Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte hydrostatische Maschine. The invention relates to an adjusting device for a hydrostatic machine according to the preamble of patent claim 1 and a running with such adjustment hydrostatic machine.
Eine derartige hydrostatische Maschine kann beispielsweise eine Verstellpumpe in Axialkolbenbauweise sein, bei der ein Fördervolumenstrom durch Verändern eines Schwenkwinkels einer Schrägscheibe verstellt wird. Der Grundaufbau einer derartigen Verstelleinrichtung zur elektroproportionalen Schwenkwinkelregelung ist in der DE 10 2008 038 435 A1 gezeigt. Dabei wird die Schrägscheibe von einem Stellkolben eines Stellzylinders in Richtung einer Vergrößerung des Schwenkwinkels und von einem Gegenkolben eines Gegenzylinders in Richtung einer Verringerung des Schwenkwinkels beaufschlagt. Der Gegenkolben ist stets mit Hochdruck beaufschlagt, während über ein elektrisch angesteuertes proportional verstellbares Regelventil einer Stellkammer des Stellzylinders Steueröl zugeführt oder aus dieser zum Tank abgeführt werden kann. Über einen Proportionalmagneten des Regelventils kann so der Schwenkwinkel in einem übergeordneten Regelkreis geregelt werden. Ein Ventilschieber des Regelventils steht über eine Rückführfeder in Wirkverbindung mit dem Stellkolben. Diese Rückführfeder stellt eine Störkraft dar, die die Kraftreserve des Proportionalmagneten verringert. Um eine hohe Verstelldynamik zu erreichen, ist es erforderlich, den Ventilschieber des Regelventils zu übersteuern, was in der Regel jedoch nur in begrenzten Umfang möglich ist, so dass entsprechend die Dynamik der Verstellung durch die Rückführfeder negativ beeinflusst ist. Such a hydrostatic machine may be, for example, a variable displacement pump in axial piston design, in which a delivery volume flow is adjusted by changing a pivot angle of a swash plate. The basic structure of such an adjustment for the electro-proportional swivel angle control is in the DE 10 2008 038 435 A1 shown. In this case, the swash plate is acted upon by an actuating piston of an actuating cylinder in the direction of an enlargement of the swivel angle and by an opposing piston of a counter-cylinder in the direction of a reduction of the swivel angle. The counter-piston is always subjected to high pressure, while control oil can be supplied via an electrically controlled proportional control valve of a control chamber of the actuating cylinder or can be discharged from this to the tank. Via a proportional solenoid of the control valve so the swing angle can be controlled in a higher-level control loop. A valve spool of the control valve is connected via a return spring in operative connection with the actuating piston. This return spring represents an interference force that reduces the power reserve of the proportional solenoid. In order to achieve a high Verstelldynamik, it is necessary to override the valve spool of the control valve, which, however, is usually possible only to a limited extent, so that according to the dynamics of the adjustment is negatively influenced by the return spring.
Bei dieser Lösung ist die Verstelleinrichtung mit einer Fail-Safe-Funktion ausgeführt, bei der die Schrägscheibe im Störfall, beispielsweise bei einem Kabelbruch am Regelventil in eine vorbestimmte Position verschwenkt wird. Dies erfolgt bei der bekannten Lösung über die Rückführfeder und eine entgegengesetzt wirkende Gegenfeder, die in einem Kräftegleichgewicht den Ventilschieber in eine Fail-Safe-Position verstellen, so dass sich in der Stellkammer ein entsprechender Stelldruck einstellt. In this solution, the adjusting device is designed with a fail-safe function, in which the swash plate is pivoted in case of failure, for example in a cable break on the control valve in a predetermined position. This is done in the known solution via the return spring and an oppositely acting counter spring, which adjust the valve slide in a force equilibrium in a fail-safe position, so that adjusts a corresponding control pressure in the control chamber.
Bei ausgeschalteter Stromversorgung und drucklosem Verstellsystem schwenkt die Schrägscheibe durch Federkraft in Richtung des maximalen Fördervolumenstroms aus. When the power supply is switched off and the pressure-free adjustment system is switched off, the swash plate swings by spring force in the direction of the maximum delivery volume flow.
In der DE 197 24 870 ist eine Verstelleinrichtung offenbart, mit der eine elektrohydraulische Regelung des Druckes und des Fördervolumenstroms einer Axialkolbenpumpe möglich ist. Eine derartige Regelung wird auch als DFE-Regelung bezeichnet. Der prinzipielle mechanische Aufbau einer derartigen Verstelleinrichtung entspricht demjenigen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels. Die Verstellung des Schwenkwinkels erfolgt dabei ebenfalls über ein Regelventil, wobei bei einem Störfall über eine Fail-Safe-Regelung die Axialkolbenpumpe auf einen bestimmten Druck und nicht wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf einen vorbestimmten Schwenkwinkel, eingeregelt wird. Eine derartige Lösung erfordert einen erheblichen vorrichtungs- und regelungstechnischen Aufwand, wobei im Falle eines Kabelbruchs die Fail-Safe-Druckregelung nicht immer gewährleistet ist. In the DE 197 24 870 an adjusting device is disclosed with which an electro-hydraulic control of the pressure and the flow rate of an axial piston pump is possible. Such a control is also referred to as DFE control. The basic mechanical structure of such an adjusting device corresponds to that of the previously described embodiment. The adjustment of the swivel angle is also carried out via a control valve, wherein in an accident via a fail-safe control, the axial piston pump to a certain pressure and not as in the embodiment described above to a predetermined pivot angle, is adjusted. Such a solution requires a considerable device and control technical effort, in the event of a cable break, the fail-safe pressure control is not always guaranteed.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte hydrostatische Maschine zu schaffen, die bei geringem vorrichtungstechnischen Aufwand mit hoher Dynamik verstellbar sind. In contrast, the invention has for its object to provide an adjustment and executed with such an adjustment hydrostatic machine that are adjustable with low device complexity with high dynamics.
Diese Aufgabe wird durch eine Verstelleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine hydrostatische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. This object is achieved by an adjusting device having the features of patent claim 1 and a hydrostatic machine having the features of patent claim 9.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß hat die Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Maschine einen Stellkolben zum mittelbaren oder unmittelbaren Verstellen eines Hubvolumens (des Fördervolumens im Betrieb als Pumpe, des Schluckvolumens im Betrieb als Motor) der hydrostatischen Maschine. Dieser Stellkolben begrenzt eine Stellkammer, in der über ein elektrisch oder elektrohydraulisch verstellbares Regelventil ein Stelldruck einregelbar ist. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zum Regelventil ein Fail-Safe-Ventil vorgesehen, über das der Stellkolben bei einer Störung vorzugsweise mechanisch, mit anderen Worten ohne elektrische Unterstützung, in eine vorbestimmte Position zurückstellbar ist. Dabei wird über das Regelventil im Normalbetrieb der Stelldruck in der Stellkammer und damit der Schwenkwinkel der hydrostatischen Maschine geregelt, während im Fehlerfall, beispielsweise bei einem Kabelbruch der Stellkolben und damit auch die Schrägscheibe der hydrostatischen Maschine in eine vorbestimmte Position zurückgestellt wird. According to the invention, the adjusting device for a hydrostatic machine has an adjusting piston for the indirect or direct adjustment of a stroke volume (the delivery volume in operation as a pump, the displacement volume during operation as an engine) of the hydrostatic machine. This control piston defines a control chamber in which a control pressure can be controlled via an electrically or electrohydraulically adjustable control valve. According to the invention, a fail-safe valve is provided in addition to the control valve, via which the actuating piston in a fault preferably mechanically, in other words without electrical assistance, is reset in a predetermined position. In this case, the control pressure in the control chamber and thus the pivot angle of the hydrostatic machine is controlled by the control valve in normal operation, while in the event of a fault, for example in a cable break of the control piston and thus the swash plate of the hydrostatic machine is returned to a predetermined position.
Das Regelventil wird dabei derart ausgelegt, dass es im Hinblick auf das Regelverhalten und die hierfür erforderliche Verstelldynamik optimiert ist, während die Rückstellung im Fail-Safe-Fall über das entsprechend ausgelegte Fail-Safe-Ventil erfolgt. Eine derartige Lösung zeichnet sich durch minimalen vorrichtungstechnischen Aufwand bei hoher Regeldynamik aus. The control valve is designed such that it is optimized with regard to the control behavior and the adjustment dynamics required for this purpose, while the provision in the fail-safe case via the appropriately designed fail-safe valve. Such a solution is characterized by minimal device complexity and high control dynamics.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Fail-Safe-Ventil einen Eingangsanschluss, der mit Hochdruck verbunden ist, einen mit Niederdruck verbundenen Tankanschluss und einen Ausgangsanschluss, der mit einem Eingangsanschluss des Rückschlagventils verbunden ist. In one embodiment of the invention, the fail-safe valve has an input port connected to high pressure, a low pressure connected tank port, and an output port connected to an input port of the check valve.
Das Fail-Safe-Ventil ist vorzugsweise als stetig verstellbares Ventil ausgeführt und über eine Rückführfeder und die Regelfeder in eine Grundposition vorgespannt. Die die Regeldynamik des Regelventils bestimmende Rückführfeder ist bei der erfindungsgemäßen Lösung in das Fail-Safe-Ventil integriert und bestimmt somit im Normalbetrieb nicht mehr das Regelverhalten. The fail-safe valve is preferably designed as a continuously adjustable valve and biased by a return spring and the control spring in a basic position. The control dynamics of the control valve determining return spring is integrated in the inventive solution in the fail-safe valve and thus determined in normal operation is no longer the control behavior.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Regelventil mit einer Fail-Safe-Position ausgeführt ist, die im Fehlerfall eingenommen wird und in der der Ausgangsanschluss des Fail-Safe-Ventils mit der Stellkammer verbunden ist, so dass in dieser über das Fail-Safe-Ventil ein Druck eingeregelt wird, um die Schrägscheibe in ihre vorbestimmte Fail-Safe-Position zu verstellen. In one embodiment of the invention it is provided that the control valve is designed with a fail-safe position, which is taken in case of failure and in which the output terminal of the fail-safe valve is connected to the actuating chamber, so that in this on the Fail -Safe valve pressure is adjusted to adjust the swash plate in its predetermined fail-safe position.
Ein Ventilkolben des Fail-Safe-Ventils kann in der Wirkrichtung der Rückführfeder mit dem Druck in der Stellkammer beaufschlagt sein. Wie eingangs erläutert, stellt das Regelventil eine Steuerölverbindung der Stellkammer mit dem Hochdruck oder dem Niederdruck (Tank) her, so dass Steueröl der Stellkammer zugeführt oder aus dieser abgeführt wird. A valve piston of the fail-safe valve can be acted upon in the effective direction of the return spring with the pressure in the adjusting chamber. As explained above, the control valve establishes a control oil connection of the control chamber with the high pressure or the low pressure (tank), so that control oil is supplied to the control chamber or discharged therefrom.
Bei einem Ausführungsbeispiel hat das Fail-Safe-Ventil einen Steuerraum, der in der Regelposition des Regelventils mit Hochdruck beaufschlagt ist. In der Fail-Safe-Funktion ist der bewegliche Ventilkörper des Fail-Safe-Ventils druckausgeglichen. Dies kann vom Grundsatz her dadurch geschehen, dass Hochdruck in einen weiteren Steuerraum gegeben wird und dieser Druck die von dem Druck im ersten Steuerraum ausgeübte Kraft kompensiert. Bevorzugt ist jedoch in der Fail-Safe-Position des Regelventils der zuvor mit Hochdruck beaufschlagte Steuerraum des Fail-Safe Ventils mit Niederdruck beaufschlagt. In one embodiment, the fail-safe valve has a control chamber which is pressurized in the control position of the control valve with high pressure. In the fail-safe function, the movable valve body of the fail-safe valve is pressure-balanced. This can be done in principle by the fact that high pressure is added to another control room and this pressure compensates the force exerted by the pressure in the first control chamber force. However, in the fail-safe position of the control valve, the control space of the fail-safe valve, which has previously been subjected to high pressure, is preferably subjected to low pressure.
