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Die
Erfindung betrifft eine Anschlussplatte für eine hydrostatische
Kolbenmaschine mit einem Anschlussplattengehäuse, in dem
zumindest ein Hochdruckanschluss zum Verbinden der hydrostatischen Kolbenmaschine
mit einem hydraulischen Kreislauf ausgebildet ist.
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Aus
der
DE 199 49 169
A1 ist eine hydrostatische Axialkolbenmaschine bekannt,
bei der ein Steuerventil mit einer Stellvorrichtung zusammenwirkt.
Der Stellkolben der Stellvorrichtung greift an einer schwenkbaren
Schrägscheibe an und stellt deren Neigungswinkel bezüglich
einer Rotationsachse der Axialkolbenmaschine ein. Das außen
an dem Gehäuse angeordnete Steuerventil ist einerseits
mit einer von der Position des Stellkolbens abhängigen Kraft
beaufschlagt, wohingegen in der entgegen gesetzten Richtung auf
das Ventil die Kraft eines Proportionalmagneten wirkt. Durch das
Steuerventil ist eine hydraulische Kraft auf den Stellkolben einstellbar.
Hierzu wird ein Stelldruckraum durch das Steuerventil variabel mit
einer förderseitigen Arbeitsleitung der hydrostatischen
Kolbenmaschine oder aber mit einem Tankvolumen verbunden. In der
Verbindung zwischen dem Steuerventil und dem Tankvolumen ist ein
Druckregelventil angeordnet. Damit kann anstelle einer Verbindung
des Stelldruckraums mit dem Tankvolumen auch eine Verbindung mit
der förderseitigen Arbeitsleitung erreicht werden. Das Druckregelventil
ist hierzu entgegen der Kraft einer Feder mit dem förderseitigen
Druck der Pumpe beaufschlagt. Übersteigt dieser Druck den
durch die Feder eingestellten Druck, so wird der Tankanschluss des
Steuerventils mit der förderseitigen Arbeitsleitung der
Hydropumpe verbunden. Infolgedessen wird die Schrägscheibe
der Hydropumpe in Richtung verschwindenden Fördervolumens
verstellt.
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Die
bekannte Axialkolbenmaschine hat den Nachteil, dass das Druckregelventil
als externes Ventil vorgesehen ist. Um eine Verbindung zwischen
dem Tankanschluss des Steuerventils und der förderseitigen
Arbeitsleitung zu ermöglichen, ist daher ein erheblicher
baulicher Aufwand mit mehreren Komponenten möglich. Zudem
entstehen lange Leitungswege durch die externe Anordnung des Druckregelventils.
Dies verschlechtert das Ansprechverhalten.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anschlussplatte mit einer integrierten
Anordnung des Druckregelventils zu schaffen. Die Aufgabe wird durch
die erfindungsgemäße Anschlussplatte mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Anschlussplatte für eine
hydrostatische Kolbenmaschine weist ein Anschlussplattengehäuse
auf, in dem zumindest ein Hochdruckanschluss zum Verbinden der hydrostatischen
Kolbenmaschine mit einem hydraulischen Kreislauf ausgebildet ist.
In diesem Anschlussplattengehäuse ist ein Druckregler angeordnet.
In dem Anschlussplattengehäuse ist ferner ein Anschlusskanal
für eine Stellvorrichtung ausgebildet, der mittels des
Druckregelers variabel mit dem Hochdruckanschluss oder einem Tankvolumen
verbunden ist.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung eines Druckreglers
in dem Anschlussplattengehäuse hat den Vorteil, dass lediglich
kurze Leitungswege in der Anschlussplatte erforderlich sind. Dabei
wird in dem Anschlussplattengehäuse ein Anschlusskanal
ausgebildet, über den die Stellvorrichtung entweder mit einem
Tankvolumen oder aber mit einem Hochdruckanschluss der Pumpe verbindbar
ist. Die kurzen Leitungen senken den Zerspanungsaufwand erheblich und
verbessern gleichzeitig die Schwenkzeit.
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In
den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Anschlussplatte ausgeführt.
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Die
Stellvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Regelventil. Der Anschlusskanal
führt dann zu dem Regelventil der Stellvorrichtung.
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Die
Stellvorrichtung der Axialkolbenmaschine weist ein Regelventil auf,
das vorzugsweise in dem Anschlussplattengehäuse angeordnet
ist. Durch das Regelventil ist ein Stelldruckraum der Stellvorrichtung
variabel mit einem Hochdruckanschluss oder dem Anschlusskanal des
Anschlussplattengehäuses verbunden. Durch die Anordnung
auch des Regeventils der Stellvorrichtung in dem Anschlussplattengehäuse
wird eine kompakte bauliche Einheit der Anschlussplatte und somit
letztlich der Hydropumpe ermöglicht. Zudem sind die einzelnen
Kanäle, die zum Ansteuern des Regelventils vorgesehen sind,
extrem kurz. Die Dynamik der hydrostatischen Kolbenmaschine wird
damit verbessert.
