DE2524466A1

DE2524466A1 - Leakage loss compensator for fluid circuits - has compensation valve with control piston for secondary flow

Info

Publication number: DE2524466A1
Application number: DE19752524466
Authority: DE
Inventors: Helmut Motzer; Gottfried Walter
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1976-12-16

Abstract

The appliance is for the compensation of leakage losses in fluid circuits, esp. in hydrostatic or hydrodynamic units with changing load. A defined secondary flow is taken off the fluid circuit, and controlled by the static pressure in the circuit. The compensation valve for the process consists of a housing with supply and return, and a displaceable control piston. The control piston (20) is charged on one of its end surfaces (4) by the static pressure of the fluid, against a counter force. The piston has a control unit (28) to control the supply (14) according to the fluid pressure. The other end surface of the piston is charged by a compression spring (40). The piston is guided in a sleeve (18) with a supply aperture (22) and a ring channel (26).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich von Leckverlusten in einem fluidischen Kreislauf Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausgleich von Leckverlusten in einem fluidischen Kreislauf, insbesondere zum Ausgleich von Leckflüssigkeit bei hydrostatischen oder hydrodynamischen Einrichtungen mit wechselnder Belastung.Method and device for compensating leakage losses in one fluidic circuit The invention relates to a method and a device to compensate for leakage losses in a fluidic circuit, in particular for Compensation of leakage fluid in hydrostatic or hydrodynamic devices with changing loads.

In fluidischen Kreisläufen entstehen Leckverlustströme, deren Ursachen bekannt sind, die jedoch nicht vollständig beseitigt werden können. So muß beispielsweise eine dynamische Dichtung ständig eine benetzte Gleitfläche haben, wodurch Leckverluste entstehen.Leakage flows and their causes arise in fluidic circuits are known but cannot be completely eliminated. So must for example a dynamic seal will always have a wetted sliding surface, thus reducing leakage losses develop.

Diese Leckverluste steigen mit zunehmendem Druck des Fluids an, wobei die Druckzunahme z.B. eine Folge einer Belastungsänderung eines in dem fluidischen Kreis liegenden Arbeitselementes sein kann.These leakage losses increase as the pressure of the fluid increases, whereby the pressure increase e.g. a consequence of a change in load one can be working element lying in the fluidic circuit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, Leckverluste in einem fluidischen Kreislauf, insbesondere bei Belastungsänderungen zu kompensieren.The invention is therefore based on the object of a method and to specify a device that allow leakage losses in a fluidic To compensate for the circulatory system, especially when there is a change in load.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem fluidischen Kreislauf ein definierter Nebenstrom entnounen wird, der abhängig vom statischen Druck in dem Kreislauf gesteuert wird.According to the invention this is achieved in that the fluidic circuit a defined bypass flow is taken, which depends on the static pressure in the cycle is controlled.

Hierdurch wird erreicht, daß ein fluidisches Arbeitselement z.B. ein Hydro-Motor unabhängig vom Belastungsgrad bzw. von Belastungsänderungen mit konstanter Drehfrequenz läuft.Hereby it is achieved that a fluidic working element e.g. Hydro motor independent of the degree of load or changes in load with constant Rotational frequency is running.

Ein geeignetes Kompensationsventil zur Durchführung des Verfahren, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zulauf und einen Rücklauf, sowie einem in dem Gehäuse verschiebbar geführten Steuerkolben, ist vorzugsweise derart ausgebiliet, daß der Steuerkolben auf einer seiner Stirnseiten durch den statischen Druck des Fluids entgegen einer Gegenkraft beaufschlagt wird und daß er mit wenigstens einer Steuerfläche oder Steuerkante versehen ist, durch die der Zulauf abhängig vom Druck des Fluids einstellbar ist.A suitable compensation valve to carry out the procedure, consisting of a housing with an inlet and a return, as well as an in the control piston displaceably guided by the housing, is preferably designed in such a way that that the control piston on one of its front sides by the static pressure of the Fluid is acted upon against a counterforce and that he is with at least one Control surface or control edge is provided through which the inlet depends on the pressure of the fluid is adjustable.

