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Vorrichtung zum Spülen geschlossener hydrostatischer Kreisläufe.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spülen geschlossener hydrostatischer
Kreisläufe und insbesondere eine Ventilkombination für geschlossene hydrostatische
Kreisläufe, die den Austritt eines 'Spülmengenstromes aus dem geschlossenen Kreislauf
ermöglicht und gleichzeitig die Betriebsdruckdifferenz in beiden Richtungen auf
einen Maximalwert begrenzt.
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Sie arbeitet mit mindestens zwei Arbeitsanschlüssen, einem Tankanschluss
und einem Druckhalteventil.
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Es ist bei geschlossenen hydrostatischen Kreisläufen bekannt, dass
der austretende Spülölmengenstrom den Kreislauf über ein hydraulisch betätigtes
Zwei-Drei-Wege-Kolbenventil verlassen Der Spülölmengenstrom wird hinter diesem Kolbenventil
über ein Druckhalteventil geführt, das den Druck auf der Niederdruckseite einstellt.
Parallel zu den beiden Hauptleitungen sind in bekannter Weise zwei Druckbegrenzungsventile
angeordnet, die die Betriebsdruckdifferenz in beiden Richtungen begrenzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile
eines federzentrierten Ventilkolbens zu vermeiden und gleichzeitig den Bauaufwand
für die Druckbegrenzungsventie zu reduzieren. Wegeventile in Kolbenausführung in
Bohrungen mit Kammern neigen bekanntlich zum sogenannten hydraulischen 2'Kleben"
infolge ungleichmässiger Ausbildung von Druckfeldern auf den Zylindermantelflächen
des Kolbens. Ausserdem führen dynamische Strömungskräfte zu Störungen im Schaltverhalten
von Kolbenventilen. Der federzentrierte Kolben des Ventiles stellt ein Feder-Masse-System
dar, das im Zusammenwirken mit den Massen und Elastizitäten des gesamten hydrostatischen
Getriebes zu unerwünschten Schwingungserscheinungen beitragen kann. Darüberhinaus
ist Jedes Kolbenventil leckbehaftet, d.h. ein Leckölstrom zwischen den gesperrten
Anschlüssen muss zugelassen werden, da ein minimales Kolbenspiel aus Funktionsgründen
nicht unterschritten werden darf.
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Eine Kurzschlußschaltung zwischen den Hauptarbeitsleitungen wird in
der Regel durch ein weiteres Kurzschlussventil oder ein sogenanntes Entlastungsventil
für die vorgesteuerten Druckventile ermöglicht.
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Die Aufgabe nach der Erfindung wird dadurch gelöst, dass zwei hydraulisch
steuerbare Ventilkörper, die in Je einer Kammer mit einem Zulauf-, einem Ablauf-
und einem Steueranschluss angeordnet sind und in der einen Schalt stellung den Ablaufanschluss
und in der anderen Schaltstellung den Steueranschluss sperren, in der Leitung zwischen
den beiden Arbeitsanschlüssen und einem Druckhalteventil angeordnet sind und zwei
weitere Steuer-Ventilkörper, die in je einer Kammer mit einem Zulauf- und zwei Ablaufanschlüssen,
von denen einer zum Tank führt, eingebaut sind und mechanisch so miteinander gekuppelt
sind, dass ein Steuerventilkörper jeweils einen Ablaufanschluss zum Tank sperrt,
zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen und den Steueranschlüssen angeordnet sind.
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Es ist vorgesehen, dass die zwei 3teuer-Ventilkörper über zwei Stössel
so miteinander gekuppelt sind, dass beide Stössel mechanisch auseinanderschiebbar
sind und die Steuer-Vntilörper dann jeweils beide Zulaufanschlus e sperren und die
beiden Ablaufanschlüsse zum T 6 Tart. öfe. Auf diese Weise kann eine Kurzschlussschaltung
zwischen den Hauptarbeitsleitungen hergestellt werden, thne dass ein zusatzliches
Ventil angeordnet werden muss.
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Schliesslich kann zwischen dem Ablaufanschluss eines Steuerventils
zum Steueranschluss des hydraulisch steuerbaren Ventils und diesem Steueranschluss
eine Drossel eingebaut sein.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 einen geschlossenen hydrostatischen Kreislauf in
einfacher Schaltung, Fig. 2 eine bekannte Spülvorrichtung mit Druckbegrenzung im
Schema, Fig. 3 eine Spülvorrichtung gemäss der Erfindung im Schema und Fig. 4 eine
Spülvorrichtung mit Druckbegrenzungsventilen im Schema.
