DE69911674T2

DE69911674T2 - Ventileinrichtung für einen hydraulischen Motor zum Antreiben einer Masse grossens Trägheitsvermögens

Info

Publication number: DE69911674T2
Application number: DE1999611674
Authority: DE
Inventors: Alain Mangano; Jean-Pierre Lebrun
Original assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Current assignee: Poclain Hydraulics Industrie
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: US6295811B1; EP0942103A1; JP2000002202A; DE69911674D1; JP4479976B2; EP0942103B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für mindestens einen Hydraulikmotor zum Antreiben einer großen Schwungmasse, wobei der Motor zwei Hauptleitungen, jeweils zur Flüssigkeitszuführung und zur Flüssigkeitsableitung, aufweist, die für das Anhalten des Motors verschließbar sind. Hiernach wird die Masse, zu deren Antreiben der Motor dient, „angetriebene Masse" genannt.
Der Motor, für den diese Ventilvorrichtung gilt, dient zum Beispiel zum Gewährleisten des Drehens eines Maschinenturms, wie zum Beispiel eines hydraulischen Baggers, oder zum Gewährleisten der Verschiebung von Raupen- oder Reifenmaschinen mit großem Gewicht.
Es kann sich um einen Hydraulikmotor vom Typ des so genannten „schnellen Motors" (1000 bis 2000 U/Min.) handeln, der ein Getriebe oder einen so genannten „langsamen Motor" antreibt (dessen Drehzahl zum Beispiel in der Größenordnung von 100 U/Min. liegt), zum Beispiel des Typs mit Radialkolben.
Beim Betrieb wird eine Flüssigkeitszirkulation im Motor aufrechterhalten, und eine der Hauptleitungen wird mit Druck beaufschlagt, um die Rolle der Zuführungsleitung zu spielen, während die andere dieser Leitungen einen relativen Unterdruck aufweist und an eine Flüssigkeitsableitung angeschlossen wird, um die Rolle der Ableitungsleitung zu spielen.
Ausgehend von einer Betriebssituation bei einer gegebenen Antriebsdrehzahl erzielt man den Stillstand des Motors durch Durchführen einer Bremsphase, danach durch Verschließen der Zuführungs- und Ableitungsleitungen. Während der Bremsphase wird der Druck in der Zuführungsleitung der niedrige Druck, während der Druck in der Ableitungsleitung der hohe Druck wird. Schließlich befindet sich die Flüssigkeitsleitung in der Ableitungsleitung beim Verschließen der Hauptleitungen, das heißt beim Isolieren dieses Motors, auf einem höheren Druck als der des in der Zuführungsleitung befindlichen. Diese Erscheinung wird dadurch noch verstärkt, daß die angetriebene Masse aufgrund ihrer großen Trägheit danach strebt, ihre anfängliche Bewegung fortzusetzen.
Auf ebenem Gelände wird das Gleichgewicht des Systems erst erreicht, wenn die Drücke in den Leitungen zur Zuführung- und Ableitung in etwa gleich sind. Auf einem fallenden Gelände oder wenn die angetriebene Masse in Schräglage angeordnet ist, wird das Gleichgewicht des Systems erreicht, wenn der Unterschied zwischen den Drücken in der Zuführungs- und in der Ableitungsleitung einen gegebenen Wert erreicht (positiv oder negativ), der es erlaubt, die Neigung auszugleichen, um die Masse unbewegt zu halten.
Damit der Motor und die angetriebene Masse auf jeden Fall effektiv in einer stabilen Position angehalten werden, muß der Druckunterschied zwischen den Leitungen zur Zuführung- und Ableitung einen gegebenen Wert, null, positiv oder negativ erreichen.
Es wurde zuvor angegeben, daß beim Verschließen der Zuführungs- und Ableitungsleitung die Ableitungsleitung sich im Überdruck befindet, der noch durch die Trägheit der angetriebenen Masse gesteigert wird. Dieser Überdruck strebt danach, die angetriebene Masse in einer Rücklaufbewegung in die umgekehrte Richtung zurückzuschieben, was einem Kippen des Überdrucks in der Ableitungsleitung, die verschlossen ist, zur Zuführungsleitung hin gleichkommt, die ebenfalls verschlossen ist.
Zudem ist die Hydraulikflüssigkeit leicht verdichtbar. Daher setzt die angetriebene Masse nach dem Isolieren des Motors ihre Bewegung fort, bis der Druck in der Ableitungsleitung einen maximalen Wert erreicht, der der Verdichtung der in dieser Leitung vorhandenen Flüssigkeit entspricht. Die Rücklaufbewegung der Masse bewirkt das Steigen des Drucks in der Zufüh rungsleitung, bis die in dieser Leitung befindliche Flüssigkeit auf einen Druck gebracht wird, der im wesentlichen dem maximalen Druck entspricht, der in der Ableitungsleitung gleich vor dem Auslösen dieser Rücklaufphase herrschte.
Natürlich folgt auf diese Rücklaufphase eine neue Verschiebungsphase in die ursprüngliche Richtung, während welcher sich eine Druckminderung in der Zuführungsleitung und ein Verdichten in der Ableitungsleitung ergibt.
Nach dem Verschließen der Zuführungs- und Ableitungsleitungen, wird die angetriebene Masse von einer Oszillationsbewegung angetrieben, deren Frequenz bei Maschinentürmen, wie zum Beispiel denen von Hydraulikbaggern, in der Größenordnung von 1 Hz liegt. Auch wenn diese Oszillationsbewegung eine relativ schwache Amplitude hat und schließlich natürlich durch Reibungserscheinungen abgebremst wird, ist sie offensichtlich extrem störend, insbesondere, wenn es darum geht, die vom Motor angetriebene Masse in eine sehr präzise Position zu bringen, indem der Motor ohne mechanisches Bremsen angehalten wird.
Der Widerspruch ist dabei, daß diese Erscheinung einer Oszillationsbewegung weniger störend war, als die Antriebe mit gering leistungsfähigen Motoren durchgeführt wurden, in welchen relativ große Leckverluste die Verdichtung in den Leitungen zur Zuführung und Ableitung einschränkten. Die Motoren wurden nach und nach perfektioniert, um insbesondere ihre Leistung zu verbessern, die Dauer der Beschleunigungsphasen zu verringern und die Handhabung unter schwierigen Bedingungen, zum Beispiel in Schräglage zu erleichtern.
Um die Oszillationen einzuschränken, das heißt, um ihre Amplitude zu verringern und sie schließlich zu stoppen, ist es zum Beispiel aus US-A-4 520 625 oder EP-A-0 793 022 bekannt, eine Dämpfungsvorrichtung zu verwenden, die darin besteht, zwischen der Zuführungs- und Ableitungsleitung Leckagen zu schaffen, die ein Transfervolumen versorgen. Nach dem Isolieren des Motors kann der Druckunterschied zwischen der Zuführungs- und der Ableitungsleitung mindestens teilweise durch die in diesem Transfervolumen verfügbare Flüssigkeit ausgeglichen werden.
Ein weiteres System besteht darin, Leckagen ständig zwischen den Leitungen zur Zuführung und Ableitung des Motors zu erlauben.
Diese Systeme sind insofern nicht zufriedenstellend, als sie einerseits darauf hinausführen, die Leistung des Motors zu verringern, die man eigentlich steigern wollte, indem man diesen Motor perfektionierte, und als sie eine präzise Positionierung der angetriebenen Masse beim Stillstand des Motors praktisch unmöglich machen. Wenn nämlich der Motor zum Beispiel zum Antreiben des Turms eines Hydraulikbaggers dient, erfolgt das effektive Stoppen des Turms mit einer Winkelabweichung, die der Einleitung der im Transfervolumen verfügbaren Flüssigkeit in die Zirkulation entspricht, in Bezug auf die Zielwinkelposition, in der das Isolieren des Motors angesteuert wurde.