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Das
Anschlussplattengehäuse weist vorzugsweise einen Hochdruckanschluss
und einen Niederdruckanschluss auf, wobei der Druckregler zwischen
dem Regelventil der Stellvorrichtung und dem Hochdruck- und Niederdruckanschluss
angeordnet ist. Dabei ist insbesondere die Ventilachse des Druckreglers
etwa senkrecht zu den Mittelachsen des Hochdruckanschlusses und
des Niederdruckanschlusses sowie der Achse des Regelventils ausgebildet.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass zwischen den oft etwa mittig
an der Anschlussplatte ausgebildeten Hochdruckanschlüssen
und dem seitlich angeordneten Regelventil der verfügbare
Raum der Anschlussplatte vorteilhaft genutzt werden kann. Dabei
ist insbesondere zu beachten, dass die jeweilige Verbindung des
Regelventils entweder mit der Hochdruckseite der Hydropumpe oder
aber mit der Niederdruckseite der Hydropumpe bzw. dem Tankvolumen jeweils über
den Druckregler erfolgt. Die einzelnen Leitungslängen werden
dadurch verkürzt.
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Der
Druckregler weist einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich
auf und ist so in das Anschlussplattengehäuse eingesetzt,
dass der Hochdruckbereich näher an dem Hochdruckanschluss
als einem Niederdruckanschluss angeordnet ist und dass der Niederdruckbereich
des Druckreglers näher an dem Niederdruckanschluss als
an dem Hochdruckanschluss angeordnet ist. Durch eine solche Aufteilung
und Zuordnung des Hochdruckbereichs und des Niederdruckbereichs
des Druckreglers, die räumlich mit der Ausbildung des Hochdruckanschlusses
bzw. Niederdruckanschlusses in dem Anschlussplattengehäuse
korrespondiert, wird eine vorteilhafte Druckverteilung innerhalb
des Anschlussplattengehäuses erreicht. Die dadurch erreichte
vorteilhafte Druckbeaufschlagung der Anschlussplatte bzw. des Anschlussplattengehäuses gestattet
daher eine leichtere Ausführung des Anschlussplattengehäuses.
Eine Verkleinerung der Anschlussplatte und eine damit verbundene
Gewichtseinsparung der gesamten hydrostatischen Kolbenmaschine sind
die Folge.
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Der
Druckregler ist vorzugsweise als Druckregelpatrone ausgebildet und
weist eine Ventilbuchse auf, in der ein Ventilkolben und eine darauf
wirkende Ventilfeder angeordnet sind. Die Ventilfeder stützt sich
mit einem ersten Ende an dem Ventilkolben und mit ihrem zweiten
Ende an einem, hinsichtlich seiner Position relativ zu der Ventilbuchse
einstellbaren Federlager ab. Durch das Vorsehen des einstellbaren Federlagers
kann die Druckregelpatrone bereits vor der Montage in das Anschlussplattengehäuse
auf ihren Einstellwert und so das Öffnungsverhalten bei Übersteigen
eines bestimmten Drucks eingestellt werden. Die vormontierte Baugruppe
wird dann als Ganzes in das Anschlussplattengehäuse eingesetzt. Eine
Druckeinstellung des Öffnungsdrucks muss bei montierter
Druckregelpatrone nicht noch einmal erfolgen. Alternativ kann der
Ventilkolben auch unmittelbar in einer Ausnehmung der Anschlussplatte
angeordnet sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist das einstellbare Federlager
als in die Buchse eingepresste Scheibe ausgeführt. Durch
Bestimmen der Einpresstiefe in eine entsprechende Ausnehmung der
Buchse der Druckregelpatrone wird die Vorspannung der Ventilfeder
eingestellt.
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Die
Druckregelpatrone ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise
mit dem einstellbaren Federlager voran in eine Ausnehmung der Anschlussplatte
eingesetzt. Die Druckregelpatrone ist an dem von dem einstellbaren
Federlager abgewandten Ende in dem Anschlussplattengehäuse
fixiert. Durch die Möglichkeit, eine Voreinstellung der
Druckregelpatrone durchzuführen, muss nach der Montage
der Druckregelpatrone in das Anschlussplattengehäuse das
einstellbare Federlager nicht mehr zugänglich sein. Es
kann damit an dem hiervon abgewandten Ende eine einfache Fixierungsmöglichkeit
zur Befestigung der Druckregelpatrone mittels der Ventilbuchse in
dem Anschlussplattengehäuse ausgebildet werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform ist das einstellbare
Federlager als plastisch verformbare Kappe ausgebildet. Diese plastisch
verformbare Kappe verschließt die Ventilbuchse oder die
Ausnehmung des Anschlussplattengehäuses, wenn der Ventilkolben
des Druckreglers unmittelbar in dem Anschlussplattengehäuse
angeordnet ist. Der Abstand zwischen den beiden Federlagern, also
einem geschlossenen Ende der verformbaren Kappe und einem Ende des
Ventilkolbens, wird durch plastisches Verformen der Kappe eingestellt.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn bei dieser Ausführungsform
die Druckregelpatrone mit dem von der verformbaren Kappe abgewandten
Ende in die Anschlussplatte eingesetzt ist. Die Druckregelpatrone
wird dann mittels der Kappe in der Anschlussplatte gegen ein unbeabsichtigtes
Lösen fixiert. Zum Erzeugen einer vormontierten Baugruppe
kann dabei zunächst die plastisch verformbare Kappe mechanisch
an der Ventilbuchse fixiert werden. Beispielsweise ist es denkbar,
dass die Kappe auf einen entsprechend ausgearbeiteten Sitz der Ventilbuchse
aufgepresst wird. In diesem Fall ist eine besonders einfache Überprüfung
des Öffnungsverhaltens der vormontierten Druckregelpatrone
möglich. Die Einstellung der Druckregelpatrone kann dann
in ausgebautem Zustand vorgenommen werden.
