DE1650375B2 - Strömungsregelkreis zur Regelung der Geschwindigkeit eines umsteuerbaren Fluidmotors - Google Patents

Description

stimmt ist, welcher der beiden Drosselschieber zur Drosselung verwendet wird; dadurch v/ird dann auch die Strömung und damit die Arbeitsgeschwindigkeit des Fluidmotors bestimmt. Der Schieberkolben ist an einen getrennten Umsteuerschieber angeschlossen, dessen Stellung die Stellung des Steuerschiebers bestimmt.

Um den Druckabfall in den Steuerschiebern und damit die Strömung durch den Fluidmotor unabhängig von dessen Belastung konstant zu halten, ist ferner ein Regelkolben in einer besonderen Bohrung des Gehäuses des Strömungsregelschiebers vorhanden. Der Regelkolben ist durch eine Schraubenfeder belastet und weist mehrere Längsnuten auf, die durch Veränderung ihrer Lage zu einer zur Fluidquelle führenden Auslaßöffnung den Druckabfall im abgeschlossenen Drosselschieber konstant halten. Dieser bekannte Strömungsregelkreis, insbesondere seine Strömungsregelschieber, ist ziemlich aufwendig. Beispielsweise sind für die Einstellung der Strömung zwei gesonderte Drosselschieber erforderlich. Außerdem wird durch den Regelkolben nur eine Drosselung der Strömung, nicht jedoch eine Ableitung der Überschußströmung vorgesehen, wodurch der Regelbereich der Strömung eingeschränkt ist.

Ferner ist ein Strömungsregelkreis bekannt (USA.-Patentschrift 2 879 745), in dem das Fluid von der Fluidquelle über den Steuerschieber und den Strömungsregelschieber in den Fluidmotor, der von dem Steuerschieber in Betrieb gesetzt wird, angehalten und umgesteuert wird, und von dort über den drosselnden Strömungsregelschieber und den Steuerschieber sowie die Drosselstelle zurück zur Fluidquelle strömt. Die Drosselstelle kann verstellbar sein, um so den Sollwert der Strömung zu ändern. Falls die Strömung den eingeregelten Wert überschreitet, strömt die Überschußströmung vor dem Steuerschieber über ein Drosselventil zur Fluidquelle zurück. Der Strömungsregelschieber hält den Druckabfall an der Drosselstelle und damit die Strömung durch die Drosselstelle konstant, wobei die Größe des Druckabfalls durch die Federkraft der Feder bestimmt wird. Auch dieser Strömungsregelkreis besitzt einen relativ aufwendigen Aufbau, da eine besondere Drosselstelle erforderlich ist, um die Strömung einzustellen. Ferner ist für die Ableitung der Uberschußströmung ein besonderes Drosselventil erforderlich.

Weiterhin sind Steuerungsströmungskreise bekannt, bei denen das Strömungsregelventil nur eine Ablaßdrosselung für den Zustrom zu einem Drosselventil aufweist. Eine direkte Verbindung einer Vordrosselstelle mit einer Ablaßdrosselstelle ist auch bei diesen Strömungsregelkreisen nicht vorgesehen. Auch stellt der Steuerschieber nicht eine variable Drosselstelle dar, deren Durchsatz durch Druckkompensation regulierbar ist. Die einstellbare Drosselstelle besteht vielmehr aus einem getrennten Ventil, das stromaufwärts vom Steuerschieber und stromabwärts vom Regelströmungsauslaß des Strömungsregelkreises liegt (vgl. deutsche Patentschrift 767 740).

Schließlich ist aus der britischen Patentschrift 759 548 eine Vorrichtung mit einem Steuerschieber und mit einem Strömungsregelschieber bekannt; bei dieser Vorrichtung ist aber eine zweite Fluidquelle in Form einer zweiten zusätzlichen Pumpe vorgesehen, die zwischen die Regelströmungs-Auslaßöffnung des Strömungsregelschiebers und den Einlaß des Steuerschiebers geschaltet ist. Bei dieser Vorrichtung werden also zwei Regelschieber und eine zusätzliche Pumpe nötig, durch die der Aufbau auch dieses Strömungsregelkreises relativ aufwendig ist.

Alle bekannten Strömungsregelkreise haben schließlich den gemeinsamen Nachteil, daß an sie nicht mehrere Fluidmotoren mit einer entsprechenden Anzahl von Strömungsregelschiebern anschließbar sind, was wünschenswert wäre, um durch eine einzige Fluidquelle mehrere Fluidmotoren geregelt zu betreiben.

