DE2239288A1

DE2239288A1 - Hydraulische steuereinrichtung mit einer ueber eine hubrueckstellvorrichtung verstellbaren verdraengerpumpe

Info

Publication number: DE2239288A1
Application number: DE2239288A
Authority: DE
Inventors: Marvin D Jennings; Richard J Lech; Harold R Orth; Eugene P Virtue; Joseph F Ziskal
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1398782A; DE2239288B2; CA943839A; US3750405A; AU4186672A; AU443909B2

Description

^J0 λ *f> L 8 München 5, *0_o August 1972 p. rzftctmut ^eapke _ErhardtstraBe 11

pd.-Onp. Cad 0. IZoepke Telefon 240675 I/tf

Patentanwälte

D-8937

International Harvester Gompany
401, North Michigan Avenue
Chicago, Illinois, 60611, USA

Hydraulische Steuereinrichtung mit einer über eine Hubrückstellvorrichtung verstellbaren Verdrängerpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung mit einer über eine Hubrückstellvorrichtung verstellbaren Verdrängerpumpe zum'Zuführen von Druckflüssigkeit über eine Förderleitung an wahlweise hydraulisch zu betätigende Verbraucher eines oder mehrerer Flüssigkeitskreisläufe. Eine solche Steuereinrichtung, die vielfältig Anwendung finden kann, ist besonders für Ackerschlepper geeignet, die mit einer einzigen Pumpe ausgestattet sind, die zum Steuern eines Fahrzeuges, zur Bremsbetätigung, zum hydraulischen Anheben der Ackerschiene oder des Dreipunktgestänges als auch zur Betätigung von Zubehörteilen dient, die oft aus einem hydraulischen Motor oder Kraftheber bestehen, welcher an einem vom Schlepper gezogenen Gerät angebracht ist. Aus Sicherheitsgründen müssen die am Fahrzeug befindlichen Einrichtungen, wie die Fahrzeugsteuereinriehtung, die Aushubvorrichtung und die Bremsen von der Pumpe vorrangig mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Die zur Betätigung dieser Einrichtungen von der Pumpe aufzubringende leistung schwankt jedoch sehr beträchtliche Beispielsweise müssen die zur Betätigung der Fahrzeugsteuervorrichtung und jene für die Betätigung der Aushubvorrichtungen vorgesehenen Leitungen mit sehr unterschiedlichen Mengen an

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Druckflüssigkeit und diese mit unterschiedlichen Drücken und gegenüber der Betätigung von Zubehörteilen vorrangig versorgt werden. Ähnliche Unterschiede können sich bei der Betätigung der hydraulischen Motoren ergeben, welche den Zubehörteilen zugeordnet sind, da diese oft entweder hinsichtlich der von ihnen aufzunehmenden Drücke oder hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit der sie arbeiten, begrenzt sind. Erwünscht ist es weiterhin, daß die Pumpe so gesteuert werden kann, daß sie nur die zur Durchführung der jeweiligen Arbeit benötigte Leistung erzeugt, da überschüssige Leistung in Wärme umgesetzt wird und verlustig geht.

Dies wird in grundsätzlicher Hinsicht dadurch erreicht, daü die wahlweise zu betätigenden Verbraucher über unterschiedliche Flüssigkeitskreisläufe an die Förderleitung angeschlossen sind, die aber nicht ftleichrangig, sondern die zur Fahrzeugsteuerung und -bremsung vorgesehenen Kreisläufe vorrangig mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Zur Sicherstellung einer solchen unterschiedlichen Versorgung der Kreisläufe enthält die Förderleitung hydraulische Regelvorrichtungen, durch welche die zur Fahrzeugbedienung hydraulisch zu steuernden Einrichtungen vorrangig mit Druckmittel versorgt werden und die Förderleistung der Pumpe auf eine solche niedrige Höhe gehalten wird, daß sie gerade ausreicht, die in den verschiedenen Kreisläufen benötigte Energie aufzubringen.

Für eine unter Berücksichtigung dieser Forderungen entwickelte hydraulische Steuereinrichtung der eingangs genannten Ausführung ist daher gemäß der Erfindung kennzeichnend, daß die Förderleitung mit einer auf den Druck in dieser Leitung ansprechenden und zur Begrenzung des FlUasigkeitsdruckes die Hubrückstellvorrichtung steuernden Regelvorrichtung sowie einer den Durchfluß durch die Förderleitun^ steuernden, zur Begrenzung der von der Pumpe geförderten Flussigkeita-

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menge die Hubrückstellvorrichtung verstellenden Vorrichtung und einem auf den Druck in der Förderleitung ansprechenden, veränderbaren Druckkompensator verbunden ist, der die Hubrückstellvorrichtung zur Regelung des Flüssi^keitsdruckes in der Förderleitung verstellt. Der Druckkompensator ist hierbei zweckmäßig in einem unterhalb des an der Regelvorrichtung gehaltenen Druckes liegenden Bereich mittels einer von Hand verstellbaren Vorrichtung auf beliebige Druckwerte einstellbar.

