesser endigende Bohrung 16. Wenn der Vorsteuer-. kolben in den Enden dieser Bohrungen zylindrisch dichtet, wird daher bei Verschiebung des Hauptschwebekoibens 1 keinerlei Flüssigkeit aufgespeichert, so daß hierdurch bedingte Unregelmäßigkeiten im Zufluß für die Hilfssteuerung ausgeschlossen sind. Die Einrichtung der Vorsteuerung für den Hauptschwebe-, kolben kann im übrigen in verschiedener ' Weise hergestellt werden, etwa so wie dies in Abb. 2 dargestellt ist. Das Vorsteueröl wird bei 17 zugeführt und tritt durch Vermittlung , einer Ringnut 18 und Bohrung 19 in eine Ringnut 20 ein, die in der durchgehenden ^: Bohrung des Schwebekolbens 1 ausgespart ist. Neben der Ringnut 20 sind zwei weitere Ring- ! nuten 21 und 22 angeordnet, aus welchen das ■ ablaufende Öl durch Querbohrungen 23 dem Innern des Hilfsschwebekolbens 24 zugeführt werden. In dem Schaft des Hilfsschwebekol- ^! bens 24 sind ferner zwei Nuten 25 und 26 ausgespart, welche dem durch 20 zufließenden '■ Vorsteueröl bei relativer Mittellage des Hilfsschwebekolbens 24 im Hauptschwebekolben 1 einen freien Abfluß durch die Löcher 23 ge-

statten. Wird jedoch der Hilfsschwebekolben ; beispielsweise gesenkt, so verschließen sich ^: die Vorsteuernuten bei 27 und 28. Das zuströmende Vorsteueröl staut sich daher in dem \ Raum 29 und übt durch Vermittlung der BoIxrung 30 einen Druck auf die obere Fläche 14 : des Hauptschwebekoibens 1 aus, welcher zur Folge hat, daß der Hauptschwebekolben der Bewegung des Hilfsschwebekolbens folgt, bis die relative Mittellage zwischen beiden ganz oder annähernd erreicht ist.

Bei einer Aufwärtsbewegung des Hilfskol-

bens 24 schließen sich anderseits die steuernden Nuten 31 und 32, so daß umgekehrt durch die Bohrung 32 ^ei^ne Druckwirkung auf die Fläche 15 ausgeübt wird, die den Schwebekolben anhebt, bis die relative Mittellage zwischen Haupt- und Hilfsschwebekolben wieder erreicht ist. Das bei diesen Bewegungen aus dem nicht unter Druck stehenden Arbeitsraum des Hauptschwebekolbens, z. B. bei der letztgeschilderten Aufwärtsbewegung aus dem Raum 34, entweichende Öl gelangt dabei durch die Bohrung 30 in die Öffnung 23, woselbst es den Verlust an Vorsteuerölmenge, wie er durch den Austritt des Vorsteueröles durch die Bohrung 2>3 in den Arbeitsraum 15 bei der geschilderten Aufwärtsbewegung des Schwebekolbens eintritt, ersetzt. Wird daher erfindungsgemäß eine besondere Vorsteuerpumpe 36 angeordnet, so tritt zufolge der Inkompressibilität des Öles ein vollkommen gleichmäßiger ölstrom aus der Bohrung 37 des Hilfsschwebekolbens aus, der zur' völlig störungsfreien Steuerung des Hilfsschwebekolbens verwendet werden kann.

