DE19650513A1 - Hydrauliksystem zum Antreiben eines Axialkolbenhydromotors - Google Patents

Hydrauliksystem zum Antreiben eines Axialkolbenhydromotors

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DE19650513A1
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Sung Kyo Chang
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem zum Antrei­ ben eines Axialkolbenhydro- oder -hydraulikmotors (im folgenden als Hydromotor bezeichnet).
Ein herkömmlicher Axialkolbenhydromotor ist in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 95-23419 beschrieben.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat ein Axialkolbenhydromotor herkömmlicher Bauart ein Gehäuse 1; einen Zylinderblock 2, der sich in dem Gehäuse 1 drehen kann; eine Welle 3, die mit dem Zylinderblock 2 gekuppelt ist; Zylinder 4a, 4b, die in dem Zylinderblock 2 kreisförmig angeordnet sind; doppelwirkende Kolben 5a, 5b, die in den Zylindern 4a, 4b angeordnet sind; zwei Öffnungen A, B zur Versorgung der Zylinder 4a, 4b mit Öl und zum Empfangen des Öls aus den Zylindern 4a, 4b; eine Ven­ tilplatte 7, die die beiden Öffnungen A, B mit den Zylindern 4a, 4b verbindet; und eine Taumelscheibe 6, deren Grundebene ein Stangenende der Kolben 5a, 5b berührt und die sich nor­ mal/umgekehrt unter einem rechten Winkel gegen die Welle 3 nei­ gen kann.
Bei dem herkömmlichen Axialkolbenhydromotor, der den oben ge­ schilderten herkömmlichen Aufbau hat, kann, weil der Hydromotor normal/umgekehrt rotieren kann, wenn sich die Taumelscheibe normal/umgekehrt unter einem rechten Winkel gegen die Welle neigt, eine der beiden Öffnungen fest als eine Einlaßöffnung und die andere als eine Auslaßöffnung eingestellt werden. Daher ist eine Umschaltung der Öffnungen nicht notwendig, um die Richtung der Rotation des Hydromotors zu ändern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hydrauliksystem zu schaffen zum wirksamen Antreiben eines Axialkolbenhydromo­ tors, bei dem sich eine Taumelscheibe normal/umgekehrt unter einem rechten Winkel gegen eine Welle neigen kann, und zum verhindern von Kavitation und einer Umdreh- oder Rückerschei­ nung.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Hydrauliksystem zum An­ treiben eines Axialkolbenhydromotors, bei dem sich eine Taumel­ scheibe normal/umgekehrt unter einem rechten Winkel gegen eine Welle neigen kann, wobei das Hydrauliksystem aufweist:
einen Taumelscheibenzylinder; einen doppelwirkenden Taumel­ scheibenkolben, der in dem Taumelscheibenzylinder installiert ist und von dem ein Ende seiner Betätigungsstange mit der Tau­ melscheibe verbunden ist; zwei Federn, durch die der Taumel­ scheibenkolben zu einem Ende seines Hubes in dem Taumelschei­ benzylinder vorgespannt werden kann; ein Ventil, das zwischen seinem neutralen Zustand, in welchem ein innerer Kanal zwei Kammern des Taumelscheibenzylinders miteinander verbindet, und einem Zustand zum Bewegen des Taumelscheibenkolbens in die vor­ bestimmte Richtung durch Zufuhr eines Öls zu der ausgewählten Kammer umgeschaltet werden kann; einen Einlaßkanal, der zwi­ schen einer Einlaßöffnung des Hydromotors und einer Hydraulik­ pumpe vorgesehen ist; einen Auslaßkanal, der zwischen einer Auslaßöffnung des Hydromotors und einem Tank vorgesehen ist; ein Hauptsteuerventil, das in dem Einlaßkanal installiert ist, zum Öffnen oder Schließen des Einlaßkanals auf Grund eines vor­ bestimmten Signals; ein Kanalschaltventil, das in dem Auslaßka­ nal installiert ist, zum Öffnen oder Schließen des Auslaßkanals auf Grund eines vorbestimmten Signals; einen Bypasskanal, der in dem Auslaßkanal installiert ist und von dem jedes Ende mit einer vorbestimmten Stelle vor und hinter dem Kanalschaltventil verbunden ist; und ein Entlastungsventil, das in dem Bypasska­ nal installiert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfin­ dung ist ein Fernsteuerventil dafür ausgebildet, die Signale gleichzeitig zu dem Ventil und zu dem Hauptsteuerventil zu sen­ den.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung kann das Kanalschaltventil in einen Zustand, in welchem der Auslaßkanal geöffnet ist, auf Grund eines Druck­ anstiegs in dem Einlaßkanal zwischen dem Hauptsteuerventil und der Einlaßöffnung umgeschalten werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines herkömmli­ chen Axialkolbenhydromotors zeigt, und
Fig. 2 ein Hydraulikschaltbild eines Hydrauliksystems zum Antreiben eines Axialkolbenhydromotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Hydrauliksystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Hydrauliksystem gemäß dieser Ausführungsform arbeitet mit einem Hydromotor zusammen, der den herkömmlichen Aufbau hat. Der Hydromotor umfaßt ein Gehäuse 1; einen Zylinderblock 2, der in dem Gehäuse 1 drehbar angeordnet ist; eine Welle 3, die mit dem Zylinderblock 2 gekuppelt ist; Zylinder 4a, 4b, die kreis­ förmig in dem Zylinderblock 2 angeordnet sind; doppelwirkende Kolben 5a, 5b, die in den Zylindern 4a, 4b angeordnet sind; zwei Öffnungen A, B zum Versorgen der Zylinder 4a, 4b mit Öl und zum Empfangen des Öls aus den Zylindern 4a, 4b; eine Ven­ tilplatte 7, welche die beiden Öffnungen A, B mit den Zylindern 4a, 4b verbindet; und eine Taumelscheibe 6, deren Grundebene ein Ende einer Betätigungsstange 5a, 5b berührt und die sich normal/umgekehrt in einem rechten Winkel zu der Welle 3 neigen kann.
