DE2426071A1

DE2426071A1 - Hydraulische kraftuebertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE2426071A1
Application number: DE19742426071
Authority: DE
Inventors: Gale A Holloway; Rudolph E Yeh; Joseph L Zagotta
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1973-05-31
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS5020330A; GB1476401A; AU6503374A; FR2231906B1; FR2231906A1; AU471282B2; CA992842A

Description

.Dipl. ing. Helmut Zoepke Dipl. Ir^. Carl O. Zoepke

Patentanwälte ' - _n-

8 München 5, Erhardtstraße ö , ^ M, Mai IHr

INTERNATIONAL HARVESTER COMPANY

4ol, North Michigan Avenue 2426071

CHICAGO, Illinois 6o611

HYDRAULISCHE KRAFTÜBERTRAGUNGSEINRICHTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kraftübertragungseinrichtung, die aus einer Druckflüssigkeitsquelle, mindestens einem hydraulischen Steuerventil mit einem eine Bohrung sowie einen mit der Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung stehenden Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse sowie mindestens einem mit dem Auslaß verbundenen und nach Betätigung des Steuerventils beaufschlagbaren Hydraulikmotor und schließlich aus einem mit mehreren Steuerflächen versehenen und innerhalb der Bohrung verschiebbaren und in jeder von mehreren axialen Stellungen einstellbaren Schieber besteht, der über im Gehäuse angeordnete Ausnehmungen und Kanäle Flüssigkeitsverbindungen zwischen der Druckflüssigkeitsquelle, dem Ein- und Auslaß, den Ausnehmungen sowie dem Hydraulikmotor und einem Flüssigkeitssumpf herzustellen erlaubt..

Bei solchen Kraftübertragungseinrichtungen ist es durch entsprechendes axiales Verstellen des Schiebers innerhalb der Bohrung des Gehäuses möglich, eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Auslaß und einigen Ausnehmungen aufrechtzuhalten und die Flüssigkeitsströmung von dem unter Druck stehenden Einlaß zu einigen Ausnehmungen zu blockieren sowie einige Ausnehmungen mit dem Pumpensumpf in Verbindung zu bringen.

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Während der Verstellbewegung ist der Schieber den verschiedensten Kräften sowohl radialer und axialer Art ausgesetzt. Infolge der symmetrischen Ausbildung des Schiebers gleichen sich die radialen Kräfte weitgehend aus, so daß sie keinen Einfluß auf die Schieberbetätigung haben. Die aufgrund von Änderungen der Flüssigkeitsbewegung erzeugten axialen Kräfte lassen sich jedoch nicht so leicht beherrschen» wie das beim Stand der Technik, z.B. in den US-Patentschriften 3 oo9 48o und 24 58o angegeben ist.

Zu den auf den Schieber einwirkenden Axialkräften gehören die Trägheitskraft, die leicht berechenbar und gewöhnlich klein ist; ferner Reibungskräfte, die nicht so genau berechnet werden können, jedoch ebenfalls bei einem entsprechend und geeignet ausgebildeten Ventil ebenfalls klein sein sollten. Darüber hinaus gibt es verschiedene weitere Kräfte, die aufgrund der Strömung der Druckflüssigkeit durch das Steuerventil als axiale Kräfte auf den Schieber einwirken. Diese zuletzt genannten Kräfte sind als Strömungskräfte bekannt, deren Ursache leicht erklärlich ist. Die Steuerflächen des Ventilschiebers bilden zusammen mit den Steuerflächen der Gehäusebohrung in den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Ausnehmungen veränderbare Zumeßöffnungen. Jeweils ein Paar Steuerflächen begrenzt entweder bei ihrem Öffnen oder Schließen die Flüssigkeitsströmung. Da dieser Vorgang für die Erzeugung der Strömungskräfte maßgebend ist, ist die erzeugte Strömungsgeschwindigkeit gering, wenn beide Paare der Steuerflächen normalerweise offen sind.

