DE1425077C3 - Einrichtung zur lastabhängigen Steuerung der Druckmittelzufuhr zu zwei in einem hydrostatischen Lager angeordneten Druckkammern, in denen das Druckmittel in zueinander entgegengesetzten Richtungen an einem gelagerten Teil angreift - Google Patents

Description

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ordneten Druckkammern im Sinne einer zuverlässi- bung und des Hindurchleckens von Druckmittel geren Funktion, insbesondere eines besseren dyna- entlang den Kolben werden vermieden,

mischen Ansprechvermögens, zu verbessern. Eine Ausführungsform der Erfindung wird nach-

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine der- stehend mit Bezug auf die schematische Zeichnung

artige Einrichtung gemäß der Erfindung durch ein 5 beispielsweise beschrieben.

von einem Membranventil gebildetes erstes Steuer- Gemäß dieser Zeichnung steuert eine Einrichtung gerät gekennzeichnet, das einerseits an die Druckmit- nach der Erfindung mit einer Druckmittelquelle 1, telzuleitung und hinter dem von ihm gebildeteen einem ersten Steuergerät 2 und einem zweiten Steuer-Drosselweg an die eine Druckkammer über eine Lei- gerät 3 die Druckmittelzufuhr zu zwei in einem rung angeschlossen ist, von der eine Zweigleitung zu io hydrostatischen Lager 4 angeordneten Druckkämeinem zweiten Steuergerät führt, das zusätzlich eben- mern 5 und 6, in denen das Druckmittel in zueinanfalls an die Druckmittelzuleitung und anschließend der entgegengesetzten Richtungen an einem gelagerten an den von ihm gebildeten Drosselweg an die andere Teil 7 angreift, welches daher sowohl in der einen Druckkammer angeschlossen ist, wobei ein beweg- als auch in der anderen Richtung wirkende Lagerliches Ventilteil des zweiten Steuergeräts aus zwei mit 15 kräfte aufnehmen kann. Das gelagerte Teil 7 hat die Abstand voneinander koaxial angeordneten und mit- Form eines planparallelen Körpers mit planparallelen einander gekuppelten Scheiben besteht, die flexibel Flächen 8 und 9. Das andere Lagerelement 10 des gegenüber dem Gehäuse des zweiten Steuergeräts Lagers 4 weist einen Hohlraum auf, der an seinen axial beweglich sind und von denen die eine an der einander gegenüberliegenden Innenwandungen mit äußeren Stirnseite vom Druck in der Zweigleitung »° den Druckkammern 5 und 6 versehen ist. Das aus und an der anderen Stirnseite, mit der sie den Dros- der Druckkammer 5 austretende Druckmittel wirkt selweg bildet, vom Druckmittelzuleitungsdruck beauf- dabei auf die Fläche 8 und das aus der Kammer 6 schlagt ist, während die andere Scheibe an ihrer austretende Druckmittel auf die Fläche 9 des gelainneren Stirnseite von dem vom zweiten Steuergerät gerten Teils. Im Lagerelement 10 ist der Stirnfläche gesteuerten Druck beaufschlagt ist. »5 des gelagerten Teils 7 gegenüberliegend eine Ablaß-

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung treten öffnung 11 vorgesehen.

praktisch keine oder nur vernachlässigbar kleine Rei- Das erste Steuergerät 2 ist als Membranventil ausbungswiderstände auf. Die Einrichtung nach der Er- gebildet und über eine Druckmittelzuleitung 12 an findung arbeitet ferner völlig unabhängig von der die Druckmittelquelle 1 angeschlossen. Das mit kon-Viskosität des Druckmittels und unabhängig von 30 stantem Druck P über die Druckmittelzuleitung 12 Wärmedehnungen. Infolgedessen weist die erfin- zum ersten Steuergerät 2 strömende Druckmittel gedungsgemäße Einrichtung ein gutes Ansprechvermö- langt durch einen zwischen einer Düse 13 und einer gen und ein von unerwünschten Einflüssen weitgehend Membran 14 gebildeten Drosselweg 15 mit veränderfreies Betriebsverhalten auf, wodurch die Führungs- lichem Drosselquerschnitt in eine Kammer 16 des steifigkeit, d. h. die Gleichmäßigkeit der Dicke der 35 ersten Steuergeräts 2. Die Kammer 16 ist über eine zwischen den Lagerelementen befindlichen Schmier- Leitung 17 mit der einen Druckkammer 5 des Laschicht trotz veränderlicher Lagerbelastungen wesent- gers 4 verbunden, so daß in der Kammer 16 und in lieh verbessert wird. Infolge der geringen Anzahl der der Lagerdruckkammer 5 der gleiche Druck Pl erforderlichen Druckmittelleitungen ergibt sich ein herrscht. Die mit diesem Druck Pl beaufschlagte einfacher und billiger Aufbau sowohl des Lagers als 40 Membran 14 steuert also den Strömungswiderstand auch der Steuereinrichtung, und die Störanfälligkeit des Drosselwegs 15 in Abhängigkeit von diesem der Anordnung wird weitgehend herabgesetzt. Druck Pl.

