CH617248A5

CH617248A5 -

Info

Publication number: CH617248A5
Application number: CH1315175A
Authority: CH
Inventors: Ellis H Born; Alan H Viles; Cecil E Adams; David L Thurston
Original assignee: Abex Corp
Priority date: 1974-10-16
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1980-05-14
Also published as: SE407101B; NL7510658A; JPS5157001A; DE2545362A1; CA1032441A; DE2545362C2; MX147117A; ES441550A1; GB1522027A; IT1047520B; US3908519A; FR2288236B1; SU736884A3; NL178807C; IN142703B; BR7506777A; SE7511568L; AU472949B2; FR2288236A1; AU8478675A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs angegebenen Art.

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Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art (DE-OS 1 453 656) wirkt bei Anwachsen der Fördermenge und/oder des Förderdrucks der Maschine über bestimmte Grenzen hinaus der Systemdruck auf Messwerke, die ihrerseits auf das Steuerventil des Handstellgliedes einwirken und dadurch die Beaufschlagung des Stellzylinderkolbens mit dem Förderdruck der Hilfspumpe bewirken. Die Geschwindigkeit, mit der auf diese Weise die selbsttätige Verringerung des Verdrängungsvolumens herbeigeführt werden kann, hängt daher von der Leistungsfähigkeit der Hilfspumpe ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuereinrichtung so auszugestalten, dass die Verringerung des Verdrängungsvolumens bei plötzlichem Anwachsen der Fördermenge oder des Förderdrucks der Maschine über die bestimmten Grenzen hinaus mit grösserer Geschwindigkeit erfolgen kann, als es bei dieser bekannten Steuereinrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teü des Anspruchs 1 angegebene Massnahme gelöst.

Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt besteht darin, dass die Leistung der Hilfspumpe verhältnismässig gering bemessen werden kann und dennoch im Notfall bei plötzlichem Anwachsen der Fördermenge oder des Förderdrucks der Maschine über bestimmte Grenzen hinaus die selbsttätige Verringerung dieser Fördermenge oder dieses Förderdrucks mit grosser Geschwindigkeit erfolgen kann, weil hierzu der Systemdruck und nicht lediglich der Druck der Hilfspumpe zur Verfügung steht.

An sich ist es nicht mehr neu, dem Stellzylinder einer Hydromaschine den Systemdruck zuzuführen, vergleiche DE-OS 1917 488. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung wird je nach Förderrichtung der Hydromaschine der Systemhochdruck in den entsprechenden Arbeitsraum des doppelt wirkenden Stellzylinders geleitet, um die Hydromaschine rasch in die Null-Förderlage zu verstellen. Eine Hilfspumpe ist dabei nicht vorgesehen, was den Nachteil hat, dass man das Verdrängungsvolumen der Hydromaschine mit Hilfe des Handstellgliedes nicht schon dann einstellen kann, wenn die Hydromaschine im Leerlauf läuft und daher keinen Systemdruck entwickelt.

Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

In den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist, zeigen

Fig. 1 ein hydraulisches Schaltbild der Steuereinrichtung der Hydromaschine, von der lediglich die den Einlass und Auslass bildenden Steuerschlitze, das Gehäuse und der Stellzylinder mit Kolben gezeigt sind, und

Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild zum Darstellen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen druckbegrenzend wirkenden Ein- und Auslassventile.

Die Hydromaschine, deren Verdrängungsvolumen von einem Höchstwert für Förderung in der einen Richtung durch Null hindurch bis zu einem Höchstwert für Förderung in der entgegengesetzten Richtung verstellbar ist, kann als Pumpe oder Motor wirken. Sie kann beispielsweise als Axialkolbenmaschine ausgebildet sein. In diesem Falle stellt das das Verdrängungsvolumen bestimmende Stellglied eine schwenkbare Schiefscheibe dar, die durch den Kolben eines doppelt wirkenden Stellzylinders von der Ausgangslage aus in der einen oder der anderen Richtung schwenkbar ist. Die umlaufende Zylindertrommel, welche die achsparallelen Kolben trägt, liegt an einem nichtumlaufenden, am Gehäuse befestigten Steuerspiegel an, der in bekannter Weise mit bogenförmigen Schlitzen PI und P2 versehen ist und auf seiner Rückseite im Gehäuse vorgesehene Kühlungskanäle 244 begrenzt, die mit dem Inneren des Gehäuses kommunizieren. Die Schiefscheibe sitzt starr an einem im Gehäuse schwenkbar gelagerten Körper 34, der einen Flügelkolben trägt. Dieser Flügelkolben unterteilt den starr am Gehäuse befestigten doppelt wirkenden Stellzylinder in zwei Kammern 80 und 81. 5 Mit der umlaufenden Zylindertrommel, welche die Axialkolben trägt, ist der Läufer einer im Gehäuse angeordneten Hilfspumpe 52 gekuppelt.

Der schwenkbare Körper 34, der den in Fig. 1 rechts unten ersichtlichen, als Flügelkolben ausgebildeten Stellzylinder-kolben trägt, ist mit einer starr an ihm befestigten ebenen Ventilscheibe versehen, die sich lotrecht zur Schwenkachse des Flügelkolbens erstreckt und in gleichen Abständen von , dieser Achse zwei Steuermündungen 97 und 98 hat. Um die gleiche Achse ist ein Arm 118 schwenkbar, der mit dem 15 Handstellglied verbunden ist und durch dieses verschwenkt werden kann. Dieser Arm trägt einen Flachschieber 136, 137 der an der einen Ventilscheibe gleitend anliegt und in seiner Mitte eine Steueröffnung 134 hat, die ständig mit der Druckleitung 211 der Hilfspumpe 52 kommuniziert.

