DE2334498A1 - Hydraulikeinrichtung - Google Patents

Hydraulikeinrichtung

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DE2334498A1 DE19732334498 DE2334498A DE2334498A1 DE 2334498 A1 DE2334498 A1 DE 2334498A1 DE 19732334498 DE19732334498 DE 19732334498 DE 2334498 A DE2334498 A DE 2334498A DE 2334498 A1 DE2334498 A1 DE 2334498A1
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S60/00—Power plants
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Description

Patentanwälte 2 3 3 A 4 9 8
Dr. !ng. H. K'ogendank
η»·.Η· Heuja ■ ^ Pfty». V. Schmitz
Ing^E. GraBir3 - Dipl. ing. v/. VVehnert β Miinchan 2. M^zsHsitä&Q 25
Telefon 5380586
Borg-Warner Corporation
200 South Michigan Ave. 6# Jul1 1973
Chicago, I11.6O6O4,USA Anwaltsakte M-2728
Hydraulikexnrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikexnrichtung mit einer variablen Verdrängungspumpe, einem Motor, einem Steuerventil, einem Sumpf und einer Verdrängung der Pumpe in Abhängigkeit von der auf den Motor ausgeübten Belastung.
Lastabhängige Systeme unter Verwendung einer variablen Verdrängungspumpe, wie beispielsweise diejenige nach dem US-Patent 3.592.216, ermöglichen eine hohe Wirksamkeit beim Betrieb bei niedriger Leistung, da das System eine-Einstellbarkeit der Verdrängung der variablen Pumpe ermöglicht, so daß nur die erforderliche Flüssigkeitsmenge gepumpt wird, deren Druck nur dem Druck entspricht, der bei der dem System zugefügten Belastung erforderlich ist.
Lastabhängige Systeme, die eine variable Verdrängerpumpe verwenden, weisen ferner einen geringen Leistungsverlust während des Ruhezustands auf, da die Verdrängung der Pumpe fast bis auf Null reduziert ist und da ein geringer Ruhedruck aufrecht erhalten wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Hydraulikexnrichtung der genannten Art zu verbessern und gleichzeitig die bereits vorhandenen Vorteile beizubehalten.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Hydraulikexnrichtung der genannten Art erzielt, die gekennzeichnet ist da-·. durch, daß das Steuerventil eine neutrale Stellung aufweist, in der der Motor von der Pumpe getrennt und in der die Pumpe über eine Öffnung mit dem Sumpf verbunden ist, daß ferner eine Ven-
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tilstellung für eine Motorbeeinflussung vorgesehen ist, bei der die Pumpe mit dem Motor verbunden ist, bei der der den Motor beeinflussende Druck einem Verdrängersteuermechanismus zugeführt wird und bei der die Verbindung zwischen der Pumpe und dem Sumpf unterbrochen ist, wobei in der neutralen Stellung des Steuerventils ein begrenzter Flüssigkeitsstrom von der Pumpe zum Sumpf fließt und wobei diese Verbindung zum Sumpf in der Ventilstellung zur Motorbeeinflussung unterbrochen wird.
Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung durch einen zusätzlichen Kühlkreis aus, bei dem eine geringe Flüssigkeitsmenge vom Pumpenauslaß zum Sumpf fließen kann, wenn die Pumpe im Ruhezustand bzw. Leerlauf betrieben wird, wobei der Kühlstromkreis automatisch unterbrochen wird, wenn irgendein Steuerventil beeinflußt wird.
Die vorliegende Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die Schlupfflüssigkeit vom Pumpgehäuse zur Pumpeneinlaßmündung und erneut durch die Pumpe fließen kann, wodurch der Pumpenabfluß eliminiert wird. Bei herkömmlichen Anordnungen bewirkt die Rückzirkulation der Abflußflüssigkeit ein überhitzen der Pumpe, da die Schlupfflüssigkeit vom Gehäuseabfluß die Wärme enthält, die von den schlechten mechanischen und hydraulischen Wirkungen der Pumpe herrührt. Im einzelnen enthält die Schlupfflüssigkeit die Wärme, die infolge des zähflüssigen Vorschubs der Flüssigkeit zwischen den Ventilflächen und zwischen den Kolbengleitern und der Taumelscheibe entsteht.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 - eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuerkreises,
Figur 2 - eine schematischa Darstellung einer weiteren Ausführungsform und
Figur 3 - eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einigen Ventilen im Querschnitt.