Die Erfindung zielt darauf hin, den oben genannten Nachteilen abzuhelfen, indem sie eine einfache und zuverlässige Vorrichtung vorschlägt, die es erlaubt, die Oszillationen des Systems nach dem Isolieren des Motors ungeachtet der Antriebsbedingungen der Masse sehr schnell zu bremsen und aufzuheben, insbesondere, wenn sie auf geneigtem Gelände oder in Schräglage oder auf ebenem Gelände angetrieben werden.
Dieses Ziel wird dank der Tatsache verwirklicht, daß die Vorrichtung zwei Hauptleitungen umfaßt, die jeweils dazu gedacht sind, an die beiden Hauptleitungen des Motors angeschlossen zu werden, daß sie Mittel umfaßt, um die Hauptleitungen in eine Verbindungssituation zu versetzen, wenn die Flüssigkeitsdrücke in den Leitungen im wesentlichen gleich sind, und um die Hauptleitungen in eine Isolierungssituation zu versetzen, in der diese Leitungen voneinander isoliert sind, wenn die Flüssigkeitsdrücke in diesen Leitungen unterschiedlich sind, und daß sie zudem Verzögerungsmittel umfasst, die geeignet sind, um die Übergangsgeschwindigkeit von der Verbindungssituation auf die Isoliersituation zu begrenzen.
Wie zuvor angegeben, ist der Flüssigkeitsdruck in der Ableitungsleitung beim Bremsen und dann beim Stillstand des Motors (Verschließen der Hauptleitungen dieses Motors) größer als der Flüssigkeitsdruck in der Zuführungsleitung. Während der Bremsphase und bis zum Stillstand des Motors bleiben die Hauptleitungen der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung daher in der Isoliersituation. Aufgrund ihrer großen Trägheit, setzt die angetriebene Masse ihre ursprüngliche Bewegung fort, bis der Druck in der Förderleitung einen maximalen Wert (Verdichtung) erreicht. Ausgehend von dieser Situation beginnt die angetriebene Masse eine Rücklaufbewegung, während welcher der Unterschied zwischen den Drücken in den Ableitungs- und Zuführungsleitungen sinkt, bis er im wesentlichen gleich Null ist. In diesem Augenblick werden die zwei Hauptleitungen der Vorrichtung in Verbindungssituation gebracht, in der die überschüssige Flüssigkeit in der Ableitungsleitung des Motors in die Zuführungsleitung fließen kann.
Wären keine Verzögerungsmittel vorhanden, wäre diese Verbindungssituation zu kurz, um die ganze überschüssige Flüssigkeit der Ableitungsleitung in die Zuführungsleitung fließen zu lassen. Da die mit dem Motor verbundene Masse natürlich danach strebt, ihre Rücklaufbewegung fortzusetzen, würde der Druck in der Zuführungsleitung daher größer als der Druck in der Ableitungsleitung, so daß die Vorrichtung die Hauptleitungen wieder in Isolierposition bringen würde. Es wäre daher nur während der sehr kurzen Zeit des Durchgangs der oszillierenden Masse durch den Nullpunkt der Oszillationen (der alle halben Oszillationsperioden auftritt), daß die Hauptleitungen in Verbindungssituation gebracht würden. Das Bremsen wäre relativ langsam, denn das überschüssige Flüssigkeitsvolumen in der Ableitungsleitung des Motors würde sich schließlich erst nach einer gegebenen Anzahl Durchgänge durch die Verbindungssituation völlig in die Zuführungsleitung ergießen.
Dank der Anwesenheit von Verzögerungsmitteln wird dafür gesorgt, daß, sobald die Masse etwa die Hälfte der Rücklaufbewegung der Oszillationen, die sie begonnen hat, durchgeführt hat, das heißt, sobald die Drücke in der Zuführungsleitung und in der Ableitungsleitung im wesentlichen gleich sind, die Hauptleitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindungssituation gebracht werden und danach streben, ausreichend lang in dieser Verbindungssituation zu bleiben, um es mindestens einem großen Teil des überschüssigen Flüssigkeitsvolumens in der Ableitungsleitung zu erlauben, in die Zuführungsleitung zu fließen. Daher wird die mit dem Motor verbundene Masse gebremst, sobald sie die Hälfte einer Rücklaufbewegung beschrieben hat, und verschiebt sich praktisch nicht darüber hinaus.
Die erfindungsgemäßen Verzögerungsmittel schränken die Übergangsgeschwindigkeit zwischen der Verbindungssituation und der Isoliersituation ein, daß heißt, daß sie, sobald die Verbindungssituation erzielt ist, dafür sorgen, daß diese Situation während mindestens einer gewissen Zeit anhält (in der Größenordnung von einigen Zehntelsekunden bis zu einer Sekunde), die für den Übergang der überschüssigen Flüssigkeit der Ableitungs- in die Zuführungsleitung erforderlich ist. Man kann auch davon ausgehen, daß die Verzögerungsmittel dazu dienen, den Übergang von der Verbindungssituation in die Isoliersituation zu hindern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung umfassen die Mittel, um die Hauptleitungen in Verbindungssituation zu versetzen, Mittel, die eine kalibrierte Verengung bilden, wobei der Strömungsquerschnitt der möglicherweise durch diese Verengung fließenden Flüssigkeit, wenn die Hauptleitungen sich in der Verbindungssituation befinden, viel kleiner ist als der gewöhnliche Querschnitt der Hauptleitungen (1 bis 5% dieses gewöhnlichen Querschnitts).
Diese kalibrierte Verengung ist besonders beim Starten des Motors ausgehend von einer Situation nützlich, in der die Drücke in der Zuführungs- und Ableitungsleitung gleich sind. Um nämlich den Motor in Gang zu setzen, versorgt man die Zuführungsleitung mit Flüssigkeit, und, damit der Motor funktioniert, muß diese Flüssigkeit über die Zylinder der Kolben fließen, bevor sie von der Ableitungsleitung abgeleitet wird. Mit anderen Worten muß dafür gesorgt werden, daß sich zwischen der Zuleitungs- und der Ableitungsleitung rasch ein Ladungsverlust ergibt. Dank der Anwesenheit der kalibrierten Verengung, fließt die die erste Hauptleitung versorgende Flüssigkeit vorzugsweise in die Hauptzuleitung des Motors, nur eine kleine Flüssigkeitsmenge kann den Motor „umgehen" und über die zweite Hauptleitung der Vorrichtung abfließen, indem sie über die kalibrierte Verengung läuft. Daher entsteht zwischen der Zuführungs- und der Ableitungsleitung rasch ein großer Druckunterschied, wobei dieser Druckunterschied natürlich die Hauptleitungen der Vorrichtung in Isoliersituation versetzt, damit der Motor normal funktioniert.
Es ist klar, daß die zuvor erwähnten Verzögerungsmittel und die kalibrierte Verengung so ausgewählt werden müssen, daß sie effektiv eine Verzögerung gewährleisten können, daß heißt den Übergang von der Verbindungssituation in die Isolierungssituation hindern, während die Leitungen nicht mehr positiv mit Flüssigkeit versorgt werden, während sie gleichzeitig ein schnelles Anlassen des Motors erlauben, das heißt einen möglichst schnellen Übergang von der Verbindungssituation in die Isoliersituation, wenn die Leitungen mit Flüssigkeit versorgt werden.
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung ein bewegliches Organ, das unter der Einwirkung des Unterschieds zwischen den Flüssigkeitsdrücken, die in den beiden Hauptleitungen herrschen, zwischen drei Stellungen beansprucht werden kann, wobei diese drei Stellungen eine erste und eine zweite Endstellung, in denen die beiden Hauptleitungen sich gegenseitig in einer Isolierposition befinden, umfassen, wobei das bewegliche Organ in seine erste Endstellung gebracht wird, wenn der Druck in der ersten Hauptleitung größer ist als der Druck in der zwei ten Hauptleitung, während es in seine zweite Endstellung gebracht wird, wenn der Druck in der zweiten Hauptleitung größer ist, als der Druck in der ersten Hauptleitung, und es in seine Zwischenstellung gebracht wird, wenn die Drücke in den beiden Hauptleitungen im wesentlichen gleich sind.