Das Hydrauliksystem nach der vorliegenden Erfindung hat einen Taumelscheibenzylinder 9, einen doppelwirkenden Taumelscheiben­ kolben 10, der in dem Taumelscheibenzylinder 9 angeordnet ist und von welchem ein Ende seiner Betätigungsstange mit der Tau­ melscheibe 6 verbunden ist. Der Taumelscheibenkolben 10 kann durch zwei Federn 11a, 11b vorgespannt sein, die in jeder Kam­ mer des Taumelscheibenzylinders 9a, 9b angeordnet sind. Wenn sich der Taumelscheibenkolben 10 normal/umgekehrt bewegt, neigt sich die Taumelscheibe 6 normal/umgekehrt in einem rechten Win­ kel zu der Welle 3. Und wenn der Taumelscheibenkolben 10 in ei­ nem neutralen Zustand ist, sind die Taumelscheibe 6 und der Taumelscheibenkolben 10 so eingestellt, daß die Bedingung er­ füllt ist, daß die Taumelscheibe in einem rechten Winkel zu der Welle angeordnet ist.
Andererseits sind zwei Ölkanäle 12a, 12b und ein Ventil 13 darin vorgesehen zum normalen/umgekehrten Bewegen des Taumel­ scheibenkolbens 10 in dem Taumelscheibenzylinder 9. Das Ventil 13 öffnet oder schließt das Paar Ölkanäle 12a, 12b, welches eine Hydraulikpumpe P mit zwei Kammern 9a, 9b des Taumelschei­ benzylinders 9 auf Grund eines vorbestimmten Signals verbindet.
Das Ventil 13 kann in seinem neutralen Zustand sein, in welchem ein innerer Kanal die beiden Kammern 9a, 9b des Taumelscheiben­ zylinders 9 miteinander verbindet, und es kann in einen ersten Zustand umgeschaltet werden, in welchem ein innerer Kanal die eine Kammer 9a mit der Hydraulikpumpe P und die andere Kammer 9b mit einem Tank T verbindet, oder es kann in einen zweiten Zustand umgeschaltet werden, in welchem ein innerer Kanal die andere Kammer 9b mit der Hydraulikpumpe P und die eine Kammer 9a mit dem Tank T verbindet.
Andererseits ist ein Einlaßkanal 21 zwischen der Hydraulikpumpe und der Einlaßöffnung A vorgesehen, und ein Auslaßkanal 22 ist zwischen dem Tank T und der Auslaßöffnung B vorgesehen. Ein Hauptsteuerventil 23 ist in dem Einlaßkanal 21 installiert, um den Einlaßkanal 21 auf Grund eines vorbestimmten Kanals zu öff­ nen oder zu schließen. Ein Kanalschaltventil 24 ist in dem Aus­ laßkanal 22 installiert, um den Auslaßkanal 22 auf Grund eines vorbestimmten Signals zu öffnen oder zu schließen. Ein By­ passkanal 25, von dem jedes Ende mit einer vorbestimmten Stelle vor und hinter dem Kanalschaltventil 24 verbunden ist, ist in dem Auslaßkanal 22 installiert. Ein Entlastungsventil 26 ist in dem Bypasskanal 25 installiert.
