DE2321280A1

DE2321280A1 - Hydraulisches steuerorgan fuer eine servo-betaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2321280A1
Application number: DE2321280A
Authority: DE
Inventors: Kojiro Imanaga; Hajime Ito; Youichi Saida
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1973-04-27
Publication date: 1973-11-22
Also published as: SE394312B; CA984703A; US3905275A; GB1394138A; FR2182243B1; FR2182243A1

Description

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MITSUBISHI KINZOKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokyo-To, Japan

Hydraulisches Steuerorgan für eine Servo-Betätigungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuerorgan oder Steuerabsperrorgan für eine Servo-Betätigungsvorrichtung und sie befaßt sich insbesondere mit einem hydraulischen Steuerorgan für eine Servo-Drehvorrichtung, die nicht nur eine relative Drehbewegung zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle ausführt, sondern auch eine relative. Reziprokbewegung in axialer Richtung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle ausführt.

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Vorrichtungen zur Umsetzung einer Dreheingangsbewegung in eine lineare Ausgangsbewegung, die der Eingangsbewegung entspricht, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch viele komplizierte Bauteile auf, wie Schrauben, Zahnräder, Splinte usw. die nicht nur zu einem komplizierten Aufbau der Vorrichtung führen und den mechanischen Wirkungsgrad vermindern, sondern die auch eine übermäßige Abnutzung oder sogar Beschädigung der Vorrichtung mit sich bringen, wodurch die Lebensdauer dieser Vorrichtung abgekürzt wird. Ferner ist es bei den bisher bekannten derartigen Vorrichtungen schwierig, ein Ausgangssignal zu erhalten, wenn zwei verschiedene Eingangssignale summiert oder subtrahiert werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerorgan oder ein Steuerabsperrorgan einfachen Aufbaus zu schaffen, das in einer Servo-Betätigungsvorrichtung und insbesondere in einer Servo-Drehvorrichtung verwendet werden kann, die durch eine Drehbewegung oder eine lineare Verschiebungsbewegung in axialer Richtung oder auch durch eine zusammengesetzte Bewegung zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle betätigt werden kann und die eine Ausgangsbewegung an der Ausgangswelle hervorruft, die der Summe und der Differenz von zwei verschiedenen Eingangsbewegungen entspricht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Das hydraulische Steuerorgan für. eine Servo-Drehvorrichtung weist ein ringförmiges Gehäuse auf, in dem sich eine Eingangswelle befindet, die einzelne Öldurchlässe aufweist, die entweder mit einer Speisequelle oder einem Ablaßgefäß

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für das Öl verbunden sind, wobei ferner eine Ausgangswelle einstückig mit einem Rotor ausgebildet ist, wobei die Innenfläche des ringförmigen Gehäuses und die Außenfläche des Rotors mehrere Ölkammern mit Hilfe von Trennwänden bilden, die an dem ringförmigen Gehäuse und an dem Rotor vorgesehen sind; die Öldurchlässe sind in dem Rotor derart ausgebildet, daß sie an der Verschiebungsfläche zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle miteinander in Verbindung stehen, wobei diese Flächen gegeneinander verdrehbar sind; die Öldurchlässe, die sich in der Eingangswelle und der Ausgangswelle befinden, sind zu der oben erwähnten Gleitfläche hin offen; es sind lange Rillen an der Außenfläche jeder der Wellen vorgesehen, die gegenüber der Mittelachse der Welle geneigt sind.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Servo-Betätigungsvorrichtung einfachen Aufbaus und einfacher Arbeitsweise zu schaffen, in der ein Steuerorgan oder Steuerabsperrorgan vorgesehen ist, das die gewünschte Ausgangsbewegung bei einer Summe oder der Differenz von zwei verschiedenen Bewegungen abgibt.

Zur Erreichung dieses Zwecks ist eine Servo-Betätigungsvorrichtung gekennzeichnet durch einen hydraulischen Zylinder, der an beiden Enden mit Endwänden abgeschlossen ist, einem in dem Zylinder bewegbaren Kolben, ein erstes stangenförmiges Teil, das gleitend und drehbar in die Endwände des Zylinders eingepaßt ist und das einen Zufuhrdurchlaß und einen Ablaßdurchlaß für unter Druck stehendes Öl aufweist, ein zweites stangenförmiges Teil, das verschiebbar und drehbar auf das erste stangenförmige Teil aufgesetzt ist und das an dem Kolben befestigt ist und das ferner mindestens zwei voneinander getrennte Öldurchlässe aufweist, die mit beiden Seiten des Kolbens verbunden sind, ein Steuerorgan, das an der Gleitfläche zwischen dem ersten und dem zweiten stangenförmigen

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Teil gebildet ist, wobei die Öldurchlässe, die in dem ersten und dem zweiten stangenförmigen Teil gebildet sind, in dem Teil, der zu der Gleitfläche der beiden stangenartigen Teile hin offen ist, eine lange Rille bilden, die gegenüber der Mittelachse der stangenförmigen Teile geneigt ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben..Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt- durch eine hydraulische Servo-Drehvorrichtüng, bei der ein hydraulisches Steuerorgan gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2a einen Schnitt durch die Servo-Drehvorrichtung nach Fig. 1 längs der Ebene H-II,

