DE2127398A1

DE2127398A1 - Hydrostatisches Reversiergetriebe

Info

Publication number: DE2127398A1
Application number: DE19712127398
Authority: DE
Inventors: Gerhard Oensingen Bobst (Schweiz)
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-02
Publication date: 1971-12-30
Also published as: DE2127398C3; FR2096505A1; BE769074A; AT309940B; FR2096505B1; NL160920B; DE2127398B2; SE359152B; CH525413A; NL7108863A; CA927711A; US3735590A; GB1352615A

Description

BE 13 954

Von Roll AG, Gerlafingen / Schweiz

Hydrostatisches Reversiergetriebe

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatisches Reversiergetriebe mit mindestens einer Hydropumpe und einem Hydromotor, bei welchem die Anschlüsse der Hydropumpe und des Hydromotors jeder der beiden Druckseiten mittels Leitungen miteinander verbunden sind, die von einer Füllpumpe über Rückschlagventile gespiesen und über ein Spülventil gespült werden, wobei für die Druckbegrenzung beider Druckseiten ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil angeordnet ist.

Hydrostatische Reversiergetriebe sind in vielen Ausführungen bekannt. Bei diesen ist es notwendig, Einrichtungen zum Begrenzen des Druckes beider Druckseiten vorzusehen, da der Betriebsdruck je nach Antriebsrichtung sich in der einen oder anderen Druckseite aufbaut. Am einfachsten ist es hierbei, für jede Druckseite eine gesonderte Druckbegrenzungs-

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einrichtung vorzusehen. Diese Druckbegrenzungseinrichtungen sind meistens als Kolben- oder Sitzventile ausgeführt, die durch eine vorbestimmte Kraft, beispielsweise einer vorgespannten Schraubenfeder,belastet werden.

Die Verwendung von zwei Druckbegrenzungsventilen, d.h. je eines pro Druckseite, ist verhältnismässig aufwendig, insbesondere da diese Ventile so gross dimensioniert werden müssen, dass die maximale Fördermenge ohne grossen Druckanstieg abgeführt werden kann.

Es ist weiter bekannt, als Druckbegrenzungsventile vorgesteuerte Ventile zu verwenden, wodurch einerseits der Ansprechdruck genauer beherrscht und anderseits das Bauvolumen solcher Ventile verringert werden kann. Die Notwendigkeit, zwei Ventile, je eines pro Druckseite, zu verwenden, bleibt auch bei der Anwendung solcher Ventile bestehen.

Da aber jeweils nur eine Druckseite unter dem Betriebsdruck steht, muss auch nur eines der beiden Ventile bereit sein, um den Druck auf der betreffenden Druckseite zu begrenzen, so dass also eines der beiden Ventile immer inaktiv ist. Dies hat zur Anwendung nur eines Druckbegrenzungsventiles ' angeregt, und es sind Reversiergetriebe bekannt, die den Druck für beide Druckseiten mit demselben Ventil begrenzen. Hierzu ist es notwendig, eine Umschalteinrichtung vorzusehen, die diejenige Druckseite mit dem Ventil verbindet, die den Betriebsdruck führt.

Eine solche Umschalteinrichtung kann verhältnismässig einfach gestaltet werden, beispielsweise mittels zweier entgegengesetzt angeordneter Rückschlagventile, so dass diese Lösung zweifellos weniger aufwendig ist als die Lösung mit je einem Druckbegrenzungsventil pro Druckseite.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung mit einem Druckbe-

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grenzungsventil wird keine gesonderte Umschalteinrichtung mehr verwendet, sondern es wird die Umschaltfunktion dem Spülventil übertragen. Diese Lösung geht von der Ueberlegung aus, dass das Spülventil bereits ein Umschaltorgan darstellt, welches das Spülen derjenigen Druckseite, die den niederen Druck aufweist, immer in denselben Ablauf ermöglicht. Es ist nun verhältnismässig einfach, dieses Spülventil so zu modifizieren, dass es auch die Umsehaltfunktion für das Druckbegrenzungsventil übernehmen kann, d.h. die Beaufschlagung des Druckbegrenzungsventiles durch den jeweiligen Betriebsdruck vornimmt. Mit einem solchen modifizierten Spülventil lassen sich die vorerwähnten Rückschlagventile vermeiden und der Aufwand wird weiter vermindert.