Der gleiche Effekt kann bei dem Ventil nach Abb. 1 dadurch erreicht werden, daß der Ringraum 13 in seinem Querschnitt ebenso groß gemacht wird wie der Arbeitsringraum über dem Hilfsschwebekolben 2 und der Hilfsschwebekolben anstatt im festen Körper des Ventils mitbeweglich im Kopf des Schwebekolbens ι gelagert wird. Die Abb. 3 stellt eine entsprechende Ausführungsform der Erfin- _ dung dar, bei welcher die Wirkungsweise ebenso ist wie bei dem Ventil nach Abb. 1 und die Einzelteile in der gleichen Weise bezeichnet sind wie dort, so daß auf die Beschreibung von dort verwiesen werden kann. Bei dieser Einrichtung ist ersichtlich, daß die Flüssigkeitsmenge, die im Ringraum 13 bei Bewegung des Hauptschwebekolbens 1 aufgespeichert oder ausgestoßen wird, gleich groß ist der Flüssigkeitsmenge, die über den Ringraum 2 oberhalb des Schwebekolbens 1 bei Bewegung des Schwebekolbens 1 wiedergewonnen oder verschluckt wird, so daß gleichfalls störende Rückwirkungen der Hauptsteuerung auf die Hilfsvorsteuerung ausgeschlossen sind. Dieselbe Wirkung ist zu erzielen, wenn bei Abb. 1 der Ringraum 13 mit der Bohrung 11 verbunden wird.

Die beschriebene Durchflußvorsteuerung läßt sich außer für elektrische Regler auch für andere, zum Teil mechanische Regler verwenden, sofern es nötig ist, größere mechanische Kräfte mit sehr geringen Steuerkräften auszulösen und in erfindungsgemäßer Weise unregelmäßige Rückwirkungen des Vorsteuerölstromes auf die Steuerung auszuschließen sind. Bei der beschriebenen Vorsteuerung ergibt sich noch ein Mangel insofern, als der Druck, der zur Betätigung der Hauptvorsteuerung dient, j beispielsweise bei der Vorsteuerung nach > Abb. i, auf die Fläche 37 des Hilfsschwebekolbens 2 einwirkt und Unregelmäßigkeiten erzeugen kann. Erfindungsgemäß wird nun ι weiter die HilfsSteuervorrichtung so angeord- \ net, daß sie auch vom Drucke der Hauptvorsteuerung unabhängig ist. Dies kann beispiels- • weise so geschehen, wie in Abb. 2 dargestellt ist. Hier ist der Schaft des Hilfsschwebekolbens 16 durch den Hauptschwebekolben 1 durchgeführt und mit gleichem Durchmesser im Gehäuse bei 38 gelagert, so daß schäd-J liehe Druckeinwirkungen entfallen. Der unterj halb dieser Lagerung 38 sich ergebende Raum 39 kann je nach Belieben mit der Atmosphäre oder durch eine Längsbohrung mit dem Arbeitsraum des Hilfsschwebekolbens in Verbindung gebracht werden, ohne daß hierdurch eine Veränderung in der rückwirkungsfreien Anordnung dieses Hilfsschwebekolbens eintritt.

An Stelle der beschriebenen doppelten Vorsteuerung können auch drei- und mehrfach wirkende Vorsteuerungen angegeben werden, wobei in erfindungsgemäßer Weise die unregelmäßigen Rückwirkungen des Vorsteuer ölzuflusses durch Aufstellen einer besonderen Pumpe zu beseitigen sind und im übrigen die gleichen erfindungsgemäßen Maßnahmen anwendbar sind wie bei der beschriebenen doppelten Vorsteuerung.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Elektromagnetisch gesteuerter Regler mit Durchflußvorsteuerung nach Patent 319230 mit Anwendung einer besonderen Pumpe zur Förderung des Vorsteueröles, gekennzeichnet durch Anordnung einer doppelten oder mehrfach wirkenden Vorsteuerung an Stelle der einfachen.

2. Regler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Beseitigung der Rückwirkung der Hauptvorsteuerung auf den der Hilfsvorsteuerung zufließenden Ölstrom oder der Rückwirkung der vorgeordneten Vorsteuerungen auf die nachfolgenden Vorsteuerungen.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rückwirkungen des Vorsteueröldruckes auf die Hilfsvorsteuerung oder Rückwirkungen des Arbeitsdruckes der vorgeordneten Vorsteuerungen auf die Hilfsvorsteuerung ausgeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.