DE2657962A1

DE2657962A1 - Steuervorrichtung zur selbsttaetigen einstellung der verdraengung an verdraengerpumpen

Info

Publication number: DE2657962A1
Application number: DE19762657962
Authority: DE
Inventors: Edwin L Shaw
Original assignee: Abex Corp
Current assignee: PepsiAmericas Inc
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1977-07-07
Also published as: JPS5280502A; FR2336572B1; FR2336572A1; US4008004A; GB1544949A; CA1059369A

Description

Steuervorrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Verdrängung an Verdrängerpumpen

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Verdrängung an Verdrängerpumpen, die von einer Antriebsmaschine angetrieben werden.

Eine Antriebsmaschine treibt üblicherweise mehrere mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen an, die insgesamt eine größere Leistung erfordern, als sie die Antriebsmaschine liefern kann. Es ist daher mindestens erforderlich, ein Steuersystem zu schaffen, das dahingehend wirkt, daß es die Verdrängung einiger oder aller Pumpen verkleinert, wenn die Antriebsmaschine sich einem Überlastungszustand nähert, um so zu verhindern, daß die Antriebsmaschine zum Stillstand kommt. Derartige Steuer-

Deutsche Bank Mönchen. Kto.-Nr. 82/08050 (B

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Postscheck München Nr. 163397-802

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systeme sind bekannt.

Ein solches Steuersystem ist in der US—PS 3 723 026 gezeigt. Bei diesem System üben die gesamten Pumpenarbeitsdrücke auf eine Ventil eine Kraft aus. Wenn diese Kraft einen vorbestimmten Wert überschreitet, läßt das Ventil Druckmittel zu den Pilotstufen von Ventilen passieren, die eine oder mehrere mit konstantem Volumen arbeitende Pumpen abschalten oder die Kolben steuern, die die Verdrängung oder den Hub einer oder mehrerer mit veränderlicher Verdrängung bzw. veränderlichem Hub arbeitender Pumpen verkleinern.

Bei einem anderen bekannten Steuersystem, das in der US-PS 3 841 795 beschrieben ist, wird eine mit unveränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpe von einer Antriebsmaschine angetrieben, die außerdem mehrere mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen antreibt und Druckmittel einem Steuerventil für niedrige Drehzahl zuführt. Sobald die Antriebsmaschine vom Überlastungszustand aus beginnt, mit geringerer Drehzahl zu fahren, verschiebt sich das genannte Ventil, um dadurch Druckmittel von der mit unveränderlicher Verdrängung arbeitenden Pumpe zu Servosteuerventilen laufen zu lassen, die die Verdrängung der mit veränderlicher Verdrängung arbeitenden Pumpen einstellen. Diese Ventile reduzieren die Verdrängung der Pumpen solange, bis der Überlastungszustand beseitigt ist.

Ein drittes Steuersystem ist in der US-PS 3 649 134 beschrieben. Bei diesem System werden mehrere mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen durch eine Antriebsmaschine angetrieben, die einen Zentrifugalregler antreibt. Wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine aufgrund von Überlastung abfällt, betätigt der Regler ein Ventil, das unter Druck stehendes Arbeitsmittel von der einen Pumpe zu federbelasteten Kolben lenkt, die die Verdrängung

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der Pumpen reduzieren.

Obgleich die bekannten Steuersysteme dahingehend wirken, daß sie ein Fest laufen ode¹" Abwürgen der Antriebsmaschine verhindern, haftet ihnen der itfachteii an, daß sie die Verdrängung aller mit veränderlicher Verdrängung arbeitender Pumpen nicht proportional ändern. Es wird daher ein System verlangt, das den Hub aller mit veränderlicher Verdrängung arbeitenden Pumpen proportional ändert, d.h. die Verdrängungen aller Pumpen proportional zur Einstellung der einzelnen von Hand betätigbaren Verdrängungssteuerelemente einstellt, so daß die Drehzahl aller Verbraucher proportional herabgesetzt wird, wenn die Antriebsmaschine überlastet wird. Ein solches System ist beispielsweise dann notwendig, wenn zwei von einer Antriebsmaschine angetriebene Pumpen Strömungsmittelmotoren auf gegenüberliegenden Schienen eines Schienenverlegungsfahrzeugs antreiben. Wenn sich die eine Schiene im Schlamm befindet und die andere auf hartem Boden, nuß die den ersten Strömungsmittelmotor antreibende Pumpe eine größere Strömungsmitbeimenge dem Motor zuführen, um dadurch das Fahrzeug in einer geraden Bewegungsrichtung zu halten. ¥enn die Antriebsnascliine überlastet wird, sollen die Verdrängungen der beiden Pumpen proportional, d.h. um denselben Prozentsatz, reduziert werden, um dadurch das Verhältnis der Ströraungsmittelmengen konstant zu halten, so daß sich das Fahrzeug weiter geradlinig bewegt.