Der Zulauf kann hierbei auch voll geöffnet oder voll gesperrt werden.The inlet can also be fully opened or fully blocked.

Die Gegenkraft für den Steuerkolben wird zweckmäßigerweise durch eine geeignete Druckfeder aufgebracht.The counterforce for the control piston is expediently by a suitable compression spring applied.

Der Steuerkolben ist vorzugsweise in einer Büchse geführt, die mit wenigstens einer Zulauföffnung und einem Ringkanal versehen ist, während der Steuerkolben wenigstens eine Regelkerbe oder Drosselkerbe an seinem Außenumfang aufweist, die im wesentlichen im Bereich des Ringkanales liegt und mit diesem zusammenwirkt.The control piston is preferably guided in a bushing with at least one inlet opening and an annular channel is provided, while the control piston at least one rule notch or Throttle notch on its outer circumference which lies essentially in the region of the annular channel and interacts with it.

Zusätzlich kann eine z.B. manuell einstellbare nachgeschaltete Drossel vorgesehen werden, mit der der gewünschte Fluid-Strom z.B. bei minimalem Betriebsdruck eingestellt werden kann.In addition, a manually adjustable downstream throttle can be used can be provided with which the desired fluid flow, e.g. at minimum operating pressure can be adjusted.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 schematisch einen fluidischen Kreislauf zeigt.An example embodiment of the invention is provided below explained with reference to the drawing, in FIG. 1 schematically a fluidic circuit shows.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines Kompensationsventiles.Fig. 2 shows in section a preferred embodiment of a compensation valve.

Der Kreislauf nach Fig. 1 besteht aus einer Pumpe 60, die in geeigneter nicht dargestellter Weise angetrieben wird und z.B.The circuit of Fig. 1 consists of a pump 60, which is suitable is driven in a manner not shown and e.g.

einen konstanten Druckölstrom abgibt. Nach der Pumpe 60 ist ein Druckbegrenzungsventil 62 in einer Zweigleitung eingeschaltet, das den Systemdruck begrenzt. Durch eine Leitung 64 fördert die Pumpe 60 das Drucköl (oder ein anderes geeignetes Druckfluid) zu dem in einer Nebenleitung liegenden Kompensationsventil 10 und dann weiter über eine Leitung 70 zu einem Verbraucher 66, beispielsweise einem Hydromotor, der durch eine Belastung 68, z.B. eine Arbeitsmaschine, die er antreibt, beaufschlagt wird.delivers a constant flow of pressurized oil. After the pump 60 is a pressure relief valve 62 switched on in a branch line which limits the system pressure. By a Line 64 conveys the pump 60 the pressure oil (or another suitable pressure fluid) to the compensation valve 10 located in a secondary line and then further over a line 70 to a consumer 66, for example a hydraulic motor, which by a load 68, e.g., a work machine which it powers, is applied.

Die Pumpe entnimmt das Drucköl aus einem Behälter 72, zu welchem die Rückläufe des Druckbegrenzungsventiles 62, des Kompensationsventiles 10 und des Verbrauchers 66 zurückführen.The pump takes the pressure oil from a container 72 to which the Returns of the pressure relief valve 62, the compensation valve 10 and the Consumer 66 return.

Die gesamte durch die Leitung 64 strömende Flüssigkeitsmenge wird somit aufgeteilt in einen Hauptstrom, der über die Leitung 70 zum Verbraucher 66 strömt und in einen Nebenstrom der zum und durch das Kompensationsventil 10 strömt.The total amount of liquid flowing through line 64 is thus divided into a main stream that flows via line 70 to consumer 66 flows and into a bypass of the to and through the compensation valve 10 flows.

