DE2223964C3 - Servoverstelleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Servoverstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen bekannten Verstelleinrichtung ist der Steuerschieber mit Spiel mit einer Betätigungsstange gekoppelt und wird durch zwei Zentrierfedern in Neutralstellung gebracht. Um eine exakte Neutralstellung der von der Verstelleinrichtung einzustellenden Pumpe zu erreichen, wird au h die Verstellstange als Steuerglied herangezogen. Zum Einleiten der genauen Nullstellung müssen zuerst die Zentrierfedern den Steuerschieber in eine genaue Nullstellung !".ringen. Das verlangt eine äußerst genaue Einhaltung der Federtoleranzen und eine sehr exakte Einstellung, was hohe Anforderungen an Herstellung und Montage stellt. außerdem kann durch nicht gleichmäßiges Verändern der Federkräfte im Verlauf längerer Zeiträume die Nulleinsiellung des Steuerschiebers gestört werden (DT-OS 16 01 701).

Dasselbe Problem tritt auch bei einer anderen bekannten Servoverstelleinrichtung auf, deren Steuerschieber von zwei einander entgegenwirkenden Tellerfedern in Neutralstellung zentriert wird. Gerade bei

ίο Tellerfedern ist infolge ihrer geringen Federwege das Problem der Toleranzen und genauen Einstellung besonders diffizil (DT-OS 20 47 977).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Servoverstelleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten

ij Gattung zu schaffen, deren Steuerschieber nach Loslassen des Einstellhebels selbsttätig in die Nullförderlage der zu betätigenden Maschine fährt, wobei der Nullpunkt für den Steuerschieber spielfrei einstellbar ist.

ίο Dies wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannten Mittel erreicht.

Das hat den Vorteil, daß der Steuerschieber in seiner Nullage spielfrei gehalten und die Nullage selbst genau eingestellt werden kann. Die Federtoleranzen brauchen nicht ganz exakt zu sein, und Veränderungen der Federvorspannupgen wirken sich nicht sofort nachteilig aus. Außerdem ist es möglich, die Stellung des Stellglieds zwischen zwei Maximalwerten zu variieren.

.ίο Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Servoverstelleinrichtung in der Anwendung bei einer Radialkolbenmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 ein Kräftediagramm zweier Druckfedern der Servoverstelleinrichtung.

In einem Gehäuse 1 für die Verstelleinrichtung, das an das Gehäuse 2 einer Radialkolbenpumpe angeflanscht ist, ist eine von einer Verschlußschraube 3 verschlossene Stufenbohiung4 ausgebildet, in der ein Steuerschieber 5 mit drei Bundflächen 6,7,8 dicht gleitend geführt ist. Die Stufenbohrung 4 mündet in eine mit einer Buchse 9 ausgekleidete, koaxiale Bohrung 10 im Pumpengehäuse 2, in der ein Stellkolben 11 dicht gleitend geführt ist, welcher sich mit einem Gleitschuh 12 auf einem Hubring 13 der in diesem Zusammenhang nicht näher beschriebenen Radialkolbenpumpe abstützt.

In dem Steuerschieber 5 ist eine Längsbo'nrung 14 ausgebildet, in der ein Folgeschieber 15 dicht gleitend angeordnet ist, welcher an einer Schulter 16 einer den Stellkolben 11 durchdringenden Stufenbohrung 17 anliegt. An einer durch einen Zwischenring 18 an eine

5s Schulter 19 der Stufenbohrung 4 angepreßte Hülse 20 liegt eine Druckfeder 21 an. Diese preßt den Folgeschieber 15 über einen auf diesem angeordneten Federteller 22, der an einem Sicherungsring 22' anliegt, gegen die Schulter 16 der Stufenbohriing 17 und damit

<io auch den Stellkolben 11 über den Gleitschuh 12 gegen den Hubring 13.

Die Längsbohrung 14 im Steuerschieber 5 weist zwei ringförmige Erweiterungen 23, 24 auf, die durch einen Steg 25 voneinander getrennt sind, dessen Breite etwas

¹^ größer als der Durchmesser einer den Folgeschieber 15 durchdringenden ersten Querbohrung 26 ist. Diese Querbolnung dringt ebenso wie eine zweite Querbohrung 27 und eine dritte Querbohrunß 28 in eine den

Folgeschieber durchdringende Längsbohrung 29 ein.

