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.The invention relates to a hydraulic motor, the reciprocating piston of which is alternately acted upon with pressure medium on both sides via a main control valve controlled by the pressure medium itself via auxiliary control valves actuated by the piston in its end positions. The main control valve comprises in known manner a common pressure medium inlet for both sides of the piston, the pressure medium connection opening to each side of the piston, each of which is separated by a mounted in the valve housing annular seal from the common pressure medium inlet, and also each have a pressure medium outlet for each side of the piston, which in turn by the valve housing attached annular seal is separated from the pressure medium connection opening of the respective piston side, and a main control slide which connects in each end position one of the connection openings with the pressure medium inlet and the other with the pressure medium outlet assigned to it. The main control slide is displaced axially into one end position and the other under the influence of the auxiliary control valves, in a likewise known manner, by the pressure medium acting on the piston surfaces attached to its ends.
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.Control devices of this type are known in which the control line
for the piston or pistons of the main control spool only after the main control valve
is branched off from the controlled pressure medium line. This has the significant
Disadvantage that the control line for the main control valve is also affected by the power consumption
of the working cylinder in the pressure medium absorbs pressure fluctuations. That
The main control valve then tends to flutter, which in particular affects the operating speed
of the engine is severely limited.
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.E-s is already known in controls of this type, the main control spool
to be provided with mutually symmetrical actuating pistons at both ends
and by means of the auxiliary valves actuated by the working piston, a symmetrical push-pull pressure medium control system
for the two pistons of the main control slide, the pressure medium control lines
this symmetrical push-pull control system before the pressure medium inlet of the main control valve
be branched off from the main hydraulic line. But one is proportionate to this
large number of control lines and double the number of pressurized media
and reliefs on the piston of the main control spool are necessary. The speed of work
of the main control valve and thus the possible running speed of the engine
this is also severely limited. After all, it is well known at all
to provide only one piston acted upon by pressure medium on the main control slide
and at the opposite end to provide a spring counteracting this piston.
This mode of operation of the main control slide has the disadvantage that it does not
Full operational safety guaranteed under all operating conditions. For example
In the cold season of the year, pressure medium outlets tend to freeze, and only slightly
Ice formation at the pressure medium outlets leads to a noticeable back pressure of the working pressure medium,
which supports the action of the spring on the main control slide, and thus easily
may be able to close the pressure medium outlet early, so that
the working piston in the last part of its return against a pressure medium cushion
starts up. In addition, there are also slight pressure fluctuations in the main pressure medium line
disadvantageously noticeable in this mode of operation of the main control slide, since they
act on one side on the main control spool piston and not through counteraction
can be compensated on an opposite piston of the main control spool.
This latter disadvantage provides correct control, especially when running at high speed
of the working piston in question.
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.In contrast, the invention is based on the object of a simple,
Safe and safe control device even when the engine is running quickly
to accomplish. This is achieved by the invention in that the actuating device
of the main control slide in a manner known per se as a differential actuator
is formed in which at one end of the
Main control spool
a smaller piston area constantly under pressure and at the other end
of the main control spool one under the influence of the auxiliary control valves connected in series
Larger piston area temporarily under pressure and temporarily relieved
are arranged, and that the smaller piston area of the main control slide in one
Cylinder is guided, which through a control line in front of the pressure medium inlet
of the main control valve is connected to the main pressure medium line, and also
via the auxiliary control valves to the larger piston area of the main control spool
leading pressure medium line in a manner known per se in front of the pressure medium inlet
of the main control valve is branched off from the main pressure medium line.
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.The invention is an asymmetrical operation of the
Main control valve created against the reaction of the working piston and at the same time
is also secured against pressure fluctuations in the main hydraulic line. The unbalanced one
The way in which the main control spool is operated requires only half the number of control processes
like a symmetrical push-pull actuation and thus leaves a much larger one
Working speed too. Compared to the well-known asymmetrical ones equipped with springs
Controls also occurs in addition to eliminating those described above
Defects of these systems have the surprising advantage that the invention
equipped main control valve even faster and safer than those equipped with springs
Main control valves can work.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden au
Hand der Zeichnung näher erläutert, die die Steuerung nach der Erfindung schematisch
wiedergibt. - An embodiment of the invention is explained in more detail below on the basis of the drawing, which shows the control according to the invention schematically.
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. 1 with a line to the shut-off device with vent 2 is designated. In the housing 3, the main spool 4 is located with its top seal 5. The line 9 leads to the control valve housing 3 and opposite to this of the conduit 10 to the pressure medium working cylinder. The venting takes place at 11 on the control valve housing 3. The working piston 15 moves in the working cylinder 14. The additional control slide 18 is sealed with the seals 20 and 21 and acted upon by a compression spring 22 and the pressure medium from line 23. 24 and 25 are channels. The control pin 26 is sealed with the seals 27 and 28 and acted upon by a compression spring 29. An outlet point is designated by 30 , while 31, 32, 33, 34, 35 are seals ün housing 3 and seal the main control slide 4. 36 and 37 are pressure medium lines.
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.The mode of operation is as follows: When the shut-off device 2 is open, the pressure medium flows from line 1 through lines 9, 23 and 36. The main control slide 4 is in its upper position and the pressure medium flowing in through line 9 flows at the free seal 33 and the recess on The main control slide 4 passes through the line 10 into the pressure medium working cylinder 14 and moves the pressure medium working piston 15 to the right until it moves the additional control slide 18 against the action of the compression spring 22 and the action of the pressure medium from line 23 to the right, so that the free seal 21 passes Pressure medium flows through channel 24 to the main control slide 4 with its seal 5 in the housing 3 and moves it downward so that the seals 31 and 33 are closed. The seals 32 and 34 are opened so that the pressure medium from line 9 passes the free seal 32 via line 37 into the pressure medium working cylinder 14 and moves the pressure medium working piston 15 to the left. Here, the pressure medium reaches upstream of the working piston 15 via the line 10 into the housing 3 past the free seal 34 at 11 into the open. Behn the impact of the working piston 15 on the control pin 26 this is shifted against the action of the compression spring 29 to the left, so that the pressure medium over the main control slide passes the free seal 28 at 30 into the open and the pressure medium from line 36 from below against the surface of the main control slide 4 acts and moves it with its seal 5 upwards, so that the seals 32 and 34 close the main control slide, while the seals 31 and 33 expose the main control slide at the constrictions, so that once the pressure medium from 37 passes at 31 and 11 reaches the open air, while the pressure medium from 9 passes 33 via line 10 into the pressure medium working cylinder 14 and pushes the working piston 15 to the right.
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. This described operating cycle is repeated laufend'und moved as long as the shut-off member 3 is opened, the working piston 15 in the working cylinder 14 to the left and to the right up to the respective U- insteuerung of the main spool 4 via the auxiliary valve spool 18 and the control pin 26th