Andererseits ist ein Fernsteuerventil (RCV) 14 vorgesehen, um das vorbestimmte Signal gleichzeitig zu dem Ventil 13 und zu dem Hauptsteuerventil 23 zu senden. Wenn ein Benutzer das Fernsteuerventil 14 zum Antreiben des Hydromotors betätigt, öffnet das Hauptsteuerventil 23 den Einlaßkanal 21, und das Öl, welches durch die Hydraulikpumpe P geliefert wird, wird der Einlaßöffnung A zugeführt. Gleichzeitig neigt sich die Taumel­ scheibe 6, wenn das Fernsteuerventil 14 das Signal zu dem Ven­ til 13 sendet, wobei das Öl, das durch die Hydraulikpumpe P ge­ liefert wird, der einen der beiden Kammern 9a, 9b des Taumelscheibenzylinders 9 zugeführt wird.
Andererseits kann das Kanalschaltventil 24 in einen Zustand, in welchem der Auslaßkanal 22 geöffnet ist, auf Grund eines Druck­ anstiegs in dem Einlaßkanal 21 zwischen dem Hauptsteuerventil 23 und der Einlaßöffnung A umgeschaltet werden.
Die Arbeitsweise und die Wirkung dieser Ausführungsform sind im folgenden beschrieben.
In dem Fall, in welchem sich der Hydromotor normal dreht, sen­ det das Fernsteuerventil 14 ein Drucksignal zu dem Hauptsteuer­ ventil 23. Demgemäß öffnet das Hauptsteuerventil 23 den Einlaß­ kanal 21, und das durch die Hydraulikpumpe P abgegebene Öl wird der Einlaßöffnung A über den geöffneten Einlaßkanal 21 zuge­ führt. Das Öl wird durch den Auslaßkanal 22 über das Kanal­ schaltventil 24 zurückgeleitet, welches in den ersten Zustand, in welchem der Auslaßkanal 22 geöffnet ist, auf Grund eines Druckanstiegs in dem Einlaßkanal 21 umgeschaltet wird. Gleich­ zeitig sendet das Fernsteuerventil 14 ein Drucksignal zu einem ende eines Schiebers des Ventils 13, wodurch das Ventil 13 aus dem neutralen Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird. Demgemäß wird das Öl, welches durch die Hydraulikpumpe P abge­ geben wird, der einen Kammer 9a des Taumelscheibenzylinders 9 über den inneren Kanal des Ventils 13, das in den ersten Zu­ stand umgeschaltet ist, und über den Kanal 12a zugeführt. Der Taumelscheibenkolben 10 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 11a rückwärts, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn sich der Tau­ melscheibenkolben 10 bewegt, neigt sich die Taumelscheibe 6, die mit dem Taumelscheibenkolben 10 gekuppelt ist, normal, und der Hydromotor rotiert normal.
In dem Fall, in welchem der Hydromotor umgekehrt rotiert, sen­ det das Fernsteuerventil 14 ein Drucksignal zu dem Hauptsteuer­ ventil 23. Demgemäß öffnet das Hauptsteuerventil 23 den Einlaß­ kanal 21, und das Öl, das durch die Hydraulikpumpe P geliefert wird, wird der Einlaßöffnung A über den geöffneten Einlaßkanal 21 zugeführt. Das Öl wird durch den Auslaßkanal 22 über das Ka­ nalschaltventil 24, das auf Grund eines Druckanstiegs in dem Einlaßkanal 21 in einen Zustand umgeschaltet ist, in welchem der Auslaßkanal 22 geöffnet ist, zurückgeleitet. Zur selben Zeit sendet das Fernsteuerventil 14 ein Drucksignal zu dem an­ deren Ende des Schiebers des Ventils 13, und das Ventil 13 wird aus dem neutralen Zustand in den zweiten Zustand umgeschaltet. Demgemäß wird das Öl, das durch die Hydraulikpumpe P abgegeben wird, der anderen Kammer 9b des Taumelscheibenzylinders 9 durch den inneren Kanal des Ventils 13 zugeführt, das in den zweiten Zustand umgeschaltet ist, und über den Kanal 12b. Der Taumel­ scheibenkolben 10 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 11b nach oben, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn sich der Taumel­ scheibenkolben 10 bewegt, neigt sich die Taumelscheibe 6, die mit dem Taumelscheibenkolben 10 gekuppelt ist, umgekehrt, und der Hydromotor rotiert umgekehrt.