Fig. 2b einen Schnitt durch die gleiche Vorrichtung, wobei ein Beispiel für eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt ist,

Fig. 3a und 3b schematische Skizzen, die die Verbindung der Zufuhr- und Ablaßverbindungen für die Vorrichtung nach Fig. 2 darstellen, wobei in Fig. 3a eine Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn dargestellt ist, während in Fig. 3b eine Drehung des Rotors im Gegenuhrzeigersinn dargestellt ist,

Fig. 4a, 4b und 4c Ausführungsformen des Steuerorgans gemäß der Erfindung, wobei in Fig. 4a eine Ausführungsform eines Steuerorgans mit einer Eingangswelle dargestellt ist, wobei in Fig. 4b eine Ausführungsform eines Steuerorgans mit einem Rotorfutter dargestellt ist und wobei in Fig. 4c eine Kombination aus beidem dargestellt ist,

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Fig. 5a, 5b und 5c eine abgewandelte Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung;

Fig. 6a, 6b und 6c eine andere Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung,

Fig. 7a, 7b und 7c eine weitere Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung,

Fig. 8 einen Schnitt durch noch eine weitere abgewandelte Ausführungsform der hydraulischen Servo-Drehvorrichtung mit einem hydraulischen Steuerorgan gemäß der Erfindung,

Fig. 9 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Servo-Drehvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 10a und 10b eine genaue Darstellung des Aufbaus der Eingangswelle für eine Vorrichtung nach Fig. 9,

Fig. 11a und 11b eine genaue Darstellung der Kolbenstange, die bei einer Vorrichtung nach Fig. 9 verwendet wird,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Servo-Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 13a und 135b eine ins einzelne gehende Darstellung der Kolbenstange, die bei einer Vorrichtung nach Fig. 12 verwendet wird und

Fig. 14a und 14b eine genaue Darstellung der Hülse, die bei einer Vorrichtung nach Fig. 12 verwendet wird.

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Nach den Figuren 1 und 2a, die eine Servo-Drehvorrichtung mit einem hydraulischen Steuerorgan gemäß der Erfindung zeigen, weist eine Einrichtung 100 ein ringförmiges Gehäuse 1, eine Eingangswelle 4 und eine Ausgangswelle β auf, die beide zu der Mitte des ringförmigen Gehäuses 1 konzentrisch sind. Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist das ringförmige Gehäuse 1 durch Endwände 2 und 3 dicht verschlossen, die sich an beiden Enden des Gehäuses befinden. An dem Außenumfang der Eingangswelle 4 ist innerhalb des ringförmigen Gehäuses ein Rotor drehbar befestigt. Insbesondere ist der Rotor 5 an seiner Innenfläche mit einem Bronzefütter 7 versehen, wodurch eine gleichmäßige Drehung des Rotors 5 um den Außenumfang der Eingangswelle 4 möglich ist, wobei zwischen den beiden Teilen Öldichtigkeit vorliegt. Der Rotor 5 weist ferner eine Hülse auf, die einstückig angesetzt ist,und die außerdem die Ausgangswelle bildet. Die Hülse (d.h.die Ausgangswelle)6 ist auch auf dem Außenumfang der Eingangswelle 4 mit Hilfe eines Futters 7 angeordnet.

Wie man aus Fig. 2a erkennt, weist das ringförmige Gehäuse 1 zwei Trennwände 12 und 13 auf, die in den mittleren Teil des Gehäuses nach innen hineinragen. Ferner enthält der Rotor zwei nach außen ragende Flügel 9, 10, die mit entsprechenden Abständen angeordnet sind. Wenn es sich zwar auch nicht eindeutig aus der Zeichnung ergibt, so ist das äußere Ende jedes der nach außen ragenden Flügel 9, 10 mit einem Dichtungswerkstoff versehen, wodurch eine öldichte Berührung mit der Innenumfangsfläche des ringförmigen Gehäuses erreicht wird und wodurch die Flügel auf dieser Fläche frei gleiten können. Andererseits berühren die Trennwände 12, 13 die Außenumfangsf lache des Rotors 5 öldicht « Bei der Ausführungsform nach Fig. 2a weist der Rotor 5 zwar zwei Flügel 9 und 10 auf und das ringförmige Gehäuse enthält zwar zwei Trennwände 12 und 13» Jedoch kann die Zahl der Flügel,

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die auf dem Rotor vorhanden ist,und die Zahl der Trennwände, die an der Innenumfangsflache des ringförmigen Gehäuses vorgesehen ist, wahlweise erhöht oder vermindert werden, was von dem Aufbau der Servo-Drehvorrichtung entsprechend ihrer Anwendung abhängt.

Durch die beiden Flügel 9, 10 an dem Rotor 5 und die Trennwände 12, 13 werden vier voneinander getrennte hydraulische Betätigungskammern 25, 26, 27 und 28 gebildet, die sich zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors 5 und der Innenumfangsf lache des ringförmigen Gehäuses 1 befinden.