Dieses bewegliche Organ besteht vorzugsweise aus einem Schieber, der gleitend in einer Bohrung angebracht ist, deren einer Teil sich zwischen den beiden Hauptleitungen erstreckt, wobei dieser Schieber mit Mitteln ausgestattet ist, die eine Verbindungsleitung bilden, welche die Hauptleitungen in der Zwischenstellung des Schiebers verbindet und durch die Wand der Bohrung in den beiden Endstellungen des Schiebers verschlossen ist.
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung Mittel, um eine erste und eine zweite Steuerkammer einzurichten, die sich jeweils an einem ersten und einem zweiten Ende des Schiebers befinden, wobei die erste Kammer mit der ersten Hauptleitung über einen ersten Verbindungsdurchgang in Verbindung steht, während die zweite Kammer mit der zweiten Hauptleitung über einen zweiten Verbindungsdurchgang in Verbindung steht, wobei die erste Steuerkammer mit Flüssigkeit versorgt werden kann, um den Schieber in seine erste Endstellung zurückzuschieben, wenn der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung größer wird als der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung, und wobei die zweite Steuerkammer mit Flüssigkeit versorgt werden kann, um den Schieber in seine zweite Endstellung zurückzuschieben, wenn der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung größer wird als der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung, und sich entleeren kann, um die Verschiebung des Schiebers in seine erste Endstellung zu ermöglichen, wenn der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung größer wird als der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung.
Diese Vorkehrungen bilden eine einfache Art, die erfindungsgemäße Vorrichtung hydraulisch zu steuern, um die zwei Endisoliersituation und die Zwischenverbindungssituation zu erzie len.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Verzögerungsmittel kann man vorsehen, daß mindestens einer der ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge mit einer kalibrierten Verengung ausgestattet ist, um den Flüssigkeitsverlauf durch diese Durchgänge zu hindern.
Wie in der Folge ersichtlich, kann man alternativ oder ergänzend vorsehen, daß die Rückwand der Steuerkammern einen beweglichen Anschlag für die entsprechenden Enden des Schiebers bildet, wobei dieser bewegliche Anschlag ständig von Rückstellmitteln in die Richtung einer Verringerung des Volumens der Steuerkammern zurückgestellt wird.
Die Erfindung wird bei der Lektüre der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die als nicht einschränkende Beispiele dargestellt sind, besser verständlich und ihre Vorteile treten besser hervor. Die Beschreibung bezieht sich auf die anliegenden Zeichnungen, in welchen:
1 bis 3 in axialem Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in drei verschiedenen Lagen zeigen,
4 einen Hydraulikkreislauf zur Versorgung eines Hydraulikmotors mit einer den 1 bis 3 entsprechenden Vorrichtung darstellt,
5 bis 7 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in drei verschiedenen Lagen zeigen,
8 bis 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in drei verschiedenen Lagen zeigen und
11 eine Variante der dritten Ausführungsform darstellt.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung umfasst einen Körper 10, in den zwei Hauptleitungen 12 und 14 jeweils zum Anschließen an die Leitungen zur Zuführung und Ableitung eines Hydraulikmotors gebohrt sind. Eine Bohrung 16 ist im Körper 10 angeordnet, wobei diese Bohrung einen mittleren Teil darstellt, der sich zwischen den zwei Hauptleitungen 12 und 14 erstreckt, wobei sich beiderseits des mittleren Teils zwei Endteile über die Leitungen 12 und 14 hinaus erstrecken. Ein Schieber 18 ist in dieser Bohrung gleitend installiert, in der er drei besondere Stellungen einnehmen kann. Die erste, in 1 sichtbar, ist eine erste Endlage, in der der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung 12 größer ist als der Druck in der zweiten Hauptleitung 14, und in der der Schieber diese zwei Hauptleitungen isoliert. Der Schieber 18 kann auch eine zweite Endstellung, dargestellt in 3 einnehmen, die der umgekehrten Lage entspricht, in der der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung größer ist als der Druck in der ersten Hauptleitung und in der der Schieber diese zwei Leitungen isoliert. Der Schieber kann noch eine dritte Stellung einnehmen, die eine in 2 dargestellte Zwischenstellung ist, in der die Drücke in den Leitungen 12 und 14 im wesentlichen gleich sind und in der diese Leitungen verbunden sind.
Dazu umfaßt der Schieber 18 eine Verbindungsleitung, die im dargestellten Beispiel eine zentrale Bohrung 20 umfaßt, die auf der Wand des Schiebers über erste Öffnungen 22 und zweite Öffnungen 24 mündet, die voneinander in die Gleitrichtung des Schiebers beabstandet sind, so daß die Öffnungen 22 in der ersten Endstellung von der zylindrischen Wand der Bohrung 16 verschlossen werden, während die Öffnungen 22 und 24 in der Zwischenstellung jeweils in die erste und in die zweite Hauptleitung 12 und 14 münden, und daß die Öffnungen 24 von der Wand der Bohrung 16 in der zweiten in 3 dargestellten Stellung verschlossen werden.
Man sieht, daß die Öffnungen 22 und 24 in Hohlkehlen, jeweils 23 und 25 liegen, die auf der äußeren Peripherie des Schiebers angebracht werden, was es erlaubt, dafür zu sorgen, daß die Hauptleitungen 12 und 14 über die Leitung 20 in Verbindung bleiben, auch wenn der Schieber 18 ausgehend von der Zwischenstellung in eine seiner Endstellungen leicht verschoben wird.
Die Leitung 20 umfasst einen Abschnitt mit geringem Durchgangsquerschnitt, der eine kalibrierte Verengung 21 bildet. Wie zuvor angegeben, dient diese Verengung dazu, beim Starten des Motors einen Ladungsverlust zu erzeugen, das heißt, wenn eine der Leitungen 12 und 14 mit der Zuführungsleitung des Motors, an die sie angeschlossen ist, mit Flüssigkeit versorgt wird.
Natürlich zeigen die 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Verbindungsleitung, die die Leitung 20, die Öffnungen 22 und 24 sowie die Verengung 21 umfaßt. Man kann sich auch vorstellen, daß die Verbindungsleitung anders hergestellt wird, insbesondere, indem man Hohlkehlen auf der äußeren Peripherie des Schiebers vorsieht, die eventuell abgestuft sind, um die Verengung 21 zu bilden.
Um den Schieber 18 zwischen seinen drei Stellungen zu steuern, umfaßt die Vorrichtung Mittel zum Einrichten einer ersten und einer zweiten Steuerkammer 28 und 30, jeweils an einem ersten und an einem zweiten Ende 18A und 18B des Schiebers gelegen. Die erste Steuerkammer 28 wird über die erste Hauptleitung 12, mit der sie über einen ersten Verbindungsdurchgang 32 verbunden ist, mit Flüssigkeit versorgt. Ebenso ist die zweite Steuerkammer 30 über einen zweiten Verbindungsdurchgang 34 mit der zweiten Hauptleitung 14 verbunden. Wenn der Flüssigkeitsdruck in der ersten Leitung 12 größer wird als der Druck in der zweiten Leitung 14, wird die erste Steuerkammer mit Flüssigkeit versorgt, um den Schieber in seine in 1 dargestellte erste Stellung zurückzuschieben. Wenn hingegen der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung 14 größer ist, als der Druck in der ersten Hauptleitung 12, wird die zweite Steuerkammer 30 wie in 3 sichtbar mit Flüssigkeit versorgt.