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Zur
Fixierung der Druckregelpatrone in der Ausnehmung des Anschlussplattengehäuses
ist vorzugsweise an dem Anschlussplattengehäuse ein plastisch
verformbarer Abschnitt ausgebildet, welcher zur Fixierung der Druckregelpatrone
nach einem Umformvorgang einen radial verjüngten Bereich der
Druckregelpatrone umgreift. Dieser verjüngte Bereich der
Druckregelpatrone ist an der Ventilbuchse oder einem verjüngten
Bereich der verformbaren Kappe ausgebildet. Ein solcher, plastisch
verformbarer Bereich zusammen mit einem radial verjüngten Bereich,
entweder an der Ventilbuchse oder aber im Bereich der verformbaren
Kappe, erlaubt eine besonders einfache mechanische Fixierung der
Druckregelpatrone. Nach dem Einsetzen der Druckregelpatrone in die
Ausnehmung des Anschlussplattengehäuses wird der plastisch
verformbare Bereich beispielsweise durch Verstemmen um den radial
verjüngten Bereich der Druckregelpatrone angelegt. Es entsteht
eine formschlüssige Verbindung zwischen der Druckregelpatrone
und dem Anschlussplattengehäuse, die eine sichere Fixierung
und Abdichtung der Druckregelpatrone ermöglicht. Im Fall
der direkten Anordnung des Ventilkolbens umgreift der plastisch verformbare
Bereich ein Verschlusselement, das die plastisch verformbare Kappe
oder z. B. eine Kugel sein kann.
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Zur
Abdichtung der Druckregelpatrone ist es bevorzugt, zumindest ein
radial dichtendes Dichtelement vorzusehen. Dieses radial dichtende
Dichtelement ist zwischen dem Bereich, mit dem die Druckregelpatrone
in dem Anschlussplattengehäuse fixiert ist, und dem in
das Anschlussplattengehäuse hinein ragenden Ende angeordnet.
Mit einer solchen Anordnung eines radial dichtenden Dichtelements,
der beispielsweise ein O-Ring sein kann, ist auch die Fixierung
der Druckregelpatrone mittels eines Gewindes in dem Anschlussplattengehäuse
möglich. Das Gewinde ist in diesem Fall nicht mit dem Hochdruck
beaufschlagt. Insbesondere führen dann bei unterschiedlichen
Materialien der Druckregelpatrone und des Anschlussplattengehäuses
auftretende unterschiedliche Ausdehnungen aufgrund von Temperaturschwankungen
nicht zu einer Undichtigkeit der Anschlussplatte. Das Anschlussplattengehäuse
ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung und die Ventilbuchse
der Druckregelpatrone aus einem Stahl gefertigt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Anschlussplatte sind in der Zeichnung dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
hydraulischen Schaltplan einer Hydropumpe mit der erfindungsgemäßen
Anschlussplatte;
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Druckregelpatrone
mittels einer Verschraubung in dem Anschlussplattengehäuse
fixiert ist;
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anschlussplatte, bei dem die Druckregelpatrone durch eine plastische
Verformung des Anschlussplattengehäuses in dem Anschlussplattengehäuse
fixiert ist; und
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4 ein
drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die plastische Verformung
des Anschlussplattengehäuses im Bereich einer verformbaren
Kappe der Druckregelpatrone ausgebildet ist.
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Die 1 zeigt
eine hydrostatische Pumpeneinheit 1 mit einer Hydropumpe 2.
Die Hydropumpe 2 ist mit einer Triebwelle 3 verbunden. Über
die Triebwelle 3, die mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor
verbunden ist, wird die Hydropumpe 2 angetrieben. In der
Hydropumpeneinheit 1 sind ein erster Arbeitskanal 4 und
ein zweiter Arbeitskanal 5 ausgebildet, die das Triebwerk
mit einem Hochdruckanschluss 6 und einem Niederdruckanschluss 7 verbinden.
Der Hochdruckanschluss 6 und der Niederdruckanschluss 7 sind
in einer Anschlussplatte der Hydropumpeneinheit 1 ausgebildet.