In. bevorzugter Ausführung weisen hierbei die Regelvorrichtung, der Durchflußkompensator und der Druckkompensator ein auf Druck ansprechendes Element auf, die parallel zu einem sich zwischen der Pumpe und den Verbrauchern erstreckenden Speisekreislauf und in Reihe zu einem sich zwischen der Pumpe und einem Flüssigkeitstank erstreckenden Steuerkreislauf liegen. In der Förderleitung kann eine veränderbare Öffnung vorgesehen sein, auf deren Druckdifferenz eine der Vorrichtungen, etwa der erwähnte Durchflußkompensator anspricht.

Von den vorgesehenen Flüssigkeitskreisläufen ist einer als vorrangiger Kreislauf ausgebildet, der mit dem zweiten oder den weiteren Flüsüigkeitskreisläufen über ein als Prioritätsventil ausgebildetes Hauptsteuerventil verbunden ist, dem ein Druckbegrenzungsventil nachgeschaltet und dem, vorzugsweise mit ihm in Reihe liegend, Vorsteuerventile zugeordnet sein können, über welche das dem ersten Kreislauf zugeordnete Druckmittel dem Kraftbedarf der in diesen Kreisläufen aufgenommenen Verbraucher anpaßbar istο

Im vorrangigen Flüssigkeitskreislauf können mehrere Arbeitszylinder parallel zueinander geschaltet und federn Arbeitszylinder ein Vorsteuerventil zugeordnet sein₀

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Eine hydraulische Steueranlage gemäß der Erfindung ist schematisch auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.

Eine Pumpe veränderbarer Verdrängung, beispielsweise eine herkömmliche Kolbenpumpe, allgemein mit 10 bezeichnet, ist von einer nicht veranschaulichten Kraftmaschine über eine Welle 26 in der Weise antreibbar, daß beim Umlaufen des Pumpenzylinders 12 Kolben 14 durch eine Schiefscheibe oder Taumelscheibe 18 hin- und herbewegt werden. Im Innern der Pumpe sind Ventile vorgesehen, über welche beim Einlaßhub Flüssigkeit aus einem Behälter S durch eine Leitung 28 angesogen und in eine Leitung 30 gefördert wird. Zum Steuern der Verdrängung der Pumpe ist eine die Schiefscheibe in eine maximale Verdrängungslage drückende Feder 20 und eine Hilfsvorrichtung 19 vorgesehen, welche als liubrückstellvorrichtung angesehen werden kann und welche der Feder 20 beim Aufbau des Steuerdruckes entgegenwirkt, ■ welcher über eine Leitung 42 auf einen, in eiiiein Zylinder 2? geführten Kolben 24 einwirkt, um die Taumelscheibe 18 um ej.nen Dreh?;y.pfen zu verschwenken und dadurch die Verdrängung der Pumpe zu verringern.

Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit wird über die Leitung '30 sowohl einem ersten Flüseigkeitskreislauf 80 als auch einem zweiten Kreislauf 70 zugeführt, der aus einer Leitung 1?2 besteht. Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit wird auf diese zwei Kreisläufe verteilt, und diese Verteilung wird durch ein Hauptsteuerventil 50 gesteuert, dessen Wirkungsweise noch beschrieben wird.

Innerhalb des ersten Kreislaufes wird die Flüssigkeit durch eine Leitung 82A und eine Steuervorrichtung 84 sum Zylinder 83 eines Motors geleitet, durch den das Fahrzeug gesteuert wird und dessen Kolbenstange 87 mit den nicht veranschaulichten Steuerrädern in Verbindung steht. Dir

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BADOeiGINAl

Steuervorrichtung 84 ist über ein an sich bekanntes Gestänge mit oinem in der Fahrerkabine angeordneten Lenkrad 85 verbunden. Entsprechend dem Lenkausschlag wird die Druckflüssigkeit durch sine der Leitungen 82C oder 82D zu der jeweils entsprechenden einen Seite des hydraulischen iuotors 83 geleitet und von der anderen Seite abgeleitet und über eine Leituni·: 82B zum Behälter S zurückgeführt, hit den Leitungen 820 und 82D stehen Abtaüüleitungen P1 und P2 in Verbindung, deren Aufgabe noch beschrieben wird. ' . ·

JiAs Hauptsteuerventil 50, dessen Aufgabe es ist, dem Zylinder 83 der Steuervorrichtung 84 stets eine ausreichende l'ienge Druckflüssigkeit zuzuführen, besteht aus einer Kammer 52 mit einem darin verschieblich geführten Schieber 54, der durch eine Feder 58 vorwärts,' in der Zeichnung nach links, gedrückt wird. Der Schieber v/eist eine ihn durchlaufende Bohrung 56 auf, welche eine Öffnung 57 enthält, durch welche Flüssigkeit in das Ventil eintreten kann.

