DE914563C

DE914563C - Anordnung zur Druckregelung von hydraulischen Stellmotoren

Info

Publication number: DE914563C
Application number: DES26604A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-12-30
Filing date: 1951-12-30
Publication date: 1954-07-05

Description

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Druckregelung von hydraulischen Stellmotoren mit einem Druckregelventil.
Um mit kleinen Steuerkräften große Steuergeräte u. dgl., die zum Verstellen eine große Kraft benötigen, lenken zu können, hat man bereits sogenannte hydraulische Servomotoren verwendet. Bei diesen Servomotoren verstellt das Steuerorgan einen Schieber od. dgl., der das von einer Pumpe gelieferte Öl dem Servomotor oder Druckzylinder zuführt, der seinerseits die eigentliche Steuerung vornimmt. Der Öldruck in dem Zylinder bzw. vor dem Kolben muß stets so hoch sein, daß der Kolben in der Lage ist, den Widerstand zu überwinden. Bei bekannten Anordnungen ist der Öldruck auf den größtmöglichen Widerstandswert eingestellt, d. h. auf einen Wert, der ausreichend ist, um auch den größtmöglichen Widerstand zu überwinden. Hierbei wird verhältnismäßig viel Leistung verbraucht, die zur Erwärmung des Pumpenmotors und des Öls führt. Um sparsamer regeln zu können, ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei der in Abhängigkeit von der Schieberstellung der Öldruck geregelt wird. Das ergibt aber eine verbogene Steuerkennlinie. Eine andere bekannte Anordnung regelt in Abhängigkeit von der Kolbenstellung: Bei dieser Anordnung zeigt es sich, daß in der Mittelstellung des Kolbens keine große Kraft zur Verfügung steht und außerhalb der Mittelstellung keine Sparmöglichkeit vorhanden ist. Es ist weiterhin bekannt, neben der Hauptdruckpumpe eine zweite kleine Pumpe aufzustellen, die ihr Öl dauernd dem Servomotor und einem parallel geschalteten Sicherheitsventil zuführt, während man dem Ölstrom der verbleibenden Hauptölpumpe durch eine am Steuerschieber des Servomotors vorgesehene Schlitz- Steuerung bei Mittellage des Schiebers einen Ausweg schafft, der erst bei größeren Verschiebungen des Steuerschiebers versperrt wird, so daß erst dann das Hauptöl zur Arbeitsleistung herangezogen wird. Diese Anordnung ist sehr kostspielig, da sie zwei Pumpen benötigt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, bei kleinsten Anlagekosten und geringsten Betriebskosten eine Anordnung zur Druckregelung von hydraulischen Stellkolbenmotoren mit einem Druckregelventil auszubilden.
Erfindungsgemäß werden an dem Druckregelventil mindestens zwei Steuerteile angeordnet, deren einer einen vorzugsweise über den Regelbereich konstanten Druckanteil und deren zweiter Steuerteil einen dem jeweiligen Zylinderdruck proportionalen Druckanteil einstellt. Damit ist gewährleistet, daß die Pumpe jeweils nur den zur überwindung der Widerstände notwendigen konstanten Druckanteil und den dem jeweiligen Zylinderdruck, d. h. der Stellung des Kolbens entsprechenden Druckanteil zu überwinden hat. Dieses kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß das auf der einen Seite mit dem Öldruck an der Pumpe belastete Ventil mit einer konstanten Kraft, z. B. einer vorgespannten Feder; und vom Öldruck der arbeitenden Zylinderseite jeweils belastet wird.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach der Erfindung schematisch erläutert.
