DE1909891C

DE1909891C - Hydraulic circuit for differential cylinders

Info

Publication number: DE1909891C
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4600 Dortmund Gerber
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Publication date: 1972-02-17

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung mit geschlossenem Kreislauf für Ditferentiali.ylinder mit einer Hauptpumpe mit veränderlichem und umkehrbarem Fördervolumen.The invention relates to a hydraulic circuit with a closed circuit for differential cylinders with a main pump with variable and reversible delivery volume.

Bei Schubkolbenmotoren, auch unter der Bezeichnung »Hydraulikzylinder« bekannt, ist der Kolben in den meisten Fällen einseitig mit einer Kolbenstange versehen, die an dem einen Zylinderende im Boden des Zylinders geführt und abgedichtet ist. Daraus ergibt sich die Tatsache, daß die beiderseits des Kolbens gelegenen Zylinderräume ungleiche Volumina haben. Aus diesem Grunde haben Schubkolbenmotoren zur Erzielung der hin- und hergehenden Bewegung meist eine Steuerung mit offenem Kreislauf, wobei jeweils eine Seite des Zylinders mit der Druekölpumpe verbunden ist, während das öl aus dem gegenüberliegenden Zylinderraum frei zum ölbehälter zurückfließen kann. Dies hat den Nachteil, daß die Bewegung, insbesondere bei wechselnder Lastrichtung nicht kraftschlüssig erfolgt. Wenn man, ao Um dies zu vermeiden, das zum Behälter zurückfließende öl drosselt, muß eine der Drosselung proportionale, in Wärme umzuwandelnde Leistung aufgebracht werden; außerdem läßt eine derartige Steuerung in vielen Fällen keine befriedigende Regelung der Vorschubgeschwindigkeit zu.In the case of thrust piston engines, also known as "hydraulic cylinders", the piston is the in most cases provided with a piston rod on one side, which is attached to one end of the cylinder in the The bottom of the cylinder is guided and sealed. Hence the fact that the both sides of the piston located cylinder chambers have unequal volumes. For this reason, reciprocating piston engines have to achieve the back and forth movement usually a control with an open Circuit, with one side of the cylinder connected to the pressure oil pump, while the oil can flow back freely from the opposite cylinder chamber to the oil container. This has the disadvantage that the movement, especially when the load direction changes, is not frictional. If you, ao In order to avoid this from throttling the oil flowing back to the container, one of the throttling must be installed proportional power to be converted into heat is applied; also leaves such a Control in many cases does not provide a satisfactory regulation of the feed rate.

Ein geschlossener Kreislauf des Hydraulikcils, mit dem man die bisher auftretenden Nachteile vermeiden könnte, ließe sich mit den bisher bekannten Mitteln nur anwc.den, wenn man einen Gleichlauf-Zylinder vorsähe, bei dem beide Seiten des Zylinders tnit den beiden Anschlüssen der umsteuerbaren Pumpe verbunden sind. Hierbei st">rt jedoch die aus (dem freien Ende des Zylinders herausragende Kolbenstange, wodurch der Einbau schwierig, wenn nicht oftmals sogar unmöglich wird. Derartige Zylinder bedingen einen im Vergleich zu ihrer Leistung größeren Durchmesser und damit größere Gesamtabmessungen. A closed circuit of the hydraulic oil, with which one could avoid the disadvantages that have occurred so far, could be with the previously known Means only applicable if you have a synchronous cylinder would provide, in which both sides of the cylinder tn with the two connections of the reversible Connected to the pump. In this case, however, the piston rod protruding from (the free end of the cylinder, making installation difficult, if not often impossible. Such cylinders require a larger diameter compared to their performance and thus larger overall dimensions.