Bei einer derartigen Variante wird es bevorzugt, wenn der Steuerraum über eine Düse oder dergleichen mit Hochdruck verbunden ist. In such a variant, it is preferred if the control chamber is connected via a nozzle or the like with high pressure.
Das Fail-Safe-Ventil kann mit einem Anschlag ausgeführt sein, auf den der Ventilkolben des Fail-Safe-Ventils im Normalbetrieb des Regelventils aufläuft. The fail-safe valve can be designed with a stop on which the valve piston of the fail-safe valve runs during normal operation of the control valve.
Die Verstelleinrichtung hat bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Gegenzylinder, dessen Gegenkolben im Sinne einer Verstellung des Förder-/Schluckvolumens einer hydrostatischen Maschine entgegen zum Stellkolben wirkt, wobei die Rückführfeder mit dem Gegenkolben in Wirkverbindung steht. Dementsprechend wird die Rückführfeder in Abhängigkeit von der Bewegung des Gegenkolbens gespannt oder entspannt. The adjusting device has in a preferred embodiment, a counter-cylinder whose counter-piston acts in the sense of an adjustment of the delivery / absorption volume of a hydrostatic machine counter to the actuating piston, wherein the return spring is in operative connection with the opposed piston. Accordingly, the return spring is tensioned or relaxed in response to the movement of the opposed piston.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch das Regelventil mit einer Rückführfeder ausgeführt, die ebenfalls in der vorbeschriebenen Weise in Wirkverbindung mit dem Gegenkolben steht, so dass bei minimaler Baulänge auch eine zuverlässige Rückführung des Regelventils ermöglicht ist. Bei dieser Variante reicht ein einfach wirkender Magnetaktor zur Verstellung des Regelventils aus. In a further embodiment of the invention, the control valve is designed with a return spring, which is also in the manner described above in operative connection with the opposed piston, so that with a minimum length and a reliable return of the control valve is possible. In this variant, a single-acting magnetic actuator is sufficient for adjusting the control valve.
Der Aufbau ist besonders einfach, wenn beide Rückführfedern an einem gemeinsamen Federteller abgestützt sind. The structure is particularly simple if both return springs are supported on a common spring plate.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Hilfsventil vorgesehen, das das Fail-Safe-Ventil in einer Position funktional wegschaltet und in der Fail-Safe-Funktion zuschaltet, so dass es die beschriebene Wirkung entfalten kann. According to a further embodiment, an auxiliary valve is provided, which functionally switches off the fail-safe valve in one position and switches on in the fail-safe function, so that it can develop the described effect.
Das Hilfsventil kann bei einer Variante derart ausgeführt sein, dass es in einer Richtung vom Druck in einer Hilfskammer und in Gegenrichtung von einer Feder beaufschlagt ist. Dabei ist vorgesehen, dass in einer Fail-Safe-Position des Regelventils die Hilfskammer zu einem Tank oder Niederdruck hin entlastet ist, so dass dann eine Steuerölverbindung zwischen dem Fail-Safe-Ventil und dem Regelventil geöffnet ist. In einer Regelposition des Regelventils ist die Hilfskammer mit Hochdruck beaufschlagt, so dass die Steuerölverbindung zwischen dem Regelventil und dem Fail-Safe-Ventil unterbrochen ist und letzteres deaktiviert wird. The auxiliary valve may be designed in a variant such that it is acted upon in one direction by the pressure in an auxiliary chamber and in the opposite direction by a spring. It is provided that in a fail-safe position of the control valve, the auxiliary chamber is relieved to a tank or low pressure, so that then a control oil connection between the fail-safe valve and the control valve is opened. In a control position of the control valve, the auxiliary chamber is subjected to high pressure, so that the control oil connection between the control valve and the fail-safe valve is interrupted and the latter is deactivated.
Das Hilfsventil ist idealerweise als Sitzventil ausgeführt, damit die Leckage zwischen Hochdruck und Niederdruck im Regelzustand sehr gering ist. The auxiliary valve is ideally designed as a seat valve, so that the leakage between high pressure and low pressure in the control state is very low.
Wie oben ausgeführt, zeichnet sich eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte hydrostatische Maschine mit einer verbesserten Regeldynamik und durch einen verringerten vorrichtungstechnischen Aufwand und somit vergleichsweise geringe Herstellkosten aus. As stated above, a hydrostatic machine designed with such an adjusting device is characterized by improved control dynamics and by reduced device complexity and thus comparatively low production costs.
Diese hydrostatische Maschine ist vorzugsweise als über Null verschwenkbare Axialkolbenmaschine ausgeführt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die hydrostatische Maschine druck- und förderstromgeregelt – (DFE-Regelung). This hydrostatic machine is preferably designed as an over zero pivotable axial piston machine. In a preferred embodiment of the invention, the hydrostatic machine is pressure and flow controlled - (DFE control).
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings.
Es zeigen Show it
1 ein Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung, 1 1 is a circuit diagram of a first exemplary embodiment of a hydrostatic machine according to the invention with an adjusting device according to the invention;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer hydrostatischen Maschine, 2 A second embodiment of a hydrostatic machine,
3 eine konkrete Ausführung einer Verstelleinrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels, 3 a concrete embodiment of an adjusting device according to a third embodiment,
4 einen Schnitt durch eine Hauptachse der Verstelleinrichtung gemäß 2, 4 a section through a main axis of the adjusting device according to 2 .
5 eine konkrete Lösung einer Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 2, 5 a concrete solution of a variant of the embodiment according to 2 .
6 einen Schaltplan zum dritten Ausführungsbeispiel, 6 a circuit diagram to the third embodiment,
7 einen Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels, 7 a circuit diagram of a fourth embodiment,
8 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einem Hilfsventil und 8th a fifth embodiment with an auxiliary valve and
9 eine konkrete Lösung des fünften Ausführungsbeispiels gemäß 8. 9 a concrete solution of the fifth embodiment according to 8th ,
1 zeigt ein Schaltschema einer hydrostatischen Maschine, genauer gesagt einer über Null verschwenkbaren Axialkolbenpumpe 1, deren Schwenkwinkel über eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung 2 verstellbar ist. Diese hat einen Gegenzylinder 6, der eine Schwenkwiege 4 der Axialkolbenpumpe in einer Verstellrichtung beaufschlagt und einen Stellzylinder 8 mit einem Stellkolben 9, der in Gegenrichtung auf die Schwenkwiege 4 wirkt. 1 shows a circuit diagram of a hydrostatic machine, more precisely a zero-pivotable axial piston pump 1 whose pivot angle via an adjusting device according to the invention 2 is adjustable. This has a counter-cylinder 6 , the pivoting cradle 4 the axial piston pump acted upon in an adjustment direction and an actuating cylinder 8th with a control piston 9 in the opposite direction to the swivel cradle 4 acts.
Der Gegenzylinder 6 hat einen Gegenkolben 10, der über eine Gegenfeder 12 im Sinne einer Verkleinerung eines Druckraums 14 beaufschlagt ist. Wie im Folgenden noch näher ausgeführt, ist dieser Druckraum 14 mit dem Druck an einem Ausgangsanschluss P der Axialkolbenpumpe 1 beaufschlagt. Der Stellzylinder 8, dessen wirksamer Querschnitt wesentlich größer als der entsprechende Querschnitt des Gegenzylinders 6 ist, hat einen Stellkolben 16, der eine Stellkammer 18 begrenzt und der über eine Rückführfeder 20 im Sinne einer Vergrößerung des Druckraums 18 und somit einer Verringerung des Schwenkwinkels (Fördervolumenstroms) der Axialkolbenpumpe 1 beaufschlagt ist. In Gegenrichtung wirkt auf den Stellkolben 16 eine Stellfeder 22, die den Stellkolben 16 somit im Sinne einer Vergrößerung des Schwenkwinkels der Schwenkwiege 4 beaufschlagt. Die beschriebene Federanordnung (Federn 12, 18 und 22) ist so ausgelegt, dass in stromlosem Zustand der elektrohydraulischen Verstelleinrichtung 2 und bei keinem Druck am Ausgangsanschluss P der Axialkolbenpumpe 1 (Pumpe nicht angetrieben) der Schwenkwinkel 8 auf einen vorbestimmten Wert (Nullhubbetrieb) eingeregelt wird, der etwa im Bereich von 4 Prozent bis 8 Prozent des maximalen Schwenkwinkels liegen kann. Bei angetriebener Pumpe wirkt der Pumpendruck im Druckraum 14 – die Schwenkwiege 4 wird ausgeschwenkt. The counter-cylinder 6 has an opposed piston 10 who has a counter-spring 12 in the sense of reducing a pressure chamber 14 is charged. As explained in more detail below, this pressure chamber 14 with the pressure at an output port P of the axial piston pump 1 applied. The actuating cylinder 8th whose effective cross section is substantially larger than the corresponding cross section of the countercylinder 6 is, has an actuator piston 16 who has a parking chamber 18 limited and that via a return spring 20 in the sense of enlarging the pressure chamber 18 and thus a reduction of the swivel angle (delivery volume flow) of the axial piston pump 1 is charged. In the opposite direction acts on the actuator piston 16 a spring 22 that the adjusting piston 16 thus in the sense of increasing the pivot angle of the pivoting cradle 4 applied. The described spring arrangement (springs 12 . 18 and 22 ) is designed so that in the de-energized state of the electro-hydraulic adjusting device 2 and no pressure at the output port P of the axial piston pump 1 (Pump not driven) the swivel angle 8th is adjusted to a predetermined value (Nullhubbetrieb), which is approximately in the range of 4 Percent up 8th Percent of the maximum swing angle can be. When the pump is driven, the pump pressure acts in the pressure chamber 14 - the pivoting cradle 4 is swung out.
Im Normalbetrieb der Axialkolbenpumpe 1 wird über ein Regelventil 24 Druckmittel der Stellkammer 18 zugeführt und aus der Stellkammer 18 abgelassen. Das Regelventil 24 ist als stetig verstellbares Proportionalventil ausgeführt, wobei ein Ventilschieber 26 über einen Proportionalmagneten 28 gegen die Kraft einer Regelfeder 30 verstellbar ist. Das Regelventil 24 hat einen Ausgangsanschluss A, einen Druckanschluss P und einen Tank – oder Niederdruckanschluss T. Der Ausgangsanschluss A ist über eine Steuerleitung 32 mit der Stellkammer 18 verbunden. Der Tankanschluss T ist mit einem Tank 34 verbunden. Der Druckanschluss P ist über eine Druckleitung 36 mit einer an den Druckanschluss P der Axialkolbenpumpe 1 angeschlossenen Pumpenleitung 38 verbunden. Diese mündet auch in einen Hochdruckspeicher 40 ein, der somit von der Axialkolbenpumpe 1 geladen werden kann. Der Hochdruckspeicher 40 wird so ausgelegt, dass auch bei einem Absperren des Druckanschlusses der Axialkolbenpumpe 1 noch genügend Druck zur Verfügung steht, um die Schwenkwiege 4 in ihre Sollposition zurück zu verschwenken. Anstelle zu einem Hochdruckspeicher 40 kann die Pumpe 1 Druckmittel auch zu einem anderen hydraulischen Verbraucher, zum Beispiel zu einem Hydrozylinder oder zu einem Hydromotor fördern. In normal operation of the axial piston pump 1 is via a control valve 24 Pressure medium of the control chamber 18 fed and from the parking chamber 18 drained. The control valve 24 is designed as a continuously adjustable proportional valve, wherein a valve spool 26 via a proportional magnet 28 against the power of a control spring 30 is adjustable. The control valve 24 has an output port A, a pressure port P and a tank or low pressure port T. The output port A is via a control line 32 with the control chamber 18 connected. The tank connection T is with a tank 34 connected. The pressure port P is via a pressure line 36 with a to the pressure port P of the axial piston pump 1 connected pump line 38 connected. This also flows into a high-pressure accumulator 40 a, thus from the axial piston pump 1 can be loaded. The high-pressure accumulator 40 is designed so that even with a shut-off of the pressure connection of the axial piston pump 1 still enough pressure is available to the pivoting cradle 4 to pivot back into their desired position. Instead of a high-pressure accumulator 40 can the pump 1 Also promote pressure medium to another hydraulic consumer, for example to a hydraulic cylinder or to a hydraulic motor.