An den Hochdruckanschluss 6 und den Niederdruckanschluss 7 wird
jeweils eine Arbeitsleitung 8, 9 angeschlossen, über
die die Hydropumpeneinheit 1 mit einem hydraulischen Kreislauf
verbunden ist.
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Die
hydrostatische Pumpeneinheit 1 ist hinsichtlich ihres Fördervolumens
einstellbar ausgeführt, wobei die Hydropumpe 2 zur
Förderung in lediglich einer Richtung vorgesehen ist. Zur
Einstellung des Hubvolumens der Hydropumpe 2 ist eine Stellvorrichtung 10 vorgesehen.
Die Stellvorrichtung 10 umfasst einen Zylinder 11,
in dem verschiebbar ein Stellkolben 12 ausgebildet ist.
Der Stellkolben 12 wird durch eine Feder in Richtung seiner
Ausgangsposition belastet. In entgegen gesetzter Richtung wirkt
ein Stelldruck auf eine Kolbenfläche des Stellkolbens 12.
In Abhängigkeit von dem dort wirkenden Stelldruck bewegt
sich der Stellkolben 12 entgegen der Kraft der Feder. Der
Stellkolben 12 wirkt mit einem Verstellmechanismus der
Hydropumpe 2, beispielsweise einer neigbar angeordneten
Schrägscheibe, zusammen.
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Zur
Einstellung des Stelldrucks ist ein Regelventil 13 vorgesehen.
Das Regelventil 13 ist als 3/3-Wegeventil ausgeführt.
Das Regelventil 13 weist einen Ventilkolben auf, der an
seinem ersten Ende mit der Kraft einer Rückkoppelfeder 15 zur
Rückkopplung der Position des Stellkolbens 12 beaufschlagt
ist. Die Rückkoppelfeder 15 ist in einem Stelldruckraum 16 angeordnet
und stützt sich mit ihrem ersten Ende an der Kolbenfläche
des Stellkolbens 12 und mit ihrem zweiten Ende an dem Ventilkolben
des Regelventils 13 ab. In entgegen gesetzter Richtung ist
der Ventilkolben des Regelventils 13 mit der Kraft eines
Proportionalmagneten 14 beaufschlagbar. Der Proportionalmagnet 14 erzeugt
eine Steuerkraft auf den Ventilkolben in Abhängigkeit von
einem an dem Proportionalmagneten 14 angelegten Steuersignal.
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Der
Stelldruckraum 16 ist mit einem Stelldruckanschluss des
Regelventils 13 über eine Stelldruckleitung 17 verbunden.
Das Regelventil 13 ist druckausgeglichen. Hierzu zweigt
von der Stelldruckleitung 17 ein Leitungszweig ab, der
das von dem Stelldruckraum 16 abgewandte Ende des Ventilkolbens
ebenfalls mit dem in dem Stelldruckraum 16 herrschenden
Druck beaufschlagt. Infolgedessen stellt sich das Regelventil 13 aufgrund
der Kraft der Rückkoppelfeder 15 und der Kraft
des Proportionalmagneten 16 ein. Die Auslenkung des Stellkolbens 12 ist
daher proportional zu dem dem Proportionalmagneten 14 zugeführten
Steuersignal.
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Um
den Druck in dem Stelldruckraum 16 einstellen zu können,
wird durch das Regelventil 13 der Stelldruckanschluss entweder
mit einem Arbeitsleitungsanschluss oder einem Tankanschluss des
Regelventils 13 verbunden. Der Arbeitsleitungsanschluss
ist über eine Verbindungsleitung 18 mit dem Arbeitskanal 4 und
so dem Hochdruckanschluss 6 verbunden. Der Tankanschluss
des Regelventils 13 ist dagegen über einen Anschlusskanal 19 und über ein
Druckregelventil 21 mit einem Tankvolumen 20 verbindbar.
Die Verbindung des Anschlusskanals 19 mit dem Tankvolumen 20 erfolgt über
einen Entlastungskanal 23. In der Ruheposition des Druckregelventils 21 ist
der Anschlusskanal 19 mit dem Entlastungskanal 23 verbunden.
An dem Druckregelventil 21 ist eine einstellbare Feder 22 zur
Festlegung der Ruheposition vorgesehen. In der dargestellten Ruheposition
wird ein Ventilkolben des Druckregelventils 21 in einer Position
gehalten, die den Anschlusskanal 19 durchströmbar
mit dem Entlastungskanal 23 verbindet. Zusätzlich
ist eine weitere Verbindungsleitung 24 vorgesehen, die
den Anschlusskanal 19 über zwei aufeinanderfolgend
angeordnete Drosselstellen ebenfalls mit dem Tankvolumen 20 verbindet.
Der Entlastungskanal 23 mündet zwischen diesen
beiden Drosselstellen in die weiteren Verbindungsleitung 24 aus.
