DD143292A1 - Hydrostatische stelleinrichtung fuer eine hydrostatische maschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Stelleinrichtung für eine stufenlos einstellbare als Pumpe oder Motor arbeitende hydrostatische Maschine, deren Schwenkkörper mit Stellmotoren eines hydrostatischen Servokreises verbunden ist. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stelleinrichtung, welche unabhängig von der Baugröße der hydrostatischen Maschine sowie einfach an diese montierbar ist und die drehmomentübertragenden Bauteile wenig Gelenkstellen aufweisen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß , ■ - das Gehäuse der Stelleinrichtung eine um die Achse einer Stellwelle verdrehbare Lagerbüchse aufweist, - auf der Stellwelle mehrere drehfest angeordnete Kurbelwangen mit je einem Zapfen angeordnet sind, - der Zapfen der inneren Kurbelwange eine doppelseitige Schwinge trägt, welche mechanische Verbindung zv/ischen Steuerventil und Schwenkkörper der hydrostatischen Maschine herstellt, - die auf der Stellwelle außen angeordnete Kurbelwange über eine Drehfeder kraftschlüssig mit der Lagerbüchse verbunden ist, - die innere Kurbelwange Anflächungen aufvzeist, die einen stumpfen Winkel einschließen und- den Schwenkwinkel der Stellwelle begrenzen. - Fig,1-

Description

Titel der Erfindung

Hydrostatische Stelleinrichtung für eine hydrostatische Maschine,

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Stelleinrichtung für eine stufenlos einstellbare als Pumpe oder Motor arbeitende hydrostatische Maschine, deren Schwenkkörper mit Stellmotoren eines hydrostatischen Servokreises verbunden ist, der Servokreis ein Steuerventil aufweist und dieses eine mechanische gelenkige Rückkoppelung zum Schwenkkörper besitzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine hydraulische Stelleinrichtung (DE-PS 1.150.852) für die Einstellung einer um ihre Schwenkachse kippbaren Schiefscheibe einer Axialkolbenpumpe.

Die Schiefscheibe v/ird durch Stellkolben betätigt, die von einem hydraulischen Servokreis beaufschlagt werden. Zur mechanischen Verbindung zwischen Schiefscheibe und Steuerventil des Servokreises dient ein Zahnrad, welches einerseits mit einer Zahnstange am Polgesteuerventil und andererseits mit einer zweiten Zahnstange verbunden ist, die kraftschlüssig an der Schiefscheibe anliegt«

Desweiteren ist eine regelbare hydrost. Axialkolbeneinheit (DD-PS 81.788) bekannt, bei welcher die Veränderung der Lage der Schiefscheibe durch einen hydrost. Stellmotor erfolgt.

Der Stellmotor wird durch das Folgesteuerventil eines hydrostatischen Servokreises gesteuert, wobei zwischen Steuerventil und Schiefscheibe der Axialkolbeneinheit ein mechanisches Verbindungsmittel angeordnet ist. Dieses Verbindungsmittel ist als Schlitzhebel ausgebildet, dessen Drehpunkt auf der Schwenkachse der Schiefscheibe liegt.

Die formschlüssige Verbindung zwischen Steuerventil bzw. Schiefscheibe und Schlitzhebel erfolgt über Zylinderstifte.

Außerdem ist eine Stelleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe (DD-PS 85*5.1 T) bekannt, welche zur Verstellung eines oder mehrerer Färderströme einer hydrostatischen Kolbenpumpe dient.

Die Verstellung des jeweiligen Förderstromes erfolgt mittels eines Stellorganes bspw. eines Elektromagneten, über ein Folgesteuervestil einer hydraulischen Verstärkereinrichtung.

Jedes der Stellorgane, deren Anzahl der gewünschten Anzahl derFörderströme entspricht, ist mit einem einsteilbaren Anschlag versehen.

Diese Stelleinrichtung hat den !fachteil, daß wie angegeben, eine bestimmte Anzahl vorher eingestellter Förderströme der Maschine wählbar ist, für Fahrantriebsbedingungen ist aber vielfach eine kontinuierliche Durchstellbarkeit von der maximalen bis zur minimalen Fahrgeschwindigkeit, zB.SchleichgaBg mit einunddemselben Stellorgan notwendig. Die'räumliche feste Anordnung der Lagerstellen der verwendeten Schaltfolie gestattet die Übertragung von verschiedenen diskreten Stellkoinmandos, aber der Singriff einer Rückführung an diesem Element ist nicht gegeben» Dazu ist die ΪΤ achschal tung eines Folgesteuerventiles notwendig. - .

