DE19522448C1 - Hydraulic motor with flushing valve, esp. radial piston motor - Google Patents
Hydraulic motor with flushing valve, esp. radial piston motorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydromotor, insbesondere auf einen Radialkolbenmotor mit Spülventil nach dem DE-Patent 39 26 354 C2.The invention relates to a hydraulic motor, in particular to a radial piston motor with flush valve according to the DE patent 39 26 354 C2.
Die Aufgabe eines Spülventils besteht darin, den wärmeerzeu genden Teilen des Hydromotors einen ständigen Kühlstrom zuzufüh ren, um die Temperatur der wärmeerzeugenden Teile zu mindern. Nach dem bekannten Stand der Technik wird durch das Spülventil die niederdruckführende Steuerseite des Hydromotors mit dem Ge häuseraum verbunden, wobei zur Begrenzung der Kühlflüssigkeits menge die beiden Austritte des Spülventils Drosselkörper aufwei sen. Bei Betrieb des Hydromotors strömt also immer ein Teilstrom der Arbeitsflüssigkeit über das Spülventil zum Gehäuseraum und von dort weiter zum Tank. Dieser Teilstrom muß gemeinsam mit den anfallenden Leckverlusten im Hydromotor und der das Arbeitsmit tel liefernden im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Hydraulik pumpe durch eine Speisepumpe auf der Niederdruckseite zwischen Hydromotor und Hydraulikpumpe ergänzt werden. Die Speisepumpe muß eine solche Fördermenge liefern, die zur Aufrechterhaltung des Niederdrucks die Leckverluste ausgleicht. Da die Speisepumpe gleichzeitig die Steuerflüssigkeit für ihre eigene Verstellung sowie für die Verstellung der Hydraulikpumpe für den Hydromotor und gegebenenfalls auch für die Verstellung des Hydromotors lie fern muß, müssen für deren Bemessung auch noch diese zusätzli chen Verbraucher berücksichtigt werden.The task of a flush valve is to generate the heat supply a constant cooling flow to the parts of the hydraulic motor to reduce the temperature of the heat-generating parts. According to the known prior art, the flush valve the low-pressure control side of the hydraulic motor with the Ge connected to the room, limiting the coolant the two outlets of the purge valve throttle body sen. When the hydraulic motor is operating, a partial flow always flows the working fluid via the flush valve to the housing space and thence to the tank. This partial flow must be shared with the Leakage losses in the hydraulic motor and the hydraulics operating in a closed circuit pump through a feed pump on the low pressure side between Hydromotor and hydraulic pump can be added. The feed pump must deliver such a flow, which is necessary to maintain of the low pressure compensates for the leakage losses. Because the feed pump at the same time the control fluid for your own adjustment as well as for the adjustment of the hydraulic pump for the hydraulic motor and if necessary also for the adjustment of the hydraulic motor must be distant, these must also be dimensioned additionally Chen consumers are taken into account.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Speisepumpe hinsichtlich ihrer Fördermenge zu entlasten, sobald durch Betä tigung der Verbraucher oder durch auftretende Drehmomentschwan kungen des Hydromotors ein Absinken des an der Speisepumpe ein gestellten Niederdruckes auftritt, damit eine möglichst schnelle Wiederherstellung des geforderten Niederdruckes zu erreichen ist. Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruches 1 erzielt.The object of the invention is now the feed pump relieve in terms of their flow rate, as soon as Betä of the consumer or due to torque fluctuations of the hydraulic motor a decrease in the at the feed pump low pressure occurs, so that the fastest possible To achieve restoration of the required low pressure is. According to the invention this is done with the characteristic note paint the claim 1 achieved.