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In Fig. 1 ist mit den in der Hydrostatik üblichen Symbolen eine einfache
Schaltung eines hydrostatischen, geschlossenen Kreislaufes dargestellt. Von einer
verstellbaren Verdrängerpumpe 1, die das Druckmittel in beiden Richtungen fördern
kann, wird ein Verdrängermotor 2 über die beiden Hauptleitungen lo und 11 beaufschlagt.
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Parallel zu den Hauptleitungen ist über die Anschlüsse A und B eine
Vorrichtung zum Spülen und Betriebsdruckbegrenzen angeordnet. Dieser sogenannte
Spülblock beinhaltet die beiden Hauptdruckbegrenzungsventile 8 und 9, wie ein als
Zwei-Drei-Wegelängsventil ausgebildetes Spülventil 6. Dieses Ventil wird von der
Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen A und B geschaltet und verbindet je nach
Richtung dieser Druckdifferen die Niederdruckseite des hydrostatischen Kreislaufes
mit einem Vorspannventil 7. Über dieses Vorspannventil 7 verlässt das von der Spülölpumpe
3 über die beiden Rückschlagventile 4 eingespeiste Spülöl den Kreislauf. Ander Spülölpumpe
3 ist ein weiteres Druckbegrenzungsventil 5 angeordnet.
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In Fig. 2 ist schematisch der konstruktive Aufbau einer Vorrichtung
zum Spülen und Druckbegrenzen in bekannter Ausführung dargestellt. Der Kolben eines
Zwei-Drei-Wegelängsventiles 12 wird über Federn 13 und 14 in seiner Mittellage gehalten.
Die Kanäle 18 und 19 verbinden die Federräume mit den Anschlüssen A und B, so dass
die Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen A und B den Ventilkolben entgegen der
Federkraft positioniert.
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Dabei werden je nach Druckdifferenz die Anschlüsse A und B mit dem
Ventilablauf 20 verbunden. Das austretende Spülöl fliesst dann über ein Druckhalteventil
15 vom Anschluss A oder B zum Anschluss T. Zwischen den Anschlüssen A und B sind
in dem dargestellten Beispiel bekannter Bauart zwei vorgesteuerte Druckbegrenzungsventile
angeordnet, die in bekannter Weise aus einem federbelasteten Hauptventilkolben 16
und 21 wie federbelasteten Vorsteuerventilen 17 und 22 bestehen.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Erfindung dargestellt.
In dem Gehäuse 31 sind zwei hydraulisch steuerbare Ventilkörper 32 und 27 angeordnet,
die in diesem Ausführungsbeispiel Kugeln sind. Der Ventilkörper kann in der ihm
zugeordneten Kammer 23 zwei stabile Positionen einnehmen.
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In der einen Position verschliesst der Körper den Steueranschluss
24 und gibt den hydraulischen Weg vom Zulaufanschluss 25 zum Ablaufanschluss 26
frei. Der Ventilkörper nimmt diese Position ein, wenn die Steuerleitung 28 mit dem
Ablauf zum Tankanschluss T verbunden ist. In dieser Schaltstellung ist der Anschluss
B der Spülvorrichtung Et dem Anschluss T über das Druckhalteventil 29 verbunden.
In der zweiten Position bzw. Schaltstellung des.Ventilkörpers verschliesst dieser
den Ablaufanschluss 33 bei geöffnetem Steueranschluss 42.
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In dieser Position ist der Zulauf von Anschluss zum Ablaufanschluss
33 leckfrei gesperrt. Der Vent.ilkörper nimmt diese Position an, wenn der Anschluss
A über die Steuerleitung 44 mit dem Steueranschluss 42 verbunden wird.
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Die beschriebene Steuerung der Ventilkörper übernehmen zwei
weitere
Steuerventilkörper 34 und 35, die mechanisch über zwei Stössel 36 und 37 miteinander
verbunden sind. Über Anflächungen auf den Stösseln 36 und 37 sind die beiden Steüerkammern
38 und 39 mit dem Tankanschluss T verbunden, wenn die Ventilkörper die Bohrungen
40 und 41 nicht verschliessen. In der dargestellten Schaltventilposition gibt der
Ventilkörper 35 die Öffnung 41.frei. Auf diese Weise wird der Steueranschluss 28
mit dem Tankanschluss T verbunden. Der Ventilkörper 34 verschliesst die Bohrung
40 und verbindet den Steueran--schluss 44 mit dem Arbeitsanschluss A. Auf diese
Weise wird der Arbeitsanschluss A mit dem Steueranschluss 42 verbunden.
