DE2751811C2

DE2751811C2 - Control device for a hydraulic fluid piston engine

Info

Publication number: DE2751811C2
Application number: DE19772751811
Authority: DE
Inventors: Kurt 2300 Kiel Gigling
Original assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel De GmbH
Current assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel De GmbH
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE2751811A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Steuervorrichtungen sind in derThe invention relates to a control device for a hydraulic fluid piston engine according to the preamble of claim 1.
In such control devices are in the

so Überschneidungsphase die Bewegungen der beiden Kolben nicht einzeln, sondern nur in bezug auf die Summe ihrer Bewegungsgeschwindigkeiten bestimmt Es werden zwar durch die zeitliche Änderung der Zuströmquerschnitte im Umlaufschieber die Einzelgeschwindigkeiten der beiden Kolben im Sinne des gewünschten allmählichen Überganges beeinflußt, doch wird eine solche Drosselsteuerung gestört, wenn unterschiedliche Gegenkräfte, insbesondere unterschiedliche Reibungskräfte, an den beiden Kolben auftreten. Das gleiche gilt naturgemäß auch für Steuervorrichtungen, bei denen zum Umsteuern ein Ventilkörper hin und her verstellt wird und die Verstellbewegung hydraulisch über einstellbare Drosseln bewirkt und gesteuert wird (CH-PS 2 24 724).so the movements of the two pistons do not overlap individually, but only in relation to the phase The sum of their movement speeds is determined by the change over time Inflow cross-sections in the circulating slide the individual speeds of the two pistons in the sense of desired gradual transition, but such a throttle control is disturbed if different opposing forces, in particular different frictional forces, on the two pistons appear. The same naturally also applies to control devices in which a reversal is made The valve body is adjusted back and forth and the adjustment movement is carried out hydraulically via adjustable throttles is effected and controlled (CH-PS 2 24 724).

Normalerweise ist die beschriebene Unbestimmtheit der Kolben-Einzelgeschwindigkeiten während fler Überschneidungsphase nicht nachteilig, da es im allgemeinen nur darauf ankommt, daß die Summe derNormally the described uncertainty of the individual piston speeds is during fler The overlap phase is not disadvantageous, since it is generally only important that the sum of the

Kolbengeschwindigkeiten eine bestimmte vorgegebene Größe auch in der Überschneidungsphase aufweist Unter besonderen Umständen kann es jedoch vorkommen^ daß in der Überschneidungsphase starke Änderungen der Kolben-Einzelgeschwindigkeiten auftreten, die beim Antrieb von Kolbenpumpen zu Kavitationen an der saugenden Kolbenseite führen können. Diese Gefahr besteht besonders bei Ausführungsformen des Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotors, die zwecks rascher Synchronisierung der Kolbenbewegung mit den ic Steuerphasen des Umlaufschiebers mit Hubbegrenzungsventilen versehen sind. Diese sperren bei Erreichen einer vorbestimmten Kolben-Endlage die weitere Zufuhr von Steuerflüssigkeit zu dem antreibenden Steuerraum ab; die noch weiter zugeführte Steuerflüssigkeit wird über ein Überdruckventil zum Eingang der Steuerpumpe zurückgeleitet Derartige Hubbegrenzungsventile sind beispielsweise in der Deutschen Patentschrift 22 49 683 (einem weiteren Zusatz zu dem Patent 2147 984) bei einem zum Artrieb einer Dosierpumpe dienenden doppeltwirkenden Schubkolbenmotor beschrieben. Durch eine Dämpfung der Hubbegreitzungsventile, wie sie beispielsweise in dem genannten Patent 22 49 683 beschrieben ist, kann nur begrenzt Abhilfe geschaffen werden. Hierbei wie auch bei anderen Ausführungsformen von Druckflussigkeits-Schubkolbenmotoren der angegebenen Art liegt eine grundsätzliche Schwierigkeit darin, daß in der Übergangsphase, also in der Nähe der Kolben-Umkehrstellungen, starke Verzögerungen und Beschleunigungen vorkommen können, die saugseitig zu Kavitationen Anlaß geben können.Piston speeds have a certain predetermined size even in the overlap phase Under special circumstances, however, there may be significant changes in the overlap phase of the piston single velocities occur, which cause cavitations when driving piston pumps the suction side of the piston. This danger exists particularly in the case of embodiments of the Hydraulic fluid thrust piston motor, which for the purpose of rapid synchronization of the piston movement with the ic Control phases of the rotary valve are provided with stroke limiting valves. These lock when reached a predetermined piston end position, the further supply of control fluid to the driving Control room from; the control fluid that is still supplied is fed to the inlet of the via a pressure relief valve Control pump fed back Such stroke limiting valves are for example in the German Patent specification 22 49 683 (a further addition to the patent 2147 984) in one for driving a Dosing pump serving double-acting piston engine described. By damping the Hubbegreitzungsventile, as for example in the cited Patent 22 49 683 is described, can only be remedied to a limited extent. Here as well in other embodiments of pressurized fluid piston engines of the type specified is a fundamental difficulty in the fact that in the transition phase, that is, in the vicinity of the piston reversal positions, strong decelerations and accelerations can occur that can give rise to cavitations on the suction side.

