DE1230264B

DE1230264B - Steuerung fuer einen Druckmittelmotor mit doppelseitig gesteuert beaufschlagtem Arbeitskolben

Info

Publication number: DE1230264B
Application number: DEZ7559A
Authority: DE
Inventors: Hans Zoeller
Original assignee: ELISABETH ZOELLER GEB KEHL; HELGA SCHULZ ZOELLER GEB ZOELL
Current assignee: ELISABETH ZOELLER GEB KEHL; HELGA SCHULZ ZOELLER GEB ZOELL
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1966-12-08

Description

Steuerung für einen Druckmittelmotor mit doppelseitig gesteuert beaufschlagtem Arbeitskolben Die Erfindung betrifft einen Druckmittelmotor, dessen hin- und hergehender Kolben über ein, mittels des Druckmittels selbst über vom Kolben in seinen Endstellungen betätigte Hilfssteuerventile gesteuertes Hauptsteuerventil wechselseitig zu beiden Seiten mit Druckmittel beaufschlagt wird. Das Hauptsteuerventil weist dabei in bekannter Weise einen gemeinsamen Druckmitteleinlaß für beide Kolbenseiten, je eine Druckmittelverbindungsöffnung zu jeder Kolbenseite, die jeweils durch eine im Ventilgehäuse angebrachte ringförmige Dichtung vom gemeinsamen Druckmitteleinlaß getrennt ist, ferner je einen Druckmittelauslaß für jede Kolbenseite, der wiederum durch eine im Ventilgehäuse angebrachte ringförmige Dichtung von der Druckmittelverbindungsöffnung der jeweiligen Kolbenseite getrennt ist, und einen Hauptsteuerschieber auf, der in jeder Endstellung jeweils eine der Verbindungsöffnungen mit dem Druckmitteleingang und die andere mit dem ihr zugeordneten Druckmittelauslaß verbindet. Der Hauptsteuerschieber wird dabei in ebenfalls bekanntü Weise durch das auf an seinen Enden angebrachte Kolbenflächen wirkende Druckmittel unter Einfluß der Hilfssteuerventile axial in die eine und andere Endlage verschoben.
Es sind Steuereinrichtungen dieser Art bekannt, bei welchen die Steuerleitung für den Kolben bzw. die Kolben des Hauptsteuerschiebers erst hinter dem Hauptsteuerventil von der gesteuerten Druckmittelleitung abgezweigt ist. Dies hat den erheblichen Nachteil, daß die Steuerleitung für das Hauptsteuerventil auch die durch die Leistungsaufnahme des Arbeitszylinders im Druckmittel entstehenden Druckschwankungen aufnimmt. Das Hauptsteuerventil neigt dann zum Flattern, was insbesondere die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors stark beschränkt.
E-s ist auch bereits bei Steuerungen dieser Art bekannt, den Hauptsteuerschieber an seinen beiden Enden mit zueinander symmetrischen Betätigungskolben zu versehen und mittels der vom Arbeitskolben betätigten Hilfsventile ein symmetrisches Gegentakt-Druckmittelsteuersystera für die beiden Kolben des Hauptsteuerschiebers zu schaffen, wobei die Druckmittelsteuerleitungen dieses symmetrischen Gegentaktsteuersystems vor dem Druckmitteleingang des Hauptsteuerventils von der Hauptdruckmittelleitung abgezweigt werden. Hierzu ist aber eine verhältnismäßig große Anzahl von Steuerleitungen und die doppelte Anzahl von Druckmittelbeaufschlagungen und Entlastungen an den Kolben des Hauptsteuerschiebers notwendig. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Hauptsteuerventils und damit die mögliche Laufgeschwindigkeit des Motors wird hierdurch ebenfalls stark beschränkt. Es ist schließlich auch bekannt, überhaupt nur einen mit Druckmittel beaufschlagten Kolben am Hauptsteuerschieber vorzusehen und am gegenüberliegenden Ende eine diesem Kolben entgegenwirkende Feder vorzusehen. Diese Betätigungsweise des Hauptsteuerschiebers hat aber den Nachteil, daß sie nicht bei allen Betriebsbedingungen volle Betriebssicherheit gewährleistet. Beispielsweise neigen Druckmittelauslässe in kalter Jahreszeit zum Vereisen, und eine nur geringfügige Eisbildung an den Druckmittelauslässen führt zu einem merklichen Rückstau des Arbeitsdruckmittels, der die Wirkung der Feder am Hauptsteuerschieber unterstützt, und dadurch ohne weiteres in der Lage sein kann, den Druckmittelauslaß frühzeitig zu verschließen, so daß der Arbeitskolben im letzten Teil seines Rücklaufes gegen ein Druckmittelpolster anläuft. Außerdem machen sich auch geringe Druckschwankungen in der Hauptdruckmittelleitung bei dieser Betätigungsweise des Hauptsteuerschiebers nachteilig bemerkbar, da sie einseitig auf den Kolben des Hauptsteuerschiebers wirken und nicht durch eine Gegenwirkung an einem gegenüberliegenden Kolben des Hauptsteuerschiebers kompensiert werden können. Dieser letztere Nachteil stellt insbesondere bei schnellem Lauf die richtige Steuerung des Arbeitskolbens in Frage.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache, sichere und auch bei schnellem Lauf des Motors noch sicher arbeitende Steuerungseinrichtung zu schaffen. Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß die Betätigungsvorrichtung des Hauptsteuerschiebers in an sich bekannter Weise als Differential-Betätigungsvorrichtung ausgebildet ist, bei der an einem Ende des Hauptsteuerschiebers eine ständig unter Druckmittel stehende kleinere Kolbenfläche und am anderen Ende des Hauptsteuerschiebers eine unter Einfluß der hintereinandergeschalteten Hilfssteuerventile zeitweilig unter Druckmittel stehende und zeitweilig entlastete, größere Kolbenfläche angeordnet sind, und daß die kleinere Kolbenfläche des Hauptsteuerschiebers in einem Zylinder geführt ist, welcher durch eine Steuerleitung vor dem Druckmitteleinlaß des Hauptsteuerventils an die Hauptdruckmittelleitung angeschlossen ist, und auch die über die Hilfssteuerventile zur größeren Kolbenfläche des Hauptsteuerschiebers führende Druckmittelleitung in an sich bekannter Weise vor dem Druckmitteleinlaß des Hauptsteuerventils von der Hauptdruckmittelleitung abgezweigt ist.
Durch die Erfindung wird eine unsymmetrische Betätigungsweise des Hauptsteuerventils geschaffen, die gegen Rückwirkungen des Arbeitskolbens und zugleich auch gegen Druckschwankungen in der Hauptdruckmittelleitung gesichert ist. Die unsymmetrische Betätigungsweise des Hauptsteuerschiebers benötigt nur die halbe Anzahl von Steuerungsvorgängen wie eine symmetrische Gegentaktbetätigung und läßt dadurch eine sehr viel größere Arbeitsgeschwindigkeit zu. Gegenüber den bekannten, mit Federn ausgerüsteten unsymmetrischen Betätigungseinrichtungen tritt ebenfalls neben der Beseitigung der oben beschriebenen Mängel dieser Systeme der überraschende Vorteil ein, daß das nach der Erfindung ausgerüstete Hauptsteuerventil noch schneller und sicherer als die mit Federn ausgerüsteten Hauptsteuerventile arbeiten kann.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden au Hand der Zeichnung näher erläutert, die die Steuerung nach der Erfindung schematisch wiedergibt.
Mit 1 ist eine Leitung zum Absperrorgan mit Entlüftung 2 bezeichnet. Im Gehäuse 3 befindet sich der Hauptsteuerschieber 4 mit seiner oberen Dichtung 5. Die Leitung 9 führt zum Steuerventilgehäuse 3 und entgegengesetzt von diesem die Leitung 10 zum Druckmittelarbeitszylinder. Die Entlüftungen erfolgen bei 11 am Steuerventilgehäuse 3. In dem Arbeitszylinder 14 bewegt sich der Arbeitskolben 15. Der Zusatzsteuerschieber 18 ist mit den Dichtungen 20 und 21 abgedichtet und von einer Druckfeder 22 sowie von dem Druckmittel aus Leitung 23 beaufschlagt. 24 und 25 sind Kanäle. Der Steuerstift 26 ist mit den Dichtungen 27 und 28 abgedichtet und mit einer Druckfeder 29 beaufschlagt. Mit 30 ist eine Auslaßstelle bezeichnet, während 31, 32, 33, 34, 35 Dichtungen ün Gehäuse 3 sind und den Hauptsteuerschieber 4 abdichten. 36 und 37 sind Druckmittelleitungen.
Die Wirkungsweise ist folgende: Bei geöffnetem Absperrorgan 2 strömt das Druckmittel aus Leitung 1 durch die Leitungen 9,23 und 36. Der Hauptsteuerschieber 4 befindet sich in seiner oberen Stellung und das durch Leitung 9 einströmende Druckmittel strömt an der freien Dichtung 33 und der Ausnehmung am Hauptsteuerschieber 4 vorbei durch die Leitung 10 in den Druckmittelarbeitszylinder 14 und verschiebt den Druckmittelarbeitskolben 15 nach rechts, bis dieser den Zusatzsteuerschieber 18 gegen die Wirkung der Druckfeder 22 und die Wirkung des Druckmittels aus Leitung 23 nach rechts verschiebt, so daß an der freien Dichtung 21 vorbei Druckmittel über Kanal 24 zum Hauptsteuerschieber 4 mit seiner Dichtung 5 im Gehäuse 3 strömt und diesen nach unten verschiebt, so daß die Dichtungen 31 und 33 geschlossen werden. Die Dichtungen 32 und 34 werden geöffnet, so daß das Druckmittel aus Leitung 9 an der freien Dichtung 32 vorbei über Leitung 37 in den Druckmittelarbeitszylinder 14 gelangt und den Druckmittelarbeitskolben 15 nach links verschiebt. Hierbei gelangt das Druckmittel vor dem Arbeitskolben 15 über die Leitung 10 ins Gehäuse 3 an der freien Dichtung 34 vorbei bei 11 ins Freie. Behn Auftreffen des Arbeitskolbens 15 auf den Steuerstift 26 wird dieser gegen die Wirkung der Druckfeder 29 nach links verschoben, so daß das Druckmittel über dem Hauptsteuerschieber an der freien Dichtung 28 vorbei bei 30 ins Freie gelangt und das Druckmittel aus Leitung 36 von unten gegen die Fläche des Hauptsteuerschiebers 4 wirkt und diesen mit seiner Dichtung 5 nach oben verschiebt, so daß die Dichtungen 32 und 34 den Hauptsteuerschieber verschließen, während die Dichtungen 31 und 33 den Hauptsteuerschieber an den Einschnürungen freilegen, so daß einmal das Druckmittel aus 37 bei 31 vorbei und 11 ins Freie gelangt, während das Druckmittel aus 9 an 33 vorbei über die Leitung 10 in den Druckmittelarbeitszylinder 14 gelangt und den Arbeitskolben 15 nach rechts schiebt.
Dieses geschilderte Arbeitsspiel wiederholt sich laufend'und bewegt, solange das Absperrorgan 3 geöffnet ist, den Arbeitskolben 15 im Arbeitszylinder 14 nach links und nach rechts bis zur jeweiligen U- insteuerung des Hauptsteuerschiebers 4 über den Zusatzsteuerschieber 18 bzw. den Steuerstift 26.