In den Figuren erkennt man, daß die Steuerkammern 28 und 30 jeweils eine erste und eine zweite bewegliche Rückwand aufweisen, die jeweils die Bezugszeichen 38 und 40 haben. Diese Rückwände bilden Anschläge, mit welchen das erste und das zweite Ende des Schiebers zusammenarbeiten, um die Verschiebung dieses letzteren einzuschränken. Die Rückwände 38 und 40 sind in der Verschiebungsrichtung des Schiebers beweglich, und die Vorrichtung umfaßt erste Rückstellmittel, die zum Beispiel eine erste mechanische Feder 39 umfassen, die die Rückwand 38 ständig zum Ende 18A des Schiebers zurückstellen kann, das heißt in eine Stellung, in der sie danach strebt, das Volumen der ersten Steuerkammer 28 zu verringern. Ebenso umfaßt die Vorrichtung zweite Rückstellmittel, die zum Beispiel eine mechanische Feder 41 umfassen, die die zweite Rückwand 40 ständig in die Richtung zurückstellen kann, die sie dem zweiten Ende 18B des Schiebers näherbringt. Die Rückwände 38 und 40 bilden nämlich die aktiven Flächen von in den Bohrungen 42 und 44 beweglichen Kolben, die jeweils in den Teilen 10A und 10B eingerichtet sind, die auf den Körper 10 so angebaut sind, daß sich die Bohrungen 42 und 44 in der Verlängerung der Bohrung 16, in der der Schieber 18 gleitet, befinden. Natürlich wird die Befestigung der Teile 10A und 10B am Körper 10 mit Dichtungen abgedichtet.
Die Beweglichkeit der Rückwände 38 und 40 sowie die Anwesenheit der Rückstellmittel 39 und 41 erlauben es, wie in 2 sichtbar, die Zwischenstellung des Schiebers 18 stabiler zu machen, in der er die Leitungen 12 und 14 verbindet. Das System ist nämlich so bemessen, daß der Mindestabstand zwischen den Rückwänden 38 und 40, wenn sie von den Rückstellmitteln 39 und 41 maximal zurückgeschoben werden, im wesentlichen der Länge L des Schiebers 18 entspricht.
Außerdem können die Rückstellmittel 39 und 41 selbst zur Verzögerung beitragen, denn, damit er sich ausgehend von seiner Zwischenstellung zu einer seiner Endstellungen verschieben kann, muß der Schieber 18 zuerst eine der Rückwände 38 und 40 gegen die Spannung zurückschieben, die die Rückstellmittel 39 oder 41 auf diese ausüben. Es kann jedoch erwünscht sein, die Federn 39 und 41 nicht mit zu großer Steifigkeit zu versehen, um zu vermeiden, daß der Schieber 18 beim Starten des Motors nicht eine zu starke Gegenkraft zu überwinden hat, um sich in eine seiner Endstellungen zu begeben, die dem normalen Funktionieren des Motors entspricht.
Im Beispiel der 1 bis 3 bilden die Federn 39 und 41 nämlich eher einfache Rückstellmittel, die danach streben, die Rückwände 38 und 40 in ihre „vorgeschobenen" Stellungen zurückzustellen, sobald sie vom Schieber zurückgeschoben wurden, und die Verzögerungsmittel selbst werden hydraulisch hergestellt.
Daher umfaßt die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung eine erste und eine zweite Dämpfungskammer, die jeweils mit den Bezugszeichen 46 und 48 bezeichnet werden. Die erste Dämpfungskammer ist mit der ersten Hauptleitung 12 über einen ersten Verbindungs- und Dämpfungsdurchgang verbunden, der, aus Gründen, die weiter unter erläutert werden, vorteilhafterweise zwei Zweige 50 und 52 umfaßt. Ebenso ist die zweite Dämpfungskammer mit der zweiten Hauptleitung 14 über einen zweiten Verbindungs- und Dämpfungsdurchgang verbunden, der zwei Zweige 54 und 56 umfaßt.
In ausgeglichener Lage und insofern als die erste Dämpfungskammer 46 und die erste Steuerkammer 28 beide mit der ersten Hauptleitung 12 verbunden sind, sind die Drücke zu beiden Seiten des Kolbens, der die Rückwand 38 bildet, gleich. Die Feder 39 erlaubt es daher trotz des Druckgleichgewichts, diesen Koben in seine vorgeschobene Stellung der 1 und 2 zu plazieren. In der gleichen Lage erlaubt es die Feder 41, den Kolben, der die Rückwand 40 trägt, in seine in den 2 und 3 dargestellte vorgeschobenen Stellung zu plazieren.
Man sieht, daß der Zweig 52 des ersten Verbindungs- und Dämpfungsdurchgangs eine kalibrierte Verengung 53 umfaßt, die den Flüssigkeitsverlauf in dieser Region einschränkt. Ebenso umfasst der Zweig 56 des zweiten Verbindungs- und Dämpfungs durchgangs eine kalibrierte Verengung 57. In der in 2 dargestellten Zwischenstellung sind die zwei Dämpfungskammern 46 und 48 mit Flüssigkeit gefüllt. Damit der Schieber ausgehend von dieser Lage in seine in 1 dargestellte Endstellung übergehen kann, ist es nicht nur notwendig, daß die die erste Leitung 12 versorgende und in die erste Steuerkammer eintretende Flüssigkeit danach strebt, den Schieber nach rechts zu verschieben, sondern auch, daß diese Verschiebung durch das zumindest teilweise Entleeren der Dämpfungskammer 48 erlaubt wird. Die Verengung 57 erlaubt das Hindern des Abfließens der Flüssigkeit durch den Durchgang 56, während sich die Kammer 48 leert. Mit anderen Worten erlaubt es die Verengung 57, das Entleeren der Kammer 48 zu „verlangsamen", was den Schieber daran hindert, zu schnell von seiner Zwischenstellung auf seine erste Endstellung überzugehen. Ebenso „verlangsamt" die Verengung 53 das Entleeren der Kammer 46, wenn, während der Druck in der Hauptleitung 14 größer wird als der Druck in der Leitung 12, der Schieber danach strebt, sich von seiner Zwischenstellung auf seine zweite, in 3 dargestellte Endstellung zu verschieben.
Wie zuvor angegeben, ist es wünschenswert, die Verschiebung des Schiebers zu einer seiner Endstellungen ausgehend von seiner Zwischenstellung zu hindern, wenn der Motor stillsteht, und gleichzeitig zu vermeiden, sich dem Neustarten des Motors zu widersetzen. Die verschiedenen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind entsprechend bemessen. Bei Hydraulikmotoren zum Beispiel, die bei Drücken bis 300 bar funktionieren, wählt man für die Hauptleitungen 12 und 14 einen Durchmesser von etwa 9 mm, für die Verengung 21 einen Durchmesser von etwa 1 mm und für die Verengungen 53 und 57 einen Durchmesser von etwa 0,3 mm, während die Steifigkeit der Federn 39 und 40 in der Größenordnung von 1 N/mm liegt.
Trotz der Anwesenheit der Verengungen 53 und 57 kann es erwünscht sein, daß sich die Dämpfungskammern 46 und 48 so schnell wie möglich mit Flüssigkeit füllen können, damit die Kolben, die die Rückwände 38 und 40 tragen, sehr schnell wie der ihre vorgeschobenen Stellungen einnehmen können, nachdem sie vom Schieber zurückgeschoben wurden. Aus diesem Grund existieren die Zweige 50 und 54 der Verbindungs- und Dämpfungsdurchgänge, wobei diese Zweige eigentlich jeweils einen ersten und einen zweiten Aufladedurchgang jeweils versehen mit einer Rückschlagklappe 51, 55 bilden, um die Flüssigkeitszirkulation ausgehend von einer betreffenden Hauptleitung 12 oder 14 nur in die Füllrichtung der entsprechenden Kammer 46 oder 48 zu erlauben.
Die verschiedenen in den Körper 10, in die Teile 10A und 10B und in den Schieber 18 gearbeiteten Leitungen sind durch dichte Stopfen verschlossen. Außerdem ist die vorgeschobene Stellung der Rückwände 38 und 40 durch ihr Anschlagen gegen Wandelemente, jeweils 38A und 40A festgelegt, die an der Schnittstelle zwischen dem Körper 10 und den Teilen 10A und 10B angebracht sind. Die Verbindungs- und Dämpfungsleitungen für die. Dämpfungskammern 46 und 48 bilden Verlängerungen der Verbindungsdurchgänge für die Steuerkammern 28 und 30.
Zu bemerken ist noch, daß die Öffnungen 22 und 24 der Verbindungsleitung, die im Schieber 18 angelegt sind, so angeordnet sind, daß die Öffnungen 22 mit der Hauptleitung 12 verbunden sind, wenn der Schieber seine zweite in 3 dargestellte Endstellung einnimmt, während die Öffnungen 24 mit der zweiten Hauptleitung 14 verbunden sind, wenn der Schieber seine erste in 1 dargestellte Endstellung belegt.
