DE2551491A1

DE2551491A1 - Vorrichtung zum steuern hydrostatischer getriebe mit veraenderbarem schluckvolumen

Info

Publication number: DE2551491A1
Application number: DE19752551491
Authority: DE
Inventors: Carlo Pensa
Original assignee: Massey Ferguson Services NV
Current assignee: Massey Ferguson Services NV
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1976-07-29
Also published as: US4013380A; GB1523279A; FR2291383A1; FR2291383B1

Description

Massey-Ferguson Services N. V., Abraham de Veerstraat 7 a, Curacao, Netherlands Antilles

Vorrichtung zum Steuern hydrostatischer Getriebe mit veränderbarem Schluckvolumen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern hydrostatischer Getriebe mit veränderbarem Schluckvolumen. Bei solchen Anlagen wird eine Pumpe mit veränderlicher Fördermenge verwendet, um Flüssigkeit, d.h. Druckmittel, einem Motor mit veränderbarem Schluckvolumen zuzuführen.

Der Druck der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit ist dabei abhängig von der jeweiligen Motorbelastung. Es ist daher üblich, ein Oberdruckventil vorzusehen, um die Pumpe vor excessiven Überdrücken zu schützen. Wenn das Oberdruckventil abläßt, fördert die Pumpe weiter Flüssigkeit, die durch das Ventil hindurchläuft und die gesamte Flüssigkeit erhitzt.

Pumpen mit veränderlicher Fördermenge sind daher mit einer Ausgleichsvorrichtung ausgerüstet, die auf den durch die Pumpe geförderten Flüssigkeitsdruck anspricht und die Pumpenförderung reduziert, wenn der Druck ein vorherbestimmtes Niveau erreicht hat.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontrollvorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die ohne die Fördermenge zu beeinflussen bei einem vorherbestimmten Druck arbeitet, und in ihrem Aufbau robust und einfach herzustellen ist.

Dies wird dadurch erreicht, daß, ausgehend von einer hydraulischen Maschine mit veränderlichem Schluckvolumen und entsprechenden Einstellmitteln, die durch eine Servoeinrichtung betätigt werden, wobei die Druckmittel förderung von oder zur Servoeinrichtung durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit einer Handbetätigung ausgestattet ist, erfindungsgemäß eine Übersteuerungseinrichtung für das Ventil vorgesehen ist, die durch eine Kolben-Zylinderanordnung betätigt wird, sobald der Druckmitteldruck in der hydraulischen Maschine einen vorherbestimmten Grenzwert erreicht, wobei der Kolben in dem Zylinder verschiebbar ist und ihn in zwei Kammern unterteilt, die über eine Drosselstelle miteinander verbunden sind und die eine Kammer an die zum Motor führende Druckleitung angeschlossen ist, während die andere Kammer mit einem Druckregler verbunden ist, der bei Erreichung des vorherbestimmten Druckes in der Kammer öffnet, so daß der Kolben sich im Zylinder bewegt und die Einrichtung zur Übersteuerung des Ventiles betätigt.

Vorzugsweise ist der Druckregler ein in die Leitung von der Zylinderkammer zum Sumpf eingesetztes federbelastetes Kegelventil.

Die Übersteuerungseinrichtung weist einen Betätigungshebel auf, der unabhängig von der Handbetätigung auf das Ventil einwirkt und mit dem Kolben und dessen Kolbenstange über ein Hebelgestänge derart verbunden ist, daß das Ventil unabhängig von der Handeinstellung betätigt wird.

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Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist in der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben und im folgenden beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Steuerung einer hydraulischen Pumpe.

Gemäß Fig. 1 wird eine Pumpe mit veränderlichem Schluckvermögen, die insgesamt mit Io bezeichnet ist, durch eine Welle 11 angetrieben, die die Trommel 12 bewegt. Die Kolben 13 sind verschiebbar in Zylindern 14 der Trommel 12 und durch Kugelgelenke 15 mit einem Gleitring 16 verbunden. Der Ring 16 arbeitet mit einer Schwenkscheibe 17 zusammen, welche auf Zapfen 18 im Gehäuse 19 schwenkbar lagert.

Jeder Zylinder 14 ist durch einen Kanal 2o mit einer Ventilscheibe 21 verbunden, die den Strom zwischen den Zylindern 14 und der Förderbzw. Abflußleitung 22, 23 steuert. Die Leitungen 22, 23 führen nach einen hydraulischen Motor 24. Dieser kann dem jeweiligen Bedarf entsprechend ausgewählt werden.

Die Neigung der Schwenkscheibe 17 wird durch eine Servoeinrichtung 25 kontrolliert, die einen Kolben 26 aufweist, der über eine Kolbenstange 27 mit der Schwenkscheibe 17 verbunden ist. Der Kolben arbeitet in einem im Gehäuse 19 vorgesehenen Zylinder 28 und ist durch eine Feder 29 beaufschlagt. Der Kolben 26 unterteilt den Zylinder in zwei Kammern 3o, 31, an die die Leitungen 32 bzw. 33 angeschlossen sind.