Ist der Schieber 54 durch die Feder 58 soweit nach links gedrückt, daß er wenigstens teilweise eine im Schiebergehäuse befindliche Öffnung 59 abdeckt, wird die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zunächst dem erwähnten ersten Flüssi;-;keitskreislauf 80 zugeleitet, und erst eine über- · schüssige Flüssigkeitsmenge v/ird, wenn der Schieber sich rückwärts, in der Zeichnung nach rechts, bewegt, in die Leitung 122 gefördert, die einen Teil des zweiten Flüssigkeitskreislaufes darstellt. Vorzugsweise weist die Feder eine kleine Federkonstante auf, welche es gewöhnlich ermöglicht, dai3 das Ventil öffnet, bevor die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit eine wesentliche Druckhöhe erreicht. Um jedoch sicherzustellen, daI3 der Steuervorrichtung Druckflüssigkeit in ausreichender l'ienge zugeleitet wird, ist dieser erste Kreislauf 80 mit Vorsteuerveiitilen versehen.

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So stehen die Leitungen 82C und 82D, welch',;, die Druckflüssigkeit zu den jeweiligen Enden des Zylinders 83 leiten, beis/iolsweiso mit den Leitungen P1 und P2 in Verbindung·. Wir ti -..ir-s Lenkrad B^r> gedreht, erzeugt die Handpumpe :in de·· Steuervorrichtung 64, cbhäiigin,r von der Kammer, die sich verbreitert, in einer der Abtrstleitungen P1 ode.v P2 einen gewissen Druck, und aieser Druck wirkt wahlweise auf eines von ξ v/ei Vorcteuerventilen 102 oder 102'. Diese Ventils sind siuandor identisch, und die entsprechenden Teile des Ventils 102' sind mit einem zusätzlichen Index versehen.

In einer zylindrischen Kurar-er 103 des Vorsteuerventils' 102 ist ein Kolben 104 vorschieblich geführt, der durch eine Feder 105 in der Zeichnung nach oben ^edrückt wird. Die Kammern 103» 103' sind mit einer Leitun;; ΓΙΟ in Heine zwischen der Kammer 52 des Ventils 50 und der Leitung 122 des zweiten Kreislaufs 70 in der V.^reise geschaltet, daß in Verfolg eines in der Leitung P1 oder P2 auftretenden Drucksignals die Vorsteuervencile 102, 102' den Flui3 durch die Leitung 110 verhindern oder begrenzen können. Tritt beispielsweise in der Leitung P1 ein Drucksignal auf, wird der Schieber 104 nach unten gedrückt, kann Druckflüssigkeit aus der Leitung 110 das Vorsteuerventil 102 nicht durchlaufen, weil eine in der Kammer IO3 vorgesehene Ausnehmung 106 dann durch den niedergedruckten Schieber 104 verschlossen ist. Als Folge dieses gesperrten Durchflusses steigt die vorwärts gerichtete Federkraft im Ventil 5^ an, wodurch die dem ersten Kreislauf 80 zugeleitete "enge an Druckflüssigkeit erhöht wird. Die diesem Kreislauf zugeleitete menge an Flüssigkeit ist also abhängig von dem in einer der Leitungen P1 oder P2 erzeugten Drucksignal. Wie erkennbar, kann der die Verlagerung der Schieber IO4, 104 * entgegen der Kraft der Federn IO5, 105' nach unten bewirkende Druckii.puls in den Leitungen P1 und P2 auch durch eine Handpumpe erzeugt werden, die üblicherweise

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mit einer solclien Steuereinrichtung verbunden ist.

Die Yorsteuerventile 102, 102* sind so gestaltet, daß eine auf die Kopfseite der Schieber 104 oder 104' einwirkende Abtastkraft größer ist als die gegen den Sehieberboden wirkende Federkraft und der sich dort einstellende hydraulische Druck, weshalb, da der Druckbedarf des Hotors 83 verhindert ist und sich deshalb auch der in den !leitungen Ι-Ί und P2 you Hand erzeugte Jruck verringert hat, der durch aie Bohrung 56 sich aufbauende und gegen die Bodenfläche des Schiebers IO4 oder IO4* einwirkende Flüssigkeitsdruck in verbindung nit den. durch die Fedei" IG5, 105' erzeugte Druck den Schieber I04 oder 104' aufwärts verschiebt. Auf diese Weise wird den Kraftanforderanteil des erster. J¹ItIssi^keitskreislaufes entsprochen. Die uffnunj 51 verhindert, daß sich in diesem ersten Flüssig...eitskreislauf_ ein übermäßiger Flüssigkeitsdruck aufbaut, veil der Druck über diese Öffnung zu den Kammern 10;-, 103' weitergeleixet wird und er die Schieber IO4, 104. ·, falls der Jruck einen schädlichen Wert übersteigt, aufwärts verschiebt und" dadurch aie Ausnehmungen IO0, 106* freigibt. Dadurch wird der Druck hinter dei. Schieber 54 des Hav.pt-Steuerventils 50 so weit verringert, daß die in Übermaß vorii: ndene ITüssigi-reitsenergis in den zweiten I¹IUssigkeits- - kreislauf 70, 12. abfliegen kann.