In dem Rotor 5 befinden sich zwei ringförmige Durchlässe 23, 24, durch die unter Druck stehendes Öl strömen kann. Diese ringförmigen Durchlässe sind gegeneinander in axialer Richtung versetzt und ausgebildet. Von diesen beiden ringförmigen Durchlässen 23, 24 für unter Druck stehendes Öl verlaufen in radialer Richtung zwei Durchlässe 23a, 23b bzw. 24a und 24b. Diese Durchlässe 23a, 23b, 24a und 24b sind mit den hydraulischen Betätigungskammern 25, 26, 27 bzw. 28 verbunden. Ferner sind die ringförmigen Durchlässe 23, 24 für unter Druck stehendes Öl mit Hüllöffnungen 21 bzw. 22 verbunden. Andererseits weist die Endwand 3 einen Ölzufuhrdurchlass 31 auf, der mit einer Zufuhrquelle S für unter Druck stehendes Öl verbunden ist,und jeweils ferner einen Ölablaßdurchlaß 32 auf, der mit einem Ölablaß gefäß T verbunden ist. Die beiden Durchlässe 31 und 32 sind miteinander durch zwei ringförmige Öldurchlässe 33 und 34 verbunden, die den Außenumfang der Eingangswelle 4 umgeben.

In die Eingangswelle 4 sind auch in axialer Richtung ein Zufuhrdurchlaß 16 für unter Druck stehendes Öl und ein Ablaßdurchlaß 17 für das unter Druck stehende öl gebohrt. Der Zufuhrdurchlaß 16 für das unter Druck stehende öl ist mit dem

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oben erwähnten ringförmigen Öldurchlass 33 mit Hilfe eines Durchlasses 16R verbunden, der in der Eingangswelle 4 in radialer Richtung verläuft und der Ablaßdurchlaß 17 für das unter Druck stehende Öl ist mit dem oben erwähnten ringförmigen Öldurchlaß 17 mit Hilfe eines Durchlasses 17R verbunden, der in der Eingangswelle 4 in radialer Richtung verläuft. Der Zufuhrdurchlaß 16 für das unter Druck stehende Öl in der Eingangswelle 4 weist an seinem einen äußeren Ende eine Ölzufuhröffnung 18 auf, die in radialer Richtung verläuft und der Ablaßdurchlaß 17 für das unter Druck stehende Öl weist an seinem einen äußeren Ende zwei Ölablaßöffnungen 19, 20 auf, die in radialer Richtung verlaufen. Damit bilden die Ölzufuhröffnung 18 und die Ölablaßöffnungen 19, 20, die in der Einlaßwelle in radialer Richtung verlaufen und bis zu ihrem'Außenumfang ragen und die Ölöffnungen 21, 22, die an der Innenoberfläche des Rotors 5 (genauer gesagt, in dem Futter 7) vorgesehen sind, ein Steuerorgan 101 für die hydraulische Servo-Drehvorrichtung 100.

In Fig. 2b ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2a eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der jedes der vier Trennteile, die in dem ringförmigen Gehäuse 1 vorgesehen sind, in Richtung der Mittelachse des ringförmigen Gehäuses vor und zurück verschiebbar ist und bei der drei Trennteile an dem Rotor 5 vorgesehen sind, die im Schnitt keilförmig ausgebildet sind. Mit Ausnahme dieser besonderen Ausbildung der Trennteile ist der Aufbau des Steuerorgans 101 genau der gleiche, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2a.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Steuerorgans 101 anhand der Servo-Drehvorrichtung erläutert, die in Fig. 2b dargestellt ist. Bei den dargestellten Stellungen der Trennteile in dem ringförmigen Gehäuse und auf dem Rotor sind die Zufuhröffnung 18 für unter Druck stehendes öl und die Ablaß-

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öffnungen 19, 20 für unter Druck stehendes Öl in der Einlaßöffnung 4 nicht mit den Olöffnungen 21, 22 des Rotors 5 verbunden, so daß das Steuerorgan sich in einer neutralen Stellung befindet. Aus Fig. 2a erkennt man, daß sich dann, wenn sich die Eingangswelle 4 gegenüber ihrer neutralen Stellung im Uhrzeigersinn dreht, das Steuerorgan in eine Lage gebracht wird, wie sie in Fig. 3a dargestellt ist, wobei der Zufuhrdurchlaß 16 für unter Druck stehendes Öl der Eingangswelle 4 mit dem Öldurchlaß 21 des Rotors 5 verbunden wird, während der Ablaßdurchlaß 17 für das unter Druck stehende Öl mit dem Öldurchlaß 22 verbunden wird. Dementsprechend wird unter Druck stehendes Öl in die Kammern 26, 28 und 30 eingeführt und aus den Kammern 25, 27 und 29 abgegeben, was zur Folge hat, daß sich der Rotor 5 und folglich die Ausgangswelle 6 im Uhrzeigersinn drehen. Wenn andererseits die Eingangswelle gegen ihre neutrale Stellung gemäß Fig. 2b im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und in das Steuerorgan 101 in eine Stellung gebracht wird, die in Fig. 3b dargestellt ist, dann wird der Zufuhrdurchlaß 16 für unter Druck stehendes Öl der- Eingangswelle mit der Ölöffnung 22 des Rotors 5 verbunden, während der Ablaßdurchlaß 17 für unter Druck stehendes Öl mit der Ölöffnung 21 des Rotors verbunden wird, was zur Folge hat, daß Öl in die Kammern 25, 27 und 29 eingeführt wird und aus den Kammern 26, 28 und 30 abgegeben wird, wodurch sich der Rotor 5 (die Ausgangswelle 6) im Gegenuhrzeigersinn dreht.