20 Nimmt das Handstellglied und der mit diesem starr verbundene Arm 118 seine in Fig. 1 gezeigte Mittelstellung ein, dann befindet sich die von der Hilfspumpe 52 gespeiste Mündung 134 zwischen den Steuermündungen 97 und 98 der ebenen Ventilscheibe. Wird das Handstellglied aber ver-25 schwenkt, beispielsweise im Uhrzeigersinn, dann gelangt die Steuermündung 134 zur Deckung mit der Steuermündung 98. Von dieser führt eine Leitung 100 über eine Drosselöffnung 110 und ein dieser parallel geschaltetes Rückschlagventil 108 zur Kammer 81 und setzt diese unter Druck. 30 Dadurch wird der Flügelkolben und mit ihm die an ihm befestigte Ventilscheibe im Uhrzeigersinn mit Bezug auf Fig. 1 verschwenkt, und zwar so weit, dass die Steuermündung 98 durch den Flachschieber 136,137 verschlossen wird. Verschwenkt man das Handstellglied im Gegenuhrzeigersinn, 35 dann kommt die Steuermündung 134 in Deckung mit der Steuermündung 97, die durch eine Leitung 99 über eine Drosselstelle 109 und ein parallel zu dieser geschaltetes Rückschlagventil 107 mit der Kammer 80 verbunden ist. Infolgedessen fördert die Hilfspumpe 52 Drucköl in die 40 Kammer 80 und verschwenkt den Flügelkolben im Gegen-uhrzeigersinn. Die aus der anderen Kammer 81 verdrängte Steuerflüssigkeit fliesst dann über die Leitung 100 und die Drosselstelle 110 zur Mündung 98, die dabei durch den Flachschieber 136, 137 freigegeben ist und mit dem Inneren 45 des Gehäuses kommuniziert, aus dem die Hilfspumpe 52 " über die Leitung 209 gespeist wird.

Auf diese Weise ist erreicht, dass der Flügelkolben, der beiderseits die gleiche Fläche hat, bei Beaufschlagung mit dem Förderdruck der Hilfspumpe dem Handstellglied folgt. 50 Wächst die Fördermenge oder der Förderdruck der Maschine über eine bestimmte Grenze hinaus an, dann wird dem einen oder dem anderen Hubraum 80, 81 des Stellzylinders unabhängig vom Handstellglied und dem Arm 118 und unabhängig von den Steuermündungen 97, 98,134 der System-55 druck zugeführt, der in der Mündung PI und der angeschlossenen Förderleitung 227 oder in der Mündung P2 und der angeschlossenen Förderleitung 228 herrscht. Während der eine der beiden Hubräume 80, 81 in der nachstehend erläuterten Weise mit der jeweils unter Druck stehenden Förder-60 mündung PI oder P2 verbunden wird, wird der andere Hubraum auf Abfluss geschaltet. Infolgedessen verschiebt sich der Flügelkolben und verringert das Verdrängungsvolumen der Maschine.

Der Systemdruck wird der Kammer 80 oder 81 durch 65 eine unmittelbar in sie mündende Leitung 269 oder 271 zugeführt. Die dadurch bewirkte Verschiebung des Flügelkolbens hat zwar die Wirkung, dass die mit dem Systemdruck beschickte Kammer 80 oder 81 über die Leitung 99 oder 100

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mit derjenigen'Steuermündung 97 oder 98 in Verbindung gesetzt wird, die infolge der Verschiebung des Steuerkolbens und der starr daran befestigten ebenen Ventilscheibe mit dem Inneren des Gehäuses kommuniziert; doch wird dadurch der der Kammer 80, 81 zugeführte Systemdruck nicht wesentlich geschwächt, weil der Abfluss über die jeweils freigelegte Steuermündung 97, 98 durch die Drossel 109 bzw. 110 stark gedrosselt wird. Hört der Zufluss des Systemdrucks durch die Leitung 269 oder 271 auf, dann wandert der Flügelkolben gesteuert durch den Flachschieber 136,137 wieder in die durch das Handstellglied bestimmte Lage, weil das Handstellglied durch die Verschwenkung des Flügelkolbens unter dem Systemdruck keine Verstellung erfahren hatte.

Der Druck der Hilfspumpe 52 wird durch ein Druckbegrenzungsventil 200 in Abhängigkeit vom Systemdruck derart gesteuert, dass sich der Förderdruck der Hilfspumpe 52 verhältnisgleich mit dem Systemdruck ändert, der in der Mündung PI oder P2 herrscht. Der Überschuss der von der Pumpe 52 geförderten Flüssigkeitsmenge wird dazu herangezogen, den Kreislauf ständig wieder aufzufüllen, der sich beispielsweise ergibt, wenn die Hydromaschine die Pumpe oder den Motor eines Flüssigkeitsgetriebes bildet und daher in einem Kreislauf fördert, in dem trotz unvermeidlicher Leckverluste ständig ein gewisser Oberdruck aufrechterhalten werden muss. Diesem Zweck dient ein «Auffüllkreis», in den das Pumpengehäuse 11 eingeschaltet ist. In dieses Pumpengehäuse fliesst daher der Flüssigkeitsüberschuss, der von der Hilfspumpe 52 gefördert wird und von dort über ein Druckregelventil 201 in das Innere des Gehäuses gelangt. Dieses ist mit einem Vorratsbehälter T über ein Druckbegrenzungsventil

202 verbunden, das im Pumpengehäuse 11 einen niedrigen Oberdruck aufrechterhält. Muss die Hydromaschine mit einer stärkeren Strömungsmenge aufgefüllt werden, als sie durch die Hilfspumpe 52 geliefert werden kann, dann wird hierzu die im Pumpengehäuse 11 unter Druck stehende Flüssigkeit herangezogen. Sie fliesst durch das Druckregelventil 201 dem Einlass PI oder P2 der Hydromaschine zu.