Die beiden letztgenannten Ausführungen weisen jedoch einen erheblichen Nachteil auf, indem in der Verbindung zwischen der jeweiligen Druckseite mit dem Betriebsdruck und dem Druckbegrenzungsventil die Umschalteinrichtung entweder in Form von Rückschlagventilen oder in Form eines Spülventils liegt. Diese stellt mit ihren Querschnittsverengungen und einer oder mehreren Umlenkungen ein Hindernis bzw. eine Drosselstelle dar, welche die Ausnützung der vollen Schluckmenge des Druckbegrenzungsventils verhindern kann und erfahr ungs gemäss auch verhindert, da eine genügend grosse Dimensionierung der Kanäle der Umschalteinrichtung die beabsichtigte Verminderung des Aufwandes praktisch in Frage stellen würde. Insbesondere müsste das Spülventil, wenn es als Umschaltorgan für das Druckbegrenzungsventil dienen soll, erheblich grosser dimensioniert werden als es seiner Spülfunktion entspricht, da es üblicherweise nur für etwa 10 bis 15 % der maximalen Getriebefördermenge ausgelegt wird. Ein solches Spülventil wäre somit, wenn es als Umschaltorgan für ein Druckbegrenzungsventil mitverwendet wird, für die Ausführung der Spülfunktion überdimensioniert, so dass die Einsparung an Aufwand im Vergleich zu einem gesonderten Umschaltorgän verhältnismässig gering ist.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den geschilderten Nachteil zu vermeiden und die Verwendung eines einzigen Druckbegrenzungsventils zu ermöglichen, ohne dass in der Verbindung zwischen der betreffenden Druckseite mit dem Betriebsdruck und dem Druckbegrenzungsventil eine eine Drosselung bewirkende Umschalteinrichtung angeordnet werden muss, so dass eine ungedrosselte Beaufschlagung des Druckbegrenzungsventils erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil gelöst, das sich dadurch kennzeichnet, dass der Hauptkolben des Druckbegrenzungsventils üb.er ungesteuerte Anschlussleitungen mit den beiden Druckseiten verbunden ist und dass das Vorsteuerventil des Druckbegrenzungsventiies über eine vom Spülventil gesteuerte Leitung mit derjenigen Druckseite in Verbindung steht, die den höheren Druck führt.

Dadurch, dass nur die für die Vorsteuerung des Druckbegrenzungsventiles benötigte wesentlich geringere Menge von Spülventilkolben gesteuert werden muss, kann einerseits das Spülventil in seiner bisherigen Grosse belassen und anderseits eine direkte Verbindung.zwischen Druckseite und Druckbegrenzungsventil geschaffen werden.

Zweckmässig stehen beide Seiten des Hauptkolbens des Druckbegrenzungsventiles über vom Spülventilkolben gesteuerte Leitungen mit derjenigen Druckseite in Verbindung, die den höheren Druck führt. Dadurch wird ein rasches Ansprechen des Hauptkolbens des Druckbegrenzungsventiles erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Leitung zur Beaufschlagung des Vorsteuerventiles eine Drosselstelle auf.' Dadurch wird beim Ansprechen des Vorsteuerventiles eine das rasche Ansprechen des Hauptkolbens bewirkende Druckdifferenz auf beiden Seiten des Hauptkolbens erreicht.

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Zweckmässig können die vom Spülventilkolben gesteuerten Leitungen mit zwei Kammern verbunden sein, in denen Federmittel zur Zentrierung des Spülventilkolbens liegen. Dadurch liegt der Spülventilkolben in einer Mittellage und spricht nach beiden Seiten gleich schnell an.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung schliesst der Spülventilkolben in jeder der beiden Extremlagen die eine Kammer und öffnet die andere Kammer, wobei die Leitungen durch die geöffnete Kammer direkt und die geschlossene Kammer über eine Längsbohrung im Spülventil indirekt mit dem höheren Druck der betreffenden Druckseite beaufschlagt ist.

Die Erfindung ist in der bexliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema eines hydrostatischen Reversiergetriebes, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil, bei welchem die Beaufschlagung des Vorsteuerventiles durch ein Spülventil gesteuert wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Reversiergetriebe besteht aus einer Hydropumpe 1, die von einer Kraftmaschine M angetrieben wird. Von der Kraftmaschine M wird weiter eine Füllpumpe 2 angetrieben, die aus einem Reservoir 3 ansaugt und über die Leitungen 4, 5 und Rückschlagventile 6, 7 die beiden Druckseiten 8, 9 beaufschlagt, je nachdem, welche dieser Leitungen die jeweilige Niederdruckseite des Reversiergetriebes ist.