Die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß die Olöffnungen zur Zufuhr und zum Ablaß von unter Druck stehendem Öl, die entweder in der Eingangswelle 4 oder dem Rotor 5 vorgesehen sind, so daß sie ein Steuerorgan 101 bilden, derart ausgebildet sind, daß jede von ihnen eine lange Rille bildet, die schräg gegenüber der Mittellinie der Eingangswelle an der leitenden Außenoberfläche verläuft und zwar zwischen der Außenoberfläche der Eingangswelle 4

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und der Innenoberfläche des Rotors 5 und daß die Eingangswelle 4 in axialer Richtung gegenüber dem Rotor 5 verschiebbar ist.

In den Figuren 4a, 4b und 4c ist eine Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung dargestellt, bei dem die Ölöffnungen 21, 22, die sich in dem Bronzefutter 7 befinden, das auf der Außenoberfläche des Rotors vorgesehen ist, als lange Rillen dargestellt sind, die schräg gegenüber der Mittelachse X-X der Eingangswelle 4 verlaufen. In diesen Figuren sind die Ölöffnungen 21, 22 im wesentlichen spiralförmig in dem Futter 7, das eine rohrförmige Gestalt aufweist, vorgesehen, sie können jedoch auch andere Krümmungen aufweisen und müssen nicht spiralförmig sein, was von dem beabsichtigten Verwendungszweck abhängt.

Durch die Ausbildung derartiger Öloffnungen, 21, 22 in Form von langen Rillen in dem Futter 7 ist es möglich, daß die Ablaßöffnung 19 oder 20 für unter Druck stehendes. Öl mit den ölöffnungen 21, 22 ausgerichtet oder gegenüber diesen verschoben sein kann, selbst wenn die Eingangswelle 4 in axialer Richtung gegenüber dem Rotor 5 verschoben ist. Mit anderen Worten ist es möglich, durch eine Bewegung der Eingangswelle in axialer Richtung nach hinten oder nach vorne das Steuerorgan 101 zu öffnen oder zu schließen. Folglich ist das Steuerorgan 101 gemäß der Erfindung für verschiedene Eingangsbewegungen, beispielsweise für Drehbewegungen, .Linearbewegungen oder aus beiden zusammengesetzten Bewegungen anwendbar.

In den Fig. 5a, 5b und 5c ist eine abgewandelte Ausführungsform des Steuerorgans nach den Fig. 4a, 4b und 4c dargestellt i bei der eine Zufuhröffnung 18 für unter Druck stehendes öl und Ablaßöffnungen 19» 20 für unter Druck stehendes Öl

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spiralförmig an der Außenfläche der Eingangswelle 4 vorgesehen sind, während sich gewöhnliche kreisförmige Öffnungen 21, 22 an der Innenfläche des Futters 7 befinden. Die Arbeitsweise ist genau die gleiche wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 4a, 4b und 4c.

In den Figuren 6a, 6b und 6c ist noch eine weitere Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung dargestellt, wobei das Futter 7 die Eingangswelle 4 als ein Eingangsteil berührt, das frei drehbar und in axialer Richtung frei verschiebbar ist und es sind eine spiralförmige Ölzufuhröffnung 21 und spiralförmige Ölablaßöffnungen 22, 22a in dem Futter 7 gebildet.

In den Figuren 7a, 7b und 7c ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Steuerorgans gemäß der Erfindung dargestellt, wobei das Futter 7 als Eingangsteil verwendet wird, während die ¥elle 4 fest ist, in der sich die spiralförmige Ölzufuhröffnung 18 und die spiralförmige Ölablaßöffnung 19 befinden.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der hydraulichen Servo-Drehvorrichtung mit einem hydraulischen Steuerorgan gemäß der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform weist die Innenfläche des ringförmigen Gehäuses im Querschnitt eine im wesentlichen ovale Form auf und es sind mehrere Trennteile 9A bis 9N derart auf den Rotor aufgesetzt, daß sie auf diesem frei nach außen und nach innen verschiebbar sind. Diese Trennteile werden gewöhnlich durch eine Federkraft, die durch Feder 35a bis 35n für jedes der Trennteile vorgesehen ist, konstant in radialer Richtung nach außen gedrückt. Der Aufbau des Steuerorgans 101 in der Mitte der Servo-Vorrichtung ist genau der

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gleiche wie bei den oben erläuterten Ausführungsformen.