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In
der in der 1 dargestellten Ruheposition
der Hydropumpeneinheit 1 befindet sich das Regelventil 13 in
seiner ersten Endposition. Bei stromlosem Proportionalmagneten 14 wird
durch die Rückkoppelfeder 15 eine Kraft auf den
Ventilkolben des Regelventils 13 ausgeübt, die
den Ventilkolben in dieser ersten Endposition hält. In
dieser ersten Endstellung ist die Stelldruckleitung 17 mit
dem Anschlusskanal 19 durchströmbar verbunden.
Wird der Proportionalmagnet 14 bestromt, so wird aus dieser
Ruheposition des Regelventils 13 heraus der Ventilkolben entgegen
der Kraft der Rückkoppelfeder 15 ausgelenkt. Dabei
wird der Verbindungskanal 18 zunehmend mit dem Stelldruckkanal 17 verbunden.
Infolgedessen steigt aufgrund des Volumenstroms in den Stelldruckraum 16 hinein
der Stelldruck in dem Stelldruckraum 16 an. Der Stellkolben 12 wird
dadurch in der 1 nach links bewegt, wodurch
die hydrostatische Pumpeneinheit 1 in Richtung auf ein
minimales Fördervolumen verstellt wird. Ein weiter sich
erhöhendes Steuersignal für den Proportionalmagneten 14 hat
eine größer werdende Kraft auf den Ventilkolben
des Regelventils 13 zur Folge. Infolgedessen wird wieder
zunehmend eine Verbindung zwischen dem Stelldruckkanal 17 und
dem Anschlusskanal 19 erzeugt. Durch diese Verbindung wird über
das sich im normalen Betrieb in seiner Ruheposition befindliche
Druckregelventil 21 der Stelldruckraum 15 in Richtung
des Tankvolumens 20 entspannt. Der sinkende Druck in dem
Stelldruckraum 16 führt zu einer Bewegung des
Stellkolbens 12 in der 1 nach rechts,
wodurch es zu einer Erhöhung des Fördervolumens
der Hydropumpe 2 kommt. Aufgrund der Rückkopplung
der Position des Stellkolbens 12 über die Rückkoppelfeder 15 wird
dabei jeweils ein Fördervolumen der Hydropumpe 2 eingestellt,
das proportional zu dem angelegten Steuersignal des Proportionalmagneten 14 ist.
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Bei
einer Erhöhung des Drucks in dem förderseitigen
Arbeitskanal 4 über einen festgelegten Grenzwert
spricht dagegen das Druckregelventil 21 an. Das Druckregelventil 21 weist
einen Eingangsanschluss sowie eine Messfläche auf, die über
einen Verbindungskanalzweig 18' ebenfalls mit dem ersten Arbeitskanal 4 verbunden
sind. In der zweiten Endposition des Druckregelventils 21 ist
der Verbindungskanalzweig 18' mit dem Anschlusskanal 19 verbunden.
Es wird dann der Tankanschluss des Regelventils 13 mit
dem Arbeitskanal 4 der Hydropumpe 2 verbunden.
Infolgedessen wird dem Stelldruckraum 16 Druckmittel zugeführt
und die Hydropumpe 2 in Richtung minimalen Fördervolumens
zurückgeschwenkt. Während durch das Regelventil 13 damit
ein maximales Fördervolumen der Hydropumpe 2 eingestellt wird,
wird durch das Druckregelventil 21 ein maximaler Betriebsdruck
der Hydropumpe 2 sichergestellt. Beide Ventile 13, 21 können
zwischen ihren Endpositionen auch beliebige Zwischenstellungen einnehmen.
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Die 2 zeigt
einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße
Anschlussplatte. Die erfindungsgemäße Anschlussplatte
weist ein Anschlussplattengehäuse 25 auf, in das
eine Druckregelpatrone 27 zur Ausbildung des Druckregelventils 21 der 1 eingesetzt
ist und das ein Gehäuse der Pumpeneinheit 1 verschließt.
Das Anschlussplattengehäuse 25 ist hierzu mit
einer Ausnehmung 26 versehen, in der die Druckregelpatrone 27 angeordnet
ist. Wenn gemäß einer alternativen Ausführung
der Ventilkolben unmittelbar in einer der Ausnehmung 26 entsprechenden
Ausnehmung des Anschlussplattengehäuses angeordnet ist,
wird diese vorzugsweise hartbeschichtet. Dies ergibt insbesondere
bei einer Fertigung der Anschlussplatte aus Aluminium Vorteile bei der
Verschleißfestigkeit.
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Die
Druckregelpatrone 27 umfasst eine Ventilbuchse 28,
in der in axialer Richtung verschiebbar ein Ventilkolben 29 angeordnet
ist. Der Ventilkolben 29 ist in einer Stufenbohrung 30 geführt.
An dem Ventilkolben 29 sind Bereiche mit radial unterschiedlichen
Abmessungen ausgeführt. Dadurch entstehen an dem Ventilkolben 29 mit
Drücken beaufschlagbare Flächen bzw. Steuerkanten,
wie dies nachfolgend noch erläutert wird. Am äußeren
Umfang der Ventilbuchse 27 ist eine Hochdruckringnut 31 ausgebildet. Die
Hochdruckringnut 31 steht mit einem Hochdruckanschluss 32 des
Anschlussplattengehäuses 25 über eine
Bohrung in Verbindung, die den Verbindungskanalzweig 18' bildet.