Dami'i; aas Maup^steuerventil 50 sicher öffnet, um Druckflüssigkeit dem zv/eiten Flüssigkeiuskreislauf 70 zuzuführen, kann hinter diesen Ventil ein Rückschlagventil 6ü an_oeordnet sein. Dies, s enthält in einer Kamuier 61 einen verschioblichen ■wölben 65, der· durch eine Feder 64 gegen den Sitz 63 gedrückt v/erden kann. Wenn der Druck in der Leitung 110 einen vorgege-

-2 oeaen Wert übersteigt, der beispiels\/eise 15O kp/cm beträgt, v.d.rd der Schieber 68 rückwärts verdrängt, gibt dadurch eine .Abflußleituii : 65 frei und läßt eine gewisse Flüssigkeits- ;;.en^e zum J3ejiMlter S abfließen. Dadurch wird der Druck

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hinter dein Hauptsteuerventil 50 verringert, weshalb der
Schieber 54 zurückgleiten und die Öffnung 59 freigeben
kann, durch welcne Flüssigkeit in den zweiten Flüssigkeitskreislauf 70 fließen kann. Falls folglich die
Steuerräder des Fahrzeuges bis in ihre größtmögliche
Wendestellung verscnwenkt sind und das Lenkrad 85 noch
weiter verdreht wird, sperrt z.B. der Schieber 104 des
Vorsteuerventils 102 die Leitung 110, und es könnte, wenn nicht das Rückschlagventil 60 vorhanden wäre, das Hauptsteuerventil 50 möglicherweise nicht öffnen, falls die
an den Enden des Schiebers 54 entgegenwirkende Drücke
einander neutralisieren und die dann vorherrschende
Federkraft die Öffnung 59 verschließt.

!■lit dem ersten Flüssigkeitskreislauf 80 steht eine Regeloder Ausgleichvorrichtung· 35 in Verbindung. Falls der
Druck in diesem Kreislauf eine gegebene obere Höhe übersteigt, wirkt dieser über eine Verbindungsleitung 82 auf die Vorrichtung 35 ein,und diese steuert die Pumpe 10 in der nachfolgend beschriebenen Weise. *

Die Regelvorrichtung^ 35 enthält eine Kammer 36 mit einem darin gleitbaren Schieber 37· dieser weist einen oberen
Kolben 38 und einen unteren Kolben 43 auf, gegen welchen eine Feder 40 anliegt, die vorzugsweise eine hohe Federkonstante hat, 30 daß sie beim maximal gewünschten Anlagedruck öffnet. Im Verschiebebereich des oberen Kolbens 38 ist eine kreisringförmige Öffnung 39 vorgesehen, die über die Leitung 42 mit der Hubrückstellvorrichtung 19 in Verbindung steht. Ein Überdruck in der Leitung 80 wirkt auf die Oberseite des Kolbens 38 und drückt den Schieber 37
entgegen der Kraft der Feder 40 nach unten und gibt dabei die Öffnung 39 frei. Die daraufhin durch die Leitung 42 abfließende Druckflüssigkeit verschiebt den Kolben 24 nach vorn und verkleinert den ilub der Pumpe 10. Der
Schieber 37 ist in seiner axialen Mitte mit einer Bohrung

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versehen, die an der unteren Fläche des unteren Kolbens.43 beginnt und zwischen den beiden kolben 3ö und 43 "bis zum Umfang des Schiebers 37 radial abgebogen ist. Der Raum zwischen den beiden Kolben ist über diese Bohrung mit einer Steuerleitung 180 verbunden. .Wie nachfolgend beschrieben wird, wird ein im zweiten Flüssigkeitskreislauf 70 auftretendes Übermaß an Drückmittel bzw. an Druckkraft über die leitung 180 auf die Regelvorrichtung 35 übertragen und wirkt auf den unteren Kolben 43» verstärkt dadurch die Druckkraft der Feder 4O und verschiebt den Schieber nach oben. Die aus der Leitung 180 in die Bohrung 41 eindringende Flüssigkeit kann dann in die Leitung 42 gelangen und wirkt in der schon beschriebenen Weise auf den Kolben 24 der Rückstellvorrichtung 19·

Nachdem der erste Flüsaigkeitskreislauf 80 und die hieran angeschlossenen Einrichtungen in ausreichendem Maße mit Druckmittel versorgt sind, läßt das Hauptsteuerventil das weitere Druckmittel in die Leitung 122 eintreten. Diese Leitung stent in Flüssigkeitsverbindung mit einem die Flußrichtung steuernden Ventil 125, an welches über eine nicht veranschaulichte Kupplung die zu einem auf einem angeschlossenen Gerät angebrachten hydraulischen Motor L führenden Leitungen angeschlossen sind. Zur Regelung der an diesen Motor L .abzugebenden Leistung sind in den zweiten Flüssigkeitskreislauf in Verbindung mit der Leitung '180 eine den Fluß steuernde Kompensationseinrichtung 120 und eine Druckkompensationsvorrichtung 149 angeschlossen. Zur Vorrichtung 120 gehört zweckmäßig eine änderbare Durchflußöffnung 126 in der Leitung 122. Zur Veränderung der Größe dieser Durchflußöffnung ist ein Hebel 127 vorgesehen. Um für jede eingestellte Durchflußgröße eine bestimmte Flüssigkeitsms'iige zur Verfügung zu haben, ist ein allgemein^-mit I4OA bezeichnetes Ventil vorgesehen, über welches die Pumpe 11-

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Verdrängung gesteuert v/erden kann, um längs der Durchfluß öffnung einen bestimmten Druckabfall aufrechtzuerhalten.