Die Einstellung des Umschaltdruckes für das Ventil zur Verbin dung des Niederdruckraumes mit dem Gehäuseraum wird geringfügig kleiner gehalten als die Druckeinstellung der Speisepumpe, so daß beim Absinken des Niederdruckes unter diesem eingestellten Wert das Ventil schließt und damit der Spülflüssigkeitsstrom durch das Gehäuse zum Tank unterbrochen ist. Die damit verbun dene Entlastung der Speisepumpe hinsichtlich ihrer Fördermenge gewährleistet einen schnellen Druckaufbau auf der Niederdruck seite auf den geforderten Wert und damit eine schnelle Stabili sierung des gesamten Antriebs- und Steuerungssystems, ohne eine Speisepumpe größerer Nennweite einsetzen zu müssen.The setting of the switching pressure for the valve to the connection Development of the low-pressure room with the housing room becomes marginal kept smaller than the pressure setting of the feed pump, see above that when the low pressure drops below this Value closes the valve and thus the flushing liquid flow is interrupted by the housing to the tank. The associated with it relief of the feed pump with regard to its delivery rate ensures a quick build-up of pressure on the low pressure side to the required value and thus fast stabilization the entire drive and control system without one To use a feed pump with a larger nominal size.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü chen und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels beschrieben.Further details of the invention emerge from the claims Chen and are based on one in the drawing Darge presented embodiment described.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt eines Mehrhubhydromotors, dessen Gehäuse durch eine erste Gehäuse hälfte 1 und eine zweite Gehäusehälfte 2 gebildet ist. Mittels Befestigungsschrauben sind die beiden Gehäusehälften 1, 2 mit der Hubscheibe 3 zu einer festen Einheit vereinigt.The single figure of the drawing shows an axial section of a multi-stroke hydraulic motor, the housing of which is formed by a first housing half 1 and a second housing half 2 . The two housing halves 1 , 2 are combined with the lifting disk 3 to form a fixed unit by means of fastening screws.
In der ersten Gehäusehälfte 1 ist die Welle 5 durch Wälzlager 6, 7 gelagert. Das gehäuseseitige Ende 8 der Welle 5 ist als Viel keilwelle ausgebildet und trägt über eine entsprechende Ausneh mung 9 den Rotor. Der Rotor 10 ist als Zylinderblock ausgebildet und weist über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Bohrungen 11 auf, die zur Aufnahme der Kolben 12 dienen. Die Kolben 12 sind in ihrem radialen äußeren Bereich mit einer Ausnehmung zur Auf nahme einer Lagerschale 13 und einer zylindrischen Rolle 14 ver sehen.The shaft 5 is supported in the first housing half 1 by roller bearings 6 , 7 . The housing end 8 of the shaft 5 is designed as a spline shaft and carries the rotor via a corresponding recess 9 . The rotor 10 is designed as a cylinder block and has bores 11 which are uniformly distributed over its circumference and serve to receive the pistons 12 . The pistons 12 are seen in their radial outer region with a recess for receiving a bearing shell 13 and a cylindrical roller 14 ver.
Die Rollen 14 stützen sich an einer Kurvenbahn 17 der Hubscheibe 3 ab. Im radial unteren Bereich des Kolbens 12 weist dieser in einer umlaufenden Nut einen Kolbenring 20 als Dichtelement auf. The rollers 14 are supported on a curved path 17 of the lifting disc 3 . In the radially lower region of the piston 12 , this has a piston ring 20 as a sealing element in a circumferential groove.
Die von den Bohrungen 11 gebildeten Kolbenräume stehen über axial verlaufende Bohrungen 21 und ebenfalls axial verlaufenden Steuerbohrungen 22 in einer feststehenden, in der Gehäusehälfte 2 untergebrachten Steuerhülse 24 in Wirkverbindung. Die Steuer hülse 24 ist in Axialrichtung an den Rotor 10 angedrückt, d. h. axial verschiebbar im Gehäuse, aber ansonsten wie erwähnt dreh fest angeordnet. Die Steuerhülse 24 begrenzt umlaufende Steuer räume 25, 26, die über bei 125, 126 dargestellten Anschlüssen (auch mit A und B bezeichnet), zur Zu- und Abführung des Ar beitsmittels in Verbindung stehen. Je nach Stellung der Kolben räume 11 zu den Steuerbohrungen 22 werden diese vom Arbeitsmit tel entweder mit Hoch- oder Niederdruck beaufschlagt und damit ein Drehmoment auf den Rotor 10 erzeugt, der dieses über Viel keilverbindung auf die Antriebswelle bzw. Abtriebswelle 5 nach außen weiterleitet.The piston spaces formed by the bores 11 are operatively connected via axially extending bores 21 and likewise axially extending control bores 22 in a fixed control sleeve 24 accommodated in the housing half 2 . The control sleeve 24 is pressed in the axial direction on the rotor 10 , ie axially displaceable in the housing, but otherwise arranged in a rotationally fixed manner as mentioned. The control sleeve 24 delimits circumferential control spaces 25 , 26 , which are connected by means of connections shown at 125 , 126 (also referred to as A and B) for supplying and discharging the work. Depending on the position of the piston spaces 11 to the control bores 22 , these are acted upon either by high or low pressure from the working medium and thus generate a torque on the rotor 10 , which forwards this to the drive shaft or output shaft 5 via a large spline connection to the outside.