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In Figur 1 enthält ein hydraulischer Steuerkreis eine variable Verdrängerpumpe lo, einen Sumpf 11, einen hydraulischen Motor 12 und ein Steuerventil 3o zur Flüssigkeitssteuerung. Die Pumpe Io variabler Verdrängung weist eine Taumelscheibe 21 zur Steuerung des Pumpenausgangs auf. Die Taumelscheibe 21 wird von einem Verdrängungssteuermechanismus 2o gesteuert, der einen Zylinder 22 zur Verdrängungserhöhurig und eine darin angeordnete Feder 23 aufweist, die die Pumpe in Richtung voller Verdrängung vorspannt. Ein Zylinder 24 zur Verdrängungsabnähme wirkt auf das entgegengesetzte Ende der Taumelscheibe, um die Pumpe in Richtung minimaler Verdrängung zu verschieben. Das Steuerventil 3o ist ein einfaches Ventil mit zwei Stellungen, wobei in der einen Stellung eine variable öffnung zur Flüssigkeitsleitung νση der Pumpe zum Motor vorgesehen ist, um den Motor zu betreiben, und wobei in einer neutralen Stellung der Ausgang der Pumpe Io vom Sumpf 11 getrennt ist. Das Steuerventil 3o bildet in seiner Antriebsstellung einen Weg zur Leitung des den Motor betreibenden Druckes zum Verdrängungssteuermechanismus 2o, um die Pumpe in bekannter Weise entsprechend dem erwähnten US-Patent 3.592.216 zu steuern.
Zur Verbindung der Komponenten des Hydrauliksystems sind Leitungen vorgesehen. Eine Leitung 4o verbindet den Sumpf mit der Eingangsseite der Pumpe Io. Der Ausgang der Pumpe Io ist über eine Leitung
41 mit dem Steuerventil 3o verbunden. In dieser Leitung befindet sich ein Rückschlagventil 15, um eine Rückwirkung des Belastungsdrucks vom Motor 12 auf die Pumpe Io zu verhindern. Eine Leitung
42 verbindet das Steuerventil 3o mit dem Motor 12, während eine Leitung 43 vom Motor 12 zum Sumpf 11 führt. Das Steuerventil 3o ist über eine Leitung 44 direkt mit dem Sumpf 11 verbunden. Die Ausgangsseite der Pumpe Io ist über eine Leitung 45 mit dem Zylinder 24 des VerdrängungsSteuermechanismus 2o verbunden. Eine Leitung 4 6 verbindet den Ausgang der Pumpe Io mit dem Zylinder 22 des VerdrängerSteuermechanismus 2o. Die Leitung 46 ist zwischen dem Pumpenausgang und der Leitung 47 mit einer öffnung 5o versehen. Die Leitung 47 verbindet die Leitung 46 mit dem Steuerventil 3o. In Figur 1 befindet sich das Steuerventil in seiner neutralen Stellung und verbindet dabei die Leitung 47 mit der Leitung 44 bzw. mit dem Sumpf 11. -4-
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Im Betrieb des Steuerventils 3o in seiner neutralen Stellung wird ein kühlender Strömungspfad aufgebaut, und eine begrenzte Menge von Flüssigkeit strömt durch die Öffnung 5o und zum Sumpf 11 über das Steuerventil 3o und die Abzweigleitung 47. Dieses Strömen eines Teils des Pumpenausgangs durch den Kühlströmungspfad bewirkt eine Zirkulation von genügend Flüssigkeit durch das System, um die von der Pumpe erzeugte Wärme abzuführen.
Die Pumpenausgangsflüssigkeit bewirkt wegen der begrenzten Strömung zum Sumpf einen Druckanstieg der Flüssigkeit in den Leitungen 41 und 45 sowie im Zylinder 24 zur Verdrängerabnahme. Zur gleichen Zeit wird der Flüssigkeitsdruck im Zylinder 22 zur Verdrängungsvergrößerung und in der Leitung 46 auf die Druckgröße in der Sumpfleitung 43 vermindert, und zwar durch die Verbindung der Leitungen 46 und 47 mit der Leitung 44 in der neutralen Stellung des Steuerventils. Daher bewirkt der Anstieg des Flüssigkeitsdrucks in den Leitungen 41 und 45 eine Verminderung der Pumpenverdrängung. Dadurch fördert die Pumpe nur eine solche Flüssigkeitsmenge, die durch die Öffnung 5o und den Bypass unter dem Flüssigkeitsdruck zum Sumpf geführt werden kann, der erforderlich ist, um die Taumelscheibe 21 gegen die Wirkung der Feder 23 zu beeinflussen.
Wenn das Steuerventil 3o in eine Stellung zur Motorbeeinflussung verschoben ist, führt der Pumpenausgang zum Motor 12, und der den Motor beeinflussende Druck wird zur Steuerung der Pumpe zu dem VerdrängerSteuermechanismus 2o geleitet.