Unter der Annahme einer stetigen Flüssigkeitsströmung und eines konstanten Druckes, wie man dies in einer Steuereinrichtung vorfindet, wird bei einer Bewegung des Schiebers der Strömungsquerschnitt an der veränderbaren öffnung verringert. Demgemäß strömt Flüssigkeit durch diesen Bereich mit größerer Geschwindigkeit, und folgt man der Gleichung von Bernoulli, so besitzt dieser Bereich einen niedrigen Druck. Macht man verschiedene Annahmen, so gleicht die axiale Kraft auf den Schieber der axialen Komponenten des innerhalb der Grenzen a-b-c-d-e-f-g-h-i-a wirksamen Ausflusses, bei dem in Fig. 4 dargestellten Stand der Technik.

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Bei einer tatsächlichen Ventilausführung kann der Bereich a-b oder Strömungsweg wesentlich kleiner als der Abschnitt d^-e sein, wo die Flüssigkeit eintritt. Da die Geschwindigkeiten sich umgekehrt proportional zu den Flächen verhalten, ist die Einlauf-Bewegungsgröße bei d-e, wie oben erläutert, im Vergleich mit dem Ausfluß bei a-b vernachlässigbar klein. Der Auslauf bei a-b oder der Querschnitt der Auslaßöffnung an der veränderbaren öffnung ist gleich β QiI , wobei Q die gesamte Strömungsmenge, U die Geschwindigkeit des Strahls an der vena contracta und jß die Massendichte der Flüssigkeit ist.

Nach Einsetzen der Bemoullischen Gleichung ergibt sich

U= VJEpffl

die Ausgangsaxialkraft mit

pAB=Ff%-Fhi⁼pQU cos Θ

wobei 0 der Winkel zwischen der Richtung des Strahles und der Längsachse des Schiebers ist. Diese Gleichung kann in eine brauchbarere Form umgewandelt werden.

FAB=2cgwx&p cos Θ

wonach

Dabei ist WX die effektive Flüssigkeitsfläche und Δ/-* die Druckdifferenz zwischen der Kammer A und der Kammer B.

Da der Winkel Q bei den in Rede stehenden Ventilen immer kleiner als 90° ist, ist die Ausgangsaxialkraft FaB iromer positiv, d.h. sie" versucht, das Ventil zu schließen. Wenn die Strömungsrichtung

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umgekehrt wird, so daß der Strahl in die Kammer A einströmt, anstatt aus dieser auszuströmen, ist die Gleichung ebenfalls noch gültig. Da ferner der Strahlwinkel ^ in beiden Fällen gleich ist, sind auch die Kraft und die Richtung die gleiche. Es ist festzustellen, daß bei Ausführung nach Fig. 4 der Strahlwinkel von dem Winkel yj abhängt, jedoch unabhängig von dem Winkel/Ji ist; für die umgekehrte Strömungsrichtung trifft das Gegenteil zu.

In jedem Fall wird durch die Ausgestaltung der stromaufwärts liegenden Kammer die Kraft bestimmt.

Die vorstehend erläuterten Strömungsbeharrungskrafte sind schon vor Jahren erkannt worden und es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, diese zu reduzieren oder zu verhindern. Einige der vorgeschlagenen Methoden sind vollkommen unwirksam oder praktisch nicht brauchbar, andere waren nur teilweise erfolgreich, aber niemals ist ein Vorschlag gemacht worden, um für alle Zustände der Strömung und des Druckabfalls eine vollständige Kompensation zu erreichen.

Für ein Ventil mit offener Mittelstellung ist eine Kurve I in Fig. 5 gezeigt, in der die Schieberverstellung gegenüber der Spulenkraft aufgetragen ist. Da diese Kurve weiter unten näher erläutert Wird, genügt es an dieser Stelle, zu wissen, daß der Teil A-B Mittelströmungskräfte (open center forces) und der Teil B-C Doppelströmungskräfte (tandem center forces) darstellt.

Die meisten der zur Kompensation der Strömungskräfte vorgeschlagenen Möglichkeiten fallen in die eine oder andere zweier Kategorien. Entweder wird der einkommende Strahl in einer solchen Weise abgelenkt, daß er die Schieberkammer mit dem gleichen axialen Moment verläßt, wie er in sie eingetreten ist oder aber dieses Moment wird mit Hilfe eines Flügels oder eines anderen Teils, welches in die Schieberkammer hineinragt, aufgefangen und zur Bohrung geleitet. Die Anordnung eines Flügels in einem Schieberventil führt zu Störungen, wenn nicht sogar zu ernsthaften Problemen bei der Herstellung und der Montage. Sogar für den Fall, daß die Kräfte kompensiert worden sind, sind sie nur in einem der beiden Fälle kompensiert worden, d.h. entweder nur die Mittelströmungskräfte oder nur die Doppelströmungskräfte, nie jedoch beide.