Die vorliegende Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, bei einer Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 das Entstehen übermäßig großer Änderungen der Kolben-Einzelgeschwindigkeiten in der Übergangsphase zu verhindern.The present invention is therefore based on the object in a control device according to the The preamble of claim 1 shows the occurrence of excessively large changes in the individual piston speeds to prevent in the transition phase.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe entsprechend dem Anspruch 1 gelöstAccording to the invention, this object is achieved in accordance with claim 1

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sind die Bewegungen der beiden abwechselnd fördernden Kolben durch die Bremskolben und die miteinander verbundenen Bremszylinder hydraulisch gekoppelt, jedoch mit einer von der gerade vorliegenden zeitlichen Änderung des Speichervolumens abhängigen Übersetzung. Wenn beispielsweise das Speichervolumen konstant gehalten wird, sind die Geschwindigkeiten der Kolben in jedem Augenblick gleich (solange noch überhaupt der abgebremste Kolben Energie auf den beschleunigten Kolben überträgt), und es kann dann so zum Beispiel vorkommen, daß man zu Beginn der Überschneidungsphase eine an sich mögliche starke Verzögerung des ersten Kolbens nicht anwenden kann, weil der zweite Kolben eine gleich große Beschleunigung nicht aufnehmen kann. Wenn man aber zu Beginn der Verzögerung des ersten Kolbens das Speichervolumen erhöht, wird die Beschleunigung des zweiten Kolbens entsprechend vermindert, und am Ende der Überschneidungsphase, wenn der schon beschleunigte zweite Kolben wesentlich mehr Flüssigkeitszufuhr w braucht als der schon fast zur Ruhe gekommene erste Kolben mit seinem Bremskolben fördert, wird die im Speichervolumen zusätzlich aufgenommene Flüssigkeitsmenge wieder abgegeben. Auf diese Weise läßt sich auch die kinetische Energie des abgebremsten Kolbens verlustarm auf den zu beschleunigenden zweiten Kolben übertragen.
Die Herstellung der Verbindung zwischen den Bremszylindern und dem Flüssigkeitsspeicher in der Überschneidungsphase erfolgt vorzugsweise mittels einer mit dem Umlaufschieber synchronisiert betätigbaren Bremssteuereinrichtung, so daß für zeitrichtiges Arbeiten gesorgt ist Baulich kompakt ist dabei eine Ausffihrungsform, bei der die Bremssteuereinrichtung zwei gegeneinander verdrehbare Ventilschieberringe aufweist, die einen Teil des Umlaufschiebers bilden.In the control device according to the invention, the movements of the two alternately conveying pistons are hydraulically coupled by the brake pistons and the interconnected brake cylinders, but with a translation dependent on the current change in the storage volume. If, for example, the storage volume is kept constant, the speeds of the pistons are the same at all times (as long as the braked piston is still transferring energy to the accelerated piston) Can not apply possible strong deceleration of the first piston because the second piston cannot absorb an acceleration of the same magnitude. If, however, the storage volume is increased at the beginning of the deceleration of the first piston, the acceleration of the second piston is reduced accordingly, and at the end of the overlapping phase, when the already accelerated second piston needs significantly more liquid supply than the first piston, which has almost come to a standstill promotes its brake piston, the additional amount of liquid absorbed in the storage volume is released again. In this way, the kinetic energy of the braked piston can also be transferred with little loss to the second piston to be accelerated.
The establishment of the connection between the brake cylinders and the fluid reservoir in the overlapping phase is preferably carried out by means of a brake control device that can be actuated synchronized with the rotary valve, so that correct time work is ensured Form part of the rotary valve.

Durch die vorliegende Erfindung wird die besonders ■vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, daß man beliebige Übergangsfunktionen verwirklichen kann, indem das Speichervolumen nach einer entsprechend vorgegebenen Funktion der Stellung des Umlaufschiebers steuerbar ist Dadurch wird weiter ermöglicht, daß etwa erforderliche Eingriffe in den Kolbenhub, beispielsweise eine Hubbegrenzung, in einem Abschnitt der Überschneidungsphase vorgenommen werden können, wo die Beeinträchtigung der Wirksamkeit einer saugenden Pumpe am geringsten ist, nämlich zu Beginn des Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsabschnitts, also beim Eintritt in die Überschneidungsphase. Insbesondere kann man auch einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf der Kolbengeschwindigkeit erzielen, der saugtechnisch besonders erwünscht istThe present invention creates the particularly advantageous possibility that any Transition functions can be realized by changing the storage volume according to a correspondingly predetermined The function of the position of the rotary valve is controllable necessary interventions in the piston stroke, for example a stroke limitation, in a section of the overlap phase Can be made wherever affecting the effectiveness of a sucking agent Pump is lowest, namely at the beginning of the acceleration or deceleration section, so when entering the overlap phase. In particular, one can also use a sinusoidal temporal Achieve the course of the piston speed, which is particularly desirable in terms of suction technology

Zur Steuerung des Speichervolumens kann einfach ein synchron mit dem Umlaufschieber angetriebenes Steuerglied dienen. Die Veränderbarkeit des Speichervolumens kann in sehr einfacher Weise dadurch gegeben sein, daß der Flüssigkeitsspeicher einen verschiebbaren Verdrängerkolben aufweist Das Steuerglied hat dann mit Vorteil einen Nocken, der eine das Speichervolumen vergrößernde Auswärtsbewegung des Verdrängerkolbens begrenzt und eine die vorgegebene Funktion bestimmende Form hat Damit der Verdrängerkolben stets am Steuerglied anliegt, ist er zweckmäßigerweise gegen das Steuerglied vorgespannt To control the storage volume, a synchronous drive with the rotary valve can simply be used Serve control member. The changeability of the storage volume can thereby be achieved in a very simple manner be given that the liquid reservoir has a displaceable displacement piston Das The control element then advantageously has a cam which causes an outward movement which increases the storage volume of the displacement piston and has a shape that determines the predetermined function the displacement piston is always in contact with the control member, it is expediently biased against the control member