Die Leitungen 8, 9 verbinden die Hydropumpe 1 mit einem Hydromotor 10, dessen Welle an einer durch L bezeichneten Last bzw. einer Arbeitsmaschine angreift. Die beiden Druckseiten 8, 9 sind mittels Leitungen 12 bzw. 13 mit einem gesamthaft mit 15 bezeichneten Ventilblock verbunden, der ein noch näher zu

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beschreibendes Druckbegrenzungsventil enthält, bei welchem die Beaufschlagung der Vorsteuerung über ein Spülventil gesteuert wird.

Mit 16 ist die Spülleitung bezeichnet, durch welche das von der Füllpumpe 2 gelieferte Spülöl, gegebenenfalls unter Einschaltung eines nicht dargestellten Niederdruckbegrenzungsventils, in das Reservoir 3 abgeleitet wird.

Die in Fig. 2 dargestellte, gesamthaft mit 15 bezeichnete Druckbegrenzungseinrichtung besteht aus einem Ventilkörper und den Deckeln 21, 22, welche mit Schrauben 2 3 am Körper 20 festgeschraubt sind.

Im Ventilkörper 20 ist in einer Bohrung 25 ein Spülventilkolben 26 angeordnet, der in der in Fig. 2 gezeichneten Lage die Ablaufleitung 16 (Fig. 1) abschliesst. Der Spülventilkolben 26 weist Einfräsungen 27 auf, mittels welchen der Spülventilkolben 26 in einer seiner beiden Extremlagen die Kanäle 28 bzw. 29 mit der Spülleitung 16 verbindet. In die Kanäle 28, 29 münden die in Flg. 1 gezeigten Leitungen 12, 13, die eine der beiden Druckseiten 8, 9 des Reversiergetriebes mit der Druckbegrenzungseinrichtung 15 verbinden.

Beidseits des Spülventilkolbens 26 sind Einsätze 30, 31 angeordnet, die Kammern 32, 33 bilden. Die Kammern 32, 33 weisen Oeffnungen 34, 35 auf, in welche der Spülventilkolben 26 mit seinen abgesetzten Zapfen 36, 37 ragt, jedoch die Kammern 32, 33 in der in Fig. 2 gezeigten Mittellage nicht vollständig abschliesst, sondern einen gedrosselten Durchgang freilässt. Weiter sind in den Kammern 32, 33 Federn 40, 41 untergebracht, die auf durchbohrte Federteller 42, 43 wirken und so den Spülventilkolben 26 in seine Mittellage schieben. In den Einsätzen 30, 31 sind Bohrungen 44, 45 vorgesehen, die die Kammern 32, 33 mit Kanälen 46, 47 verbinden. Die Kanäle 46, schaffen eine Verbindung zwischen den Kammern 32, 33 und der

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Bohrung 48 für den Hauptkolben 50 eines vorgesteuerten Druckbegrenzungsventiles, so dass die Stirnseiten 51 bzw. 52 bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil von einem Druck in den Räumen 53 bzw. 54 beaufschlagt sind, der dem Druck in den Kammern 32 bzw. 33 entspricht.

Der Raum 54 der Bohrung 48 steht über einen Kanal 55 mit einem Vorsteuerventil in Verbindung, welches aus einem von einer Druckfeder 56 belasteten Ventilkegel 57 besteht, der den Kanal 54 abschliesst. Durch einen Schraubzapfen 58 kann die Vorspannung der Feder 56 auf den in den Druckseiten 8, 9 zulässigen höchsten Betriebsdruck eingestellt werden.

Der Hauptkolben 50 trennt in Schliesslage die beiden Leitungen 13, 14 voneinander, wobei der Hauptkolben 50 als Kolben- oder Sitzventil ausgebildet werden kann, wie letzteres durch einen schmalen Sitz 6 0 in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Leitung 47 weist zusätzlich eine Drosselstelle 61 auf, welche beim Oeffnen des Ventilkegels 5 7 einen genügenden Druckabfall im Raum 54 erzeugen soll, damit der Hauptkolben 50 durch den im Raum 53 wirkenden höheren Druck rasch geöffnet wird.

Entsteht beispielsweise auf der Druckseite 8 bzw. in der Leitung 12 ein der Belastung des Getriebes entsprechender höherer Druck als in den Leitungen 9, 13, so wird in Fig. 2 der Spülventilkolben 26 in seine rechte Extremlage geschoben, wodurch die Kammer 33 vom Kanal 29, welcher mit der Leitung 13 in Verbindung steht, abgeschlossen und gleichzeitig der Kanal 29 mit der Spülleitung 16 verbunden. Durch die Verschiebung des Spülventilkolbens 26 wird die Oeffnung 34 der Kammer 32 freigegeben, so dass der Hochdruck sich in der Kammer 32, in den Bohrungen 44, im Kanal 46 und im Raum 53 aufbauen kann. Gleichzeitig wird der Druck durch eine im Spülve'ntilkolben 26 befindliche Axialbohrung 6 2 in die Kammer 33 gelei-

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tet, und von dort über Durchgang 45, Drosselstelle 61, Kanal 47 und in den Raum 54, wodurch über die Leitung 55 der Ventilkörper 57 ebenfalls mit dem Hochdruck beaufschlagt wird.Es herrscht somit sowohl im Raum 53.als auch im Raum 54 derselbe Druck wie in Leitung 12.