Das Ventil I4OA enthält eine Kammer 132, in der ein beidendig mit einem Kolben 138 versehener Schieber verlagerbar ist, der unter der Vorspannung einer Feder 134 steht. Die regelbare Durchflußöfi'nung 126 steht für das ILr zuströmende wie für das von ihr abströmende Druckmittel über Leitungen 128 und I3O mit den beiden linden der Karmier 132 in Verbindung. Uenri die auf den Schieber nach unten v/irkende Druckdifferenz die Spannkraft der Feder 134 übersteigt und deshalb den Schieber 136 axial nach unten verdrängt, kann Flüssigkeit aus der Leitung 128 in die Steuerleitung 180 eintreten und zur Regelvorrichtung 35 fließen. Dort druckt sie zusammen mit der Feder 40 den Schieber 37 aufwärts und kann durch die Bohrung 41 in die Leitung 42 gelangen, den Kolben 24 vorstoßen und so den,Hub der Pumpe 10 verkleinern, so daß in der Leitung 122 der Fluß kleiner wird.

I'm den Druck der durch die Leitung 122 zum Motor L strömenden Flüssigkeit zu regeln, enthält der zweite FlüsFsigkeitskreislauf 70 außer^ dem ilen . über die Leitung 148 anschließenden Druckompensator 149· Dieser besteut aus einem in einem Gehäuse verschieblich geführten Schieber 154» der beidendig mit kolben 150 verseilen ist und der durch eine ihn aufwärts drückende Feder 152 vorgespannt ist. Durch eine Leitung I4O ist der Druckkompensator mit dem den Fluß steuernden Ventil 140A verbunden. Übersteigt der durch die Leitung 14-8 auf den oberen Kolben 150 wirkende Druck die Druckkraft der Feder 152, wodurch der Schieber 154 nach unten verdrängt wird, wird die Durchflußverbindung Hü zur Gehäuse ki nun er 132 freigegeben und kann über den schieber

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durch, die Leitung 180 zur Regelvorrichtung 35 fließen und über den Kolben 24 den Pumpenhub einregeln, wobei angenommen ist, daß sich der Schieber 136 in der angehobenen Stellung befindet unter der Toraussetzung, daß der Fluß den gegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Die eine hohe Federkonstante aufweisende leder 152 stützt sich mit ihrem vom Kolben 150 abgelegenen Ende gegen eine Seheibe 161, die mittels einer Stellschraube 156 verstellbar ist. Durch eine solche Regelung der Federspannkraft kann der auf den Motor 124 wirkende Flüssigkeitsdruck auf jede gewünschte Höhe eingestellt werden, solange die Flußmenge, die zum Durchfluß durch . die Öffnung; 126 zugelassen ist, nicht überschritten wird. Mittels des Druckkompensators 149 kann somit ein oberer Grenzwert für den Druck in der zum zweiten Flüssigkeitskreislauf gehörenden Leitung 122 festgelegt werden.

Es ist zu beachten, daß der Eingangsdruck zu jeder dieser drei Regelvorrichtungen 35, 120 und 149 parallel entweder i:iit dein ersten odor dem zweiten Flüssigkeitskreislauf verbunden ist, während die Steuerleitung 180, welche von der Hubrückstellvorrichtung 19 zum Behälter S führt, mit diesen Regelvorrichtungen in Reihe liegt. Folglich weist der Druckiroinpeiisator149 des zweiten Flüssigke its kr eislaufs 70 eine durch den verminderten Durchmesser des Schiebers führende Leitung auf, so daß Flüssigkeit von der Hubrückstellvorrichtung 19 in Reihe durch jede der Regelvorrichtungen ablaufen kann.

Wenn beispielsweise keine der Regelvorrichtungen bis zu ihren beabsichtigten festgesetzten Drücken ausgelastet ist, ist der Schieber 37 der Ausgleichvorrichtung 35 unter der Spannkraft der Feder 40 in eine angehobene Stellung verlagert, weshalb die im Zylinder 22 der Rückstellvorriciitun 1 ■) befindliche Flüssigkeit durch die Leitung 42,