Claims

Patentansprüche-1. Steuerung für einen Druckmittelmotor, dessen hin- und hergehender Kolben über ein, mittels des Druckmittels selbst über vom Kolben in seinen Endstellungen betätigte Hilfssteuerventile gesteuertes Hauptsteuerventil wechselweise zu beiden Seiten mit Druckmittel beaufschlagt wird, wobei das Hauptsteuerventil einen gemeinsamen Druckmitteleinlaß für beide Kolbenseiten, je eine Druckmittelverbindungsöffnung zu jeder Kolbenseite aufweist, die jeweils durch eine im Ventilgehäuse angebrachte ringförinige Dichtung vom gemeinsamen Druckmitteleinlaß getrennt ist, und ferner je einen Druckmittelauslaß für jede Kolbenseite, der wiederum durch eine im Ventilgehäuse angebrachte, ringförmige Dichtung von der Druckmittelverbindungsöffnung der jeweiligen Kolbenseite getrennt ist, und einen Hauptsteuerschieber aufweist, der in jeder Endstellung jeweils eine der Verbindungsöffnungen mit dem Druckmitteleingang und die andere mit dem ihr zugeordneten Druckmittelauslaß verbindet, und der Hauptsteuerschieber durch das auf an seinen Enden angebrachte Kolbenflächen wirkende Druckmittel unter Einfluß der Hilfssteuerventile axial in die eine und andere Endlage verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung des Hauptsteuerschiebers (4) in an sich bekannter Weise als Differentialdruck-Betätigungsvorrichtung ausgebildet ist, bei der an einem Ende des Hauptsteuerschiebers(4) eine ständig unter Druckmittel stehende, kleinere Kolbenfläche und am anderen Ende des Hauptsteuerschiebers (4) ein unter Einfluß der hintereinandergeschalteten Hilfssteuerventile (18,26) zeitweilig unter Druckmittel stehende und zeitweilig entlastete, größere Kolbenfläche (5) angebracht sind, und daß die kleinere Kolbenfläche des Hauptsteuerschiebers (4) in einem Zylinder geführt ist, welcher durch eine Steuerleitung(36) vor dem Druckmitteleinlaß (9) des Hauptsteuerventils (3) an die Hauptdruckmittelleitung (1) angeschlossen ist, und auch die über die Hilfssteuerventile (18, 26) zur größeren Kolbenfläche (5) des Hauptsteuerschiebers (4) führende Steuerleitung (23,24) in an sich bekannter Weise vor dem Druckmitteleinlaß (9) des Hauptsteuerventils (3) von der Hauptdruckmittelleitung (1) abgezweigt ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wechselweise vom Kolben(15) betätigten Hilfssteuerventile(18,26) hintereinandergeschaltet, zwischen der ständig unter vollem Druck des Druckmittels stehenden Steuerleitung(23) und einem Druckmittelauslaß (30) angeordnet sind und die Druckmittelzuleitung (25) zu dem der größeren Kolbenfläche des Hauptsteuerschiebers (4) zugeordneten Zylinder zwischen den beiden Hilfssteuerventilen (18 und 16) abgezweigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1093 620, 1017 855, 939 238, 871691, 758 635; USA.- Patentschrift Nr. 2 420 896.