Unter Vermeidung der genannten Schwierigkeiten und Nachteile ist der Strömungsregelkreis der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils in Arbeitsrichtung liegende Einlaß des umsteuerbaren Fluidmotors über einen Pendelschieber an den Strömungsregelschieber angeschlossen ist, dessen federbeaufschlagter Kolben gegen den an der Vordrosselstelle herrschenden Druck durch den in dieser Verbindung herrschenden Druck gesteuert wird, daß die Vordrosselstelle und die Ablaßdrosselstelle zusammen durch den Kolben steuerbar sind, und daß der Rücklaufauslaß des Strömungsregelschiebers über einen Belastungskreis in Form einer Fluidbetätigbaren Einrichtung an den Rücklaufbehälter angeschlossen ist.

Der Strömungsregelkreis gemäß der Erfindung besitzt also einen besonders einfachen Aufbau, daß die Einstellung der Strömung nicht durch eine zusätzliche Drosseleinrichtung, sondern durch den Steuerschieber selbst vorgenommen wird. Die Strömungsregelung bleibt bei dem Regelkreis gemäß der Erfindung auch erhalten, wenn ein Gegendruck an dem Rücklaufanschluß auftreten sollte, weil ein zweiter Fluidmotor über einen zweiten Druckregelschieber gleicher Bauart und einen zweiten Steuerschieber gleicher Bauart angeschlossen ist. Obwohl bei Auftreten eines Gegendrucks an dem Rücklaufanschluß der Förderdruck deswegen nicht vollständig befriedigend ausgefallen, einer zur Fluidquelle gehörenden Pumpe ansteigt, wird die Einströmung durch den ersten Steuerschieber in den ersten Fluidmotor nicht erhöht, da, falls die durch den Rücklaufanschluß abgeleitete Überschußströmung nicht groß genug sein sollte, um diese Einströmung konstant zu halten, der Kolben so verschoben wird, daß die Einströmung durch den ersten Steuerschieber im ersten Druckregelschieber zwischen der Einlaßöffnung und der Regelströmungs-Auslaßöffnung gedrosselt wird. Auf diese Weise wird durch den Strömungsregelschieber eine zusätzliche Strömungsdrosselung in Serie zwischen der Pumpe und dem Einlaß des Steuerschiebers erreicht. (Bei den bekannten Strömungsregelschiebern wird dagegen entweder die Ableitung von Überschußströmung oder eine Drosselung allein vorgenommen). Die Regelung der Einströmung über den ersten Steuerschieber in den ersten Fluidmotor wird daher nicht durch die Druckverhältnisse an dem Rücklaufanschluß, insbesondere nicht durch einen zweiten Fluidmotor, beeinträchtigt. In ähnlicher Weise kann an den Rücklaufanschluß des zweiten Strömungsregelschiebers ein dritter Fluidmotor angeschlossen werden usw., so daß der Strömungsregelkreis gemäß der Erfindung den geregelten Betrieb von mehreren Fluidmotoren bei Verwendung einer einzigen Fluidquelle ermöglicht.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben in Abhängigkeit von einem Fluid-Druckabfall in der Drosselstelle im Steuerschieber verschiebbar ist, um den zur Einlaßöff-

nung zu öffnen und dadurch einen Teil der Strömung zwischen den Aussparungen 19 und 20 verschoben, von der Fluidquelle vor dem Einlaß des Steuerschie- und gleichzeitig bleibt sein mittlerer Vorsprung 24 gebers abzuleiten und zusätzlich die Strömung von der gen die Bohrung zwischen den Aussparungen 19 und Einlaßöffnung zur Regelströmungs-Auslaßöffnung zu 18 abgedichtet, wird sein linker Endbund 23 aus der drosseln. Ferner kann der durch eine Feder vorge- S Abdichtung gegen die Bohrung zwischen den Ausspaspannte Kolben in einer Stellung maximaler Strömung rungen 18 und 17 verschoben, und sein rechter Endvon der Einlaßöffnung zur Regelströmungs-Auslaß- vorsprung 25 bleibt gegen die Bohrung zwischen den öffnung vorgespannt sein, so daß die Einlaßöffnung Aussparungen 20 und 21 abgedichtet. Daher kann hygegen den Rücklaufanschluß abgesperrt ist. draulisches Fluid von der Pumpe 12 durch die mittlere

Die Erfindung wird an Hand der aus einer einzigen io Aussparung 19 im Steuerschieber um den Schieber-Figur bestehenden Zeichnung im folgenden näher er- schaftteil 27 zur Aussparung 20 und weiter durch die läutert, in der schematisch die bevorzugte Ausfüh- Leitung 31 zum rechten Endschlitz 33 des Zylinders rungsform abgebildet ist. strömen, so daß der Kolben 11 nach links verschoben