Eine den Steuerschieber 5 durchdringende erste Querbohrung 30 verbindet die Erweiterung 23 mit einer zwischen den Bundflächen 6, 7 ausgebildeten Ringnut 31. Eine zweite, ebenfalls den Steuerschieber 5 durchdringende Querbohrung 32 verbildet die Erweiterung 24 mit einer Ringnut 33 zwischen den Bundflächen 7,8.

In eine an der Stufenbohrung 4 ausgebildete Erweiterung 34, die mit der Ringnut 33 zusammenwirkt, u> mündet eine Querbohrung 35 für den Zufluß des Druckmittels. In den Ringraum, der von der Ringnut 31 und der Wandung der Bohrung 4 gebildet wird, mündet eine Bohrung 36 für den Ablauf des Druckmittels.

In eine Stufenbohrung 37. die die Verschlußschraube 3 in Längsrichtung durchdringt, ist ein durch eine Kontermutter 38 gesicherter Führungsbolzen 39 eingeschraubt, an dem ein Anschlag 40 für eine auf ihm geführte Scheibe 41 ausgebildet ist. Diese Scheibe 41 wird durch eine Druckfeder 42, welche in einer Erweiterung 43 der Stufenbohrung 37 angeordnet ist. gegen eine Stirnseite 44 des Steuerschiebers 5 gepreßt. Eine sich an der Hülse 20 abstützende Druckfeder 45 wirkt erst dann auf den Steuerschieber, wenn dieser von seiner gezeigten Stellung ein kurzes Stück nach links in Richtung zum Gehü. c 2 verschoben wird.

An dem Steuerschieber 5 ist zwischen den l.undflächen 6 und 7 eine in Längsrichtung sich erstreckende Verzahnung 46 ausgebildet, in die die Verzahnung eines Stellgliedes 47 eingreift, das durch eine Drehbewegung jo den Steuerschieber bewegt.

Das Zusammenwirken der Druckfedern 42 und 45 der Verstellvorrichtung zeigt das Diagramm nach der Fig. 2. Auf der Abszisse ist der Federweg f, auf der Ordinate die Federkraft P aufgetragen. Die Kraft der Feder 45 ist mit a, die der Feder 42 mit b bezeichnet.

Die auf das rechte Ende des Steuerschiebers 5 über die Scheibe 41 wirkende Druckfeder 42 übt auf diesen eine Kraft aus, die ihn nach links verschiebt, wenn keine äußeren Stellkräfte wirken. Etwa in der Mitte des Weges zwischen der rechten Endstellung + e,_mx und der durch den Anschlag 40 bestimmten Nullstellung des Steuerschiebers 5 beginnt die Druckfeder 45 auf den Steuerschieber zu wirken, deren Kraft entgegengesetzt zu der der Druckfeder 42 gerichtet ist, und die, wenn die Scheibe 41 am Anschlag 40 anliegt, etwa halb so groß ist wie die der Druckfeder 42. Letztere wirkt auf den Steuerschieber 5 nur zwischen seiner rechten Endstellung + e,_mx und der durch den Anschlag 40 gebildeten Nullstellung. Wird der Steuerschieber 5 durch das Stellglied 47 über die Nullstellung hinaus nach links bewegt, dann wirkt nur noch die Druckfeder 45 auf ihn, deren Kraft in der linken Endstellung — c_m.„ etwa so groß ist wie die der Druckfeder 42 in der rechten Endstellung +e„_m.

Die den Steuerschieber 5 durchdringende Längsbohrung 114 weist an einem Ende eine Erweiterung 48 auf, in die der Führungsbolzen 39 hineinragt. Am anderen Ende der Bohrung 14 ist eine Erweiterung 49 mit einer Ringnut ausgebildet, in die ein Sicherungsring 50 <>o eingelegt ist. In eine Ringnut des Folgeschiebers 15 ist ebenfalls ein Sicherungsring 51 eingelegt, der sich in der Erweiterung 49 befindet, so daß die Bewegung des Steuerschiebers 5 relativ zum Folgeschieber 15 durch den Sicherungsring 50 und eine Schulter 52 der Bohrung <>> 14 begrenzt wird.