In Fig. i wird die Ölpumpe P von einem Motor 111 angetrieben und fördert die Druckflüssigkeit in die Zuleitung i, die unter dem Einfluß eines Ventils V steht. Das Ventil h ist von einer konstanten Kraft, der vorgespannten Feder 2 und starr mit dem Ventilschaft verbundenen Doppelsteuerkolben 3, 4 belastet. Je nachdem, welche der beiden Zylinderhälften durch den Schieber S mit der Zuleitung i verbunden wird, wird in dem entsprechenden Steuerzylinder 3 bzw. 4 ein dem Zylinderdruck proportionaler Druckanteil auftreten. Sind hierbei die Fläche des Steuerkolbens 3 und die Ventilfläche 5 an der Druckleitung von gleichem Querschnitt, so steigt der Öldruck im gleichen Maße wie der Widerstand des Stellkolbens im Zylinder. Zur überwindung des Widerstandes einschließlich der Zuleitungen wirkt die konstante Kraft der Feder, die damit den Druck ständig um einen sich dem Zylinderdruck überlagernden gleichbleibenden Wert erhöht. Wird der Ventilquerschnitt 5 kleiner als die Fläche des Kolbens 3 bzw. 4 gehalten, so steigt der Öldruck stärker als der Widerstand im Zylinder. Wird der Querschnitt der Ventilfläche 5 größer als der Querschnitt der Kolbenfläche 3 bzw. 4 gemacht, so steigt der Öldruck weniger stark als der Widerstand. Für den Fall, daß die Flächen gleich sind oder der Ventilquerschnitt kleiner als die Fläche des Kolbens 3 so ist es vorteilhaft, ein Begrenzungsventil Si, das auf konstanten Druck eingestellt ist, anzuordnen. Nach Abschluß des Steuerorgans, d. h. wenn der Schieber S die Ölzufuhr zum Servomotor absperrt, tritt z. B. schon durch die Spaltverluste ein Druckabfall im Zylinder ein, und der von der Pumpe geförderte Druck sinkt ab. Man kann aber auch besondere Steuerkanäle, z. B. am Schieber, anordnen, so daß nach Beendigung des Steuervorganges auf diese Weise der Druck herabgesetzt wird.
Die Ausbildungsmöglichkeiten der Anordnung sind durch das beschriebene Beispiel nicht erschöpft, insbesondere die Ausbildung der Steuerteile des Druckregelventils kann in an sich bekannter Weise abgewandelt werden, wie es z. B. auch die Fig. 2 zeigt. Von den Zylinderhälften führt je eine Druckleitung 16 bzw. 17 zu dem in Form eines Kugelventils ii ausgebildeten Dreiwegehahn. Die von der beaufschlagten Zylinderhälfte des Stellkolbens durch die zugehörige Druckleitung, z. B. 16, in das Kugelventil i i strömende Druckflüssigkeit stellt selbsttätig den Dreiwegehahn derart um, daß die Druckflüssigkeit aus der Leitung 16 über die Leitung 14 dem Steuerkolben 13 des Ventils zugeführt wird. Die Feder 12 entspricht der Feder 2 ebenso wie die Ventilfläche 15 der Ventilfläche 5; für die Wirkungsweise gelten die schon oben in Fig. i beschriebenen Beziehungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. i. Anordnung zur Druckregelung von hydraulischen Stellkolbenmotoren mit einem Druckregelventil, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Druckregelventil mindestens zwei Steuerteile angeordnet sind, deren einer einen vorzugsweise über den Regelbereich konstanten Druckanteil und deren zweiter Steuerteil einen dem jeweiligen Zylinderdruck proportionalen Druckanteil einstellt.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den konstanten Druckanteil hervorrufende Steuerteil aus einer vorgespannten Feder besteht und der zweite Steuerteil aus zwei starr mit dem Ventil verbundenen Kolben besteht, die jeweils von dem in dem gespeisten Zylinderteil herrschenden Druck beaufschlagt sind.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet; daß bei gleicher Fläche von Steuerkolben (3 bzw. 4) und Ventilquerschnitt (5) oder kleinerem Ventilquerschnitt ein Drückbegrenzungsventil in der Zuleitung angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerteil aus einem mit dem Ventil starr verbundenen Kolben besteht, der über einen druckabhängigen Dreiwegehahn, z. B. ein Kugelventil, jeweils von dem in dem gespeisten Zylinderteil herrschenden Druck beaufschlagt wird.