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Steuereinrichtung für hydraulische Antriebe Bei hydraulischen Antrieben,
insbesondere auch bei hydraulischen Pressen, wird die Umsteuerung für wechselnde
Dreh- oder Hubrichtung häufig durch einen T-Tmsteuerschieber bewerkstelligt, welcher
die Ölquelle, die auch oft eine regelbare Ölpumpe ist, j e nach der gewünschten
Bewegungsrichtung auf die -eine oder andere Seite des rotierenden Sekundärteiles
(Ölmotors), der bei Pressen und auch bei einigen: anderen Antrieben vielfach durch
einen hin .und her gehenden, in, einem Zylinder arbeitenden Kolben ersetzt werden
kann, umschaltet. Um nun den großen Leistungsaufwand, welchen eine etwa durch ein
Sicherheitsventil in ihrer höchsten Druckentwicklung begrenzte Pumpe bei Stillstand
oder langsamer Bewegung des Sekundärteiles veranlassen würde, zu beschränken, verwendet
man: insbesondere auch bei Umsfieuerschiebern, welche nicht wie bei dem sog. Durchdlußsystem
in ihrer Mittellage den von der Pumpe geförderten Ölstrom mit mäßigem Gegendruck
durchfließen lassen, sondern ganz oder nohezu ganz die Förderung der Pumpe durch
Absperrung entsprechender Kanal-, öffnungen unterbrechen, eine durch Veränderung
des wirksamen Kolbenhubs regelbare Pumpe, die etwa ähnlich wie die im hydraulischen
Getriebebau auch sonst üblichen regelbaren Pumpen- oder Ölmotorteile gebaut ist
und durch einen geeigneten Druckregler ergänzt wird, welcher bei entsprechen#-dem
Druckanstieg den. Kolbenhub der regelbaren Ölpumpe bis auf kleine, für die Aufrechterhaltung
des nötigen Betriebsdur uckes. noch erforderliche Mindestbeträge verringert.
Bei
dieser bekannten: Einrichtung. wird nun zwar durch die Regelbärkeit der .Pumpenförderung
erheblich an Energie gegenüber der entsprechenden mit nicht regelbarer Pumpe und
Sicherheitsventil arbeitenden Einrichtung gespart. Es bleibt jedoch der Nachteil,
daß bei Stillstand und: langsamer Bewegung des Sekundärteiles oder des Preßzylinders
hei der hydraulischen Presse die Pumpe stets den vollen Höchstdruck entwickeln muß,
wie er oft nur ausnahmsweise oder kurzzeitig bei größeren Bewegungswiderständen
am Sekundärteil, bei Pressen oft nur am unteren Hubende, gebraucht wird. Dies ergibt
eine unerwünscht hohe, oft beinahe als Dauerbelastung anzusehende Beanspruchung
der Pumpe, welche die Wahl einer verhältnismäßig niedrigen Ausnutzung der regelbaren
Pumpe erzwingt, da die meisten derartigen Pumpen kurzzeitig oder bei seltenen Überlastungen
ein Vielfaches des dauernd oder über längere Zeiträume zulässigen Druckes' ohne
Schaden zu ertragen vermögen. Im übrigen ist auch schon der Leistungsaufwand, den
derartige Pumpen je nach ihrer Bauweise für die Erzielung des höchsten Druckes auch
bei kleiner Förderung erfordern, oft nicht ganz unbedeutend.
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Das bekannte, mit Umsteuerschieber und regelbarer Pumpe mit Druckregelung
ihrer Förderung (wobei oft auch noch eine starke Abhängigkeit des Betriebsdruckes
von der Fördermenge ausgeführt wird) arbeitende System kann daher keineswegs die
Energiewirtschaftlichkeit und: auch: nicht die hohe Belastbarkeit das ebenfalls
bekannten, ohne Umsteuerschieber im Hauptkreislauf arbeitenden hydraulischen Antriebssystems
erreichen, bei welchem die für umkehrbare, also nicht bloß regelbare Förderung eingerichtete
Primärpumpe unmittelbar über zwei Rohre oder Kanäle mit dem Sekundärteil, oder auch
mit dem Preßzylinder zusammenr hängt und die Umsteuerung dementsprechend, unter
Ausnutzung der Umkehrung der Förderrichtung der Pumpe vor sich geht.
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Dieses bekannte, eine günstige Energiewirtschaft und eine hohe Ausnutzung
der hydraulischen Getriebe ergebende System, welches meist als geschlossener Kreislauf
bezeichnet wird, hat aber den Nachteil, daß für die Betätigung der für die Umsteuerung
notwendigen Hubverstellung der Primärpumpe meist noch ein besonderer Hilfsmotor
nötig ist, da diese Hubeinstellung meist größere Kräfte erfordert und Stillsetzei
oder auch Umsteuern meist sehr schnell vor sich gehen muß. Ferner ergibt sich gerade
bei Pressen, welche häufig für die verschiedenen Bewegungsphasen des Preßzylinders
verschieden große Kolbenflächen verwenden, hierbei die Schwierigkeit, da.ß wieder
besondere, meist auch noch eine eigene Steuerung erfordernde Venrtile und noch andere
Maßnahmen notwendig sind, um dem veränderlichen Ölinhalt dieses Antriebssystems
die nötige Ausgleichsmöglichkeit mit einem entsprechenden Ölbehälter zu verleihen.