Wird nun der Verbrauchermotor 66 belastet oder ändert sich seine Belastung, so baut sich ein entsprechender Druck vor dem Verbrauchermotor 66 in der Leitung 70 auf bzw. es entsteht bei einer Änderung der Belastung eine entsprechende Druckänderung in der Leitung 70, wobei jedoch der Maximaldruck durch das Druckbegrenzungsventil 62 begrenzt wird. Infolge des Druckaufbaus oder der Druckerhöhung vor dem Verbrauchermotor 66 entsteht Leckflüssigkeit an der Pumpe, am Verbraucher und an den Ventilen. Die Folge hiervon ist, daß der Verbrauchermotor 66 von seiner Soll-Drehfrequenz abweicht.If the consumer motor 66 is now loaded or if its load changes, a corresponding pressure builds up in the line upstream of the consumer motor 66 70 or there is a corresponding change in pressure when the load changes in line 70, but with the maximum pressure through the pressure relief valve 62 is limited. As a result of the pressure build-up or the pressure increase in front of the consumer motor 66, leakage fluid occurs on the pump, on the consumer and on the valves. the The consequence of this is that the consumer motor 66 deviates from its setpoint rotational frequency.

Das Kompensationsventil 10 sperrt nun, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, bei einem derartigen Druckaufbau den Nebenstrom, der durch das Ventil strömt, entsprechend der Druckveränderung mehr oder weniger stark ab, so daß die Leckverluste ausgeglichen werden und der Verbrauchermotor 66 seine Solldrehfrequenz beibehält.The compensation valve 10 now blocks, as detailed below is described, with such a pressure build-up, the bypass flow that flows through the Valve flows more or less strongly depending on the pressure change, see above that the leakage losses are compensated and the consumer motor 66 its setpoint rotational frequency maintains.

Fig. 2 zeigt das Kompensationsventil 10, das aus einem Gehäuse 12 mit einem Zulauf 14 und einem Rücklauf 16 aufgebaut ist.FIG. 2 shows the compensation valve 10, which consists of a housing 12 is constructed with an inlet 14 and a return 16.

Der Zulauf 14 ist an die Leitung 64 (Fig. 1) angeschlossen, während der Rücklauf 16 zum Ölbehälter 72 führt.The inlet 14 is connected to the line 64 (Fig. 1) while the return 16 leads to the oil tank 72.

In dem Gehäuse 12 ist eine Büchse 18 angeordnet, in der ein Steuerkolben 20 verschiebbar geführt ist. Wie die Figur zeigt, ragt der untere Teil der Büchse 18 in eine Kammer 24 des Gehäuses 12 hinein, die mit dem Zulauf 14 in Verbindung steht.In the housing 12 a sleeve 18 is arranged in which a control piston 20 is slidably guided. As the figure shows, the lower part of the can protrudes 18 into a chamber 24 of the housing 12, which is connected to the inlet 14 stands.

Die Büchse 18 hat in ihrer Wand wenigstens eine Durchgangsöffnung 22 (in der Zeichnung sind zwei derartige sich gegenüberliegende öffnungen dargestellt), die in einen inneren Ringkanal 26 mündet.The sleeve 18 has at least one through opening in its wall 22 (in the drawing two such opposite openings are shown), which opens into an inner annular channel 26.

Der Steuerkolben 20 befindet sich in Fig. 2 in seiner einen Endstellung, in der der Zulauf voll geöffnet und mit dem Rücklauf 16 verbunden ist.The control piston 20 is in its one end position in FIG. 2, in which the inlet is fully open and connected to the return 16.

Der Steuerkolben 20 hat nun wenigstens eine Steuerkante, die rnit dem Ringkanal 26 der Büchse 18 zusammenwirkt. Die Steuerkante kann als Kerbe 28 ausgebildet sein, die sich in Axialrichtung erstreckt und deren Breite, Tiefe und Neigung nach der gewünschten Regelcharakteristik gewählt werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei sich diametral gegenüberliegende Regelkerben 28 am unteren Teil des Steuerkolbens 20 angeordnet, die im Axialschnitt etwa keilförmige Form haben, wie Fig. 2 zeigt.The control piston 20 now has at least one control edge, which with the annular channel 26 of the sleeve 18 cooperates. The control edge can be used as a notch 28 be formed, which extends in the axial direction and whose width, depth and Inclination can be selected according to the desired control characteristic. In the illustrated Embodiment are two diametrically opposite control notches 28 on the lower Part of the control piston 20 is arranged, which is approximately wedge-shaped in axial section have, as Fig. 2 shows.