Die Verengungen 53 und 57 können direkt in den Kolben angelegt werden, die die Rückwände 38 und 40 tragen, wenn der Durchgang zwischen den Dämpfungskammern und den Hauptleitungen an dieser Stelle erfolgt.
Ferner ist es zusätzlich möglich, Verengungen an den Verbindungsdurchgängen 32, 34 der Steuerkammern vorzusehen.
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun ein Hydraulikkreislauf beschrieben, der die Vorrichtung der 1 bis 3 schema tisch dargestellt enthält. Dieser Kreislauf ist insofern vom Typ „offener Kreislauf" als die Hydraulikpumpe 100, die zum Versorgen des Motors M dient, eine Pumpe mit einer einzigen Förderrichtung ist, wobei die Flüssigkeitsableitungsleitung an einen Behälter R mit Luftdruck angeschlossen ist. Der Motor M umfaßt die Hauptleitungen 112 und 114, die, je nach Funktionsrichtung, abhängig von der einen oder anderen Endstellung eines Verteilungsventils 120 zur Versorgung oder Ableitung des Motors dienen. In bekannter Weise umfaßt der Kreislauf auch eine Aufladepumpe 110 und Druckbegrenzer 102 und 103. 4 stellt die Isoliersituation des Motors dar, in der das Ventil 120 eine Zwischenstellung belegt, die die Hauptleitungen 112 und 114 verschließt, wobei die von der Pumpe 100 gelieferte Flüssigkeit direkt zum Behälter R fließt. Die Aufladepumpe 110 dient zur Gewährleistung eines gegebenen Mindestdrucks in den Leitungen 112 und 114. In bekannter Weise ist sie an diese Leitungen über Rückschlagklappen 104 und 105 verbunden mit Druckbegrenzern 106 und 107 angeschlossen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich im Block B1 der 4. Die genormte Darstellung des zwischen drei Stellungen beweglichen Schiebers 18 ist bekannt. In 4 ist er in seiner Zwischenstellung dargestellt, in der die Leitungen 12 und 14 der Vorrichtung jeweils an die Hauptleitungen 112 und 114 des Motors M angeschlossen über den Verbindungsdurchgang mit der kalibrierten Verengung 21 verbunden sind. Die Verschiebung des Schiebers wird von den jeweils an die Leitungen 12 und 14 über die Verbindungsdurchgänge 32 und 34 angeschlossenen Steuerkammern gesteuert. Der Übergang des Schiebers 18 von seiner Zwischenstellung in eine seiner Endstellungen wird von den Dämpfungskammern gehindert, die jeweils mit den Leitungen 12 und 14 über Verbindungs- und Dämpfungsdurchgänge verbunden sind, die jede ihre zwei Zweige 50, 52 und 54 und 56 umfassen. Die Einheit des Blocks B1 kann zu einem Hydraulikblock gehören, der dazu gedacht ist, auf dem Gehäuse des Motors M befestigt zu werden. Dieser Block B1 kann mit dem Block B2, der die Rückschlagklappen 104 und 105 sowie die Druckbegrenzer 106 und 107 umfaßt, einen gleichen auf dem Ge häuse des Motors befestigten („verflanschten") Hydraulikblock bilden. Der Motor kann ein Motor mit einem einzigen Hubraum oder mehreren Hubräumen sein, und in diesem Fall kann der Hydraulikblock, der den Block B1 umfasst, auch Mittel zur Auswahl des Motorhubraums umfassen. Ferner wurde eine erfindungsgemäße Vorrichtung verbunden mit einem einzigen Motor M dargestellt. Vor allem zum Antreiben in Verschiebung einer extrem schweren Masse kann man die Verwendung einer Gruppe aus mehreren Motoren in Serie oder parallel geschaltet vorsehen. In diesem Fall kann die Vorrichtung mit der Einheit der Motoren dieser Gruppe verbunden sein, wobei ihre erste und zweite Hauptleitung 12 und 14 jeweils an die Zuführungs- und Ableitungslinien der Motoren der Gruppe angeschlossen sind.
Wir beziehen uns jetzt auf die 5 bis 7, die eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen. Den gemeinsamen Elementen der zwei Ausführungsformen sind in den 5 bis 7 die gleichen Bezugszeichen erhöht um 200 zugewiesen wie in den 1 bis 3. Die Hauptleitungen 212 und 214 sind im Körper 210 der Vorrichtung angelegt, wobei der Schieber 218 axial in einer Bohrung 216 angelegt im Körper 210 beweglich ist und sich teils zwischen den Hauptleitungen 212 und 214 erstreckt.
Wie bei der Ausführungsform der 1 bis 3, kann der Schieber zwei Endstellungen (5 und 7) und eine Zwischenstellung (6) einnehmen. In seiner Zwischenstellung verbindet der Schieber 218 die Leitungen 212 und 214 durch eine Verbindungsleitung, die einen ersten Abschnitt Sackbohrung 220A umfasst, der sich über Öffnungen 222 auf die axiale äußere Peripherie des Schiebers erstreckt, eine erste kalibrierte Verengung 221A, die den Abschnitt Sackbohrung 220A mit einer Verbindungskammer 219 verbindet, und eine zweite kalibrierte Verengung 221B analog zur ersten, die die Verbindungskammer 219 mit einem zweiten Abschnitt Sackbohrung 220B verbindet, der sich über die Öffnungen 224 auf die Peripherie des Schiebers öffnet. Die Verengungen 221A und 221B spielen eine analoge Rolle zu der der Verengung 21 der 1 bis 3.
Die Verbindungsleitung wird in den zwei Endstellungen des Schiebers 218 von der Wand der Bohrung 216 verschlossen.
Zu bemerken ist jedoch, daß die erste Hauptleitung 212 in der ersten Endstellung des Schiebers (5) weiter mit der Kammer 219 verbunden bleiben kann, während die zweite Leitung 214 in der zweiten Endstellung des Schiebers (7) mit dieser Kammer in Verbindung bleiben kann.
Die Leitungsabschnitte 220A und 220B sind Sackbohrungen, das heißt, daß sie im Inneren des Schiebers nicht aufeinanderstoßen. Allerdings öffnen sie sich jeweils auf die Enden 218A und 218B des Schiebers 218.
Daher spielen die Abschnitte 220A und 220B auch die Rolle der ersten und der zweiten Verbindungsdurchgänge, die es jeweils erlauben, die Verbindung der ersten und zweiten Hauptleitung 212 und 214 jeweils mit einer ersten Steuerkammer 228 und einer zweiten Steuerkammer 230 herzustellen. Wenn der Druck in der Leitung 212 größer ist, als der Druck in der Leitung 214, wird die erste Steuerkammer 228 mit Flüssigkeit gefüllt, um den Schieber in seine erste Endstellung zurückzuschieben, während es in der umgekehrten Lage die zweite Steuerkammer 230 ist, die mit Flüssigkeit gefüllt wird. In der in 6 dargestellten Zwischenstellung des Schiebers ist das Volumen der Kammern 228 und 230 im wesentlichen gleich der Hälfte des maximalen Volumens jeder dieser Kammern. In der Gleichgewichtslage, in der die Drücke in den Leitungen 212 und 214 gleich sind, sind die Drücke in den Kammern 228, 219 und 230, die untereinander über die Leitungen 220A und 2208 mit den Verengungen 221A und 221B verbunden sind, gleich.