Insgesamt ergibt sich durch die vorliegende Erfindung der wichtige Vorteil, daß man in der Überscbnei-. dungsphase den zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeiten des abzubremsenden und des zu beschleunigenden Kolbens einzeln genau vorgeben kann, und zwar in weiten Grenzen beliebig. Für den besonders wichtigen Anwendungsbereich, daß der Schubkolbenmotor eine Pumpe, insbesondere eine Dosierpumpe antreibt kann man somit durch passende Wahl einer die Volumenänderung des Flüssigkeitsspeichers bestimmenden Steuerfunktion immer eine möglichst hohe Pumpleistung bei Vermeiden von Kavitation über die ganze Übergangsphase sicherstellen. Overall, the present invention has the important advantage that one in the Übercbnei-. training phase the temporal progression of the speeds of the one to be braked and the one to be accelerated Pistons can precisely specify individually, within wide limits as desired. For the particularly important one Area of application that the piston engine can drive a pump, in particular a metering pump one thus by a suitable choice of a control function that determines the change in volume of the liquid reservoir Always ensure the highest possible pump output while avoiding cavitation throughout the entire transition phase.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing described in more detail. It shows

F i g. 1 eine schematische Schnittdarstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, undF i g. 1 is a schematic sectional illustration of the basic structure of an inventive Control device, and

Fig.2 eine schematische Schnittdarstellung eines möglichen Aufbaus eines für die Steuervorrichtung nach F i g. 1 geeigneten Umlaufschiebers.2 shows a schematic sectional illustration of a possible structure of a for the control device according to FIG. 1 suitable rotary valve.

F i g. 1 zeigt zwei abwechselnd angetriebene Kolben 2 und 4 eines Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotors. Dabei kann es sich auch um einen doppeltwirkenden Schubkolbenmotor handeln, insbesondere auch um einen solchen mit geteilten Kolben, wie er in dem schon erwähnten Patent 22 49 683 in bezug auf dessen Fig. 3 erläutert ist. Dabei besteht jeder Kolben aus einem Paar von Teilkolben, die miteinander zu gleicher gegensinniger Bewegung gekoppelt sind. Für diesen Fall stellen dieF i g. 1 shows two alternately driven pistons 2 and 4 of a hydraulic fluid thrust piston motor. Included it can also be a double-acting piston engine, in particular also such a split piston, as described in the patent 22 49 683 already mentioned with reference to FIG. 3 thereof is explained. Each piston consists of a pair of partial pistons, which are mutually opposite to the same Movement are coupled. In this case, the

in F i g. 1 dargestellten Kolben 2 und 4 jeweils einen Teilkolben zweier Teilkolbenpaare dar.in Fig. 1, pistons 2 and 4 each represent a partial piston of two partial piston pairs.

Die Kolben 2 und 4 laufen in Arbeitszylindern 6 bzw. 8. Die in Fig. 1 unterhalb der Kolben dargestellten Steuerräume 10 bzw. 12 sind über Leitungen 14 bzw. 16 mit zum Antrieb dienender Steuerflüssigkeit beschickbar, und zwar unter Steuerung durch einen Umlaufschieber 18, der proportional zum Steuerflüssigkeitsstrom um seine Achse 20 gedreht wird. Die Arbeitsweise ist im Hauptpatent und in dem schon genannten ι ο Zusatzpatent 22 49 683 beschrieben. Deshalb sind hier die Einrichtungen, die zur Steuerung des Steuerflüssigkeitszu- und abstromes zu bzw. von den Steuerräumen 10 und 12 dienen, nicht dargestellt.The pistons 2 and 4 run in the working cylinders 6 and 8. The control room shown in FIG. 1, below the pistons 10 and 12 are connected via lines 14 and 16 be charged with serving for driving control liquid, namely, under control of a circulation slide 18 which is rotated about its axis 20 proportionally to the control fluid flow. The method of operation is described in the main patent and in the ι ο additional patent 22 49 683 already mentioned. Therefore, the devices which are used to control the control fluid inflow and outflow to and from the control rooms 10 and 12 are not shown here.

Fig. 1 zeigt den Zustand zu Beginn der Überschneidungsphase, wenn der noch mit Maximalgeschwindigkeit nach unten (im Sinne der F i g. 1) gehende Kolben 2 seine Abwärtsbewegung beenden und Kolben 4 seine Aufwärtsbewegung beginnen soll. Jeder Kolben hat einen von ihm nach unten abgehenden konzentrischen Bremskolben 22 bzw. 24 von erheblich kleinerem Durchmesser, der gegen den Steuerraum 10 bzw. 12 in Führungen 26.28 abgedichtet geführt ist1 shows the state at the beginning of the overlap phase when the piston 2, which is still going down at maximum speed (in the sense of FIG. 1), is to end its downward movement and piston 4 is to begin its upward movement. Each piston has a downwardly extending concentric brake piston 22 or 24 of considerably smaller diameter, which is guided in guides 26.28 in a sealed manner from the control chamber 10 or 12