In Fig. 9, in der eine andere Ausführungsform der Servo-Drehvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist, enthält eine hydraulische Servovorrichtung 50, einen hydraulischen Zylinder 1, ein zylindrisches Gehäuse 4, das mit dem hydraulischen Zylinder 1.einstückig ausgebildet und konzentrisch zu diesem ist, einen Kolben 2, der sich in dem hydraulischen Zylinder 1 befindet, wobei er entlang der Innenumfangswand des hydraulischen Zylinders 1 frei verschiebbar ist, und eine Kolbenstange 6, die mit dem Kolben 2 einstückig ausgebildet ist und die durch eine Endwand 1A hindurchragt, die das eine Ende des Zylinders 1 abdeckt.

Das zylindrische Gehäuse 4 ist an seinem Ende, das der Endwand 1 A gegenüberliegt, mit einer weiteren Endwand 5 verschlossen. Die oben erwähnte Kolbenstange 6 ragt auch in das zylindrische Gehäuse 4 hinein.(d.h. in der Zeichnung nach links ^und sie liegt öldicht an der Innenwand des· zylindrischen Gehäuses 4 an. Die Kolbenstange 6 weist auch eine konzentrische Bohrung 7 auf, die sich auf der linken Seite in das Innere des zylindrischen Gehäuses 4 öffnet. In diese konzentrische Bohrung 7 ist ein Ende einer Stange oder einer Eingangswelle 3 eingesetzt, die in das Innere des zylindrischen Gehäuses durch eine Öffnung 20 eingeführt ist, die sich in der Endwand 5 des zylindrischen Gehäuses 4 befindet. Die Eingangswelle 3 ist durch die Öffnung 20 in der Endwand des zylindrischen Gehäuses 4 frei verschiebbar und drehbar hindurchgeführt. In der Endwand 5 des zylindrischen Gehäuses 4 befindet sich, eine Zufuhröffnung 10 für unter Druck stehendes Öl, die mit einer Zufuhrquelle für unter Druck stehendes Öl (nicht dargestellt), beispielsweise einer hydraulischen Pumpe oder einer anderen Vorrichtung verbunden ist,und es befindet sich ferner in ihr eine Ablaßöffnung 11 für das unter Druck stehende Öl, die

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mit einem Ölablaßgefäß (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Zufuhröffnung für das unter Druck stehende Öl oder der Öleinlaß 10 ist ferner mit einer ringförmigen Rille 12, die sich an der Innenoberfläche der öffnung 20 in der Endwand befindet, über einen öldurchlaß 10A verbunden, der sich ebenfalls in der Endwand 5 befindet. Entsprechend ist die Ablaßöffnung 11 für das unter Druck stehende Öl mit einer anderen ringförmigen Rille 13, die sich an der Innenoberfläche der Öffnung 20 in der Endwand 5 befindet, durch einen weiteren öldurchlaß 11A verbunden.

Wie man aus den Figuren 9, 10a und 10b erkennt, weist die Eingangswelle 3 einen Zufuhrdurchlaß 14 und einen Ablaßdurchlaß 15 für das unter Druck stehende Öl auf, die als zueinander parallele Bohrungen in axialer Richtung der Eingangswelle 3 verlaufen. Der Zufuhrdurchlaß 14 für das unter Druck stehende Öl ist mit der ringförmigen Rille 12 zur Ölzufuhr mit Hilfe eines radial verlaufenden Durchlasses 14A und der Ablaßdurchlaß 15 für das unter Druck stehende öl ist mit def ringförmigen Rille 13 für den Ölablaß mit Hilfe eines radial verlaufenden Durchlasses 15A verbunden. Ferner sind der Zufuhrdurchlaß 14 und der Ablaßdurchlaß 15 für das unter Druck stehende Öl an ihren anderen Enden (d.h. in der Zeichnung auf der rechten Seite) mit langen Rillen 16, 17 bzw. 17A verbunden, die am Außenumfang der Eingangswelle 3 angebracht sind. Nach Fig. 10a sind diese langen Rillen 16, 17 und 17a am Außenumfang der Eingangswelle spiralförmig und im wesentlichen parallel zueinander ausgebildet. Die Form der langen Rillen ist jedoch nicht auf die Spiralform allein begrenzt, sondern es kann irgend eine andere geeignete Form ausgewählt sein, was von den erforderlichen Ansprecheigenschaften der Ausgangswelle 6 abhängt.

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Wie man anhand der Figuren 9, 11a und 11b erkennt, weist die Kolbenstange (die Ausgangswelle) 6 in ihrer zylindrischen Wand zueinander parallele Öldurchlässe 18 und 19 auf, die in axialer Richtung verlaufen. Der Öldurchlaß 18 öffnet sich an seinem einen Ende in die Bohrung 7 und an seinem anderen Ende in die linke Kammer A des Kolbens 2. Der Öldurchlaß öffnet sich ebenfalls an seinem einen Ende in die Bohrung und an seinem anderen Ende in die rechte Kammer B des Kolbens