Membranventile zur lastabhängigen Steuerung der Der anderen Lagerdruckkammer 6 wird das Druckmittelzufuhr zu einem hydrostatischen Lager Druckmittel unter einem Druck P 2 zugeführt, der sind beispielsweise aus den schweizerischen Patent- 45 gleich der Differenz zwischen dem Druckmittelquelschriften 333 294 und 331 637 an sich bekannt. Diese lendruck P und dem in der Druckkammer 5 herrbekannten Membranventile stellen jeweils eine in sehenden Druck P1 ist. Dieser Druck P1 wird durch die Druckmittelzuleitung zu der Druckkammer eines das zweite Steuergerät 3 gesteuert, nur in einer Richtung belastbaren hydrostatischen Das zweite Steuergerät 3 ist aus drei rechteckigen, Lagers geschaltete, lastabhängig veränderliche Dros- 50 übereinander angeordneten Gehäuseteilen 18, 19 und selstelle dar, wobei die mit dem in der Lagerdruck- 20 aufgebaut. In das mittlere Gehäuseteil 19 sind von kammer herrschenden Druck beaufschlagte Ventil- einander gegenüberliegenden Seiten her zwei Sackmembran den Durchtrittsquerschnitt der Drosselstelle bohrungen 21 und 22 eingearbeitet. Zwischen den steuert. Derartige bekannte Membranventile sind beiden Bohrungen 21 und 22 und einem im Gehäusejedoch nur zur Steuerung der Druckmittelzufuhr zu 55 teil 20 angeordneten zylindrischen Hohlraum 23 vereinem in einer Richtung belasteten Lager verwendbar. laufen Verbindungskanäle 24 und 25. Die Bohrung

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der 22 hat außerdem mit einem im Gehäuseteil 18 ange-Erfindung sind die Ränder der Scheiben des beweg- ordneten weiteren zylindrischen Hohlraum 26 Verliehen Ventilteils des zweiten Steuergeräts jeweils bindung, der koaxial zum zylindrischen Hohlraum 23 durch einen Dichtungsring mit kreisförmigem Quer- 6° Hegt und gleichen Innendurchmesser wie dieser hat. schnitt aus nachgiebigem Werkstoff derart abgedich- Zwei ebenfalls koaxial innerhalb der beiden zylindritet, daß bei Bewegung der Scheiben in axialer Rieh- sehen Hohlräume 23 und 26 angeordnete und durch tung die Dichtungsringquerschnitte verformt werden, eine Verbindungsstange 27 miteinander gekuppelte ohne daß die Dichtungsringe rollen oder gleiten. Da- Scheiben 28 und 29 bilden ein bewegliches Ventildurch wirken die beiden Scheiben zusammen mit «5 teil. Diese beiden Scheiben 28 und 29 schließen an ihren Dichtungsringen als Membran sehr geringer die Innenwandungen ihrer beiden zugehörigen Hohl-Steifigkeit, und die bei den bekannten Kolbenschie- räume 23 und 26 über Dichtungsringe 30 mit kreisbern nachteiligen Eigenschaften der ruhenden Rei- förmigem Querschnitt aus nachgiebigem Werkstoff

an. Die Passung dieser Dichtungsringe 30 ist mit Bezug auf die beiden Scheiben 28 und 29 und auf die beiden zylindrischen Hohlräume 23 und 26 so gewählt, daß bei geringfügigen Bewegungen der beiden Scheiben innerhalb der .zylindrischen Hohlräume in axialer Richtung nur die Querschnitte der Dichtungsringe 30 verformt werden, ohne daß diese Dichtungsringe relativ zu den mit ihnen in Berührung stehenden Flächen zu rollen oder zu gleiten beginnen. Die beiden Scheiben 28 und 29 wirken zusammen mit ihren Dichtungsringen 30 also als Membranen sehr geringer Steifigkeit.