In die an die Mündungen PI und P2 angeschlossenen Leitungen 227 und 228 ist je eine verstellbare Drossel 205 bzw. 206 eingeschaltet. Ausserdem ist die Mündung PI über die Leitung 227 und eine Zweigleitung 227 und eine Zweigleitung 248 an das Druckbegrenzungsventil 203 angeschlossen. In entsprechender Weise ist die Mündung P2 durch die Leitung 228 und eine Zweigleitung 251 an das Druckbegrenzungsventil 204 angeschlossen. Diese Ventile sprechen auf den Druckabfall an der Drosselstelle 205 bzw. 206 an und steuern damit die Strömungsmenge, die durch die Mündungen PI und P2 fliesst. Überschreitet diese Strömungsmenge eine bestimmte Grenze, dann lassen die Einlassventile 203 und 204 Flüssigkeit austreten, und diese wird dann dem Stellzylinder zugeführt.

Die von den druckbegrenzend wirkenden Einlassventilen

203 und 204 abströmende überschüssige Flüssigkeit wirkt auf druckbegrenzend wirkende Auslassventile 207 und 208, die den Druck der Triebflüssigkeit beschränken, die dem Stellzylinder zugeführt wird. Die Flüssigkeit, die diese beiden Ventile 207 und 208 überströmen lassen, gelangt in den oben erwähnten Auffüllkreis.

Die Druckleitung 210 der Hilfspumpe 52 ist durch Leitungen 212 und 213 mit dem Druckbegrenzungsventil 200 verbunden, das dem Zweck dient, den Förderdruck der Hilfspumpe 52 zu bestimmen. Stufenventil 200 wirkt die zugeführte Flüssigkeit auf einen Stufenkolben, der das Verschlussstück 214 bildet und durch einen Krafterzeuger gegen einen Sitz 215 gedrückt wird. Dieser Krafterzeuger besteht aus einer Feder 216 und aus einem Stössel 217, der durch einen Kolben 218 belastet ist. Auf den Kolben 218 wirkt der Förderdruck der Hauptpumpe. Das hat zur Folge, dass die auf den Stössel 217 und das Verschlussstück 214 wirkende Kraft in Abhängigkeit vom Förderdruck der Hauptpumpe steht. Belauft sich dieser Förderdruck auf Null, dann ist das Druckbegrenzungsventil 200 auf etwa 21 atü eingestellt. Be-5 läuft sich der Förderdruck der Hauptpumpe aber auf 350 atü, dann wird das Druckbegrenzungsventil 200 auf etwa 35 atü eingestellt.

Übersteigt der auf eine Schulter 219 des Stufenkolbens wirkende Druck die eingestellte Grenze, dann wird das Ver-10 schlussstück 214 von seinem Sitz 215 abgehoben und lässt Flüssigkeit in den Auffüllstromkreis überfliessen. Zu diesem gehören Leitungen 220, 221, 222 und 223, die zu einem Rückschlagventil 224 führen und eine Leitung 225, die zu einem Rückschlagventil 226 führt. Die beiden Rück-15 schlagventile 224 und 226 sind an die Leitung 227 und 228 angeschaltet, welche von den Mündungen PI und P2 der Hydromaschine ausgehen. Wenn die Saugmündung PI oder P2 nur unzureichend mit Flüssigkeit beliefert wird, dann öffnet sich das betreffende Rückschlagventil 224 oder 226 20 und lässt Flüssigkeit in die Leitung 227 oder 228 hinein-fliessen, wodurch der Kreislauf wieder aufgefüllt wird. Dadurch wird verhindert, dass in der Pumpe Unterdruck entsteht.

Beim normalen Betrieb verbraucht die Hydromaschine 25 nicht die gesamte Flüssigkeitsmenge im Auffüllkreis. Der Überschuss der Flüssigkeit fliesst über die Leitung 230 zum Druckregelventil 201. Dessen Verschlussstück hat einen Stufenkolben 231, der durch einen Krafterzeuger auf seinen Sitz 232 gedrückt wird. Der Krafterzeuger besteht aus einer 30 schwachen Feder 233 und aus dem Druckmittel, das sich in dem Hohlraum 234 oberhalb des Stufenkolbens 231 befindet. Der Druck in diesem Hohlraum wurde durch ein einstellbares Druckregelventil 235 gesteuert, dessen Einlass durch eine Leitung 236 mit dem Hohlraum 234 in Verbin-35 <lung steht. Die in der Leitung 230 befindliche Auffüllflüssigkeit erreicht das Regelventil 235 über den Einlass 237 des Ventils 201, eine Bohrung 238, einen Hohlraum 239, eine Mündung 240, einen Hohlraum 234 und eine Leitung 236. Überschreitet der Druck der Auffüllflüssigkeit die zulässige 40 Grenze, dann öffnet sich das Druckregelventil 235. Der Druck in dem Hohlraum 234 über dem Stufenkolben 231 hat dann die obere Grenze erreicht. Nimmt der auf die Schulter 241 des Stufenkolbens 231 wirkende Druck der Auffüllflüssigkeit weiter zu, dann wird dadurch das Verschluss->stück von dem Sitz 232 abgehoben. Es geschieht dies bei etwa 14 atü.