Insbesondere dann, wenn der Hydraulikmotor mit großer Leistung gefahren wird, entsteht ein erhöhter Wärmeanfall zwischen den Rollen 14 und den Gleitlagern 13, wodurch die Gleitlager durch örtlich hohe Temperaturen gefährdet sind. Das in der Steuerhülse 24 integrierte Spülventil 50 sorgt dafür, aus der jeweiligen Niederdruckarbeitsleitung eine dosierte Menge Betriebsmittel in die inneren Räume 66 der Gehäuseteile 1, 2 zum Kühlen der wär meerzeugenden Teile des Hydraulikmotors zu leiten. Von dort fließt die begrenzte Menge Betriebsmittel weiter zu einem äuße ren Leckanschluß 53.In particular, when the hydraulic motor is operated at high power, there is an increased heat build-up between the rollers 14 and the slide bearings 13 , as a result of which the slide bearings are endangered by locally high temperatures. The flush valve 50 integrated in the control sleeve 24 ensures that a metered amount of operating fluid is passed from the respective low-pressure working line into the inner spaces 66 of the housing parts 1 , 2 for cooling the heat-generating parts of the hydraulic motor. From there, the limited amount of equipment flows on to an outer leak port 53 .
Das Spülventil 50 ist im ganzen parallel zur Längsachse 48 des Hydraulikmotors angeordnet. Im einzelnen weist das Spülventil 50 einen Steuerkolben 56 auf, der in einer Bohrung 57 der Steuer hülse 24 hin und her beweglich angeordnet ist. Der Steuerkolben 56 wird endseitig von Steuerräumen 85, 86 begrenzt, die über Ab flachungen 87 an den der Führung des Steuerkolbens dienenden Kolbenbunden 88, 89 mit dem umlaufenden Steuerräumen 25, 26 über Steuerbohrungen 90, 91 in hydraulischer Verbindung stehen. Die Steuerräume 85, 86 werden von hohlen Schraubkörpern 92, 93, ge bildet, die in entsprechende seitliche Ausnehmungen 94, 95 der Steuerhülse 24 eingeschraubt sind. In den Steuerräumen 85, 86 sind gleichzeitig Zentrierfedern 96, 97 für den Steuerkolben un tergebracht. Die Zentrierfedern stützen sich mit dem einen Ende am Boden 92a, 93a der hohlen Schraubkörper und mit ihren anderen Ende über eine Scheibe 98, 99 und Kolbenbunde 100, 101 am Steu erkolben 56 ab, sobald dieser aus der Mittelstellung in eine Schaltstellung verschoben wird. In der Mittelstellung des Steu erkolbens stützen sich die Scheiben 98, 99 an den Bodenflächen der Ausnehmungen 94, 95 für die hohlen Schraubkörper 92, 93 ab und fixieren damit den Steuerkolben in seiner Mittelstellung bzw. Ausgangsstellung.The purge valve 50 is generally arranged parallel to the longitudinal axis 48 of the hydraulic motor. In particular, the purge valve 50 has a control piston 56 which is arranged in a bore 57 of the control sleeve 24 movable back and forth. The control piston 56 is delimited at the end by control spaces 85 , 86 which, via flattenings 87 , are in hydraulic connection with the piston collars 88 , 89 serving to guide the control piston with the rotating control spaces 25 , 26 via control bores 90 , 91 . The control rooms 85 , 86 are formed by hollow screw bodies 92 , 93 , which are screwed into corresponding lateral recesses 94 , 95 of the control sleeve 24 . In the control rooms 85 , 86 centering springs 96 , 97 are accommodated at the same time for the control piston. The centering springs are supported with one end at the bottom 92 a, 93 a of the hollow screw body and with their other end via a disk 98 , 99 and piston collars 100 , 101 on the control piston 56 as soon as it is moved from the central position into a switching position . In the central position of the control piston, the disks 98 , 99 are supported on the bottom surfaces of the recesses 94 , 95 for the hollow screw bodies 92 , 93 and thus fix the control piston in its central position or starting position.