Bei einer bekannten Anordnung sind zwei Bremsventile vorhanden. Wenn die den Kreislauf speisende I'umpc fördert, entsteht durch das eine der Ventile ein offener Kreislauf, weil das aus dem Zylinderraum abgeförderte öl über das vorgenannte Bremsventil direkte Verbindung mit dem ölbehälter hat. Die von dem Bremsventil erzeugte Bremsenergie muß zunächst von dem Antriebsmotor der Pumpe aufgebracht werden; sie wird aber anschließend in Wärmeenergie umgewandelt, was sich auf die gesamte Anlage schädlich auswirkt, da die erhöhte Temperatur die I eistung des hydraulischen Systems in Frage stellt. Derartige Anordnungen können, da außerdem das Bremsventil bei stark wechselnden Arbeitsbedingungen zu Flattcrerschcinungcn neigt, nur für Geräte verwandt werden, bei denen langsame Arbeitsges:hwindigkeiten auftreten, wie es z. B. bei Kranen der Fall ist.In a known arrangement, there are two brake valves. When the one feeding the circuit I'umpc, one of the valves creates an open circuit because it comes from the cylinder chamber The oil that is pumped off has a direct connection to the oil container via the aforementioned brake valve. The from The braking energy generated by the brake valve must first be applied by the drive motor of the pump will; but it is then converted into thermal energy, which affects the entire system has a detrimental effect, as the increased temperature puts the performance of the hydraulic system in question. Such arrangements can, as in addition, the brake valve in strongly changing working conditions tends to flutter, are only used for devices with which operating speeds are slow occur as it z. B. is the case with cranes.

Mit einem ringförmigen Kolben, der mit einer als Rohr ausgebildeten Kolbenstange versehen iit und wobei in der rohrförmigen Kolbenstange ein weiterer Kolben geführt ist, sucht man bei einer anderen bekannten Ausführung die bei Differentialtolben auftretenden Probleme zu lösen. Die als Rohr ausgeführte Kolbenstange muß sowohl innen als auch außen gleichzeitig sehr genau geführt sein, weil sich beim Ausfahren der Kolbenstange das Fiihrungsspid zwiwhen dem Ringkolben und der diesen führenden Almdrrwiind bemerkbar macht und die Kolbcnoim-'i· (lnrdi son außen auf sie einwirkende Kräfte durchgebogen wird. Eine derartige Ausführung kann sich keine handelsüblichen ¹I eile zunutze machen und verursacht große Fertigungsschwierigkeiten. Da der Durchmesser eines solchen Zylinders erheblich größer ist als bei handelsüblichen Zylindern, erhöht sich auch das Gewicht, so daß in Anwendungsfällen, bei denen die Zylinder zu den bewegten Massen gehören, der Ausnutzungsgrad der zur Verfügung stehenden Antriebsenergie schlecht ist.With an annular piston, which is provided with a piston rod designed as a tube and with a further piston guided in the tubular piston rod, attempts are made in another known embodiment to solve the problems occurring with differential pistons. The piston rod, which is designed as a tube, must be guided very precisely both inside and outside at the same time, because when the piston rod is extended, the guide spid between the ring piston and the twisting wind that guides it becomes noticeable, and the forces acting on it from the outside are noticeable Such a design cannot make use of commercially available ¹ I rushes and causes great manufacturing difficulties. Since the diameter of such a cylinder is considerably larger than that of commercially available cylinders, the weight also increases, so that in applications in which the cylinders are too belong to the moving masses, the degree of utilization of the available drive energy is poor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Differentialzylinder so auszubilden, daß die Bewegungen durch Verstellung der das Drucköl fördernden Pumpe feinfühlig gesteuert werden können und durch Anwendung des geschlossenen Kreislaufs ohne oinen besonderen Steuerschieber auszukommen. Dabei sollen keine Bremsventile benötigt und im übrigen handelsübliche Teile verwandt werden.The invention is based on the object of designing a differential cylinder so that the movements can be sensitively controlled by adjusting the pump delivering the pressure oil and by using the closed circuit, there is no need for a special control slide. Included no brake valves should be required and otherwise commercially available parts should be used.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß außer der Hauptpumpe eine das innerhalb des Diflerentialzylinders von der Kolbenstange eingenommene Diffentialvolumcn fördernde Nebenpumpe mit veränderlichem und umkehrbarem Fördervolumen an dem kolbenseitigen Druckanschluß des Differentialzylinders angeschlossen ist, wobei die Druckanschlüsse der Hauptpumpe unmittelbar über Leitungen sowohl mit dem kolbenstangenseitigen Druckanschluß als auch mit dem kolbenseitigen Druckanschluß des Differentialzylinders verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that, in addition to the main pump, a that inside the diflerential cylinder from the piston rod Secondary pump with variable and reversible conveying differential volume Delivery volume connected to the piston-side pressure connection of the differential cylinder is, the pressure connections of the main pump directly via lines with both the piston rod side Pressure connection as well as with the piston-side pressure connection of the differential cylinder are connected.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar.The drawing represents an embodiment of the subject matter of the invention.