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die Bohrung 41 frei bia zur Leitung 180 durohfließen kann. Da der Schieber 136 des den Fluß regelnden Kompensators 120 sich gleichfalls in angehobener Stellung befindet und weil der Pluß nicht die durch die Durchflußöffnung 126 festgelegte Menge erreicht hat, kann die zwischen den Kolben 138 In die Kammer 132 eintretende Flüssigkeit durch die Leitung 14-0 bis zum Druckkompensator 149 fließen, dessen Schieber 154 eich ebenfalls in der angehobenen Stellung befindet, da der festgelegte Maximaldruck noch nicht erreicht ist. Durch eine im Schieber 154 vorgesehene Bohrung 160 kann dann die Flüssigkeit durch eine anschließende Leitung 162 zum Behälter S abfließen. Da keiner der für die Anlage festgelegten Steuerdrucke erreicht ist, wird die Taumelscheibe 18 durch die Feder 20 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch wird der Zylinder 2 2 entleert und der Hub wie auch die Verdrängung der Pumpe erhöht.

lachfolgend werden vier verschiedene Betriebszustände betrachtet. In einem ersten Fall sei angenommen, daß die Feder 40 der Ausgleichvorrichtung 35 eine hohe Federkonstante hat und es ermöglicht, daß sioh der Schieber nach unten verlagert, um Flüssigkeit zur Hubrückstellvorrichtung 19 einströmen zu lassen, wenn der Druck eine Höhe von 175 kp/cm übersteigt. Außerdem sei angenommen, daß der Druckkompensator 149 durch entsprechende Verstellung der die Feder 152 abstützenden Scheibe 161 auf einen maximalen Wert von 210 kp/cm eingestellt ist und das Durchflußsteuerventil 125 sich in seiner Neutralstellung befindet. Unter diesen Voraussetzungen fördert die Pumpe Flüssigkeit in die Leitung 3Oo Hat die Flüssigkeit einen Druck von 175 kp/cm erreicht, wird der Schieber 37 entgegen der Kraft der Feder 40 nach unten verlagert. Flüssigkeit kann dann in den Zylinder 22 eintreten, wodurch die Taumelscheibe 18 auf eine minimale Schwenkstellung eingestellt wird und die Pumpe auf einen Druckwert von 175 kp/cm verbleibt. Sofern das Rückschlagventil 60

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so eingestellt ist, daß es bei einer Druckhöhe von 150 Ιφ,/om'¹" öffnet, befindet es sich dann in Offenstellung, und eine kleine Menge der durch die Bohrung 56 strömenden Flüssigkeit fließt in den Behälter ab. In Verfolg dieses Flusses öffnet das Hauptsteuerventil 50, doch erfolgt grundsätzlich kein Durchfluß zum ersten Kreislauf 80, da ein Fluß vom zweiten Flüssigkeitskreislauf zum ersten Kreislauf durch ein Rückschlagventil 190 gesperrt ist.

Für einen zweiten Betriebszustand sei angenommen, daß weder die Steuervorrichtung noch die Bremsen noch die Aushebevorrichtung benutzt werden und daß der Druckkompensator 149 des zweiten Flüssigkeitskreisläufe auf einen Höchstdruck von 20 kp./cm eingestellt sei. Unter diesen Voraussetzungen und bei Annahme, daß durch den im zweiten Kreislauf liegenden Motor 124 kein Zubehör betätigt werden muß, befindet sich die ganze hydraulische Steueranlage in einem Zustand der Bereitschaft, in welchem die von der Pumpe verdrängte Flüssigkeit gerade ausreicht, um einen Druck von 20 kg/cm im zweiten Kreislauf aufrecht zu erhalten. Die in die Leitimg 30 zum Hauptsteuerventil 50 geförderte Flüssigkeit kann dann durch die Bohrung 56 fließen, so daß der Druck im zweiten Kreislauf 70 bzw. in der Leitung 122 ansteigt und auf den oberen Kolben I50 des Schiebers 154 im Druckkompensator 149 einwirkt und diesen Schieber nach unten drückt, übersteigt der Druck

den Wert von 20 kp/cm fließt Flüssigkeit durch die Leitung HO und durch die Regelvorrichtung 120 in die Steuerleitung 180 und drückt den Schieber 37 der Regelvorrichtung 35 aufwärts. Die Flüssigkeit kann dann in die Leitung 42 eintreten und die Rückstellvorrichtung 19 in der Weise betätigen, daß die Verdrängung der Pumpe so weit be-

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2 grenzt wird, daß sie nur einen Druck von 20 kß/'cm für beide Kreisläufe erzeugt.

Pur den nächsten Betriebszustand sei angenommen, da/3 keine der Steuereinrichtungen des ersten Plüssi^ireitskreislaufes benutzt wird, daß aber der umlaufende, hydraulischer Motor L auf einem angescnlossenen Gerät angetrieben werden soll und dieser 24 l/iuin zu · 70 kg/cm*¹ benötigt. Unter diesen Bedingungen braucht nur die Durehflußöffnung 126 so eingestellt zu werden, daß der no tor nit der gewünschten Drehzahl umläuft, und die Feder 152 des Drucivkompensators 14^lj auf einen Druckwert von 70 kpjcn verstellt zu werden. Bei Zunahme oder Abnahme des U¹IuUes erhöht oder erniedrigt sich entspreciiend auch der Druckabfall in der Durchflußleitung 126. Dieser bewirkt eine entsprechende Verlagerung des Schiebers 156, wodurch die Rückstellvorrichtung 19 versteilt und der Kub der Kolben 14 vergrößert oder verringert v/ird.