Das abgebildete Hydrauliksystem hat einen fluid- wird. Die Kückströmung vom linken Endschlitz 32 betätigten Stellmotor in Form eines üblichen Druck- 15 des Zylinders geht durch die Leitung 30 zur Ausspazylinders 10 mit einem Kolben 11. Der Kolben kann rung 18 im Steuerschieber, um den Kolbenschaftteil in der einen oder anderen Richtung durch ein hydrau- 26 zur Aussparung 17 und weiter durch die Rückleilisches Fluid bewegt werden, das durch eine Pumpe 12 tung 29 zurück zum Behälter 13 vor sich, von einem Behälter 13 über einen üblichen Steuer- Wenn der Schieberkolben 22 nach rechts in F i g. 1

schieber 14 zugeführt wird. Die Einströmung in den 20 verschoben wird, wird sein mittlerer Bund 24 aus sei-Steuerschieber 14 wird durch einen Strömungsregel- ner Abdichtung gegen die Bohrung 16 im Gehäuse 15 schieber 36 gesteuert, der noch genauer beschrieben zwischen den Aussparungen 19 und 18 verschoben, werden soll. Der Steuerschieber 14 steuert sowohl die und gleichzeitig bleibt sein mittlerer Bund 24 abge-Einströmung von der Pumpe 12 in das eine Ende des dichtet gegen die Bohrung zwischen den Aussparun-Druckzylinders als auch die Rückslrömung vom ent- 25 gen 19 und 20, wird sein rechter Endbund 25 aus der gegengesetzten Ende des Druckzylinders zurück zum Abdichtung gegen die Bohrung zwischen den Ausspa-Behälter 13. Die (nicht abgebildete) Last am Stellmo- rungen 20 und 21 verschoben und bleibt sein linker tor ist mit der Kolbenstange des Kolbens 11 gekup- Endbund 23 abgedichtet gegen die Bohrung zwischen pelt, um durch diesen betätigt zu werden, was von des- den Aussparungen 17 und 18. Entsprechend kann hysen Bewegungsrichtung abhängt. 30 draulisches Fluid von der Pumpe 12 über die mittlere

Der Steuerschieber 14 hat ein Gehäuse 15 mit Aussparung 19 im Steuerschiebergehäuse, um den einer zylindrischen Längsbohrung 16 und mehreren Kolbenschaftteil 26 zur Aussparung 18 und weiter Ringaussparungen 17 bis 21, die die Bohrung an auf durch die Leitung 30 zum linken Endschlitz 32 des ihrer Länge verteilten Stellen schneiden. Zwischen Zylinders strömen, um den Kolben 11 nach rechts zu diesen Aussparungen hat die Bohrung 16 zylindrische 35 verschieben. Die Rückströmung vom rechten End-Bünde. Ein Schieberkolben 22, der in der Bohrung 16 schlitz 33 des Zylinders geht durch die Leitung 31 zur hin- und herschiebbar ist, hat drei axial getrennte zy- Aussparung 20 im Steuerschieber, um den Kolbenlindrische Bünde 23 bis 25, die starr durch Schaftteile schaftteil 27 zur Aussparung 21 und weiter durch die 26 und 27 kleineren Durchmessers verbunden sind. Rückleitung 29 zurück zum Behälter 13 vor sich. Die Bünde 23 bis 25 am Schieberkolben sind gegen 40 Ein Pendelschieber 34 üblichen Aufbaus ist zwidie Bundflächen der Bohrung 16 abgedichtet. Der sehen die Leitungen 30 und 31 geschaltet, und eine Kolben kann wahlweise axial in der Bohrung verscho- Leitung 35 führt zu dem Strömungsregel schieber 36. ben werden, und zwar manuell, hydraulisch oder in ir- Dieser Pendeisdiieber hat ein Gehäuse 37 mit entgegendeiner anderen zweckmäßigen Weise. gengesetzten Endschlitzen 38 und 39, die mit den Lei-

Die mittlere Aussparung 19 im Gehäuse 15 ist mit 45 tungen 30 bzw. 31 verbunden sind, und einen mittleder Auslaßseite der Pumpe 12 über den Strömungsre- ren Schlitz 40, der mit der Leitung 35 verbunden ist. gelschieber 36 verbunden. Die Endaussparungen 17 Ein Schieberglied 41 ist in dem Pendelschieberge- und 21 im Gehäuse 15 sind beide mit einer Rücklei- häuse verschiebbar und kann den einen oder anderen rung 29 verbunden, die zum Behälter 13 führt. Die der Endschlitze 38 und 39 absperren, was von der Zwischenaussparungen 18 und 10 im Gehäuse 15 sind 50 Fluiddruckdifferenz zwischen diesen abhängt, und beide über Leitungen 30 bzw. 31 mit öffnungen 32 eine Fluidverbindung zwischen dem offenen Endbzw. 33 an den entgegengesetzten Enden des Zylin- schlitz und dem mittleren Schlitz 40 herstellen, ders 10 verbunden. Der Strömungsregelschieber 36 hat ein Gehäuse