Von der Druckleitung 36 zweigt eine Leitung 42 ab, die in den Druckraum 14 des Gegenzylinders 6 einmündet, so dass in diesem stets der Druck, der in der Druckleitung 36 beziehungsweise in der Pumpenleitung 38 herrscht, also der Pumpendruck wirkt. From the pressure line 36 branches a line 42 starting in the pressure room 14 of the counter-cylinder 6 opens so that in this always the pressure in the pressure line 36 or in the pump line 38 prevails, so the pump pressure acts.
Die Verstelleinrichtung 2 ist mit einer zweiten Ventilachse ausgeführt, die im Folgenden als Fail-Safe-Ventil 44 bezeichnet wird und als Proportional-Wegeventil ausgeführt ist. Dieses hat einen Ausgangsanschluss B, der über einen Leitungsabschnitt 46 mit einem Fail-Safe-Anschluss FS des Regelventils 24 verbunden ist. Das Fail-Safe-Ventil 44 hat des Weiteren einen mit der Druckleitung 36 verbundenen Druckanschluss P und einen mit dem Tank 34 verbundenen Tankanschluss T. Die Rückführfeder 20 beaufschlagt einen Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 in Richtung der mit (a) gekennzeichneten Positionen, während eine in Gegenrichtung wirkende Regelfeder 50 den Ventilkörper 48 in Richtung der mit (b) gekennzeichneten Positionen beaufschlagt. The adjusting device 2 is designed with a second valve axis, hereinafter referred to as fail-safe valve 44 is designated and designed as a proportional directional control valve. This has an output terminal B, which has a line section 46 with a fail-safe connection FS of the control valve 24 connected is. The fail-safe valve 44 also has one with the pressure line 36 connected pressure port P and one with the tank 34 connected tank connection T. The return spring 20 acts on a valve body 48 of the fail-safe valve 44 in the direction of the positions indicated by (a), while a counteracting in the opposite direction spring 50 the valve body 48 in the direction indicated by (b) positions acted upon.
Bei unbestromtem Proportionalmagneten 28 ist der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 in eine in 1 mit (c) gekennzeichnete Position vorgespannt, die im Folgenden als Fail-Safe-Position bezeichnet ist. In dieser Fail-Safe-Position (c) ist der Anschluss FS mit dem Anschluss A des Regelventils verbunden, so dass die Stellkammer 18 des Stellzylinders 8 mit dem Ausgangsanschluss B des Fail-Safe-Ventils 44 verbunden ist. Dieses befindet sich in seiner Regelposition, wenn Kräftegleichgewicht im Hinblick auf die von der Rückführfeder 20 und der Regelfeder 50 auf den Ventilkörper 48 ausgeübten Kräfte besteht. In dem Fall, in dem die Kraft der Rückführfeder 20 zu hoch ist, wird das Fail-Safe-Ventil 44 in Richtung seiner mit (a) gekennzeichneten Position verstellt, so dass der Stellkammer 18 vom Druckanschluss P des Fail-Safe-Ventils 44 Druckmittel zufließt und somit der Schwenkwinkel der Schwenkwiege 4 zurückgestellt und in entsprechender Weise die von der Rückführfeder 20 aufgebrachte Federkraft verringert wird. Im umgekehrten Fall, wenn die von der Rückführfeder 20 aufgebrachte Kraft geringer als die von der Regelfeder 50 aufgebrachte Kraft ist, wird das Fail-Safe-Ventil 44 in Richtung seiner mit (b) gekennzeichneten Positionen verstellt und dadurch der Ausgangsanschluss B mit dem Tankanschluss T verbunden, so dass die Stellkammer 18 mit dem Tank verbunden ist und entsprechend Druckmittel aus ihr ausgeschoben wird. Die Schwenkwiege 4 schwenkt aus so dass die Rückführfeder 20 entsprechend gespannt wird, bis sich das Fail-Safe-Ventil 44 in seiner Regelposition befindet und somit Kräftegleichgewicht zwischen den Federn 20 und 50 herrscht. With de-energized proportional magnet 28 is the valve spool 26 of the control valve 24 in an in 1 biased position (c), hereinafter referred to as fail-safe position. In this fail-safe position (c), the connection FS is connected to the port A of the control valve, so that the adjusting chamber 18 of the adjusting cylinder 8th to the output terminal B of the fail-safe valve 44 connected is. This is in its control position when power balance with respect to that of the return spring 20 and the control spring 50 on the valve body 48 exerted forces. In the case where the force of the return spring 20 is too high, the fail-safe valve 44 adjusted in the direction of its (a) position marked, so that the adjusting chamber 18 from the pressure port P of the fail-safe valve 44 Pressure medium flows and thus the pivot angle of the pivoting cradle 4 reset and in the same way from the return spring 20 applied spring force is reduced. In the opposite case, if that of the return spring 20 applied force less than that of the control spring 50 Applied force is the fail-safe valve 44 adjusted in the direction of its (b) marked positions, and thereby the output terminal B connected to the tank port T, so that the adjusting chamber 18 is connected to the tank and according to pressure medium is expelled from it. The pivoting cradle 4 pivots out so that the return spring 20 is stretched accordingly until the fail-safe valve 44 is in its control position and thus balance of power between the springs 20 and 50 prevails.
Wie oben erläutert, erfolgt diese Fail-Safe-Regelung nur dann, wenn das Regelventil 24 in seine Fail-Safe-Position (c) verstellt wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Kabelbruch am Regelventil 24 auftritt und somit eine Verstellung über den Proportionalmagnet 28 nicht mehr möglich ist. Im Normalbetrieb bei ordnungsgemäßer Funktion der Ansteuerung des Regelventils 24 wird dieses in Richtung seiner Positionen verstellt, die mit den Buchstaben (d) und (e) gekennzeichnet sind. Die Regelposition, in der zwischen den Anschlüssen P, T und A Nullüberdeckung oder eine kleine positive oder negative Überdeckung besteht, stellt sich ein, wenn Kräftegleichgewicht zwischen der vom Proportionalmagneten 28 und von der Regelfeder 30 aufgebrachten Kraft herrscht. Bei Abweichungen von diesem Kräftegleichgewicht wird der Ventilschieber 26 entweder in Richtung der mit (d) gekennzeichneten Stellungen verstellt, in der der Druckanschluss P mit dem Ausgangsanschluss A verbunden ist und somit der Schwenkwinkel der Schwenkwiege 4 verringert wird. Bei einer Verstellung in Richtung der mit (e) gekennzeichneten Stellungen wird in umgekehrter Weise der Ausgangsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden, so dass sich in entsprechender Weise der Schwenkwinkel vergrößert bis Kräftegleichgewicht anliegt. Somit kann durch entsprechende Bestromung des Proportionalmagneten 28 der Schwenkwinkel der Pumpe 1 vergrößert (Magnetkraft größer Federkraft in Mittelstellung zwischen Stellung (d) und Stellung (e)), verkleinert (Magnetkraft kleiner Federkraft in Mittelstellung) oder beibehalten (Magnetkraft gleich Federkraft in Mittelstellung) werden. As explained above, this fail-safe control takes place only when the control valve 24 in its fail-safe position (c) is adjusted. This is the case, for example, when a cable break at the control valve 24 occurs and thus an adjustment via the proportional magnet 28 is no longer possible. In normal operation with proper function of controlling the control valve 24 this is adjusted in the direction of its positions, which are marked with the letters (d) and (e). The control position, in which there is zero overlap or a small positive or negative overlap between the terminals P, T and A, occurs when the force balance between that of the proportional solenoid 28 and from the control spring 30 applied force prevails. In case of deviations from this equilibrium of forces, the valve spool 26 adjusted either in the direction of (d) marked positions in which the pressure port P is connected to the output terminal A and thus the pivot angle of the pivoting cradle 4 is reduced. In an adjustment in the direction of the (e) marked positions, the output terminal A is connected in reverse manner to the tank port T, so that increases in a corresponding manner, the pivot angle increases to balance of power. Thus, by appropriate energization of the proportional magnet 28 the swing angle of the pump 1 magnified (magnetic force greater spring force in the middle position between position (d) and position (e)), reduced (magnetic force of small spring force in center position) or retained (magnetic force equal to spring force in center position).