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Die vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg, auf dem man unter Beibehaltung
des in vielen Fällen schon wegen seiner einfachen Handhabung . ' vorzuziehenden
Umsteuerschiebers und einer nur regelbaren, nicht auch auf wechselnde Förderrichtung
zu steuernden Pumpe oder kurz gesagt unter Beibehaltung des offenen, mit Umsteuers:chieber
arbeitenden Kreislaufes, dieselbe und zum Teil sogar eine noch höhere Wirtschaftlichkeit
und .die gleiche Aus.nutzbarkeit der hydraulischen Teile wie beim vorerwähnten geschlossenen
Kreislauf erreichen kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß mit dem
Umsteuer schieber eine Einrichtung verbunden wird, welche bei Annäherung des Umsteuerschiebers
an seine Mittellage an Stelle der bekannten Druckregelung- der Pumpe eine von dieser
Ums.teuerschiebereins:tellung abhängige Beeinflussung der Hub- oder Druckeinstellung
der Pumpe bewirkt in dem Sinn, daß in der Umgebung der Schiebermittellage, in welcher
der Schieber bekanntermaßen die Flüssigkeitskanäle mehr oder weniger stark drosselt
oder sogar volliständig absperrt, nur kleine Werte des Pumpendruckes oder kleinere
Werte des von der Pumpe entwickelten Druckes auftreten können und auf jeden Fall
die eigentlich im Sinne dieser Erfindung für praktisch alle Antriebe ganz unnötige
und die Pumpenausnutzung so stark beschränkende Entwicklung des Höchstdruckes in
der Schiebermittellage unterbleibt.
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Gegenüber einer bekannten Einrichtung, bei welcher der den Umsteuerschieber
betätigende Mechanismus, etwa ein Handhebel an seinem Hubende, mechanisch auf einen
an einer regelbaren Pumpe angebrachten Druckregler einwirkt und diesen damit zur
Entwicklung höherer Drücke veranlaßt, ergibt sich der Vorteil, daß an Stelle dieser
viel Kraft erfordernden mechanischen Beeinflu;ssung des Druckreglers dieser selbst
für die Veränderung der Pumpeneinstellung herangezogen wird, so daß eine ebenso
leichte Bedienung wie bei einem mit konstant= Hochdruck arbeitenden gewöhnlichen
Umsteuerschieber erzielt wird. Des ferneren läßt sich die erfindungsgemäße Verstellung
des Druckreglers in Anbetracht der hierzu erforderlichen, verhältnismäßig kleinen
Kräfte leicht so :einrichten, d,aß sie schon in der Nähe der Schiebermittellage
in Erscheinung tritt, während die unmittelbare mechanische Belastung eines Druckreglers
durch das Stellzeug selbst größere Kraftanstrengungen erfordert und daher praktisch
nur an einem oder auch an beiden Hubenden durch einen auf den Druckregler einwirkenden.
Anschlag verwirklicht werden kann..
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Die Fig. i: zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. i ist die regelbare
Pumpe, welche eine geeignete Flüssigkeit, meistens Öl, aus dien Ölbehälter 2 ansaugt
und in die Druckleitung q. fördert. Der Umsteuerschieber 5 steuert dabei in der
üblichen Weise den Sekundärteil (Ölmotor) eines hydraulischen Triebwerkes oder,
wie in Fig. i beispielsweise dargestellt, den in dem Preßzylinder 6 yrbeitenden
Preßkolben'7einerhydraulischenPresse; dieser kann dabei entsprechend der Anwendung
°ines offenen Kreislaufes mit Schieberumsteuerung für Vor- und Rückzugbewegung verschieden,
große Kolbenflächen erhalten, ohne daß dies irgendwelche
Sondervorkehrungen;
erfordern würde. Auch fü-r die regelbare Pumpe i ist jede der bekannten regelbaren
Pumpenbauarten, wie- sie kn hydraulischen Getriebebau üblich sind, anwendbar. In
Fig. i ist beispielsweise die bekannte regelbare Pumpe dargestellt, bei welcher
die in: geeigneter Weise. angetriebene Triebwelle 3 um eine unveränderlich im Raum
feststehende Achse oder, kurz gesagt, feststehend rotiert und ein schwenkbar rotierender
Zylinderblock, welcher in dem Schwenkrahmen 8 gehaltert ist, mit seinem Schwenkwinkel
die Größe der Flüssigkeitsförderung bestimmt. Wie auch sonst üblich, wird die Förderung
dieser Pumpe durch einen Druckregler 9 -bestimmt. Abweichend von der bekannten Ausführung
wird jedoch erfindungsgemäß dieser Druckregler 9 von, der Stellung :des Umsteuerschiebers
5 beeinflußt, und zwar in der Weise, daß die Entstehung unnötig hoher Betriebsdrücke
an der Pumpe i oder in der Druckleitung 4 im Dauerbetrieb und insbesondere auch
in der Umgebung der gezeichneten Mittellage des Umsteuerschiebers 5 vermieden wird.
Zu diesem Zweck ist beispielsweise der Druckregler doppelt als 911 und 9b ausgeführt.