Der Differentialzyinder 1 enthält den Kolben 2, dessen Kolbenstange 3 in dem Deckel 4 geführt und abgedichtet ist. Die Hauptpumpe 5 dient der Versorgung des Differentialzylinders 1 mit Drucköl, das durch die Leitungen 6 und 7 und dem am kolbenstangenseitigen Ende gelegenen Druckanschluß 8 und durch die Leitungen 9 und 10 qjiu am kolbenseitigen Ende gelegenen Druckanschluß 11 zugeführt wird. Die Nebenpumpe 12 ist über die Leitungen 9 und 10 mit dem kolbenseitigen Druckanschluß 11 und durch die Leitung 9 mit der Hauptpumpe 5 verbunden. In den von der Hauptpumpe 5 zum Behälter 13 führenden Leitungen 9,10 und 14 ist das Nachsaugeventil 15 eingebaut; ein weiteres Nachsaugeventii 16 ist in der von dem Druckanschluß 8 des Differentialzylinders 1 zum Behälter 13 führenden Leitung 7 eingebaut. Außerdem ist im Nebenschluß zu der Leitung 7 ein Überdruckventil 19 mittels der Leitungen 17 und 18 angeschlossen; das Überdruckventil 21 ist mittels der Leitungen 20 und 22 mit der Nebenpumpe 12 verbunden. Die Leitung 23 führt von der Nebenpumpe 12 zum Behälter 13. Der Antrieb der beiden Pumpen 5 und 12 erfolgt gemeinsam durch den Motor 24 über das Übersetzungsgetriebe 25, das aus den Stirnrädern 26, 27 und 28 besteht. Die Verstellung der Verstellglieder 29 und 30 der beiden Pumpen 5 bzw. 12 erfolgt durch das Kupplungsgestänge 31.The differential cylinder 1 contains the piston 2, the piston rod 3 of which is guided in the cover 4 and is sealed. The main pump 5 is used to supply the differential cylinder 1 with pressure oil, the through the lines 6 and 7 and the pressure connection 8 and 8 located on the piston rod end through lines 9 and 10 qjiu on the piston side Pressure connection 11 located at the end is supplied. The secondary pump 12 is via the lines 9 and 10 connected to the piston-side pressure connection 11 and through the line 9 to the main pump 5. In the lines 9, 10 and 14 leading from the main pump 5 to the container 13 is the suction valve 15 built-in; Another Nachsaugeventii 16 is in the pressure port 8 of the differential cylinder 1 to the container 13 leading line 7 installed. In addition, the line 7 is shunted a pressure relief valve 19 connected by means of lines 17 and 18; the pressure relief valve 21 is means the lines 20 and 22 are connected to the secondary pump 12. The line 23 leads from the secondary pump 12 to the container 13. The two pumps 5 and 12 are driven jointly by the Motor 24 via the transmission gear 25, which consists of the spur gears 26, 27 and 28. The adjustment the adjusting members 29 and 30 of the two pumps 5 and 12 are effected by means of the coupling linkage 31.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beistehen insbesondere darin, daß ein Steuerschieber entfällt und eine sehr feinfühlige Regelung der Beaufschlagung bei Differentialzylindern und damit bei den von diesen angetriebenen Arbeitsgeräten erzielt wird.The advantages achieved with the invention are in particular that a control slide is omitted and a very sensitive regulation of the application of differential cylinders and thus of the is achieved by these powered implements.

Claims

Patent claims:

1. Closed circuit hydraulic circuit for differential cylinders with a main pump with changeable and reversible

i 909i 909

■ ψ pump (12) and a I) is connected, the pressure connections (5 α and 5 b) of the main pump (5) directly via lines (6 and 7

or 9 and

seUigen oTuck connection ()

pressure connection on both sides

both with the kolbensiaiißcn- ) ft *% * £ £ \

for

Linder according to claim 1 ^ urch ^^

that the adjusting members (29,30) of the Hp Dumne (5) and the secondary pump (12) uh ': r a 5Äe _S lines (31) are rigidly coupled to one another.

1 sheet of drawings