Wird bei einer Betätigung der Stellvorrichtung das dieses den Steuerschieber 5 nach links, wodurch die Erweiterung 24 mit der Querbohrung 26 im Folgeschieber 15 verbunden wird. Dadurch kann durch die Bohrung 35, die mit der Druckmiitelquelle in Verbindung steht, und die Ringnut 34 Druckmittel über d^;e Ringnut 24 in die Querbohrurig 26 fließen. Von da strömt es durch die Längsbohrung 29 im Folgeschieber und die Querbohrungen 27,28 in die Slufenbohrung 4 im Gehäuse 1 und die Stufenbohrung 17 im Stellkolben 11. Das Druckmittel übt auf den Stellkolben eine Druckkraft aus, die den Hubring 13 über den Gleitschuh 12 entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellvorrichtung verstellt. Der Folgeschieber 15, der unter der Kraft der Druckfeder 21 an der Schulter 16 des Stellkolbens 11 anliegt, folgt dessen Bewegung, bis die Querbohrung 26 unter den Dichtsteg 25 gleitet, wodurch der Zufluß von Druckmittel unterbrochen wird. Damit endet auch die Bewegung des Stellkolbens.

Der Steuerschieber 5 kann bei einer Stellbewegung gegenüber dem Folgeschieber 15 höchstens so weit verschoben werden, bis er mit der Schulter 52 am Sicherungsring 51 anliegt. Soll der Verstellweg des Steuerschiebers 5 größer sein als der Abstand zwischen der Schulter 52 und dem Sicherungsring 51, dann kann der Steuerschieber 5, wenn er an diesem anliegt, nur in dem Maß weiter verschoben werden, wie der Sicherungsring 51 durch die Bewegung des Folgeschiebers 15 sich axial bewegt. Die Bewegung des Stellkolbens 11 kommt in der zuvor beschriebenen Weise /um Stillstand, wenn die Bewegung des Steuerschiebers 5 endet.

Führt das Stellglied 47 eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn aus, dann macht der Steuerschieber 5 eine Axialbewegung nach rechts. Nun überdeckt die Erweiterung 23, die über die Querbohrung 30 und die Ringnut 31 mit der Ablaufbuhrung 36 in Verbindung steht, die Querbohrung 26. Dadurch werden die Stufenbohrung 17 im Stellkolben und die Bohrung 4 im Gehäuse mit einem drucklosen Raum verbunden. Der Stellkolben 11 bewegt sich infolge der stets wirksamen Rückstellkraft auf den Hubring 13 nach rechts. Das verdrängte Druckmittel fließt über die Bohrung 36 ab. Der Folgeschieber 15, der an der Schulter 16 der Bohrung 17 anliegt, wird dabei mit nach rechts verschoben, worauf die Mündung der Querbohrung 26 unter den Steg 25 zwischen den Erweiterungen 23, 24 gleitet und den Druckmittelabfluß beendet. Damit ist auch die Stellbewegung beendet.

Auch in dieser Bewegungsrichtung kann der Steuerschieber 5 nur so weit gegenüber dem Folgeschieber 15 verschoben werden, bis der Sicherungsring 50 am Sicherungsring 51 anliegt. Danach folgt der Steuerschieber 5 der Bewegung des Folgeschie¹· "rs i5, bis er die gewünschte Position erreicht hat.

Der Steuerschieber 5 befindet sich in Nullstellung und damit auch der von diesem gesteuerte Hubring 13, wenn die Scheibe 41 gleichzeitig an der Stirnseite 44 des Steuerschiebers und am Anschlag 40 anliegt. Nach dem Lösen der Kontaktmutter 38 läßt sich die Nullstellung auch während des Betriebes der Pumpe durch Ein- oder Zurückschrauben des Führungsbolzens 39 genau einstellen.