Der Zulauf 14 steht über diese Kerben, einen Ringraum 30, wenigstens eine Bohrung 32 in der Büchse 18, sowie über einen Kanal 34 mit dem Rücklauf 16 in Verbindung.The inlet 14 is above these notches, an annular space 30, at least a bore 32 in the sleeve 18, and via a channel 34 with the return 16 in connection.

Zwischen den Kanal 34 und den Rücklauf 16 kann eine fest eingestellte, aber verstellbare, Drossel 36 geschaltet sein, die durch eine Spindel 35 verstellbar ist.Between the channel 34 and the return 16, a permanently set, but adjustable, throttle 36 can be connected, which can be adjusted by a spindle 35 is.

Die Büchse 18 hat an ihrem in der Zeichnung oberen Ende eine verbreiterte Schulter 38, die unter Zwischenschaltung einer nicht näher bezeichneten Dichtung auf einem entsprechenden Ansatz des Gehäuses 12 aufsitzt.The sleeve 18 has a widened at its upper end in the drawing Shoulder 38, with the interposition of an unspecified seal is seated on a corresponding approach of the housing 12.

Durch einen Ansatz 51 einer in das Gehäuse 12 eingeschraubten Hülse 50, auf deren Zweck noch eingegangen wird, wird die Büchse 18 gegen das Gehäuse 12 angedrückt.Through an extension 51 of a sleeve screwed into the housing 12 50, the purpose of which will be discussed later, the sleeve 18 is against the housing 12 pressed.

In der Hülse 50 ist eine Druckfeder 40 angeordnet, deren eines Ende sich gegen eine mit dem Steuerkolben 20 verbundenen Scheibe 42 abstützt, die bei der dargestellten Endstellung auf der Schulter 38 der Büchse 18 aufliegt. Der Innenraum der Hülse 50, in welchem die Feder 40 angeordnet ist, ist über eine Bohrung 43 und einen Kanal 44 zum Rücklauf 16 druckentlastet.In the sleeve 50, a compression spring 40 is arranged, one end of which is supported against a disk 42 connected to the control piston 20, which at the illustrated end position on the shoulder 38 of the sleeve 18 rests. The interior the Sleeve 50, in which the spring 40 is arranged, is via a Bore 43 and a channel 44 to return 16 relieved of pressure.

Das in der Zeichnung obere Ende der Druckfeder 40 stützt sich gegen einen Bund (oder eine entsprechende Scheibe) eines Bolzens 48 ab, der in einer auf die Hülse 50 geschraubten Gewindekappe 52 gehalten und in der letzteren mittels eines Gewindestückes 46 verstellt werden kann. Die eingestellte Stellung des Bolzens 48 kann durch eine Gegenmutter 54 gesichert werden. Die Druckfeder 40 kann somit über den Bolzen 48 geeignet vorgespannt werden.The upper end of the compression spring 40 in the drawing is supported against it a collar (or a corresponding washer) of a bolt 48, which is in a the sleeve 50 screwed threaded cap 52 and held in the latter by means a threaded piece 46 can be adjusted. The set position of the bolt 48 can be secured by a lock nut 54. The compression spring 40 can thus be suitably pretensioned via the bolt 48.

Sowohl der Bolzen 48 wie auch die Gewindekappe 52 sind mit entsprechenden, nicht näher bezeichneten Dichtungen versehen.Both the bolt 48 and the threaded cap 52 are equipped with corresponding, unspecified seals provided.