Bekannt ist weiterhin ein :Stellgerät für eine stufenlos einstellbare Maschine eines hydrostatischen Getriebes

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(DE-PS 1.500.491)» bei dein ein Stellgeber über einen Lenker an einem Waagebalken angelenkt ist. Ein Ende dieses Waagebalkens ist mit dem Steuerschieber eines Ventiltes und das andere Ende über einen Lenker mit dem Schwenkkörper (Schiefscheibe) der Hydropumpe des Getriebes gelenkig verbunden.

Dieses Ventil verbindet die Steuerölpumpe des Servokreises mit hydraulischen Stellmotoren, die am Schwenkkörper der Hydropumpe formschlüssig anliegen. Am Steuerschieber liegt eine Druckfeder an, welche diesen bei lieutrallage des Stellgerätegebers in ebenfalls neutrale Mittelstellung bringen soll.

Die Abstützung der Druckfeder erfolgt dabei unmittelbar am Steuerschieber.

An den hydraulischen Stellmotoren des Schwenkkörpers v/erden durch Federn Vorspannkräfte erzielt, die bei drucklosen Stellmotoren die neutrale nullstellung des Schwenkkörpers gewährleisten sollen

Zwischen dem Handsteuerhebel und dem Waagebalken ist ein Lenker angeordnet, der für den Anbau des Stellgerätes sehr nachteilig ist, da durch Lenker und Waagebalken entsprechende Verschiebe- und Kippfreiheit in Querrichtung fehlen.

Ein Anbau des Stellgerätes an die Hydropumpe mittels Steckmontage ist damit nicht möglich

Die am Steuerschieber anliegende Druckfeder gewährleistet die Neutrallage desselben und ermöglicht somit den gleichzeitigen Ö'labfluß aus beiden Stellmotoren. Dadurch geht die hydraulische Einspannung des Schwenkkörpers verloren, ebenso die eindeutige Reproduzierbarkeit des Stelizustandes des Schwenkkörpers unabhängig von Rückstellkräften infolge Totzone* Durch Schwankung der Rückstellkräfte'bzw. Übersteuern desSchwenkkörpers ergeben sich nachteilige Schwingungen im Regelsystem»

Die der EinmittLüig des Steuerschiebers dienende Druckfeder bringt diesen nur in Überdeckungslage, wenn am Stellgerätgeber kein Drehmoment anliegt» Von der jeweiligen Lage/Position der Stelleinrichtung ist dies

völlig unabhängig, ein Spielausgleich am Bediengestänge wird damit nicht erreicht*

Eine Nullstellung des Stellhebels wird nur durch die Federn der Stellmotoren des Schwenkkörpers möglich, eine unabhängige hydraulisch einspannende "Neutralstellung-des S tell syst eine s bei Sfullfprderung ist nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer hydrostatischen Stelleinrichtung für eine stufenlos einstellbare hydrostatische Maschine, wobei die Stelleinrichtung unabhängig von der Baugröße dieser hydrostatischen Maschine ausgeführt ist, einfach an diese montierbar ist und die drehmomentübertragenden Bauteile wenig Gelenkstellen aufweisen« . .

Die Verbindungselemente der Gelenkstellen sollen eine einwandfreie Fprmsicherung, die notwendigen mechanischen Freiheitsgrade und exakte ;formschlüssige Verbindung vom Kommandohebel bis zum Steuerschieber gewährleisten, wobei für die gesamte Stelleinrichtung die exakte Nullagezentrierung der hydrostatischen Maschine am Komrnandoeingang erfolgt«

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,daß

- das ^Gehäuse der Stelleinrichtung eine um die Achse einer Stellwelle verdrehbare Lagerbuchse aufweist«

- auf der Stellwelle mehrere drehfest angeordnete Kurbelwangen mit je einem Zapfen angeordnet sind«

- der Zapfen der inneren Kurbelwange eine doppelseitige Schwinge trägt, welche die mechanische Verbindung zwischen einem Steuerschieber des Steuerventiles und dem Schwenkkörper der hydrostatischen Maschine herstellt»

- die auf der'Stellweile außen angeordnete Kurbelwange über eine Drehfeder kraftschlüssig mit der Lagerbuchse verbunden ist«

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•c die innere Kurbelwange Anflächungen aufweist, die einen ·.. stumpfen Winkel einschließen und in Verbindung mit einer Anlagefläche der Lagerbuchse den Schwenkwinkel der Stellwelle begrenzen·

Weitere Ausführungsmöglichkeiten sind in den Unteransprüchen enthalten.