Durch ein Ventil, das insgesamt mit 36 bezeichnet ist, wird der durch eine Pumpe 34 geförderte Flüssigkeitsstrom aus der ölwanne 35 nach den Leitungen 32, 33 gesteuert. Das Ventil sitzt im Gehäuse 37 und besteht aus dem Ventil körper 38 mit den beiden Köpfen 39 und 4o, die die Anschlüsse 41 und 42 der Leitungen 32 und 33 überstreichen. Das Ventil 38 - 4o wird mit einem Kontroll hebel 43 entgegen der Wirkung einer das Ventil beaufschlagenden Feder 44 betätigt. Außerdem wird das Ventil von einem Hebel 5o betätigt, der im Gehäuse 51 auf einem Bolzen 49 schwenkbar lagert. Auf diesen drückt ein im Gehäuse

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verschiebbarer Stift 52, der sich auf einem, um einen Zapfen 54 verschwenkbaren Hebel 53 abstützt. Das andere Ende des Hebels 53 ist gabelförmig ausgebildet und ruht mit diesem auf einem Vorsprung 55 einer Kolbenstange 56. Diese ist mit einem Kolben 57 verbunden, der sich im Zylinder 58 im Gehäuse 51 führt. Der Kolben 57 unterteilt den Zylinder 58 in zwei Kammern 59, 6o, wobei die Kammer 59 über die Leitung 61 mit der Förderleitung 22 verbunden ist. Die Kammer 6o ist über einen Kanal 62 mit einer Bohrung 63 verbunden, die ein Entlastungsventil 64 aufweist, welches den Durchfluß von der Kammer 63 zur ölwanne 35 über die Abflußleitung 65 kontrolliert. Das Ventil 64 hat in seiner Wandung 66 eine Auslaßöffnung 68 und im Boden einen Einlaß 67. Der Durchfluß wird durch einen Ventilkegel kontrolliert, der durch die Feder 7o auf seinen Sitz gedrückt wird. Der Ventil körper 66 wird innerhalb der Bohrung 63 durch eine Abschlußkappe 71 gehalten, die zugleich das Widerlager für die Feder 7o bildet. Die Kammern 59, 6o sind hydraulisch über eine Bohrung im Kolben 57 verbunden. Die Bewegung des Kolbens 57 wird durch einen in das Gehäuse 51 eingeschraubten Anschlag 73 begrenzt.

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Die Welle 11 dreht die Trommel 12 und veranlaßt den Gleitring 16, sich auf der Schrägscheibe 17 zu drehen. Dies bewirkt, daß sich die Kolben 13 hin- und herbewegen und Flüssigkeit aus den Bohrungen 14 in die Abflußleitung 22 drücken, die aus der Leitung 23 angesaugt wird. Dadurch wird der Motor in Bewegung gesetzt.

Das Schluckvermögen der Pumpe Io wird durch Veränderung der Neigung der Schrägscheibe 17 reguliert. Je größer die Neigung ist, umso größer ist der Kolbenhub und um so größer die Flüssigkeitsmenge, die von der Pumpe Io gefördert wird.

Die Neigung der Schrägscheibe 17 wird durch Verstellung des Bedienungshebels 43 verändert. Eine Bewegung im entgegengesetzten Uhrzeigersinn verschiebt den Ventilkörper 38 im Ventil 36 nach unten, wobei der Bund 4o die Leitung 33, 42 freigibt und Flüssigkeit von der

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Pumpe 34 in die Kammer 31 gefördert wird. Der Kolben 26 bewegt sich nach unten und drückt Flüssigkeit aus der Kammer 3o über die Leitung 32 in die ölwanne 35. Die Schrägscheibe 17 verschwenkt sich in ihrer Lagerung 18 und vergrößert den Hub der Kolben 13. Die Verstell bewegung der Schrägscheibe wird gestoppt, indem der Ventil körper 38 in eine Position zurückgebracht wird, in der die Anschlüsse 41, 42 durch die Kolben 39, 4o gesperrt werden.

Wenn der Handhebel 43 im Uhrzeigersinn bewegt wird, so erfolgt eine Freigabe des Kolbens 38, der von der Feder 44 nach oben gedrückt wird, so daß die Pumpe 34 in die Leitung 32 fördert. Der Kolben 26 läuft nach oben, weil das Volumen in der Kammer 3o vergrößert und die Flüssigkeit aus der Kammer 31 über die Leitung 33 zur ölwanne 35 läuft. Auf diese Weise wird das Schluckvermögen der Pumpe Io reduziert.

Wird der Motor 24 stark belastet, so kann der Druck in der Leitung 22 zu stark werden- Deshalb ist es erforderlich, ein System zur Begrenzung des maximalen Druckes in der Leitung 22 vorzusehen.

