DE2455175A1

DE2455175A1 - Vorrichtung fuer die druckfluidversorgung, umfassend zumindest einen geschlossenen kreis

Info

Publication number: DE2455175A1
Application number: DE19742455175
Authority: DE
Inventors: Louis E Martin
Original assignee: Poclain SA
Current assignee: Poclain SA
Priority date: 1973-11-21
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1975-05-22
Also published as: IN144708B; GB1459533A; FR2251736A1; ES432151A1; JPS5094377A; BR7409747A; IT1025807B; BE822336A; AR203771A1; US3932992A; FR2251736B1; SE7414561L

Description

PATENTANWALT γ]

Dipl.-Ing., pipl.-WirtsA.-Ing.

8000 München 90 Grünwalder Straße 175a Telefon 646846

Societe Anonyme: POCLAIN, 6o33o LE PLESSIS-BELLEVILLE, Frankreich

R.C. Senlis 54 B 24

Vorrichtung für die Druckfluidversorgung, umfassend zumindest

einen geschlossenen Kreis

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Druckfluidversorgung, umfassend zumindest einen geschlossenen Kreis mit einer Verstellpumpe, die mit einer Antriebswelle versehen und frei von einer Förderbegrenzung ist, zumindest einem offenen Kreis mit einer mit einer Antriebswelle versehenen Pumpe und einem Antriebsmotor für diese Pumpen mit einer Abtriebswelle, an der die Antriebswellen der Pumpen angekuppelt sind.

Die Versorgung eines Verbrauchers, beispielsweise eines Motors , in einem offenen Kreis mit einer Saugpumpe in einem Fluid-Vorratsbehälter oder im Gegensatz hierzu in einem geschlossenen Kreis mit einer Verstellpumpe, die ein Fluid unter Druck in eine oder eine andere der Hauptleitungen hineinfördert, die sie mit dem Verbraucher verbinden, ist eine grundsätzliche Auswahl am Anfang eines jeden Projekts, die jeder Maschinenhersteller treffen muß.

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Zur Zeit scheint eine Entwicklung zugunsten der Anwendung einer Versorgung in geschlossenen Kreisen sichtbar zu werden. Während gewisse Probleme heute in klassischer Weise gelöst wurden, sofern es offene Kreise anlangt, sind befriedigende Lösungen nicht vorhanden, soweit es sich um geschlossene Kreise handelt.

Dies bezieht sich beispielsweise auf die Versorgung-von Hydraulikmotoren im offenen Kreis zum Antrieb eines Hydraulikbaggers, ausgehend von Pumpen, die durch eine nach dem Dieselverfahren arbeitende Brennkraftmaschine angetrieben sind, wobei ein Durchflußbegrenzer in der Speiseleitung zu dem oder den hydraulischen Motoren vorgesehen ist und die Steuerung durch den Fluiddruck erfolgt, der in der Versorgungsleitung für den oder die Motoren vorhanden ist. Diese Ausgestaltung sichert in korrekter Weise eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Baggers beim Absenken, vermeidet eine Kavitation in den hydraulischen Motoren und vermeidet ein Hochjagen der Brennkraftmaschine im Leerlauf.

Diese Lösung kann - so wie sie ist - nicht bei einer Versorgung im geschlossenen Kreis angewendet werden, denn sie weist verschiedene wesentliche Nachteile auf. U.a. kann man erwähnen, daß einerseits das Drucköl, welches durch einen Durchflußbegrenzer hindurchfließt, sich aufheizt und andererseits die freigewordene Wärmemenge im Inneren des geschlossenen Kreises verbleibt, wodurch die Temperatur dieses Drucköles sich bis auf einen unzulässigen Wert erhöht. Weiterhin ist ein Durchflußbegrenzer für jeden Fördersinn zum Verbraucher notwendig, was kostspielig ist und außerdem beträchtliche Druckverluste herbeiführt, selbst wenn die Durchflußbegrenzer nicht in Funktion sind. Schließlich ist zu erwähnen, daß es unmöglich ist, die Verlustleistung in einem Kreis zurückzugewinnen, in welchem der Verbraucher gerade als Motor arbeitet.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese technische Lücke bei geschlossenen Kreisen zu schließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von der Vorrichtung der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß ein Durchflußbegrenzer in der einzigen Speiseleitung der Pumpe des offenen Kreises vorgesehen ist und eine Drossel (Strö-. mungseinschränkung) umfaßt, deren geometrische Gestalt von dem Drück des Fluids in dem unmittelbar stromaufwärts des Durchflußbegrenzers vorgesehenen Abschnitt der Speiseleitung unabhängig ist und daß. der offene Kreis in an sich bekannter Weise einen Vorratsbehälter und einen Kühler für das Fluid aufweist.

Der Durchflußbegrenzer im offenen Kreis ist vorzugsweise mit einer willkürlich betätigbaren oder automatisch arbeitenden Steuereinrichtung versehen.

Im Falle einer automatisch arbeitenden Steuereinrichtung können verschiedene Varianten vorgesehen sein, von denen nachfolgend einige erläutert sind:

Eine erste Ausführungsform besteht darin, daß der Durchflußbegrenzer ein Wegeventil mit zwei Schaltstellungen umfaßt, das mit einem Rückstellorgan verbunden ist und einen durch ein Fluid beaufschlagten Steuerzylinder aufweist, dessen Wirkung auf das Wegeventil dem Rückstellorgan entgegengerichtet ist, wobei in der ersten Schaltstellung, die das Wegeventil unter der Wirkung des Rückstellorganes einnimmt, die an das Wegeventil angeschlossenen Leitungsabschnitte miteinander verbunden und in der zweiten Schaltstellung die Leitungsabschnitte voneinander getrennt sind, daß ein Drehmomentmesser an der Abtriebswelle des Motors vorgesehen ist, und daß eine Information, die den Wert des Steuer-Drehmomentes betrifft, den Steuerzylinder des Wegeventils

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beaufschlagt, sobald der Wert des Drehmomentes unter einen bestimmten Wert absinkt.

Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtriebswelle des Motors ein Fliehkraftregler angeschlossen ist, durch den die Schließung des Durchflußbegrenzers steuerbar ist, sobald eine überdrehzahl des Motors festgestellt ist.

Das Schließen des Durchflußbegrenzers kann auch durch den Überdruck des Fluids in der Saugleitung einer Pumpe eines geschlossenen Kreises gesteuert werden. Eine entsprechende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegeventil mit drei Schaltstellungen mit zwei Hauptleitungen einer Verstellpumpe eines geschlossenen Kreises durch zwei Hilfsleitungen und mit einem Steuerorgan des Durchflußbegrenzers des offenen Kreises durch eine Steuerleitung verbunden ist, daß das Wegeventil mit dem Fördermengenverstellglied der Verstellpumpe gekuppelt ist, daß von den drei Schaltstellungen des Wegeventiles die mittlere Stellung einem Absperren der beiden Hilfsleitungen durch das Wegeventil und einer neutralen Stellung mit der Fördermenge Null des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe, und die beiden äußeren Stellungen einer Verbindung der Steuerleitung einerseits mit der einen und andererseits mit der anderen der Hilfsleitungen, sowie einer der äußeren Stellungen des Fördermengenverstellgliedes entsprechen, in denen eine Speisung der einen oder der anderen Hilfsleitung erfolgt, und daß die Schließung des Durchflußbegrenzers durch einen Überdruck (Druckanstieg) des Fluids in derjenigen Hilfsleitung steuerbar ist, die mit der Steuerleitung in einer entsprechenden äußeren Stellung des Wegeventils verbunden ist,und die in diesem Moment die Saugleitung der Verstellpumpe (Pumpe mit veränderbarer Fördermenge) bildet.

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Im Gegensatz hierzu kann eine Steuerung durch den Druckabfall des Fluids in der Speiseleitung einer Pumpe im geschlossenen Kreis erfolgen. Eine entsprechende Vorrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegeventil mit drei.Schaltstellungen mit zwei Hauptleitungen einer Verstellpumpe eines geschlossenen Kreises durch zwei Hilfsleitungen und mit einem Steuerorgan des Durchflußbegrenzers des offenen Kreises durch eine Steuerleitung verbunden ist, daß das Wegeventil mit dem Fördermengenverstellglied der Verstellpumpe gekuppelt ist, daß von den drei Schaltstellungen des Wegeventiles die mittlere Stellung einem Absperren der beiden Hilfsleitungen durch das Wegeventil und einer neutralen Stellung mit der Fördermenge Null des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe und die beiden äußeren Stellungen einer Verbindung der Steuerleitung einerseits mit der einen, und andererseits mit der anderen der Hilfsleitungen, sowie einer der äußeren Stellungen des Fördermengenverstellgliedes entsprechen, in -denen eine Speisung der einen oder der anderen Hilfsleitung erfolgt, und daß die Schließung des Durchflußbegrenzers durch einen Druckabfall des Fluids in derjenigen Hilfsleitung steuerbar ist, die mit der Steuerleitung in einer entsprechenden äußeren Stellung des Wegeventils verbunden ist, und die in diesem Moment die Speiseleitung der Verstellpumpe bildet.

Eine Steuerung des Verschließens des Durchflußbegrenzers kann auch durch Auswahl eines großen Hubvolumens (Schluckvolumens) eines Motors in einem der geschlossenen Kreise erfolgen, wobei der Motor zumindest zwei Hubvolumen aufweist.

Selbstverständlich weist im allgemeinen der Verbraucher (Motor) in einem geschlossenen Kreis zwei· Hubvolumen und

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eine Auswahlvorrichtung für eines der Hubvolumen auf, die mit dem Verbraucher durch eine Auswählleitung verbunden ist. EinRückschlagventil ist in der Auswahlleitung vorgesehen, das eine Strömung zum Verbraucher zuläßt, während eine Beipaßleitung an die Auswählleitung zu beiden Seiten des Rückschlagventiles angeschlossen ist. In der Beipaßleitung ist eine Drossel vorgesehen. Der Durchflußbegrenzer des offenen Kreises ist einerseits mit einem Rückstellorgan und einem ersten Steuerzylinder, die beide in Richtung einer öffnung des Durchflußbegrenzers wirken und andererseits mit einem zweiten Steuerzylinder versehen, der in Richtung des Schließens des Durchflußbegrenzers wirkt. Schließlich ist der erste Steuerzylinder durch eine erste Steuerleitung mit der Auswählleitung stromabwärts des Rückschlagventiles in bezug auf den Verbraucher, der zweite Steuerzylinder durch eine zweite Steuerleitung mit der Auswählleitung stromaufwärts des Rückschlagventiles in bezug auf den Verbraucher (zwischen Rückschlagventil und Verbraucher) verbunden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert ist. In dieser zeigen:

Fig. 1 bis 6 schematische Darstellungen von sechs bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung.

In Fig. 1 sind zwei geschlossene Kreise 1 und 2 und ein offener Kreis 3 dargestellt.Der geschlossene Kreis 1 umfaßt eine Verstellpumpe 4, d.h. eine Pumpe mit veränderbarem Fördervolumen und einen umkehrbaren hydraulischen Motor 5, die mit zwei Hauptleitungen 6 und 7 untereinander verbunden sind, die entsprechend der Stellung des Förder-

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mengenverstellgliedes 8 der Verstellpumpe 4 die Speise- und Saugleitung dieser Pumpe 4 bilden und umgekehrt. Ein Zahnrad 9 isfclfest mit der Antriebswelle 1o der Pumpe 4 verbunden.

Der geschlossene Kreis 2 ist entsprechend dem Kreis 1 aufgebaut und umfaßt eine Verstellpumpe 11, einen" umkehrbaren Motor 12 und zwei Hauptleitungen 13 und 14, die den Motor 12 mit der Pumpe 11 verbinden. Diese Pumpe 11besitzt ein Fördermengenverstellglied 15 und eine Antriebswelle 16, die drehfest mit einem- Zahnrad 17 verbunden ist.

Schließlich umfaßt der offene Kreis 3 eine Pumpe 18, die mit ihrer Saugleitung 19 mit einem Vorratsbehälter 2o für ein Fluid und mit ihrer Speiseleitung 21 im vorliegenden Fall wieder mit dem Vorratsbehälter 2o verbunden ist. Ein ölkühler 22, d.h. ein Kühler für das Fluid, ist in der Leitung 21 vorgesehen, während ein Durchflußbegrenzer 23 ebenfalls in der Speiseleitung 21 vorgesehen ist und Von Hand" mit Hilfe eines Hebels 24 verstellt werden kann. Die Antriebswelle 25 der Pumpe 18 ist drehfest mit einem Zahnrad 26 verbunden.

Man bemerkt auch, daß eine nach dem Dieselverfahren arbeitende Brennkraftmaschine 27 vorgesehen ist, deren Abtriebswelle 28 drehfest mit einem Zahnrad 17 verbunden ist. Dieses Zahnrad kämmt mit den Zahnrädern 9 und 26.

Die Versorgungs- bzw. Speisevorrichtung gemäß der Fig. 2 umfaßt wiederum einen großen Teil der Elemente, die die Vorrichtung nach Fig. 1 bilden und welche deshalb durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Man findet daher vollständig die beiden geschlossenen Kreise 1 und .2, die Pumpe 18 des offenen Kreises 3 und den "Diesel"-Motor 27,

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dessen Abtriebswelle 28 mit den Antriebswellen 1o, 16 und 25 der Pumpen 4, 11 und 18 mit Hilfe der Zahnräder 9, 17 und 26 gekuppelt ist.

Man stellt auch noch fest, daß die Speiseleitung der Pumpe 18 des offenen Kreises 3 in zwei Abschnitte 21a und 21b aufgeteilt ist, die durch ein Wegeventil 29 mit zwei Schaltstellungen verbunden sind, wobei der Leitungsabschnitt 21a mit der SpeiseÖffung 3o der Pumpe 18 und der Leitungsabschnitt 21b mit dem Vorratsbehälter 2o in Verbindung steht. Eine Leitung 31 ist einerseits mit dem Leitungsabschnitt 21a und andererseits mit dem Leitungsabschnitt 21b verbunden, während ein federbelastetes Ausflußventil 32 üblicher Bauart in dieser Leitung 31 vorgesehen ist. Ein Kühler 22 ist in dem Leitungsabschnitt 21b vorgesehen.

Eine Rückstellfeder 33 ist am Wegeventil 29 vorgesehen und hat eine, dem Druck des in dem Steuerzylinder 34 enthaltenen Fluid entgegengesetzte Wirkung, der ebenfalls mit dem Wegeventil 29 verbunden ist. Die erste 'Schaltstellung des Wegeventiles 29 entspricht der Verbindungsstellung der Leitungsabschnitte 21a und 21b, während in der zweiten Schaltstellung die Leitungsabschnitte 21a und 21b durch das Wegenventil voneinander getrennt sind. Im übrigen überwiegt in der ersten Stellung die Wirkung der Rückstellfeder 33 der Wirkung des SteuerZylinders 34. Schließlich ist ein Drehmomentmesser 35 an der Abtriebswelle 28 des Motors 27 vorgesehen und liefert an seinem Anschluß 36 eine Information über den Drehmomentwert am Ausgang des Motors 27. Der Anschluß 36 ist seinerseits mit dem Steuerzylinder 34 über eine Steuerleitung 37 verbunden, die beispielsweise durch eine Fluidleitung gebildet ist. Der Steuerzylinder 34 wird mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt, sobald der durch den Drehmomentmesser 35 festgestellte Drehmomentwert unter einen vorbestimmten Wert abfällt.

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Die Versorgungs- bzw. Speisevorrichtung nach Fig. 3 steht derjenigen .nach Fig. 2 nahe. Man findet hier den "Diesel"-Motor 27 wieder, dessen Abtriebswelle 28 mit Antriebswellen 1o, 16 und 25 der Pumpen 4, 11 und 18 der geschlossenen Kreise 1 und 2 und des offenen Kreises 3 gekuppelt ist.

Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 2 ist hier das Wegeventil 29 durch einen klassischen, regelbaren Durchflußbegrenzer 38 ersetzt. Im übrigen ist die Welle 39 eines Fliehkraftreglers 4o drehfest mit einem Zahnrad 41 verbunden, das mit dem Zahnrad 26 kämmt. Der Fliehkraftregler 4o kann beispielsweise durch den Drehzahlregler des "Diesel"-Motors 27 gebildet sein. Der Drehzahlregler 4o ist durch eine Regelverbindung 43 mit einem Regelanschluß 42 des Durchflußbegrenzers 38 verbunden.Sobald eine überdrehzahl des Motors 27 durch den Fliehkraftregler 4o festgestellt wird, wird diese Information als Steuerbefehl durch die Verbindungsleitung 43 dem Anschluß 42 in der Weise zugeführt, daß ein Schließen des Durchflußbegrenzers 38 hervorgerufen wird. Zur Orientierung ist die Verbindung 43 durch eine elektrische Leitung dargestellt, die einen Erregerstrom für einen Elektromagneten 43c überträgt, der mit dem Regelorgan des Durchflußbegrenzers 38 gekuppelt ist. Das bewegbare Glied 4oa des Fliehkraftreglers 4o ist zu diesem Zweck einem Kontakt 43a gegenüberliegend angeordnet, der mit der Leitung 43 verbunden ist und das bewegbare Glied kann an diesen Kontakt 43a zur Anlage kommen. Eine Stromquelle 4ob ist in der Leitung 43 vorgesehen. Die Verbindung kann auch durch eine Fluidleitung ersetzt sein, die ein Fluid unter Druck zu einem Steuerzylinder liefert, dessen Steuer- bzw. Regelorgan mit dem Durchflußbegrenzer 38, wie an sich bekannt, in Verbindung steht.

Die Vorrichtung nach Fig. 4 verwendet wiederum -einen der beiden geschlossenen Kreise der Fig. 3 .und zwar den Kreis 1 sowie den offenen Kreis 3. Ein Zahnrad 44 ist drehfest mit

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der Abtriebswelle 28 des "Diesel"-Motors 27 verbunden und kämmt mit den Zahnrädern ' 9 und 26. Ein Wegeventil mit drei Schaltstellungen 45 ist' durch einen Hebel 46 mit einem Fördermengenverstellglied 8 der Verstellpumpe 4 verbunden. Drei Leitungen 47, 48 und 49 sind an das Wegeventil 45 angeschlossen, die dieses Ventil mit den Leitungen 6 und 7 und dem Regelanschluß 42 des Durchflußbegrenzers 38 verbinden.

Die drei Schaltstellungen des Wegeventiles 45 entsprechen:

- In der ersten Stellung, der Stellung 8 des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe 4, der Verbindung der Leitungen 48 und 49 und dem Abschluß der Leitung 47 durch das Wegeventil 45; die Leitung 7 bildet somit die Saugleitung der Pumpe 4;

- In der zweiten Stellung oder Zwischenstellung, der Stellung 8a des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe oder der Neutralstellung dieses Gliedes der Fördermenge Null und dem Verschluß der Leitungen 47, 48 und 49 durch das Wegeventil; und

- schließlich in der dritten Stellung, der Stellung 8b des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe 4, der Verbindung der Leitungen 47 und 49 und dem Verschluß der Leitung 48 durch das Wegeventil 45; die Leitung 6 bildet diesesmal die Saugleitung der Pumpe 4.

Es sei bemerkt, daß eine Zunahme des Druckes in der Leitung 49 eine Schließung des Durchflußbegrenzers 38 hervorruft, der normalerweise durch die Wirkung der Rückstellfeder 5o offen gehalten ist.

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Die Abänderung nach Fig. 5 verwendet vollständig die Vorrichtung nach Fig. 4 mit der Ausnahme, daß das Wegeventil 45 durch ein Wegeventil 45a mit drei Schaltstellungen und der Durchflußbegrenzer 38 durch einen Durchflußbegrenzer 33a ersetzt sind'.

Die drei Schaltstellungen des Wegeventiles 4 5a entsprechen:

- in .der ersten Stellung, der Stellung 8 des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe 4, der Verbindung der Leitungen 47 und 49 und dem Verschluß der Leitung 48 durch das Wegeventil 45a; die Leitung 6 bildet nun die Speiseleitung der Pumpe 4;

- in der zweiten Stellung oder der Zwischenstellung,der Stellung 8a des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe 4 (neutrale Stellung dieses Organes mit der Fördermenge Null) und dem Verschluß der Leitungen 47, 48 und 49 durch das Wegeventil 45a;

- schließlich in der dritten Stellung^ der Stellung 8b des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe 4, der Verbindung der Leitungen 48 und 49 und dem Verschluß der Leitung 47 durch das Wegenventil 45a; die Leitung 7 bildet in diesem Fall die Speiseleitung der Pumpe 4.

Es sei bemerkt, daß ein Abfallen des Druckes in der Leitung 49 ein Schließen des Durchflußbegrenzers 38a bewirkt, der nur durch die Wirkung des Druckes am Regelanschluß 42 offengehalten ist, der der Wirkung der Feder 5oa entgegenwirkt, die ihn zu schließen sucht.

Schließlich findet man bei der Ausführungsform nach Fig. 6 die Pumpen 4.und 18 der Ausführungsform nach Fig. 4. Es sei bemerkt, daß der Motor 5a im geschlossenen Kreis. 1 ein Motor mit zwei Hubvolumen ist, der mittels eines

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Anschlusses 51 an eine Auswählleitung 52 für das Hubvolumen angeschlossen ist. Im übrigen ist ein Durchflußbegrenzer 53 in der Leitung 21 vorgesehen und einerseits mit einer Rückstellfeder 54 und einem Steuerzylinder 55, der durch ein"Fluid gespeist werden kann, dessen Druck ebenfalls, wie die Feder, den Durchflußbegrenzer offenzuhalten sucht und andererseits mit einem zweiten Steuerzylinder 56 verbunden, der ebenfalls durch ein Fluid gespeist werden kann und dessen Druck auf die Schließung des D'urchflußbegrenzers · 53 hinwirkt. Eine Hilfspumpe 57, die nachfolgend Steuerpumpe genannt wird, ist durch ihre Saugleitung 58 mit dem Vorratsbehälter 2o und durch ihre Speiseleitung 59 mit einem Wegeventil 6o mit zwei Schaltstellungen verbunden. Dieses Wegeventil 6o ist im übrigen seinerseits mit dem Vorratsbehälter 20 durch eine Leitung 61 verbunden, wobei die Auswählleitung 52 an dieses Wegeventil 6o angeschlossen ist.

Ein Rückschlagventil 62 ist außerdem noch in der Leitung 52 vorgesehen und gestattet eine Strömung des Fluids von dem Wegeventil 6o zu dem Motor 5a. Eine Beipaßleitung 63 ist an die Auswählleitung 52 beiderseits des Rückschlagventiles 62 vorgesehen, wobei eine Drossel 64 in der Beipaßleitung 63 eingebaut ist. Schließlich verbindet eine erste Steuerleitung den ersten Steuerzylinder 55 mit dem zwischen dem Rückschlagventil 62 und dem Wegeventil 60 liegenden Teil der Auswählleitung 52 und eine zweite Steuerleitung 66 verbindet den zweiten Steuerzylinder 56 mit dem zwischen dem Rückschlagventil 62 und dem Motor 5a befindlichen Teil der Auswählleitung 52.

Die beiden Schaltstellungen des Wegeventiles 6o entsprechen:

- In der ersten Stellung der Verbindung der Leitungen 52 und 59, dem Verschluß der Leitung 61 durch das Wegeventil 6o

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und der Auswahl des kleinen Hubvolumens des Motors 5a, und

- in der zweiten Stellung der Verbindung der Leitungen 52, 59 und 61 und der Auswahl des großen Hubvolumens des Motors 5a.

Durch die Darstellung der Funktionsweise der Versorgungsbzw. Speisevorrichtungen, die weiter oben beschrieben wurden, ergibt sich ein besseres Verständnis für die Vorteile, die sich aus ihrer Anwendung ergeben.

Bezugnehmend auf die Vorrichtung nach Fig. 1 stellt man fest, daß der Maschinenführer einen Hebel 24 des Durchflußbegrenzers betätigen kann, wenn er eine abnormale Funktionsweise der Maschine, wie z.B. eine erhöhte Geschwindigkeit der Maschine oder ein Hochjagen des "Diesel"-Motors 27 feststellt, wodurch der Durchflußquerschnitt der Leitung 21 vermindet wird. Hierdurch-wird eine Behinderung für die Förderung des Fluids durch die Pumpe 18 und demgemäß eine Verzögerung der Drehgeschwindigkeit der Welle 25 dieser Pumpe hervorgerufen. Die verschiedenen, mit der Welle 25 gekuppelten Elemente, zu denen sowohl die Abtriebswelle 28 des Motors 27 als auch die Antriebswellen To und 16 der Pumpen 4 und 11 zählen, werden ebenfalls gebremst. Die Fördermengen der Pumpen 4 und 11 werden ebenfalls verringert und die Motoren 5 und 12 sind somit auch abgebremst. Als Folge hiervon verschwindet die Anomalie der Übergeschwindigkeit. Natürlich ruft die Drosselung der Strömung durch den Durchflußbegrenzer 23 eine Erhöhung der Temperatur des Fluids hervor. Deshalb ist es notwendig,, das Fluid mit Hilfe eines Kühlers 22 zu,kühlen. Es ist vorteilhaft, den Kühler 22 entsprechend der Darstellung in

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der Speiseleitung 21 hinter dem Durchflußbegrenzer 23 an derjenigen Stelle anzuordnen, an der die Temperatur des Fluids erhöht ist. Es ist klar, daß die Wirksamkeit des Kühlers 22 an dieser Stelle aiii größten ist.

Es ist manchmal vorteilhaft, den Durchflußbegrenzer automatisch zu steuern. Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 und 4 entsprechen dieser Notwendigkeit.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 wird die Verminderung des durch die Abtriebswelle 28 des Motors 27 übertragenen Drehmomentes durch einen Drehmomentmesser 35 festgestellt. Diese Vermindung zeigt an, daß der Motor 27 gefahrlos nicht mehr die Pumpen 4, 11 und 18 anzutreiben, sondern im Gegenteil von diesen Pumpen angetrieben wird. Wenn das abgegebene Drehmoment einen Wert unterhalb eines festgelegten Wertes erreicht, besteht die Gefahr des Hoqhdrehens des Motors 27 und der Überschreitung der maximalen aus Sicherheitsgründen zulässigen Drehzahl der Maschine. Diese Information wird durch eine Verbindung 37 einem Steuerzylinder 34 zugeführt, der das Wegeventil 29 in seine zweite Stellung bringt. Die normale Förderung der Pumpe 13 ist somit unterbrochen, was diese Pumpe energisch abbremst, wodurch als Folge hiervon der Motor 27 ebenfalls abgebremst wird. Um jedoch ein für die Maschine möglicherweise schädliches plötzliches Anhalten sowie einen zu hohen überdruck in dem Leitungsabschnitt 21a zu vermeiden, ist eine Ab zweigung von dem Abschnitt 21a in Form der Leitung 31 vorgesehen, die mit einem als Druckbegrenzer arbeitenden Ausflußventil 32 versehen ist.

Es ist ganz offensichtlich, daß die Vorrichtung nach Fig. eine der Funktionsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 entsprechende Funktionsweise aufweist, abgesehen davon, daß die

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in Betracht kommende Information zur Steuerung des Verschließens, im vorliegenden Fall des Verschließens des Durchflußbegrenzers 38, aus der Erfassung einer überdrehzahl durch den Fliehkraftregler 40 und nicht aus der Erfassung der Verminderung des von der Abtriebswelle 28 abgegebenen Drehmomentes herrührt.

Die Information, die das Schließen des Durchflußbegrenzers 38 nach Fig. 4 steuert, besteht in dem Erfassen einer Druckerhöhung des in der Saugleitung 6 oder 7 entsprechend der Funktionsweise der Pumpe 4 vorhandenen Fluids. Tatsächlich verrät eine solche Drucksteigerung die Neigung der Pumpe 4, als Motor zu arbeiten, woraus die Gefahr einer Überdrehzahl des Hydraulikmotors 5 offenkundig wird. Wenn beispielsweise das Fördermengenverstellglied der Pumpe 4 sich in der Stellung 8 befindet, fördert die Pumpe das Fluid in die Leitung Sobald bei dieser Ausführungsform sich der Druck anormal in den Leitungen 7 und 48 erhöht, wird diese Information durch die Leitung 49 zu dem Anschluß 42 v/eitergeleitet und bewirkt ein Schließen des Durchflußbegrenzers 38 und somit eine Verzögerung der Drehzahl der Welle 25 der Pumpe 18 und eine Verminderung des vorerwähnten Risikos bezüglich der überdrehzahl.

Die gleiche Funktionsweise wird selbstverständlich auch erreicht, wenn das Fördermengenverstellglied in'der Stellung 8b steht.

Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 5 steht derjenigen nach Fig. 4 sehr nahe. Lediglich die in Betracht kommende Information hat sich geändert und ist nun gebildet durch einen Druckabfall des Fluids in der Speiseleitung 7 oder 6 der Pumpe je nach Betriebszustand dieser Pumpe 4. Unter Berücksichtigung der neuen Definition der Regelung des Durchflußbegrenzers 38a bev/irkt ein Druckabfall ebenso ein

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Schließen des Durchflußbegrenzers, was indirekt eine Verminderung der Drehzahl der Welle 25 der Pumpe 18 und eine Ausschaltung des festgestellten Risikos bezüglich der Überdrehzahl hervorruft.

Schließlich beruht bei der Ausführungsform nach Fig. 6 die das Schließen des Durchflußbegrenzers 53 steuernde Information auf der Auswahl des großen Hubvolumens des ' Motors 5a. Wenn der Führer der Maschine, die den Kreis enthält, das große Hubvolumen wählt, so wünscht er eine geringere Geschwindigkeit des Motors 5a zu erhalten. Im Moment des Wechselns des Hubvolumens gelangt der Motor von seiner großen zu seiner kleineren Geschwindigkeit. Es ist nun zweckmäßig, eine Verzögerung der Welle des Motors beispielsweise durch Einschalten des Durchflußbegrenzers 53 herbeizuführen. Hierdurch wird dieses Ziel wirksam erreicht.

Tatsächlich erfolgt die Ausv/ahl des großen Hubvolumens des Motors 5a, wie dies weiter oben erläutert wurde, durch Verschieben des Wegeventils 6o in seine zweite Stellung. Plötzlich steht nun der Steuerzylinder 55 mit dem Vorratsbehälter 2o durch die Leitungen 65, 52 und 61 in Verbindung. Im Gegensatz hierzu nimmt der Druck nur progressiv in dem Steuerzylinder 56 ab, weil die freie Verbindung mit dem Vorratsbehälter 20 durch die Leitungen 66, 52, 63, 52 und durch das Rückschlagventil 62 unterbunden und durch die Drossel 64 behindert ist. Der Druck bleibt deshalb im Augenblick in dem Steuerzylinder 56 erhalten, während er in dem Steuerzylinder 55 Null ist. Dieser Zustand bewirkt das Schließen des Durchflußbegrenzers 53 und demzufolgen die gewünschte Verzögerung.

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Die weiter oben erläuterten Vorrichtungen umfassen Abänderungen, die sich im Rahmen- der Erfindung bewegen.

So kann die Pumpe 18 des offenen Kreises 3 außer der Funktion der Begrenzung der Geschwindigkeit, wie dies beschrieben wurde, auch der Speisung eines unabhängigen Kreises, wie z.B. eines Arbeitszylinders, dienen, was für jede der Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 6 gilt. Es kann der Fall vorliegen, daß bei dieser Voraussetzung die Motoren der geschlossenen Kreise 1 und 2 die linke bzw. rechte Raupe einer Raupen-Baumaschine antreiben, während die Pumpe 18 des offenen Kreises 3 den oder die Arbeitszylinder des Arbeitsgerätes dieser Maschine speist. Die Anwendung einer derartigen Ausgestaltung ist insbesondere bei einem Raupenladegerät vorteilhaft.

Die geschlossenen Kreise und 1 und/oder 2 sind im allgemeinen bei Füllvorrichtungen und Vorrichtungen zur Begrenzung des Überdruckes vorgesehen, welche klassischer Rauart sind, jedoch hat man geschlossene Kreise nicht in dieser Ausgestaltung und Funktionsweise bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgefunden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Γ1 Λ Vorrichtung für die Druckfluidversorgung, umfassend >—zumindest einen geschlossenen Kreis mit einer Verstellpumpe, die mit einer Antriebswelle versehen und frei von einer Förderbegrenzung ist, zumindest einen offenen Kreis mit einer, mit einer Antriebswelle versehenen Pumpe und einem Antriebsmotor für diese Pumpen mit einer Abtriebswelle, an der die Antriebswellen der Pumpen angekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußbegrenzer (ζ,B. 23) in der einzigen Speiseleitung (21) der Pumpe (18) des offenen Kreises (3) vorgesehen ist und eine Drossel umfaßt, deren geometrische Gestalt von dem Druck des Fluids in dem unmittelbar stromaufwärts des Durchflußbegrenzers vorgesehenen Abschnitt der Speiseleitung unabhängig ist,und daß der offene Kreis in an sich bekannter Weise einen Vorratsbehälter (2o) und einen Kühler (22) für das Fluid aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußbegrenzer (23) im offenen Kreis (3) mit einer willkürlich betätigbaren Steuereinrichtung (24) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußbegrenzer (23) im offenen Kreis (3) mit einer automatisch arbeitenden Steuereinrichtung

(34) versehen ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußbegrenzer ein Wegeventil (29) mit zwei Schaltstellungen umfaßt, das mit einem Rückstellorgan (33) verbunden ist, und einen durch" ein Fluid beaufschlagten Steuerzylinder (34) aufweist, dessen Wirkung auf das Wegeventil (29) dem Rückstellorgan entgegengerichtet ist, wobei inder ersten Schaltstellung, die das Wegeventil unter der Wirkung des Rückstellorganes (33) einnimmt, die an das Wegeventil angeschlossenen Leitungsabschnitte (21a, 21b) miteinander verbunden und in der zweiten Schaltstellung die Leitungsabschnitte (21a, 21b) voneinander getrennt sind, daß ein Drehmomentmesser (35) an der Abtriebswelle (28) des Motors (27) vorgesehen ist, und daß eine Information, die den Wert des Steuer-Drehmomentes (37) betrifft, den Steuerzylinder (34) des Wegeventiles (29) beaufschlagt, sobald der Wert des Drehmomentes unter einen bestimmten Wert absinkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtriebswelle (28) des Motors (27) ein Fliehkraftregler (4o) angeschlossen ist, durch den die Schließung des Durchflußbegrenzers steuerbar (4oa bis 43a) ist, sobald eine Überdrehzahl des Motors (27) festgestellt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegeventil (45) mit drei Schaltstellungen mit zwei Hauptleitungen (6, 7) einer Verstellpumpe (4) eines geschlossenen Kreises (1) durch zwei Hilfsleitungen (47, 48) und mit einem Steuerorgan (42) des Durchflußbegrenzers (38) des offenen Kreises (3) durch eine Steuerleitung (49) verbunden ist, daß das Wegeventil

(45) mit dem Fördermengenverstellglied (8) der Verstellpumpe (4) gekuppelt ist, daß von den drei Schaltstellungen des Wegeventiles (45) die mittlere Stellung einem Ab-

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sperren der beiden Hilfsleitungen (47, 48) durch das Wegeventil (45) und einer neutralen Stellung (8a) mit der Fördermenge Null des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe und die beiden äußeren Stellungen einer Verbindung der Steuerleitung (49) einerseits mit der einen (47) , und andererseits mit der anderen (48) der Hilfsleitungen (47, 48), sowie einer der äußeren Stellungen (8, 8b) des Fördermengenverstellgliedes entsprechen, in denen eine Speisung der einen oder der anderen Hilfsleitung (47, 48) erfolgt, und daß die Schließung des"Durchflußbegrenzers (38) durch einen Überdruck des Fluids in derjenigen Hilfsleitung (47, 48) steuerbar ist, die mit der Steuerleitung (49) in einer entsprechenden äußeren Stellung des Wegeventiles (45) verbunden ist und die in diesem Moment die Saugleitung der Verstellpumpe (4) bildet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegeventil (45a) mit drei Schaltstellungen mit zwei Hauptleitungen (6, 7) einer Verstellpumpe (4) eines geschlossenen Kreises (1) durch zwei Hilfsleitungen (47, 48) und mit einem Steuerorgan (42) des Durchflußbegrenzers (38a) des offenen Kreises (3) durch eine Steuerleitung (49) verbunden ist, daß das Wegeventil (45a) mit dem Fördermengenverstellglied (8) der Verstellpumpe (4) gekuppelt ist, daß von den drei Schaltstellungen des Wegeventiles (45a) die mittlere Stellung einem Absperren der beiden Hilfsleitungen (47, 48) durch das Wegeventil (45a) und einer neutralen Stellung (8a) mit der Fördermenge Null des Fördermengenverstellgliedes der Verstellpumpe und die beiden äußeren Stellungen einer Verbindung der Steuerleitung (49) einerseits mit der einen (47), und andererseits mit der anderen (48) der Hilfsleitungen (47, 48), sowie einer der äußeren Stellungen (8, 8b) des Fördermengenverstellgliedes entsprechen, in denen eine

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Speisung der einen oder der anderen Hilfsleitung (47, 48) erfolgt, und daß die Schließung des Durchflußbegrenzers (38a) durch einen Druckabfall des Fluids in derjenigen Hilfsleitung (47, 48) steuerbar ist, die mit der Steuerleitung (4 9) in einer entsprechenden äußeren Stellung des Wegeventiles (45a) verbunden ist und die in diesem Moment die Speiseleitung der Verstellpumpe (4) bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbraucher (Motor 5a) in einem geschlossenen Kreis (1) zwei Hubvolumina und eine Auswahlvorrichtung

(51) für eines der Hubvolumen aufweist, die mit dem Verbraucher (5a) durch eine Auswählleitung (52) verbunden ist, daß ein Rückschlagventil (62) in der Auswählleitung

(52) vorgesehen ist, das.eine Strömung zum Verbraucher (5a) zuläßt, während eine Beipaßleitung (63) an die Auswählleitung (52) zu beiden Seiten des Rückschlagventiles (62) angeschlossen ist und in der Beipaßleitung (63) eine Drossel (64) vorgesehen ist, daß der Durchflußbegrenzer (53) des offenen Kreises (3) einerseits mit einem Rückstellorgan (54) und einem ersten Steuerzylinder (55), die beide in Richtung einer öffnung des Durchflußbegrenzers wirken und andererseits mit einem zweiten Steuerzylinder (56) versehen ist, der in Richtung des Schließens des Durchflußbegrenzers wirkt,und daß der erste Steuerzylinder (55) durch eine erste Steuerleitung (65) mit der Auswählleitung (52) stromabwärts des Rückschlagventiles (62) in bezug auf den Verbraucher (5a), der zweite Steuerzylinder (56) durch eine zweite Steuerleitung (66) mit der Auswahlleitung (52) stromaufwärts des Rückschlagventiles (62) in bezug auf den Verbraucher (zwischen Rückschlagventil und Verbraucher) verbunden ist.

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