Die Bohrung 21 des zweiten Steuergeräts 3 ist über eine weitere Druckmittelzuleitung 31 mit der Druckmittelquelle 1 verbunden. Das ebenfalls mit dem kon- »5 stanten Druck P zugeführte Druckmittel strömt von der Bohrung 21 durch den Verbindungskanal 24 und durch einen zwischen der inneren Stirnseite der Scheibe 28 und einem Ventilsitz 32 gebildeten Drosselweg 33 sowie durch den Verbindungskanal 25 in so die Bohrung 22, die über eine Leitung 34 mit der Druckkammer 6 des Lagers 4 verbunden ist. Der untere Teil des zylindrischen Hohlraums 26 ist über eine Entlüftungsbohrung 35 entlüftet, während der obere Teil des zylindrischen Hohlraums 23 über eine as Öffnung 36 und eine Leitung 37 mit der Leitung 17 bzw. der Kammer 16 des ersten Steuergeräts 2 bzw. der Druckkammer des Lagers 4 in Verbindung steht.

Da also die innere Stirnseite der Scheibe 28 mit dem konstanten Druckmittelzuleitungsdruck P, die äußere Stirnseite der Scheibe 28 mit dem in der Leitung 37 und folglich mit dem in der Druckkammer 5 des Lagers 4 herrschenden Druck Pl beaufschlagt ist, während die innere Stirnseite der anderen Scheibe 29 über die Leitung 34 von dem in der Druckkammer 6 des Lagers 4 herrschenden Druck und die äußere Stirnseite der Scheibe 29 vom Außenluftdruck beaufschlagt ist, bildet das zweite Steuergerät 3 stets die Differenz

P2 = P-P1

und beaufschlagt also die Druckkammer 6 des Lagers 4 stets mit diesem Differenzdruck P 2.

Damit die genannte Gleichung genau erfüllt wird, wäre Voraussetzung, daß alle vier beaufschlagten Flächen der Scheiben 28 und 29 genau gleich groß wären und folglich der Querschnitt der Verbindungsstange 27 den Wert Null habe und daß außerdem kein Druckmittel aus der Bohrung 22 mit dem Druck P 2 über den Verbindungskanal 25 Zutritt zur inneren Stirnseite der Scheibe 28 habe. Diese Voraussetzungen können selbstverständlich in der Praxis nicht eingehalten werden, jedoch ist es durch entsprechend geschickte Konstruktion möglich, diesen Voraussetzungen so weitgehend gerecht zu werden, daß die Bedingung

P2 = (P-P1) ±3%
erfüllt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 seitigen Abständen hintereinander angeordneten und Patentansprüche: mit einer Stange starr miteinander verbundenen Kol ben besteht. Während die beiden äußeren Schieber-

1. Einrichtung zur lastabhängigen Steuerung kolben verhältnismäßig dicht an der Gehäuseinnender Druckmittelzufuhr zu zwei in einem hydro- 5 wandung anliegen, bildet der mittleren Schieberkolben statischen Lager angeordneten Druckkammern, in zwischen seiner Mantelfläche und der Gehäuseinnendenen das Druckmittel in zueinander entgegen- wandung axial verlaufende Drosselwege. Von einer gesetzten Richtungen an einem gelagerten Teil Druckmittelzuleitung her zugeführtes Druckmittel geangreift, mit einer Druckmittelzuleitung, die über langt im Bereich des mittleren Schieberkolbens durch Drosselwege, deren Strömungswiderstand sich io mindestens eine Gehäusewandbohrung hindurch in abhängig vom Kammerdruck ändert, mit zwei die genannten Drosselwege und von diesen in die zwi-Druckmittelauslässen verbunden ist, von denen sehen den Schieberkolben gebildeten Zwischenräume, jeder zu einer der Druckkammern führt, ge- von welchen es über Druckmittelauslässe zu zwei einkennzeichnet durch ein von einem Mem- ander diametral gegenüberliegenden Druckkammern branventil (13, 14) gebildetes erstes Steuergerät 15 eines hydrostatischen Lagers gelangt. Von der Druck-(2), das einerseits an die Druckmittelzuleitung mittelzuleitung führen außerdem Leitungen zu jeweils (von 1) und hinter dem von ihm gebildeten Dros- neben den Druckkammern gelegenen Steuerdruckselweg (15) an die eine Druckkammer (5) über kammern des Lagers, von welchen aus wiederum eine Leitung (17) angeschlossen ist, von der eine Steuerleitungen in das den Schieber beherbergende Zweigleitung (37) zu einem zweiten Steuergerät ao Gehäuse führen und den Schieber an seinen beiden (3) führt, das zusätzlich ebenfalls an die Druck- stirnseitigen Enden mit den in den Steuerdruckkammittelzuleitung und anschließend an den von ihm mern des Lagers herrschenden Drücken beaufschlagebildeten Drosselweg (33) an die andere Druck- gen. Bei Verschiedenheiten dieser beiden Steuerdrücke kammer (6) angeschlossen ist, wobei ein beweg- verschiebt sich der Drosselschieber entsprechend liches Ventilteil des zweiten Steuergeräts aus as axial, wodurch auch der mittlere Schieberkolben relazwei mit Abstand voneinander koaxial angeord- tiv zum Einlaß der Druckmittelzuleitung verschoben neten und miteinander gekuppelten Scheiben (28, wird, so daß sich infolge der Änderung der Längen 29) besteht, die flexibel gegenüber dem Gehäuse der zwischen dem mittleren Schieberkolben und der (18, 19, 20) des zweiten Steuergeräts axial be- Gehäuseinnenwandung gebildeten Drosselwege deren weglich sind und von denen eine (28) an der 30 Strömungswiderstände verändern. Je nach Änderung äußeren Stirnseite vom Druck in der Zweig- dieser Strömungswiderstände werden die Druckkamleitung und an der anderen Stirnseite, mit der sie mern des Lagers im Sinne eines Ausgleichs der jeweiden Drosselweg bildet, vom Druckmittelzulei- ligen Lagerbelastung mehr oder weniger stark mit tungsdruck beaufschlagt ist, während die andere Druckmittel beaufschlagt. Außerdem weist das GeScheibe (29) an ihrer inneren Stirnseite von dem 35 häuse der bekannten Einrichtung im Bereich der vom zweiten Steuergerät gesteuerten Druck beauf- Mantelflächen der beiden äußeren Schieberkolben schlagt ist. noch weitere, der Schmierung der Schieberkolben und