In der Mittellage des Schieberkolbens 22, dip in 42 mit einer zylindrischen Längsbohrung 43 und meh-F i g. 1 abgebildet ist, ist sein mittlerer Bund 24 gegen 55 reren Ringaussparungen 44 bis 47, die die Bohrung an die Bohrung 16 im Gehäuse 15 an den entgegengesetz- auf seiner Länge verteilten Stellen schneiden. Zwiten Seiten der mittleren Aussparung 19 abgedichtet, sehen diesen Aussparungen hat die Bohrung 43 zylinwährend sein linker Endbund 23 gegen die Bohrung drische Bundflächen. Ein Schieberkolben 48 ist in der zwischen den Aussparungen 17 und 18 und sein rech- Bohrung 43 hin- und herverschiebbar und hat drei ter Endbund 25 gegen die Bohrung zwischen den Aus- 60 axial getrennte, zylindrische Bünde 49 bis 51, die starr sparungen 20 und 21 abgedichtet ist. Daher wird in durch Schaftteile 52 und 53 kleineren Durchmessers dieser Lage des Schieberkolbens die Pumpe 12 von verbunden sind. Die Bünde am Kolben sind gegen die beiden Enden des Zylinders 10 abgesperrt, und beide entsprechenden Bünde der Bohrung 43 abgedichtet Enden des Zylinders sind von der Rückleitung 29 ab- Die Ringaussparung 46 im Strömungsregelschie-

gesperrt. ⁶5 ber 36 ist mit der Auslaßseite der Pumpe 12 über eine

Wenn der Schieberkolben 22 nach links in Fig. 1 Einlaßöffnung 54 verbunden. Die Aussparung 47 im verschoben wird, wird sein mittlerer Bund 24 aus der Schieber 36 ist durch eine Regelströmungs-Auslaßöff-Abdichuing gegen die Bohrung 16 des Gehäuses 15 nung 55 mit dem Einlaß 19 des Steuerschiebers 14

verbunden. Die Aussparung 45 im Schieber 36 ist Kolben 48 nach links zeigende Flächen hat, die dem über einen Rücklaufauslaß 56 mit einem Ver- Fluiddruck an der Regelströmungsauslaßöffnung 55 braucherkreis 57 verbunden, der eine sich zum Behäl- ausgesetzt sind, sowie nach rechts zeigende Flächen ter 13 erstreckende Rückleitung hat. hat, die dem Fluiddruck an der Drucknachweisöff-Der Schieberkolben 48 hat einen Längskanal 59, 5 nung 64 ausgesetzt sind, wobei die entgegengesetzt der an seinem linken Ende mit der Aussparung 44 ver- ausgerichteten Flächen im wesentlichen den gleichen bunden ist. Vorspringende Flächen 60 an diesem Flächeninhalt haben. Der Fluiddruck an der Einlaß-Ende des Schieberkolbens 48 begrenzen seine Bewe- öffnung 54 bewirkt eine Verschiebung des Kolbens gung nach links, so daß der Längskanal 59 ständig in 48 nach rechts, um die Einlaßöffnung 54 mit dem Fluidverbindung mit der Aussparung 44 steht. Das io Rücklaufauslaß 56 zu verbinden, während Fluiddruck rechte Ende des Längskanals 59 ist mit einem Querka- in der Drucknachweisöffnung 64 den Kolben 48 nach nal 61 verbunden, der in allen Lagen des Schieberkol- links drückt, um die Einlaßöffnung 54 von dem Rückbens 48 mit der Aussparung 47 verbunden ist. laufauslaß 56 abzusperren.