Bei den oben genannten Steuersystemen beaufschlagt ein Steuerventil unter Federspannung stehende Steuerkolben mit Druckmittel, sobald die Antriebsmaschine überlastet wird. Die Kolben sind dabei mit den die Verdrängung ändernden Vorrichtungen der Pumpen verbunden und arbeiten gegen die Federn, um die Verdrängung der Pumpen zu verringern. Bei dieser Anordnung lassen sich, falls die

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durch die Pumpen verdrängten Mengen verschieden sind, die Verdrängungen nicht gleichförmig um denselben Prozentsatz reduzieren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dann, wenn die Pumpen unterschiedliche Verdrängungen aufweisen, die auf die Steuerkolben einwirkenden Federkräfte verschieden sind. Demzufolge bewegt sich derjenige Kolben, sobald Druckmittel auf die Kolben einwirkt, der unter der geringsten Federspannung steht, zuerst, und die Verdrängung seiner Pumpe wird nichtproportional in bezug auf- die Verdrängung der anderen Pumpen reduziert.

Erfindungsgemäß wird nun eine Steuervorrichtung für mehrere von Hand einstellbare, mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen geschaffen, die von einer Antriebsmaschine angetrieben werden, welche automatisch die Einstellungen der Verdrängung aller Pumpen im wesentlichen proportional, d.h. um denselben Prozentsatz, reduziert, und zwar unabhängig von ihrer relativen Verschiebung, wenn die Antriebsmaschine überlastet wird. Sobald die Überlastung verschwindet, werden die Pumpenverdrängungen proportional solange vergrößert, bis die eingestellte Verdrängung jeder Pumpe ausreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem treibt eine Antriebsmaschine mehrere mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen und eine mit konstantem Volumen arbeitende Pumpe an, die ein Druckausgangssignal liefert, das sich in Abhängigkeit von der Belastung der Antriebsmaschine ändert. Jede mit variabler Verdrängung arbeitende Pumpe hat eine unabhängige Steuerung zur wahlweisen Einstellung der Pumpenverdrängung bzw. des Pumpenhubs. Das Druckausgangssignal ist an jede unabhängige Steuerung angeschlossen. Jede Steuerung spricht auf das Druckausgangssignal an, um die Verdrängung jeder Pumpe unabhängig von ihrer eingestellten Verdrängung proportional zu ändern·

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfülirungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine sehematische Darstellung eines Hydrauliksystems, das die erfindungsgemäße Steuervorrichtung enthält,

Figur 2 eine teilweise weggebrochene Ansieht einer der von Hand einstellbaren, mit veränderlicher Verdrängung arbeitenden Pumpen von Figur 1, wobei ein Verdrängungsänderungsraechanismus im Detail dargestellt ist,

Figur 3 eine auseinandergezogene Darstellung des Verdrängungsänderungsmechanismus von Figur 2,

Figur h eine perspektivische Ansicht eines Zufuhrarms für das Servosteuerdrehventil von Figur 3 sowie des Gehäuses für eine Eingangsvorrichtung für variable Drehverhältnisse,

Figur 5 eine perspektivische Ansicht der entgegengesetzten Seiten des Zufuhrarms in Figur 4 des Gehäuses für die Eingangsvorrichtung für variable Drehverhält— nisse,

Figur 6 eine Draufsicht der Eingangsvorrichtung für variable Drehverhältnisse und des Zufuhrarms für das Servo— steuerventil des Drehtyps längs der Linie 6—6 in Figur 7,

Figur 7 eine Ansicht längs der Linie 7-7 in Figur 6, und

Figur S eine auseinandergezogene Darstellung der Eingangsvorrichtung für variable Drehverhältnisse.

Das in Figur 1 gezeigte Steuersystem weist mehrere von Hand betätigbare Pumpen 10 veränderlicher Verdrängung und eine konstante Pumpe 11 auf, die alle von einer Antriebsmaschine

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12 angetrieben werden, die mit konstanter Drehzahl läuft. Jede der eine veränderliche Verdrängung aufweisenden Pumpen 10 saugt Flüssigkeit aus einem Reservoir It an und beliefert damit einen Verbraucher, beispielsweise einen nicht dargestellten Hydraulikmotor.

In dem vorliegenden Steuersystem saugt die Pumpe 11 Flüssigkeit aus dem Reservoir R an und überträgt unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Leitungen 13 und lh an ein Strömungssteuerventil 15 und eine einstellbare Öffnung l6, die parallel geschaltet und druckkompensiert sind. Das Strömungssteuerventil 15 ist so eingestellt, daß eine Flüssigkeitsmenge von der Pumpe 11 zum Reservoir It gefördert wird, die für alle Pumpenverdrängungen über einem eingestellten Hiniraalwert gleich ist. Der Rest der unter Druck stehenden Flüssigkeit von der Pumpe 11 läuft durch die einstellbare Öffnung 16 und erzeugt ein Druck— signal oberhalb der Öffnung l6. Wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine 12 wegen einer Überlastung absinkt, verringert der entsprechende Druckabfall in Ausgang der Pumpe 11 die Flüssigkeitsmenge, die der Öffnung l6 zugeführt wird, wodurch wiederum das Drucksignal verkleinert wird. In ähnlicher Weise wird dann, wenn die Überlastung der Antriebsmaschine 12 beseitigt wird, ihr Drehzahlanstieg dazu führen, daß die von der Pumpe 11 abgegebene Fördermenge wiederhergestellt wird, und sich das Drueksignal vergrößert.

Eine Zufuhrvorrichtung 17 steht mit einem Pumpenservosteuerventil 18 in betrieblicher Verbindung, um die Verdrängung jeder Pumpe 10 in Abhängigkeit einer Drucksignalveränderung zu ändern, die über die Leitungen 14, 19 in der unten beschriebenen ¥eise ermittelt wird. Das Ventil 15 ist so bemessen, daß ein großer Prozentsatz der von der Pumpe verdrängten Flüssigkeit durch das Ventil 15 läuft, während ein kleiner Prozentsatz durch die Öffnung 16 gelangt, so

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daß eine verhältnismäßig kleine Änderung der Förderleistung der Pumpe 11 eine relativ große Druckänderung in der Öffnung 16 bewirkt und damit eine Abgabe eines starken Drueksignals an die Zufuhrvorrichtung 17 bewirkt.

In den Figuren 2 und 3 ist die Pumpe 10 eine Axialkolbenpumpe, die ein Gehäuse 20 hat. Das Gehäuse 20 hat einen Hohlraum 21, der eine drehbare Zylindertrommel 22 aufnimmt, die auf Rollen 23 eines Lagers 2h gelagert ist, das einen äußeren Laufring 25 hat, der an eine Gehäuseschulter 26 angepreßt ist. Eine Antriebswelle 27, die in einen nicht dargestellten Lager auf der linken Seite des Gehäuses 20 drehbar getragen wird, ragt mit einem Ende aus dem Gehäuse heraus und steht nit der Antriebsmaschine 12 in Verbindung. Das andere Ende 28 der Antriebswelle 27 ist in einer zentralen Bohrung 29 in der fromnel 22 verkeilt.

Die Trommel 22 besitzt mehrere parallele Bohrungen 30, von denen jede eine Hülse 31 aufweist, die einen Kolben 32 enthält. Jeder Kolben 32 ist mit einen kugelförmigen Kopf 33 versehen, der in einer Fassung 3h eines Schuhs 35 sitzt.

Die Schuhe 35 werden durch eine nicht dargestellte Schuh— halterimgsanordnung an einer flachen Gleit- oder Druckplatte 36 gehalten, die auf einem beweglichen Kipplager 37 gehaltert ist. Das Kipplager 37 weist eine gekrümmte Lageroberfläche 38 auf, die auf einer komplementär ausgebildeten Oberfläche 39 sitzt, welche sich auf einem Kipplagerträger ^iO befindet, die im Gehäuse 20 angeordnet ist. Das Kipplager 37 ist um eine feste Achse lotrecht zur Drehachse der Trommel 22 durch ein Paar Hydraulikmotore schwenkbar, um die Pumpenverdrängung zu ändern. ¥enn die Druckplatte 36 aus der neutralen Stellung normal zur Achse der Welle 27 geneigt wird und die Zylindertrommel 22 gedreht wird, führen die Kolben 32 eine hin— und hergehende Bewegung aus, wenn die Schuhe 55 über die Platte 36

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gleiten, ma dadurch die Flüssigkeit zu pumpen.

Der Verdrängungssteuermeehanisinus der Pumpe 10 wird im Folgenden beschrieben. Der Mechanismus auf jeder Seite des Kipplagers 37 ist im wesentlichen derselbe. Daher nimmt die Beschreibung nur auf die in den Figuren 2 und 3 gezeigte linke Seite Bezug, während auf der rechten Seite des Kipplagers 37 identische Elemente angeordnet sind, die auch mit entsprechenden Bezugszahlen, gekennzeichnet durch einen Strich, bezeichnet sind.

Jeder Flüssigkeitsmotor weist einen Flügel oder Motorkörper 41 auf, der auf der einen Seite des Kipplagers 37 angeordnet, mit letzterem fest verbunden und zusammen mit dem Kipplager beweglich ist. Der Flügel 41 erstreckt sieh über die Lageroberfläche 38 hinaus und liegt auf der Seite 42 des Kipplagerträgers 40, so daß die Mitte des Flügels 41 sich auf der Oberfläche 38 befindet. Der Flügel 41 hat einen zentralen Schlitz 43, der eine Dichtungsanordnung 44 aufnimmt.

Das Flügelgehäuse 45 ist auf dem Kipplagerträger 40 mit Hilfe von Bügelzapfen 46 angeordnet und auf dem Träger 40 durch Schrauben 47 befestigt. Die eine Hälfte des Flügelgehäuses 45 liegt über dem Kipplager 37, so daß sich der Flügel 4i in einer gebogenen Kammer 48 befindet, die von einem Deckel 49 verschlossen wird, welcher durch Schrauben 47 an dem Gehäuse 45 befestigt ist. Durch diese Konstruktion teilen der Flügel 41 und seine Dichtungsanordnung 44 die Kammer 48 in ein Paar ausdehnbarer Flüssigkeitskaitimern 50, 50·, die in Figur 2 gezeigt sind und einen Flüssigkeits- bzw. Strömungsmittelmotor bilden.

Die Flüssigkeitskamraern 50, 50' in dem Flüssigkeitsmotor sind auf der einen Seite des Kipplagers 37 durch die Kanäle 51, 52 mit den Flüssigkeitskammern eines gleichen

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Flüssigkeitsmotors verbunden, der auf der anderen Seite des Kipplagers 37 angeordnet ist. Demzufolge werden beide Motoren gleichzeitig dadurch betrieben, daß der einen der beiden Kammern 50, 50' unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird und aus der anderen Kammer Flüssigkeit entweicht, um den Flügel 41 in der Kammer 48 zu bewegen.

Die Betriebsweise des Flüssigkeitsmotors wird durch das dem Drehtyp angehörende Servosteuer- oder Folgeventil gesteuert, das die Zufuhr an unter Druck stehender Flüssigkeit zu den Flüssigkeitskammern 50, 50' regelt. Das Servosteuerventil 18 weist eine Flüssigkeits aufnehmende Ventilanordnung auf, die aus einer Ventilplatte 53 und einem Stößel 54 besteht, welche auf dem Kipplager 37 durch Doppelgewindeschrauben 55 befestigt sind. Die Flüssigkeit aufnehmende Ventilanordnung und der Flügel 41 bewegen sich auf konzentrischen, gebogenen Bahnen, wenn das Kipplager 37 bewegt wird.

Die Ventilplatte 53 hat ein Paar Öffnungen 56, 57, die mit den entsprechenden Flüssigkeitskammern 50', 50 in Verbindung stehen. Die Öffnung 56 ist an die Flüssigkeitskammer 50'durch eine Bohrung 58 im Stößel 54 angeschlossen sowie durch einen Flüssigkeitskanal 59 im Kipplager 37 und eine Bohrung 60 im Flügel 41, die sieh in die Kammer 50' hinein öffnet. In ähnlicher Weise ist die Öffnung 57 an die Flüssigkeitskammer 50 durch eine Bohrung 6l im Stößel 54, einen Flüssigkeitskanal 62 im Kipplager und eine Bohrung 63 im Flügel 41 angeschlossen, die sich in die Kammer 50 hinein öffnet.

¥enn der Flüssigkeitsmotor, wie in Figur 2 gezeigt, im Gegenuhrzeigersinn arbeitet, wird Druckflüssigkeit der Öffnung 57 zugeführt und strömt in die Kammer 50 ein, um dadurch den Flügel 41 und das Kipplager 37 im Gegenuhr-

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zeigersinn zu bewegen. Eine Ausdehnung oder Vergrößerung der Kammer 50 bewirkt, daß sich die Kammer 50' verkleinert, wodurch Flüssigkeit in die Bohrung 60 ausgetrieben wird und aus der Öffnung 56 heraus in das Pumpengehäuse gelangt.

Wenn der Flüssigkeitsmotor iin Uhrzeigersinn betrieben wird, so verläuft der Flüssigkeitsstrom umgekehrt. Druckflüssigkeit wird der Öffnung 56 zugeführt und vergrößert die Kammer 50', um dadurch den Flügel ^lk± und das Kipplager 37 im Uhrzeigersinn zu bewegen. Die Kammer 50 verkleinert sich und stößt Flüssigkeit durch die Bohrung 63 und die Öffnung 57 in das Puiapengehänse aus.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2-5 wird im Folgenden derjenige Teil des dem Drehtyp angehörenden Servosteuer— Ventils IS beschrieben, der den Öffnungen 56, 57 in der Veiitilplatte 53 wahlweise Flüssigkeit zuführt. Eine Zufuhrventilanordnung Gh weist eine Eingangsdrehwelle 65 auf, die in einer Deckelplatte 66 gelagert ist. Die Deckelplatte 66 ist an dem Gehäuse 20 durch Schrauben befestigt und weist eine nicht dargestellte Flüssigkeitsöffnung auf, die aus einer ebenfalls nicht gezeigten Quelle Servoflüssigkeit empfängt. Ein Zufuhrarm 67 ist an dem inneren Ende der Welle 65 befestigt und bewegt sich auf einem Rollenlager 68, das zwischen dem Arm 67 und einer Deckelplatte 66 eingebaut ist.

Die Zufuhrventilanordnung 64 ist außerdem mit einem Paar identischer Ventilsehuhe 69, 70 ausgerüstet, die in einer Bohrung 71 im Arm 67 sitzen. Der Arm 67 dreht sich um dieselbe Achse wie die Ventilplatte 53· Wenn die Welle 65 gedreht wird und sich der Arm 67 bewegt, läuft der Schuh 69 auf einer flachen inneren Oberfläche 72 der Deckelplatte 66, während sich der Schuh 70 auf einer flachen Oberfläche 73 der Ventilplatte 53 bewegt. Jeder Schuh

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69, 70 wird ständig aus der Öffnung in der Deckelplatte durch eine zentrale Flüssigkeitsbohrung 7^;i iait Servo— flüssigkeit versorgt. Die Bohrung Ik erstreckt sich zu einem rechteckigen Hohlraum 75, der sich in einer flachen BodenflUclie 76 öffnet. Die Länge des rechteckigen Hohlraums 75 ist gleich dem Abstand zwischen den öffnungen 76, 77, und der Hohlraum 75 bewegt sich auf demselben Bogen wie die Öffnungen 76» 77·

0—Ringe 77» 78 sitzen auf Schultern 79» 80 der entsprechenden Schuhe 69, 70, verhindern ein Austreten von Flüssigkeit aus der Bohrung 7^ιί und positionieren die Schuhe 69» 70 in radialer Uichtung in der Bohrung 71, wenn sie unter Druck stehen. Ein Paar flache Unterlegscheiben 81, 82, die von einem Federring 83 auseinandergedrückt werden, pressen die 0—Ringe 77, 78 gegen die entsprechenden Schultern 79, 80 sowie die Schuhe 69, 70 auf die flachen Oberflächen 72 bzw. 73.

Das von Hand vor sich gehende Einstellen der Verdrängung der Pumpe 10 durch Betätigen des Servosteuerventils 18 geschieht wie folgt. Um die Verdrängung der Pumpe 10 manuell einzustellen, wird die Eingangsdrehwelle 65 in der Richtung gedreht, in die das Kipplager 37 schwenken soll. Das Drehen der Eingangswelle 65 im Uhrzeigersinn, bezogen auf Figur 2, bewegt den Schuh 70 im Uhrzeigersinn und bringt den Hohlraum 75 mit der öffnung 56 in überdeckung, während die Öffnung 57 aufgedeckt wird. Die Servodruckflüssigkeit strömt aus dem Hohlraum 75 in die Öffnung 56 und dann in die Kammer 50', wie dies oben beschrieben wurde. Gleichzeitig tritt Flüssigkeit aus der Kammer 50 durch die aufgedeckte Öffnung 57 aus, und das Kipplager 37 verschwenkt sich in der oben beschriebenen Weise im Uhrzeigersinn. Das Kipplager 37 xvird in gleicher Weise im Gegenuhrzeigex'sinn verschwenkt, falls die Eingangsdrehwelle 65 im Gegenuhrzeigersinn ge-

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dreht wird, υπ dadurch den liohlraxiin 75 mit der öffnung 57 in Überaeclamg zu bringen. Das Kipplager 37 wird zwischen einer Stellung maximaler Flüssiglceitsverdrängung in der einen Richtung, durch eine neutrale oder Stellung minimaler Flüssigkeitsverdrängung in eine Stellung maximaler Flüssiglceitsverdrängung in der anderen Richtung versclrwenk'fc.

Eine genaue Folge wird dadurch geschaffen, daß die Winkelbewegung des Kipplagers 37 und der Ventilplatte 73 gleich derjenigen der Eingangsdrehwelle 65 ist. Wenn das Kipplager 37 und die Ventilplatte 53 sich über denselben Winkel bewegt haben wie die Eingangswelle 65» dann ist der Hohlraum 75 ira Schuh 70 wieder zwischen den Öffnungen 56, und den Abflachungen 8k, 85 auf dem Schuh 70 zentriert, und der Flüssigkeitsmotor kommt zum Stillstand.

Der Mechanismus auf der rechten Seite des Kipplagers 37 ist in Figur 3 gezeigt und hat einen Zeiger 86 an dem einen Ende der Welle 65'. Schrauben 87» die die Ventilplatte 53' und den Stößel 5^¹ an dem Kipplager 37 befestigen, sind mit Köpfen 88 versehen, die den Ventilschuh 70' und den Arm 67' festlegen und auf ihn eine Kraft ausüben, um ihn zu bewegen, sobald das Kipplager bewegt wird. Dadurch wird der Zeiger 86 bewegt, um die exakte Winkelstellung des Kipplagers 37 anzuzeigen.

Bei dem vorliegenden Steuersystem hat jede der mit veränderlicher Verdrängung arbeitenden Pumpen 10 eine Eingangsvorrichtung für variable ürehverhältnisse 17» die mit der Eingangswelle 65 des Servosteuerventils 18 zusammenwirkt. Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Eingabevorrichtung 17 an das Drucksignal angeschlossen und arbeitet infolge von Veränderungen des Belastungszustandes der Antriebsmaschine 12. Die Eingangsvorrichtung 17 arbeitet

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so, daß sie automatisch die Verdrängung der Pumpe 10 verringert, wobei sie den von Hand eingestellten Betrag verändert, sobald die Antriebsmaschine 12 überlastet wird. Auch vergrößert sie die Verdrängung der Pumpe 10 bis zu dem von Hand eingestellten Betrag, sobald die Antriebsmaschine 12 nicht maximal belastet wird.

Die in den Figuren k bis 8 dargestellte Eingangsvorrichtung 17 für variable Drehverhältnisse weist ein Gehäuse 89 auf, das über der Eingangswelle 65 liegt und an der Deckelplatte 66 durch nicht dargestellte Schrauben befestigt ist. Ein Steuerhebel 90 ist an dem einen Ende einer Steuerwelle 91 angebracht, die in einer Bohrung 92 im Gehäuse 89 axial mit der Welle 65 fluchtend ausgerichtet gelagert ist. Die Steuerwelle 91 wird in dem Gehäuse 89 durch einen Federring 93 zurückgehalten. Ein Arm 9k ist an dem anderen Ende der Welle 91 starr befestigt.

Eine axial bewegliche und drehbare Welle 95 ist in einer Bohrung 96 im Gehäuse 89 gelagert. Ein Kugelkörper 97 mit einem mit Gewinde versehenen Ende 98 sitzt in einer Bohrung 99 der Welle 95 und weist eine Kugel 100 auf, die in einen im Arm 9k befindlichen Schlitz 101 eingreift. Ein zweiter Kugelkörper 102 ist mit einem Gewindeende 103 ausgestattet, das in einer Bohrung 104 auf der entgegengesetzten Seite der Welle 95 sitzt, und weist eine Kugel 105 auf, die mit einem Schlitz 106 eines Arms 107 in Eingriff steht. Der Arm 107 ist an der drehbaren Eingangswelle 65 fest angeklemmt. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß dann, wenn die Welle 91 und der Arm 9k gedreht werden, die Kugel 100 sich in der einen Richtung um die Welle 95 dreht, die Kugel 105 sich in derselben Richtung um die Welle 95 dreht, und der Arm 107 und die Welle 65 sich in derselben Richtung wie die Welle 91 drehen. Man erkennt, daß der Kugelkörper 97 auf der Welle 95 auf der einen Seite der Achse der Welle 91 angeordnet

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ist, während der Kugelkörper 102 . sicii auf der Welle auf der anderen Seite der Achse der Welle 91 befindet, so daß sich die Welle 65 in demselben Drehsinn dreht wie die Welle 91. Wenn der Kugellcörper 102 auf der Welle 95 unmittelbar gegenüber dem Kugelkörper 97 angeordnet wäre, dann würde eine Drehbewegung der Welle 91 und des Arms 94 in der einen Richtung den Arm 107 und die Welle 65 veranlassen, sich in der entgegengesetzten Richtung zu drehen.

Die Welle 91 ist zwischen einer ersten Stellung, in der der Arm 94 einen Anschlagstift 108 berührt, und einer zweiten Stellung drehbar, in der der Arm 94 einen Ansehlagstift 109 berührt. Die Welle 65 ist zentriert und eingestellt, so daß die Pumpe eine minimale Verdrängung hat, sobald der Arm 94 zwischen den Anschlagstiften 108, 109 zentriert ist, wie dies in Figur 7 dargestellt ist. Bei normalem Betrieb verschwenkt die erste Stellung der Welle 91 die Eingangswelle 65 um annähernd 19 aus der Mittellage, um dadurch eine maximale Pumpenverdrängung in der einen Richtung zu erzeugen, während die zweite Stellung der Welle 91 die Eingangswelle 65 um annähernd 19 aus der Mittellage verschwenkt, um dadurch eine maximale JRumpenv er drängung in der anderen Richtung zu bewirken.

Eine Axialbewegung der Welle 95 verändert das Verhältnis zwischen der Drehbewegung der Steuerwelle 91 und der Eingangswelle 65. Während des Normalbetriebs ist die Welle 95 nach links gegen einen Anschlag 110 verschoben, und die Kugel 100 ist im Abstand a von der Welle 91 angeordnet, der gleich dem Abstand a¹ ist, den die Kugel I05 von der Welle 65 aufweist. Da der Abstand a gleich dem Abstand a¹ während des Normalbetriebs ist, ist das Bewegungsverhältnis zwischen der Steuerwelle 91 und der

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Eingangswelle 65 1:1, d.h. die ¥elle 65 wird bei jeder Drehbewegung der Steuerwelle 91 um ein Grad ebenfalls um ein Grad gedreht. Im Normal betrieb läßt sich die Welle 65 durch Betätigen den Steuerhebels 90 und der Steuerwelle 91 in jede Lage der maximalen Pumpenver— drängung drehen.

Venn die Antriebsmaschine 12 überlastet wird, wird die Welle 95 von dem Anschlag 110 weg nach rechts bewegt. Dies veranlaßt die Kugel 105, den Arm 107 in die Mittelstellung zu bewegen. Wenn die Maschine ständig überlastet wird, wird die Welle 95 durch eine Feder 112 mit einem Anschlag 111 in Berührung gebracht. Die Feder 112 wirkt zwischen der Wand 113 an dem einen Ende der Welle 95 und einer Platte 114, die an dem einen Ende einer Einstellschraube 115 angebracht ist. Die Platte 114 ist von einer zweiten Platte II6, die an dem Ende einer Einstellschraube 115 angebracht ist, durch ein Lager 117 getrennt. Dadurch kann die Platte 114 stationär bleiben, wenn an der Schraube 115 gedreht wird, um die Kraft der Feder 112 zu verändern. Wenn die Welle 95 den Anschlag 111 berührt, ist die Kugel 100 mit der Achse der Welle 91 ausgerichtet, wie dies in Figur 6 gestrichelt dargestellt ist, und der Abstand a ist Null. Gleichzeitig ist die Kugel 105 rechts von der ISTorraallage angeordnet, wie dies in Figur 6 ebenfalls gestrichelt dargestellt ist. In dieser Stellung bewirkt eine Drehbewegung der Welle 91 keine entsprechende Drehbewegung der Welle 65.

Wenn die Welle 95 zwischen dem Anschlag 110 und dem Anschlag 11 verschoben wird, bewirkt eine Drehbewegung der Steuerwelle 91 und des Arms 94 eine Drehbewegung des Arms 107 und der Welle 65, und zwar proportional um einen geringeren Betrag als der Drehung der Welle 91 entspricht, und zwar abhängig davon, wieweit die Welle

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< Λ

95 vom Anschlag IiO weggeschoben ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Abstand a^! größer ist als der Abstand a, und daß deshalb das Verhältnis der Drehbewegung der Welle 65 zu der Drehbewegung der Welle 91 kleiner als 1:1 ist.

Die Betriebsweise der Eingangsvorrichtung 17 für variable Drehverhältnisse unter normalen Betriebsbedingungen läßt sich am besten unter Bezugnahme auf Figur 6 erläutern. Unter normalen Betriebsbedingungen tritt Drucksignalflüssigkeit aus der Leitung 19 in eine Öffnung 118 ein und strömt in eine Flüssigkeitskammer 119» die von der Bohrung 96 und einem Kolben 120 an dem einen Ende der Welle 95 gebildet wird. Die Druckflüssigkeit wirkt auf den Kolben 120 ein und drückt die Welle 95 entgegen der Kraft der Feder 112 nach links, so daß sie den Anschlag 110 berührt. Da, wie oben bereits ausgeführt, das Verhältnis der Drehung der Welle 65 zur Drehung der Steuerwelle 91 in dieser Stellung 1:1 ist, stellt die Welle 65 die Verschiebung der Pumpe 110 auf genau die durch die Steuerwelle 91 angezeigte Position ein.