Neigt beispielsweise der Motor L dazu, zu schnell umzulaufen, erhöht sich der Druck in der Leitung 12b gegenüber den: in der Leitung 130. Infolge der Druckdifferenz bewegt sich der Schieber 13b abwärts und läßt Flüssigkeit in die Steuerleitung 180 eintreten, die dann den Schieber 37 der Regelvorrichtung 35 aufwärts drückt. Die die Bohrung 41 durchströmende, in die Rückstellvorrichtung 19 einströmende Flüssigkeit bewirkt daraufhin eine Verringerung des Hubes und dadurch eine kleinere Verdrängung der Pumpe. Wenn andererseits der i-iotor L einen groben Widerstand zu bewältigen hat una seine Belastung den Druckwert von 70 kp/cin übersteigt, wirkt der lirhöhte Druck in der Leitung 122 über dis Leitung 14b auf den Druckkompensator 149, drückt dessen Schieber 154 nach unten und läßt Flüssigkeit in die Leitu tu; 140 abfließen. Da die festgelegte i'lußmenite nioiit uburaiüiritten ist und sich der Schieber 136 nocti iti seiner ^;-»n\;eiiobe-

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nen Lage befindet, kann Flüssigkeit zwischen den Kolben 138 des Schiebers 136 in die Steuerleitung 180 eintreten und über die Rückstellvorrichtung 19 die Förderleistung der Pumpe 10 verringern.

Wenn die zum Zubehör strömende Flüssigkeitsmenge bis unter den durch die Durchflußöffnung 126 bestimmten Wert verringert wird und wenn die durch den Druckkompeiisator 149 festgelegte Druckhöhe nicht erreicht wird, verlagert sich der Schieber 136 nach oben, weshalb die im Zylinder 22 der Rückstellvorrichtung 19 befindliche Flüssigkeit abfließen kann, die dann durch die Steuerleitung 180 und durch den Druekkompensator 149 zum Behälter S strömt, da die Feder 20 den Hub der Pumpe erhöht. In diesem Zusammenhangest zu bemerken, daß das Zubehör in der Weise betätigt werden kann, daß die von der Pumpe gelieferte Leistung dem Kraftbedarf des an die Leitung 122 angeschlossenen Motors wohl gleich kommt, ihn aber nicht wesentlich überschreitet^

Für einen weiteren Betriebszustand sei angenommen, daß eine Steuerung des Fahrzeuges beabsichtigt ist, während die Pumpe noch 24 l/min zu einer Last L bei 70 kp/cm strömen läßt. Wird unter diesen Voraussetzungen das Lenkrad 85 gedreht, erzeugt die in der Steuervorrichtung vorgesehene Handpumpe Druck in einer der Druekabtastleitungen P1 oder P2. Dadurch wird einer der Schieber 104 oder 104' in den Vorsteuerventilen 102, 102* nach unten gedrückt und dadurch in der Leitung 110 ein erhöhter Druck erzeugt, welcher sich dann zu der auf den Schieber, des Hauptsteuerventils wirkenden Federkraft addiert. Dadurch wird erreicht, daß für den Steuervorgang der erforderliche Kraftbedarf verfügbar ist, bevor Druckmittel in den zweiten Flüssigkeitskreislauf gefördert wird. Trotzdem ist dieser zweite Kreislauf vom notwendigen Kraftbedarf nicht ausgeschlossen, weil,

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wenn das Hauptsteuerventil 50 Druckmittel dem ersten Flüssigkeitskreislauf zufließen läßt und der Flußbedarf des Flußkompensators 120 nicht erreicht ist, der Schieber 136 sich entsprechend der Verminderung der Druckdifferenz über die Durchfluß Öffnung 1-26 in seine angehobene Stellung verlagern würde. Dadurch kann Flüssigkeit aus dem Zylinder 22 der Rückstellvorrichtung 19 durch diese den Fluß steuernde Regelvorrichtung 120 und den Druckkompensator 14-9 zum Behälter fließen. Die Druckkraft der Feder 20 bewirkt dann eine Erhöhung des Hubes der Pumpe, die dann in erhöhtem Maße Flüssigkeit fördert. Durch das dann wirksam werdende Rückschlagventil 60 wird erreicht, daß das Hauptsteuerventil 50 öffnet, weil der Flüssigkeitsdruck im ersten Flüssigkeitskreislauf ansteigt. Anders verhält es sich, wenn die Vorsteuerventile 104 oder 104' das Hauptsteuerventil 50 schließen und dieses, da sich die Drüoke in ihm ausgleichen, möglicherweise nicht wiederöffnet, wenn das Lenkrad 85 fortgesetzt verdreht wird, so daß sowohl der von der Handpumpe erzeugte Druck als auch der Anlagedruok auf dieses Ventil wirken. Doch da sich der Druck in der Leitung 110 einem angemessenen Wert von beispielsweise 150 kp;/cm nähert, öffnet das Rückschlagventil 60 und vermindert den Druck hinter dem Hauptsteuerventil 50, so daß die Flüssigkeit in den zweiten Flüssigkeitskreislauf einströmen kann.