Bei der zweiten Ausführungsform ist mindestens einer der ersten und des zweiten Verbindungsdurchgänge (im dargestellten Beispiel jeweils gebildet von den Abschnitten 220A und 220B) mit einer kalibrierten Verengung versehen, um den Flüssigkeitsverlauf durch diese Durchgänge zu hindern. Im dargestell ten Beispiel ist nämlich das offene Ende des Abschnitts Sackleitung 220A mit einer ersten kalibrierten Verengung 253 versehen, während das offene Ende des Abschnitts Sackleitung 220B mit einer kalibrierten Verengung 257 versehen ist. Es ist klar, daß ausgehend von der in 6 dargestellten Lage der Übergang des Schiebers in die eine oder andere seiner Zwischenstellungen nur möglich ist, wenn sich eine der Kammern 228 und 230 leert, während sich gleichzeitig die andere dieser Kammern mit Flüssigkeit füllt. Die Verengung 253 dient daher zum Begrenzen des Querschnitts des Flüssigkeitsdurchgangs, was zum Hindern des Füllens der Kammer 228 für den Übergang von der Zwischenstellung in die erste Endstellung des Schiebers führt oder zum Hindern des Entleerens dieser Kammer 228 für den Übergang von der Zwischenstellung in die zweite Endstellung dieses Schiebers. Die Verengung 257 hat die gleiche Wirkung, was die Kammer 230 betrifft. Insofern als das Entleeren einer Kammer immer mit dem Füllen der anderen Kammer zusammenfällt, könnte auch nur eine der zwei Verengungen 253 und 257 vorgesehen werden.
Die Verengungen 221A und 221B erlauben das Erzeugen eines Ladungsverlusts zwischen den Leitungen 212 und 214, wenn der Druck in der Versorgungsleitung beim Wiederstarten des Motors schnell ansteigt. Der Durchmesser dieser Verengungen kann zum Beispiel in der Größenordnung von 1 bis 1,5 mm liegen, während der der Verengungen 253 und 257 für Motoren, die bis zu Drücken von 300 bar funktionieren, eher in der Größenordnung von 0,1 bis 0,3 mm liegt.
Bei der Variante der 5 bis 7 spielen die Kammern 228 und 230 aufgrund der Verengung oder Verengungen 253 und/oder 257 nämlich gleichzeitig die Rolle der Steuerkammern und die der Dämpfungskammern.
Die Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben wurde, kann im Block B1 des Kreislaufs der 4 anstelle dessen der 1 bis 3 angeordnet werden, um in gleicher Weise zu funktionieren. Im einen oder anderen Fall kann der Kreislauf natürlich offen sein, wie 4 dies zeigt, oder von „geschlossenem" Typ, bei dem die verwendete Pumpe eine Pumpe mit zwei Förderrichtungen ist, an die die Zuführungs- und Ableitungsleitungen angeschlossen sind.
In der stabilisierten Lage beim Stillstand der angetriebenen Masse nimmt der Schieber 18 oder 218 normalerweise seine Zwischenstellung ein (die Drücke sind in den zwei Hauptleitungen 12, 14 oder 112, 114 gleich). Das ist in der Tat im allgemeinen der Fall auf ebenem Gelände, auf dem beim Stillstand keine besondere Belastung auf die angetriebenen Masse ausgeübt werden darf, um sie in Position zu halten.
Auf einem geneigten Gelände oder in Schräglage unterliegt diese Masse naturgemäß einer Belastung (Schwerkraft), die vom Motor beim Stillstand ausgeglichen werden muß, um diese Masse in Position zu halten. Daher hat eine der Hauptleitungen des Motors (also eine der Hauptleitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung) einen leichten Überdruck, und der Schieber 18 oder 218 nimmt seine entsprechende Endstellung ein.
Es werden jetzt die 8 bis 10 beschrieben, in welchen die zu den 1 bis 3 analogen Elemente die gleichen Bezugszeichen erhöht um 300 haben.
Die Hauptleitungen 312 und 314 sind an die Bohrung 316, die im Körper 310 eingerichtet ist, angeschlossen. Der Schieber 318 ist in dieser Bohrung zwischen einer ersten Endstellung ( 8), in der der Druck in der Leitung 312 größer ist als der Druck in der Leitung 314, und einer zweiten Endstellung ( 10), die der umgekehrten Lage entspricht, beweglich. 9 zeigt die Zwischenstellung des Schiebers 318, bei der er das Verbinden der Leitungen 312 und 314 erlaubt. Die Bohrung ist an ihren beiden Enden mit Stopfen, jeweils 319A und 319B verschlossen.
In der ersten und der zweiten Endstellung sind die Leitungen 312 und 314 durch das Zusammenarbeiten der Wand des mittleren Abschnitts der Bohrung 316, die sich zwischen den Leitungen 312 und 314 erstreckt, jeweils mit der Zone 318A und der Zone 318B der äußeren zylindrischen Oberfläche des Schiebers isoliert.
In der Zwischenstellung des Schiebers verläuft die Verbindung der Hauptleitungen 312 und 314 über eine kalibrierte Verengung 321, die in dem in den 8 bis 10 dargestellten Beispiel von einem kalibrierten Flachteil, eingerichtet in der Zone 318C des Schiebers zwischen den Zonen 318A und 318B, besteht. In der Zwischenstellung befindet sich nur diese Zone 318C im mittleren Teil der Bohrung, so daß das kalibrierte Flachteil 321 den Ladungsverlust zwischen den Hauptleitungen bestimmt. Die Verbindungsleitung wird daher zwischen diesem Flachteil und der Wand des mittleren Teils der Bohrung 316 bestimmt.
11 zeigt ebenfalls in der Zwischenstellung des Schiebers eine Variante der dritten Ausführungsform der Erfindung, die sich von der in den 8 bis 10 dargestellten nur durch die Ausbildung der kalibrierten Verengung unterscheidet. In 11 besteht diese Verengung aus einer kalibrierten Bohrung 421, die eine Spritzdüse bildet. In diesem Fall ist die Zone 318C des Schiebers so bemessen, daß eine Berührung mit der Wand der Bohrung 316 über ihre Außenfläche hergestellt wird. Die Spritzdüse 421 ist in dieser Zone schräg durchbohrt, so daß die zwei zu beiden Seiten der Zone 318C des Schiebers abgegrenzten Räume verbunden werden. Die Verbindungsleitung wird daher von der kalibrierten Bohrung 421 im mittleren Teil der Bohrung 316 festgelegt.
Natürlich kann der Fachmann die Ausführungsform der 1 bis 3 leicht modifizieren, um die Verengung 21 durch eine mit den kalibrierten Verengungen 321 und 421 analoge Ausbildung zu ersetzen.
Die Ausführungsform der 8 bis 11 unterscheidet sich von den vorhergehenden durch die Ausbildung der Steuermittel der Verschiebung des Schiebers und die der Verzögerungsmittel.
Daher umfassen die Steuermittel eine erste und eine zweite Steuerkammer 328 und 330, die beide im Schieber 318 eingerichtet sind. Die erste Kammer 328 ist ständig mit der ersten Hauptleitung 312 verbunden, während sie von der zweiten Hauptleitung 314 isoliert ist. Die Lage ist für die zweite Kammer 330 umgekehrt, die ständig mit der Leitung 314 verbunden und von der Leitung 312 isoliert ist. Die Kammern 328 und 330 werden zum Beispiel in Sackbohrungen 327 und 329 hergestellt, die jeweils auf dem ersten und dem zweiten axialen Ende 318D und 318E des Schiebers münden. Wie in der Folge erklärt wird, sind diese Kammern jedoch auf der Seite dieser axialen Enden geschlossen.
Radialbohrungen 332 und 334 erstrecken sich jeweils zwischen den Bohrungen 327 und 329 und der axialen Peripherie des Schiebers und bilden die ständige Verbindung zwischen jeweils der Kammer 328 und der Hauptleitung 312 und der Kammer 330 und der Leitung 314. Diese Bohrungen sind eventuell in Hohlkehlen eingerichtet.
Die Druckunterschiede zwischen den Leitungen 312 und 314 bedingen Druckunterschiede zwischen den Steuerkammern 328 und 330, was die Verschiebung des Schiebers zwischen seinen Endstellungen mit Verlauf über seine Zwischenstellung hervorruft.
Im dargestellten Beispiel sind die Wände der Kammern 328 und 330, die sich auf der Seite der Enden 318D und 318E befinden, stationär, so daß die Drucksteigerung in einer dieser Kammern, die eine Verschiebung des Schiebers hervorruft, auch eine Volumensteigerung in der betreffenden Kammer ergibt.
