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Steuerung mit Flüssigkeitsgestänge für Kraftmaschinen, Gebläse und
Kompressoren u. dgl. Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Steuerung für
Kraftmaschinen, Gebläse, Kompressoren u. dgl., bei der die Steuerorgane durch ein
flüssiges Druckmittel besteuert werden. Bei den-- bisher bekannten Steuerungen dieser
Art wird eine zwischen einem aktiven und passiven Kolben befindliche abgeschlossene
Flüssigkeitssäule dadurch hin und her bewegt, daß der aktive Kolben unmittelbar
durch Steuerdaumen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Servomotors, verstellt
wird. Man hat jedoch bei hydraulischen Steuerungen diese Flüssigkeitssäule, wenn
die Steuerorgane geschlossen sind, nicht dem konstanten Druck eines Akkumulators
ausgesetzt, weil man dies nicht für erforderlich hielt. Man hat zwar bei Steuerungen
mit einem gas- oder dampfförmigen Übertragungsmittel zwischen aktivem und passivem
Kolben unter konstantem Druck stehende Drückausgleichsbehälter vorgesehen. Allein
bei Verwendung derartiger Übertragungsmittel ist wegen deren hoher Zusammendrückbarkeit
diese Maßnahme erforderlich, ohne daß sie aber eine ungleichmäßige Bewegung der
beiden Kolben zueinander auszuschalten vermag.
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Demgegenüber besteht die Erfindung in einer Steuerung, bei der eine
von einer Steuerwelle angetriebene Preßpumpe ständig C51 in einen unter konstanter
Belastung gehaltenen Akkumulatorraum preßt, der bei geschlossenen Steuerorganen
ständig mit an die einzelnen Steuerleitungen angeschlossenen Druckräumen von Steuerkolben
in Verbindung steht, während diese Verbindung bei der Steuerbewegung der Kolben
unterbrochen und das in den Steuerleitungen enthaltene flüssige Druckmittel unter
erhöhten Druck gesetzt wird. Auf diese Weise ist es möglich, das L'bertragungsmittel
stets luft- und gasfrei zu erhalten und dadurch jede Unregelmäßigkeit in der Steuerung
auszuschließen.
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Da die bekannten hydraulischen Steuerungen infolge der raschen- Abnutzung
der Steuerkanten der Steuerkolben sehr bald ungenau arbeiten,- wird der Erfindung
gemäß die Steuerkante durch eine dem Steuerkolben entgegenkommende Büchse bei Eintritt
der Drucksteigerung abgedeckt und dadurch geschützt.
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Ferner ist der Erfindung gemäß die Regelung der Steuermaschine selbst
zugewiesen, indem auf der Steuerwelle, die die Preßpumpe für den Akkumulator und
die Steuerkolben beeinflußt, Steuerdaumen in bekannter Weise verschiebbar angeordnet
sind und durch einen gleich auf der Steuerwelle sitzenden Regler verstellt werden.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i eine Oberansicht der Einrichtung, Abb. 2 einen
Schnitt nach Linie A-B der Abb. i, Abb. 3 einen Schnitt nach Linie c-d der Abb.
i; Abb. 4 eine mit einem Regler ausgerüstete Steuerwelle in größerem Maßstabe.
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Abb. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Steuereinrichtung
in zwei verschiedenen Stellungen.
Auf einer Grundplatte i sind in
Bohrungen eines Gehäuses :2 drei Steuerkolben 3 und ein Pumpenkolben q. gelagert.
Die Kolben werden durch auf einer sich drehenden Welle 5 angeordnete unrunde Daumen
6 und 7 nach einwärts bewegt, während der Rückgang durch auf sie einwirkende Federn
8 und erfolgt. Beim Hinundhergang der Pumpenkolben 4 wird aus einem Ölraum io des
Gehäuses 2 durch ein Saugventil i r Öl angesaugt und durch ein Druckventil 12 in
einen am Gehäuse angebrachten Akkumulatorraum 13 gepreßt, dessen Inhalt dem
Drucke eines durch eine Feder 14 oder durch Dampf oder ein Gas belasteten Kolbens
15 ausgesetzt ist. Bei Erreichung eines bestimmten Druckes wird die zuviel geförderte
Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil 16 und eine an die Öffnung 17 angeschlossene
Leitung wieder in den Ölraum io zurückgeführt. Der Akkumulatorraum 13 wird daher
stets unter konstantem Druck gehalten. Der Arbeitsraum 18 der Steuerkolben 3 ist
am hinteren Hubende durch eine Bohrung i g mit einem Raum 2o und am vorderen Hubende
durch eine Bohrung 21 mit einem Raum 22 in Verbindung. Von dem letzteren führen
Druckleitungen 23 zu den Steuerorganen. Die Räume 2o stehen ferner mit dem Akkumulatorraum
13 in Verbindung. Der dort herrschende konstante Druck kommt daher auch in sämtlichen
Druckleitungen 23 zur Wirkung, weil der Raum 22, wenn die Steuerkolben am hinteren
Hubende stehen, mit dem Akkumulatorraum 13 in Verbindung steht. Dadurch, daß das
Öl durch den Akkumulator ständig unter Druck gestellt ist, können sich auch keine
Luftblasen u. dgl. bilden, die bis heute als wesentlicher Nachteil bei allen bisherigen
hydraulischen Steuerungen auftreten.