Der Bund 51 am rechten Ende des Schieberkol- Falls eine gedrosselte Fluidströmung zu und von bens 48 ist innen ausgespart, um eine Schraubenfeder 15 dem Zylinder 10 zur Bewegung des Kolbens 11 bei 62 aufzunehmen, die zwischen diesem Ende des Schie- niedriger Geschwindigkeit gewünscht ist, wird der berkolbens und der rechten Endwand 63 der Bohrung Schieberkolben 22 aus seiner abgebildeten Mittellage 43 im Gehäuse 42 zusammengedrückt ist. Das Ge- nach links oder rechts verschoben, um einen gedroshäuse hat eine öffnung 64, die die Auslaßleitung 35 selten Einströmkanal zwischen der Pumpe 12 und vom Pendelschieber 34 mit dem Raum hinter dem 20 einem Ende des Zylinders, sowie einen gedrosselten rechten Ende des Schieberkolbens 48 verbindet. Rückströmkanal zwischen dem entgegengesetzten Der Strömungsregelschieber 36 wird so betrieben, Ende des Zylinders und der Rückleitung herzustellen, wie noch genauer erläutert werden soll, daß die öff- Das heißt, der Kolben 22 selbst bildet die strömungsnung 54 als Einlaß, die öffnung 55 als strömungssteu- drosselnde öffnung im Einströmkanal, und die ernder Auslaß, die öffnung 56 als Auslaß für Über- 25 Druckdifferenz in dieser strömungsdrosselnden öffschußströmung und die öffnung 64 als Drucknach- nung, die durch den Schieberkolben gebildet wird, beweisdurchlaß dienen. stimmt die Einströmung in den Zylinder. Die Regel-Während des Betriebs des Schiebers 36 drückt strömung-Auslaßöffnung 55 des Strömungsregelseine Feder 62 normalerweise den Schieberkolben 48 Schiebers ist mit der Einlaßseite dieser strömungsdrosnach links in die in der Zeichnung abgebildete Lage, 30 selnden öffnung verbunden, die durch den Steuerin der sein Bund 50 den Einlaß 54 von dem Rücklauf- schieber gebildet wird. Die Drucknachweisöffnung 64 auslaß 56 absperrt, und in der die Einlaßöffnung 54 in des Strömungsregelschiebers 36 ist über den Pendelim wesentlichen ungehinderter Verbindung mit der schieber 34 mit der Auslaßseite dieser durch den Steu-Regelströmungs-Auslaßöffnung 55 steht. Wenn je- erschieber hergestellten, strömungsdrosselnden öffdoch, wie noch genauer beschrieben werden soll, der 35 nung verbunden. Daher bewirkt ein höherer Fluid-Schieberkolben 48 nach rechts verschoben wird, öff- druck an der Einlaßseite dieser öffnung die Bewegung net sein Bund 50 den Rücklaufauslaß 56 zur Einlaß- des Kolbens 48 nach rechts, während ein niedrigerer öffnung 54 und drosselt dadurch allmählich die Fluiddruck an der Auslaßseite dieser öffnung den Fluidströmung von der Einlaßöffnung 54 zur Regel- Kolben 48 nach links bewegt und die in der gleichen strömungs-Auslaßöffnung 55. 40 Richtung durch die Feder 62 ausgeübte Kraft verWenn der Betrieb unter Vernachlässigung des stärkt. Daher wird die Fluiddruckdifferenz an der Druckzustandes an dem Rücklaufauslaß 56 betrachtet strömungsdrosselnden öffnung, die durch den Steuerwird, steht die Leitung 30 oder 31, die die Einströ- schieber 14 hergestellt wird, dem Kolben 48 zugemung zu einem Ende des Zylinders 10 leitet, unter führt, der die Einströmung durch den Steuerschieber einem höheren Fluiddruck als die andere Leitung 31 45 wie folgt regelt:

oder 30, die die Rückströmung vom entgegengesetz- Wenn für eine gegebene Einstellung des Schieberten Ende des Zylinders leitet. In Abhängigkeit von kolbens diese Einströmung anzusteigen beginnt (z. B., dieser Druckdifferenz bewegt sich das Schiebeglied wenn der Förderdruck der Pumpe 12 ansteigt oder die 41 im Pendelschieber 34 weiter, um den Endschlitz 38 Last am Kolben U schwächer wird), dann würde oder 39 abzusperren, der mit der Rückleitung niedri- 50 diese erhöhte Strömungsmenge einen erhöhten Fluidgeren Drucks verbunden ist, und um die Einströmlei- druckabfall am Kolben 48 bewirken, so daß dieser rung höheren Drucks mit der Leitung 35 zu verbinden. nach rechts bewegt würde, um mehr von der Pumpen-Entsprechend steht die Drucknachweisöffnung 64 im auslaßströmung zum Rücklaufauslaß 56 abzuleiten Strömungsregelschieber 36 unter dem im wesentli- und dadurch von der Einströmung durch den Steuerchen gleichen Fluiddruck wie die Aussparung 18 oder 55 schieber zu subtrahieren.

20, die die Einströmung in den Zylinder 10 leitet Es Wenn umgekehrt die Einströmung in den Steuerist ersichtlich, daß die den Steuerschieber 14 mit dem schieber 14 abfällt (z. B., wenn der Förderdruck der Pendelschieber 34 verbindenden Leitungen und die Pumpe 12 abfällt oder die Last am Kolben 11 an-Leitung 35, die den Pendelschieber 34 mit dem Strö- steigt), dann würde diese verringerte Strömungsmenge mungsregelschieber 36 verbindet, zur besseren Erläu- 60 für eine gegebene Einstellung des Kolbens 22 einen terung in F i g. 1 übertrieben lang abgebildet sind, und verkleinerten Fluiddruckabf all am Kolben 48 im Strödaß bei der praktischen Ausführung die Schieber so mungsregelschieber 36 erzeugen. Entsprechend würde eng benachbart sind, daß im wesentlichen keine Fluid- dieser Kolben nach links bewegt werden, osa die Strödruckdifferenz zwischen der Drucknachweisöffnung mung von der Einlaßöffnung 54 zum RücklaufauslaB 64 des Strömungsregelschiebers 36 und der Ausspa- 65 56 weiter zu drosseln, so daß ein Anstieg der Strörung IS oder 20 vorhanden ist, die die Einströmung mung von der Pumpe 12 zum Einlaßkanal fiber den von der Pumpe 12 in den Zylinder 10 leitet Steuerschieber 14 möglich wäre. Aus der Zeichnung ist ferner ersichtlich, daß der Aus der vorangegangenen Beschreibung ist er-