Die beispielsweise einfach wirkend gegen eine gemeinsame Feder i i wirkenden Druckkolben
ioa und Job beider Druckregler greifen dabei in bekannter Weise an dem Sbellzeug
der regelbaren Pumpe i an, in diesem Fall also an dem Schwenkrahmen 8 oder einer
damit zusammenhängenden Verlängerung 12, welche auch der Halterung der Feder i i
dient. Der erste Druckregler 9a ist dabei ein gewöhnlicher, an das Druckrohr 4 unmittelbar
angeschlossener Druckregler, welcher für den kurzzeitig zulässigen Höchstdruck der
Pumpe bemessen wird. Er kann nun erfindungsgemäß so eingerichtet werden, daß er
bei Erreichung des Höc4stdruckes und Stillstandes bzw. bei nur noch langsamer Bewegung
des Preßkolbens 7 in einen Betriebszustand mit niedrigerem Druck umkippt. Zu diesem
Zweck ist z. B. der untere Teil des Druckkolbens. ioa mit Länge- und Querbohrungen
13 und 14 versehen, welche nach Einstellung der Pumpe auf kleine Hiibe den
Hochdruck unter den vergrößerten Kopf des Druckkolbens ioa eintreten lassen und
damit den Betriebsdruck entsprechend verringern. Eine Drosselöffnung 15 sorgt dabei
dafür, daß nach Umsteuern der Presse oder bei einem rotierenden Antrieb nach völliger
oder angenäherter Erreichung des Stillstandes und der Bewegungsumkehr die ursprüngliche
überlastbarkeit entsprechend der kleineren unteren Kolbenfläche des Druckkolbens
ioa wieder erreicht werden kann: Der in der angegebenen Weise als doppelstufiger
Druckregler ausgeführte Druckregler 911 verwirklicht dabei schon in gewisser Weise
den Grundgedanken: der Erfindung, wonach abhängig von der Stellung des Umnsteuerschiebens
5 die Förderung der Pumpe i verringert, aber auch ihre Druckentwicklung beschränkt
werden soll, sobald der Um-, steuerschisber 5 sich seiner in F.ig. i gezeichneten
Mittellage nähert. Insbesondere dann, wenn in dieser Mittellage dieser Schiseiber
die Ölkanäle ganz .oder einigermaßen' wutgohend verschließt; entsteht jedesmal bei
seiner-Annäherung an: seine Mittellage eine Druckspitze, welche durch die gezeichnete
Doppelstuüfigkeit d@s Druckreglers alsbald abgebaut wird: Es läßt sich jedoch die
Erfindung auch in der Weise verwirklichen; daß es gar nicht mehr zu einer kurzzeitigen
Druckspitze' kommt; wenn man den Umstenerschi,eber 5 seiner Mittellage nähert, und
zwar ohne daß man'etwa eieben solchen Schieber mit größeren, in der Mittellage offenen
Durchflußquerschnitten oder, kurz gesagt, als Durchflul3-schieber bauen, müßte,
welcher infolge seines großen Flüssigkeitsbedarfes auch bei mäßigen Betriebsdrücken
größere Verluste bedingen würde und auch mit der von der Fördermenge abhängigen
-Druckstufung, wie sie der Druckregler 911 in Fig. i zeigt, schwer in Einklang zu
bringen wäre.
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In Fig. i wird nun diese Wirkung durch den zweiten Druckregler 9b
erreicht, welcher mit einem entsprechend, großen . Kolben Job ausgerüstet ist und
schon bei . einem passend gewählten niedrigen Druck in seiner Drucksteuerleibung
16 die Pumpenförderung verringert. Damit dieser nun nur in der Nähe der Mittellage
dies Ums.teuerschiebers 5 zur Wirkung gelangt, ist er über den; Hilfsschieber
17
an die Hauptdrückleitung angeschlossen. Der Hilfe-. schieber ist dabei
über das gezeichnete Gestänge, insbesondere den Dreieckhebel 18, so an den Umsteuerschieber
5 angeschloesen, daß die Verbindung zwischen der Drucksbeuerleitung i#6 des Druckreglers
9b und der Hauptxtiruakleitung 4 nur bei Mittellage dieses Umsteuerschiebers 5 hergestellt
wird. Dies wird bei der beispielsweise gewählten Ausführung der Fig. i folgendermaßen
erreicht: der Dreieckhebel 18 wird durch odie Feder ig nach links gegen die Anschläge
2oa und tob gezogen,. An beiden Anschlägen kann. er aber nur in der gezeichneten
Mittellage des Umsüeoerschiebers 5 anliegen. Wird dieser nach oben bewegt, so verläßt
das untere Ende des Dreieckhebels 18 den Anschlag tob und umgelehrt bei Abwärtsbewegung
des Umsteuerschiebers 5 das obere Ende desselben den Anschlag 2oa: In beiden Fällen
bewegt sich der Gelenkpunkt 21 nach rechts und verschiebt damit auch den Hilfsschieber
17 nach rechts, wodurch der Druckregler 9b von der Druckleitung 4 abgeschaltet und
auf die Ablaufleitung 22 und damit. auf den .ganz oder angenähert drucklosen Ölbehälter
2 umgeschaltet wird. Hierrnit.wird der Druckregler 9b mit seiner von vornherein
niedrigen Druckeinstellung wirkungslos gemacht, und die Pumpe i@ kann nun nach Maßgabe
der bereis: beschriebenen Einrichtung des Druckreglers 9a Hochdruck entwickeln.
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In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die Betätigung des Hilfsschiebers,
17, welcher dien: Niederdruckregler 9b abschaltet; nicht nur von dem. Um- : süeuerschieber,
sondern auch noch von anderen Betriebsgrößen, z. B. von der Hubeinstellung oder
Fördermenge der Pumpe r, abhängig zu machen. In Fig. J dient diesem Zweck der Rückführhebel
23, dessen unteres Ende beispielsweise durch den Winkelhebel 24 mit dem Schwenkrahmen
$ der
Pumpe i bzw. der an dem Schwenkrahmen angebrachten Verlängerung
1a in Verbindung steht.