Das freie Ende des Bremskolbens 22 bzw. 24 tritt in einem von Flüssigkeit erfüllten Ablaufraum 30 bzw. 32 in einen hydraulischen Bremszylinder 34 bzw. 36 ein. Der obere freie Eintrittsquerschnitt des Bremszylinders 34 bzw. 36 bildet eine zum Ablaufraum 30 bzw. 32 führende Abiauflöffnung 38 bzw. 40, die von dem Bremskolben 22 bzw. 24 bei dessen Vordringen in den Bremszylinder 34 bzw. 36 geschlossen wird, so daß die Lage der Ablauföffnung 38 bzw. 40 den Beginn des Bremsweges des betreffenden Kolbens 2 bzw. 4 bestimmt. Man erkennt, daß die Ablauföffnung auch in der Zylinderwand des Bremszylinders vorgesehen sein kann. Der Ablaufraum 30 bzw. 32 ist über ein Ablaufsteuerventil 42 bzw. 44 an eine Flüssigkeitszuleitung 46 bzw. 48 angeschlossen. Das Ablaufsteuerventil ist durch eine Feder 50 bzw. 52 in Öffnungsrichtung vorgespannt und hat eine erste Steuerfläche 54 bzw. 56, die von dem Druck im Ablaufraum schließend beaufschlagt ist, und eine zweite Steuerfläche 58 bzw. 60, die von dem im Bremszylinder 34 bzw. 36 herrschenden Druck schließend beaufschlagt ist In F i g. 1 sind beide Ablaufsteuerventile 42 und 44 in ihrer geschlossenen Stellung dargestellt; in dieser Stellung geben die Ventilkorper eine Leckverbindung 62 bzw. 64 zwischen dem Bremszylinder und dem Ablaufraum frei.The free end of the brake piston 22 or 24 enters a hydraulic brake cylinder 34 or 36 in a drain space 30 or 32 filled with fluid. The upper free inlet cross-section of the brake cylinder 34 or 36 forms an outlet opening 38 or 40 leading to the drainage chamber 30 or 32, which is closed by the brake piston 22 or 24 as it penetrates into the brake cylinder 34 or 36 , so that the position the drain opening 38 or 40 determines the beginning of the braking distance of the piston 2 or 4 in question. It can be seen that the drain opening can also be provided in the cylinder wall of the brake cylinder. The drain space 30 or 32 is connected to a liquid feed line 46 or 48 via a flow control valve 42 or 44. The discharge control valve is biased in the opening direction by a spring 50 or 52 and has a first control surface 54 or 56, which is acted upon to close by the pressure in the drain space, and a second control surface 58 or 60, which is controlled by the brake cylinder 34 or 36 pressure is applied to close in FIG. 1, both flow control valves 42 and 44 are shown in their closed position; in this position the valve bodies release a leakage connection 62 or 64 between the brake cylinder and the drain space.

Jeder Bremszylinder 34,36 ist mit dem zugeordneten Ablaufsteuerventil 42 bzw. 44 zu einem Einsatz 66 bzw. 50 η 68 vereinigt, der mit Außengewinde versehen und mitteis eines Gewinderinges 69 bzw. 70 in einem Ansatz 72 bzw. 74 des Arbeitszylinders 6 bzw. 8 axial verstellbar ist; eine Drehung des Einsatzes 66 bzw. 68 wird durch einen Stift 76 bzw. 78, der in einen Längsschlitz des Einsatzes greift, verhindert Mit einem Druckflansch 80 bzw. 82 wird die Einstellung fixiert Somit ist durch Verändern der Lage des Bremszylinders die Lage der Ablauföffnung 38 bzw. 40 und damit der örtliche Beginn des Bremsvorganges an dem betreffenden Kolben «> veränderbar.Each brake cylinder 34, 36 is combined with the associated flow control valve 42 or 44 to form an insert 66 or 50 η 68 , which is provided with an external thread and in the middle of a threaded ring 69 or 70 in an attachment 72 or 74 of the working cylinder 6 or 8 is axially adjustable; Rotation of the insert 66 or 68 is prevented by a pin 76 or 78, which engages in a longitudinal slot of the insert. The setting is fixed with a pressure flange 80 or 82 , so changing the position of the brake cylinder changes the position of the drain opening 38 or 40 and thus the local beginning of the braking process on the piston concerned can be changed.