Das Ventil nach Fig. 2 arbeitet folgendermaßen: Das Drucköl (oder ein anderes Fluid) strömt durch den Zulauf 1-4 in die Kammer 24 und es beaufschlagt die Stirnfläche 74 des Regelkolbens 20. Die Kammer 24 ist gegenüber dem Ringkanal 76 durch eine nicht näher bezeichnete Dichtung abgedichtet. Das Drucköl strömt ferner aus der Kammer 74 durch die Bohrungen 22 in den Ringkanal 26, aus diesem durch die Regelkerben 28 zum Ringkanal 30, dann weiter durch die Bohrungen 32, den Kanal 34 und über die Drossel 36 zum Rücklauf 16.The valve of Fig. 2 works as follows: The pressure oil (or another fluid) flows through inlet 1-4 into chamber 24 and acts on it the end face 74 of the control piston 20. The chamber 24 is opposite the annular channel 76 sealed by an unspecified seal. The pressure oil also flows from the chamber 74 through the bores 22 in the annular channel 26, from this through the Control notches 28 to the annular channel 30, then further through the bores 32, the channel 34 and via the throttle 36 to the return line 16.

Die Feder 40 ist nun so ausgelegt, daß bei minimalem Druck der Regelkolben 20 an der Büchse 18 anliegt, d.h. er nimmt die in der Fig. 2 dargestellte Posiiton ein.The spring 40 is now designed so that the control piston at minimum pressure 20 rests against the sleeve 18, i.e. it takes the position shown in FIG a.

Steigt nun der Druck im Zulauf 14, so steigt auch die auf die Stirnfläche 74 des Kolbens 20 wirkende Kraft, wodurch der Kolben gegen die Kraft der Feder 40 nach oben in Fig. 2 bewegt wird, was zur Folge hat, daß der innere Ringkanal der Büchse 18 mehr oder weniger durch die Regelkerben 28 abgedeckt wird, wodurch der durch das Ventil hindurchströmende Flüssigkeitsstrom gedrosselt wird.If the pressure in the inlet 14 now rises, the pressure on the end face also rises 74 of the piston 20 acting force, whereby the piston against the force of the spring 40 is moved upward in Fig. 2, with the result that the inner annular channel of the Bushing 18 is more or less covered by the control notches 28, whereby the the flow of liquid flowing through the valve is throttled.

Bei maximalem in dem System auftretenden Druck ist der Ringkanal 26 vollständig durch den zylindrischen Teil des Kolbens 20, der sich unter entsprechender Zusammendrückung der Feder 40 nach oben bewegt hat, überdeckt, so daß c e durch den Ringkanal 26 und die Regelkerben 28 gebildete Drossel vollständig geschlossen ist.At the maximum pressure occurring in the system, the annular channel is 26 completely through the cylindrical part of the piston 20, which is located under corresponding Compression of the spring 40 has moved upwards, covered so that c e through the annular channel 26 and the control notches 28 formed throttle completely closed is.

Bei Zwischendrücken nimmt der Regelkolben 20 eine entsprechende Zwischenstellung ein.With intermediate pressures, the control piston 20 assumes a corresponding intermediate position a.

Durch eine geeignete Gestaltung der Kerbe oder Kerben 28 kann eine gewünschte Regel-Kennlinie erreicht werden.By suitably designing the notch or notches 28, a desired control characteristic can be achieved.

Claims

Expectations

1. Method to compensate for leakage losses in a fluidic Circuit, especially to compensate for leakage in hydrostatic or hydrodynamic devices with changing loads, thereby g e -k e n n z E i c h n e t that a defined secondary stream is taken from the fluidic circuit which is controlled depending on the static pressure in the circuit.

2. Compensation valve for performing the method according to claim 1, consisting of a housing with an inlet and a return, as well as a control piston displaceably guided in the housing, thereby g e -k e n n z e i c h n e t that the control piston (20) on one of its end faces (74) by the static Pressure of the fluid can be acted upon against a counterforce and that it is at least a control device (28) is provided, through which the inlet (14) is dependent on Pressure of the fluid can be regulated.

3. Valve according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t, that the control piston is acted upon on its other end face by a compression spring (40) is.

4. Valve according to claim 2 or 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the control piston (20) is guided in a sleeve (18) with at least an inlet opening (22) and an annular channel (26) is provided.

5. Valve according to claim 2, 3 or 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the control device of the regulating piston (20) in the form of at least a regulating notch (28) is formed, which is arranged on the outer circumference of the regulating piston is and together with the annular channel (20) forms a throttle.

6. Valve according to one of claims 2 to 5, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that an adjustable throttle (36) is arranged in the return (16).

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