Die uhten aus dem Druckregelventil 201 überströmende Flüssigkeit fliesst durch Leitungen 242 und 243 in die Kühlkanäle 244 und dann weiter durch eine Leitung 245 ins Ge-50 'häuse 11. Die in diesem Gehäuse befindliche Flüssigkeit wird vermehrt durch Leckflüssigkeit, die an den Kolben 29, den Schuhen 32 und der Platte 44 vorbeisickert. Die Flüssigkeit im Gehäuse 11 fliesst über ein Druckbegrenzungsventil 202 und eine Leitung 246 in den Vorratsbehälter T. Das 55- Überdruckventil 202 hält den Druck im Gehäuse 11 auf etwa 4,2 atü. Sollte der Flüssigkeitsbedarf der Hauptpumpe durch die Hilfspumpe 52 oder den Auffüllkreis nicht gedeckt werden, dann steht die unter Druck stehende Flüssigkeit im Gehäuse 11 zur Verfügung, um in der entgegengesetzten Richtung durch die Leitung 245, die Kanäle 244 und die Leitungen 243, 242 zurück durch das Druckregelventil 201 in den Auffüllkreis zu fliessen, um diesem zusätzliche Flüssigkeit zu liefern. Das geschieht, wenn sich das Rückschlagventil 224 oder 226 öffnet, um den Systemkreislauf aufzu-65 füllen, wenn dabei der Systemdruck unter dem Druck im Gehäuse 11 sinken sollte. In diesem Falle fällt der Druck im Hohlraum 234 unter den Druck im Gehäuse 11 und dieser Druck im Gehäuse kann den Stufenkolben 231 anheben, so

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dass sich das Verschlussstück vom Sitz 232 löst und die Flüssigkeit in den Auffüllkreis hineinläuft.

Das druckbegrenzende Einlassventil 203 steuert den Druck, der in der Mündung PI der Hydromaschine herrscht, und begrenzt die Strömungsmenge. Aus der Mündung PI 5 fliesst der Förderstrom der Hydromaschine durch die Leitung 227 und die Drosselstelle 205 zu einem Druckmittelverbraucher. Der Raum unter der Bodenfläche des Verschlussstücks des Ventils 203 ist durch die Leitungen 227 und 248 mit der Mündung PI verbunden. Auf die obere Fläche des lö kolbenförmigen Verschlussstücks des Ventils 203 wirkt die Druckflüssigkeit, die durch die Leitung 227, die Drosselstelle 205, eine Leitung 249 und eine Drosselstelle 250 fliesst. Stellt die Mündung PI die Druckmündung dar, dann bildet P2 den Einlass, und der Strom fliesst in diese Saugmündung P2 15 über ein Rückschlagventil 273 und die Leitung 228 unge-drosselt. Stellt aber die Mündung P2 die Druckmündung der Hydromaschine dar, so dass der Strom zum Druckmittelverbraucher durch die Leitung 228 und die Drosselstelle 206 fliesst, dann dient das Einlassventil 204 dem Zweck, den 20 Förderdruck und die Strömungsmenge in der Mündung P2 zu begrenzen. Zu diesem Zweck geht von der Druckleitung 228 aus eine Leitung 251 zu dem Raum unter der Bodenfläche des kolbenförmigen Verschlussstücks 263 des Ventils 204, und hinter der Drosselstelle 206 zweigt von der Leitung 2s 228 eine Leitung 252 ab, die über eine Mündung 253 zu dem Raum über dem Verschlussstück des Ventils 204 führt. Stellt die Mündung P2 die Druckseite dar, dann bildet die Mündung PI die Saugseite, die durch die Leitung 227 und ein Rückschlagventil 272 ungedrosselt mit Flüssigkeit beliefert 30 wird.

Die Einstellung der Druckgrenze, auf die die Druckbegrenzungsventile 203 und 204 ansprechen, erfolgt durch ein verstellbares Rückschlagventil 247. Dessen Einlass ist mit der über dem Rückschlagventil 203 befindlichen Mündung 250 3J über ein Rückschlagventil 254, eine Leitung 255 eine Leitung 256 und einen Hohlraum 257 verbunden. Ferner ist der Einlass des Rückschlagventils 247 mit der Mündung 253 über dem Ventil 204 über ein Rückschlagventil 258,

eine Leitung 259, die Leitung 256 und den Hohlraum 257 4Q verbunden. Das im Hohlraum 257 befindliche Druckmittel drückt auf den Kolben 218, der seinerseits auf den Stössel 217 einen abwärts gerichteten Druck ausübt, wie bereits erwähnt wurde.

Auf den Auslass des Rückschlagventils 247 wirkt der im 45 Hohlraum 239 herrschende Druck. Wie oben erläutert, ist dies der im Gehäuse 11 herrschende Auffülldruck. Das kegelförmige Verschlussstück des Rückschlagventils 247 ist durch eine Schraubenfeder belastet, die sich an einem von Hand verstellbaren Schraubenbolzen abstützt. Mit Hilfe die- JQ ses Schraubenbolzens kann man daher willkürlich den Druck einstellen, der im Hohlraum 257 herrscht und das Druckbegrenzungsventil 200 belastet.