Die Hochdruckringnut 31 ist über zwei, die Ventilbuchse 28 durchdringende
Querbohrungen mit der Stufenbohrung 30 verbunden. Die Querbohrungen
sind axial versetzt so in der Ventilbuchse 28 angeordnet,
dass eine Verbindung zwischen der Hochdruckringnut 31 und
der Stufenbohrung 30 beidseits eines mit der Stufenbohrung 30 zusammenwirkenden
dichtenden Bereichs des Ventilkolbens 29 ausgebildet ist.
Dadurch wird eine an dem Ventilkolben 29 ausgebildete Messfläche 33 und
ein Eingangsanschluss mit dem Hochdruck der Hydropumpe 2 beaufschlagt.
Der auf die Messfläche 33 wirkende Druck erzeugt
eine Kraft in axialer Richtung und versucht den Ventilkolben 29 in
der 2 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 22 zu
verschieben.
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An
dem Ventilkolben 29 ist eine erste Steuerkante 34 ausgebildet.
Die erste Steuerkante 34 wirkt in einer linken Endposition
(Ruheposition) des Ventilkolbens 29 dichtend mit der Stufenbohrung 30 zusammen.
Wird aufgrund der hydraulischen Kraft auf die Messfläche 33 der
Ventilkolben 29 in der 2 nach rechts
verschoben, so gibt die erste Steuerkante 34 eine durchströmbare
Verbindung zwischen der Hochdruckringnut 31 und einer ebenfalls
am äußeren Umfang der Ventilbuchse 28 ausgebildeten
weiteren Ringnut 36 frei. Diese weitere Ringnut 36 ist
mit der Stufenbohrung 30 über eine weitere Querbohrung und
mit einem Anschlusskanal 37 verbunden. Der Anschlusskanal 37 ist
ebenfalls als Bohrung in dem Anschlussplattengehäuse ausgeführt
und entspricht dem Anschlusskanal 19, wie er bereits unter
Bezugnahme auf die 1 erläutert wurde.
Damit wird bei einer Bewegung des Ventilkolbens 29 in der 2 nach
rechts dem Hochdruckanschluss 32 entnommenes Druckmittel über
den Anschlusskanal 37 dem Regelventil 13 zugeführt.
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Weiterhin
ist an dem Ventilkolben 29 eine zweite Steuerkante 35 ausgebildet.
Die erste und die zweite Steuerkante 34, 35 werden
durch eine Durchmesserreduzierung des Ventilkolbens 29 erreicht. Die
zweite Steuerkante 35 gibt eine durchströmbare Verbindung
zwischen dem Anschlusskanal 37 und einer Niederdruckringnut 39 frei,
wenn der Ventilkolben 29 in der 2 nach links
verschoben wird. In der linken Endposition des Ventilkolbens 29 der
Druckregelpatrone 27 wird damit der Anschlusskanal 37 durchströmbar
mit einem Gehäusetankvolumen verbunden. Die Niederdruckringnut 39 ist
hierzu mit der Stufenbohrung 30 ebenfalls über
eine Querbohrung verbunden. An seinem von der Messfläche 33 abgewandten
Ende ist der Ventilkolben 29 mit der Kraft der Feder 22 beaufschlagt.
Um die Kraft der Feder 22 auf den Ventilkolben 29 einstellen
zu können, stützt sich die Feder 22 einerseits
an dem Ende des Ventilkolbens 29 und andererseits an einem
einstellbaren Federlager ab. Im einfachsten Fall ist, wie es in
der 2 dargestellt ist, das einstellbare Federlager
als Scheibe 40 ausgeführt, die in ein offenes
Ende der Stufenbohrung 30 eingepresst ist. Durch die Einpresstiefe
der Scheibe 40 wird die Federvorspannung der Feder 22 eingestellt.
Es entsteht in der Stufenbohrung 30 auf der Seite der Feder 22 somit
ein abgeschlossener Raum, der jedoch über Öffnungen mit
der Niederdruckringnut 39 verbunden ist. Dadurch kann ein
Druckausgleich bzw. ein Volumenstromausgleich zwischen dem Federraum
und der Niederdruckringnut 39 erreicht werden. Der Raum vor
der von dem Federraum abgewandten Stirnseite des Ventilkolbens 29 ist über
eine Axialbohrung im Ventilkolben mit dem Federraum verbunden, so
dass dort auch Niederdruck herrscht. Bis auf die ringförmige
Messfläche 33 ist der Ventilkolben 29 also
druckausgeglichen. An dem von dem Federraum abgewandten Ende der
Ventilbuchse 28 ist eine Gewindeverbindung 41 zwischen
der Ventilbuchse 28 und dem Anschlussplattengehäuse 25 ausgebildet.