Es ist bemerkenswert, daß die Abzweigleitung 47, die den Kühlstrom zum Sumpf 11 bildet, nicht länger mit dem Sumpf verbunden ist, wenn sich das Steuerventil in seiner Betriebs- oder Beeinflussungsstellung befindet. Daher wird beim Arbeitsbetrieb oder in anderen Worten bei der Motorfunktion der Kühlflußkreis unterbrochen, wodurch sich keine Vergeudung bzw. kein Verlust dieses Strömungsvolumens bei Betriebsbedingungen ergibt.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform entspricht weitgehend derjenigen aus Figur 1. Der Verdrängersteuermechanismus 2o weist
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einen Begrenzungsstopp 25 für eine minimale Verdrängung auf, wodurch die Verdrängung der Pumpe Io nicht bis auf Null reduziert werden kann. Die Mündung 5o der Ausführungsform aus Figur 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein Vorsteuerhilfsventil 14 ersetzt. Auch der Betrieb der Ausführungsform aus Figur 2 ähnelt derjenigen aus Figur 1. Da. die Pumpe Io wegen des Begrenzungsanschlags 25 nicht auf eine Null-Verdrängungsbedingung einstellbar ist, wird eine begrenzte Strömung durch das Vorsteuerhilfsventil 14 und durch das Steuerventil 3o zum Sumpf 11 geführt, um eine Kühlungsströmung aus Flüssigkeit zu bilden. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Vorteil eines unterbrochenen Kühlungsstrompfades während des Arbeitszustandes vorhanden.
Die Ausführungsform aus Figur 3 zeigt eine Pumpe Io mit einem Verdrängersteuermechanismus 2o, dessen Taumelscheibe 21 von der Feder 23 auf volle Verdrängung vorgespannt ist, wobei ferner ein Zylinder 24 zur Verdrängungsreduzierung und ein Fühlventil 6o vorgesehen sind.
Das Fühlventil 6ο enthält einen Ventilschieber 61, der in einer in einem Ventilkörper 63 angeordneten Bohrung 62 verschiebbar ist. Der Ventilkörper 63 enthält Mündungen 64, 65, 66, 67 und 68. Der Ventilschieber enthält Verdickungen bzw. Stege 79, 7o und 71,und weist eine zentrale Bohrung 72 auf, die mit einer Öffnung 73 versehen ist. Die Enden des Ventilkörpers 63 sind geschlossen, und zwischen dem Steg 71 und dem einen Ende des Ventilkörpers befindet sich eine Feder 75, die den Ventilschieber 61 nach links drängt. Eine Bewegung des Ventilschiebers 72 bewirkt eine abwechselnde Verbindung zwischen den Mündungen 65 und 66 oder 66 und 67 mittels der Verdickung 7o.
Das Steuerventil 3o aus Figur 3 ist ein Vier-Weg-Ventil bekannter Bauart beispielsweise gemäß dem US-Patent 3.592.216. Der Aufbau des Ventils 3o ist dem Durchschnittsfachmann geläufig, so daß keine weitere Beschreibung dieses Teils erfolgt, da die Erfindung nicht auf dieses Ventil gestützt ist. Das dargestellte Steuerven-
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til 3o ist zur Steuerung eines doppelt wirkenden Hydraulikmotors 12 angeschlossen. Eine Mündung 32 im Steuerventil 3o sorgt für einen Druck, der demjenigen entspricht, welcher infolge der dem Motor 12 auferlegten Last gefordert wird.
Eine Leitung 8o verbindet die Mündung 64 mit dem Ausgang der Pumpe lo, während eine Leitung 81 von der Mündung 65 ebenfalls zum Ausgang der Pumpe führt. Die Mündung 66 ist mittels einer Leitung 82 mit dem Zylinder 24 für eine Verdrangungsabnahme verbunden, während die Mündung 67 mit dem Sumpf 11 verbunden ist. Eine Leitung 83 verbindet die Mündung 68 mit der Mündung 32 des Steuerventils 3o.
Beim Betrieb des Hydrauliksystems aus Figur 3 wird der von der Pumpe Io erzeugte Flüssigkeitsdruck dem Steuerventil 3o über die Leitung 41 zugeleitet. Wenn sich das Steuerventil 3o in seiner neutralen Stellung befindet, ist dieser Flüssigkeitsdruck vom Steuerventil unterbrochen und wirkt auf die Verdickung 69 des Ventilschiebers 61, um diesen gegen die Feder 75 nach rechts zu verschieben. Diese Bewegung bewirkt eine Verbindung zwischen den Mündungen 65 und 66, wodurch der Pumpendruck über die Leitung 81, die Mündungen 65 und 66 sowie über die Leitung 82 auf den Zylinder 24 für eine Verdrangungsabnahme einwirkt und die Pumpe Io veranlaßt, die Verdrängung zu reduzieren. Ein Teil der Flüssigkeit kann durch die zentrale Bohrung 72 des Ventilschiebers 61, durch die öffnung 73 und die Auslaßmündung 68 über die Leitung zum Sumpf 11 strömen, und zwar über das Steuerventil 3o. Diese begrenzte Flüssigkeitsströmung durch die öffnung 73 in der zentralen Bohrung 72 sorgt für eine ausreichende Zirkulation im hydraulischen System, um die beim Pumpbetrieb erzeugte Wärme abzuführen. Wenn das Steuerventil 3o in seine Betriebsstellung verschoben ist, versorgt die Pumpe Io den Motor 12 mit Druckflüssigkeit, wobei an der Mündung 68 des Fühlventils 6o in einer im zuvor genannten US-Patent vollständig beschriebenen Weise ein Druck erzeugt wird, der für die Belastung des Motors 12 bezeichnend ist. Dieser Druck wirkt auf die Verdickung bzw. den Steg 71, um den Ventilschieber 61 nach links zu bewegen und den Zylinder 24 mit
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dem Sumpf über Mündungen 66 und 67 zu verbinden. Die Verdrängung der Pumpe Io wird dann so weit vergrößert, wie es von der Last
durch die Wirkung der Verdrängungsvergrößerungsfeder 73 gefordert wird.