Das Ventil 203 hat ein Verschlussstück 260, das auf seinen Sitz 261 durch eine Feder 262 gedrückt wird. Das g Ventil 204 hat in entsprechender Weise ein Verschlussstück 263, das gegen seinen Sitz 264 durch eine Feder 265 gedrückt wird. Stellt die Mündung PI die Druckseite dar, dann fliesst die geförderte Flüssigkeit durch eine Drossel 266 im Verschlussstück 260 und durch die Drossel 250 zum ^

Hohlraum 257, wodurch dieser Hohlraum unter den Systemdruck gesetzt wird. Stellt aber die Mündung P2 die Druckseite dar, dann fliesst die geförderte Flüssigkeit durch eine Drossel 267 des Verschlussstücks 263 des Ventils 204 und durch die Drossel 253 zum Hohlraum 257.

Das Rückschlagventil 247 öffnet sich, wenn der Förderdruck der Hauptpumpe eine bestimmte Grenze überschreitet. Geschieht dies mit dem Förderdruck in der Mündung PI,

dann verringert der durch die Drosseln 266 und 250 des Ventils 203 fliessende Strom den in der Kammer 268 oberhalb des Schieberkolbens 260 herrschenden Druck. Infolgedessen hebt sich das Verschlussstück 260 von seinem Sitz 261 ab, und der durch eine Leitung 248 zugeführte Anteil des Förderstroms der Hydromaschine fliesst durch das geöffnete Ventil 203 in die Leitung 269, die in den Hubraum 80 des Stellzylinders führt. Der Flügelkolben wird daher in Gang gesetzt und verschwenkt den Schiefscheibenhalter 34 in Richtung auf dessen neutrale Mittelstellung, wodurch das Fördervolumen der Hydromaschine verringert wird, bis infolgedessen der Förderdruck auf die Grösse sinkt, bei der sich das Ventü 203 wieder schliesst. Ein entsprechender Vorgang tritt ein, wenn die Mündung P2 die Druckseite darstellt und dort der Förderdruck das Öffnen des Ventils 247 bewirkt. Dann fliesst das Druckmittel durch die Drosseln 267 und 253 und verringert den Druck in der Kammer 270 oberhalb des Verschlussstücks 263 soweit, dass dieses von seinem Sitz 264 abgehoben wird. Es lässt dann einen Teil des durch die Leitungen 228 und 251 zugeführten Förderstroms in die Leitung 271 übertreten, die zum Hubraum 81 des Stellzylinders führt. Dieser kommt daher in Gang und verringert das Hubvolumen der Hydromaschine, bis der Förderdruck der Einstellung des Druckbegrenzungsventils 204 entspricht.

Auf den Druckabfall an der Drosselstelle 205 spricht das Druckbegrenzungsventil 203 an. Es begrenzt daher die von der Hydromaschine durch die Mündung PI geförderte Strömungsmenge. Wie bereits erwähnt, verbindet die Leitung 248 die Leitung 227 stromauf von der Drosselstelle mit der Unterseite des Verschlussstücks 260 des Ventils 203, während stromab von der Leitung 227 eine Leitung 249 abgeht und zur Oberseite des Verschlussstücks 260 führt. Fördert die Hydromaschine aber durch die Mündung P2 und die Leitung 228, dann wird der Druckabfall an der Drosselstelle 206 abgefühlt. Es geschieht dies durch das Druckbegrenzungsventil 204. Dieses begrenzt daher die aus der Mündung P2 geförderte Strömungsmenge. Zu diesem Zweck ist die Leitung 228 stromauf von der Drosselstelle 206 durch eine Leitung 251 mit der Kammer an der Unterseite des Verschlussstücks 263 verbunden, während eine Leitung 252 stromab von der Drosselstelle 206 abzweigt und zu der Kammer oberhalb des Verschlussstücks 263 führt. Die Verschlussstücke der Ventile 203 und 204 sind durch Federn 262 bzw. 265 belastet. Diese beeinflussen denjenigen Druckabfall an den Drosselstellen 205 und 206, bei dessen Überschreiten die Ventile 203 und 204 öffnen. Die Einstellung dieser Ventile hängt daher von den einstellbaren Drosselquerschnitten 205 und 206 ab.

Führt ein unzulässiges Anwachsen der Strömungsmenge dazu, dass der auf das Verschlussstück 260 oder 263 wirkende Druckunterschied die Kraft der Feder 262 oder 265 überschreitet, dann wird das Verschlussstück von seinem Sitz 261 oder 264 abgehoben und lässt den von dem Förderstrom der Hydromaschine abgezweigten Strom hindurch zum Hubraum 80 oder 81 des Stellmotors fliessen, wodurch der Stellmotor in Gang kommt und den Halter 34 der Schiefscheibe in Richtung seiner Mittelstellung bewegt. Das geschieht solange, bis die hierdurch bewirkte Verringerung des Verdrängungsvolumens der Hydromaschine die Fördermenge auf den Sollwert verringert hat, der durch die Einstellung der Drosseln 205,206 bestimmt ist. Die durch das Druckbegrenzungsventil 203 oder 204 strömende Flüssigkeit gelangt auch zu einem Druckbegrenzungsventil 207 oder 208, dessen Verschlussstück 274 von einem abgestuften Kolben gebildet wird, der auf seinen Sitz 275 durch eine Feder 276 gedrückt wird. Die obere Fläche 277 des Stufenkolbens ist doppelt so gross bemessen wie seine Bodenfläche 278. Entsprechendes gilt für das Druckbegrenzungsventil 208. Auch dessen Ver-

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schlüssstück 279 wird auf seinen Sitz 280 durch eine Feder 281 gedrückt. Auch seine. Oberfläche 282 ist doppelt so gross bemessen wie die Bodenfläche 283. Der Grund für diese doppelte Bemessung liegt darin, dass zum Öffnen des Ventils 207 oder 208 auf die Bodenfläche ein doppelt so grosser Druck wirken muss, wie auf die obere Fläche. Wirkt z. B. auf die Oberfläche 277 des Verschlussstücks 274 der Förderdruck der Hilfspumpe 250, dann muss zum Anheben des Verschlussstücks 274 auf dessen Bodenfläche 278 ein doppelt so grosserDruck wirken. In entsprechender Weise muss bei Einwirkung des halben Förderdrucks der Hilfspumpe 52 auf die Oberfläche 277 des Verschlussstücks 274 zum Öffnen ein Druck auf die Bodenfläche 283 ausgeübt werden, die dem vollen Förderdruck der Hilfspumpe 52 entspricht.