In dem Fall, in welchem der Hydromotor gestoppt wird, hört das Fernsteuerventil 14 auf, ein Signal zu dem Hauptsteuerventil 23 zu senden. Demgemäß verschließt das Hauptsteuerventil 23 den Einlaßkanal 21, das Kanalschaltventil 24 wird in einen Zustand, in welchem der Auslaßkanal 22 geschlossen ist, auf Grund eines Druckabfalls in dem Einlaßkanal 21 umgeschaltet. Das Öl wird von der Auslaßöffnung B aus durch den Bypasskanal 25 und das Entlastungsventil 26, das in dem Bypasskanal 25 installiert ist, zurückgeleitet. Gleichzeitig hört das Fernsteuerventil 14 auf, ein Drucksignal zu dem Schieber des Ventils 13 zu senden, so daß das Ventil 13 in den neutralen Zustand umgeschaltet wer­ den kann. Und außerdem wird das Öl, daß durch die Hydraulik­ pumpe P geliefert wird, direkt in den Tank T zurückgeleitet. Demgemäß werden die beiden Kammern 12a, 12b des Taumelscheibenzylinders 9 über den inneren Kanal des Ventils 13 miteinander verbunden, das in den neutralen Zustand umgeschal­ tet ist, woraufhin das Öl zwischen den Kammern 12a, 12b ausge­ tauscht wird. Und außerdem kann der Taumelscheibenkolben durch die Federn 11a, 11b in die neutrale Position zurückgebracht werden und ist die Taumelscheibe 6 rechtwinkelig zu der Welle 3 angeordnet. Der Hydromotor rotiert zwar weiterhin, wenn die Taumelscheibe 6 zu der Welle 3 rechtwinkelig ist, die Kolben 5a, 5b können jedoch vollständig gestoppt werden. Wegen Öl­ knappheit an der Einlaßöffnung A und weil ein spontaner Druck der Auslaßöffnung B nicht erscheint, können Kavitation und eine Rück- oder Umdreherscheinung verhindert werden.
Gemäß obiger Beschreibung wird durch die vorliegende Erfindung ein Hydrauliksystem geschaffen, das sich zum wirksamen Antrei­ ben eines Axialkolbenhydromotors eignet, wobei eine Taumel­ scheibe sich rechtwinkelig zu einer Welle normal/umgekehrt nei­ gen kann, und mit dem sich Kavitation und Umlegen oder Rücken effektiver verhindern lassen.

Claims (3)

1. Hydrauliksystem zum Antreiben eines Axialkolbenhydromotors, bei dem sich eine Taumelscheibe (6) normal/umgekehrt unter ei­ nem rechten Winkel gegen eine Welle (3) neigen kann, wobei das Hydrauliksystem aufweist:
einen Taumelscheibenzylinder (9);
einen doppelwirkenden Taumelscheibenkolben (10), der in dem Taumelscheibenzylinder (9) installiert ist und von dem ein Ende seiner Betätigungsstange mit der Taumelscheibe (6) verbunden ist;
zwei Federn (11a, 11b), durch die der Taumelscheibenkolben (10) zu einem Ende seines Hubes in dem Taumelscheibenzylinder (9) vorgespannt werden kann;
ein Ventil (13), das zwischen seinem neutralen Zustand, in wel­ chem ein innerer Kanal zwei Kammern (9a, 9b) des Taumelschei­ benzylinders (9) miteinander verbindet, und einem Zustand zum Bewegen des Taumelscheibenkolbens (10) in die vorbestimmte Richtung durch Zufuhr eines Öls zu der ausgewählten Kammer um­ geschaltet werden kann;
einen Einlaßkanal (21), der zwischen einer Einlaßöffnung (A) des Hydromotors und einer Hydraulikpumpe (P) vorgesehen ist; einen Auslaßkanal (22), der zwischen einer Auslaßöffnung (B) des Hydromotors und einem Tank (T) vorgesehen ist;
ein Hauptsteuerventil (23), das in dem Einlaßkanal (21) instal­ liert ist, zum Öffnen oder Schließen des Einlaßkanals (21) auf Grund eines vorbestimmten Signals;
ein Kanalschaltventil (24), das in dem Auslaßkanal (22) instal­ liert ist, zum Öffnen oder Schließen des Auslaßkanals (22) auf Grund eines vorbestimmten Signals;
einen Bypasskanal (25), der in dem Auslaßkanal (22) installiert ist und von dem jedes Ende mit einer vorbestimmten Stelle vor und hinter dem Kanalschaltventil (24) verbunden ist; und
ein Entlastungsventil (26), das in dem Bypasskanal (25) instal­ liert ist.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Fernsteuerventil (14), welches die Signale gleichzeitig zu dem Ventil (13) und dem Hauptsteuerventil (23) sendet.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kanalschaltventil (24) in einem Zustand, in wel­ chem der Auslaßkanal (22) geöffnet ist, auf Grund eines Druck­ anstiegs in dem Einlaßkanal (21) zwischen dem Hauptsteuerventil (23) und der Einlaßöffnung (A) umgeschaltet werden kann.
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