Wenn sich das Steuerventil 3o in einer Betriebsstellung befindet (wie im obigen US-Patent beschrieben), besteht keine Verbindung
über die Mündung 32 zum Sumpf, so daß der in der neutralen Stellung des Steuerventils 3o vorhandene Kühlüngsstrom in dieser
Stellung des Steuerventils unterbrochen ist.
P atentansprüche
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Claims (6)

  1. Pfttsnten-jvlilt· ^ ο ο / / Q ο - 8 - Dr. |rg. H. rvegendanko 0 U U^ ö
    Dipl. Ing. H. Ηβυ-;χ ■ ~ i-t Pfr/s. W. Schmitz DIpI. Ing. E. Grc-c-l· : - ' I- ι. 1,-g. VV. Wer.ncrt 8 Münch^.i 1:, U.-.-^iri.siraSe S3
    Telefon 533 0586 Borg-Warner Corporation
    South Michigan Ave. 6. Juli 1973
    Chicago, 111. 60604,USA Anwaltsakte Λ-2728
    Patentansprüche
    Hydraulikeinrichtung mit einer variablen Verdrängungspumpe, einem Motor, einem Steuerventil, einem Sumpf und einer Verdrängung der Pumpe in Abhängigkeit von der auf den Motor ausgeübten Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (3o) eine neutrale Stellung aufweist, in der der Motor (12) von der Pumpe (lo) getrennt und in der die Pumpe über eine öffnung (5o) mit dem Sumpf (11) verbunden ist, daß ferner eine Ventilstellung für eine Motorbeeinflussung vorgesehen ist, bei der die Pumpe (lo) mit dem Motor (12) verbunden ist, bei der der den Motor beeinflussende Druck einem Verdrangersteuermechanismus (2o) zugeführt wird und bei der die Verbindung zwischen der Pumpe (lo) und dem Sumpf (11) unterbrochen ist, wobei in der neutralen Stellung des Steuerventils (3o) ein begrenzter Flüssigkeitsstrom von der Pumpe (lo) zum Sumpf (11) fließt und wobei diese Verbindung zum Sumpf in der Ventilstellung zur Motorbeeinflussung unterbrochen wird.
  2. 2. Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrangersteuermechanismus (2o) einen Begrenzungsanschlag (25) aufweist, der zumindest einen minimalen Pumpausgang vorsieht, und daß die Öffnung aus einem federbelasteten Absperr- bzw. Rückschlagventil (14) besteht.
  3. 3. Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrangersteuermechanismus (2o) ein Fühlventil (6o) enthält, das abwechselnd eine Verbindung zwischen dem Pumpen-
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    309885/101 1
    ORIGINAL INSPECTED
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    ausgang und dem VerdrängerSteuermechanismus (2o) oder zwischen dem VerdrängerSteuermechanismus (2o) und dem Sumpf (11) herstellt, wobei die Steuerung des Fühlventils (6o) von dem Motorbeeinflussungsdruck vorgenommen wird.
  4. 4. Hydraulikeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (5o) in dem Fühlventil (6o) vorgesehen ist.
  5. 5. Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Strömung zum Sumpf (11) durch das Steuerventil (3o) in dessen neutraler Stellung eine Flüssigkeitszirkulierung in der Einrichtung zu dessen Kühlung hervorgerufen wird und durch das Fühlventil (6o) erfolgt. +> durch
  6. 309885/1011
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2650562A1 (de) * 1975-11-04 1977-05-12 Plessey Handel Investment Ag Hydraulische pumpeinrichtung
DE3128382A1 (de) * 1980-07-28 1982-06-24 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho, Tokyo Hydraulische schaltvorrichtung fuer pumpen variabler verdraengung
DK156519B (da) * 1978-11-22 1989-09-04 Danfoss As Styreindretning for en hydraulisk drevet forbruger

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