Bei Inbetriebnahme der Hydromaschine wird der Steuerkolben aus der von den Zentrierfedern 96, 97 festgelegten Ausgangsstellung, in der die Steuerkolbenbunde 102, 103 die Verbindung der Steuer bohrungen 90, 91 zu dem von den Steuerbunden 102, 103 begrenzten Steuerraum 104 in der Führungsbohrung 57 unterbrechen, vom Hoch druck in eine die Verbindung des den Niederdruck führenden um laufenden Steuerraumes 25, 26 mit dem Steuerraum 104 zwischen den beiden Steuerkolbenbunden 102, 103 herstellende Steuerstel lung verschoben und damit über die Verbindungsbohrung 60 und die Axialbohrung 64 der von der Stirnseite 61 der Steuerhülse und von der Abschlußwand 62 der Gehäusehälfte 2 gebildete Raum 63 mit der Niederdruckseite der Hydromaschine verbunden. Dieser Raum 63 ist über ein in der Gehäusehälfte 2 angeordnetes Sitz ventil 65 mit dem Gehäuseraum 66 verbindbar. Der Sitzkörper 67 des Sitzventils wirkt mit einer Sitzfläche 68 einer mit dem Raum 63 verbundenen Bohrung 69 zusammen. Diese Bohrung dient gleich zeitig zur Führung einer hülsenförmigen Verlängerung 70 des Sitzkörpers 67. Am dem Raum 63 zugekehrten Ende 71 der Verlänge rung 70 ist eine Scheibe 72 mit einer Drosselbohrung 73 einge preßt. Sitzkörperseitig weist die Verlängerung 70 Radialbohrun gen 74 auf, die bei geöffnetem Sitzkörper 67 den Hohlraum 75 der Verlängerung 70 mit dem den Sitzkörper 67 aufnehmenden Ventilraum 76 verbinden. Der Ventilraum 76 ist über eine Bohrung 77 in der Gehäusehälfte 2 mit dem Gehäuseraum 66 verbunden. Nach außen ist der Ventilraum 76 von einer hohlzylindrischen Verschlußschraube 78 abgeschlossen, die gleichzeitig die den Sitzkörper 67 auf die Sitzfläche 68 drückende Druckfeder 79 aufnimmt. Die Vorspannung der Druckfeder 79 ist so gewählt, daß der Sitzkörper 67 die Ver bindung des Raumes 63 mit dem Gehäuseraum 66 erst freigibt, wenn der im Raum 63 herrschende Druck annähernd den an der nicht dar gestellten Speisepumpe eingestellten Wert erreicht hat. In der Regel sind dies ca. 2 bar Differenz zum eingestellten Wert des Niederdruckes. Bei geöffnetem Sitzkörper 67 dessen Öffnungshub von Anschlagflächen 80, 81 des Sitzkörpers und Verschlußschraube 78 begrenzt ist, strömt das von der Niederdruckseite der Hydro maschine durch das Spülventil 50 abgezweigte Spülmittel vom Raum 63 über die Drosselbohrung 73 der den Hohlraum 75 der Verlänge rung 70 begrenzenden Scheibe 72 in den Hohlraum 75 und von dort über die Radialbohrungen 74 der Verlängerung 70 in den Ventil raum 76 und schließlich weiter über die Bohrung 77 zum Gehäuse raum 66, von wo es nach Spülung bzw. Kühlung der von der Tempe ratur betroffenen Teile über den Gehäuseauslaß 53 zurück zum Tank strömt. Die Drosselbohrung 73 in der Scheibe 72 legt die Spülflüssigkeitsmenge fest, die von der über das Spülventil 50 auf der Niederdruckseite zum Eingang der Arbeitsmittelquelle zu rückströmenden Arbeitsflüssigkeit abgezweigt wird.At start-up of the hydraulic machine, the control piston from that of the centering springs 96, 97 fixed initial position in which the control piston collars 102, 103 which connect the control holes 90, 91 to the interrupt by the control coils 102, 103 limited control chamber 104 in the guide bore 57, is from high pressure in a connection of the low pressure leading to the current control chamber 25 , 26 with the control chamber 104 between the two control piston assemblies 102 , 103 producing control position and thus shifted via the connecting bore 60 and the axial bore 64 of the front face 61 of the control sleeve and space 63 formed by the end wall 62 of the housing half 2 is connected to the low-pressure side of the hydraulic machine. This space 63 can be connected to the housing space 66 via a seat valve 65 arranged in the housing half 2 . The seat body 67 of the seat valve interacts with a seat 68 of a bore 69 connected to the space 63 . This bore simultaneously serves to guide a sleeve-shaped extension 70 of the seat body 67 . At the space 63 facing end 71 of the extension 70 , a disc 72 with a throttle bore 73 is pressed. Seat body side, the extension 70 Radialbohrun gene 74, the cavity of the extension 70 with the seat body 67 to connect the valve-receiving space 76 with an open seat body 67 75 miles. The valve chamber 76 is connected via a bore 77 in the housing half 2 with the housing space 66th To the outside, the valve chamber 76 is closed off by a hollow cylindrical locking screw 78 which at the same time receives the compression spring 79 which presses the seat body 67 onto the seat surface 68 . The bias of the compression spring 79 is selected such that the seat body 67 only releases the connection of the space 63 to the housing space 66 when the pressure in the space 63 has approximately reached the value set on the feed pump (not shown). As a rule, this is approx. 2 bar difference to the set value of the low pressure. When the seat body 67 is open, the opening stroke is limited by stop surfaces 80 , 81 of the seat body and locking screw 78 , the detergent which branches off from the low-pressure side of the hydraulic machine through the flush valve 50 flows from the space 63 through the throttle bore 73 of the cavity 75 of the extension 70 limiting disk 72 in the cavity 75 and from there via the radial bores 74 of the extension 70 in the valve space 76 and finally further via the bore 77 to the housing space 66 , from where it is after rinsing or cooling the parts affected by the temperature via the housing outlet 53 flows back to the tank. The throttle bore 73 in the disk 72 defines the amount of flushing liquid which is branched off from the working liquid to be returned to the inlet of the working fluid source via the flushing valve 50 on the low pressure side.