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Bei dieser Einrichtung, wie sie in Fig. i für den Niederdruckregler
gb dargestellt ist, wirkt dieser nicht als reiner Druckregler, sondern als. stellungs=
abhängiger Druckregler, wobei auch noch die passend zu bestimmende Steifigkeit der
Feder i:i das Verhalten dieses Druckreglers mitbestimmt.
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Es ist aber auch möglich, den Niederdruckregler gb als reinen Stellungsregler,
genauer gesagt als reinen Servomotor arbeiten zu. lassen, welcher abhängig von der
Abweichung dies Umrsteuerschiebersi 5 aus dessen Mittellage nur bestimmte Werbe
des größten Hubs der Pumpe i und damit der Pumpenförderung gestattet und im übrigen
aber die Arbeitsweise dies Hochdruckreglers ga keineswegs behindert.
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Um dies zu erreichen, wäre es in Fig. i nur nötig, die Druckzufuhröffnung
a5 am Hilfsischieber 17 statt mit der Hauptdruckleitung q. mit einer fremden, genügend
ergiebigen oder genügend: hohen Druck liefernden Ölquelle, etwa einer besonderen
Zahunadpumpe, wie sie häufig für derartige Steuerungen verwendet wird, zu verbinden.
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Praktisch dasselbe wird übrigens, erreicht, wenn man den Kalben des
Niederdruckreglers gb so groß macht, daß auch bei den niedrigsten; Werten des Betriebsdruckes
seine Kraft noch ausreicht, um die Pumpe i. auf genügend kleine Fördermengen ernzustellen.
Eine derartige, die Hubgröße oder Fördermenge dien Pumpe i in Abhängigkeit von der
Abweichung des. Umsteuerschiebers 5 aus seiner Mittellage beschränkende Einrichtung
ist in ihrer Wirkung insbesondere dann befriedigend, wenn man den Umsteuenschieber
5 in geeignet dosiertem Maße als Durchflußschieber ausführt, etwa bei einem gewöhnlichen,
mit genügender Überdeckung ausgeführten Umstewerschieber in die Steuerkanten die
bekanutenAusfräsuugen anbringt, durch welche neben Beseitigung dien störenden Unempfindlichkeit
eines mit größerer Überdeckung ausgeführten Umsteuersch.iebers 5 auch in der Mittelhage
des Schiabers ein dosierter Durchfluß dien von der Pumpe' geförderten Flüssigkeit
erzielt werden kann, was zusammen mit dien erklärten, passend zu wählenden Begrenzung
der Hubeinstellung der Pumpe auf einte zweckenbspTechende Druckbegrenzung für .diese
hinauskommt.
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Es gibt, nun Fälle, bei welchen überhaupt nur für eine Hub- oder Bewegungsrichtung
des Sekundärteiles eigentlicher Hochdruck nötig ist; z. B. bei einem Preßzylirnder
6, wie er in; Fig. i dargestellt ist, wird manchmal nur, für die Abwärts-Bewegung
wirklich Hochdruck gebraucht. In diesem Falle kann der Anschlag aob offenbar Weggelassen
werden oder, was auf dasselbe hinauskommt, der Dreieckhebel 18 kann durch einen
ein,-fachen Winkelhebel ersetzt werden; ein Anschlag 2oc an dem Hilfsschieber 17
kann dann vielleicht zweckmäßig sein, um eine zu weitgehende Linksverschiebung dieses
Schiebensi zu verhindern. Da,ß hierbei zur Vermeidung von Gestängebrüchen unter
Umständen auch noch Federkraftschlüsse in; dem Gestänge nötig sein können,- ist
ebenso wie viele andere im Steuerungsbau bekannte Maßnahmen eine Selbstverständlichkeit,
welche eigentlich keiner besonderen- Erwähnung bedarf.
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Um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen, ist es auch bei Antrieben,
welche nur einseitige Hochdruckentwicklung verlangen, nur nötig, eine j dementsprechend
nur einseitig wirkende Einrichtung ähnlich der Fig. i so einzustellen, daß die druckbeschränkende
Wirkung des Druckreglers gb noch in der Nähe der Mittellage des Umsteuerschiebers
5 wirksam ist und erst dann durch die entsprechende Verschiebung dies Hilfsischiebers
17 beseitigt wird, wenn die steuernden Kannten des Umsteuerschiebers 5 sich für
die betreffende Bewegungsrichtung so weit geöffnet haben, daß nunmehr die steigende
Fördermenge der Pumpe i ohne zu große energieverzehrende Drosselung dieses jinisteuerorgan
5 durchlaufen kann.
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Ähnliches gilt, wenn, wie schon oben erläutert, der Druckregler gb
in Fig. i nicht als eigentlicher Druckregler wirkt, sondern ganz oder teilweise
als Servomotor, welcher den Hub der Pumpe i und ihre Fördermenge in der Nähe der
Schiebermittellage beschränkt und etwa. so in Zusammenhang mit passenden Durchflußeigenschaften
oder Undichtig= keiten des Schiebers die Hochdruckentwicklung der Pumpe i in der
Schiebermittellage bzw. die in der Einleitung erklärtem Nachteile der bekannten
Schieberumsbeuerungen beseitigt.
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Man kann natürlich diesen erfindungsgemäßen Effekt auch auf rein mechanischem
Wege erzielen, indem man mit dem Steilzeug der Umsteuerschieber eine geeignete mechanische
Einrichtung, etwa einen Dreieckhebel nach Fig. i oder auch eine Nockenscheibe, so
verbindet, daß der Hub der Pumpe in der Mittellage des Schiebers beschränkt wird.