Die Öffnung 18A des Öldurchlasses 18 und die Öffnung 19A des Öldurchlasses 19, die an der Seite der Bohrung vorgesehen sind, sind derart angeordnet, daß jede von ihnen im mittleren Teil der oben erwähnten langen Rillen 16, 17 und 17a verbunden ist, wie in der äußeren Umfangsflache der Eingangswelle'3 gebildet sind. Damit bilden die langen Rillen 16 , 17 und 17a, die mit dem Zufuhrdurchlaß ■ 14 und dem Ablaßdurchlaß 15 für das unter Druck stehende Öl verbunden sind, und die Öldurchlässe 18 und 19, die in der zylindrischen Wand der Kolbenstange 6 ausgebildet sind und die sich beide; zur Innenoberfläche der Bohrung 7 hin öffnen, das hydraulische Steuerorgan 51 für die Servo-Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Sowohl die Eingangswelle 3 als auch die Kolbenstange 6 sind nicht nur gegeneinander in dem Steuerorgan 51 verdrehbar, sondern sie sind auch gegeneinander in axialer Richtung verschiebbar. .

Wenn sich beim tatsächlichen Betrieb der Servo-Betätigungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung das Steuerorgan zunächst in seiner neutralen Stellung, die in Figur 10b dargestellt ist, befindet, dann sind sowohl die lange Rille 16 zur Zufuhr von Öl durch die Eingangsrille 3 als auch die langen Rillen 17 und 17a zum Ablassen von öl vollständig gegenüber den beiden Öldurch-

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lassen 18 und 19, die in der zylindrischen Wand der Kolbenstange 6 ausgebildet sind,, unterbrochen und es fließt kein unter Druck stehendes öl in die beiden ölkammern in den Zylinder hinein und aus diesem heraus, wodurch die Ausgangsvrelle 6 keine Bewegung ausführt.

Wenn die Eingangswelle 3 nach rechts bewegt wird, dann werden die Öldurchlässe 18A und 19A, die in der zylindrischen Wand der Kolbenstange 6 gebildet sind, in eine Stellung gebracht, in der sie sich mit den langen Rillen 17 bzw. 16 decken, da die langen Rillen 16, 17 und 17a, die in der Eingangswelle gebildet sind, gegenüber der mittleren Achse der Welle geneigt sind. In diesem Zustand wird unter Druck stehendes Öl in die rechte Ölkammer B des Zylinders 1 durch die Zufuhröffnung 10, den Öldurchlaß 10A, die ringförmige Rille 12, den Öldurchlaß 14, die lange Rille 16 und den Öldurchlaß 19 eingeführt. Gleichzeitig wird das unter Druck stehende Öl in der linken Ölkammer A in das Ablaßölgefäß über den Öldurchlaß 18, die lange Rille 17, den Öldurchlaß 15, die ringförmige-Rille 13, den Öldurchlaß 11A und die Ablaßöffnung 11 abgegeben. Wenn andererseits die Eingangswelle 3 nach links bewegt wird, dann werden die Öldurchlässe 18A und 19A in eine Stellung gebracht, in der sie sich mit den langen Rillen 16 bzw. 17 decken. In diesem Zustand wird unter Druck stehendes Öl in die linke Ölkammer A des Zylinders 1 über die Zufuhröffnung 10, den Öldurchlaß 10A, die ringförmige Rille 12, den Öldurchlaß 14, die lange Rille 16 und den Öldurchlaß 18 eingeführt ,und es wird gleichzeitig das unter Druck stehende Öl in der rechten Ölkammer B durch die Öldurchlässe 19, 19A, die lange Rille 17a, den Öldurchlaß 15, die ringförmige Rille 13, den Öldurchlaß 11A und die Ablaßöffnung 11 an das Ablaßölgefäß abgegeben. Folglich bewegt sich die Ausgangswelle des Kolbens nach rechts.

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Wenn ferner die Eingangswelle 3 gegenüber ihrer neutralen Stellung, die in Fig. 10b dargestellt ist, im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, dann deckt sich die lange Rille 16 in der Eingangswelle 3 mit dem Öldurchlaß 18 der Kolbenstange 16, wodurch sich anschließend die .lange Rille 17a mit dem Öldurchlaß 19 deckt. Folglich wird das unter Druck stehende Öl in die linke Ölkammer A des Kolbens 2 über die Zufuhröffnung 10, den Öldurchlaß 10A, die ringförmige Rille 12, den Zufuhrdurchlaß 14, die lange Rille 16 und den Öldurchlaß 18 der Ausgangswelle eingeführt. Gleichzeitig wird das unter Druck stehende öl in der rechten ölkammer B des Kolbens 2 durch den öldurchlaß 19 der Kolbenstange 6, die lange Rille 17a der Eingangswelle, den Ablaßdurchlaß 15, die ringförmige Rille 13 und den Öldurchlaß 11a der Ablaßöffnung 11 für das unter Druck stehende Öl zugeführt und das unter Druck stehende öl wird schließlich an ein Ablaßölgefäß (nicht dargestellt) abgegeben. Folglich führen der Kolben 2 und die Ausgangswelle 6 eine lineare Bewegung nach der rechten Seite in Fig. 9 hin aus. Folglich wird durch Betätigung dieser Ausführungsform der Servo-Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung die Drehbewegung der Eingangswelle 3 in eine lineare Bewegung der Ausgangswelle 6 umgesetzt.