Befindet sich der Steuerschieber links von der Nullstellung, dann wirkt auf ihn die Rückstellkraft der Druckfeder 45. Wird nun keine Kraft von dem Stellglied 47 auf den Steuerschieber 5 ausgeübt, drückt ihn die Druckfeder 45 nach rechts, wodurch die Erweiterung 23

I -»„.

der zuvor beschriebenen Weise abfließen kann. Der Stellkolben 11 folgt der Bewegung des Steuerschiebers, bis dieser mit der Schulter 44 an der Scheibe 41 anliegt, die ihrerseits an den Anschlag 40 gepreßt wird, jedoch mit der größeren Kraft der Druckfeder 42. Da von zwei Seiten Federkräfte auf den Steuerschieber wirken, wird er spielfrei in Nullstellung gehalten. Der Hubring nimmt dann ebenfalls seine Nullstellung ein.

Befindet sich der Steuerschieber 5 rechts von der Nullstellung, dann wirken auf ihn über die Scheibe 41 die Kraft der Druckfeder 42 und je nach Stellung auch die Druckfeder 45. Übt das Stellglied 47 keine Kraft aus bewegt sich der Steuerschieber 5 unter der Kraft dei Druckfeder 42 nach links, bis die Scheibe 41 an Anschlag 40 anliegt. Dabei überdeckt die Erweiterung 24 die Querbohrung 26. wodurch in der /uvoi beschriebenen Weise Druckmittel zufließen kann unc der .Stellkolben eine entsprechende Bewegung ausführt bis der Steuerschieber sich in Nullstellung befindet. Au diesen wirkt in der Nullstellung von der anderen Seiti die schwächere Kraft der Druckfeder 45, so daß er aucl jetzt wieder spielfrei in der Nullstellung gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Servoverstelleinrichtung zur Ermöglichung der Nulleinstellung des Fördervolumens einer Pumpe mit einem durch eine Betätigungseinrichtung verschiebbaren Steuerglied, das einen Druckmittelsteuerstrom für eine das Stellglied der Hydromaschine betätigende Stelleinrichtung steuert, und mit einem Folgeglied, auf das mit Hilfe einer Rückführeinrichtung die Bewegung des Stellgliedes übertragen wird, wobei auf das Steuerglied zwei Druckfedern mindestens über einen Teil des Stellbereichs in entgegengesetzter Richtung einwirken, die in Nullstellung des Steuerglieds eine Vorspannung haben, dadurch gekennzeichnet, daß in Nullstellung für das Steuerglied (5) ein verstellbarer Anschlag (39, 40) vorgesehen ist und die Federn in Nullstellung des Steuerglieds eine unterschiedliche Vorspannung haben und daß die Feder mit der größeren Vorspannung an einer Anschlagplattc (41) anliegt, die an den verstellbaren Anschlag gedrückt wird und dabei die Nullstellung für das Steuerglied bestimmt.

2. Servoverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5) ein in einer Bohrung (4) des Gehäuses der Verstelleinrichtung angeordneter Steuerschieber ist, in dem das Folgeglied (15) in einer Längsbohrung (14) dicht gleitend geführt ist.

3. Servoverstelleinnchtung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (40) an einem Führungsbolzen (39) angeordnet ist, der in die den Steuerschieber (5) aufnehmende Bohrung (4) ragt, und daß die Anschlagplatte eine unter der Kraft der Feder (42) am Steuerschieber (5) anliegende Scheibe (41) ist, die auf dem Führungsbolzen (39) geführt ist und am Anschlag (40) anliegt, wenn sich der Steuerschieber (5) in Nullstellung befindet.

4. Servoverstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbolzen (39) in die Verschlußschraube (3) eingeschraubt ist, die die den Steuerschieber (5) aufnehmende Bohrung (4) verschließt.

5. Servoverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Steuerschieber (5) wirkende Federkraft in dessen Endstellungen jeweils etwa die gleiche Größe erreicht und daß die in der Nullstellung des Steuerschiebers (5) auf diesen wirkenden Federkräfte sich etwa wie 2 : 1 verhalten.