Die Druckbegrenzungsventile 207 und 208 wirken verschieden, je nachdem, ob das ihnen zugeordnete Ventil 203 oder 204 mit der Druckseite oder mit der Saugseite der Hydromaschine verbunden ist. Diese beiden verschiedenen Wirkungen werden nunmehr erläutert werden.

Das von der Hilfspumpe 52 gelieferte Druckmittel fliesst über die Leitung 210 und die Leitung 284 durch eine erste Drosselstelle 285 in den Hohlraum 286 über dem Verschlussstück 279 und von diesem Hohlraum aus durch eine Leitung 288 und eine darin befindliche Drosselstelle 287 zu einem Rückschlagventil 289. Ist die Mündung P2 der Hydromaschine der Auslass, dann herrscht in der Leitung 228 und einer zum Rückschlagventil 289 führenden Zweigleitung ein niedriger Druck, so dass das von der Hilfspumpe geförderte Druckmittel von der Leitung 288 aus über das Rückschlagventil 289 zur Saugseite P2 der Hauptpumpe fliesst.

Durch die Drosselstellen 285 und 287 ist der Druck, der auf die obere Stirnseite 282 des Verschlussstücks 279 wirkt, auf etwa die Hälfte des Förderdrucks der Hilfspumpe 52 herabgesetzt (abgeänderter Förderdruck der Hilfspumpe). Deshalb öffnet sich das Ventil 208 nur dann, wenn auf seine Unterseite 283 der volle Förderdruck der Hilfspumpe 52 wirkt. Da der Hubraum 81 des Stellzylinders mit dem Einlass des Druckbegrenzungsventils 208 durch die Leitung 271 verbunden ist, begrenzt dieses Ventil 208 den im Hubraum 81 herrschenden Druck auf denjenigen Druck des von der Hilfspumpe 52 geförderten Druckmittels, der durch das Druckbegrenzungsventil 200 eingestellt ist. In entsprechender Weise ist der Hubraum 80 mit dem Einlass des Druckbegrenzungsventils 207 durch die Leitung 269 verbunden. Herrscht in der Mündung PI der niedrige Druck, dann begrenzt das Druckbegrenzungsventil 207 den im Hubraum 80 herrschenden Druck auf den durch das Druckbegrenzungsventil 200 eingestellten Druck des von der Hilfspumpe 52 geförderten Druckmittels.

In entsprechender Weise ist der Raum 293 über dem Verschlussstück 274 des Druckbegrenzungsventils 207 durch die Leitungen 210 und 212 mit der Hilfspumpe 52 über eine Drosselstelle 294 verbunden und steht über eine Leitung 296 und eine zweite Drosselstelle 295 mit einem Rückschlagventil 297 in Verbindung. Herrscht in der Mündung PI der hohe Druck, dann schliesst dieser das Rückschlagventil 297, so dass die Drosselstellen 294 und 295 nicht durchflössen werden. Aus diesem Grunde herrscht im Hohlraum 293 über dem Verschlussstück 274 der volle Förderdruck der Hüfs-pumpe 52 und wirkt auf die Fläche 277. Zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils 207 muss daher auf dessen Fläche 278 ein doppelt so starker Flüssigkeitsdruck wirken. Das ist erwünscht, damit der Druck der durch die Leitung 269 in den Hubraum 80 fliessenden Flüssigkeit einen Druck erreichen kann, der doppelt so hoch ist, wie der Förderdruck der Hilfspumpe 52. Da der in der Kammer 81 herrschende Druck auf den Förderdruck der Hilfspumpe beschränkt ist,

wenn die Mündung P2 unter niedrigem Druck steht, wirkt. auf den Flügelkolben 70, 73 ein Druckunterschied, dessen Grösse den Förderdruck der Hilfspumpe 52 erreichen kann, und dadurch wird der Flügelkolben im Sinne einer Verringerung des Verdrängungsvolumens der Hydromaschine solange verstellt, bis die Fördermenge der Hydromaschine dasjenige Mass erreicht, auf welches das Druckbegrenzungsventil 207 eingestellt ist. In entsprechender Weise kann der durch die Leitung 271 zum Hubraum 81 fliessende Strom einen Druck erreichen, der doppelt so hoch ist, wie der Förderdruck der Hilfspumpe 52, wenn die Mündung P2 unter hohem Druck steht. Dadurch wird dann der Flügelkolben des Stellmotors im Sinne einer Verringerung des Verdrängungsvolumens der Hydromaschine verstellt.

Wenn die durch die Hydromaschine fliessende Flüssigkeit mit einem den Förderdruck der Hilfspumpe 52 überschreitenden Druck über die Leitung 269 oder 271 in den Hubraum 80 oder 81 eintritt und den Flügelkolben 70, 73 verschwenkt, dann kann das durch die beschriebene Handsteuerung nicht verhindert werden, weil diese Handsteuerung nur höchstens mit dem Förderdruck der Hilfspumpe 52 wirkt. Mithin wird die Handsteuerung durch die selbsttätige Steueranlage mit den Ventilen 203, 204, 207 und 208 überwunden. Sobald aber der Druck in den Leitungen 269 und 271 fällt und sich das Ventil 203 oder 204 wieder schliesst, dann schwingt der Flügelkolben 70, 73 wieder in die durch den Handhebel und den Arm 118 bewirkten Winkelstellung.