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Die Druckdifferenz zwischen den Arbeitsanschlüssen hält die Ventilkörper
34 und 35 in der dargestellten Position, so dass das den Kreislauf verlassende Spülöl
vom Arbeitsanschluss B über den Zulaufanschluss 25 und Ablaufanschluss 26 sowie
über das Druckhalteventil 29 den geschlossenen hydrostatischen Kreislauf verlassen
kann. Der Anschluss A ist in dieser Schaltposition leckfrei von den Anschlüssen
B und T abgesperrt.
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Wechselt die Druckdifferenz zwischen den Arbeitsanschlüssen A und
B in der Weise, dass im Anschluss 3 der höhere Druck herrscht, nimmt die Anordnung
die entgegengesetzte Schaltposition ein, d.h., dann fliesst das ausströmende Spülöl
vom Arbeitsanschluss A über den Zulaufanschluss 30 und den Ablaufanschluss 33 sowie
über das Druckhalteventil 29 dem Tankanschluss T zu. Der Arbeitsanschluss B ist
dann leckfrei von den Anschlüssen A und T gesperrt. Mit Hilfe der Schraube 43 können
die beiden Stössel 36 und 37 auseinandergeschoben werden, so dass die Ventilkörper
34 und 35 die Steueranschlüsse 42 und 24 mit dem Tankanschluss T verbinden. Durch
diese mechanische Betätigung werden die beiden Ventilkörper 27 und 32 die Zulaufanschlüsse
25 und 30 mit den Ablaufanschlüssen 26 und 33 verbinden, so dass ein Kurzschluspweg
zwischen den Anschlüssen A und B hergestellt wird.
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In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung mit Druckbegrenzungsventilen
dargestellt. Die Ventilkörper 67 und 47 sind in dieser Ausführung als Kegelventilkörper
ausgebildet, die in den Kammern 68 und 48 geführt sind. Die Ventilkörper können
zwei stabile Stellungen einnehmen. In der dargestellten Schaltstellung gibt der
Ventilkörper 67 bei entlastetem Steueranschluss 69 den hydraulischen Weg zwischen
dem Zulaufanschluss 45 und dem Ablaufanschluss 46 frei, so dass das austretende
Spülöl den Kreislauf über das Druckhalteventil 49 verlassen kann. Der Ventilkörper
47 wird durch die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluss A und dem Steueranschluss
52 auf dem Sitz gehalten, so dass der Anschluss 50 vom Ablaufanschluss 51 leckfrei
gesperrt ist.
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In der dargestellten Schaltposition ist auf diese Weise der Anschluss
A von den Anschlüssen T und B leckfrei gesperrt.
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Der Steueranschluss 52 des in der Sperrstellung befindlichen Ventilkörpers
47 ist mit dem Anschluss A über eine Drossel 54 verbunden. Ein federbelastetes Kegelventil
56 begrenzt den Druck in der Steuerleitung 53 in der Weise, dass die Sperrstellung
des Ventilkörpers 47 mit Erreichen des Einstelldruckes des VentilS 56 aufgehoben
wird. In diesem Zustand öffnet das Ventil 56 und es kommt zu einem Druckabfall in
der Drossel 54, wodurch eine Druckdifferenz zwischen dem Zulaufanschluss 50 unterhalb
des Ventilkörpers und den Raum 58 oberhalb des Ventilkörpers entsteht. Infolge dieser
Druckdifferenz hebt der Ventilkörper von seinem Sitz ab und wirkt in dieser Funktionsphase
als Druckbegrenzungsventil. Die Funktion der Vorsteuerventilkörper 61 und 62 entspricht
der Funktion der in Fig. 3 dargestellten Anordnung.
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Beide Ventilkörper sind ebenfalls über zwei Stössel 67 und 64 miteinander
verbunden, die mechanisch durch eine Schraube 65 auseinandergeschoben werden können,
wobei die beiden Ventilkörper die Steuerleitungen 53 und 48 mit dem Tank verbinden,
so dass die Ventilkörper 67 und 47 einen Kurzschluss zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen
A und B herstellen.