Die Verwendung eines den Fluß und den Druck steuernden Kompensators in einem zweiten Flüssigkeitskreislauf, wenn dieser in Verbindung mit dem ersten Kreislauf

benutzt wird, ist deshalb so vorteilhaft, weil die ;

abgegebene Leistung der Kraft entspricht, die für die

gesamte Belastung in beiden Kreisläufen aufgebracht ;

werden muß. Auch dann, wenn der Druokkompensator 149 S

auf eine niedrige Druckhöhe eingestellt ist, stellt j

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der im Zustand der Bereitschaft laufend erzeugte Druck eine kleinere Kraft dar gegenüber einer Anlage, in . welcher dieser Druck hoch ist und beispielsweise 175kp/om beträgt ο

Die so vorteilhafte Eigenart der beschriebenen Steueranlage besteht also darin, daß sie aus einem ersten und einem zweiten !Flüssigkeitskreislauf besteht und die wichtigeren und kritischeren Antriebsmotoren mit dem ersten Kreislauf verbunden sind und der zweite Kreislauf dazu dient, Zubehör in einem.wählbaren Verhältnis mit Kraft zu versorgen. In die leitung 122 können weitere Haupt- und Vorsteuerventile eingeschaltet sein, um andere vom Fahrzeug zu steuernde Motoren mit der Hauptkraft zu versorgen, oder es könnten solche Motoren alternativ auch in den ersten Plüssigkeitskreislauf eingeschlossen sein«.

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Claims

Patentansprüche

(1.!Hydraulische Steuereinrichtung mit einer über eine Hubrückstellvorrichtung verstellbaren Verdrängerpumpe zum Zuführen von Druckflüssigkeit über eine Förderleitung an wahlweise hydraulisch zu betätigende Verbraucher eines oder mehrerer Flüssigkeitskreisläufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (30) mit einer auf den Druck in dieser Leitung ansprechenden und zur Begrenzung des Flüssigkeitsdruckes die Hubrückstellvorriohtung (19) steuernden Regelvorrichtung (35) sowie einer den Durchfluß durch die Förderleitung steuernden, zur.Begrenzung der von der Pumpe (12) geförderten Flüssigkeitsmenge die Hubrückstellvorrichtung (19) verstellenden Vorrichtung (120) und einem auf den Druck in der Förderleitung (30) ansprechenden, veränderbaren Druckkompensator (149) verbunden ist, der die Hubrückstellvorriohtung (19) zur Regelung des Flüssigkeitsdruckes in der Förderleitung verstellt.

2» Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkompensator (149) in einem unterhalb des an der Regelvorrichtung (35) gehaltenen Druckes liegenden Bereich mittels einer von Hand verstellbaren Vorrichtung (156) auf beliebige Druckwerte einstellbar ist.

3· Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (35), der Durchflußkompensator (120) und der Druckkompensator (149) ein auf Druck ansprechendes Element (37, 136, 154) aufweisen, die parallel zu einem sich zwischen der Pumpe (12) und den Verbrauchern (83, 124) erstreckenden Speisekreislauf (30, 122) und in Reihe zu einem sich zwischen der Pumpe (12) und einem Flüssigkeitstank (S) erstreckenden Steuerkreislauf (180, HO, 160, 162) liegen.

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4· Steiiiereinriehtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Brück ansprechenden Elemente (37, 136, 154) der Vorrichtungen (35, 120,149) als Drei-We ge-Ventil ausgebildet sind«

5· Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1' Ms 4,; gekennzeichnet durch eine in der Förderleitung (30} angeordnete veränderbare Öffnung (126), auf deren Druckdifferenz eine der Vorrichtungen (120 anspricht.

Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 5» dadurch gekennzeichnet, daß von den Plüssigkeitskreisläufen (80, 70) einer als vorrangiger Flussigkeitskreislauf¹ (80) ausgebildet ist, der mit dem zweiten (70) oder dien weiteren ELüssigkeitskreisläufen über ein als Prioritätsventil ausgebildetes Hauptsteuerventil (50) verbunden ist«

7· Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 6_f; dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptsteuerventil (50) ein Druckbegrenzungsventil (60) nachgeschaltet ist.

8· Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms l_t dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptsteuerventil (50) Vorsteuerventile (102, 102¹) zugeordnet sind, über welche das dem ersten Kreislauf (80) zugeleitete Druckmittel dem Kraftbedarf der in diesen Kreislauf aufgenommenen Verbraucher (83) anpaßbar ist·

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerventile (102, 102·) mit dem Hauptsteuerventil (50) in. Reihe geschaltet sind·

10· Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche t Ms 9» dadurch gekennzeichnet, daß im vorrangigen Flüssigkeitskreislauf (80) mehrere Arbeitszylinder parallel zueinander geschaltet sind und Jedem Arbeitszylinder ein Vorsteuerventil (102, 102») zugeordnet ist.

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