Mit der erfindungs gemäß en Stelleinrichtung wird bei Verwendung in hydrostatischen Fahrantrieben eine wesentliche' Sicherheitsforderung nach selbstständigem Einschv/enken der hydrostatischen Maschine in Nuilage erfüllt. Die der Bewegungsübertragung dienende Schwinge übernimmt sowohl die Bewegungsverkopplung als auch den Ausgleich der Relativbewegung zwischen dein linear beweglichen Steuerkolben und dem k.reisbogenförmig beweglichen Anlenkpunkt* des Schwenkkörpers·

Außerdem gewährleistet die Schwinge die zur reibungslosen Montage notwendige Verschiebe- und Kippfreiheit in Querrichtung, wodurch keine zusätzlichen Zentrierelemente^erforderlich sind·

Durch die Nullrückführung an der Eingangsseite des StellkoRiraandos und der Bewegungsverkopplung über die Schwinge wird eine einwandfreie.Nullüberdeckung gewährleistet und der Schwenkkörper der hydrostatischen Maschine hydraulisch eingespannt und dadurch Schwingungen des Lageregelsystemes vermieden.

Diese eigene hydraulisch eingespannte Neutralstellung des Schwenkkörpers bei Nullförderung der hydr. Maschine ist von inneren Kräften unabhängig und erfordert auch keine zusätzlichen Federkräfte in den Stellmotoren des Schwenkkörpers.

Da Federkräfte in den Stellmotoren nicht zu überwinden sind, benötigt die vorliegende Stelleinrichtung insgesamt auch nur geringere Stellkräfte gegenüber bekannten Ausführungen. '

+ = zur Montage

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Ausführungsbeispiel.

Nachfolgend, ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnungen folgendes darstellen:

Pig· 1 eine sehematische Darstellung der hydrostatischen Stelleinrichtung in Verbindung mit einer hydrostatischen Axialkolbenpumpe, wobei das Gehäuse einen Längsschnitt in der Ebene A-A der Fig. 2 j zeigt*

Fig. 2 einen Querschnitt des Gehäuses der Stelleinrichtung in der Ebene B-B gemäß Fig. 1.

Fig. 3 eine Ansicht des Gehäuses der Stelleinrichtung als Schnitt in der Ebene C-C der Fig. 2.

Die hydrostatische Stelleinrichtung besitzt in einem Gehäuse 1 eine Längsbohrung 2, welche der Aufnahme eines Steuerschiebers 3 dient. Am Gehäuse 1 ist eine Lagerbuchse 4 verdrehbar angeordnet, welche eine Stellwelle 5 aufnimmt.

Am äußeren Ende dieser Stellwelle 5 ist ein Hebel 6 drehfest angeordnet,-während sich am inneren Ende derselben eine Kurbelwange 7 mit einem Zapfen 8 befindet. Auf diesem Zapfen 8 ist eine doppelseitige Schwinge 9 gelagert, die an beiden Enden mit gabelförmigen Gleitschlitzen 10; 11 versehen ist.

Während der Gleitschütz TO über einen Mitnehmerbolzen 12 mit dem Steuerschieber 3 formschlüssig verbunden ist, besitzt der andere Gleitschlitz 11 über einen weiteren Mitnehmerbolzen 13 formschlüssige Verbindung zu einem Hebelarm eines Schwenkkörpers 15 der nicht näher dargestellten Axialkolbenpumpe* .

Die Lagerbuchse 4 ist mittels im Gehäuse 1 gelagertem Exzenter 16 in geringen Grenzen verdrehbar und sichert durch stirnseitige Anlage den im Steuerschieber 3 angeordneten Mitnehmerbolsen 12 gegen axiale Verschiebung,

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Außerdem v/eist die Lagerbuchse 4 eine Anlagefläche 17 auf, welche im Zusammenwirken mit Anflächungen 18; 19 an der Kurbelwange 7 den Drehwinkel der Stellwelle 5 und damit das Stellkommando begrenzt· Desweiteren besitzt die Lagerbuchse 4, einen feststehenden Zapfen 20, der über eine Drehfeder 21 mit einem schwenkbaren Zapfen 22 einer Kurbelwange 23 kraftschlüssig verbunden ist, welche drehfest auf der Stellwelle 5 angeordnet ist«

Durch die Vorspannkraft der Drehfeder 21 wird der feststehende Zapfen 20 spielfrei und achsgleich mit dem anderen schwenkbaren Zapfen 22 zur Deckung gebracht. Die Lage des feststehenden Zapfens 20 in der Lagerbuchse

4 ist so gewählt, daß sich die Ruhelage der Stellwelle

5 in der Nähe der die Hullförderung der Axialkolbenpumpe bewirkenden Lage befindet.

Wichtig für die Gestaltung des Mitnehmerbolzens 13 zwischen Gleitschlitz 11 und Hebelarm 14 ist die Anordnung einer Ausnehmung im Mitnehmerbolzen 13> in welche die Schwinge 9 eingreift und den Mitnehmerbolzen 13 gegen Herausrutschen sichert.