In der Regel würde jedoch eine derartige mechanische Hubrückstellung zu schwergängig
ausfallen, so daß ein Servomotor irgendwelcher an sich bekannter Art nötig ist,
und in vielen Fällen ist hierfür der hydraulische Servomotor sehr oft in seiner
Ausbildung als, Druckregler die .zweckentsprechendste Lösung.
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Im übrigen sind die Einzelheiten dien beschriebenen, Ausführung für
die Erfindung unwesentlich. Beispielsweise kann, derUms,teuerschieber5 in Fig. i
oder auch der Hilfsschieber 17 in.bekannter Weise durch Ventile ersetzt werden,
etwa auch durch Venr tile, welche von einer gemeinsamen Nockenwelle so gesteuert
wenden, daß sie die Wirkung eines Schiebers ersetzen. Ferner kann miau beispielsweise
dem Niederdruckregler gb eine Auslaßdrosselöffnung ähnlich 15 bei ga geben., und
dann läßt sich der Schieber 17 so vereinfachen, daß er nur die Verbindung
der Druckl,eitunig i6 zu .4 in sinngemäßer Weise öffnet und absperrt; er kann dann
auch durch ein einfaches Ventil ersetzt werden.
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Schließlich lassen sich die beiden Druckregler ga und gb in Fig. i
in vielfacher Weise miteinander kombinieren. Auch. bei Anwendung eines einzigen
Druckreglers 9a, wie er oben: beschrieben wurde, lassen sich Wirkungen erzielen,
welche bei dien in
Fig.1 gezeigten Ausführung nur durch beide Druckregler
erreicht werden. Beispielsweise würde ein Hilfsschieber ähnlich 17 in Fig. i dazu
verwendbar wein, um bei dem Druckregler 9a parallel zu der Drosselöffnung 15 eine
weitere größere Auslaß,Ufnung freizugeben; damit könnte man erreichen, daß bei Verschiebung
des Umsteuerschiebers 5 aus seiner Mittellage stets wieder die Hochdruckentwicklung
der Pumpe eingeleitet wird. Wird ferner noch die Drucksteuerleitung 16 dazu benutzt,
um den größeren Kolben des Druckreglers 9a zu beaufschlagen, so wird durch einen
einzigen Druckregler in der Hauptsache dasselbe erreicht wie in Fig. i mit zwei
Druckreglern.
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Die Fig.2 zeigt eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung.
Die Hauptbeile dieser Steuereinrichtung, wie Pumpe i; Umsteuerschieber 5" Preßzylinder
und Kolben 6 und 7, sind dieselben wie in Fig. i und ebenso wie dort bezeichnet.
Es ist jedoch nur ein einziger Druckregler 9 vorhanden, der allerdings, mindestens
zweistufig ausgeführt ist. Dabei wird nun, eine Drucksteuerleiteng 16, welche auch
genau so wie in Fig. i von einem mechanisch- mit dem Ums.beuerschieber 5 zusannlmenhängevden
Schieber geschaltet werden könnte, unter den größeren Kolben io des Druckreglers
geführt. In Fig. 2 ist jedoch beispielsweise die Wirkung des getrennten Hilfsschiebers-
17 mit dem Dreieckhebel 18 in Fig. i durch eine an dien Umsteuerscbleber angebrachte
Hilfssteu:ereinrichtung ersetzt. Diese ist, wie in Fig. 2 ersichtlich, so eingerichtet,
daß in seiner Mittellage bei 26 eine Verbindung zwischen der Druckleitung 4 , der
Pumpe i und der Drucks.beuerleitung 16 hergestellt wird, während umgekehrt erst
bei einer Verschiebung des Umsteuerschiebers 5 aus seiner Mittellage nach oben oder
unten bei 27 die Drucksroeuerle.itung mit der Ablaufleitung z2 verbunden wird.
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Hiermit wird offenbar auf hydraulischem Wege dieselbe Wirkung wie
in Fig. i mit dem mechanisch über den Dreieckhebel 18 angetriebenen Hilfeschieber
17 erreicht. Allerdings fehlt die dort vorgesehene Abhängigkeit von der Sch,#venkwimkeleinstellung
der Pumpe i. Sofern diese nicht entbehrlich ist oder auch nicht durch passende Bestimmung
der Steifigkeit der Feder m im Verein mit seiner geeignet ausgeführten schleichenden
Eröffnung der Hilfssteuerung 26 und 27 ersetzt werden kann, ließe sich auch wieder
ein Rückführhebel 23 wie in Fig. i in dieses hydraulische Betätigungssystem einfuhren,
wenn man etwa bei 28 den in Fig. 2- gezeigten Umsteuerschieber 5, unterteilt; oder
aber man kann., gerade in Anbetracht des geringeren ölbedarfs der Hilfssteuerung
206, und 2;7, die im Brennstoffpumpenbau üblichen Mittel für eine Verschiebung
der steuernden Kanten bei 26 und 27 anwenden, d. h. schräg oder schraubenförmig
ges@talteteKanten am Schieber bei 2,6 und 217 und in dem Schiebergehäuse Steueröffnungen
von beschränkter Ausdehnung. in der Umfangsrichtung eines drehbaren Umsteuersehiebers
5, die dann mit seiner Drehwinkelstellung die gewünschte Abhängigkeit
der -DrückreglereinstelIüng ergibt, wenn man diesen oder auch einen drehbaren
Schieberbüchsenteil mit einem geeigneten Rückfühegestänge mit dem Pumpenschwenkwinkel
in Verbindung bringt.