Die vormontierte Druckregelpatrone 27 wird in die Ausnehmung 26 eingesetzt
und zur Fixierung über die Gewindeverbindung 41 dort
verschraubt.
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Die
Ventilbuchse 28 ist vorzugsweise aus einem Stahl gefertigt,
während das Anschlussplattengehäuse 25 aus
einem Aluminiumwerkstoff gefertigt ist. Um eine Druckbelastung der
Gewindeverbindung 41 zu verhindern, ist die Ventilbuchse 28 in
einem Bereich, der zwischen der Gewindeverbindung 41 und dem
in das Anschlussplattengehäuse 25 hineinragenden
Ende, an dem der Federraum ausgebildet ist, zu verhindern, ist zumindest
ein radiales Dichtelement vorgesehen. Dieses radiale Dichtelement
ist z. B. ein O-Ring, der in eine erste Dichtungsnut 42 eingesetzt
wird. Vorzugsweise ist, wie es im Beispiel dargestellt ist, eine
zweite Dichtungsnut 43 und eine dritte Dichtungsnut 44 vorgesehen.
Der Hochdruckbereich der Druckregelpatrone 27 ist somit
einerseits über einen O-Ring in der ersten Dichtungsnut 42 sowie
einen zweiten O-Ring in der zweiten Dichtungsnut 43 abgedichtet.
Der Bereich um den Anschlusskanal 37 ist durch den O-Ring
in der zweiten Dichtungsnut 43, sowie einen dritten O-Ring
in der dritten Dichtungsnut 44 abgedichtet, so dass auch
bei einer Auslenkung des Ventilkolbens 29 in der 2 nach rechts,
der dann unter Hochdruck stehende Anschlusskanal 37 gegenüber
dem Niederdruckbereich der Druckregelpatrone 27 abgedichtet
ist.
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Durch
die gezeigte Anordnung der Druckregelpatrone 27, bei der
der Hochdruckbereich der Druckregelpatrone 27, also der
Bereich, in dem die Messfläche 33 an dem Ventilkolben 29 und
der Eingangsanschluss ausgebildet sind, und die Hochdruckringnut 31 am äußeren
Umfang der Ventilbuchse 28 ausgebildet ist, in der Nähe
des Hochdruckanschlusses 32 liegt, werden ungünstige
Spannungsverteilungen in dem Anschlussplattengehäuse 25 vermieden.
Der Hochdruckbereich der Druckregelpatrone 27 ist damit
näher an dem Hochdruckanschluss 32 angeordnet
als an einem Niederdruckanschluss 45, der ebenfalls in
dem Anschlussplattengehäuse 25 ausgebildet ist.
Der Niederdruckbereich der Druckregelpatrone 27 ist näher
an dem Niederdruckanschluss 45 als an dem Hochdruckanschluss 32 angeordnet.
Eine solche Anordnung wird erreicht, indem der Hochdruckanschluss 32 und
der Niederdruckanschluss 45 mit parallel zueinander orientierten
Symmetrieachsen in das Anschlussplattengehäuse 25 eingebracht
sind. Die Mittelachse der Druckregelpatrone 27, also auch
die Einschubrichtung in die Ausnehmung 26, verläuft
parallel zu einer Verbindungslinie der Mittelachsen des Hochdruckanschlusses 32 und
des Niederdruckanschlusses 45 jedoch senkrecht zu den Mittelachsen
des Hochdruck- bzw. Niederdruckanschlusses 32, 45.
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Dabei
wird die Druckregelpatrone 27 zwischen dem Hochdruckanschluss 32 und
dem Niederdruckanschluss 45 sowie dem auf der anderen Seite der
Druckregelpatrone 27 in das Anschlussplattengehäuse 25 einzusetzenden
Regelventil 13 bzw. dessen Aufnahme ausgebildet. Diese
Anordnung hat den Vorteil, dass die Verbindungen der Druckregelpatrone 27 mit
dem Hochdruckanschluss 32 bzw. dem Niederdruckanschluss 45 und
dem Regelventil 13 durch den Anschlusskanal 37 auf
gegenüberliegenden Seiten der Druckregelpatrone 27 ausgebildet sind.
Dadurch können kurze Kanalwege in dem Anschlussplattengehäuse 25 mit
entsprechend geringem Zerspanungsaufwand realisiert werden. Das Ansprechverhalten
der Druckregelpatrone 27 bzw. des Druckregelventils 21 wird
damit verbessert. Länge Leitungswege, die zu Druckverlusten
und damit zu einem schlechteren Ansprechen der Druckregelung und
längeren Schwenkzeiten führen, werden verhindert.
In der 2 ist es gezeigt, dass die Aufnahme 38 zur
Aufnahme des Regelventils 13 sich in derselben Richtung
erstreckt, wie die Mittelachsen des Hochdruckanschlusses 32 und
des Niederdruckanschlusses 45.
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In
der 3 ist eine weitere mögliche Fixierung
der Druckregelpatrone 27' in dem Anschlussplattengehäuse 25' dargestellt.