Verzögerungsmittel, die zum Einschränken der Geschwindigkeit des Übergangs des Schiebers von der einen auf die andere seiner Endstellungen beschränken, umfassen eine erste Dämpfungskammer 346 zwischen dem ersten Ende 318D des Schiebers und dem ersten Ende der Bohrung 316, verschlossen vom Stopfen 319A, sowie eine zweite Dämpfungskammer 348 zwischen dem zweiten En de 318E des Schiebers und dem zweiten Ende der Bohrung 316, verschlossen vom Stopfen 319B.
Die Kammern 346 und 348 sind ständig mit einer Einfassung für „Pufferflüssigkeit" über mindestens eine Verengung verbunden. Im dargestellten Beispiel besteht diese Einfassung aus einer axialen Bohrung 360, die mit den Kammern 346 und 348 über Querbohrungen, jeweils 366 und 368, verbunden ist. Im übrigen ist die Puffereinfassung durch Stopfen 361 verschlossen. Das Volumen der Einfassung ist konstant und sie enthält daher ein vorausbestimmtes Pufferflüssigkeitsvolumen und ist ständig von den Hauptleitungen vorbehaltlich eventueller Leckagen aufgrund von Funktionsspielen isoliert.
In der Stellung der 8, ist das Volumen der Kammer 346 maximal, während das der Kammer 348 gleich Null oder praktisch gleich Null ist. Die Lage ist in der Stellung der 10 umgekehrt. Hingegen haben die zwei Dämpfungskammern in der in den 9 und 11 dargestellten Zwischenstellung im wesentlichen das gleiche Volumen.
Es ist daher verständlich, daß es erforderlich ist, damit sich der Schieber 318 ausgehend von seiner Zwischenstellung verschiebt, um eine seiner Endstellungen einzunehmen, daß die in der Puffereinfassung enthaltene Flüssigkeit sich so verschiebt, daß das Volumen einer Dämpfungskammer zum Steigern des Volumens der anderen verringert wird.
Verengungsmittel mit mindestens einer kalibrierten Verengung sind in der Puffereinfassung angeordnet, um diesen Flüssigkeitsverlauf zu hindern. Im dargestellten Beispiel wurden zwei Verengungen, jeweils 367 und 369, jeweils in den Bohrungen 366 und 368 vorgesehen.
Daher bleiben diese Leitungen, wenn der Druck ausgehend von der Zwischenstellung in einer der Hauptleitungen 312 und 314 größer wird, als der Druck in der anderen Hauptleitung, vorübergehend verbunden, bevor sich der Schieber ausreichend zur einen oder anderen seiner Endstellungen verschiebt, damit die Zone 318A oder die Zone 318B des Schiebers diese Verbindung unter Zusammenarbeiten mit der Wand des mittleren Teils der Bohrung 316 verhindert.
Die erste und die zweite Steuerkammer 328 und 330 weisen jede eine Nutzoberfläche auf, auf die der Flüssigkeitsdruck einwirkt, um die Verschiebung des Schiebers zu seiner ersten oder seiner zweiten Stellung auszulösen. Ebenso weisen die Dämpfungskammern 346 und 348 jede eine Nutzoberfläche auf, auf die der Flüssigkeitsdruck einwirkt, um das Verringern des Volumens in dieser Kammer zu hindern.
Für jede Einheit einer Steuerkammer (zum Beispiel die Kammer 328) und die dazugehörende Dämpfungskammer (zum Beispiel die Kammer 348), deren Entleeren für die Verschiebung des Schiebers 318 in die von einer Drucksteigerung in dieser Steuerkammer gesteuerte Richtung erforderlich ist, bildet das Verhältnis zwischen der Nutzoberfläche der Steuerkammer und der Nutzoberfläche der Dämpfungskammer einen Parameter zum Kontrollieren der Verschiebegeschwindigkeit des Schiebers in die Entleerungsrichtung der betreffenden Dämpfungskammer.
Die Querschnitte der Verengungen der Verengungsmittel 367 und 369 sowie diese Verhältnisse zwischen den Nutzoberflächen der Steuerkammern und den dazugehörenden Dämpfungskammern können mit Hilfe von Simulationen bestimmt werden, um in die eine oder andere Verschieberichtung des Schiebers die gewünschte Verzögerungsdauer zu erhalten. In den meisten Fällen wählt man gleiche Verzögerungszeiten für beide Verschieberichtungen aus.
Weiter oben wurde angegeben, daß die Kammern 328 und 330 in Sackbohrungen ausgebildet sind, die auf der Seite der Enden des Schiebers geschlossen sind. Genauer genommen ist die erste Steuerkammer 328 von der ersten Dämpfungskammer 346 durch einen ersten zylindrischen Schaft 376 mit geringem Querschnitt getrennt, der in der Sackbohrung 327 angeordnet ist, ebenso wie die zweite Steuerkammer 330 von der zweiten Dämpfungskam mer durch einen zweiten zylindrischen Schaft 378 mit geringem Querschnitt, angeordnet in der Bohrung 329, getrennt ist.
Die Schäfte 376 und 378 sind in Mänteln, jeweils 377 und 379 in den Bohrungen 327 und 329 untergebracht. Ein Gleitkontakt (der durch ein minimales funktionales Spiel im wesentlichen abgedichtet wird) stellt sich zwischen diesen Schäften und den Mänteln ein, so daß die Schäfte 376 und 378 insgesamt bei der Verschiebung des Schiebers stationär bleiben. Die Nutzoberfläche der ersten Steuerkammer 328 wird von der Oberfläche des freien Endes des Schafts 376 bestimmt, der sich in dieser Kammer befindet, ebenso wird die Nutzoberfläche der zweiten Steuerkammer 330 von der Oberfläche des freien Endes des Schafts 378 bestimmt, der sich in dieser Kammer befindet.
Hingegen hängt die Nutzoberfläche der Dämpfungskammer 346 vom Querschnitt des ersten Endes 318D des Schiebers 318 ab, wovon eventuell der Querschnitt des Schafts 376 abgezogen wird, ebenso wie die Nutzoberfläche der zweiten Dämpfungskammer 348 vom Querschnitt des Endes 318E des Schiebers abhängt, wovon eventuell der Querschnitt des Schafts 378 abgezogen wird.
Ein weiterer Parameter, der sich auf die Dämpfungszeit auswirkt, ist das in der Puffereinfassung verdrängte Volumen und insbesondere das „Dämpfungsvolumen" der Kammer 346 und 348. Das Dämpfungsvolumen der Kammer 346 ist das Flüssigkeitsvolumen, das, ausgehend von der Zwischenstellung der 9, aus dieser Kammer beim Verdrängen der Flüssigkeit in der Puffereinfassung entleert wird, um eine Verschiebung des Schiebers 318 über einen ausreichenden Hub zu erlauben, um die Verbindung zwischen den Leitungen 312 und 314 zu schließen. Im allgemeinen wählt man für die Kammern 346 und 348 die gleichen Dämpfungsvolumen aus.
Vorteilhafterweise sind die zylindrischen Schäfte 376 und 378 jeweils frei in den Bohrungen 327 und 329 installiert (genauer genommen in den Mänteln 377 und 379). Das erleichtert die Montage dieser Schäfte unter Vermeiden von Kon zentrizitätsproblemen zwischen den Schäften und den Bohrungen.