Der Druck in der Leitung 22 wird auf die Kammern 59, 6o durch die Leitung 61 und die Kolbenbohrung 72 übertragen und von der Kammer 6o zur Bohrung 63 über den Kanal 62. Somit wirkt der Druck in der Leitung 22 im Einsatz 67 auf den Ventilkegel 69. Sollte der Druck über einen vorbestimmten Wert hinausgehen, so wird der Flüssigkeitsdruck die Kraft der Feder 7o überwinden und das Ventil 69 von seinem Sitz 67 abheben, um der Flüssigkeit zu ermöglichen, aus der Bohrung 63 und der Kammer 6o hinauszufließen. Die Drossel bohrung 72 begrenzt die Strömung zur Kammer 6o und es ergibt sich somit eine Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Kolbens 57, so daß sich dieser im Zylinder 58 in Richtung zum Anschlag 73 bewegt. Diese Bewegung wird über die Stange 56, 55 auf den Hebel 53 übertragen, der sich im entgegengesetzten Uhrzeigersinn um den Bolzen 54 verschwenkt. Dabei wird der Stift 52 gegen den Anschlag am Stell hebel 5o gedrückt und

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dieser im entgegengesetzten Uhrzeigersinn um den Bolzen 49 verschwenkt. Dadurch wird der Venti!schieber 38 nach unten gedruckt, was bewirkt, daß die Pumpe 34 in die Leitung 41 fördert, um das Schluckvolumen der Pumpe Io zu mindern. Damit wird die geförderte Flüssigkeitsmenge und damit auch der Druck in der Leitung 22 herabgesetzt.

Am Ende ist das Schluckvolumen der Pumpe Io auf Null abgesenkt, so daß keine Strömung mehr von der Pumpe Io bewirkt wird.

Sobald der Druck in der Leitung 22 fällt, verhindert das Kegelventil 69 die Strömung durch den Einlaß 67. Der Druck in der Kammer 6o steigt an, und entsprechend der Differenz der Kammern 59 und 6o wird der Kolben 57 im Zylinder 58 nach unten geschoben. Das Ventil kann nunmehr in eine Null-Punkt-Strömungs-Position zurückkehren. Schließlich kann der Handhebel 43 betätigt werden, um die Pumpe Io zurückzuholen zu ihrem ursprünglichen Schluckvolumen,

Falls erwünscht, kann ein Rückkopplungsglied zwischen Schrägscheibe 17 und Ventil 37 vorgesehen werden, so daß die Bewegung der Schrägscheibe 17 abhängig ist von der Lageänderung des Venti!körpers 38, um die Strömung durch die Durchlässe 41, 42 zu unterbinden.

In diesem Fall hat die Kontrollvorrichtung nur eine einzige Position für jeden Wert des Pumpen-Schluckvolumens und die Pumpe Io kehrt automatisch in ihre vorherbestimmte Position zurück im Anschluß an die Wirkung der Überlastvorrichtung.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern hydrostatischer Getriebe mit veränderbarem Schluckvolumen, die durch eine Servoeinrichtung betätigt werden, wobei die Druckmittel förderung von oder zur Servoeinrichtung durch ein Ventil gesteuert wird, welches mit einer Handbetätigung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übersteuerungseinrichtung (49, 50, 52 - 56) für das Ventil (36) vorgesehen ist, die durch eine Kolben-Zylinderanordnung (57, 60) betätigt wird, sobald der Druckmitteldruck in der hydraulischen Maschine einen vorherbestimmten Grenzwert erreicht, wobei der Kolben

(57) in dem Zylinder (60) verschiebbar ist und ihn in zwei Kammern

(58) und (59) unterteilt, die über eine Drosselstelle (72) untereinander verbunden sind und die eine Kammer (59) an die zum Motor führende Druckleitung (22, 61) angeschlossen ist, während die andere Kammer (58) mit einem Druckregler (67, 69, 70) verbunden ist, der bei Erreichung des vorherbestimmten Druckes in der Kammer (58) öffnet, so daß der Kolben (57) sich im Zylinder (60) bewegt und die Einrichtung zur Obersteuerung (49, 50, 52 - 56) des Ventiles (36) betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Drossel stelle zwischen den ZyIinderkammern (58) und (59) durch eine den Kolben (57) durchsetzende Drossel bohrung (72) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kammern (58) und (59) wirksamen Kolbenflächen verschieden groß sind, so daß der Kolben (57) bei geschlossenem Druckregler (67, 69, 70) in Richtung der kleineren Kolbenfläche bewegt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (67, 69, 70) ein in die Leitung (62) von der Zylinderkammer (58) zum Sumpf (65) eingesetztes federbelastetes Kegelventil (69) ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (57) an einer aus dem Zylinder (60) herausreichenden Kolbenstange (56) sitzt, die mit der Einrichtung zur Ventil-Übersteuerung (49, 50, 52 - 56) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Obersteuerungseinrichtung einen Betätigungshebel (50) * aufweist, der unabhängig von der Handbetätigung (43) auf das Ventil (36) einwirkt und mit dem Kolben (57) und dessen Kolbenstange (56) über ein Hebelgestänge (52 - 55) derart verbunden ist, daß das Ventil (36) unabhängig von der Handeinstellung (43) betätigt wird.

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