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Bringt man ferner Quer- und Längsbohrungen 13 und 14 im Druckreglerkelben
der Fig. 2 an; ähnlich wie die entsprechenden Biohrungenbeiga der Fig. i, so läßt
sich deLr entsprechende Überlastungsschutz ähnlich wie in Fig. i erzielen.; dabei
kann auch noch die Aus.laßdrasselöffnung 15 -angebracht werden, wenn mann diese
noch für erforderlich hält; das Zusammenwirken derartiger gewissermaßen mehrfach
wirksamer Steuerungen läßt sich dabei sehr wohl in gewünschter Weise abstimmen,
wozu mann nur die Ergiebigkeit der einzelnen Flüssigkeitsströme, etwa durch passende
Wahl der Querschnitte von Steuerorganen oder Rohrleitungen; durch Einbau von Drosselstellen
oder andere bekannte Mittel zweckentsprechend zu bestimmen hat.
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In diesem Sinn läaßt sich die Erfindung, welche Druck- oder Hübbesch:rännkung
für die regelbare Pumpe für die Mittellage des Umsteuersdhiebers 5 verlangt, auch
mit einem an sich einstufig ausgeführten Druckregler 'erzielen. Wenn) z. B. in Fig.
2 die Hochdruckleitung 4 über die Hochdruckdrosselstelle 29 unrcnitbelbar umher
den großen Kolben des Druckreglers 9 geführt wird, so läßt sich durch passende Einstellung
dieser Drossels.teelle die gewünschte Hochdruckeinstellung der Pumpe i auch erzielen,
wenn der kleine Hochdruckkolben an dem Druckregler gänzlich fehlt oder nur noch,
etwa in kleinen Abmessungen ausgeführt, die Über_ lastungsabschnaltumg mit Quer-
und Längsbohrungen 13 und 14 zu bewerkGtel:ligen hat. Um nicht mit diesrer vereinfachten.
Ausnführunng zu große Hochdruckölverl.uste in Kauf nehmen zu müssen, wird man; allerdings
die Auss.laßdrosselstel.le i5 entsprechend knapp wählen oder auch. die Auslaß, steuerunng
27 noch entsprechend abdrosseln; besonnders in diesem Fall liegt es auch nahe, eine
dieser beiden Einrichtungen gänzlich wegzulassen.
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Die in Fig.2 gezeigte Druck- und Ausla:B-steuerung 26 und 27 lädt
sich natürlich auch so einrichten, daß ,sie nur einseitig-wirkt, wie dies etwa für
eine Presse zweckmäßig ist, welche nur in der einen Hubrichtung Hochdruck verlangt.
In diesem Fall gilt sinngemäß das, was bei der Beschreibeng der Ausführung und Einstellung
der einseitig wirkenden: Hilfssteuerung- 17 der Fig. i gesagt wurde.
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Die erfindungsgemäße Beeinflussung der Förderung oder Druckentwicklung
einer -regelbaren::. Primärpumpe von der Mittelstellung eines Umsteuerorgans l:äß.t
sich in; manchen Fällen noch. vorteilhafterweise kombinieren mit Brenvsvorrichtungen,
welche z. B. bei Hebezeugantrieben das Abstürzen der Last in der mit geringer Druckentwicklung
verbundenen Mittellage des Umsteuer-. Schiebers verhindern. Wird der Umsteuerschi:eber,
wie schon früher erwähnt, z. B.: als: Durchflitßschieber, d. h. undicht in seiner
Mittellage hergestellt, so kann eine solche Brenisie besonders zweck=-mäßig sein.
Ihm Betätigung kann mechanisch oder hydräüli-sch: -vomr däfii `Ü-3rieüerarhüeher
..abgeleitet .
werden. In Fig. 2 ist beispielsweise die Bremse 30
zum Zweck einer hydraulischen Betätigung an die Drucksteuerleilung 16 angeschlossen;
eine Feder ig sorgt für den Rückzug der Bremse, wenn der Umsteu.erschieber seine
Mittellage verläßt.
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Ähnlichen Zwecken hat auch ein beispielsweise bequem nach den Betriebsverhältnissen
einstellbarer Anschlag 2o in Fig. 2 zu dienen, welcher einen gewissen Mindestbetrag
der Förderung der Pumpe erzwingt oder den Eintritt einer umgekehrten Förderrichtung
derselben verhindert. Wird dieser Anschlag mit der Feder 31 als federnder Anschlag
ausgeführt, so läßt sich hierdurch noch eine gewisse Mindestdruckentwicklung für
kleine Förderungen m einer von den gewollten oder unbeabsichtigten Undichtigkeiten
des Systems oder insbesondere des Umsteuerschiebers weniger.stark abhängenden Weise
erzielen.