Führt beispielsweise der umlaufende Steuerraum 26 Hochdruck, wirkt dieser über die Steuerleitung 91 und die Abflachung 87 am Kolbenbund 89 auch im Steuerraum 86 und verschiebt dort den Steuerkolben 56 gegen die Kraft der Zentrierfeder 96 in Richtung des unter Niederdruck stehenden Steuerraumes 85. In dieser Schaltstellung des Steuerkolben ist der unter Niederdruck ste hende umlaufende Steuerraum 25 über die Steuerleitung 90, die Steuerkante 102a des Steuerkolbenbundes 102, den Steuerraum 104, die Verbindungsbohrung 60 und über die Axialbohrung 64 mit dem Raum 63 verbunden. Erreicht der auch im Raum 63 wirkende Nieder druck der Steuerflüssigkeit einen Wert, der der Vorspannkraft der Feder 79 des Ventils 65 entspricht, wird der Schließkörper in Öffnungsrichtung verschoben, so daß die Spülflüssigkeit über die Drosselstelle 73 in den Gehäuseraum 66 strömen kann, dort die wärmeerzeugenden Teile umspült und die aufgenommene Wärme über den Leckflüssigkeitsanschluß 53 zurück in den Tank trans portiert. Die Spülflüssigkeitsmenge wird neben dem freien Durch flußquerschnitt der Drosselstelle 73 von der an der Drossel stelle wirkenden Druckdifferenz festgelegt. Sinkt der Nieder druck unter den von der Vorspannung der Schließfeder 79 festge legten Wert, schließt das Ventil 65 und unterbricht den Spül flüssigkeitsstrom von der Niederdruckseite zum Gehäuseraum 66 solange, bis durch die Speisepumpe dieser eingestellte Druck wieder hergestellt ist. Damit ist mit einer verhältnismäßig kleinzuhaltenden konstanten Fördermenge der Speisepumpe ein schneller Aufbau des gewünschten Niederdruckes zu gewährleisten, wenn dieser infolge auftretender Regelvorgänge oder Drehmoment schwankungen einbricht.If, for example, the circumferential control chamber 26 is at high pressure, it acts via the control line 91 and the flattened area 87 on the piston collar 89 in the control chamber 86 and shifts the control piston 56 against the force of the centering spring 96 in the direction of the control chamber 85, which is under low pressure. In this switching position of the control piston, the low-pressure circumferential control chamber 25 is connected via the control line 90 , the control edge 102 a of the control piston collar 102 , the control chamber 104 , the connecting bore 60 and via the axial bore 64 to the chamber 63 . Reaches the low pressure of the control fluid acting in the space 63 a value that corresponds to the biasing force of the spring 79 of the valve 65 , the closing body is moved in the opening direction so that the flushing fluid can flow through the throttle point 73 in the housing space 66 , where the heat-generating Parts washed and the heat absorbed via the case drain port 53 back into the tank. The amount of flushing liquid is determined in addition to the free flow cross section of the throttle point 73 from the pressure difference acting at the throttle point. If the low pressure drops below the value determined by the pretension of the closing spring 79 , the valve 65 closes and interrupts the flushing liquid flow from the low pressure side to the housing space 66 until this pressure is restored by the feed pump. Thus, with a relatively small, constant delivery rate of the feed pump, a rapid build-up of the desired low pressure is to be ensured if this breaks down as a result of occurring control processes or torque fluctuations.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MANNESMANN REXROTH AG, 97816 LOHR, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |