DE2640898A1

DE2640898A1 - Drehzahlwaechter

Info

Publication number: DE2640898A1
Application number: DE19762640898
Authority: DE
Inventors: Stanley W Crull; Donald J Macintosh
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1977-03-24
Also published as: JPS5234101A; BR7605946A; FR2324049A1; US3999386A; FR2324049B1; GB1556704A

Description

Drehzahlwächter
Die Erfindung betrifft einen Drehzahlwächter.

Häufig soll die Drehzahl einer Maschine begrenzt werden und diese Begrenzung ist auf hydraulischem Wege erreichbar, wenn die Maschine eine Pumpe betreibt. Insbesondere kann die Drehzahl einer eine Pumpe treibenden Maschine so gesteuert oder geregelt werden, daß eine Überdrehzahl oder höchste Drehzähl verhindert werden kann durch Druckerhöhung in einer von der Pumpe versorgten Leitung, um auf die Maschine ein Last-Drehmoment auszuüben, das die Maschinen-Drehzahl herabsetzt.

Derzeit werden viele Planierfahrzeuge öder Ladefahrzeuge mittels eines hydrostatischen Getriebes angetrieben. Damit die Pumpe und der Motor des hydrostatischen Getriebes nahe ihrer normalen Auslegungsgrenzen betreibbar sind, muß Gewißheit bestehen, daß unerwartete selten auftretende Betriebsbedingungen iiloht ein Überschreiten der Pumpen- oder Motor-Drehzahl des hydrostatischen Getriebes über maximale

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S icherhe its-Auslegungswerte hervorrufen. Derartige unerwartete oder seltene Betriebsbedingungen können auch eine von außen ausgeübte Last beinhalten, wie z. B. Schwerkraft-Wirkungen auf das Fahrzeug an steilen Hängen oder Stoß-Wirkungen anderer Fahrzeuge. Wenn eine solche von außen ausgeübte Last eine erhöhte Drehzahl des. Fahrzeugs und damit der Kraft- oder Antriebsmaschine hervorruft, die an das hydrostatische Getriebe angekuppelt ist, besteht die Möglichkeit, daß die maximalen S icherhe its-Auslegungsgrenzen der Pumpe und des Motors des Getriebes überschritten werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehzahlwächter für eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den sicher das Überschreiten einer maximalen Drehzahl verhindert ist.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, um ein erhöhtes Last-Drehmoment,auf eine eine Pumpe treibende Maschine auszuüben, wenn eine vorgegebene Maschinen-Drehzahl erreicht oder überschritten ist. Insbesondere betreibt die Maschine eine Festverdrängungs-Pumpe wie bei eineff- Arbeits- oder Werkzeugkreis . . und eine Ventileinrichtung ist einem von der Pumpe versorgten Kreis

so zugeordnet, daß eine Druckerhöhung in dem Kreis' hervorgerufen wird, wenn eine vorgegebene Maschinen-Drehzahl erreicht ist, um das Last-Drehmoment der Maschine zu erhöhen, zur Herabsetzung der Maschinen-Drehzahl.

Eine besondere Anwendung des erfindungsgemäßen Drehzahlwächters erfolgt bei Planier- oder Ladefahrzeugen, bei denen die Kraft- oder Antriebsmaschine ein hydrostatisches

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Getriebe für das Fahrzeug-Antriebsgetriebe und auch eine Festverdrängungs-Pumpe antreibt, die einn Arbeitskreis des Planier- oder Ladefahrzeugs versorgt. Die Pumpe des Arbeitssystems besitzt üblicherweise erhebliches Aufnahmevermögen und kann 40 bis 80 % der Maschinen-Leistung bei Nenn-Drehzahl aufnehmen. Mit dem erfindungsgemäßen Drehzahlwächter wird eine Überschreitung der Maschinen-Drehzahl Über einen vorgegebenen Wert erfaßt, und wird ggf. eine Ventileinrichtung betrieben, um den Druck des Fluids in dem Arbeitskreis. zu erhöhen, wodurch die Belastung der

Arbeits-Pumpe und damit das Last-Drehmoment der Maschine erhöht wird, um die Maschinen-Drehzahl herabzusetzen. Diese Herabsetzung der Maschinen-Drehzahl wirkt so, daß ein Überschreiten der Überdrehzahl oder der Höchstdrehzahl der Pumpe und des Motors des hydrostatischen Getriebes auf ein zulässiges Maß beschränkt wird, wodurch die Bauelemente des hydrostatischen Getriebes nahe ihrer normalen Auslegungsgrenzen betrieben werden können.

Der erfindungsgemäße Drehzahlwächter ist überall dort anwendbar, wo eine Kraft- oder Antriebsmaschine.wie eine eine Pumpe treibende Maschine.einer Überdrehzahl unterliegen könnte. Ein wesentlicher Zweck liegt in der Erfassung des Überdrehzahl-Xastajids und im Ausüben einer zusätzlichen Belastung auf die Pumpe und die die Pumpe treibende Kraft- oder Antriebsmaschine, um den Überdrehzahl-Zustand herabzusetzen.

Das Erfindungsprinzip ist anhand mehrerer verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei der erfindungsgemäße Drehzahlwächter eine selektiv betreibbare Ventileinrichtung enthält, um eine Druckerhöhung in einer von einer

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Festverdrängungs-Pumpe versorgten Schaltung hervorzurufen, um eine Erhöhung des Last-Drehmoments der Maschine zu erreichen und eine Einrichtung enthält, die auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Werts der Maschinen-Drehzahl anspricht, um die Ventileinrichtung in Betrieb zu setzen.

Bei einem derartigen Drehzahlwächter kann die Ansprecheinrichtung eine öffnung in der von der Festverdrängungs-Pumpe versorgten Fluid-Schaltung bzw. in dem Fluid-Kreis enthalten, um einen Druckabfall zu erzeugen, sowie ein gesteuertes oder Pilot-Ventil enthalten,das auf den Druckabfall anspricht, wenn dieser einen bestimmten Wert erreicht, abhängig von einer Strömung durch die öffnung, die ein Maß für die Maschinen-Drehzahl ist, zur Verschiebung in eine Stellung, durch die die genannte Ventileinrichtung ausgelöst wird, um eine Druckerhöhung in der Fluid-Schaltung hervorzurufen.

Statt der Verwendung einer öffnung in der Fluid-Schaltung kann die erläuterte Ansprecheinrichtung ebenso ein kraftbetätigtes Ventil zum Steuern oder Regeln der Ventileinrichtung und einen Regelkreis für das kraftbetätigte Ventil

einen
enthalten, der auf der Maschine zugeordneten Drehzahl-Fühler anspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine öffnung zur Erzeugung einer Druckdifferenz vorgesehen, wodurch kein Druckabfall in der Fluid-Schaltung auftritt, wie bei Verwendung einer öffnung.

Die Erfindung gibt also einen Drehzahlwächter für eine Maschine an, die zumindest eine Pumpe betreibt, der eine selektiv betreibbare Ventileinrichtung aufweist, um eine Druckerhöhung in einer von der Pumpe versorgten Schaltung und eine sich daraus ergebene Erhöhung des Last-Drehmoments

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der Maschine zu erreichen. Eine Ansprecheinrichtung, die auf das Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Maschinen-Drehzahl anspricht, löst den Betrieb der Ventileinrichtung aus und enthält ein Steuer- oder Regelventil, das entweder abhängig von einer. Druckdifferenz über einer Öffnung in der von der Pumpe versorgten Schaltung anspricht, wobei die Druckdifferenz bzw. der Druckabfall ein Maß der Strömungsgeschwindigkeit und damit der Maschinen-Drehzahl ist, positionierbar ist oder durch eine Steuer- oder Regelschaltung einschließlich eines Maschinendrehzahl-Fühlers betreibbar ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 sehematisch einen erfindungsgemäßen Drehzahlwächter zusammen mit einer Kraft- oder Antriebsmaschine und einem hydrostatischen Getriebe]

Fig. 2 sehematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drehzahlwächters;

Fig. 3 in Teilansicht den Drehzahlwächter gemäß Fig. mit Ventil-Bauelementen im Schnitt;

Fig. 4 sehematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Drehzahlwäehters;

Fig. 5 im Schnitt eine Anordnung der Ventil-Bauelemente des Drehzahlwächters gemäß Fig.4.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel treibt eine Kraft- oder Antriebsmaschine 10 ein hydrostatisches Getriebe 11, das eine mit dem Abtrieb der Arbeitsmaschine

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verbundene Pumpe und einen eine Abtriebswelle 16 treibenden Motor 15 aufweist, der mit dem Fahrzeugantrieb beispielsweise eines Planier- oder eines Ladefahrzeugs verbunden sein kann. Ein derartiges Fahrzeug weist eine hydraulische Schaltung 20 zur Leistungszufuhr zu Arbeitsgeräten auf, die nach Bedarf betrieben oder betätigt werden. Die hydraulische Schaltung 20 weist eine Leitung 21 auf, die zu einem Ventil 22 führt, das von einem Betreiber gesteuert oder geregelt wird_yzum Betätigen einer Schaufel oder eines anderen Arbeitsgeräts des Fahrzeugs. Die hydraulische Schaltung 20 wird von einer Festverdrängungs-Pumpe 25 versorgt, deren Eintritt mit einem Speicherbehälter 2β und deren Austrittsleitung 27 mit der Leitung 21 über eine näher zu erläuternde Ventileinrichtung verbunden ist.

Wenn eine von außen ausgeübte BelastungyWie Schwerkraftwirkungen bei einem steilen Hang oder Stoßwirkungen von einem anderen Fahrzeug,die Brehzahl der Abtriebwelle 16 des hydrostatischen Getriebes 11 erhöhen würde, könnte sich eine Überdrehzahl der Maschine 10 ergeben. Der erfindungsgemäße Drehzahlwächter weist eine Ventil-Anordnung auf, um eine Druckerhöhung in der Austritts leitung 27 zu erreichen, wenn die Maschinen-Drehzahl einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, um das Last-Drehmoment der Maschine zu erhöhen und eine Drehzahlüberschreitung zu begrenzen. Der Drehzahlwächter enthält auch einen Fühler zum Erfassen der Maschinen-tiberdrehzahl und zum Betreiben der die Druckerhöhung hervorrufenden Ventil-Anordnung. Eine veränderliche oder veränderbare Öffnung 30 in der Leitung 21 erzeugt eine Druckdifferenz oder einen Druckabfall in der Leitung über der Öffnung 30, der an einem Strömungs-Regelventil 31

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anliegt. Das Strömungs-Regelventil 31 besitzt ein Ventilglied 32, das durch eine Feder 33 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gedrückt wird und das eine nach links aus der in Fig. 1 dargestelltenStellung verschobene Stellung besitzt bei den Zwischen-Strömungsregelstellungen. Ein derartiges Ventil kann ein druckkompensiertes Wegeventil, z. B. vom Typ 5150 der Sundstrand Corporation sein. Der Druck stromauf der Öffnung 30 wird über eine erste Steuerleitung 35 an das rechte Ende des Ventilglieds angelegt, zur Wirkung gegen die Feder 33/ und der Druck stromab der Öffnung 30 wird über eine zweite Steuerleitung 36 an das linke Ende desVentilglieds 32 angelegt. Die Öffnung 30 ist einstellbar dargestellt und deren Größe ist so gewählt, daß eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit durch den Arbe its -Kreis" ~", zugelassen ist, ohne daß ..dadurch ein erheblicher Druckabfall erzeugt wird, der eine Verschiebung des Ventilglieds 32 ergeben würde. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit diese bestimmte Strömungsgeschwindigkeit überschreitet, reicht der Druckabfall über der Öffnung 30 aus, um das Ventilglied 32 nach links zu verschieben, wie in Fig. 1 dargestellt. Beispielsweise kann die Größe der Öffnung 30 so eingestellt sein, daß eine Strömung von 55 g/min öl zum Ventil möglich ist, was diejenige ölmenge ist, die von der Pumpe 25 bei einer Maschinen-Drehzahl geliefert wird, die um 50 U/min über der oberen Leerlauf drehzahl der Maschine liegt, ohne daß ein Eingriff, eine Steuerung oder eine Regelung, erfolgt. Wenn die Strömung von der Pumpe'25 den eingestellten Wert, z. B. 55 g/min, überschreitet, reicht der Druckabfall aus, um das Ventilglied 32 in Fig. 1 nach links zu verschieben, wodurch über die eingestellte Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge hinausgehendes öl über eine Lei-

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tung ^O zu einem Sicherheits-, Überdruck- oder Überlastungsventil hl abgeleitet wird. Das Sicherheitsventil Kl ist so eingestellt,daß es bei einem vorgegebenen Druck öffnet^ und das Öl in der Leitung 40 erhöht seinen Druck auf einen Druck, der gleich dem ist, der das Sicherheitsventil kl öffnet, wodurch eine Druckerhöhung im System und eine Erhöung der Belastung der Pumpe 25 hervorgerufen wird, wodurch ein Last-Drehmoment auf die Maschine 10 ausgeübt wird, die die Maschinen-Drehzahl herabsetzt.

Fahrzeuge, die einen erfindungsgemäßen Drehzahlwächter aufweisen können,besitzen üblicherweise als wesentliches Bauteil eine Pumpe 25 für das Arbeits-System, wobei eine derartige Pumpe üblicherweise kO bis 80 $der Maschinen-Leistung bei Nenn-Drehzahl absorbieren oder aufnehmen kann. Deshalb liegt das erhöhte Last-Drehmoment der Maschine in einer Größenordnung, die die Maschinen-Drehzahl wesentlich herabsetzt, wenn der Überdrehzahl-Zustand auftritt.

Wie erwähnt, ist es mit dem erfindungsgemäßen Drehzahlwächter für die Maschine möglich, die Bauelemente eines hydrostatischen Getriebes nahe ihrer üblichen Auslegungs-Grenzwerte zu verwenden, da sichergestellt ist,daß die Pumpe und der Motor des hydrostatischen Getriebes nicht bei einer Drehzahl betrieben werden, die die maximalen Sicherheits-Auslegungsgrenzwerte überschreitet.

Wenn auch das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehzahlwächters zusammen mit einem System dargestellt - - ist, bei dem die Maschine ein hydrostatisches Getriebe betreibt, so kann der erfindungsgemäße Drehzahlwächter auch jedesmal dann verwendet werden, wenn eine eine Pumpe treibende Maschine eine Überdrehzahl oder eine höchste Drehzahl erreichen könnte.

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Der erfindungsgemäße Drehzahlwächter viirkt jedesmal, wenn die Maschine eine vorgegebene Drehzahl erreicht, da stets öl in dem hydraulischen Arbeitskreis fließt.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen dem Äusführungsbeispiel der Fig. 1 entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen mit einem hochgestellten Strich auf.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die hydraulische Arbeits-Schaltung 21' eine Leitung 50 stromauf der Öffnung 30' und eine Leitung 51 stromab auf _f die an eine Ventileinrichtung angeschlossen ist, die ein Gehäuse 52 besitzt, das ein Ventilglied 53 aufnimmt, das in einer Feder-Kammer 54 des Gehäuses 52 bewegbar ist und das durch eine Feder 56 gegen einen Ventilsitz 55 gedrückt oder gepreßt wird.

Die öffnung 30' erzeugt eine Druckdifferenz oder einen Druckabfall bei einer Strömung durch den hrdraulische η Arbeitskreis - '21', wobei dieser Druckabfall über Steuerleitungen 60, 61 an ein Ventil 62 angelegt und an entgegengesetzte Enden eines Ventilglieds 63 zugeführt wird. Das Ventilglied 63 ist in Ruhestellung nach liriks,wie in Fig.3 dargestellt, gedrückt mittels einer Feder 64, wodurch eine durch die Feder-Kammer 54 der Ventileinrichtung ragende Leitung 65 mit einem Sumpf-Anschluß 66 verbunden ist. Daraus folgt, daß kein Druck in der Feder-Kammer 54 aufgebaut ist, wodurch öl von der Pumpe 25' durch^deö hydraulischen, Arbeitskreis ' \; 21' fließen lenn und wodurch led ig lieh die Kraft der Feder 56 und die Strömung in der Leitung 51 gegen die Strömung durch den Arbeitskreis ' . 21' wirken. Wenn die Strömung durchde"n hydraulische^Arbeitskreis ' '21 eine Geschwindigkeit bzw. einen Wert erreicht, der eine Drehzahlüberschreitung der Maschine anzeigt, so reicht der Druck-

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abfall über der Öffnimg 30' aus, um das Ventilglied 63 nach rechts aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung zu verschieben, wodurch die Leitung 65 vom Sumpf-Anschluß eine Fläche des Ventilglieds 63 abgesperrt wird und wodurch der Schaltungs-Druck,der vor der Öffnung 30' und in der Steuerleitung 60 herrscht, über die Leitung 65 der Feder-Kammer 5²J- zugeführt wird. Dadurch wird das Ventilglied 53 in eine Richtung auf den Ventilsitz 55 bewegt, um Strömung zur Leitung 51 abzusperren. Das erzeugt einen Rück- oder Gegendruck in der Leitung 50, wodurch eine Last auf die Arbeits-Pumpe 25' und daher'auf die Maschine 10' ausgeübt wird, was eine Abnahme der Maschinen-Drehzahl hervorruft. Damit verhindert wird, daß der Druck in der Leitung 50 unbegrenzt zunimmt, ist ein Sicherheitsventil 70 mit der Leitung 65 verbunden und zur Öffnung bei einem vorgegebenen Druck eingestellt, um den Druck in der Feder-Kammer 5²^ zu. begrenzen. Ein Kräftegleichgewicht-oder Kraftausgleich auf das Ventilglied 53 erfordert, daß die Kräfte durch den Druck in dar Feder-Kammer 5²I-, ^^er Feder 56 und den Strömung zur Leitung 5I gleich der Kraft sind, die durch den Druck stromauf des Ventilsitzes 55 hervorgerufen ist. Der Druck in der Feder-Kammer 5k ist durch das Sicherheitsventil 70 begrenzt, weshalb der Druck vor dem Ventilsitz 55 ein darüberliegender Wert ist, der ausreicht, die Strömungs-Kräfte und die Kraft der Feder 56 zu überwinden.

Ein Ölverlust aus dem System tritt nur auf, wenn der Druck in der Feder-Kammer 5k durch das Sicherheitsventil überwacht wird. Diese ölmenge wird auf eine geringe Menge begrenzt durch Vorsehen einer öffnung 7I in der Leitung Außerdem tritt dieser Verlust dann auf, wenn die Pumpe 25'

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zur Nennmenge überschüssiges öl liefert, so daß der Verlust nicht merkbar ist. Immer wenn die Pumpe 25 weniger öl als im Nenn-Drehzahl-Betrieb liefert, tritt lein Ölverlust aus dem System auf, wodurch keine Auswirkung auf den Betrieb von stromabwärts liegenden Einrichtungen erfolgt, die Hochdruck-Öl fordern.

Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel treibt eine Maschine 100 eine Pumpe 101, die von einem Speicherbehälter 102 versorgt ist, um eine Fluids tr b'mung zu einer Leitung 103 eines hydraulischen Arbeitskreise-s -".. mit einer Austrittsleitung 1O4 zu ergeben. Ein Ventilgehäuse enthält ein Ventilglied 1O6 in einer Kammer 107 befestigt, das gegen einen Ventilsitz 1O8 durch eine Feder 109 in der Kammer 107 gedrückt wird. Das Ventilglied ΙΟβ verschließt, wenn es am Ventilsitz 108 anliegt, die Strömung durch die Arbeitskreis-Leitung 103 ^zur Austritts leitung 104.

Im Normalbetrieb erfolgt eine Strömungjdurch den Arbeits- -■ kreis· .,wobei als einziger Strömungswiderstand die Federkraft der Feder 109 und die Strömungskräfte vor dem Ventilglied ΙΟβ auftreten.

Die Kammer 107 ist mit der Austritts leitung 104 des· Arbeitskreises ~_w über einen Durchtritt 107a im Ventilgehäuse 105 und in Ruhestellung offenen Anschlüssen 112 eines Buchsenglieds 111 verbunden, das einem kraftbetriebenen Ven-

wi^e
til zugeordnet ist, das, dargestellt ein Magnetventil 110 sein kann. Das Buchsenglied 111 ist im Ventilgehäuse 105. angeordnet und die Anschlüsse 112 sind- zum Durchtritt 107a ausgerichtet. Das Magnetventil 110 weist eine bewegbare Stange 115 aufy und wenn die Maschinen-Drehzahl zu hoch ist, wird

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die Stange 115 nach unten gedrückt, durch Erregen des Magnets, um die Anschlüsse 112 zu blockieren oder zu verschließen und um dadurch eine Verbindung zwischen der Kammer 107 und der Austrittsleitung 104 zu unterbrechen.

Bei entregtem Magnetventil 110 ist durch den Druck in dem Arbeitskreis.; :- das Ventilglied lo6 in Offenstellung sowie durch den Minimaldruck, der abhängig von den Strömungskräften und der durch die Feder 109 hervorgerufenen Kraft benötigt ist. Das Ventilglied ΙΟβ weist eine Verengung 120 auf, wodurch Fluid unter Druck in die Kammer 107 eintreten kann. Das Fluid ist jedoch unter dem Druck der Austritts leitung 1O¹J^ wegen der Verbindung durch die Anschlüsse 102 und den Durchtritt 107&/ und wirkt daher nicht zum Verschließen des Ventils. Durch Erregen des Magnetventils 110 wird die Kammer 107 von der Austritts leitung 104 abgetrennt;, und der Druck in der Kammer 107 wird auf den Druck der Einlaßleitung 103 durch die Verbindung durch die Verengung 120 aufgebaut. Wenn die Drücke beiderseits des Ventilglieds 106 den gleichen Wert erreichen, wirkt die Feder 109,um das Ventilglied 106 in Schließstellung gegen den Ventilsitz 108 zu bewegen, was einen Druckaufbau in der Leitung 103 und eine erhöhte Drehmomenten-Belastung der Maschine 100 hervorruft.

Wenn der Druck in der Feder-Kammer 107 einen bestimmten Wert erreicht, öffnet ein in einem Gehäuse-Kanal 126 angeordnetes Sicherheitsventil 125, damit eine Strömung von der Kammer 107 durch den Kanal 120 zum Sumpf erfolgen kann, um so den Druck in der Kammer 107 zu begrenzen und um entsprechend eine geringe Bewegung des Ventilglieds ΙΟβ nach rechts, weg vom Ventilsitz 108,Zu erreichen, wodurch der Druck in der Leitung 103 geringfügig über dem in der Kammer

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ist. Dieser Betrieb entspricht dem anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 und 3 beschriebenen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 und 5 weist die Schaltung keine öffnung auf, um ein Druckdifferenz-Signal eines bestimmten Wertes zu erreichen, um den Betrieb des Drehzahlwächters auszulösen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine elektrische Regelung oder Steuerung verwendet, wobei ein Maschinendrehzahl-Aufnehmer verwendet ist, der z.B. von· einem durch die Maschine betriebenen Zahnrad 140 und einem bekannten magnetischen Aufnehmer I4o gebildet sein kann, der dem Zahnrad l40 zugeordnet ,und der eine Drehzahlanzeige ist und ein derartiges Signal einer Regelbzw. Steuereinheit 142 zuführt. Die Steuereinheit 142 vergleicht in üblicher Weise das Eingangs-Drehzahlsignal des Aufnehmers 141 mit einem voreingestellten Drehzahlsignal und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal zum Magnetventil 110 zu dessen Erregung, wenn die Istgeschwindigkeit über der voreingestellten Sollgeschwindigkeit ist, um dadurch die Stange 115 abzusenken und die Strömung von der Kammer 107 zur Austritts leitung 104 zu blockieren oder zu unterbrechen.

Der Drehzahlwächter gemäß den Fig. 4 und 5 weist einige besondere Merkmale auf. Wenn die Maschine 100 mit Nenn-' drehzahl arbeitet, ist der Druckabfall im System sehr gering, da keine fühlende öffnung in der Arbeits-Schaltung, vorgesehen ist. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.2 und 3 geht auch kein Öl zum Sumpf verloren, außer bei Betrieb des Sicherheitsventils 125, des zur Entlastung vorgesehen ist, wenn ein vorgegebener Druck im System erreicht ist. Der Drehzahlwächter hat keine Auswirkung auf

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den Betrieb von z. B. stromab in Arbeits-Schaltungen oder -kreisen angeordneten Geräten und eine Steuerung bzw. Regelung wird durch einfaches Ein-Aus-Schalten eines Magnetventils erreicht. Außerdem kann die Ventileinrichtung dieses Ausführungsbeispiels unabhängig von den Wirkungen stromab verwendet werden durch Verbinden der Austrittsleitung mit dem Sumpf statt mit stromab angeordneten Ventilen oder Schalteinrichtungen des* Arbeitskreises.

In den Ausführungsbeispielen wurde ein Drehzahlwächter erläutert, bei dem eine Drehzahleinrichtung selektiv betreibbar ist, um eine Druckerhöhung in einer Schaltung oder einem Kreis zu erzeugen, der von einer Pumpe versorgt ist, die durch eine Kraft- oder Antriebsmaschine betrieben ist, wodurch sich eine Erhöhung des Last-Drehmoments der Kraft- oder Antriebsmaschine ergibt und wobei eine Ansprecheinrichtung auf das Überschreiten eines vorgegebenen Werts der Maschinen-Drehzahl anspricht,um die Ventileinrichtung in Betrieb zu setzen.

Das auf die Maschine durch die Pumpe für die Arbeits-Schaltung ausgeübte Drehmoment ist eine Funktion der Pumpen-

s ow oh 1 Verdrängung und des -Drucks. Dabei kann eine Festverdrängungs-Pumpe ;' . herkömmlicher Bauart als auch jede andere Pumpe verwendet werden, die eine Erhöhung der Drehmoment-Belastung einer Maschine abhängig von einer Druckerhöhung hervorruft einschließlich einer Verdrängungspumpe veränderbarer Verdrängung derⁿmaximale Verdrängung (maximales Fördervolumen) in einer Größenordnung sein kann, bei der eine Druckerhöhung die Belastung der Maschine erhöhen kann.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Drehzahlwächter für eine mindestens eine Pumpe treibende Maschine,

g e k e η η ze Lehnet durch einen mit dem Pumpen-Austritt verbundeneAHydraulik-Kreis_

eine selektiv betreibbare Venti!einrichtung, um eine. Druckerhöhung in dem. Hydraulik-Kreis (20) und eine sich daraus ergebende Zunahme des Last-Drehmoments der Maschine (10, 10', 100) hervorzurufen,und

ein Ansprechglied, das auf das Überschreiten eines vorgegebenen Werts durch die Maschinen-Drehzahl anspricht, um den Betrieb der Ventileinrichtung auszulösen.

2. Drehzahlwächter nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechglied eine öffnung (30, JO') In dem Hydraulik-Krels· .-* (20) und ein Ventil (31, 53, 63) aufweist, das auf einen vorgegebenen Druckabfall über die öffnung (30, 30' )anspricht, der sich aus einer bestimmten Pumpen-Strömungsgeschwindigkeit ergibt, um die Ventileinrichtung auszulösen.

3. Drehzahlwächter nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Sicherheitsventil ist, undhaß das Ventil ein hydraulisch gesteuertes Wegeventil mit zwei Anschlüssen - ., mit denen das Wegeventil in dem Hydraulik-Kreis angeschlossen ist, und mit einem weiteren Anschluß für das Sicherheitsventil ist.

4. Drehzahlwächter nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet,

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daß die Ventileinrichtung ein in dem Hydraulik-K^eis _r angeordnetes Ventilglied aufweist, das zwischen Stellungen zum öffnen und zum Schließen des Hydraulik-Kreises · bewegbar ist, und daß das Ventil in eine Stellung bewegbar ist, um Druck auf das Ventilglied auszuüben zum Führen des Ventilglieds in eine den Hydraulik-Kreis ._ schließende Richtung.

5. Drehzahlwächter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventil einen Strömungsweg von deP· Hydraulik-Kreis .-

aufweist stromauf der öffnung zum Ventilglied, um den Druck auf das Ventilglied auszuüben, sowie ein Hochdruck-Sicherheitsventil in dem Strömungsweg steuert.

6. Drehzahlwächter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechglied ein kraftbetätigtes Ventil (Magnetventil 110) und eine Versorgungs-Schaltung für dieses Ventil aufweist, einschließlich eines Maschinendrehzahl-Fühlers (14O, 141), die zur Betätigung des Ventils auslösbar ist und einen Betrieb des Ventils auslöst, wenn eine vorgegebene Maschinen-Drehzahl überschritten ist.

7. Drehzahlwächter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung aufweist

ein in dea» Hydraulik-,Kreis" ; angeordnetes Ventilglied, das relativ zu einem Ventilsitz zwischen Stellungen bewegbar ist, die die Hydraulik-Kreis -■'-öffnet oder schließt, eine des Ventilglied aufnehmende Kammer, einen Strömungsweg mit einer öffnung, der die Kammer und •den Hydraulik-.Kreis .._t; stromauf des Ventilsitzes und das kraftbetätigte Ventiljverbindet, das die Verbindung zwischen der Kammer und dem Hydraulik-JSreis- ;■ stromab des Ventilsitzes

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steuert, wobei die Kammer einen Druck aufweist., der bestimmt ist von dem des Hydraulik-Kreises · entweder stromauf oder stromab des Ventilsitzes abhängig von einer Betätigung des kraftbetätigten Ventils.

8. Drehzahlwächter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Sicherheitsventil in Verbindung mit der Kammer zur Begrenzung des Innendrucks, wenn der Druck durch den Hydraulik-Kreis _ stromauf des Ventilsitzes erfaßt ist.

9. Drehzahlwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Festverdrängungs-Pumpe ist, die durch Erhöhen der Maschinen-Belastung betreibbar ist, wenn die Maschinen-Drehzahl zu hoch ist, daß der Hydraulik-Kreis/ zur Verwendung des gepumpten Fluids mit dem Pumpen-Austritt verbunden ist, daß eine selektiv betreibbare Einrichtung die Strömung in dem Hydraulik-Kreis. begrenzt und den Rüekdruck auf die Pumpe erhöht, und daß ein Ansprechglied auf das Überschreiten eines vorgegebenen Wertes durch die Maschinen-Drehzahl anspricht, um den Betrieb der Begrenzungs?-Einrichtung auszulösen.

10. Drehzahlwächter nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet _s daß die Maschine eine Pestverdrängungs-Pumpe für einen Werkzeug- oder Arbeitskreis bzw. -schaltung und ein hydrostatisches Getriebe einschließlich einer Pumpe und eines Motors treibt, daß ein. hydraulischerArbeits-Kreis , mit . dem Austritt der Festverdrängungs-Pumpe verbunden ist, daß eine selektiv betreibbare Ventileinrichtung den Druck

in dem Arbeits-Kreis erhöht und ein Last-Drehmoment auf

die Maschine ausübt, und daß ein Ansprechglied auf das Überschreiten eines vorgegebenen Werts durch die Maschinen-Drehzahl

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anspricht, um den Betrieb der Ventileinrichtung auszulösen.

11. Drehzahlwächter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eiiEvon der Maschine getriebene Fes tv erdrängungs -Pumpe, eine von der Pumpe versorgte Hydraulik-Schaltung, eine öffnung in der Hydraulik-Schaltung, ein mit einem Sumpf verbundenes Sicherheitsventil, ein gesteuertes Ventil mit einem Anschluß-Paar zum Anschluß in der Hydraulik-Schaltung und einem dritten Anschluß zum Anschluß an das Sicherheitsventil, ein Glied zum Anlegen des Druckabfalls über die Öffnung an das gesteuerte Ventil, wodurch ein vorgegebener Druckabfall, der durch eine vorgegebene Fluid-Strömung proportional der Maschinen-Drehzahl hervorgerufen ist, das gesteuerte Ventil bestätigt, um überschüssige Fluid-Strömung zum Sicherheitsventil zu führen, um einen Druckanstieg in der Hydraulik-Schaltung auf einen Wert hervorzurufen, der durch die Einstellung des Sicherheitsventils bestimmt ist, und um ein Last-Drehmoment auf die Maschine zur Herabsetzung der Maschinen-Drehzahl auszuüben.

12. Drehzahlwächter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von der Maschine getriebene Festverdrängungs-Pumpe, eine von der Pumpe versorgte Hydraulik-Schaltung, eine VentüLeinrichtung in der Hydraulik-Schaltung einschließlich · eines in eine Schließstellung gegen einen Ventilsitz bewegbaren Ventilglieds, um die Strömung durch die Hydraulik-Schaltung zu blockieren, eine das Ventilglied aufnehmende Kammer, eine Feder in der Kammer, die das Ventilglied gegen den Ventilsitz drückt, und eine Betätigungseinrichtung, die betreibbar ist, wenn die Maschinen-Drehzahl einen vorgegebenen Wert erreicht, um Fluiddruck an die Kammer anzulegen und um das Ventilglied gegen den Ventilsitz zur Erhöhung des Last-Drehmoments der Maschine zu drücken.

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13. Drehzahlwächter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung aufweist eine Öffnung in der Hydraulik-Schaltung vor dem Ventilsitz, ein Regelventil, das abhängig vom Druckabfall über der öffnung positionierbar ist, eine vom Regelventil zur Kammer führende Leitung, und eine Verbindung des Regelventils mit der Druck-Quelle und einem Sumpf, wodurch die Stellung des Regelventils den Druck in der Kammer erzeugt.

14. Drehzahlwächter nach Anspruch IJ), gekennzeichnet durch ein an die Leitung angeschlossenes Sicherheitsventil zur Druckbegrenzung in der Kammer.

15. Drehzahlwächter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung aufweist einen Durchtritt zwischen der Kammer und der Hydraulik-Schaltung stromab des Ventilsitzes, um darin einen gemeinsamen Druck zu

<ein kraftbetätigtes Regelventil, das zum Schließen des Durchtritts in eine Schließstellung bewegbar ist, eine die Hydraulik-Schaltung stromauf des Ventilsitzes mit der Kammer verbindende öffnung, wodurch die Kammer auf dem stromauf des Ventilsitzes herrschenden Druck ist, wenn das kraftbetätigte Regelventil geschlossen ist, ein mit der Kammer verbundenes Sicherheitsventil zur Begrenzung des Innendrucks, und ein auf die Maschinen-Drehzahl ansprechendes Steuerglied zum Schließen des kraftbetätigten Regelventils.

16. Drehzahlwächter nach Anspruch 1 für eine Kraft- oder Antriebsmaschine, die mindestens eine Pumpe treibt, durch die abhängig von einer Druckerhöhung die Drehmoment-Belastung der Kraftmaschine vergrößerbar ist, gekennzeichnet durch eine mit dem Austritt der Pumpe verbundene Hydraulik-Schaltung,

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eine selektiv steuerbare Einrichtung, um eine Erhöhung des Drucks in der Hydraulik-Schaltung und daraus folgend eine Erhöung des Last-Drehmoments der Kraftmaschine zu erreichen, und ein Ansprechglied, das auf das Überschreiten eines vorgegebenen Werts durch die Maschinen-Drehzahl anspricht, um den Betrieb der Einrichtung auszulösen.

17. Drehzahlwächter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Ansprechglied eine öffnung in der Hydraulik-Schaltung aufweist, um einen Druckabfall darüber auszubilden, der ein Maß . für die Strömungsgeschwindigkeit in der Hydraulik-Schaltung und die Maschinen-Drehzahl ist.

18. Drehzahlwächter nach Anspruch 16 oder 17* dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechglied einen Maschinendrehzahl-Fühler aufweist.

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