DE2143339A1

DE2143339A1 - Geschwindigkeitsbegrenzer für einen hydraulischen Regler

Info

Publication number: DE2143339A1
Application number: DE19712143339
Authority: DE
Inventors: James Thomas Tremont; Parks John Harrison Peoria; 111. Hammond (V.StA.)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co., Peoria, 111. (V.StA.)
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1972-03-09
Also published as: US3645245A

Description

Hamburg, den 24-, August 1971 106771 .870

Priorität: 4₀ September 1970, USA, Ser. No₀ 69705

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Anmelder ;

Caterpillar Tractor Go.
Peoria, 111., USA

Geschwindigkeitsbegrenzer für einen hydraulischen Regler

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Begrenzung der Maschinengeschwindigkeit, und sieht das Zusammenwirken eines hydraulischen Reglers mit Begrenzungsmitteln vor, die einen größten Strömungsmittelbezugsdruck definieren, auf den der Regler anspricht. Bei einem solchen Regler kann es sich zum Beispiel um einen hydraulischen Regler handeln, wie er in der US-Patentschrift 3,472,215 beschrieben ist_e Die Begrenzungseinrichtung spricht auf eine weitere Quelle eines veränderlichen Strömungsmitteldruckes an, zum Beispiel auf den Druck des Schmiermittels

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für den Motor, mit dem der Regler in Beziehung steht, um die Maschinengeschwindigkeit zu begrenzen, wenn der Schmiermitteldruck unter einem Kleinstwert liegt_o

Bei Maschinen, die durch Regler gesteuert werden, treten oft an verschiedenen Bestandteilen Schaden auf, wenn zugelassen wird, daß die Maschine unmittelbar nach dem Anfahren mit hohen Geschwindigkeiten arbeitet, bevor ausreichend Schmiermittel den entsprechenden Teilen der Maschine zugeführt wirdo Dementsprechend bezweckt die Erfindung, für eine sol^che Maschine einen Geschwindigkeitsbegrenzer zu schaffen, der ein Laufen mit hoher Geschwindigkeit verhindert, wenn im Schmiermittelsystem der Maschine der Druck unzureichend ist»

Die Erfindung bezweckt außerdem, eine solche Geschwinäig— keitsbegrenzungseinrichtung zu schaffen, die selbsttätig die Maschinengeschwindigkeit und Leistung wirksam begrenzt, falls der Schmiermitteldruck während des Einsatzes der Maschine unter eine Sicherheitsgrenze fällt„ Durch diese Eigenschaft der Erfindung -wird ein Schaden an den verschiedenen Maschinenteilen vermieden, die unter diesen Umständen nicht ausreichend geschmiert werden können„ Die Geschwindigkeit sbegr en zung sei nri cht ung gestattet vorzugsweise dem Regler, die Maschine derart zu steuern, daß sie mit verringerter Geschwindigkeit und Leistung läuft, so daß ein durch die Maschine angetriebenes Fahrzeug sicher bis zu einer Werkstatt gefahren werden kann und die Möglichkeit beträchtlich verringert wird, daß durch unzureichende

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Schmierung in der Maschine Schaden auftreten können,

Die Erfindung bezweckt weiter, für eine Maschine eine Geschv/indigkeitsbegrenzungseinrichtung einschließlich eines Reglers zu schaffen, der hydraulisch auf einen Strömungsmittelbezugsdruck anspricht, wobei ein Regulierventil zur Einstellung des Strömungsmittelbezugsdrucks und ein Begrenzungsventil, das einen größten Wert für den Strömungsmittelbezugsdruck definiert, vorgesehen sind. Eine solche Einrichtung ermöglicht, daß die verschiedenen Bestandteile der Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung unter Verwendung von nur sehr wenigen sich bewegenden Teilen arbeitet_o Da verhältnismäßig einfache Ventilbestandteile in der Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung verwendet werden können, ermöglicht die Erfindung, dau eine solche Einrichtung gedrängt und in verhältnismäßig einfacher Bauweise ausgeführt werden kann, wobei sie trotzdem über lange Einsatzzeiten zuverlässig arbeitet.