ίο

sichtlich, daß der Fluiddruckabfall an der die Einströmung drosselnden öffnung, die durch den Steuerschieber 14 hergestellt wird, im wesentlichen gleich dem Fluiddruckabfall zwischen den öffnungen 55 und 64 des Strömungsregelschiebers 36 ist. Das heißt, der Fluiddruckabfall an dieser öffnung im Steuerschieber 14 wird an den öffnungen 55 und 64 des Strömungsregelschiebers 36 nachgewiesen und zu dessen Kolben 48 übertragen. Für eine gegebene Einstellung des Schieberkolbens 22 (und damit für eine gegebene Öffnungsgröße im Einströmkanal durch den Steuerschieber), wird ein möglicher Anstieg oder Abfall des Fluidduckabfalls an der durch den Steuerschieber gebildeten, drosselnden öffnung an den öffnungen 55 und 64 des Strömungsregelschiebers 36 nachgewiesen, was bewirkt, daß dessen Koiben 48 in einer solchen Richtung bewegt wird, daß mehr oder weniger von der Pumpenauslaßströmung zum Rücklaufauslaß 56 abgeleitet wird, wodurch die angenommene Änderung des Druckabfalls an der die Einströ- ao murig drosselnden öffnung, die durch den Steuerschieber hergestellt wird, aufgehoben wird.

Für eine gegebene Einstellung des Schieberkolbens 22 bleibt daher die gedrosselte Einströmung durch den Steuerschieber 14 im wesentlichen trotz Änderungen des Förderdrucks der Pumpe 12 oder der Last am Kolben 11 konstant.

Der Strömungsregelschieber 36 spricht auch automatisch auf Änderungen der Einstellung des Kolbenschiebers 22 wie folgt an:

Wenn der Schieberkolben 22 von einer Lage mit bestimmter Öffnungsgröße in eine Lage mit kleinerer Öffnungsgröße verschoben wird, wird dadurch die Druckdifferenz am Einströmkanal durch den Steuerschieber erhöht, und dieser Anstieg der Druckdifferenz wird an den öffnungen 55 und 64 des Strömungsregelschiebers 36 nachgewiesen, so daß der Kolben 48 darin nach rechts bewegt wird, um eine erhöhte Strömungsableitung zwischen seinen öffnungen 54 und 56 zu bewirken, so daß ein höherer Anteil der gesamten Auslaßströmung von der Pumpe 12 über den Schieber 36 und vom Steuerschieber 14 weggeleitet wird.

Der umgekehrte Vorgang findet statt, wenn der Kolben aus einer bestimmten Lage in eine andere Lage mit größerer Öffnungsgröße verschoben wird.

In der vorangegangenen Beschreibung ist der Fluiddruck am Rücklaufauslaß 56 bisher nicht berücksichtigt worden, und es wurde angenommen, daß die Fhriddruckdifferenz zwischen den Öffnungen 55 und 64 nicht so hoch ist, daß der Kolben 48 weit genug nach rechts bewegt wird, um die Strömung zwischen den öffnungen 54 und 55 stärker zu drosseln. Es können jedoch auch in Abhängigkeit von der Art des Belastungskreises 57 Bedingungen auftreten, unter denen der Fluiddruck am Rücklaufanschluß 56 höher als an der Drucknachweisöffnung 64 ist Unter solchen Bedingungen steigt der Förderdruck der Pumpe 12 an, um dem Verbrauch des Belastungskreises 57 nachzukommen. Ein derartiger erhöhter Pum-Kolben 48 weiter nach rechts bewegt wird, um die Einströmung durch den Strömungsregelschieber 36 zum Steuerschieber 14 zwischen dem Einlaß 54 und dem Regelströmungs-Auslaß 55 zu drosseln. Daher erzeugt der Strömungsregelschieber 36 eine zwangläufige Strömungsdrosselung der Einströmung in den Steuerschieber 14 ebenso wie eine Ableitung überschüssiger Strömung zum Belastungskreis 57, wenn die Last an seinem Rücklaufanschluß 56 den beschriebenen Pumpendruckanstieg bewirkt.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß der Strömungsregelschieber 36 im System gemäß der Erfindung die Strömung durch den Steuerschieber 14 auf zwei verschiedene, aber miteinander verknüpfte Arten regelt:

1. leitet er Pumpenströmung vom Steuerschieber 14 in Abhängigkeit vom Druckabfall an der die Einströmung drosselnden öffnung ab, die durch den Steuerschieber erzeugt wird, zum Belastungskreis 57, und

2. falls die Ableitungsströmung die Einströmung in den Steuerschieber 14 nicht auf die dessen Einstellung entsprechende Strömungsmenge reduziert, wird der Kolben 48 im Strömungsregelschieber 36 weiter nach rechts bewegt, um eine Strömungsdrosselung in Serie zwischen der Pumpe und vor dem Einlaß des Steuerschiebers 14 herzustellen, falls das norwendig ist, und zwar in Abhängigkeit von dem Fluiddruck, der an dem Rücklaufanschluß 56 durch den damit verbundenen Belastungskreis 57 eingestellt wird.