Claims

Ventilvorrichtung (10, 210, 310) für mindestens einen Hydraulikmotor (M) zum Antreiben einer großen Schwungmasse, wobei der Motor zwei Hauptleitungen (112, 114) zur Flüssigkeitszuführung und zur Flüssigkeitsableitung aufweist, die für das Anhalten des Motors verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Hauptleitungen (12, 14; 212, 214; 312, 314) umfaßt, die jeweils dazu bestimmt sind, an die beiden Hauptleitungen des Motors angeschlossen zu werden, daß sie Mittel (18, 20, 22, 24, 28, 30; 218, 220A, 220B, 228, 230; 318, 321; 318, 421) umfaßt, um die Hauptleitungen in eine Verbindungssituation zu versetzen, wenn die Flüssigkeitsdrücke in diesen Leitungen im wesentlichen gleich sind, und um die Hauptleitungen in eine Isoliersituation zu versetzen, in der diese Leitungen voneinander isoliert sind, wenn die Flüssigkeitsdrücke in diesen Leitungen unterschiedlich sind, und daß sie zudem Verzögerungsmittel (39, 41; 46, 53, 48, 57; 228, 253, 230, 257; 346, 348, 367, 369, 378) umfaßt, die geeignet sind, um die Geschwindigkeit des Übergangs von der Verbindungssituation in die Isoliersituation zu begrenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um die Hauptleitungen in die Verbindungssituation zu versetzen, Mittel umfassen, die eine kalibrierte Verengung (21; 221A, 221B; 321, 421) bilden, wobei der Durchtrittsquerschnitt für die Flüssigkeit, die durch diese Verengung fließt, wenn die Hauptleitungen sich in der Verbindungssituation befinden, viel kleiner ist, als der gewöhnliche Querschnitt der Hauptleitungen (12, 14; 212, 214; 312, 314).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein bewegliches Organ (18; 218; 318) umfaßt, das unter der Einwirkung des Unterschieds zwischen den Flüssigkeitsdrücken, die in den beiden Hauptleitungen (12, 14; 212, 214; 312, 314) herrschen, zwischen drei Stellungen beansprucht werden kann, wobei diese drei Stellungen eine erste und eine zweite Endstellung, in denen die beiden Hauptleitungen sich im Verhältnis zueinander in einer Isoliersituation befinden, und eine Zwischenstellung, in der die Hauptleitungen sich im Verhältnis zueinander in einer Verbindungssituation befinden, umfassen, wobei das bewegliche Organ (18; 218; 318) in seine erste Endstellung gebracht wird, wenn der Druck in der ersten Hauptleitung (12; 212; 312) größer ist, als der Druck in der zweiten Hauptleitung (14; 214; 314), während es in seine zweite Endstellung gebracht wird, wenn der Druck in der zweiten Hauptleitung größer ist, als der Druck in der ersten Hauptleitung, und es in seine Zwischenstellung gebracht wird, wenn die Drücke in den beiden Hauptleitungen im wesentlichen gleich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ aus einem Schieber (18; 218; 318) besteht, der gleitend in einer Bohrung (16; 216; 316) angeordnet ist, deren einer Teil sich zwischen den beiden Hauptleitungen (12, 14; 212, 214; 312, 314) erstreckt, wobei dieser Schieber mit Mitteln ausgestattet ist, die eine Verbindungsleitung (20, 22, 24; 220A, 221A, 221B, 220B, 222, 224; 321, 421) bilden, welcher die Hauptleitungen (12, 14; 212, 214; 312, 314) in der Zwischenstellung des Schiebers (18; 218; 318) verbindet und welcher in den beiden Endstellungen des Schiebers durch die Wand der Bohrung (16; 216; 316) abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel umfasst, um eine erste und eine zweite Steuerkammer (28, 30; 228, 230; 328, 330) einzurichten, die sich jeweils an einem ersten und einem zweiten Ende (18A, 18B; 218A, 218B; 318D, 318E) des Schiebers befinden, wobei die erste Kammer (28; 228; 328) mit der ersten Hauptleitung (12, 212; 312) über einen ersten Verbindungsdurchgang (32; 220A; 332) in Verbindung steht, während die zweite Kammer (30; 230; 330) mit der zweiten Hauptleitung (14; 214; 314) über einen zweiten Verbindungsdurchgang (34; 220B; 334) in Verbindung steht, wobei die erste Steuerkammer (28; 228; 328) mit Flüssigkeit versorgt werden kann, um den Schieber in seine erste Endstellung zurückzuschieben, wenn der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung (12; 212; 312) größer wird, als der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung (14; 214; 314), und sich entleeren kann, um die Verschiebung des Schiebers in seine zweite Endstellung zu ermöglichen, wenn der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung größer wird, als der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung, und wobei die zweite Steuerkammer (30; 230; 330) mit Flüssigkeit versorgt werden kann, um den Schieber in seine zweite Endstellung zurückzuschieben, wenn der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung (14; 214; 314) größer wird, als der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung (12; 212; 312), und sich entleeren kann, um die Verschiebung des Schiebers in seine erste Endstellung zu ermöglichen, wenn der Flüssigkeitsdruck in der ersten Hauptleitung größer wird, als der Flüssigkeitsdruck in der zweiten Hauptleitung.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge (220A, 220B) mit einer kalibrierten Verengung (253, 257) ausgestattet ist, um den Flüssigkeitsstrom durch die Durchgänge zu beschränken.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Steuerkammer (28, 30) jeweils eine erste und eine zweite Rückwand (38. 40) umfassen, mit denen das erste und das zweite Ende (18A, 18B) des Schiebers (18) jeweils in Anschlag miteinander zusammenwirken können, daß die Rückwände in der Gleitrichtung des Schiebers beweglich sind, und daß die Vorrichtung erste Rückstellmittel (39) bzw. zweite Rückstellmittel (41) umfasst, das jeweils die erste Rückwand (38) bzw. die zweite Rückwand (40) in der Richtung, die sie dem ersten Ende (18A) des Schiebers (18) bzw. dem zweiten Ende (18B) des Schiebers näher bringt, ständig zurückstellen können.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Dämpfungskammer (46), die mit der ersten Hauptleitung (12) über einen ersten Verbindungs- und Dämpfungsdurchgang (50, 52) in Verbindung steht, sowie eine zweite Dämpfungskammer (48), die mit der zweiten Hauptleitung (14) über einen zweiten Verbindungs- und Dämpfungsdurchgang (54, 56) in Verbindung steht, umfaßt, und daß der erste und der zweite Verbindungs- und Dämpfungsdurchgang jeweils eine kalibrierte Verengung (53, 57) umfassen, um den Flüssigkeitsstrom durch die Durchgänge mindestens in der Entleerungsrichtung der Dämpfungskammern (46, 48) zu beschränken.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Dämpfungskammer (46, 48) jeweils mit den ersten und zweiten Hauptleitungen (12, 14), die jeweils mit einem Rückschlagventil (51, 55) ausgestattet sind, jeweils über einen ersten und einen zweiten Aufladungsdurchgang (50, 54) in Verbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Steuerkammer (328, 330) in dem Schieber (318) eingerichtet sind, jeweils in der Nähe eines der beiden Enden (318D, 318E) dieses Schiebers.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammern an den Enden des Schiebers angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Dämpfungskammer (346), die sich zwischen einem ersten Ende (318D) des Schiebers (318) und einem ersten Ende (319A) der Bohrung (316) befindet, in der der Schieber angeordnet ist, sowie eine zweite Dämpfungskammer (348), die sich zwischen einem zweiten Ende (318E) des Schiebers und dem zweiten Ende (319B) der Bohrung befindet, umfasst, wobei diese Dämpfungskammern sich ständig in Verbindung mit einer geschlossenen Einfassung (360, 366, 368) befinden, die ein Pufferflüssigkeitsvolumen enthält, das zwischen diesen beiden Dämpfungskammern (346, 348) hin und her zu verschieben ist, um die Verschiebung des Schiebers (318) zu ermöglichen, die mittels der Steuerkammern (328, 330) gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur kalibrierten Verengung (367, 369) in der geschlossenen Einfassung (360, 366, 368) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerkammer (328) in einer ersten Sackbohrung (327) ausgeführt ist, die am ersten Ende (318D) des Schiebers (318) mündet und von der ersten Dämpfungskammer (346) durch einen ersten zylindrischen Stift (376) getrennt ist, der in dieser Bohrung (327) angeordnet ist, und daß die zweite Steuerkammer (330) in einer zweiten Sackbohrung (329) ausgeführt ist, die am zweiten Ende (318E) des Schiebers (318) mündet und von der zweiten Dämpfungskammer (348) durch einen zweiten zylindrischen Stift (378) getrennt ist, der in dieser zweiten Bohrung (329) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu einem Hydraulikblock gehört, der dazu bestimmt ist, auf dem Gehäuse des Hydraulikmotors befestigt zu werden.