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•J _

In der Kurve II der Fig. 5 sind die Kräfte aufgeführt, die bei der Betätigung des Schiebers durch die Bedienungsperson auftreten. Eine bekannte Lösung gemäß der US-PS 2 971 536 betrifft nur die Mittelströmungskräfte, d.h. den Teil D-E. Das gleiche gilt für die US-PS 3 oo9 48o und 24 58o. Es werden somit Lösungen aufgezeigt, die nur einen Teil· der bei der Verschiebung eines Schiebers auftretenden Axialkräfte betreffen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein hydraulisches Steuerventil zu schaffen, bei dem die in offener Mittelstellung wirkenden Mittelstellungskräfte reduziert werden und sich über einen längeren, größeren Schieberweg erstrecken und ferner die Doppelströmungskräfte gegenüber den sekundären oder reduzierten Mittelstellungsströmungskräften ausgeglichen werden.

Einen weiteren Zweck der Erfindung wird darin gesehen, einen hydraulischen Ventilschieber mit im Mittelstellungsbereich angeordneten Zumeßnuten zu versehen, um einen Niederdruckbereich zu erzeugen.

Ferner betrifft die Erfindung eine hydraulische Kraftübertragungseinrichtung mit einem Ventil, welches eine linear ansteigende Betätigungskraft über den Schieberweg erfordert.

Die Erfindung geht von einer Kraftübertragungsexnrichtung mit einem Steuerventil, einem Hydraulikmotor und einer Druckflüssigkeitsquelle aus. Das Steuerventil steuert die Strömungsrichtung der Flüssigkeit mit Hilfe eines Schiebers, der die Auslässe und die Einlasse gemäß einer vorbestimmten Zeitsteuerung regelt. Um die Bildung von Mittelstellungsströmungskräften zu verringern, weisen die Mittelstellungs-Steuerflachen des Schiebers Zumeßnuten mit- Niederdruckbereichen auf, wodurch der Flüssigkeitsstrahl Q (Fig. 4) nahe an 90° gebracht wird. Die noch verbleibenden Mittelströmungskräfte werden dann gegenüber den Doppelströmungskräften ausgeglichen, so daß über den Gesamtweg der Betätigung für die Bedienungsperson nur vergleichsweise geringe Kraftänderungen eintreten.

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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert:

Es zeigen:

einen Schnitt durch eine hydraulische Steuereinrichtung
der Kraftübertragungseinrichtung,

einen Schieber der Steuereinrichtung,

einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung
in vergrößertem Maßstab/

einen Querschnitt einer idealisierten Zumeßnut-Anordnung
und

ein Kraft- /Wegdiagramm des Schiebers.

Eine in Fig. 1 dargestellte hydraulische Kraftübertragungseinrichtung Io besitzt eine Druckflüssigkeitsquelle in Gestalt einer Pumpe 12, ein hydraulisches Steuerventil 14 und einen Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor 16. Sowohl die Pumpe 12 als auch der Hydraulikzylinder 16 sowie die Bauteile miteinander verbindende Leitungen sind in bekannter Weise als Standardteile ausgebildet, so daß eine weitere Erklärung nicht notwendig erscheint. Das hydraulische Steuerventil 14 besitzt ein Gehäuse 18 mit Arbeitsöffnungen 2o und 22, einer Hochdruckeinlaßöffnung 24, einer Bohrung 26 gleichbleibenden Durchmessers mit einem darin verschieblieh gelagerten Schieber 2 8 und einer Reihe von Kanälen, die nachfolgend ausführlicher erläutert werden.