Eine erfindungsgemäße Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung für eine Maschine weist einen hydraulischen Regler auf, der auf einen Strömungsmittelbezugsdruck in einer Hauptleitung anspricht und für ein veränderliches Ausmaß der Treibstoffzufuhr sorgt, wobei eine Pumpe zur Abgabe von Strömungsmittel in die Hauptleitung, ein Regulierventil zum wahlweisen Einstellen des StrÖmungsmittelbezugsdruckes und ein Begrenzungsventil vorgesehen

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sind, von denen das letztere- durch den veränderlichen Strömungsmitteldruck aus einer anderen Quelle vorgespannt ist, um einen Höchstwert für den StrÖmungsmittelbezugsdruck zu definieren_o

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in-denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist,. Es zeigen :

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung, zum Teil im Schnitt, einer Maschinengeschwindigkeitsbegren-'zungseinrichtung einschließlich eines hydraulischen Reglers, eines Regulierventils und eines Begrenzungsventiles nach der Erfindung, und

Figo 2 eine Schnittansicht des Begrenzungsventiles nach Figo 1 zur Verdeutlichung seines inneren Auf bau s ο

Eine erfindungsgemäße Geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung, siehe Figo 1, weist einen hydraulischen Regler 11, eine Stromungsmittelquelle oder insbesondere eine Treibstoffförderpumpe 12, ein Regulierventil 13 und ein Begrenzungsventil 14 auf, Die Pumpe 12 liefert dem Regulierventil und dem Regler 11 über eine Leitung 16 Treibstoff, Das Reguiierventil 13 stellt das Strömungsmittel auf einen gewählten Bezugswert P,, ein, bei welchem der Regler 11

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anspricht, um ein entsprechendes Ausmaß der Treibstoff-Förderung herzustellen und dementsprechend die Geschwindigkeit und die Leistungsabgabe einer nicht dargestellten zugeordneten Maschine zu regulieren

Der Bau des Reglers 11 entspricht vorzugsweise der Beschreibung in der eingangs genannten Patentschrifte Stattdessen kann jedoch ein Regler für die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet werden, der allgemein ein hydraulischer Regler ist und auf einen Strömungsmittelbezugsdruck anspricht, zum Beispiel den mit P_-1 am i/entil 13 eingestellten Druck, Nach Fig. 1 weist der Regler ein Gehäuse 17 auf, das in Verbindung mit der Leitung 16, dem Re^ulierventil 13 und verschiedenen Teilen einer Dosiereinrichtung 18 für den Regler steht.

Aus dem Gehäuse 17 kommendes Strömungsmittel, das durch das Ventil 13 auf den Bezugsdruck P^, eingestellt worden ist, gelangt durch eine Öffnung 21 hindurch zur Einwirkung auf einen Kolben 22. Strömungsmittel mit dem Bezugsdruck P, v/ird auch aus dem Gehäuse 17 durch eine Leitung 23 einem Einlaß 24 für ein Zentrifugalventil 26 zugeführt, das zur Drehung mit einer Nockenwelle 27 der Treibstoffpumpe angeordnet ist. Das Zentrifugalventil 26 stellt einen Steuerdruck Pp her, der durch eine Leitung 28 einer Federkammer 29 für den Kolben 22 zugeleitet wird. Die beiden Treibstoffdrücke P. und Pp wirken zusammen mit der Feder 31 auf den Kolben 22, dessen Arbeitsweise in

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der eingangs genanten Patentschrift erläutert ist, um eine nicht dargestellte Treibstoffeinsprmtzvorrichtung zu betätigen, die der Maschine den Treibstoff in einer bestimmten momentanen Dosierung zuführt. Der Regler 11 arbeitet demnach so, daß er die Maschinengeschwindigkeit und die Leistungsabgabe in Abhängigkeit von dem Bezugsdruck P_-1 regelt, der durch das Regulierventil 13 definiert wird „

Das Regulierventil 13 enthält einen Ventilkolben 41, der den Bezugsdruck P_x, herstellt» Ein Belastungskolben 42 arbeitet mittels einer Feder 43 mit dem Ventilkolben 41 zusammen und wird durch einen Hebel 44 gestellt, um die Federbelastung am Ventilteil 41 zu ändern und damit eine Einstellung des Bezugsdruckes P_x, zu ermöglichen.

