DE1575576B2 - Steuerdrossel für die Zufuhr von Druckflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerdrossel für die Zufuhr von Druckflüssigkeit in zwei Druckkammern eines hydrostatischen Lagers, in denen die Druckflüssigkeit in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen am gelagerten Teil angreift, bestehend aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen beweglichen Steuerelement, das mit dem Gehäuse zwei im Durchflußwiderstand veränderbare Drosselspalte bildet und das Gehäuse in zwei mit Druckflüssigkeit beschickte Räume unterteilt, von denen jeder an eine der beiden Druckkammern angeschlossen ist. ^{; :}

Bekannte Steuerdrosseln dieser Art dienen der Lösung der Aufgabe, die Druckmittelzufuhr zu einer Lagerung lastabhängig zu steuern. Bekannt ist es dabei aus der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, Essen, Nr. 63, vom 7. August 1962, S. 1557, die Drossel aus einem Zylinder und einem in diesem verschiebbaren Kolben aufzubauen, welcher an den axialen Zylinderenden mittels Federn abgestützt ist. Der Drosselwert wird dabei bestimmt durch die Länge des Spaltes zwischen einem im Bereich des Kolbens in den Zylinder mündenden Zuflußkanal und den Kolbenstirnflächen. Diese Drosselspalte sind störanfällig und machen eine ziemlich große Verschiebung des Kolbens erforderlich. Große Verschiebungswege bedeuten aber eine nur langsam vor sich gehende Steuerung. Bekannt ist es ferner aus der US-PS 3 251 633, eine Membrandrossel einzusetzen. Diese Membrandrossel ist aber nur an eine Druckkammer unmittelbar und an die andere über ein Steuerelement angeschlossen. Diese Lösung erfordert einen ganz erheblichen Aufwand.

Gemäß der Erfindung wird die genannte bekannte Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) das Steuerelement eine Membran ist und das Gehäuse zwei gegeneinander gerichtete, zu verschiedenen Seiten der Membran im Bereich der Membranmitte angeordnete Ansätze aufweist, deren in geringem Abstand von der Membran und parallel zueinander liegende Stirnflächen mit der Membran die beiden Drosselspalte bilden,

b) die beiden die Ansätze umgebenden Räume unmittelbar an die Druckmittelzufuhr und die beiden Druckkammern jeweils zentrisch durch die Ansätze hindurch an einen der beiden Drosselspalte angeschlossen sind oder umgekehrt
Eine Steuerdrossel mit den unter a) genannten Merkmalen ist an sich aus »Machinery and Production Engineering«, 17. November 1965, S. 1096, Bild 2, bekannt; sie dient zur Steuerung eines einseitigen Lagers und ist deshalb ganz anders an die Schmiermittelzufuhr und die Drucktaschen angeschlossen als es im Merkmal b) beansprucht wird. Mit Rücksicht darauf, daß eine Drossei nach dem Merkmal a) bekannt ist, wird nur für die Gesamtheit der Merkmale Schutz begehrt.

Der besondere Vorteil der Steuerdrossel nach der Erfindung besteht darin, daß mit sehr einfachen Mitteln ein Lager mit sehr großer Steifigkeit erhalten wird.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Steuerdrossel versehenes doppelseitiges Lager für einen in Längsrichtung bewegbaren Schlitten,

F i g. 2 ein mit zwei solchen Steuerdrosseln versehenes Lager für eine dreh- oder längsverschiebbare Welle,

F i g. 3 ein Lager für einen längsbewegbaren Schlitten mit einer in die Schlittenführung eingebauten Steuerdrossel.

F i g. 1 zeigt ein zu lagerndes Teil in Form eines Schlittens 1, dem diametral zwei Lagerglieder 2 und 3 gegenüberliegen. In den Lagergliedern befinden sich die für hydrostatische Lager üblichen Druckkammern 4 und 5.

In einem Gehäuse 6 befindet sich ein zylindrischer Raum 7, welcher mittels einer Membran 8 in zwei gleiche Teile unterteilt ist. Im Bereich der Membranmitte erstrecken sich vom Gehäuse her auf die Membran-Ansätze zu, deren in geringem Abstand von der Membran und parallel zueinander liegende Stirnflächen 9 und 10 mit der Membran 8 Drosselspalte 11 und 12 bilden. Diese Drosselspalte münden zu beiden Seiten der Ansätze in Räume 13 und 14, so daß eine Änderung des Druckes der zugeführten Flüssigkeit die Lage der Membran nicht beeinflußt Leitungen 18 und 19 verbinden die Drossel mit den Druckkammern 4 und 5 in den Lagergliedern 2 und 3.

Das Lager und die Steuerdrossel arbeiten folgendermaßen. Es sei angenommen, daß die Lagerspalte zwischen dem Schlitten 1 und den Lagergliedern 2 und 3 bei unbelastetem Zustand des Schlittens gleich weit sind. Wird nun der Schlitten in der Abwärtsrichtung belastet, so nimmt der Druck in der Kammer zu, während er in der Kammer 4 abnimmt. Diese Drücke übertragen sich über die Leitungen 18 und 19 zu den Drosselspalten 11 und 12, wodurch die Membran in Rich-

tung auf die Ansatzstirnfläche 9 ausweicht. Der Gleichgewichtszustand der Membran wird erreicht, wenn die durch den Druckunterschied über der Membran herbeigeführte Kraft mit der durch das elastische Ausweichen der Membran herbeigeführten Kraft im Gleichgewicht ist Der Widerstand im Drosselspalt 12 wird dann geringer, und der Widerstand im Drosselspalt 11 steigt an, so daß pro Zeiteinheit durch den Drosselspalt 12 eine größere Flüssigkeitsmenge zu der Druckkammer 5 strömt, während die durch den Drosselspalt 11 zur Druckkammer 4 strömende Flüssigkeitsmenge geringer ist Wenn die Steifheit der Membran 8 und der Widerstand der Drosselspalte, der von deren Formgebung abhängt, entsprechende Werte haben, dann werden sich die Lagerspalte beiderseits des Schlittens nicht '5 ändern. Dadurch wird eine unendlich große Steifigkeit des Lagers erhalten.