Die Hochdruckflüssigkeit aufweisenden Kanäle führen zu der gewünschten Seite des Hydraulikzylinders 16, während die Ablaufflüssigkeit führenden Kanäle von der gegenüberliegenden Seite des Hydraulikmotors 16 zum Pumpensumpf führen. Zu den Flüssigkeitskanälen gehören ringförmige Ausnehmungen 3o, 32, eine Zulaufkammer 34, ein Verbindungskanal 36, ein erster Öffnungskanal 38, ein zweiter Öffnungskanal 4o und ein erster und zweiter Ablaufkanal 42 und 44. Es ist zu beachten, daß der erste und zweite Ablaufkanal 42 und 44 in der Praxis zusätzliche Einrichtungen 46, 48, wie beispielsweise Anti-' kavitationseinrichtungen oder Druckbegrenzungsventile,enthalten.
Jede dieser Einrichtungen 46, 48 kann in Kombination in diesem

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Ventil angewendet werden. Unter normalen Umständen verhindern die Einrichtungen 46 und 48 eine Verbindung der Hochdruckflüssigkeit vom Öffnungskanal 38 zum Ablaufkanal 42 oder vom Öffnungskanal 4o zum Ablaufkanal 44.

Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich speziell auf die Bohrung 26 und den Schieber 28, worin die Erfindung verankert ist. Die während eines Arbeitsspiels des Ventilschiebers 2 8 auftretenden axialen Strömungskräfte lassen sich in zwei Gruppen unterteilen, nämlich die im offenen Mittelstellungsbereich auf den Schieber 28 wirksamen Kräfte, die sogenannten Mittelströmungskräfte (open center flow forces) und die beidseitig des Mittelstellungsbereichs auf den Schieber 2 8 wirksamen Kräfte, die sogenannten Doppelströmungskräfte (tandem center flow forces).

Die Mittelströmungskräfte treten im Bereich 5o und die Doppelströmungskräfte in den Bereichen 52 und 54 auf. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Schieber 28 in eine erste Gruppe Mittelstellungsy Steuerflächen 56 und in eine zweite Gruppe Seitenstellungs-Steuerflächen 58 und 6o aufgeteilt. Die Mittelstellungs-Steuerflächen 56 können weiter in vier Steuerflächen aufgeteilt werden, nämlich eine erste Teilsteuerfläche 62, eine zweite Teilsteuerfläche 64 sowie zwei weitere Teilsteuerflächen, die der Deutlichkeit halber als erste Stegsteuerfläche 66 und zweite Stegsteuerfläche 68 bezeichnet werden. Die oben erwähnten ringförmigen Ausnehmungen 3o 32 und die Zulaufkammer 34 sind durch eine Gruppe fester Steuerflächen 7o und 72 voneinander getrennt. So sind die Ausnehmungen 3o und 32, welche die Bohrung 26 umgeben, durch die festen Steuerflächen 7o und 72 von der Zulaufkammer 34 getrennt. Jede der Mittelstellungs-Steuerflächen besitzt eine Steuerkante 74, 76, 78 und 8o. Die Steuerflächen selbst sind durch Stegö 82 und 84 voneinander getrennt, deren Stirnflächen im wesentlichen vertikal zur Achse des Schiebers verlaufen und im Bereich der Stege über eine kleine Auskehlung auslaufen. Die Stege 82, 84 bilden einen zweiten Durchmesserteil, der sich parallel zur Hauptachse des Schiebers 28 erstreckt. Bei einer Bewegung des Schiebers 2 8 nach rechts oder links gelangen die Steuerkanten der festen Steuerflächen der am Schieber 28 sitzenden Steuerflächen in Überdeckung miteinander, so daß an jeder Kante eine Hochdruckflüssigkeitsabdichtung erreicht wird.

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Die in den Bereichen 52 und 54 auftretenden DoppeIströmungskräfte sollen nachfolgend näher erläutert werden.

Da die Bereiche 52 und 54 identisch ausgebildet sind, wird im folgenden nur der Bereich 52 erläutert.

Der Schieber 28 besitzt eine erste und zweite Seitenstellungs-Steuerflache 86 und 88, die je eine Steuerkante 9o und 92 aufweisen: Die Stirnfläche und der Steg 9 4 sind im wesentlichen wie bei den Mittelstellungs-Steuerflächen ausgebildet. Ähnlich wie bei allen anderen festen Sitzen und Flächen, die die Bohrung 26 in gleitender Anlage mit der Fläche 97 des Schiebers 2 8 halten, trennt eine erste Seitenstellungs-Steuerflache 96 den Öffnungskanal 38 von der Ablaufkammer 42. Eine zweite feste Seitenstellungs-Steuerflache trennt den Verbindungskanal 36 vom Öffnungskanal· 38. Eine Gruppe von SeitenstelTungs-Zumeßöffnungen 98 und loo sind in den Steuerflächen 86 und 88 angeordnet.