Das Fail-Safe-Ventil 44 bewegt sich in diesem Normalbetrieb aufgrund der Veränderung der Federkraft der Rückführfeder 20 mit, da in den Positionen (d) und (e) des Regelventils 24 der Fail-Safe-Anschluss FS abgesperrt ist, bleibt diese Bewegung des Fail-Safe-Ventils 44 im Normalbetrieb hydraulisch ohne Auswirkung. Diese stetige Bewegung des Fail-Safe-Ventils 44 hat den Vorteil, dass dieses nicht „einfriert“, wenn von der Fail-Safe-Funktion über längere Zeit kein Gebrauch gemacht wird. The fail-safe valve 44 moves in this normal operation due to the change in the spring force of the return spring 20 with, as in the positions (d) and (e) of the control valve 24 the fail-safe connection FS is shut off, this movement of the fail-safe valve remains 44 in normal operation hydraulically without effect. This steady movement of the fail-safe valve 44 has the advantage that it does not "freeze" if the fail-safe function is not used for a long time.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass im beschriebenen Normalbetrieb die Dynamik des Regelventils 24 durch die Rückführfeder 20 nicht beeinflusst ist, so dass eine Verstellung des Schwenkwinkels der Schwenkwiege 4 mit hoher Dynamik ermöglicht ist. An essential aspect of the invention is that in the described normal operation, the dynamics of the control valve 24 through the return spring 20 is not affected, so that an adjustment of the pivot angle of the pivoting cradle 4 is possible with high dynamics.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die ständige Verstellung des Fail-Safe-Ventils 44 während des Normalbetriebes unterbunden ist. Der Grundaufbau des Ausführungsbeispiels gemäß 2 entspricht weitgehend demjenigen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels, so dass im Wesentlichen nur auf die sich unterscheidenden Bauelemente eingegangen wird. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die hydrostatische Maschine beispielhaft als Axialkolbenpumpe 1 ausgeführt, deren Schwenkwiege 4 über den Verstellmechanismus 2 mit einem Stellzylinder 8 mit Stellkoben 16 und einem Gegenzylinder 6 mit Gegenkolben 10 verstellbar ist. Wie angedeutet, ist die Axialkolbenpumpe 1 über Fördervolumen null verschwenkbar, wobei sie bei Schwenkwinkeln kleiner null als Motor arbeitet und deshalb allgemeiner auch als Axialkolbenmaschine oder Axialkolbeneinheit bezeichnet werden kann. Der Druckraum 14 des Gegenzylinders 6 ist mit Hochdruck beaufschlagt. Der Druck in der Stellkammer 18 des Stellzylinders 8, der einen wesentlich größeren Querschnitt als der Gegenzylinder 6 hat, stellt sich wird im Normalbetrieb entsprechend des über das Regelventil 24 zugeführten und abfließenden Druckmittels entsprechend der augenblicklichen Last ein. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das Regelventil 24 einen Druckanschluss P, einen Fail-Safe-Anschluss FS und einen Ausgangsanschluss A sowie einen weiteren Tankanschluss T’. Das Regelventil 24 lässt sich über den Proportionalmagneten 28 in Richtung der mit (d) und (e) gekennzeichneten Positionen verstellen, wobei in den Positionen (d) die Verbindung zwischen A und T aufgesteuert wird, während in den Positionen (e) der Druckanschluss P mit dem Ausgangsanschluss A verbunden wird. Bei einem Kabelbruch wird das Regelventil 24 durch die Kraft der Regelfeder 30 in seine Fail-Safe-Position (c) verstellt, in der der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss A und die Anschlüsse FS sowie T’ miteinander verbunden sind. Das über eine gesonderte Ventilachse realisierte Fail-Safe-Ventil 44 hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T und einen Ausgangsanschluss B und ist über die Rückführfeder 20 in Richtung der mit (a) gekennzeichneten Positionen und über die Regelfeder 50 in Richtung der mit (b) gekennzeichneten Positionen beaufschlagt. Zusätzlich in diese Richtung wirkt ein Steuerdruck in einem Steuerraum 52, der über eine Steuerleitung 56 einerseits mit dem Anschluss FS des Regelventils 24 und andererseits über eine Düse 54 mit der Druckleitung 36 verbunden ist. Die Rückführfeder 20 ist zwischen dem Regelkolben des Ventils 44 und dem Gegenkolben 10 eingespannt. In den Positionen (d), (e) des Regelventils 24 ist die Druckmittelverbindung des Anschlusses FS zum Tankanschluss T’ abgesperrt, so dass entsprechend im Steuerraum 52 der Pumpendruck (Hochdruck) wirkt und somit das Fail-Safe-Ventil 44 in Richtung seiner Position (b) gegen einen Anschlag 58 vorgespannt ist. Das bedeutet, dass in der Normalfunktion der Verstelleinrichtung 2 das Fail-Safe-Ventil 44 in seiner Anlageposition am Anschlag 58 in Stellung (b) verbleibt. 2 shows an embodiment in which the constant adjustment of the fail-safe valve 44 is inhibited during normal operation. The basic structure of the embodiment according to 2 corresponds largely to that of the embodiment described above, so that essentially only addresses the different components. As in the previously described embodiment, the hydrostatic machine is exemplified as an axial piston pump 1 executed, the pivoting cradle 4 over the adjustment mechanism 2 with a positioning cylinder 8th with actuators 16 and a counter-cylinder 6 with counter-piston 10 is adjustable. As indicated, the axial piston pump 1 can be pivoted about delivery volume zero, where it operates at a pivot angle smaller than zero as a motor and therefore more generally can be referred to as axial piston or axial piston unit. The pressure room 14 of the counter-cylinder 6 is subjected to high pressure. The pressure in the control chamber 18 of the adjusting cylinder 8th that has a much larger cross section than the counter cylinder 6 has, turns in normal operation according to the over the control valve 24 supplied and discharged pressure medium according to the instantaneous load. As in the previously described embodiment, the control valve has 24 a pressure port P, a fail-safe port FS and an output port A and a further tank port T '. The control valve 24 can be over the proportional magnet 28 in the direction of the positions indicated by (d) and (e), wherein in the positions (d) the connection between A and T is turned on, while in the positions (e) of the pressure port P is connected to the output terminal A. When a cable breaks the control valve 24 by the power of the control spring 30 in its fail-safe position (c) adjusted, in which the pressure port P to the working port A and the terminals FS and T 'are interconnected. The realized via a separate valve axis fail-safe valve 44 has a pressure port P, a tank port T and an output port B and is via the return spring 20 in the direction of the positions marked with (a) and via the control spring 50 in the direction indicated by (b) positions acted upon. In addition, in this direction acts a control pressure in a control room 52 , which has a control line 56 on the one hand with the connection FS of the control valve 24 and on the other hand via a nozzle 54 with the pressure line 36 connected is. The return spring 20 is between the control piston of the valve 44 and the opposing piston 10 clamped. In positions (d), (e) of the control valve 24 the pressure medium connection of the connection FS is shut off to the tank connection T ', so that correspondingly in the control room 52 the pump pressure (high pressure) acts and thus the fail-safe valve 44 towards his position (b) against a stop 58 is biased. This means that in the normal function of the adjustment 2 the fail-safe valve 44 in its abutment position at the stop 58 remains in position (b).
Bei einer Störung, beispielsweise einem Kabelbruch, wird das Regelventil 24 durch die Kraft der Regelfeder 30 in seine Fail-Safe-Position (c) verstellt. Der Druckraum 52 wird zum Tank T’ entlastet, so dass der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 vom Anschlag 58 abhebt und über das Kräftegleichgewicht zwischen den Federn 20, 50 eine vorbestimmte Position des Gegenkolbens 10 und damit des Stellkolbens 16 eingestellt wird, die dem vorgesehenem Schwenkwinkel im Störfall entspricht. Die Düse 54 sorgt in dieser Fail-Safe-Funktion dafür, dass der Druck im Steuerraum 52 abgebaut wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 in Richtung der Positionen (a) durch die Rückführfeder 20 beaufschlagt, welche mit dem Gegenkolben 10 verbunden ist. In case of a fault, such as a cable break, the control valve 24 by the power of the control spring 30 adjusted to its fail-safe position (c). The pressure room 52 is relieved to the tank T ', so that the valve body 48 of the fail-safe valve 44 from the stop 58 takes off and on the balance of power between the springs 20 . 50 a predetermined position of the opposed piston 10 and thus the actuator piston 16 is set, which corresponds to the intended swivel angle in case of failure. The nozzle 54 In this fail-safe function ensures that the pressure in the control room 52 is reduced. In the embodiment according to 2 is the valve body 48 of the fail-safe valve 44 towards the positions (a) by the return spring 20 applied, which with the counter-piston 10 connected is.
3 zeigt eine konstruktive Lösung des Regelventils, wie es beispielsweise bei der Variante gemäß 2 eingesetzt werden kann. Der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 ist in einer Ventilbohrung 88 eines Gehäuses 90 des Regelventils 24 (Hauptachse) axial verschiebbar geführt und über die Regelfeder 30 gegen einen Stößel 92 des Proportionalmagneten 28 vorgespannt. Im Gehäuse sind die oben beschriebenen Anschlüsse P, A, T ausgebildet, die radial in die Ventilbohrung 88 einmünden. Angedeutet ist auch der Anschluss FS, der beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 über die Steuerleitung 56 mit dem Steuerraum 52 des Fail-Safe-Ventils 44 verbunden ist. Wie auch aus 3 ersichtlich sind am Ventilschieber 26 der mittige Steuerbund 64 mit den Steuerkanten 70, 72 und die beiden Endbunde 66, 68 ausgebildet. Der linke Endbund 66 liegt mit seiner Stirnseite am Stößel 92 an. An der Stirnfläche des in 3 rechts liegenden Endbundes 68 greift die Regelfeder 30 an, so dass der Ventilschieber 26 stromlos in die in 3 dargestellte Grundposition vorgespannt ist, in der die Steuerkante 70 die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A, P aufsteuert – das Regelventil 24 befindet sich somit in der Fail-Safe-Position (c) gemäß 2. Ein Federraum 94 für die Regelfeder 30 vor der dem Elektromagneten 28 abgewandten Stirnseite des Ventilschiebers 26 sowie ein Raum 98 vor der anderen Stirnseite des Ventilschiebers sind jeweils mit Niederdruck, das heißt mit Tankdruck beaufschlagt, wobei der Raum 98 über eine Abgriffsbohrung 100 in dem Gehäuse 90 mit Tankanschluss T verbunden ist. In entsprechender Weise ist der Federraum 94 mit dem Tank verbunden. Der Anschluss FS mündet in den Federraum 94 ein. Da dieser mit dem Tank verbunden ist, liegt somit in der dargestellten Fail-Safe-Position des Regelventils 24 der Tankdruck am Anschluss FS an, so dass entsprechend der Steuerraum 52 druckentlastet ist. 3 shows a constructive solution of the control valve, as for example in the variant according to 2 can be used. The valve spool 26 of the control valve 24 is in a valve hole 88 a housing 90 of the control valve 24 (Main axis) guided axially displaceable and the control spring 30 against a pestle 92 of the proportional magnet 28 biased. In the housing, the above-described connections P, A, T are formed, which radially into the valve bore 88 open out. Also indicated is the connection FS, which in the embodiment according to 2 over the control line 56 with the control room 52 of the fail-safe valve 44 connected is. As well as out 3 can be seen on the valve spool 26 the central tax code 64 with the control edges 70 . 72 and the two end bundles 66 . 68 educated. The left end collar 66 lies with his front side on the ram 92 at. At the end face of in 3 on the right-hand end of the Bund 68 grab the control pen 30 on, so that the valve spool 26 de-energized in the in 3 shown biased basic position in which the control edge 70 the pressure fluid connection between the ports A, P aufsteuert - the control valve 24 is thus in the fail-safe position (c) according to 2 , A spring room 94 for the control spring 30 in front of the electromagnet 28 remote end face of the valve spool 26 as well as a room 98 in front of the other end of the valve spool are each subjected to low pressure, that is to say with tank pressure, wherein the space 98 via a tap hole 100 in the case 90 connected to tank connection T. In a similar way is the spring chamber 94 connected to the tank. The connection FS opens into the spring chamber 94 one. Since this is connected to the tank, thus lies in the illustrated fail-safe position of the control valve 24 the tank pressure at the connection FS, so that according to the control room 52 relieved of pressure.
Bei Betätigung des Proportionalmagneten 28 wird der Ventilschieber 26 durch den Stößel 96 nach rechts verschoben, so dass durch den ebenfalls eine Steuerkante ausbildenden Endbund 98 die Druckmittelverbindung zwischen dem Anschluss FS und dem Tank (Federraum 94) zugesteuert wird und entsprechend sich im Druckraum 52 des Fail-Safe-Ventils 44 Hochdruck aufbaut. Das Regelventil 44 wird dann gegen seinen Anschlag 58 gefahren (Position (b) des Fail-Safe-Ventils 44), so dass am Druckanschluss P des Regelventils 24 der Pumpendruck anliegt. When the proportional solenoid is actuated 28 becomes the valve spool 26 through the pestle 96 shifted to the right, so that by the also a control edge forming end collar 98 the pressure medium connection between the port FS and the tank (spring chamber 94 ) is controlled and accordingly in the pressure chamber 52 of the fail-safe valve 44 Builds up high pressure. The control valve 44 will then be against his attack 58 moved (position (b) of the fail-safe valve 44 ), so that at the pressure port P of the control valve 24 the pump pressure is applied.