Die Bremszylinder 34,36 sind über Leitungen 84,86 an den Umlaufschieber 18 angeschlossen. In der dargestellten Einstellung des Umlaufschiebers sind die Leitungen 84,86 über im Umlaufschieber 18 vorgesehene Steuerkanäle 88,90 an eine Ringnut 92 angeschlossen, die ihrerseits über einen Anschluß 94 und eine Leitung 96 an einen Flüssigkeitsspeicher 98 angeschlossen ist. Das Speichervolumen ist durch einen Verdrängerkolben 100 steuerbar, der in Auswärtsrichtung durch eine Feder 102 vorgespannt ist und eine Rolle 104 aufweist, die auf einem als Nockenscheibe 106 ausgebildeten Steuerglied läuft. Die Nockenscheibe 106 begrenzt die Auswärtsbewegung des Verdrängerkolbens 100 und wird synchron mit dem Umlaufschieber 18 angetrieben. Die Nockenscheibe 106 ist so konturiert, daß sich die jeweils gewünschte zeitliche Veränderung des Speichervolumens im Flüssigkeitsspeicher 98 ergibt. Um eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der Übergangsfunktion zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, die Nockenscheibe mit einem Vielfachen der Drehzahl des Umlaufschiebers anzutreiben; die steuernde Konturierung erstreckt sich dann über eine entsprechend größere Umfangsiänge. Das Speichervülumen des Flüssigkeitsspeichers 98 ist über ein auf Speicherdruck schließendes Nachschubventil 108 an eine Flüssigkeitszuleitung 110 angeschlossen.The brake cylinders 34,36 are connected to the circulation slide 18 via lines 84,86. In the illustrated setting of the circulation slide, the lines 84,86 connected via provided in the circulation shifter 18 control channels 88 to 90, an annular groove 92 which in turn through a terminal 94 and a line 96 is connected to a liquid storage 98th The storage volume can be controlled by a displacement piston 100 which is pretensioned in the outward direction by a spring 102 and has a roller 104 which runs on a control element designed as a cam disk 106. The cam disk 106 limits the outward movement of the displacement piston 100 and is driven synchronously with the rotary valve 18 . The cam disk 106 is contoured in such a way that the respectively desired change in the storage volume in the liquid reservoir 98 over time results. In order to achieve greater accuracy when determining the transition function, it can be useful to drive the cam disk at a multiple of the rotational speed of the rotary valve; the controlling contouring then extends over a correspondingly larger circumferential length. The Speichervülumen of the liquid storage 98 is connected to a liquid supply line 1 10 via a closing pressure on memory replenishment valve 108th

F i g. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines für die vorliegende Steuervorrichtung geeigneten Umlaufschiebers 18 für den Fall eines doppeltwirkenden Schubkolbenmotors, beispielsweise mit geteiltem Kolben wie nach Fig. 3 des schon erwähnten Patents 22 49 683.F i g. 2 shows the basic structure of a rotary valve 18 suitable for the present control device for the case of a double-acting piston engine, for example with a split piston as shown in FIG. 3 of the aforementioned patent 22 49 683.

Ein zentraler Hauptsteuerteil mit einem drehbaren Kern 112, einem stationären Ring 114 und einer dazwischen gebildeten Steuerfläche 116 verbindet Steuerflüssigkeits-Druckanschlüsse A, B, C und D mit Zuleitungsöffnungen P, in denen unter Druck stehende Steuerflüssigkeit ansteht, oder Rücklauföffnungen R. Die Druckanschlüsse A und B sind über Leitungen 14 bzw. 16 (Fig. 1) an die Steuerräume 10 bzw. 12 angeschlossen, und die Druckanschlüsse C und D sind entsprechend an hier nicht dargestellte Steuerräume angeschlossen, die gegensinnig zu den Steuerräumen 14 und 16 auf die Kolben 2 und 4 einwirken. Konzentrisch zum Hauptsteuerteil ist ein Bremssteuerteil vorgesehen, der einen Teil der Bremssteuereinrichtung bildet und zwei gegeneinander drehbare Ventilschieberringe 118, 120 mit dazwischen liegender Steuerfläche 122 aufweist. In dem einen Ring 118 sind gegenüberliegend die schon erwähnten Steuerkanäle 88,90 (vergleiche auch F i g. 1) vorgesehen, und in dem anderen Ring 120 befinden sich Anschlußöffnungen 124, 126, 128, 130 für die zu den Bremszylindern führenden Leitungen, von denen hier nur die Leitungen 84 und 86 in F i g. 1 dargestellt sind. Die Steuerkanäle 88 und 90 sind mit der schon erwähnten Ring- oder Umfangsnut 92 verbunden, die über den Anschluß 94 (Fig. 1) und die Leitung 96 (Fig. 1) an den Flüssigkeitsspeicher 98 (Fig. 1) angeschlossen istA central main control part with a rotatable core 112, a stationary ring 114 and a control surface 116 formed in between connects control fluid pressure connections A, B, C and D with supply openings P, in which pressurized control fluid is available, or return openings R. The pressure connections A and B are connected via lines 14 and 16 (Fig. 1) to the control chambers 10 and 12 , and the pressure connections C and D are correspondingly connected to control chambers, not shown here, which are opposite to the control chambers 14 and 16 on the pistons 2 and 4 act. A brake control part is provided concentrically to the main control part, which forms part of the brake control device and has two valve slide rings 118, 120 which can be rotated relative to one another, with a control surface 122 in between. The already mentioned control channels 88, 90 (see also FIG. 1) are provided opposite in one ring 118 , and connection openings 124, 126, 128, 130 for the lines leading to the brake cylinders are located in the other ring 120 which here only the lines 84 and 86 in FIG. 1 are shown. The control channels 88 and 90 are connected to the already mentioned annular or circumferential groove 92, which is connected to the fluid reservoir 98 (FIG. 1) via the connection 94 (FIG. 1) and the line 96 (FIG. 1)

Der Kern 112 und der Ring 118 sind gemeinsam gegenüber den stationären Ringen 114 und 120 drehbar, wie durch die Pfeile in F i g. 2 angedeutetThe core 112 and ring 118 are rotatable in unison with respect to the stationary rings 114 and 120 , as indicated by the arrows in FIG. 2 indicated

Im Betrieb der Vorrichtung laufen bei dem in den Figuren dargestellten Betriebszustand folgende Vorgänge ab:When the device is in operation, the following processes take place in the operating state shown in the figures away:

Kolben A hat noch seine volle Abwärtsgeschwindigkeit und drückt die in seinem Steuerraum 10 befindliche Steuerflüssigkeit über die an den Druckanschluß A angeschlossene Leitung 14 in den Rücklauf R. Dieser Kolben 2 soll abgebremst werden. Kolben B soll aus seiner tiefsten Umkehrlage nach oben beschleunigt werden; sein unterer Steuerraum 12 ist an den Druckanschluß B angeschlossen, und man erkennt aus F i g. 2, daß dieser Druckanschluß B gerade zu einer der Zuleitungsöffnungen P hin geöffnet wird Die anderenPiston A still has its full downward speed and presses the control fluid located in its control chamber 10 via the line 14 connected to the pressure connection A into the return line R. This piston 2 is to be braked. Piston B should be accelerated upwards from its lowest reversal position; its lower control chamber 12 is connected to the pressure connection B and can be seen from FIG. 2 that this pressure connection B is just opened to one of the supply line openings P. The others

beiden Druckanschlüsse C und D sind an (nicht dargestellte) Steuerräume angeschlossen, die entgegengesetzt zu den Steuerräumen 12 und 10 auf die Kolben 4 bzw. 2 einwirken. Man entnimmt aus Fig. 2, daß der Kolben 2 somit noch über den Druckanschluß D voll nach unten gedruckt wird, während der Kolben 4 durch die beginnende Verbindung zwischen dem Druckanschluß Cund dem Rücklauf R von oben her entlastet und damit für den beabsichtigten Aufwärtshub vorbereitet wird. Der Bremskolben 22 des abzubremsenden Kolbens 2 ist gerade in seinen Bremszylinder 34 eingetreten und hat dessen Ablauföffnung 38 verschlossen. Dieser Bremszylinder wird über die Leitung 84, die Anschlußöffnung 124 und den gerade damit in Verbindung tretenden Steuerkanal 88 sowie weiter über die Umfangsnut 92, den Anschluß 94 und die Leitung 96 zunehmend mit dem Speichervolumen des Flüssigkeitsspeichers 98 verbunden. Der Bremszylinder 36 des zu beschleunigenden Kolbens 4 ist in diesem Augenblick über den Steuerkanal 90 bereits voll mit dem Flüssigkeitsspeicher 98 verbunden. Die Umfangslänge der Steuerkanäle 88 und 90 ist so bemessen, daß die Beschleunigung bzw. Verzögerung in den vorgeschriebenen Zeiten stattfinden kann.Both pressure connections C and D are connected to control chambers (not shown) which act opposite to the control chambers 12 and 10 on the pistons 4 and 2, respectively. It can be seen from Fig. 2 that the piston 2 is thus still fully pressed down via the pressure connection D , while the piston 4 is relieved from above by the beginning connection between the pressure connection C and the return R and is thus prepared for the intended upward stroke . The brake piston 22 of the piston 2 to be braked has just entered its brake cylinder 34 and has closed its outlet opening 38. This brake cylinder is increasingly connected to the storage volume of the liquid reservoir 98 via the line 84, the connection opening 124 and the control channel 88 which is just coming into connection therewith, as well as via the circumferential groove 92, the connection 94 and the line 96. The brake cylinder 36 of the piston 4 to be accelerated is already fully connected to the fluid reservoir 98 via the control channel 90 at this moment. The circumferential length of the control channels 88 and 90 is dimensioned so that the acceleration or deceleration can take place in the prescribed times.

Bei Kolben 2 konnte kurz zuvor die von seinem Bremskolben 22 im Ablaufraum 30 verdrängte Flüssigkeit noch über das noch geöffnete Ablaufventil 42 frei in die Flüssigkeitszuleitung 46 abfließen. Die Kolbengeschwindigkeit war konstant Im Augenblick des Eindringens des Bremskolbens 22 in den Bremszylinder 34 wird die darin befindliche Flüssigkeit abgesperrt und empfängt einen Druckstoß, der sich in dem geschlossenen Raum aus den Leitungen 84, 86, 96 den Steuerkanälen 88, 90 und dem von seinem Kolben 24 abgeschlossenen Bremszylinder 36 fortpflanzt Dieser Druckstoß bewirkt über die Steuerflächen 58 und 60 das Schließen der Ablaufsteuerventils 42 und 44 (normalerweise ist das Ablaufsteuerventil 44 ohnehin noch von dem vorausgegangenen Bremsvorgang an Kolben 4 geschlossen, weil sich der dabei aufgebaute Schließdruck noch nicht genügend abgebaut hat). Dadurch werden die Leckverbindungen 62 und 64 geöffnet, so daß auch die Abflußräume 30 und 32 den innerhalb der Bremszylinder 34, 36 herrschenden höheren Druck annehmen und über die Steuerflächen 54, 56 die Ablaufsteuerventile 42 und 44 noch fester in Schließrichtung gedrückt werden.In the case of piston 2, the liquid displaced by its brake piston 22 in the drainage space 30 could shortly beforehand can still flow freely into the liquid feed line 46 via the drain valve 42 which is still open. The piston speed was constant at the moment the brake piston 22 penetrated the brake cylinder 34 the liquid located therein is shut off and receives a pressure surge, which is in the closed Space from the lines 84, 86, 96, the control channels 88, 90 and that of its piston 24 closed brake cylinder 36 propagates This pressure surge causes the control surfaces 58 and 60 that Close the flow control valve 42 and 44 (normally the flow control valve 44 is still off anyway the previous braking operation on piston 4 closed because the closing pressure built up has not yet degraded enough). This opens the leakage connections 62 and 64, see above that also the drainage spaces 30 and 32 the higher pressure prevailing within the brake cylinders 34, 36 accept and via the control surfaces 54, 56 the flow control valves 42 and 44 even more firmly in the closing direction be pressed.