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- damit der Verminderung der Reibungsverluste der kennzeichnet, daß die Ränder der Scheiben (28, Einrichtung dienende Druckmitteleinlässe und Druck-29) des beweglichen Ventilteils des zweiten 40 mittelauslässe auf.

Steuergeräts (3) jeweils durch einen Dichtungsring Ein Kolbenschieber, wie er bei der bekannten

(30) mit kreisförmigem Querschnitt aus nach- Einrichtung Anwendung findet, hat jedoch insbesongiebigem Werkstoff derart druckmitteldicht dere dann, wenn zwischen dem Schieber und dem . gegenüber der angrenzenden Gehäuseinnenwan- Schiebergehäuse ruhende Reibung herrscht, ungündung abgedichtet sind, daß bei Bewegung der 45 stige Verstelleigenschaften. Aus diesem Grunde und Scheiben in axialer Richtung die Dichtungsring- wegen der großen trägen Masse des Schiebers zeigt Querschnitte verformt werden, ohne daß die Dich- ein derartiger Kolbenschieber auch ein schlechtes tungsringe rollen oder gleiten. dynamisches Ansprechvermögen. An Druckmittel

lagerungen wird aber gerade die Forderung gestellt, 50 Belastungsänderungen rasch und merkbar aufzuneh-

men. Da die Drosselwege zwischen der Mantelfläche

des mittleren Schieberkolbens und der Gehäusewandung gebildet sind und ihre Strömungswiderstände

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur last- nur durch Verändern der Längen der Drosselwege, abhängigen Steuerung der Druckmittelzufuhr zu zwei 55 nicht aber durch Verändern der Durchtrittsquerin einem hydrostatischen Lager angeordneten Druck- schnitte veränderbar sind, sind die Betriebseigenkammern, in denen das Druckmittel in zueinander schäften der bekannten Einrichtungen auch in weentgegengesetzten Richtungen an einem gelagerten sentlichem Maße von der Viskosität und damit der Teil angreift, mit einer Druckmittelzuleitung, die über Temperatur des Druckmittels abhängig. Außerdem Drosselwege, deren Strömungswiderstand sich abhän- 60 erfordert bei der bekannten Einrichtung nicht nur gig vom Kammerdruck ändert, mit zwei Druckmittel- das Schiebergehäuse, sondern auch das angeschlosauslässen verbunden ist, von denen jeder zu einer der sene hydrostatische Lager eine Vielzahl von Druck-Druckkammern führt. mitteleinlässen und -auslassen und Verbindungs-

Eine derartige Einrichtung ist aus der USA.-Patent- leitungen.

schrift 2 879113 bekannt. Bei dieser bekannten Ein- «5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine richtung ist in einem zylindrischen Gehäuse mit einer Einrichtung der eingangs dargelegten allgemeinen Vielzahl von Druckmitteleinlässen und -auslassen ein Art zur lastabhängigen Steuerung der Druckmittel-Drosselschieber angeordnet, der aus drei mit gegen- zufuhr zu zwei in einem hydrostatischen Lager ange-