Zu Beginn der Verstellung des Ventilschiebers 26 ist der Schwenkwinkel auf seine Fail-Safe-Position eingestellt: Je nach über den Stößel 96 auf den Ventilschieber 26 aufgebrachter Magnetkraft wird dann in der sich einstellenden Regelposition des Stellkolbens 26 ein entsprechender Stelldruck in der Stellkammer 18 eingeregelt. Bei einem Kabelbruch oder dergleichen wird der Ventilschieber 26 durch die Kraft der Regelfeder 30 wieder in die in 4 dargestellte Grundposition (c) zurückverstellt. At the beginning of the adjustment of the valve spool 26 If the swing angle is set to its fail-safe position: depending on the ram 96 on the valve spool 26 applied magnetic force is then in the self-adjusting control position of the actuating piston 26 a corresponding control pressure in the control chamber 18 adjusted. When a cable break or the like, the valve spool 26 by the power of the control spring 30 back in the 4 shown back home position (c).
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Tankdruck im Raum 98 über die Abgriffsbohrung 100 abgegriffen. Es ist außerdem noch eine alternative Lösung angedeutet, gemäß der der Tankdruck zum Raum 98 über eine Radialbohrung 102, einen Axialbohrungsabschnitt 104 und eine Schrägbohrung 106 des Ventilschiebers 26 abgegriffen werden kann. Dann ist keine komplexe Gehäusebearbeitung zur Ausbildung der Abgriffsbohrung 100 erforderlich. At the in 3 illustrated embodiment, the tank pressure in space 98 over the tap hole 100 tapped. There is also an alternative solution indicated according to the tank pressure to the room 98 over a radial bore 102 , an axial bore section 104 and an oblique hole 106 of the valve spool 26 can be tapped. Then there is no complex housing machining to form the tap hole 100 required.
4 zeigt ein vereinfachtes Schema der zuvor beschriebenen Ausführung. Man erkennt das von dem Proportionalmagneten 28 betätigte Regelventil 24, dessen Ventilschieber 26 stirnseitig druckausgeglichen ist, wobei beide Stirnflächen beispielsweise mit Tankdruck beaufschlagt sind und über die Axialbohrung 104 miteinander in Druckmittelverbindung stehen. Hier ist der Ventilschieber 26 in seiner Regelposition gezeigt, in der der Ausgangsanschluss A nullüberdeckt ist. Das Fail-Safe-Ventil 44 ist ebenfalls in seiner Regelposition dargestellt, in der bei der Fail-Safe-Funktion der Druck am Anschluss B des Fail-Safe-Ventils 44 in Abhängigkeit von dem Kräftegleichgewicht zwischen der Rückführfeder 20 und der Regelfeder 50 mechanisch eingeregelt wird. In der Normalfunktion, d. h., beim Regeln des Schwenkwinkels über das Regelventil 24 liegt im Steuerraum 52, der über die Düse 54 abgegriffene Pumpendruck an, so dass der Ventilkörper 48 aus seiner in 5 dargestellten Regelposition nach links verschoben wird. Im Federraum der Rückführfeder 20 liegt gemäß der Darstellung in 5 Tankdruck an. 4 shows a simplified diagram of the embodiment described above. One recognizes that from the proportional magnet 28 operated control valve 24 , its valve spool 26 pressure balanced frontally, both end faces are acted upon, for example, tank pressure and the axial bore 104 standing in pressure fluid communication with each other. Here is the valve spool 26 shown in its control position, in which the output terminal A is zero-covered. The fail-safe valve 44 is also shown in its control position, in which the fail-safe function is the pressure at port B of the fail-safe valve 44 depending on the balance of forces between the return spring 20 and the control spring 50 is adjusted mechanically. In the normal function, ie when controlling the swivel angle via the control valve 24 is in the control room 52 that's over the nozzle 54 tapped pump pressure, so that the valve body 48 from his in 5 shifted control position is shifted to the left. In the spring chamber of the return spring 20 lies as shown in 5 Tank pressure on.
Bei einem Kabelbruch oder einer sonstigen Störung wird dann – wie bereits erläutert – der Ventilschieber 26 aus der dargestellten Regelposition nach links verschoben, so dass der Steuerraum 52 zum Tank hin entlastet wird und entsprechend der Ventilkörper 48 in seine dargestellte Regelposition verstellt wird. In the event of a cable break or other fault, the valve slide will then - as already explained 26 moved from the illustrated control position to the left, so that the control room 52 is relieved to the tank and accordingly the valve body 48 is adjusted in its illustrated control position.
Beim Ausführungsbeispiel nach den 5 sind der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 und der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 jeweils in ihrer Regelposition dargestellt, was allerdings, entsprechend den vorstehenden Ausführungen, prinzipiell nicht möglich ist. In der Normalfunktion befindet sich lediglich der Ventilschieber 26 in seiner Regelposition, während in der Fail-Safe-Funktion nur der Ventilkörper 48 in seiner Regelposition arbeitet. 6 zeigt das Ventil 24 in der Fail-Safe-Stellung und das Ventil 44 in der Stellung für den Normalbetrieb. In the embodiment of the 5 are the valve spool 26 of the control valve 24 and the valve body 48 of the fail-safe valve 44 each represented in its control position, which, however, in principle, according to the above, is not possible. In the normal function, only the valve spool is located 26 in its control position, while in the fail-safe function, only the valve body 48 works in his control position. 6 shows the valve 24 in the fail-safe position and the valve 44 in the position for normal operation.
Gemäß der Darstellung in 5 wird der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 über einen Stößel 62 des Proportionalmagneten 28 gegen die Kraft der Regelfeder 30 verstellt. Der Ventilschieber 26 hat einen mittigen Steuerbund 64, der über zwei Ringnuten von zwei Endbunden 66, 68 beabstandet ist. Am Endbund 66 greift die Regelfeder 30 an, während der Stößel 62 auf eine Stirnfläche des Endbunds 68 wirkt. In der dargestellten Regelposition sperrt der Steuerbund 64 die Druckmittelverbindung zwischen der Steuerleitung 32 und der Steuerleitung 56 ab, die in den Steuerraum 52 des Fail-Safe-Ventils 44 einmündet. Dieser ist über die Düse 54 mit der den Pumpendruck führenden Druckleitung 36 verbunden. Bei einer Verstellung des Ventilschiebers 26 aus der in 5 dargestellten Regelposition nach links wird über eine Steuerkante 70 des Steuerbunds 64 eine Druckmittelverbindung zwischen der Druckleitung 36 und der Steuerleitung 32 aufgesteuert. Bei einem Verschieben des Ventilschiebers 26 in der Darstellung gemäß 5 nach rechts wird in entsprechender Weise über eine weitere Steuerkante 72 eine Druckmittelverbindung zwischen einem über das sich in seiner Stellung (b) befindliche Fail-Safe-Ventil 44 mit dem Tankanschluss T verbundenen Kanal 74 und der Steuerleitung 32 aufgesteuert. Diese Stellbewegungen des Ventilschiebers 26 entsprechen des Positionen (e) und (d) in der Darstellung gemäß 6. As shown in 5 becomes the valve spool 26 of the control valve 24 over a pestle 62 of the proportional magnet 28 against the power of the control spring 30 adjusted. The valve spool 26 has a central tax code 64 , which has two ring grooves from two end-collars 66 . 68 is spaced. At the end federation 66 grab the control pen 30 on, while the pestle 62 on an end face of the end collar 68 acts. In the illustrated control position, the control circuit locks 64 the pressure medium connection between the control line 32 and the control line 56 starting in the control room 52 of the fail-safe valve 44 opens. This one is over the nozzle 54 with the pressure line leading to the pump pressure 36 connected. At an adjustment of the valve spool 26 from the in 5 shown control position to the left is via a control edge 70 of the tax code 64 a pressure medium connection between the pressure line 36 and the control line 32 turned on. When moving the valve spool 26 in the illustration according to 5 to the right is in a similar manner via another control edge 72 a pressure medium connection between a on the in its position (b) located fail-safe valve 44 connected to the tank port T channel 74 and the control line 32 turned on. These actuating movements of the valve spool 26 correspond to the positions (e) and (d) in the illustration according to 6 ,
In der Regelposition des Regelventils 24 sperrt der Steuerbund 64 die Steuerleitung 56 sowohl zum Kanal 74 als auch zur Steuerleitung 32 hin ab, so dass im Steuerraum 52 der Druck in der Druckleitung 36 anliegt und somit entsprechend der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 aus der Regelposition gemäß 5 nach links verschoben wird, bis er auf den Anschlag 58 aufläuft. Diese Verstellung in der Fail-Safe-Funktion erfolgt gegen die Kraft der Rückführfeder 20, die über einen Federteller 76 an einem Endabschnitt des Ventilkörpers 48 angreift. Bei dieser Konstruktion greift auch die Regelfeder 50 an diesem Endabschnitt an und beaufschlagt den Ventilkörper 48 in Gegenrichtung, das heißt, in Richtung einer Vergrößerung des Steuerraums 52. In dieser Stellung ist der Kanal 74 über den Anschluss B des Ventils 44 mit Tank T verbunden. Die Rückführfeder 20 stützt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 außerdem am Stellkolben 16 ab. In the control position of the control valve 24 the tax code locks 64 the control line 56 both to the canal 74 as well as to the control line 32 down, leaving the control room 52 the pressure in the pressure line 36 is applied and thus according to the valve body 48 of the fail-safe valve 44 from the control position according to 5 is moved to the left until he hits the stop 58 runs. This adjustment in the fail-safe function takes place against the force of the return spring 20 that has a spring plate 76 at an end portion of the valve body 48 attacks. In this construction, the control spring attacks 50 at this end portion and acts on the valve body 48 in the opposite direction, that is, in the direction of enlarging the control space 52 , In this position is the channel 74 via port B of the valve 44 connected to tank T. The return spring 20 relies in the embodiment according to the 5 and 6 also on the actuator piston 16 from.