Mit den hier beschriebenen Bestandteilen der Einrichtung

steht durch die Leitung 16 auch das Begrenzungsventil in Verbindung. Das Begrenzungsventil 14 arbeitet so, daß es eine Höchstgrenze für den Bezugsdruck P_x, definiert und damit das Ausmaß der Treibstofförderung begrenzt, das durch den Regler 11 unter dem Einfluß des Regulierventils 13 ermöglicht wird. Zur Erfüllung dieser Aufgabe weist das Begrenzungsventil 14 eine Rückschlagventilvorrichtung auf, die noch nachstehend erläutert v;ird und die durch einen anderen, veränderlichen Strömungsmitteldruck in einer Leitung 51 vorgespannt ist. Das Begrenzungsventil wirkt demnach so, daß es einen Höcnstbezugs-

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druck P. in Abhängigkeit von einem anderen veränderlichen Ströraungsmitteidruck aufrechterhält. Vorzugsweise ist die -!■zeitung 51 ^ein Teil des Schmiermittelsystems für die zugeordnete Maschine, so daß der Bezugsdruck P^, und das UUT¹Ch den Regler 11 ermöglichte Ausmaß der Treibstoff-Förderung während solcher Arbeitsbedingungen begrenzt wird, während der der Schmiermitteldruck unter einer Sicherheitsgrenze liegte

Das Begrenzungsventil 14, siehe Fig. 2, weist einen Einlaß 52 auf, durch den hindurch Strömungsmittelbezugsdruck aus der Leitung 16 über einen Ventilsitz 53 iⁿ eine Kammer 54-gelangen kann, die in Verbindung mit einem Auslaßkanal 56 steht. Eine biegsame Membran 57 erstreckt sich durch das Gehäuse 58 des Begrenzungsventils hindurch, wobei eine Seite 59 der Membran dem Druck in der Kammer ^A- ausgesetzt ist. Die Leitung 5I steht durch einen Einlaß 61 in Verbindung mit einer Ringkammer 62, aie auf der entgegengesetzten Seite 65 der Hembran 67 liegt·

Die Rückschlagventileinrichtung ist in Fig. 2 als Kugel 64-veranschaulicht, die durch eine Feder 66 in Richtung auf aen Ventilsitz 53 gedrückt wird«, Die Feder 66 ist so angeordnet, daß sie zwischen der Kugel 64- und einer starren Flanschplatte 67 wiirkt, die gegen die eine Seite 59 der Hembran 57 gesetzt ist. Die Platte 67 wird durch eine Feder 68 in dieser Stellung gehalten, die zv/ischen der Platte 67 und einer Ringfläche 69 wirkt, die im Gehäuse 58 ausgebildet ist.

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Die Kugel 64 und die Feder 66 arbeiten als ein Umgehungsventil, um den Bezugsdruck P. und damit die Maschinenleistung und -geschwindigkeit zu begrenzen, die durch den Regler 11 unter dem Einfluß des Ventils 13 eingestellt worden sind.» E¹HlIs der Hebel 44- so steht, daß er den Bezugsdruck P^ über einen momentanen Sicherheitsgrenzwert anwachsen läßt, der durch den Druck innerhalb der Leitung 51 bestimmt ist, ermöglicht die Kugel 64, daß Strömungsmittel aus der Leitung 16 durch die ^ammer 5^- und den Auslaß 56 zurückfließt, um den Druck P^ zu begrenzen. Wenn zum Beispiel der Strömungsmitteldruck in der Leitung 51 über einem gewählten Wert liegt, xirirkt er auf die Membran 57 und erhöht die Federbelastung, die die Kugel auf ihrem Sitz zu halten und den Einlaß 52 zu schließen suchte Falls jedoch der Druck in der Leitung 51 unter dem gewählten Wert liegt, wird die Federbelastung der Kugel so verringert, daß der verhältnismäßige Drucküberschuß in der Leitung 16 über die Kammer 54 und den Auslaßkanal entlastet wird. Vorzugsweise ist der Auslaßkanal 56 in Verbindung mit einem Strömungsmitteleinlaß 71 für die Pumpe 12, wozu eine Leitung 72 vorgesehen ist. Die Leitung 72 dient auch als Abzugskanal-für das Regulierventil 1J.