Durch das weitere Eindringen des Bremskolbens 22 in seinen Bremszylinder 34 wird aus dem Impuls des Kolbens 2 ein Druck aufgebaut der sich bis zu dem anderen Bremskolben 24 und dem Flüssigkeitsspeicher 98 fortpflanzt Somit wird auf den Kolben 4, der gerade damit beginnt sich unter der Wirkung der in seinen Steuerraum 12 einströmenden Steuerflüssigkeit nach oben zu bewegen, eine zusätzliche beschleunigende Kraft ausgeübt Die Größe der zusätzlichen Kraft richtet sich danach, wie sich gerade das Speichervolumen des Flüssigkeitsspeichers 98 verändert Zu Beginn der Überschneidungsphase, wenn der Kolben 2 noch eine hohe Geschwindigkeit hat und der zu beschleunigende Kolben 4 sich gerade in Bewegung setzt wird man im allgemeinen durch eine positive Änderung, d. h. eine Zunahme, des Speichervolumens dafür sorgen, daß ein Teil der von dem abgebremsten Kolben abgegebenen Energie zunächst nicht auf den Kolben 4 zur Einwirkung kommt. Im späteren Abschnitt der Übergangsphase, wenn der zu beschleunigende Kolben 4 bereits fast seine volle Endgeschwindigkeit erreicht hat und der abgebremste Kolben 2 seine Bewegungsenergie praktisch ganz verloren hat, wird man durch eine negative Änderung (Verkleinerung) des Speichervolumens den vorher in den Flüssigkeitsspeicher überführten Anteil an Flüssigkeit wieder zurückleiten und zum Antrieb des Kolbens 4 verwenden.As the brake piston 22 penetrates further into its brake cylinder 34, the pulse of the Piston 2 builds up a pressure which extends to the other brake piston 24 and the fluid reservoir 98 thus propagates on the piston 4, which is just beginning to move under the action of in its Control chamber 12 to move inflowing control fluid upwards, an additional accelerating Force exerted The size of the additional force depends on how the storage volume is of the liquid reservoir 98 changed at the beginning of the overlap phase, when the piston 2 is still has a high speed and the piston 4 to be accelerated is just starting to move one generally by a positive change, i. H. an increase in the storage volume ensure that some of the energy released by the braked piston is initially not directed to the piston 4 Action is coming. In the later section of the transition phase, when the piston to be accelerated 4 has already almost reached its full final speed and the braked piston 2 has its kinetic energy has practically completely lost, one becomes by a negative change (reduction) of the storage volume return the portion of liquid previously transferred to the liquid reservoir and to the Use the drive of piston 4.

Oft wählt man die Kontur der Nockenscheibe 106 so, daß die im Verlauf der Überschneidungsphase vom Flüssigkeitsspeicher aufgenommenen und abgegebenen Flüssigkeitsmengen nicht gleich sind, wobei insbesondere der Fall praktische Bedeutung hat, daß der beschleunigte Kolben 4 einen größeren Weg zurücklegt als der abgebremste Kolben 2, und daß der Flüssigkeitsspeicher während des Steuervorganges insgesamt weniger Flüssigkeit aufnimmt als er abgeben muß. Das fehlende Volumen wird während des Kolbenstillstandes in den Endlagen (während etwa 15° Schieberdrehung) über das Nachschubventil 108 nachgesaugt.Often one chooses the contour of the cam disk 106 so that in the course of the overlap phase from Liquid reservoirs absorbed and dispensed amounts of liquid are not the same, in particular the case is of practical importance that the accelerated piston 4 covers a greater distance than the braked piston 2, and that the liquid reservoir as a whole during the control process absorbs less fluid than it has to give off. The missing volume is during the piston standstill in the end positions (during about 15 ° slide rotation) via the feed valve 108.

Beim Austritt des Bremskolbens 24 aus dem Bremszylinder 36 ergibt sich keine plötzliche Änderung des vom Bremskolben 24 geleisteten Beitrages zu der auf den Kolben 4 einwirkenden Aufwärtskraft, weil der Ablaufraum 32 über die Leckverbindung 64 den in dem Bremszylinder 36 herrschenden Druck angenommen hat. Der Kolben 4 wird solange zusätzlich beschleunigt, bis die Bewegungsenergie des Kolbens 2 verbraucht ist (und auch vom Flüssigkeitsspeicher kein Druck nachgeliefert wird); dann bricht der Druck in dem Ablaufraum 32 zusammen, das Abflußsteuerventil 44 öffnet sich wieder, und der weiter nach oben gehende Bremskolben 24 saugt Flüssigkeit über die Zuleitung 48 an.When the brake piston 24 emerges from the brake cylinder 36, there is no sudden change of the contribution made by the brake piston 24 to the upward force acting on the piston 4, because the The pressure prevailing in the brake cylinder 36 is assumed via the leakage connection 64 outflow chamber 32 Has. The piston 4 is additionally accelerated until the kinetic energy of the piston 2 is consumed (and no pressure is supplied from the liquid reservoir either); then the pressure breaks in that Drain space 32 together, the drain control valve 44 opens again, and the one that continues upwards Brake piston 24 sucks in liquid via supply line 48.