Lässt das Druckbegrenzungsventil 203 einen stärkeren Flüssigkeitsstrom hindurchfliessen, als er von der Leitung 269 aufgenommen werden kann, dann wird der Öber-schuss durch das Druckbegrenzungsventil 207 abgelassen und gelangt in den Auffüllkreis, so dass diese Überschussflüssigkeit wieder zur Niederdruckseite der Hydromaschine zurückgelangt. Entsprechendes gilt, wenn das Druckbegrenzungsventil 204 einen stärkeren Flüssigkeitsstrom hindurchlässt, als er von der Leitung 271 aufgenommen werden kann. Der Überschuss wird dann durch das Druckbegrenzungsventil 208 in den Auffüllkreis abgelassen.

Die selbsttätige Steuerung mit den in Fig. 1 gezeigten Druckbegrenzungsventilen ist von besonderer Bedeutung, wenn die Hydromaschine einen Hydromotor speist, und daher mit diesem ein Flüssigkeitsgetriebe bildet. Das Gehäuse des Hydromotors ist mit dem Gehäuse 11 durch eine Leitung verbunden. Die Hydromaschine und der Hydromotor bilden daher einen geschlossenen Kreislauf, Leckflüssigkeit, die diesen Kreislauf verlässt, gelangt in die Gehäuse der Pumpe und des Hydromotors und fliesst über das Druckbegrenzungsventil 202 und die Leitung 246 in den Vorratsbehälter T. Das Druckbegrenzungsventil 202 hat die Wirkung, dass in den Gehäusen ein bestimmter Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten wird, der sich etwa auf 4,2 atü belaufen kann.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Einlass der Hilfspumpe 52 mit dem Flüssigkeitsbehälter T durch eine Leitung 209 verbunden. Da die Betriebsflüssigkeit im Getriebe in einem geschlossenen Kreislauf fliesst, muss jede Leckflüssigkeit in der Hydromaschine oder dem Hydromotor durch die Hilfspumpe 52 ausgeglichen werden. Diese Leckflüssigkeit gelangt in das Gehäuse 11. Nun kann es geschehen, dass mehr Leckflüssigkeit anfällt, als die Hilfspumpe 52 durch ihre Fördermenge ersetzen kann. Wenn dies geschieht, dann fliesst keine Flüssigkeit in den Auffüllkreis. Erhält die Niederdruckseite der Hydromaschine nicht genug Flüssigkeit von der Hilfspumpe 52, dann sinkt der Druck im Auffüllkreis unter den Druck im Gehäuse, was zur Folge hat, dass die in dem Gehäuse 11 unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Leitung 245, den Kanal 244 und die Leitungen 243 und 242 zurückfliesst zum Schieberkolben 231 des Ventils 201. Das führt dazu, dass unter Druck stehende Flüs5

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sigkeit dem Auffüllkreis zufliesst, wodurch der Flüssigkeitsbedarf gedeckt wird. Dank dieser Anordnung steht reichlich Flüssigkeit unter dem Gehäusedruck der Niederdruckseite zur Verfügung, so dass Unterdruck verhindert wird.

Das vereinfachte hydraulische Schaltbild der Fig. 2 s

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zeigt lediglich den Stellzylinder, die im Anspruch 1 aufgeführten Ventile und deren Verbindungen mit der Systemleitung 227,228. Dieses Schaltbild erleichtert das Verständnis des Anspruchs 1.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Steuereinrichtung für den doppelt wirkenden Stellzylinder einer Hydromaschine, dessen Kolben mit beiderseits gleicher Fläche das Verdrängungsvolumen von einem Höchstwert für Förderung in der einen Richtung durch Null 5 hindurch bis zu einem Höchstwert für Förderung in der entgegengesetzten Richtung zu verstellen vermag, und einerseits bei Beaufschlagung mit dem Förderdruck einer mit der Maschine gekuppelten Hilfspumpe (52) dem Handstellglied eines Steuerventils folgt und andererseits unabhängig von der 10 jeweiligen Einstellung dieses Ventils bei Anwachsen der Fördermenge und/oder des Förderdrucks der Maschine über bestimmte Grenzen hinaus das Verdrängungsvolumen durch den Systemdruck selbsttätig verringert und dadurch das Überschreiten der eingestellten Grenzen verhindert, dadurch ge- 15 kennzeichnet, dass zum Verringern des Verdrängungsvolumens dem einen oder dem anderen Hubraum (80, 81) des Stellzylinders der Systemdruck unabhängig vom Handstellglied und vom Steuerventil mittels einer Steuerung zugeführt wird, zu der die folgenden Ventile gehören: 20

(a) ein erstes druckbegrenzend wirkendes Einlassventil

(203), das die erste Förderleitung (227) mit dem einen Hubraum (80) verbindet und mit dem dieser Förderleitung (227) entnommenen Systemdruck den Stellmotorkolben beaufschlagt, wenn die Fördermenge der Maschine oder der 25 Systemdruck eine erste zulässige Höchstgrenze überschreitet, die den Förderdruck der Hilfspumpe (52) übertrifft.