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Die Steuerung der Ventile selbst erfolgt durch die Steuerkolben 3,
die durch Nocken 6 bewegt werden. Die Nocken 6 haben eine der Ventilbewegung entsprechende
Form. Sobald die Steuerkolben 3 durch den zugehörigen Nocken einwärts bewegt werden,
schließen sie die Öffnung ig ab. Beim weiteren Vorgehen des Steuerkolbens entsteht
daher ein Überdruck, der die Ventile rasch und sicher öffnet. Beim Rückgang werden
die Kolben durch die Federn 8 zurückgeschoben, wodurch der Druck von den Steuerkolben
der Ventile weicht und somit wieder der Selbstschluß der Ventile durch Federkraft
einsetzt. Die Steuerdaumen sind hierbei so zueinander angeordnet, wie es das Arbeitsdiagramm
der Maschine erfordert. Falls gleiche Ventile dieselben Bewegungen ausführen, können
sie durch Druckleitungen an den gleichen Steuerkolben angeschlossen sein. Um die
Öffnungszeit verändern zu können, sind die Nocken kegelig gestaltet und mit der
Steuerwelle 5 undrehbar, jedoch in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Die
Verstellung der Nocken kann von Hand eingestellt werden, z. B. bei der Steuerung
von Schiffsmaschinen, Lokomotiven u. dgl. Sie kann aber auch durch einen Regler
24 selbsttätig, entsprechend den Betriebsanforderungen, erfolgen. Dieser Regler
verstellt dann eine auf der Steuerwelle 5 sitzende, die Steuernocken tragende Büchse
25. Dieser Regler kann auch unter dem Einfluß von Druckmitteln, z. B. Luft oder
Gas, entstehen, was beispielsweise bei der Steuerung von Gebläsen, Kompressoren
und ähnlichen Maschinen erforderlich ist.
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In Abb. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform der Steuereinrichtung
gezeigt. In diesem Falle ist in dem Steuergehäuse 2 gleichachsig zu den Steuerkolben
3 eine Büchse 26 verschiebbar gelagert, die unter dem Druck einer Feder 27 nach
links gepreßt wird, bis sich ihr Ringflansch 28 am Steuer- . gehäuse 2 abstützt.
In dieser Lage steht das rechte Ende der Büchse von dem linken Ende der Führung
29 des Steuerkolbens ab, wodurch ein Ringspalt 3o freigelassen wird, der die innere
Ausbohrung 3 r der Büchse 26 mit dem Raume 2o verbindet, der wie bei der ersten
Ausführungsform mit dem Akkumulatorraum i3_ in Verbindung steht. Die hintere Stirnflä_che_32
der Büchse 26 steht noch so weit- von dem Gehäuse 2 ab, daß der in der Innenbohrung
3 i auftretende Flüssigkeitsdruck auf sie einwirken kann. Ferner ist der Arbeitsraum
31 für ,den Steuerkolben 3 durch die Bohrung 33 an die Steuerleitungen 23
angeschlossen., Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Bewegt sich der
Steuerkolben 3 zunächst nach links, so wird der Ringspalt 30 verengt. Der
sich langsam erhöhende Druck im Innern der Bohrung 3 i drückt die Büchse 26 dem
Steuerkolben 3 entgegen, so daß der Ringspalt 3o rasch durch Aufeinanderliegen der
konisch ausgebildeten Sitze abgeschlossen und die geschlossene Führung für denSteuerkolben
gebildet wird. In diesem Augenblick wird beim weiteren Vorgehen des Kolbens 3 der
Druck im Arbeitsraum 3 i sofort erhöht, der dann die Steuerorgane der Maschine so
lange geöffnet hält, bis der Steuerkolben seine Rückwärtsbewegung beginnt.
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Diese Ausbildung der Steuereinrichtung bezweckt,- die steuernde Stirnfläche
der Steuerkoben 3 erst dann hohem Druck auszusetzen, wenn sie sich bereits innerhalb
der Bohrung 3 i der Büchse befindet. Es wird dadurch die Steuerkante vor Abnutzung
geschont und eine präzise Steuerung erreicht.
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Die beschriebene Einrichtung bildet eine
kleine Steuermaschine
für sich, die an beliebiger Stelle der Maschine angeordnet sein kann Lind daher
leicht und bequem zu bedienen und zu überwachen ist. Sie bietet den Vorteil, daß
das sonst erforderliche schwere Steuergestänge ganz. in Fortfall kommt. Bei Anwendung
von Reglern erhalten diese kleine Abmessungen, da diese gleich an der Steuermaschine
sitzen können und die zu verstellenden Massen sehr klein sind.