In der Fail-Safe-Funktion wird der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 in der Darstellung gemäß 5 durch die Kraft der Regelfeder 30 nach rechts verschoben, so dass über eine Steuerkante 72 die Steuerleitung 32 mit dem Kanal 74 verbunden wird und somit der Ausgang B des Fail-Safe-Ventils 44 über den Kanal 74 und den von der Steuerkante 72 aufgesteuerten Querschnitt mit dem Ausgangsanschluss A des Regelventils 24 verbunden ist. Die Verschiebung des Ventilschiebers 26 ist so groß, dass auch der Kanal 56 und damit der Anschluss FS des Ventils 24 wird mit dem Anschluss A verbunden ist. In the fail-safe function, the valve spool 26 of the control valve 24 in the illustration according to 5 by the power of the control spring 30 moved to the right, leaving a control edge 72 the control line 32 with the channel 74 is connected and thus the output B of the fail-safe valve 44 over the canal 74 and from the control edge 72 controlled cross-section with the output port A of the control valve 24 connected is. The displacement of the valve spool 26 is so big that even the channel 56 and thus the connection FS of the valve 24 is connected to port A.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden über zwei Ringnuten 78, 80 zwei Steuerkanten 82, 84 des Ventilkörpers 48 ausgebildet, die in der dargestellten Regelposition die Druckmittelverbindung des Kanals 74 zum Tankanschluss T bzw. zur Druckleitung 36 hin bestimmen, die im Bereich der Ringnut 78 in die Ventilbohrung des Fail-Safe-Ventils 44 einmündet. Über die Steuerkante 82 wird die Druckmittelverbindung zwischen der Druckleitung 36 und dem Kanal 74 und über die Steuerkante 84 die Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss T und dem Kanal 74 gesteuert. Also in this embodiment are two ring grooves 78 . 80 two control edges 82 . 84 of the valve body 48 formed, in the illustrated control position, the pressure medium connection of the channel 74 to tank connection T or to the pressure line 36 down in the area of the annular groove 78 into the valve hole of the fail-safe valve 44 opens. About the control edge 82 becomes the pressure medium connection between the pressure line 36 and the channel 74 and over the control edge 84 the pressure medium connection between the tank port T and the channel 74 controlled.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispielen nach den 1 und den 2 und 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 der Ventilschieber 48 des Fail-Safe-Ventils 44 an einer dem Druckraum 52 gegenüberliegenden Stirnseite an einer gleich großen Fläche wie am Druckraum 52 mit dem in der Stellkammer 18 des Stellzylinders 8 und in einem Federraum 86 herrschenden Druck beaufschlagt. Wie oben erläutert, wird in der Fail-Safe-Funktion der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 in eine Stellung verschoben, in der der Anschluss FS und damit auch der Druckraum 52 mit dem Anschluss A verbunden sind. In der Fail-Safe-Stellung des Regelventils 24 ist der Ventilschieber 48 somit druckausgeglichen. An dem Ventilschieber 48 wirken somit nur die Federn 20 und 50. Im Fail-Safe-Fall wird also durch das Fail-Safe-Ventil 44 ein solcher Schwenkwinkel der Axialkolbeneinheit 1 eingeregelt, in dem in der Regelposition des Ventilschiebers 48 die Kraft der Rückführfeder 20 gleich der Kraft der Regelfeder 50 ist. In contrast to the embodiments according to the 1 and the 2 and 3 is at the embodiment of the 5 and 6 the valve spool 48 of the fail-safe valve 44 at one of the pressure room 52 opposite end face on an equal area as the pressure chamber 52 with the in the parking chamber 18 of the adjusting cylinder 8th and in a spring room 86 prevailing pressure applied. As explained above, in the fail-safe function, the valve spool 26 of the control valve 24 moved to a position in which the connection FS and thus also the pressure chamber 52 connected to port A. In the fail-safe position of the control valve 24 is the valve spool 48 thus pressure balanced. On the valve spool 48 Thus, only the springs act 20 and 50 , In the fail-safe case, so the fail-safe valve 44 such a pivot angle of the axial piston unit 1 regulated, in which in the control position of the valve spool 48 the force of the return spring 20 equal to the power of the control spring 50 is.
Aus 5 ist ersichtlich, dass die Druckleitung 36 unter Umgehung der Ventilbohrung, in der sich der Ventilschieber 48 befindet, direkt zur Ventilbohrung für den Ventilschieber 26 führt. Das Schaltbild nach 6 dagegen ist so gezeichnet, als ob die Druckleitung 36 durch die Bohrung für den Ventilschieber 48 hindurchführt. Funktionell besteht dabei kein Unterschied zwischen den beiden Versionen, solange nur der Ventilschieber 48 nicht von dem Druck direkt in der Druckleitung 36, sondern nur von dem Druck in der Leitung 56 beeinflusst wird. Out 5 it can be seen that the pressure line 36 bypassing the valve bore, in which the valve spool 48 located, directly to the valve hole for the valve spool 26 leads. The circuit diagram after 6 on the other hand is drawn as if the pressure line 36 through the hole for the valve spool 48 passes. Functionally, there is no difference between the two versions, as long as only the valve spool 48 not from the pressure directly in the pressure line 36 but only from the pressure in the pipe 56 being affected.
Im Normalbetrieb befindet sich das Fail-Safe-Ventil in der Stellung (b), da durch das Regelventil 24, das sich in den Stellungen (d) und (e9 befindet, der Anschluss FS abgesperrt ist. In dem Druckraum 52 steht dann der Pumpendruck an, während in dem Federraum 86 der in der Stellkammer 18 des Stellzylinders 8 herrschende Stelldruck ansteht, der, weil die Stellkammer 18 des Stellzylinders 8 wesentlich größer als der Druckraum 14 im Gegenzylinder 6 ist, wesentlich kleiner als der Pumpendruck ist. Das Regelventil 24 kann dann von P über A der Stellkammer 18 Druckmittel zufließen lassen oder von A nach T Druckmittel aus der Stellkammer 18 verdrängen lassen. In normal operation, the fail-safe valve is in position (b) because of the control valve 24 located in the positions (d) and (e9), the connection FS is shut off 52 then the pump pressure is on while in the spring chamber 86 in the parking chamber 18 of the adjusting cylinder 8th prevailing signal pressure is due, because the adjusting chamber 18 of the adjusting cylinder 8th much larger than the pressure chamber 14 in the counter-cylinder 6 is much smaller than the pump pressure. The control valve 24 can then from P to A of the control chamber 18 Let pressure medium flow or from A to T pressure medium from the control chamber 18 let displace.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Hydrostat, das heißt die Axialkolbenmaschine, über einen Soll-Ist-Vergleich in die gewünschte Schwenkwinkelposition geregelt. Hierzu ist ein nicht näher dargestellter Schwenkwinkelsensor erforderlich, der den aktuellen Schwenkwinkel der Schwenkwiege 4 aufnimmt, so dass dann über die Steuereinheit ein entsprechendes Signal an das Regelventil 24, genauer gesagt dessen Proportionalmagneten 28 abgegeben werden kann. Im Fehlerfall, beispielsweise bei einem Kabelbruch am Proportionalmagneten 28 wird dann die Stellkammer 18 über das Regelventil 24 mit dem Ausgang des Fail-Safe-Ventils 44 verbunden. Dieses regelt dann die Axialkolbenmaschine in die gewünschte Fail-Safe-Schwenkwinkelposition, die im Prinzip durch die Kraft der Fail-Safe-Feder 50 vorgegeben ist. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass bei Ausfall des Schwenkwinkelsensors kein Notbetrieb mehr möglich ist – die Axialkolbenmaschine wird dann momentenfrei und ein damit betriebenes Fahrzeug bleibt stehen bzw. rollt aus. In the embodiments described above, the hydrostatic, that is, the axial piston machine, controlled by a desired-actual comparison in the desired pivot angle position. For this purpose, a non-illustrated pivot angle sensor is required, the current pivot angle of the pivoting cradle 4 receives, so that then via the control unit, a corresponding signal to the control valve 24 , more precisely, its proportional magnets 28 can be delivered. In the event of a fault, for example, a cable break on the proportional magnet 28 then becomes the control chamber 18 via the control valve 24 with the output of the fail-safe valve 44 connected. This then controls the axial piston machine in the desired fail-safe swing angle position, which in principle by the force of the fail-safe spring 50 is predetermined. A disadvantage of this solution is that in case of failure of the swivel angle sensor emergency operation is no longer possible - the axial piston machine is then torque-free and a vehicle operated with it stops or rolls out.
Dieser Nachteil wird beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 überwunden. 7 zeigt einen Schaltplan einer Verstelleinrichtung 2, deren Grundaufbau dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Demzufolge wird der Schwenkwinkel einer Schwenkwiege 4 über einen Stellzylinder 8 und einen Gegenzylinder 6 eingestellt, wobei über das Regelventil 24 eine Steuerölverbindung der Stellkammer 18 des Stellzylinders 8 mit der den Hochdruck führenden Druckleitung 36 oder dem Tank T herstellbar ist, um den Schwenkwinkel α einzustellen. Dem Regelventil 24 ist das Fail-Safe-Ventil 44 zugeordnet, das einerseits vom Druck im Steuerraum 52 und der Kraft der Fail-Safe-Feder 50 und andererseits von der Kraft der Rückführfeder 20 beaufschlagt ist. Deren Vorspannung ist vom Schwenkwinkel abhängig und beispielsweise über einen geeigneten Mechanismus mit dem Gegenkolben 10 gekoppelt. This disadvantage is in accordance with the embodiment 7 overcome. 7 shows a circuit diagram of an adjustment 2 whose basic structure corresponds to the in 2 illustrated embodiment corresponds. As a result, the swing angle of a swing cradle 4 via a positioning cylinder 8th and a counter-cylinder 6 adjusted, using the control valve 24 a control oil connection of the control chamber 18 of the adjusting cylinder 8th with the pressure line leading to the high pressure 36 or the tank T can be produced to adjust the pivot angle α. The control valve 24 is the fail-safe valve 44 assigned, on the one hand by the pressure in the control room 52 and the power of the fail-safe spring 50 and on the other hand by the force of the return spring 20 is charged. Their bias depends on the tilt angle and, for example, via a suitable mechanism with the opposing piston 10 coupled.
In der Normalfunktion der Schwenkwiegenverstellung nimmt das Regelventil 24 seine erläuterte Regelposition ein, bei der im Steuerraum 52 der Druck in der Druckleitung 56 anliegt, so dass das Fail-Safe-Ventil in seine dargestellte Position (b) vorgespannt ist. Bei einem Kabelbruch wird das Regelventil 24 durch die Kraft der Regelfeder 30 in seine Fail-Safe-Position (c) verstellt, so dass der Steuerraum 52 druckentlastet wird und ein Schwenkwinkel der Schwenkwiege 4 eingestellt wird, der etwa dem Kräftegleichgewicht der Rückführfeder 20 mit der Fail-Safe-Feder 50 entspricht. Eine Besonderheit bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass auch das Regelventil 24 entgegen der Kraft der Regelfeder 30 über eine Rückführfeder 108 an den den Schwenkwinkel der Schwenkwiege 4 übertragenden Mechanismus 110 abgestützt ist. Bei der konkreten Lösung sind sowohl die Rückführfeder 108 als auch die Rückführfeder 20 an einem gemeinsamen Federteller 112 abgestützt. Dementsprechend wird bei einem Kabelbruch das Regelventil 24 in eine Position verstellt, die vom Kräftegleichgewicht zwischen der Regelfeder 30 und der Rückführfeder 108 abhängt. Bei der dargestellten Variante ist der Proportionalmagnet 28 als ziehender Magnet ausgebildet. In the normal function of the Schwenkwiegenverstellung takes the control valve 24 his explained control position, in the control room 52 the pressure in the pressure line 56 is applied so that the fail-safe valve is biased in its illustrated position (b). When a cable breaks the control valve 24 by the power of the control spring 30 moved into its fail-safe position (c), leaving the control room 52 relieved of pressure and a swivel angle of the pivoting cradle 4 is set, which is about the balance of power of the return spring 20 with the fail-safe spring 50 equivalent. A special feature of the in 7 illustrated embodiment is that the control valve 24 against the force of the control spring 30 via a return spring 108 at the pivot angle of the pivoting cradle 4 transmitting mechanism 110 is supported. In the concrete solution, both the return spring 108 as well as the return spring 20 on a common spring plate 112 supported. Accordingly, with a cable break, the control valve 24 adjusted to a position that is the balance of power between the control spring 30 and the return spring 108 depends. In the illustrated variant, the proportional magnet 28 designed as a pulling magnet.