(b) ein erstes druckbegrenzendes Auslassventil (208), das den anderen Hubraum (81) mit einer Auffülleitung (230)

und der zweiten Förderleitung (228) über ein Rückschlag- 30 ventil (224) verbindet und in diese Förderleitung (228) das vom Stellmotorkolben verdrängte Druckmittel abfliessen lässt und dabei in diesem anderen Hubraum (81) einen Druck aufrechterhält, der unter der ersten Höchstgrenze, aber über dem Förderdruck der Hilfspumpe (52) liegt. 35

(c) ein zweites druckbegrenzend wirkendes Einlassventil

(204) das von der zweiten Förderleitung (228) zu dem anderen Hubraum (81) führt und mit dem dieser Förderleitung entnommenen Systemdruck den Stellmotorkolben beaufschlagt, wenn die Fördermenge der Maschine oder der 40 Systemdruck eine zweite zulässige Höchstgrenze überschreitet, die den Förderdruck der Hilfspumpe (52) übertrifft und

(d) ein zweites druckbegrenzend wirkendes Auslassventil (207), das den ersten Hubraum (80) mit der Auffülleitung (230) und der ersten Förderleitung (227) über ein Rückschlag- 45 ventil (226) verbindet und in dieser Förderleitung (227) das aus dem ersten Hubraum (80) verdrängte Druckmittel abfliessen lässt und dabei in dem ersten Hubraum (80) einen Druck aufrechterhält, der unter der zweiten Höchstgrenze,

aber über dem Förderdruck der Hilfspumpe (52) liegt. 50

2. Steuereinrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden der beiden den Stell-zylinderhubraum (80 bzw. 81) mit einer der Förderleitungen (227, 228) verbindenden Auslassventile (207, 208) eine druckabhängige, mit einem Rückschlagventil (297, 289) verse- 55 hene Steuerung vorgesehen ist, die jedes der beiden Auslassventile (207, 208) so lange geschlossen hält, als Systemdruck in der Förderleitung (227, 228) herrscht und der Druck in den Hubräumen (80, 81) unter etwa dem doppelten Wert des Förderdruckes der Hilfspumpe (52) bleibt. 60

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PATENTANSPRÜCHE

3. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen mit dem Verschlussstück (274, 279) des Auslassventils (207, 208) beweglichen Kolben (227, 282) der Förderdruck der Hilfspumpe (52) in voller Stärke wirkt und dadurch das Auslassventil (207, 208) 65 geschlossen hält, so lange das mit dem Auslassventil (207,

208) kommunizierende Einlassventil (203, 204) und die an dieses angeschlossene Förderleitung (227, 228) unter Systemdruck steht und der Druck in den Hubräumen (80, 81) unter etwa dem doppelten Wert des Förderdruckes der Hilfspumpe (52) bleibt, aber mit durch Drosselung (294,295, 285, 287) herabgesetzter Stärke wirkt, wenn der Systemdruck schwindet und das Rückschlagventil (297, 289) zur Öffnung freigibt.

4. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung durch einen Drosselquerschnitt (294, 285) in einer Leitung (210, 212, 210, 284) erfolgt, die den Auslass der Hilfspumpe (52) mit einem durch den beweglichen Kolben (277, 282) begrenzten Raum verbindet, der über das Rückschlagventil (297, 289) mit der Förderleitung (227, 228) verbunden ist.

5. Steuereinrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslässe der beiden Auslassventile (207, 208) und eines den Druck der Hilfspumpe (52) begrenzenden Druckbegrenzungsventils (200) über Rückschlagventile (224, 226) mit den Förderleitungen (227, 228) der Maschine in Verbindung stehen, um einen Druckabfall darin über eine bestimmte Mindestgrenze durch Flüssigzufuhr zu verhindern.

6. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Auslässen der Auslassventile (207, 208) und des Druckbegrenzungsventils (200) verbundene Leitung (220, 230) an den Einlass (237) eines Druckre-gelventils (201) angeschlossen ist, dessen Auslass (242) mit dem Inneren des Maschinengehäuses verbunden ist, dessen Innendruck gegen Anstieg über eine bestimmte Grenze durch ein zweites Druckbegrenzungsventil (202) gesichert ist, das den Innenraum (244) des Maschinengehäuses mit einem Vorratsbehälter (T) verbindet.

7. Steuereinrichtung nach Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Druckregelventils (201), dass bei Sinken des in den Förderleitungen (227, 228) herrschenden Unterdrucks unter den im Innenraum des Maschinengehäuses (244) herrschenden Druck ein Rückstrom der Flüssigkeit vom Innenraum (244) über das Druckregelventil (201) zu den Rückschlagventilen (224,226) erfolgt.

8. Steuereinrichtung nach einem der Patentansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Auslassventil (207, 208) bewegliche Kolben ein Stufenkolben (274, 279) ist, der mit dem Verschlussstück des Auslassventils verbunden ist.

9. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Ringfläche (278, 283) des Stufenkolbens (274, 279) der den Stellzylinderkolben (73) beaufschlagende Druck wirkt.

10. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück des Einlassventils (203, 204) ausser durch eine Feder (262) durch einen Kolben (260) belastet ist, der unter einem Flüssigkeitsdruck steht, welcher der Fördermenge der Maschine verhältnisgleich ist.

11. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Kolben (260) wirkende Flüssigkeitsdruck durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (247) begrenzt ist.

12. Steuereinrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, der das den Druck der Hilfspumpe (52) begrenzende Druckbegrenzungsventil (200) zu schliessen sucht, von einer Feder (216) und einem Kolben (218) ausgeübt wird, auf den der Systemdruck der Maschine wirkt.