Die weitere Reihenfolge der durch die Wirkung des Umlaufschiebers 18 (F i g. 2) bewirkten Beschleunigungen ist wie folgt:The further sequence of the accelerations caused by the action of the rotary slide 18 (FIG. 2) is as follows:

Nach B folgt A, dann Cund D, und danach wieder B. Der Wechsel erfolgt also stets von Kolben zu Kolben derart, daß jeder Kolben beim Wechsel eine Umkehr seiner Bewegungsrichtung erfährtAfter B follows A, then C and D, and then again B. The change always takes place from piston to piston in such a way that each piston experiences a reversal of its direction of movement when changing

Die vorstehende Beschreibung ist sinngemäß bei den Brems- und Beschleunigungsvorgängen an den entgegengesetzten Endlagen der Kolben anwendbar. Besonders zu beachten ist die Tatsache, daß die Bremszylinder auch als Hubbegrenzer wirken. Es kann vorkommen, daß ein Kolben infolge von Teilungstoleranzen im Umlaufschieber vor- oder nacheilt In beiden Fällen ergäbe sich eine ungünstige Beeinflussung des Geschwindigkeitsverlaufs der Kolben in ihren Endlagen. Dieser ungünstige Einfluß wird jedoch dadurch wieder korrigiert daß der jeweils nachlaufende Kolben zuThe above description is analogous to the braking and acceleration processes on the opposite sides Piston end positions can be used. Particular attention should be paid to the fact that the brake cylinder also act as a stroke limiter. It can happen that a piston due to pitch tolerances in Circulating slide leading or lagging In both cases there would be an unfavorable influence on the speed curve the piston in its end positions. However, this will restore this unfavorable influence corrects that the trailing piston closes

Beginn seiner Verzögerung in der Überschneidungsphase erst dann tatsächlich verzögert wird, wenn sein Bremskolben die Ablauföffnung des Bremszylinders verschließt Bei dem dargestellten Ausfühmngsbeispiel bestimmt also die Lage des oberen freien Endquer-Schnitts der Bremszylinder 34 und 36 den zeitlichen Beginn der Verzögerung. Auf diese Weise wird jede beginnende Verschiebung des Hubniveaus eines Kolbens sofort korrigiertThe beginning of its delay in the overlap phase is only actually delayed when its Brake piston closes the drain opening of the brake cylinder in the illustrated embodiment So determines the position of the upper free end cross-section of the brake cylinders 34 and 36 the temporal Start of the delay. In this way, any incipient shift in the stroke level of a piston corrected immediately

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control device for a hydraulic fluid piston engine, the several pistons alternately acted upon by a control fluid and a continuously acting, preferably one that promotes the control fluid to the control chambers of the pistons Has adjustable control pump in their delivery rate, with one between the control pump and the control chambers of the piston switched control valve device, which is used for reversing the ends of the piston paths the control fluid alternately to the control chambers of the individual Piston leads, with an overlap phase being provided at the ends of the piston paths, in which the control chambers of two opposing pistons are both acted upon with control fluid, and wherein the control valve device furthermore has a one proportional to the control fluid flow Has speed driven circulation slide, so that the reversal with a control fluid flow proportional frequency takes place directly from the continuous flow of control fluid, according to patent 2147984, characterized in, that to control the movement of two opposing pistons (2, 4) each of the two pistons during the overlap phase with it connected brake piston (22,24) of smaller cross-section and an associated hydraulic Brake cylinder (34, 36) is assigned and the brake cylinder in the overlap phase with one another and with a fluid storage (98) variable and controllable storage volume are connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the brake cylinders (34, 36) and the Fluid reservoir (98) via a brake control device that can be actuated synchronized with the circulating slide (18) can be connected to one another in the overlapping phases.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the brake control device has two mutually rotatable valve slide rings (118, 120) which form part of the rotary slide (18).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Storage volume according to a predefined function of the setting of the rotary valve (18) is controllable.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that for controlling the storage volume a control member driven synchronously with the rotary slide valve (18) is provided.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid reservoir (98) has a displaceable displacement piston (100) for adjusting its volume.

7. Device according to claims 5 and 6, characterized in that the control member has a cam (106) which limits an outward movement of the displacement piston (100) which increases the storage volume and has a contour which determines the predetermined function.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the displacement piston (100) is biased against the control member.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the brake piston (22,24) is guided sealed against the control chambers (10, 12) and working chambers of the associated piston and that the brake cylinder (34,36) has a drain opening (38, 40), which leads to a drainage space (30, 32) filled with liquid and can be closed by the brake piston (22,24) as it penetrates into the brake cylinder, so that the position of the drainage opening determines the beginning of the braking distance

10. The device according to claim 9, characterized in that the storage volume is connected to a liquid feed line (1 10) via a supply valve (108) which closes at the storage pressure

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the drain opening (38, 40) from a free inlet cross section of the brake cylinder (34,36) is formed

12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the position of the Drain opening (38,40) can be changed

13. Apparatus according to claim 12, characterized characterized in that the brake cylinder (34, 36) in the sense of a change in position of the drain opening (38,40) is adjustable

14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the drainage space (30, 32) via a pressure in the drainage space

closable flow control valve (42, 44) preloaded in the opening direction on a liquid feed line (46,48) is connected

15. The device according to claim 14, characterized in that the flow control valve (42, 44) has a control surface (58, 60) acted upon by the pressure in the brake cylinder (34, 36)

16. The device according to claim 14 or 15, characterized in that the flow control valve (42, 44) in its closed position has a Releases leakage connection (62,64) between the brake cylinder (34,36) and the drain space (30,32).