Wenn die Eingangswelle 3 andererseits gegenüber ihrer neutralen Stellung, wie sie in Fig. 10b dargestellt ist, im Uhrzeigersinn gedreht wird, dann deckt sich die lange Rille 16 in der Eingangswelle 3 mit dem Öldurchlaß 19 in der Kolbenstange (Ausgangsweli) 6, wodurch sich auch anschließend die lange Rille 17 und der Öldurchlaß 18 decken. Folglich wird das unter Druck stehende Öl in die rechte Ölkammer B des Kolbens 2 durch die Zufuhröffnung 10, den Öldurchlaß 1OA, die ringförmige Rille 12, den Zufuhrdurchlaß 14, die lange Rille 16 und den öldurchlaß 19 eingeführt.

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Gleichzeitig wird das unter Druck stehende Öl in der linken Ölkammer A über den Öldurchlaß 18, die lange Rille 17, den Ablaßdurchlaß 15, die ringförmige Rille 13 und den öldurchlaß 11A aus der Vorrichtung abgegeben. Folglich bewegt sich die Ausgangswelle 6 des Kolbens 2 linear nach links.

In den Figuren 12, 13a, 13b, 14a und 14b sind andere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, bei denen die Kolbenstange (Ausgangswelle) 6 durch die beiden Enden eines hydraulischen Zylinders 1 hindurchragt und sich über die gesamte Vorrichtung erstreckt und bei denen die Eingangswelle als Hülse ausgebildet ist, die auf dem Außenumfang der Kolbenstange 6 drehbar ist und unter Bildung eines öldichten Abschlusses auf diesem sitzt. Bei der in den Fig. 13a und 13b dargestellten Ausführungsform sind die linken Enden der Öldurchlässe 18 und 19 zueinander parallel ausgebildet und sie sind in axialer Richtung der Kolbenstange 6 mit langen Rillen 41 bzw. 42 verbunden. Die. Hülse 30 weist an ihrem rechten Ende einen Flansch 31 auf, der sich wiederum in einer ringförmigen Rille oder Ausnehmung 32 befindet, die am linken Ende des Zylinders 1 ausgebildet ist, wodurch die Hülse 30 drehbar in dem Zylinder 1 gehaltert ist. ,

In der zylindrischen Wand der Hülse 30 befinden sich ein Zufuhrdurchlaß 33 und ein Ablaßdurchlaß 34 für das unter Druck stehende öl, wobei diese beiden Durchlässe in axialer Richtung ausgerichtet sind. Der Zufuhrdurchlaß 33 für das unter Druck stehende öl ist an seinem rechten Ende mit der Zufuhröffnung·10 über den Öldurchlaß 1OA, der in einer Endwand des Zylinders 1 ausgewählt ist, und die ringförmige Rille 35 verbunden, die sich im Außenumfang der Hülse 30 befindet und er ist an seinem linken Ende zu der Innenfläche der Hülse 30 (33A) offen. Entsprechend ist der Ablaßdurchlaß

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an seinem rechten Ende über die ringförmige Rille 36 in der Hülse 30 und über den Öldurchlaß 11A in dem Zylinder 1 mit der Ablaßöffnung 11 verbunden, er öffnet sich an seinem linken zu der Innenfläche der Hülse durch zwei Öffnungen 34A und 34B. Damit bilden diese Öffnungen 33A, 34A und 34B,die in der zylindrischen Wand der Hülse 30 gebildet sind und die entsprechend mit dem Zufuhrdurchlaß und dem Ablaßdurchlaß für das unter Druck stehende Öl verbunden werden, und die langen Rillen 41 und 42, die an dem Außenumfang der Kolbenstange 6bgebildet sind und die mit den öldurchlässen 18 bzw. 19» die in der Kolbenstang© β'..-gebildet sind, verbunden werden, das hydraulische Steuerorgan 51 der beschriebenen Ausführungsform. Die Arbeitsweise und die Wirkungsweise des Steuerorgans und des Kolbens 2 sind genau die gleiche wie bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen.

Bei der Ausführungsform, die in Fig. 12 dargestellt ist, ist die Eingangshülse 30 so ausgebildet, daß sie sich nicht in axialer Richtung bewegen kann. Es ist jedoch möglich, daß dieses Teil so in den Zylinder eingesetzt werden kann, daß es in axialer Richtung frei verschiebbar ist. Bei einer solchen Ausführungsform kann nicht nur die Drehbwegung des Eingangsteils, sondern auch eine lineare Bewegung in axialer Richtung in das Steuerorgan 51 eingegeben werden, wodurch eine Ausgangsbewegung, die auf eine derartige Eingangsbewegung anspricht, für die Ausgangswelle (d.h. die Kolbenstange) 6 hervorgerufen werden kann. Ferner sind die linken Enden des Zufuhrdurchlasses 33 und des Ablaßdurchlasses 34 für das unter Druck stehende öl, die in der zylindrischen Wand der Hülse 30 gebildet sind, so ausgeführt, daß sie mit ' der langen Rille 21 für die ölzufuhr und mit den langen Rillen 22 bzw. 22a, wie es in Fig. 6b dargestellt ist, verbunden werden können, die dann mit den öldurchlässen 18 und 19, die in der Kolbenstange 6 vorgesehen sind, verbunden werden. Es besteht kein Unterschied in der Arbeitsweise