Die Mittelstellungs-Steuerflächen sind ebenfalls mit einer Gruppe von Zumeßöffnungen versehen. In Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung des Mittelstellungsbereichs aus Fig. 1 dargestellt, der verschiedene Ausführungsformen der Mittelstellungs-Zumeßnuten aufweist. Die Zumeßnuten können in Abhängigkeit ihrer Funktion in zwei Gruppen unterteilt werden. Die Zumeßnuten Io4 a, b, c und d dienen zur Reduzierung der axialen Mittelstellungskräfte, während die Nuten Io6 a, b, c und d dazu dienen, gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen wie die Seitenstellungskräfte wirkende Kräfte hervorzubringen. Seitenstellungskräfte werden beispielsweise erzeugt, wenn die Steuerkante 9o auf die linke Seite der festen Steuerfläche 96 bewegt wird. In Fig. 5 sind diese Kräfte durch die Kurve II dargestellt. Die besondere Anordnung der beiden Arten der Mittelstellungsnuten in bezug darauf, in welcher Steuerfläche oder Paaren von Steuerflächen sie angebracht sind, erfolgt nach Wahl. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind in diesem Fall beide Arten nebeneinander als Verbund-Nuten in den Steuerflächen 76 und 78 eingebracht. Wie jedoch aus · Fig. 3 hervorgeht, sind die MitteIströmungsnUten in Bezug auf äquivalente Bereiche der Doppelströmungsnuten Io6 a bis d auf verschiedenen Steuerflächen angeordnet. Die nachfolgende Erklärung wird auf die Anordnung der Fig. 3 beschränkt, obgleich die gleiche Erklärung in Bezug auf die Nutanordnung in Fig. 1 ausreichend wäre.

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pie zur Reduzierung der Mittelstellungskräfte dienenden Nuten Io2 und Io4 a und h, wie in Fig. 3 dargestellt, sind lediglich als beispielhafte Ausführung dargestellt. Das gemeinsame Merkmal, welches beide Nuten besitzen, sind die sackförmig ausgebildeten oder einen Niederdruck erzeugenden Einsenkungen I08 und lloa und b. Für die nachfolgende Erläuterung wird auf die Zumeßnut Io4a bezug genommen. Diese Erläuterung gilt sinngemäß auch für die Nuten 1q8 und Io4b. Die Zumeßnut Io4 a schneidet die Steuerkante 80 der Steuerfläche 68, die ihrerseits den Stirnflächenteil 112 schneidet. Hieraus folgt, daß, sobald sich die Steuerkante 80 der festen Steuerfläche 72 nähert, zwischen beiden eine veränderbare Öffnung erzeugt wird. Da die Hochdrpckflüssigkeit durch den ausgeschnittenen Teil der Fläche 112 strömt, kommt es zu dem oben erklärten gemeinsamen Strömungsweg. Die Strömung erzeugt in der Einsenkung lloa einen Niederdruck. Da die Strömungsgeschwindigkeit sich erhöht, erfolgt durch das Vorbeiströmen entlang der Einsenkung lloa in dieser ein Druckabfall, der ausreicht,■um eine Ablenkung des Strömungsmittels zu erreichen, dergestalt, daß die Strömungsmenge unter einem im wesentlichen vertikal zur Hauptachse des Schiebers verlaufenden Winkel aus der Nut Io4a' ausströmt. Da, wie oben erklärt, der Cosinus des Winkels Q/ nach Null geht, nähern sich auch die auf den Schieber einwirkenden axialen Verstellkräfte dem Wert Null. Durch Versuche mit dem Ventil der hydraulischen Kraftübertragungseinrxchtung läßt sich die genaue Ausbildung der niederdruckerzeugenden Einsenkung lloa festlegen, so daß eine geeignete Ablenkung der Flüssigkeitsströmung erreicht werden kann.

Die die Doppelströmungskräfte ausgleichenden Zumeßnuten Io6a bis d sind so ausgebildet, daß sie nach dem Schließen der Mittelstellungsnuten Io4a und b noch offen bleiben. Wie sich aus der Art ihrer Konstruktion und Lage ergibt, erzeugen sie axiale Mittelstellungs-VerStellkräfte, die den Schieber in eine Stellung zu bringen suchen, um die Seitenstellungsnuten zu öffnen. Wie nachfolgend erklärt wird, sind, sobald dieser Zustand erreicht wird, die Seitenstellungs-Zumeßnuten 98 usw. soweit verstellt worden, um den Hochdruckauslaß mit dem Pumpensumpf zu verbinden. Die äquivalenten Nuten Io6a bis d sind derart ausgebildet, daß sie axiale Verstellkräfte in einer Richtung erzeugen, die zur Richtung der von den Seitenstellungsbauteilen erzeugten Kräften entgegengesetzt gerichtet ist.

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Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung des Schiebers sei angenommen/ daß die Bedienungsperson die mit dem Hydraulikzylinder 16 verbundene mechanische Einrichtung zu betätigen wünscht. Ferner sei angenommen, daß die gewünschte Betätigung durch eine Verstellung des Schiebers 28 nach links erreicht wird, d.h. der Schieber 28 wird durch den Betätigungshebel 114 in das Gehäuse 18 hineinbewegt. In diesem Fall ist die Öffnung 22 eine Hochdruckeinlaßöffnung und die Öffnung 2ο eine mit dem Pumpensumpf in Verbindung stehende Öffnung. Hochdruckflüssigkeit kann somit vom Zulaufkanal· 34 in den Verbindungskanal 36 und von dort zur Öffnung 22 strömen. Währenddessen strömt Niederdruckflüssigkeit über die Öffnung 2o in den Öffnungskanal 38 und den Ablaufkanal 42 und damit in den nicht dargestellten Pumpensumpf. Der Venti!schieber 2 8 ist somit von seiner Neutralstellung nach links verstellt worden, d.h. von einer offenen in eine nachfolgende geschlossene Stellung. Aufgrund der zeitlichen Einstellung des Ventilschiebers 2 8 beginnt die Steuerfläche 116 durch Annährung an die Steuerfiäche 118 die Fiüssigkeitsströmung über den Kanal 3o zu begrenzen, und zwar vor dem Öffnen der Seiteristellungssteuerflache 86. Dies ist in Fig. 5 als Teil D-E der Kurve II zu sehen. Wie bereits erwähnt, ist mit der Kurve I die Schieberkraft gegenüber der Verstellbewegung eines nicht gemäß der Erfindung abgeänderten Schiebers dargestellt. D.h. der Strömungsbereich I2o zwischen den Steuerflächen 116 und 118, der als einstellbare Öffnung wirkt, nimmt ab.

Während der Periode des Druckaufbaus in der Zulaufkammer 34 erfolgt solange keine Flüssigkeitsströmung zum Hydraulikzylinder 16, bis die Seitenstellungs-Nuten geöffnet haben. Somit sind keine Doppeiströmungskräfte vorhanden. Sobal·d jedoch die Seitenstellungsnuten geöffnet sind, ergeben sich unmittelbar Doppelströmungskräfte,und zwar aufgrund der Tatsache, daß Hydraulikflüssigkeit verdrängt werden muß. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, sind Mittelstellungskräfte nur betroffen bis der Wert E erreicht ist. An diesem Punkt werden die Systemkräfte überwunden und der Schieber ist hinreichend weit nach links verstellt worden, um Flüssigkeit durch die Arbeitsauslasse

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entlang den Steuerflächen 9o und 96 strömen zu lassen. Es ist klar, daß die Doppelströmungskräfte bei geringer Schieberbewegung sehr schnell ansteigen, bis der Punkt F erreicht ist. Bei dieser Stellung des Schiebers 2 8 erzeugt die Strömungsmenge an der Ablaßöffnung zwischen der Steuerfläche 86 und 96 maximale Doppelströmungskräfte, und der größte Teil des Bereichs der Mittelstellungsnut 116 hat die feste Steuerfläche 118 passiert. Zu diesem Zeitpunkt kommen die äguivaleten Bereiche der Nuten 116a und b mit ins Spiel; die hinreichend große Mittelstellungskräfte erzeugen, um die Doppelströmungskräfte auszugleichen, so daß der Teil G der Kurve I vermieden wird. Alle diese Kräfte sind zwar vorhanden, jedoch werden sie von der Bedienungsperson einfach nicht bemerkt. Die Fläche und Geometrie der äquivalenten Nuten 116a und b sind derart, daß sie schließen, wenn die erlaubte Flüssigkeitsmenge im Kanal 42 so groß wird, daß die Doppelströmungsgeschwindigkeit und Trägheit sehr klein sind, so daß sie nicht langer mehr eine hinreichende axiale Strömungskraft erzeugen.