Diese Verbindung durch den Mitnehmerbolzen 13 zwischen Schwinge 9 und Hebelarm 14 ist in Arbeitsrichtung auf geringes Spiel ausgelegt, läßt aber in Querrichtung einen seitlichen Versatz bzw. eine bestimmte Schieflage der Stelleinrichtung auf der Axialkolbenpumpe zu, so daß die Stelleinrichtung innerhalb des Spielraumes ihrer Befestigungsschrauben in unterschiedlicher Lage montierbar ist. Das durch den Steuerschieber 3 in Verbindung mit dem Gehäuse 1 gebildete Wegeventil ist als 4 Kanten-System ausgebildet mit einer überdeckung, bei der Stege 24, 25 des Steuerschiebers 3 in ihrer Breite· im Gehäuse 1 befindlichen Kanäle 26, 27-gerade verschließen, d.h. gleiche Breite aufweisen«

Die Kanäle 26, 27 sind über Leitungen 28, 29 mit hydraulischen Stellzylindern 30, 31 verbunden, welche am Schwenkkörper 15 der Axialkolbenpumpe angreifen·' Die Mitten der Stege 24, 25 entsprochen hierbei in ihrem Abstand voneinander genau dem Stichmaß- der -Kanäle 26, 27

im Gehäuse 1.

In der litte dieses Stichmaßes ist im Gehäuse 1 ein weiterer Kanal 32 angeordnet, welcher von der Längsbohrung 2 über eine Leitung 33 Verbindung zu einer nicht dargestellten Druckmittelquelle des Servokreises aufweist. Der Steuerschieber 3 enthält beiderseits der Stege 24, 25 je eine Ringnut 34, 35» deren Breite die Anordnung je einer Querbohrung 36, 37 ermöglicht. Diese Bohrun-(Quer) gen 36, 37 stellen die Verbindung von den Ringnuten 34, . 35 zu einer zentralen durchgehenden Längsbohrung 38 im Steuerschieber 3 her, welche den axialen hydraulischen Ausgleich des Steuerschiebers 3 und den Rücklauf aus dem jeweils entleerenden Stellzylinder 30, 31 zuläßt«

Claims (6)

Erfindungsanspruch

1· Hydrostatische Stelleinrichtung für eine;

hydrostatische Maschine·' ,

deren Schwenkkörper mit Stellmotoren eines hydraulischen Servokreises verbunden ist, der Servokreis ein Steuerventil·aufweist und dieses eine mechanische . gelenkige Rückkoppelung zum Schwenkkörper dar hydrostatischen Maschine besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß

a - das Gehäuse (1) der Stelleinrichtung eine um die Achse einer Stellwelle (5) verdrehbarei. Lagerbuchse (4) aufweist·

b - auf der Stellwelle (5) mehrere drehfest angeordnete Kurbelwangen (7,2'j) mit je einem Zapfen (8, 22) angeordnet sind·

c - der Zapfen (8) der inneren Kurbelwange (7) eine doppelseitige Schwinge (9) trägt, welche die mechanische Verbindung zwischen einem Steuerschieber (3) des Steuerventiles und dem Schwenkkörper (15) der hydrostatischen Maschine herstellt*

d - die auf der Stellwelle (5) außen angeordnete Kurbelwange (23) über eine Drehfeder (21) kraftschlüssig mit der Lagerbuchse (4) verbunden ist.

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e - die innere Kurbelwange (7)Anflächungen (18,19)

aufweist, die einen stumpfen Winkel einschließen ; und in Verbindung mit einer Anlagefläche (17) der Lagerbuchse (4) den Schwenkwinkel der Stellwelle (5) begrenzen*

2.» Hydrostatische Stelleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdrehbare Lagerbuchse (4) mit dem diese aufnehmenden Gehäuse (1) über einen Exzenter (16) formschlüssig verbunden ist,

3· Hydrostatische Stelleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .kraftschlüssige Verbindung zwischen der Lagerbuchse (4) und der äußeren Kurbelwange (23) über je einen in der Lagerbuchse (4) und in der Kurbelwange (23) angeordneten Zapfen (20,22) erfolgt, welche der Anlage der Enden der Drehfeder (21) dienen« - .

4# Hydrostatische Stelleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelseitige Schwinge (9) endseitig mit je einem Gleitschütz (10, 11) versehen ist, in welche Mitnehmerbolzen (12, 13) des Steuerschiebers (3) bzw. des Hebelarmes (14) eingreifen»

5· Hydrostatische Steileinrichtung nach Punkt 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerbolzen (13) des Hebelarmes (14) im Eingriffsbereich des Gleitschlitzes (11) eine Ausnehmung aufweist, und die Schwinge (9) gegen- - über dem Hebelarm (14) axiales Spiel aufweist.

6. Hydrostatische Stelleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem 4-Kantenprinzip ausgebildete Steuerschieber (3) mit'einer Längsbohrung (38) und mehreren Querbohrungen (3b, 37) versehen ist.

-Hierzu 2 Blatt Zeichnungen-