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Überhaupt läßt sich die Erfindung, abweichend von den hier näher beschriebenen
Ausführungsformen, mit Anwendung bekannter Hilfsmittel in vielfacher Weise variieren,
ohne damit ihrem Grundgedanken, nämlich der energiesparenden und höchste Ausnutzbarkeit
der hydraulischen Teile ergebenden Beeinflussung der Fördermenge oder der Druckentwicklung
einer regelbaren Pumpe in Abhängigkeit von der Einstellung eines Umsteuerorgans
in dessen Mittellage untreu zu werden. Wenn dabei nun auch diese Einrichtung in
erster Linie für umsteuerbare Antriebe Verwendung finden kann, so ist doch klar,
daß sie in manchen Fällen auch für nur stillzusetzende und nicht auch umzusteuernde
Antriebe vorteilhaft sein kann, da ja auch bei diesen die bekannten Anordnungen
dieselben Mängel aufweisen, z. B. die Antriebe mit Umsteuerschieber und druckgeregelter
Pumpe die meist ganz unnötige Entwicklung hohen Druckes bei Stillstand. In diesem
Falle kann an Stelle des Umsteuerschiebers oder der z. B. mit einer Nockenr welle
betätigten vier Umsteuerventile eine wesentlich einfachere Steuereinrichtung treten.
In vielen Fällen genügt ein einfacher Absperrschieber oder ein Absperrventil für
die Druckflüssigkeitszufuhr, da die Absperrung des Flüssigkeitsablaufes aus dem
Arbeitszylinder oder dem rotierenden Servomotor offenbar nur dann nötig ist, wenn
eine Bremsung erforderlich ist, wozu ein weiteres Ventil, ein weiterer Schieber
oder ein entsprechend eingerichteter gemeinsamer Schieber nötig wäre. Es ist aber
klar, daß auch in diesen, Fällen die Anwendung der Erfindung vorteilhaft ist; ebenso
ist die zweckmäßige Art ihrer Ausführung auch. in diesen Fällen aus den beispielsweise
gewählten, für eine Umsteuerung geeigneten Steuereinrichtungen nach Fig. i oder
2 ohne weiteres zu entnehmen, da dies nur auf die entsprechende Sperrung des -Hubs
des Umsteuerschiebers 5 für eine entsprechend zu bestimmende Seite außerhalb seiner
Mittellage hing auskommt und auf das Weglassen der dann nicht mehr erforderlichen
mechanischen oder hydraulischen Vorkehrungen.
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In manchen Fällen wird: bei einer durch Hubeinstellung regelbaren
Pumpe der hydraulische Antrieb nur durchöffnen einesAuslaßventils an derDruckleitung
der Pumpe stillgesetzt. Besonders wenn noch ein Druckregler an dem Pumpenstellzeug
wirkt, hat dies den Nachteil, daß dauernd ganz unnötig@.große Strömungsverluste
bei Stillstand der Anlage eintreten. Auch muß-das Anlaßorgan, um wirklich ein Stillsetzei
ohne zu hohen Gegendruck zu erzielen, sehr groß ausgeführt werden. In einem solchen
Fall kann die Erfindung sehr vorteilhaft in der in Fig. 3 ersichtlichen: Weise ausgeführt
werden. i ist dort eine regelbare Pumpe, etwa ähnlich den bei Fig. i und 2 beschriebenen
Pumpen' eine solche mit schwenkbarem Rahmen 8 und: fester, geeignet angetriebener
Triebwelle 3. Der Schwenkrahmen 8 wird durch die Kraft der Feder i i gegen den Druckreglerkolben
des Druckreglers g gepreßt, womit beispielsweise hier hauptsächlich ein Überlastungsschutz
der Anlage ohne Inkaufnahme der Nachteile eines Sicherheitsventils erzielt wird.
Ein verstellbarer Anschlag 2o, welcher den Hub des Druckreglerkolbens beschränkt,
oder irgendeine andere von Hand oder selbsttätig von irgendwelchen Betriebsgrößen
. verstellbare Hubbeeinflussung des Druckreglers g kann .dabei für die Zwecke der
Regelung des Antriebes dienen. Der Sekundärteil ist hier beispielsweise ein ähnlich
wie die Pumpe gebauter rotierender, gegebenenfalls auch in beliebiger Weise regelbarer
Ölmotor 32.
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Um nun den Antrieb stillzusetzen, wird der verhältnismäßig kleine
Steuerschieber 33 aus der gezeichneten Lage vorerst nach unten bewegt, daß der Stellzylinder
3.4, welcher vorher mit dem Ölbehälter verbunden war, Druck aus der Druckleitung
4 erhält. Er bringt dann; entgegen. der Wirkung der Feder i i den Antrieb durch
Einstellung des Hubs der Pumpe auf kleine Werte zum Stillstand, wobei ein dem Stellzylinder
34 parallel ge-,schalteter Bremszylinder 35 mit Bremskolben 36, welcher auf die
Bremsscheibe 37 wirkt. den Antrieb vollends zum Stillstand bringt, wenn seine Belastung
nicht ausreicht, um diesen trotz der Wirkung des von der Spannung der Feder i i
herrührenden Restdruckes. festzuhalten. Damit nun dieser Restdruck nicht zu ,groß
sein muß, kann es hier sehr zweckmäßig sein, die Spannung der Feder i i verhältnismäßig
schwach zu wählen oder diese bei dem gezeichneten horizontalen Aufbau durch eine
einfache Gewichtswirkung, etwa das Eigengewicht des Schwenkrahmens zu ersetzen.
Eine schwache Feder i i? läßt sich insbesondere auch dann anordnen, wenn ein weiterer
kleinerer Stellzylinder 34a, der beispielsweise dauernd mit der Druckleitun:g4 verbunden
ist, diese unterstützt.
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Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung hat dabei gegenüber der Anordnung
eines einfachen Auslaßventils den Vorteil, daß ein Steuerschieber kleiner Abmessung
völlig genügt, um unter Ausnutzung eines häufig ohne dies vorhandenen, etwa ,dem
Überlastungsschutz dienenden Druckreglers das Stillsetzei der Anlage zu bewirken.