Wenn der Schieber 28 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird, wird das gleiche Resultat erreicht, wobei die Funktionen der Nuten umgekehrt sind.

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Claims

Ref. 1243, D-9468

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rüche

Iy Hydraulische Kraftubertragungseinrichtung, bestehend aus einer Druckflüssigkeitsquelle, mindestens einem hydraulischen Steuerventil mit einem eine Bohrung sowie einem mit mit der Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung stehenden Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse sowie mindestens einem mit dem Auslaß verbundenen und nach Betätigung des Steuerventils mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Hydraulikmotor und schließlich aus einem mit mehreren Steuerflächen versehenen und innerhalb der Bohrung verschiebbaren und in jeder von mehreren axialen Stellungen einstellbaren Schieber, der über im Gehäuse angeordnete Ausnehmungen und Kanäle Flüssigkeitsverbindungen zwischen der Druckflüssigkeitsquelle, dem Ein- und Auslaß, den Ausnehmungen sowie dem Hydraulikmotor und einem Flüssigkeitssumpf herzustellen erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen (56,58,6o) des Schiebers (28) Nuten (98,lo4 a,b,c, d, Io6 a,b,c,d, 116 a,b) aufweisen, dergestalt, daß während der Betätigung der Steuereinrichtung axiale Mittelströmungskräfte Doppelströmungskräfte ausgleichen.
2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten eine im Mittelstellungsbereich (5o) liegende erste Gruppe Nuten mit Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) und Ausgleichsnuten (Io6 a,b,c,d) und eine in Seitenstellungsbereichen (52,54) liegende zweite Gruppe Nuten (98,loo) aufweisen, wobei die Ausgleichsnuten (Io6 a,b,c,d) eine bei verschlossenen Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) eine Flüssigkeitsströmung erlaubende, äquivalente Fläche bilden und ferner die Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) einen die MitteIste1lungsSteuer-

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fläche (56) schneidenden und einen Niederdruck erzeugenden Bereich bildenden Kanal (Ho a,b) aufweisen, so daß
die Flüssigkeitsströmung aus diesem Kanal im wesentlichen vertikal zur Achse des Schiebers (28) ausströmt.
3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen des Schiebers als Mittelsteilungssteuerflächen (56) und als Seitenstellungsflächen (5 8,6o) ausgebildet sind, wobei während der
Betätigung die Mittelstellungssteuerfläche (56) schließen bevor die Seitenstellungssteuerflächen (58,6o) öffnen.
4. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) der Mittelstellungssteuerflache (56)
mit den Ausgleichsnuten (Io6 a,b,c,d) versehen sind, die
nach dem Schließen der"Mittelstellungszumeßnuten (Io4 a,b, c,d)eine Strömung von Hochdruckflüssigkeit erlauben und die sich in Offeinstellung befinden, wenn die Seitenstellungssteuerflächen (5 8,6o) öffnen.
5. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsnuten (Io6 a,b,c,d) einen Teil der Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) der MitteIstellungssteuerflache (56) darstellen.
6. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsnuten (Io6 a,b,c,d) getrennt von den Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) der Mittelstellungssteuerfläche (56) angeordnet sind.
7. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) der zweiten Steuerflächen Niederdruckbereiche (Ho a,b) aufweisen, durch die die Flüssigkeit unter einem Winkel von annährend 90° ausströmt.

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8. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßnuten (Io4 a,b,c,d) im Bereich von Steuerflächen (62,64,

• 66,68) liegen,die Steuerkanten (74,76,78,8ο), Stirnflächen (112) und Stege (82,84) aufweisen, wobei die Nuten von einer Bohrung (Io4 a,b,c,d) gebildet sind, die die Steuerkante und die Stirnfläche schneidet und sich bis unterhalb des Stegs erstreckt.
9. Kraftübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (z.b. Io4 d) durch den Schieber (28) erstreckt.

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