Die Flüssigkeitsmenge, die aus der Druckkammer 5 in das Lager fließt, ist bei belastetem Schlitten größer als bei unbelastetem Schlitten, so daß bei belastetem Schlitten der Druck in der Druckkammer 5 stets höher und der Druck in der Druckkammer 4 stets niedriger als bei unbelastetem Schlitten ist. Zur Vergrößerung des Drosselspaltes 12 und zur Verkleinerung des Drosselspaltes 11 wird somit eine seitliche Verstellung der ²S Membran 8 aufrechterhalten.

Durch das Vorhandensein der durch die Membran voneinander getrennten Drosselspalte 11 und 12 kann dem Lager für jeden Wert der Lagerspaltbreite und des Druckes der zugeführten Flüssigkeit eine gewünschte Steifigkeit erteilt werden, die nur von der Form des Drosselspaltes und der Steifheit der Membran abhängig ist Das bedeutet, daß der Druck der zugeführten Flüssigkeit niedrig und die Höhe des Lagerspaltes groß sein können, ohne daß die Steifheit des Lagers dadurch beeinträchtigt wird. Da somit die Toleranzen des Lagers groß gewählt werden können, läßt sich dieses Lager einfach und billig herstellen.

F i g. 2 zeigt ein Lager für eine drehbare oder längsverschiebbare Welle 26. Im Lagergehäuse sind vier Druckkammern 21 bis 24 vorgesehen, die im Mittel um 90° gegeneinander versetzt sind. Den Druckkammern 21 und 22 ist eine Steuerdrossel zugeordnet, die schematisch mit 27 angedeutet und entsprechend der Ausbildung nach F i g. 1 aufgebaut ist Eine weitere Steuerdrossel ist den beiden Druckkammern 23 und 24 zugeordnet, die schematisch mit 28 angedeutet ist Die Wirkungsweise des mit zwei Steuerdrosseln versehenen hydrostatischen Lagers nach F i g. 2 ist gleich der des Lagers nach Fi g. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Welle 26 allseitig vom Lager abgestützt ist

Aus F i g. 3 ist eine einfache Lagerung unter Zuhilfenahme der Erfindung dargestellt Das Gehäuse 30 und 31 der Steuerdrossel ist in einer Aussparung 32 einer Schlittenführung 33 vorgesehen. Durch einen Kanal 34 wird dem Gehäuse eine Druckflüssigkeit zugeführt; die Kanäle 35 und 36 bilden die Verbindung zwischen den Drosselspalten und den Druckkammern 37 und 38. Die Membran 39 ist am Umfang des Gehäuses 30, 31 festgeklemmt. Zwischen dem Gehäuse und der Membran 39 sind ringförmige Distanzfolien 40 vorgesehen, welche die Spaltbreite der Drosselspalte 41 und 42 in unbelastetem Zustand auf einfache Weise vorgeben.

Die durch den Kanal 34 zugeführte Druckflüssigkeit umgibt die beiden Gehäusehälften 30 und 31 und drückt diese mithin gegeneinander. Durch öffnungen 43 strömt die Flüssigkeit in das Gehäuse und fließt dann über die Drosselspalte 41 und 42 zu den Kammern 37 und 38, deren Druck über die Breite der Drosselspalte gesteuert wird, wie es zu F i g. 1 beschrieben ist Mit Hilfe von Abdichtungen 44 wird das Wegfließen der zugeführten Druckflüssigkeit zu den Druckkammern verhütet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuerdrossel für die Zufuhr von Druckflüssigkeit in zwei Druckkammern eines hydrostatischen Lagers, in denen die Druckflüssigkeit in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen am gelagerten Teil angreift, bestehend aus einem Gehäuse und einem im Gehäuse in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen beweglichen Steuerelement, das mit dem Gehäuse zwei im Durchflußwiderstand veränderbare Drosselspalte bildet und das Gehäuse in zwei mit Druckflüssigkeit beschickte Räume unterteilt, von denen jeder an eine der beiden Druckkammern angeschlossen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß

a) das Steuerelement eine Membran (8; 39) ist und das Gehäuse (6; 30 und 31) zwei gegeneinander gerichtete, zu verschiedenen Seiten der Membran im Bereich der Membranmitte angeordnete Ansätze aufweist, deren in geringem Abstand von der Membran und parallel zueinander liegende Stirnflächen (9, 10) mit der Membran die beiden Drosselspalte (11, 12; 41, 42) bilden,

b) die beiden die Ansätze umgebenden Räume (13, 14) unmittelbar an die Druckmittelzufuhr und die beiden Druckkammern (4, 5) jeweils zentrisch durch die Ansätze hindurch an einen der beiden Drosseispalte angeschlossen sind oder umgekehrt.

2. Steuerdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseinnenraum (13, 14) und die beiden Ansätze zylindrisch und mit der Membran (8; 39) gleichachsig sind.