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dieser Ausführungsform gegenüber den anderen Ausführungsformen.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist es gemäß der Erfindung möglich, verschiedene erwünschte Bewegungen des Ausgangsteiles dadurch zu erreichen, daß man die Form der langen Rille auswählt, die in der Eingangswelle oder der Ausgangswelle vorgesehen werden soll, wobei diese beiden Wellen einen wesentlichen Teil des Steuerorgans gemäß der Erfindung bilden. Wenn man beispielsweise lange Rillen mit einer gekrümmten Form, die nicht spiralförmig ist, verwendet, dann kann man eine erwünschte,nicht lineare Bewegung am Ausgang er halten. Es ist ferner auch möglich, eine Drehbewegung in eine lineare Fewegung durch einfachen Betrieb des^. Steuerorgans umzusetzen, bei dem keine zusätzliche Vorrichtung neben dem Steuerorgan erforderlich ist. Ferner läßt sich durch Verwendung des Steuerorgans gemäß der Erfindung ohne weiteres eine Ausgangsbewegung erreichen, die einer Summe oder einer Differenz von zwei Eingangskräften entspricht, wodurch die gewerbliche Verwertbarkeit des Steuerorgans einen weiten Bereich umfaßt.

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Claims

Patentansprüche

Hydraulisches Steuerorgan für eine Servo-Betätigungsvorrichtung,
gekennzeichnet durch

a) ein ringförmiges Gehäuse

b) mehrere erste Trennwände, die von der Innenfläche des ringförmigen Gehäuses zur Mitte dieses Gehäuses nach innen ragen,

c) die offenen Enden des ringförmigen Gehäuses bedeckende Endwände,

d) eine in dem ringförmigen Gehäuse vorgesehene Eingangswelle, die um die Kittelachse des ringförmigen Gehäuses drehbar ist und in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei die Eingangswelle durch mindestens eine Endwand des ringförmigen Gehäuses hindurchragt und voneinander getrennte öldurchlässe aufweist, die entweder mit einer Zufuhrquelle oder mit einem Ablaßgefäß für unter Druck stehendes öl verbunden sind,

e) eine auf dem Außenumfang der Eingangswelle drehbar angebrachte Ausgangswelle, an der mehrere zweite Trennwände angebracht sind, die auf der Innenwand des ringförmigen Gehäuses leitend aufsitzen und an der sich ein Rotor befindet, dessen Außenumfang die Innenfläche der ersten Trennwände bewegbar berührt,

f) in dem Rotor ausgebildete öldurchlässe, durch die mehrere ölkammern, die in dem ringförmigen Gehäuse durch die Innenfläche des Gehäuses, die Außenfläche des Rotors und die ersten und

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die zweiten Trennwände gebildet sind, mit der Gleitfläche zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle verbunden sind, wobei jeder der öldurchlässe, der in der Eingangswelle und der Ausgangswelle gebildet ist, sich zu der Gleitfläche hin öffnet und wobei mehrere lange Rillen vorgesehen sind,, die sich mit den entsprechenden Öffnungen decken und die zu der Mittelachse der beiden Wellen geneigt verlaufen.
2. Hydraulisches Steuerorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Trennwände in das ringförmige Gehäuse derart eingepaßt sind, daß sie zu der Mittelachse des Gehäuses hin und von dieser weg bewegbar sind und daß die zweiten Trennwände auf dem Rotor keilförmig ausgebildet sind.
3. Servo-Betätigungsvorrichtung,
gekennzeichnet durch

a) einen hydraulischen Zylinder, der an beid®& Enden mit Endwänden abgeschlossen ist„

b) einem in dem Zylinder bewegbaren Kolbep,_s

c) ein erstes stangenförmiges Teil, das gleitend und drehbar in die Endwände des Zylinders eingepaßt ist und das einen Zufuhrdurchlaß und einen Ablaßdurchlaß für unter Druck stehendes öl aufweist_s

d) ein zweites stangenförmiges Teil₈ aas verschiebbar und drehbar auf das erste stangen» förmige Teil aufgesetzt ist und das an dem Kolben befestigt ist und das ferner mindestens zwei voneinander getrennte öldurchlässe aufweist„ die mit beiden Seiten des Kolbens Verbundes

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sind,

e) ein Steuerorgan, das an der Gleitfläche zwischen dem ersten und dem zweiten stangenförmigen Teil gebildet ist_p

wobei die öldurchlässe, die in dem ersten und dem zweiten stangenförmigen Teil gebildet sind, in dem Teil, der zu der Gleitfläche der beiden stangenartigen Teile hin offen ist, eine lange Rille bilden,, die gegenüber der Mittelachse der stangenförmigen Teil® geneigt ist.

Rei/Pi.

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