Befindet sich der höhere Druck in der Druckseite 9 bzw. in der Leitung 13, so wird der Spülventilkolben 26 in Fig. 2 nach links verschoben. Dadurch entsteht ein direkter Durchgang von· Kanal 29 zur Kammer 33, während durch die Bohrung ^ 62 im Spülventilkolben 26 der Raum 32 indirekt ebenfalls den höheren Druck erhält. Dementsprechend ist auch in den beiden Räumen 53, 54 der höhere Druck wirksam.

Erreicht nun der höhere Druck den zulässigen Grenzdruck, so wird der Ventilkegel 5 7 von seinem Sitz abgehoben, wodurch wegen der Drosselstelle 61 ein Druckabfall im Raum 54 stattfindet, so dass der Hauptkolben 50 in Fig. 2 nach rechts verschoben wird und eine Kurzschlussverbindung zwischen den beiden Leitungen 12 und 13 geschaffen wird. Diese Einrichtung funktioniert unabhängig davon, auf welcher Druckseite der höhere Druck ist. In jedem Fall wird durch die Verschiebung des Spülventilkolbens 26 in seine Extremlage der Hochdruck in die Räume 53, 54 geleitet, während gleichzeitig der jeweils den niederen Druck führende Kanal 2 8 bzw. 29 über die Einfräsungen 27 im Spülventilkolben 26 mit der Spülleitung 16 verbunden wird.

Der Hauptkolben 50 wird durch eine verhältnismässig schwache Druckfeder 6 3 auf seinem Sitz 60 gehalten.

Fig. 2 zeigt klar, dass die Leitungen 12, 13 direkt, d.h. ohne irgendwelche Einbauten, in der Leitung zum Hauptkolben 50 des Druckbegrenzungsventils geführt werden, während der Druck in den Räumen 53, 54 und in der Leitung 55 vom Spülventil in der Weise gesteuert wird, dass, unabhängig davon,

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ob der höhere Druck in der Leitung 12 oder in der Leitung 13 herrscht, dieser höhere Druck immer in die Kammern 53, 54 und in die Leitung 55 geführt wird.

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Claims

Patentansprüche

Hydrostatisches Reversiergetriebe mit mindestens einer Hydropumpe und einem Hydromotor, bei welchem die Anschlüsse der Hydropumpe und des Hydromotors mit jeder der beiden Druckseiten mittels Leitungen miteinander verbunden sind, die von einer Füllpumpe über Rückschlagventile gespiesen und über ein Spülventil gespült werden, wobei für die

ρ Druckbegrenzung beider Druckseiten em ,vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil angeordnet xst, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (50) des Druckbegrenzungsventils über ungesteuerte Anschlussleitungen (12, 13) an den beiden Druckseiten (8, 9) liegt und dass das Vorsteuerventil (56, 57) des Druckbegrenzungsventils über eine von einem Kolben (26) des Spülventiles gesteuerte Leitung (47) mit derjenigen Druckseite in Verbindung steht, die den höheren Druck führt.

2. Reversiergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seiten (51, 52) des Hauptkolbens (50) des Druckbegrenzungsventils über vom Kolben (26) des Spülventiles

k gesteuerte Leitungen (46, 47) mit derjenigen Druckseite in Verbindung stehen, die denhöheren Druck führt.

3. Reversiergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (47) zur Beaufschlagung des Vorsteuerventiles eine Drosselstelle (61) aufweist.

4. Reversiergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Spülventilkolben (26) gesteuerten Leitungen (46. 47) mit zwei Kammern (32, 33) verbunden sind, in denen Federmittel (40, 41) zur Zentrierung des Spülventilkolbens (26) liegen.

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5. Reversiergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülventilkolben (26) in jeder der beiden Extremlagen die eine Kammer öffnet und die andere Kammer schliesst, wodurch die Leitungen (46, 47) durch die geöffnete Kammer direkt und die geschlossene Kammer über eine Axialbohrung (62) im Spülventilkolben (26) indirekt mit dem höheren Druck der betreffenden Druckseite beaufschlagbar sind.

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