Bei dem vorstehend beschriebenen System ist zu beachten, daß der Maschinentreibstoff in der Kammer 5^· enthalten ist, während das Schmiermittel der Kammer 62 auf der anderen .oeite der Membran 57 zugeführt wird. Um eine Vermischung dieser beiden Strömungsmittel zu verhindern,

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ist die Membran 57 vorzugsweise mit zwei Ringflanschen 73 und 74- ausgebildet, die mit Abstand voneinander durch ein ringförmiges Anpaßstück 76 des Gehäuses 58 zur Bildung einer Zwischenkammer 77 befestigt sind. Die Zwischenkammer 77 ist mit einem Abzug 78 Versehene Falls daher eine Seite der Membran 57 beschädigt werden sollte, würde die an der Membran ausleckende Flüssigkeit aus dem Begrenzungsventil durch den Auslaß 78 hinausgeführt.

- PATENTANSPRÜCHE -

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Claims

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PATENTANS FR Ü C H E

\\y Einrichtung zur Begrenzung einer Maschinengeschwindigkeit, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Regler (11), der das Ausmaß der Treibstoff-Förderung der Maschine in Abhängigkeit von einem Strömungsmittelbezugsdruck steuert, der an einem Einlaß des Reglers anliegt, durch eine Quelle (12) für unter Druck stehende Strömungsmittel, die über eine Leitung in Verbindung mit dem Reglereinlaß steht, durch ein mit der Leitung in Verbindung stehendes Regulierventil (13) zur Einstellung des Strömungsmittelbezugsdruckes und durch ein Begrenzungsventil (14·), das mit der Quelle und dem Reglereinlaß verbunden ist und eine Rückschlagventilvorrichtung (.6A-) zur Bestimmung eines Höchstwertes für den Strömungsmittelbezugsdruck aufweist und an das ein weiterer veränderlicher Strömungsmitteldruck (51» 61, 62) zur Vorspannung der Rückschlagventileinrichtung angeschlossen ist.
2. Eiiärichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventileinrichtung (64-) ein Entlastungsventil zur Verbindung der gemeinsamen Leitung (16) mit einer Abzugsleitung (72) ist und durch den veränderlichen Strömungsmitteldruck auf eine Schließstellung vorgespannt ist_e

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3« Einrichtung nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch eine schmiegsame Membran (57 )> die im Begrenzungsventil (14·) angeordnet ist und deren eine Seite (59) über eine Feder (66) mit dem Rückschlagventil zusammenarbeitet, während der veränderliche Strömungsmitteldruck die andere Seite (63) der Membran beaufschlagt .
4-, Einrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß um die Membran (57) herum im Begrenzungsventil (14-) eine Zwischenkammer (77) gebildet ist, die mit einem Abzug (78) ausgestattet ist und die den verschiedenen Drücken ausgesetzten Seiten (59j 63) der Membran voneinander trennte
5. Einrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsventil (14) ein Gehäuse (58) mit einem an die Leitung (16) anschließenden Einlaß (52) und mit einem v/eiteren, den veränderlichen Strömungsmitteldruck aufnehmenden Einlaß (61) aufweist, und dass das Ruckschlagventil mit einem Ventilsitz (53) > über den der eine Einlaß (52) in Verbindung mit einem Auslaß (56) steht, und mit einer Ventilkugel (64) versehen ist, die mit dem Sitz in Eingriff treten kann und auf die eine Feder (66) drückt, die zwischen Kugel und aer einen Seite (59) der Membran (57) ar;geordnet ist, deren andere Seite (63) von dem veränderlichen Strömungsmitteldruck beaufschlagt ist«

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6. Einrichtung nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (57) Flanschränder (73_} 7^) aufweist, die sich auf beiden Seiten radial nach außen erstrecken und am Gehäuse (76) sur Bildung der Zwischenkammer (77) Befestigt sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5-6» dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (56) mit einem Einlaß (71) der Quelle (12) verbunden ist.

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