Dabei wird dann erfindungsgemäß für dies Stillsetzei der Anlage ein Besonderer Niederdruckregler
verwendet _
oder aber auch entspreehend der Ausführung nach Fig.
a ein mehrstufiger oder durch Veränderung von Drosselstellen usw. verstellbarer
Druckregler, so daß es zum Stillsetzen nicht nötig ist, dauernd etwa die Pumpe ihren
Höchstdruck entwickeln, zu lassen, was außer den in der Einleitung geschilderten
Nachteilen der bekannten Steuereinrichtungen hier auch noch den Nachteil,haben würde,
daß die zum Festhalten des Sekundärteiles nötige Bremse sehr kräftig ausfallen müßte.
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In manchen Fällen ist nun eine solche Bremse 30 in Fig. 3 auch
wünschenswert, um bei Stillstand der Anlage, auch bei Außerbetriebsetzung der Anlage
den Sekundärteil 32 festzuhalten. In diesem Fall wird man dann nicht einen
Federrückzug für diese Bremse wählen., sondern eine Feder- oder Gewichüsanpressung
für diese Bremse und vielleicht zusätzlich oder auch ausschließlich einen Betätigungszylinder,
welcher die Bremse bei Auftreten eines gewissen Mindestdruckes in der Druckleitung
.4 anlüftet, falls der entsprechend in naheliegender «'eise umzuändernde Steuerschieber
33 sich in der Betriebsstellung befindet. Anstatt dessen kann das Anlüften der Bremse
auch sonstigen bekannten mechanischen, elektrischen oder hy-
draulischen Vorrichtungen
überlassen werden, auch einer tachometrisch mit dem Antrieb der Primärpumpe zusammenhängenden
Vorrichtung dieser Art. An Stelle der beschriebenen hydraulisch betätigten mechanischen
Bremse der Fig.2 oder 3 können auch ähnliche mechanische oder hydraulische oder
auch elektrisch betätigte SperrvorrichtVngen dienen. Bei der Ausführung nach Fig.
2 kann zum Beispiel der Sperrung .des Hubs des Preßkolbens, insbesondere zur Vermei-d@ung
seines Abrutschens unter seinem Eigengewicht bei längerem Stillstand ein mechanisch,
elektrisch oder auch hydraulisch in Abhängigkeit von der Umsteuerschieberstellung
betätigtes Ventil in der unteren Anschlußleitung des Preß@zylinders dienen, welches
sich leichter als der Umstenerschieber 5 vollständig dicht ausführen läßt. -Bei
der Steuerung nach Fig. 3 ließe sich auch zusätzlich zu der dargestellten, nur dem
Stillsetzen dienenden Einrichtung auch noch eine Umsteuereinrichtung bekannterArt,etwa
ein nur bei kleinem Betriebsdruck zu betätigender nicht entlastender und demnach
einfacherer und geringereStrömurgsverluste aufweisender, bahnartiger Umsteuerschieber
(3,8 in Fig. 3) einbauen. Anstatt dessen kann; dort die Umsteuerung auch durch einen
versteilbaren, von I auf II auf den umgekehrten Drehsinn, umstellbaren Ölmotor vorgenommen,
werden.
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Steuerschieber 33 und-Umsteuerorgan 38 können auch eine gemeinsame
Betätigung erhalten, derart, daß das nicht entlastete Umsteuerorgan stets nur im
Niederdruckzustand der .Anlage verstellt wird. Diesem Zweck kann z. B. die in Fig.
q. in einer schematischen, perspektivischen Ansicht dargestellte Einrichtung dienen..
Der Handhebel 39 verstellt hier die Nockenwelle 4o; die Nocken werden so geformt,
daß die Verstellung des an den Hebel 38' in Fig. q. anzuhängenden Urnsteuerorgans
nur bei der Niederdruckeinstellung dies Steuerschiebers 33, der über den Hebel 33'
betätigt wird, vor sich geht. Im übrigen: bezieht sich die Erfindung in der Hauptsache
auf hydraulische Antriebe mit durch Hubeinstellung regelbarer Pumpe. Es ist jethoch
möglich, in geeigneten Fällen. mit einem durch Hubeinstellung regelbaren Sekundärteil
ähnliche Wirkungen zu erzielen; ein. Antrieb mit konstanter Drehmomentbelasitung
ergibt z. B. in einem hydraulischen Getriebe einen dem Sekundärhub umgekehrt proportionalen
Betriebsdruck. Es ist daher auch möglich, die Erfindung auf .Antriebe an-zuwenden,
in welchen eine Druckregelung durch Verstellen des Sekundärhubs allein oder in Kombination
mit einer Primärhubverstellung erzielt wird.
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In den Ausführungsbeispielen sind im übrigen Druckregler einfachster
Bauart dargestellt, bestehend aus einem unter dem zu regelnden Flüssig" keitsdruck
oder einem gewissen Bruchteil desselben stehenden Druckzylinder, welcher gegen die
Kraft einer eine Hubvergrößerung der Pumpe bewirkenden Feder ausgewogen wird. Zumal
bei größeren Ausführungen wird man hier aus. Dimensionierungsgründen noch bekannte
oder naheliegende Vorsteuerungen anbringen. Da nun die spezielle Bauart des Druckreglers
wie die meisten beispielsweise gewählten baulichen Einzelheiten für die Erfindung
unwesentLich sind, ist es nicht nötig, derartige Varianten. der Ausführung hier
noch 'näher zu beschreiben.