Identische Elemente sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird diesbezüglich
auf die vorstehenden Ausführungen unter Bezugnahme auf
die 2 verwiesen.
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Zur
Fixierung ist an der Ventilbuchse 28' anstelle der Gewindeverbindung 41 ein
radial verjüngter Bereich vorgesehen. Der radial verjüngte
Bereich ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 3 in
Form eines halbkugelförmigen Endes 46 der Ventilbuchse 28' ausgebildet.
Die Länge der Ventilbuchse 28' ist dabei so bemessen,
dass das halbkugelförmige Ende 46 der Ventilbuchse 28' nach
dem Einsetzen in die Ausnehmung 26 innerhalb des Anschlussplattengehäuses 25' liegt.
Um die Ausnehmung 26 herum ist an dem Ende, zu dem die
Ausnehmung 26 offen ist, in das Anschlussplattengehäuse 25' eine
Nut 47 eingebracht. Durch diese Nut 47 bildet
sich ein zylindrischer Abschnitt um die Ausnehmung 26 aus,
der plastisch verformt und um das sich radial verjüngende
Ende der Ventilbuchse 28' angelegt wird und diesen Bereich
der Ventilbuchse 28' damit umfasst. Zur Fixierung der Druckregelpatrone 27' wird
also der zylindrische Bereich, der an dem Anschlussplattengehäuse 25' ausgebildet
ist, plastisch umgeformt und die Druckregelpatrone 27' so
in dem Anschlussplattengehäuse 25' verstemmt.
Dieses Verstemmen hat ferner den Vorteil, dass nicht nur eine mechanische
Fixierung sondern gleichzeitig auch eine Abdichtung der Druckregelpatrone 27' gegen
das Anschlussplattengehäuse 25' erreicht wird. Die
erste Dichtungsnut 42 kann damit entfallen.
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Bei
dem in der 2 und dem in der 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel wird jeweils die Druckregelpatrone 27 bzw. 27' von
der Seite des Hochdruckanschlusses 32 her in das Anschlussplattengehäuse 25 bzw. 25' eingesetzt.
Damit wird die Druckregelpatrone 27 bzw. 27' mit
der Feder 22 voran in das Anschlussplattengehäuse 25 bzw. 25' eingesetzt.
Alternativ könnte die Druckregelpatrone 27 auch
von der gegenüberliegenden Seite in das Anschlussplattengehäuse 25' eingesetzt
werden. Der radial verjüngte Bereich könnte dann
im Bereich der Federkammer ausgebildet sein. Die eingepresste Scheibe 40 bliebe
dann auch in montiertem Zustand der Druckregelpatrone 27' zugänglich
und könnte nachgestellt werden.
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In
der 4 ist ein weiteres Beispiel mit einer verstemmten
Druckregelpatrone 27 gezeigt, bei dem ebenfalls eine nachträgliche
Einstellung der Federvorspannung der Feder 22 möglich
ist. Hierzu ist das federseitige Ende der Druckregelpatrone 27'' auch
in montiertem Zustand der Druckregelpatrone 27'' zugänglich.
Die von der Seite des Niederdruckausschlusses 45 eingebrachte
Ausnehmung 26' wird daher von der Niederdruckseite in das
Anschlussplattengehäuse 25' eingebracht. Der Aufbau
der Druckregelpatrone 27'' entspricht ansonsten im Wesentlichen
dem bereits unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläuterten.
Die Ventilbuchse 28'' ist jedoch kürzer ausgeführt
und wird durch eine plastisch verformbare Kappe 48 verschlossen.
Die plastisch verformbare Kappe 48 weist einen radial verjüngten
Bereich 49 auf, der durch einen plastisch verformten Bereich
des Anschlussplattengehäuses 25' umschlossen wird
und damit die Druckregelpatrone 27' in dem Anschlussplattengehäuse 25'' mechanisch
fixiert und gleichzeitig dichtet. Die plastisch verformbare Kappe 48 kann,
wenn eine Vormontage der Druckregelpatrone 27' gewünscht
ist, beispielsweise durch eine Pressverbindung an dem offenen Ende mit
der Ventilbuchse 28' verpresst sein. Zur Einstellung der
Federvorspannung der Feder 22 wird das geschlossene Ende
der Kappe 48 plastisch verformt. Im Inneren der Kappe 48 ist
zudem eine Scheibe 40' vorgesehen, auf der die Feder 22 anliegt.
Die Position der Scheibe 40' wird über das Verformen
des geschlossenen Endes der Kappe 48 festgelegt. Die Ausgestaltung
des Anschlussplattengehäuses 25'' in dem Bereich
um die Aufnahmeausnehmung 26' entspricht der zu 3 erläuterten.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr sind auch Kombinationen einzelner
Merkmale der Ausführungsbeispiele möglich. Dies
betrifft vor allem auch die Übertragung von in den Beispielen
zu den Druckregelpatronen gezeigten Merkmalen auf eine Ausführung
mit unmittelbar in der Anschlussplatte angeordnetem Ventilkolben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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