Ein Vorteil einer derartigen Lösung besteht darin, dass lediglich ein einfach wirkender Proportionalmagnet 28 verwendet werden muss, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand gegenüber Lösungen, bei denen ein doppelt wirkender Proportionalmagnet oder beidseitig jeweils einfach wirkende Proportionalmagneten verwendet werden, deutlich verringert ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei Ausfall des Schwenkwinkelsensors die Axialkolbenmaschine noch mit etwas geringerer Regelgenauigkeit weiter betrieben werden kann. Die Lösung gemäß 7 ermöglicht im Normalbetrieb die gleiche Regelung wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen über den elektronischen Schwenkwinkel-Regelkreis mit Schwenkwinkelsensor. Bei Ausfall des Schwenkwinkelsensors ist eine Redundanz gegeben und es kann weiter elektroproportional gefahren werden, wobei natürlich keine elektrisch überlagerte Regelung möglich ist. An advantage of such a solution is that only a single-acting proportional magnet 28 must be used, so that the device-technical effort compared Solutions in which a double-acting proportional magnet or on both sides each single-acting proportional magnets are used, is significantly reduced. Another advantage is that in case of failure of the swivel angle sensor, the axial piston can still be operated with slightly lower control accuracy. The solution according to 7 allows in normal operation, the same control as in the embodiments described above on the electronic swing angle control loop with swivel angle sensor. In case of failure of the swivel angle sensor redundancy is given and it can be driven further electro-proportional, of course, no electrically superimposed control is possible.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie vorstehend erläutert, das Fail-Safe-Ventil 44 im Wesentlichen durch den im Steuerraum 52 wirksamen Hochdruck in die mit (b) gekennzeichnete Position verschoben, in der die Verbindung der Druckleitung 36 zum Eingang des Regelventils 24 durchgeschaltet ist. Im Fail-Safe-Fall wird dieser Steuerraum 52 über eine Steuerkante des Regelventils 24 zum Tank T hin entlastet, so dass die Schwenkwiege 4 über das Fail-Safe-Ventil 44 in eine vom Kräftegleichgewicht zwischen der Rückführfeder 20 und der Fail-Safe-Feder 50 abhängige Schwenkposition eingeregelt wird. Die Druckentlastung des Steuerraums 52 geschieht dabei über das Regelventil 24 und gelingt nicht vollständig, da stets eine geringe Druckdifferenz über die zusätzliche Fail-Safe-Steuerkante des Regelventils 24 vorliegt. At the in 2 illustrated embodiment, as explained above, the fail-safe valve 44 essentially through the control room 52 effective high pressure shifted to the position marked with (b), in the connection of the pressure line 36 to the input of the control valve 24 is turned on. In the case of fail-safe, this control room 52 via a control edge of the control valve 24 relieved to the tank T out, so that the pivoting cradle 4 via the fail-safe valve 44 in one of the balance of power between the return spring 20 and the fail-safe spring 50 dependent pivoting position is adjusted. The pressure relief of the control room 52 happens via the control valve 24 and does not succeed completely, as always a small pressure difference over the additional fail-safe control edge of the control valve 24 is present.
Dementsprechend wirkt noch eine geringe Restkraft vom der Steuerraum 52 her auf den Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44, die somit auch als Störgröße auf das Regelventil 24 wirkt. Diese Störgröße ist wiederum abhängig vom Volumenstrom durch die Düse 54 und damit vom Hochdruck in der Druckleitung 56. Die Grundstellung der Schwenkwiege 4 in der Fail-Safe-Position ist somit vom Hochdruckniveau abhängig und wird gegebenenfalls durch eine Hochdruckpulsation negativ beeinflusst. Accordingly, a small residual force still acts from the control room 52 forth on the valve body 48 of the fail-safe valve 44 , thus also as a disturbance to the control valve 24 acts. This disturbance in turn depends on the volume flow through the nozzle 54 and thus of the high pressure in the pressure line 56 , The basic position of the swivel cradle 4 in the fail-safe position is thus dependent on the high pressure level and is possibly adversely affected by a high-pressure pulsation.
Dieser Nachteil wird bei dem anhand der 8 und 9 erläuterten Ausführungsbeispiel weitestgehend ausgeräumt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Hilfsventil 114 vorgesehen, das das Fail-Safe-Ventil 44 in der Fail-Safe-Funktion aktiviert und im Normalbetrieb der Verstelleinrichtung sozusagen „wegschaltet“. Gemäß dem in 8 dargestellten Schaltplan entspricht der Grundaufbau der Verstelleinrichtung 2 im Wesentlichen demjenigen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei in den Schaltsymbolen Regelpositionen (f) und (g) des Fail-Safe-Ventils 44 bzw. des Regelventils 24 eingezeichnet sind. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 nicht durch einen Steuerdruck sondern lediglich durch die Kraft der Rückführfeder 20 und der Fail-Safe-Feder 50 beaufschlagt ist, so dass in der Fail-Safe-Position lediglich die Federkräfte wirksam sind und die eingangs genannte Störgröße nicht auftreten kann. Dargestellt ist desweiteren eine Sperrstellung (s) des Regelventils 24. This disadvantage is in the basis of the 8th and 9 explained embodiment largely eliminated. In this embodiment, an auxiliary valve 114 provided that the fail-safe valve 44 activated in the fail-safe function and, so to speak, "switches off" during normal operation of the adjusting device. According to the in 8th The circuit diagram shown corresponds to the basic structure of the adjustment 2 essentially that of the above-described embodiments, wherein in the switching symbols control positions (f) and (g) of the fail-safe valve 44 or the control valve 24 are drawn. Another difference is that the valve body 48 of the fail-safe valve 44 not by a control pressure but only by the force of the return spring 20 and the fail-safe spring 50 is acted upon, so that in the fail-safe position, only the spring forces are effective and the interference mentioned above can not occur. Shown is furthermore a blocking position (s) of the control valve 24 ,
Das zusätzliche Hilfsventil 114 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als stetig verstellbares 3-Wegeventil ausgeführt. Prinzipiell kann es jedoch auch als Schaltventil ausgeführt sein. The additional auxiliary valve 114 is executed in the illustrated embodiment as a continuously adjustable 3-way valve. In principle, however, it can also be designed as a switching valve.
Von der Druckleitung 36 zweigt eine Druckzweigleitung 36’ ab, die zu einem Druckanschluss P des Hilfsventils 114 geführt ist. Ein Anschluss T ist mit dem Ausgangsanschluss B des Fail-Safe-Ventils verbunden. Ein Ausgangsanschluss C des Hilfsventils 114 steht in Steuerölverbindung mit einem Anschluss P des Regelventils 24. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Ausgangsanschluss A des Regelventils 24 mit der Stellkammer 18 verbunden, während der Druckraum 14 des Gegenzylinders 6 direkt mit der Druckzweigleitung 36’ verbunden ist. From the pressure line 36 branches a pressure branch line 36 ' from that to a pressure port P of the auxiliary valve 114 is guided. A port T is connected to the output port B of the fail-safe valve. An output port C of the auxiliary valve 114 is in control oil connection with a port P of the control valve 24 , As in the previously described embodiments, the output port A is the control valve 24 with the control chamber 18 connected while the pressure chamber 14 of the counter-cylinder 6 directly with the pressure branch line 36 ' connected is.
Letztere ist auch über die Düse 54 mit dem Anschluss FS des Regelventils 24 verbunden. The latter is also over the nozzle 54 with the connection FS of the control valve 24 connected.
In den Darstellung gemäß den 8 und 9 sind die Ventile 44, 114 und 24 jeweils in ihrer Regelposition dargestellt – wie erläutert, entspricht diese Darstellung nicht der Realität sondern dient lediglich zur Vereinfachung der Lesbarkeit der Zeichnung. In the illustration according to the 8th and 9 are the valves 44 . 114 and 24 each represented in their control position - as explained, this representation does not correspond to reality but merely serves to simplify the readability of the drawing.
Das Hilfsventil 114 hat eine Steuerkammer 116, die an die Druckzweigleitung 36’ angeschlossen ist, so dass in dieser Steuerkammer 116 der Hochdruck wirksam ist. Dieser Steuerdruck wirkt entgegen der Kraft einer Hilfsfeder 118. Deren Kraft und die Wirkfläche der Steuerkammer 116 sind so auf einander abgestimmt, dass im Normalbetrieb der Verstelleinrichtung 2 das Hilfsventil 114 in seine mit (h) gekennzeichnete Position verstellt ist, in der der Anschluss P des Hilfsventils 114 mit dem Druckanschluss P des Regelventils 24 verbunden ist. In dieser Position ist die Druckmittelverbindung zum Ausgangsanschluss B des Fail-Safe-Ventils 44 gesperrt, so dass dieses deaktiviert ist. In 8 eingezeichnet ist noch eine Regelposition (i) des Hilfsventils 114 und eine im Fail-Safe-Fall eingestellte Umschaltposition (j) dargestellt, in der der Ausgangsanschluss C des Hilfsventils 114 mit dem Anschluss T verbunden ist und somit eine Steuerölverbindung zum Ausgangsanschluss B des Fail-Safe-Ventils hergestellt wird. The auxiliary valve 114 has a control chamber 116 connected to the pressure branch line 36 ' is connected, so in this control chamber 116 the high pressure is effective. This control pressure acts against the force of an auxiliary spring 118 , Their force and the effective area of the control chamber 116 are tuned to each other, that in normal operation of the adjustment 2 the auxiliary valve 114 is adjusted in its position marked with (h), in which the port P of the auxiliary valve 114 with the pressure port P of the control valve 24 connected is. In this position, the fluid connection to the output port B of the fail-safe valve 44 locked, so this is disabled. In 8th plotted is still a control position (i) of the auxiliary valve 114 and a set in the fail-safe case switching position (j) shown in the output terminal C of the auxiliary valve 114 is connected to the terminal T and thus a control oil connection to the output terminal B of the fail-safe valve is made.
Im Fail-Safe-Fall wird, wie bereits erläutert, der Ventilschieber des Regelventils 24 durch die Kraft der Regelfeder 30 in seine Fail-Safe-Position (c) verstellt, so dass entsprechend die Steuerkammer 116 mit dem Tankanschluss T’ des Regelventils verbunden ist und somit druckentlastet wird, wobei diese Druckentlastung möglich ist, da die Steuerkammer 116 stromabwärts der Düse 54 angeordnet ist. Bei dieser Druckentlastung wird dann das Hilfsventil 118 in die Position (j) umgestellt, so dass der Ausgangsanschluss A des Regelventils 24 über dessen Druckanschluss P, den Ausgangsanschluss C des Hilfsventils 114 und dessen Anschluss T mit dem Ausgang B des Fail-Safe-Regelventils 44 verbunden ist, wobei über dieses eine Position der Schwenkwiege 4 eingestellt wird, die vom Kräftegleichgewicht der Federn 20, 50 abhängt. In the fail-safe case, as already explained, the valve spool of the control valve 24 by the power of the control spring 30 into its fail-safe position (c) adjusted, so that accordingly the control chamber 116 is connected to the tank port T 'of the control valve and thus relieved of pressure, this pressure relief is possible because the control chamber 116 downstream of the nozzle 54 is arranged. At this pressure relief then the auxiliary valve 118 switched to the position (j), so that the output terminal A of the control valve 24 via its pressure port P, the output port C of the auxiliary valve 114 and its terminal T to the output B of the fail-safe control valve 44 is connected, with this one position of the pivoting cradle 4 adjusted by the balance of forces of the springs 20 . 50 depends.
Die Aktivierung der Fail-Safe-Achse erfolgt somit im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen über das separate Hilfsventil 114, welches unanfällig gegenüber Pulsationen im Hochdruckbereich ist. Über die Hilfsfeder 118 kann ein bestimmter Vorhaltedruck eingestellt werden, ab dem das Fail-Safe-Ventil 44 aktiviert wird. Dieser Vorhaltedruck liegt vorzugsweise zwischen dem Tankdruckniveau und dem minimalen Hochdruck im Normalbetrieb. Die Funktionen „Aktivierung des Fail-Safe-Modus“ und „Regeln im Fail-Safe-Modus“ sind bei diesem Ausführungsbeispiel getrennt. Ein derartiges Regelkonzept ist weitestgehend unanfällig gegenüber einer Druckpulsation. The activation of the fail-safe axis thus takes place in contrast to the embodiments described above via the separate auxiliary valve 114 , which is not susceptible to pulsations in the high pressure range. About the auxiliary spring 118 a certain reserve pressure can be set, from which the fail-safe valve 44 is activated. This reserve pressure is preferably between the tank pressure level and the minimum high pressure in normal operation. The functions "activation of the fail-safe mode" and "rules in the fail-safe mode" are disconnected in this embodiment. Such a control concept is largely unaffected by pressure pulsation.