45 Bei der ersten Betriebsart ist daher der Strömungsregelschieber im wesentlichen ein parallel zu dem Steuerschieber 14 geschalteter Ableitungsschieber. Bei der zweiten Betriebsart stellt der Strömungsregelschieber 36 eine in Serie mit dem Steuerschieber geschaltete Strömungsdrosselstelle dar.

Durch diese Anordnung wird die Regelung der Einströmung durch den Steuerschieber 14 nicht nachteilig durch die Druckverhältnisse beeinflußt, die an dem Rücklaufanschluß 56 des Strömungsregelschiebers 36 vorhanden sind. Das ist besonders vorteilhaft, wenn der Benutzer zwei oder mehr fluidbetätigte Stellmotoren durch eine einzige Pumpe und durch eine entsprechende Anzahl von Strömungsregelschiebern betreiben will. In einem derartigen Fall ist der Einlaß des zweiten Steuerschiebers über einen Strömungsregelschieber mit dem Rücklaufanschluß des ersten Strömungsregelschiebers usw. verbunden. In jedem derartigen Strömungsregelkreis stellt der Steuerschieber selbst die strömungsdrosselnde Öffnung in den Ein- und Rückströmkanal zu und von dem fluidbetätigten Stellmotor dar; der Strömungsregelschieber regelt die Einströmung so, daß diese nur von der Einstellung des Schieberkolbens abhängt und im wesent-

pendruck würde zu einer höheren Strömungsmenge 60 liehen unabhängig von Änderungen des Pumpenaus-

durch den Steuerschieber 14 führen, als er durch die laßdrucks oder der Last am fluidbetätigten Stellmotor

Einstellung seines Schieberkolbens 22 vorgesehen ist ist Daher ist die Betriebsgeschwindigkeit des fluidbe-

Dies wird jedoch gemäß der Erfindung dadurch ver- tätigten Stellmotors für eine gegebene Einstellung des

mieden, daß, wenn die Ableitungsströmung zum Steuerschiebers immer die gleiche. Es wird auch eine

Rücklauf anschluß 56 unwirksam ist, um den angestie- 65 äußerst stetige Änderung der Fluidströmung propor-

genen Pumpendruck vollständig zu kompensieren, der tional zur Einstellung des Steuerschiebers erreicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Strömungsregelkreis zur Regelung der Geschwindigkeit eines umsteuerbaren Fluidmotors, mit einer Fluidpumpe, mit einem an die Fluidpumpe angeschlossenen Strömungsregelschieber, mit einem an den Strömungsregelschieber angeschlossenen Steuerschieber, mit einem an den Steuerschieber angeschlossenen Fluidmotor und mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Rücklaufbehälter, wobei der Strömungsregelschieber und der Steuerschieber je einen Rücklauf für überschüssiges Fluid aufweisen und der Strömungsregelschieber eine Vordrosselsteile und eine Ablaßdrosselstelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils in Arbeitsrichtung liegende Einlaß (30, 31) des umsteuerbaren Fluidmotors (10) über einen Pendelschieber (34) an den Strömungsregelschieber (36) angeschlossen ist, dessen federbeaufschlagter Kolben (48) gegen den an der Vordrosselstelle herrschenden Druck durch den in dieser Verbindung herrschenden Druck gesteuert wird, daß die Vordrosselstelle und die Ablaßdrosselstelle zusammen durch den Kolben (48) steuerbar sind, und daß der Rücklaufauslaß (56) des Strömungsregelschiebers über einen Belastungskreis (57) in Form einer Fluidbetätigbaren Einrichtung an den Rücklaufbehälter (13) angeschlossen ist.

2. Strömungsregelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (48) in Abhängigkeit von dem Fluid-Druckabfall in der Drosselstelle im Steuerschieber (14) verschiebbar ist, um den Rücklaufauslaß (56) zur Einlaßöffnung (54) zu öffnen und dadurch einen Teil der Strömung von der Fluidquelle (12) vor dem Einlaß (19) des Steuerschiebers (14) abzuleiten und zusätzlich die Strömung von der Einlaßöffnung

(54) zu der Regelströmungs-Auslaßöffnung (55) zu drosseln.

3. Strömungsregelkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Feder (62) vorgespannte Kolben (48) in einer Stellung maximaler Strömung von der Einlaßöffnung (54) zur Regelströmungs-Auslaßöffnung (55) vorgespannt ist und die Einlaßöffnung (54) gegen den Rücklaufauslaß (56) absperrt.

4. Strömungsregelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsregelschieber (36) eine Bohrung (43) aufweist, in der der Kolben (48) verschiebbar angeordnet ist und die durch die Einlaßöffnung (54), die Regelströmungs-Auslaßöffnung (55) und den Rücklaufauslaß (56) geschnitten wird, daß die Regelströmungs-Auslaßöffnung (55) und der Rücklaufauslaß (56) die Bohrung (43) an entgegengesetzten Seiten der Einlaßöffnung (54) schneiden und daß der Kolben einen Bund (50) aufweist, der sich an die Bohrung (43) wahlweise zwischen der Einlaßöffnung (54) und der Überströmungs-Auslaßöffnung (56) bzw. der Einlaßöffnung (54) und dem Rücklaufauslaß

(55) dicht anlegt.

5. Strömungsregelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (14) umsteuerbar ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft einen Strömungsregelkreis zur Regelung der Geschwindigkeit eines umsteuerbaren Fluidmotors, mit einer Fluidpumpe, mit einem an die Fluidpumpe angeschlossenen Strömungsregelschieber, mit einem an den Sirömungsregelschieber angeschlossenen Steuerschieber, mit einem an den Steuerschieber angeschlossenen Fluidmotor und mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Rücklaufbehälter, wobei der Strömungsregelschieber und der Steuerschieber je einen Rücklauf für überschüssiges Fluid aufweisen und der Strömungsregelschieber eine Vordrosselstelle und eine Ablaßdrosselstelle aufweist.

Es sind bereits Strömungsregelkreise mit Steuerschiebern zur Steuerung der Strömung eines hydraulischen Fluids zu und von einem Fluidmotor bekannt. Diese Strömungsregelkreise arbeiten zufriedenstellend, wenn der Steuerschieber in jeder seiner Betriebslagen voll betätigt wird und dadurch dann seine Kanäle vollständig geöffnet werden, so daß der Fluidmotor seine voile Geschwindigkeit erreicht. Die bekannten Strömungsregelkreise arbeiten jedoch nicht zufriedenstellend, wenn eine gedrosselte Fluidströmung zu und von dem Fluidmotor erzeugt werden soll, um ihn bei verminderter Geschwindigkeit zu betreiben. Beispielsweise ruft bei üblichen Steuerschiebern, wenn der Steuerschieberkolben eine Lage eingenommen hat, in der eine Teilströmung bewirkt wird, eine kleine Bewegung des Kolbens eine verhältnismäßig große Änderung der Durchflußmenge hervor. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist es bereits bekannt, Dosiernuten oder -einschnitte im Kolben vorzusehen, um eine wirksamere Steuerung der Durchflußmenge für eine gegebene Lageänderung des Steuerschieberkolbens zu erlauben. Derartige Maßnahmen sind jedoch weil die Durchflußmenge durch derartige Nuten oder Einschnitte vom Fluiddruck abhängig ist, so daß eine gewisse Einstellung des Schieberkulbens nicht notwendigerweise eine bestimmte Durchflußmenge gewährleisten.

Mit einem bekannten Strömungsregelkreis (USA.-Patentschrift 2 888 943) strömt Fluid von einer Fluidquelle durch einen auf eine bestimmte Strömungsmenge eingestellten Steuerschieber in einen Fluidmotor und von dort über den Steuerschieber zurück zur Fluidquelle. In den Schieberkolben des Steuerschiebers ist ein durch eine Feder vorgespannter Regelkolben eingesetzt, der die durch den Steuerschieber eingestellte Strömung unabhängig von Schwankungen des Fluiddrucks an der Einlaß- oder Auslaßöffnung des Steuerschiebers konstant halten soll, indem der Regelkolben in Abhängigkeit von einer Fluiddruckdifferenz verschiebbar ist, um so einen Teil der Einströmung in den Steuerschieber vor der Auslaßöffnung des Steuerschiebers zurück zur Fluidquelle abzuleiten. Dieser Strömungsregelkreis weist also den Nachteil auf, daß der Regelkolben nur eine Ableitung von Überströmung, jedoch keine Drosselung der Einströmung in den Fluidmotor vornimmt, so daß der Regelbereich der Strömung relativ klein ist.

Bei einem weiteren bekannten Strömungsregelkreis (USA.-Patenlschrift 2 157 707) strömt Fluid von einer Fluidquelle über einen Steuerschieber in einen Fluidmotor, und von dort durch den Steuerschieber und einen Sirömungsregelschieber mit zwei getrennt verstellbaren Drosselschiebern zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit des Fluidmotors zurück zur Fluidquelle. Der Strömungsregelschieber weist ferner einen Schieberkolben auf, durch dessen Stellung be-