Idealer Weise wird das Hilfsventil 114 in der Nähe des Fail-Safe-Ventils 44 platziert, um den Druckverlust in der Verbindungsleitung zwischen den Anschlüssen B und T gering zu halten. Aufgrund des erwähnten geringen Vorhaltedrucks im Hilfsventil 114 ist dies jedoch nicht zwingend erforderlich. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein einfach wirkender Proportionalmagnet 28 für das Regelventil 24 vorgesehen werden. Ideally, the auxiliary valve 114 near the fail-safe valve 44 placed to keep the pressure loss in the connecting line between the terminals B and T low. Due to the mentioned low Vorhaltedrucks in the auxiliary valve 114 However, this is not mandatory. Also in this embodiment, a single-acting proportional solenoid 28 for the control valve 24 be provided.
9 zeigt eine konkrete Lösung des Ausführungsbeispiels gemäß 8, wobei der Aufbau des Regelventils 24 weitgehend demjenigen des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels entspricht. Demzufolge hat das Regelventil 24 einen Ventilschieber 26 mit den beiden Endbunden 66, 68 und dem mittleren Steuerbund 64, an dem die beiden Steuerkanten 70, 72 ausgebildet sind. In der dargestellten Regelposition des Regelventils 24 drosseln die beiden Steuerkanten 70, 72 die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A, P und A, T an. Dabei erfolgt die Steuerölverbindung zum Anschluss T über den Axialbohrungsabschnitt 104, der in dem Ringraum zwischen dem Steuerbund 64 und dem Endbund 68 mündet. Alternativ kann auch eine Entlastungsbohrung zum Tank direkt in die Ventilbohrung mit dem Ventilschieber 24 münden, wie dies in 9 gestrichelt angedeutet ist. 9 shows a concrete solution of the embodiment according to 8th , wherein the construction of the control valve 24 largely the one of in 5 illustrated embodiment corresponds. As a result, the control valve has 24 a valve spool 26 with the two end-bonds 66 . 68 and the middle tax code 64 at which the two control edges 70 . 72 are formed. In the illustrated control position of the control valve 24 throttle the two control edges 70 . 72 the pressure medium connection between the terminals A, P and A, T on. In this case, the control oil connection to the connection T via the Axialbohrungsabschnitt 104 in the annulus between the tax code 64 and the end federation 68 empties. Alternatively, a relief hole to the tank directly into the valve bore with the valve spool 24 lead, like this in 9 indicated by dashed lines.
Das Hilfsventil 114 hat einen Schieber 120 mit zwei Endbunden 122, 124 und einen etwa mittigen Steuerbund 126, der zwei Steuerkanten 128, 130 hat. Wie erläutert, ist in den Darstellungen gemäß den 8 und 9 auch das Hilfsventil 114 in einer Regelposition dargestellt, in der die beiden Steuerkanten 128, 130 den Ausgangsanschluss C des Hilfsventils 114 mit dem Druckanschluss P und dem Tankanschluss T gedrosselt verbinden. Der Druckanschluss P steht in Druckmittelverbindung mit der Druckleitung 36, der Tankanschluss T ist über einen kurzen Kanal mit dem Anschluss B des Fail-Safe-Ventils 44 verbunden. Ähnlich wie bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel hat dieses zwei Ringnuten 78, 80, zwischen denen ein Steuerbund mit zwei Steuerkanten 82, 84 verbleibt. Der Endbund 124 begrenzt die Steuerkammer 116, die in Druckmittelverbindung mit dem Anschluss FS des Regelventils 24 steht. Diese Steuerkammer 116 ist über die Düse 54 mit der Druckleitung 36 verbunden. Auf die gegenüberliegende Stirnseite des Schiebers 120 wirkt die Hilfsfeder 118, die an einer Stirnseite eines Federraumes 132 aufgenommen ist. The auxiliary valve 114 has a slider 120 with two endbands 122 . 124 and an approximately central tax code 126 , the two control edges 128 . 130 Has. As explained, in the illustrations according to the 8th and 9 also the auxiliary valve 114 represented in a control position, in which the two control edges 128 . 130 the output terminal C of the auxiliary valve 114 connected to the pressure port P and the tank port T throttled connect. The pressure port P is in fluid communication with the pressure line 36 , the tank connection T is via a short channel to port B of the fail-safe valve 44 connected. Similar to the in 5 illustrated embodiment, this has two annular grooves 78 . 80 , between which a control collar with two control edges 82 . 84 remains. The end federation 124 limits the control chamber 116 , in fluid communication with the port FS of the control valve 24 stands. This control chamber 116 is over the nozzle 54 with the pressure line 36 connected. On the opposite end of the slide 120 the auxiliary spring acts 118 standing on a front side of a spring chamber 132 is included.
Auch der Ventilkörper 48 des Fail-Safe-Ventils 44 ist in seiner Regelposition dargestellt, in der die beiden Steuerkanten 82, 84 eine gedrosselte Verbindung des Ausgangsanschlusses B mit dem Tankanschluss T und dem Druckanschluss P steuern, der mit der Druckleitung 36 verbunden ist. Also the valve body 48 of the fail-safe valve 44 is shown in its control position, in which the two control edges 82 . 84 a throttled connection of the output terminal B with the tank port T and the pressure port P control that with the pressure line 36 connected is.
Wie erläutert ist der Ventilkörper 48 einerseits über den Federteller 76 von der Rückführfeder 20 und andererseits von der Fail-Safe-Feder 50 beaufschlagt, As explained, the valve body 48 on the one hand over the spring plate 76 from the return spring 20 and on the other hand from the fail-safe spring 50 acted upon
Im Normalbetrieb der Verstelleinrichtung liegt, wie erläutert, in der Steuerkammer 116 der Hochdruck an, so dass der Schieber 120 gegen die Kraft der Hilfsfeder 118 in seine Endposition verschoben wird, in der über die Steuerkante 128 die Druckmittelverbindung vom Ausgang des Fail-Safe-Ventils 44 zum Eingang des Regelventils 24 zugesteuert ist und dessen Eingangsanschluss P über die Steuerkante 130 des Hilfsventils 114 mit der Druckleitung 36 verbunden wird – das Fail-Safe-Ventil ist somit praktisch wirkungslos geschaltet. In normal operation of the adjustment is, as explained, in the control chamber 116 the high pressure on, leaving the slider 120 against the force of the auxiliary spring 118 is moved to its final position, in the over the control edge 128 the pressure fluid connection from the outlet of the fail-safe valve 44 to the input of the control valve 24 is controlled and its input terminal P via the control edge 130 the auxiliary valve 114 with the pressure line 36 is connected - the fail-safe valve is thus practically ineffective.
Im Fail-Safe-Fall wird der Ventilschieber 26 des Regelventils 24 durch die Regelfeder 30 in der Darstellung gemäß 9 nach rechts verschoben, so dass die Steuerkante 70 die Steuerölverbindung zwischen den Anschlüssen A und P aufsteuert und die durch den Endbund 68 ausgebildete Steuerkante die Druckmittelverbindung des Anschlusses FS zum Tank T öffnet. Wie erläutert wird dann die Steuerkammer 116 mit dem Tank T verbunden, so dass der Schieber 120 des Hilfsventils 114 durch die Kraft der Hilfsfeder 118 aus der in 9 dargestellten Position nach rechts verschoben wird, in der die Steuerkante 128 die Druckmittelverbindung des Eingangsanschlusses P des Regelventils 24 mit dem Ausgangsanschluss B des Fail-Safe-Ventils 44 aufsteuert. Gleichzeitig wird über die Steuerkante 130 die Druckmittelverbindung des Ausgangsanschlusses C des Hilfsventils 114 zur Druckleitung 36 zugesteuert. Wie erläutert, wird die Schwenkwiege 4 dann in eine Schwenkposition verstellt, die im Wesentlichen durch das Kräftegleichgewicht der Federn 20 und 50 bestimmt ist. In the fail-safe case, the valve spool 26 of the control valve 24 through the control spring 30 in the illustration according to 9 shifted to the right, leaving the control edge 70 controls the control oil connection between the terminals A and P and that through the Endbund 68 trained control edge opens the pressure medium connection of the connection FS to the tank T. As explained then the control chamber 116 connected to the tank T, leaving the slider 120 the auxiliary valve 114 by the force of the auxiliary spring 118 from the in 9 position is shifted to the right, in which the control edge 128 the pressure medium connection of the input terminal P of the control valve 24 to the output terminal B of the fail-safe valve 44 aufsteuert. At the same time, over the control edge 130 the pressure medium connection of the output terminal C of the auxiliary valve 114 to the pressure line 36 controlled closed. As explained, the pivoting cradle 4 then adjusted to a pivotal position, which essentially by the balance of forces of the springs 20 and 50 is determined.
Die Anhand der Ausführungsbeispiele erläuterte Erfindung ermöglicht im Normalbetrieb eine nahezu ungestörte Regelung durch den elektronischen Schwenkwinkel – Regelkreis wobei die Schwenkwiege mit einem Schwenkwinkelsensor versehen sein kann. Die bei herkömmlichen Lösungen störende Kraft der Rückführfeder 20 wirkt lediglich auf das Fail-Safe-Ventil 44, welches im Normalbetrieb hydraulisch von der Stellkammer des Stellzylinders getrennt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Verstellung der Schwenkwiege mit einer erhöhten Dynamik bei geringerem Magnetkraftniveau durchzuführen. The invention explained with reference to the exemplary embodiments enables in normal operation a virtually undisturbed regulation by means of the electronic swivel angle control circuit wherein the swivel cradle can be provided with a swivel angle sensor. The disturbing in conventional solutions force of the return spring 20 only affects the fail-safe valve 44 , which is separated hydraulically in normal operation from the adjusting chamber of the adjusting cylinder. In this way it is possible to perform the adjustment of the pivoting cradle with increased dynamics at a lower magnetic force level.
Die Erfindung ist insbesondere auch in sogenannten Hybridfahrzeugen, zum Beispiel in einem Personenkraftwagen, mit einem Verbrennungsmotor und einem hydraulischen Antriebsstrang inklusive Hydropumpe, Hydrospeicher und/oder Hydromotor zwischen dem Verbrennungsmotor und einer Achse einsetzbar. Die Hydroeinheiten können mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung ausgerüstet sein. The invention can also be used in particular in so-called hybrid vehicles, for example in a passenger car, with an internal combustion engine and a hydraulic drive train including hydraulic pump, hydraulic accumulator and / or hydraulic motor between the internal combustion engine and an axle. The hydro units may be equipped with an adjusting device according to the invention.
Offenbart sind eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Maschine und eine mit einer derartigen Verstelleinrichtung ausgeführte hydrostatische Maschine. Erfindungsgemäß wird zusätzlich zu einem Regelventil eine Fail-Safe-Ventil vorgesehen, über das in der Fail-Safe-Funktion die hydrostatische Maschine auf ein vorbestimmtes Förder-/Schluckvolumen verstellt wird. Disclosed are an adjusting device for a hydrostatic machine and a hydrostatic machine designed with such an adjusting device. According to the invention, a fail-safe valve is provided in addition to a control valve, via which the hydrostatic machine is adjusted to a predetermined delivery / displacement volume in the fail-safe function.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102008038435 A1 [0002] DE 102008038435 A1 [0002]
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DE 19724870 [0005] DE 19724870 [0005]