Die Betriebsweise der Eingangsvorrichtung für variable Drehverhältnisse zur proportionalen Veränderung der Verschiebung mehrerer Pumpen 10, wenn die Antriebsmaschine überlastet ist, ist folgende. Wenn die Antriebsmaschine überlastet wird, reicht das auf den Kolben 120 der Welle 95 in jeder Vorrichtung 17 einwirkende Druckflüsssigkeitssignal nicht aus, um die Kraft der Feder 112 zu üh.erwiiiden. Demzufolge bewegt die Feder 112 die Welle 95 nach rechts, um dadurch den Arm 107 in die Mittellage zu drehen und die Verdrängung der Pumpe zu verkleinern. Da die Wellen 95 in allen Vorrichtungen innerhalb eines Steuersystems ein identisches Druckausgangssignal empfangen, bewegen sie sich alle um dieselbe Entfernung zu derselben Stelle in der Bohrung 96, um die

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Verdrängung der Pumpen 10 zu verkleinern. Da die Entfernungen a' alle gleich sind, wird die Verdrängung jeder Pumpe 10 um im wesentlichen denselben Prozentsatz reduziert, und zwar unabhängig von der manuellen Einstellung der Eingangswelle 91. V/enn die Antriebsmaschine 12 nicht mehr überlastet wird, wird das Ausgangsdrueksignal vergrößert, so daß sich die Wellen 95 nach links bewegen und die Pumpen 10 wieder die eingestellte Verdrängung erhalten.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Verdrängung jeder Purine 10 innerhalb des Systems von Hand jederzeit geändert werden kann, und daß das Steuersystem automatisch die Verdrängung aller Pumpen 10 verstellt, wenn die Antriebsmaschine überlastet wird oder wenn eine Überlastung verringert oder ganz beseitigt wird. Auf diese Weise steht ständig die volle Kraft der Antriebsmaschine 12 für alle Pumpen 10 innerhalb des Systems zur Verfugung, und zwar unabhängig von deren Verdrängung oder Arbeitsdrücken.

Außerdem können alle Pumpen 10 jederzeit mit maximalen Arbeitsdrücken betrieben werden, da nur die Verdrängung der Pumpen 10 in dem vorhandenen Steuersystem verändert wird. Dies ermöglicht, daß die Pumpen 10 auch dann noch schwere Arbeit verrichten, wenn die Antriebsmaschine überlastet wird, da nur die Arbeitsgeschwindigkeit geändert wird.

Der im obigen verwendete Begriff "Flüssigkeit" soll ganz allgemein Strömungsmittel aller Art einschließen.

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Claims

PATEifTANSPBUCHE

/l.j Steuervorrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Verdrängung an Verdrängungspurapen, mit einer Antriebsmaschine, mehreren mit veränderlicher Verdrängung arbeitenden und von der Antriebsmaschine angetriebenen Pumpen, von denen jede eine bewegliche Druckplatte und einen mit der Druckplatte verbundenen Flüssigkeitsmotor aufweist, der so betätigbar ist, daß er die Druckplatte zwischen einer Stellung maximaler Flüssigkeitsverdrängung in der einen Richtung und einer Stellung maximaler Flüssigkeitsverdrängung in einer anderen Richtung versehvenkt, wobei sich zwischen den beiden Stellungen eine Stellung minimaler Flüssigkeitsverdrängung befindet, und mit einer unabhängigen Steuerung zur wahlweisen Betätigung des Strö'mungsmittelmotors, um dadurch die Druckplatte zu bewegen und die Verdrängung der Pumpe einzustellen, gekennzeichnet durch eine Belastungsfühlervorrichtung (ll) und eine die Belastungsfühlervorrichtung mit der Antriebsmaschine (12) verbindende Einrichtung, wobei die Belastungsfühlervorrieh— tung (ll) ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional der auf die Antriebsmaschine (12) einwirkenden Belastung ist, und jede unabhängige Steuerung ein Servo— steuerventil (18) des Drehtyps aufweist, das den Flüssigkeitsmotor steuert und eine Eingangsanordnung (6dr) besitzt, die eine drehbare Eingangswelle (65) aufweist, welche die Position des Flüssigkeitsmotors einstellt, um dadurch die Verdrängung der Pumpe (lO) zu verstellen, und wobei die unabhängige Steuerung ferner eine Eingangsvorrichtung (l7) für variable Drehverhältnisse aufweist, die an die Eingangswelle (65) angeschlossen ist und durch eine zweite Einrichtung (13) mit dem Ausgangssignal verbunden ist sowie eine Drehvorrichtung 9± zur manuellen Einstellung

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der Lage der Eiiigangswelle (65) aufweist, und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf das Ausgangssignal anspricht, um die Verdrängung der Pumpe (lO) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal automatisch zu ändern, und diese Aiisprecheinrichtung ein axial bewegliches und drehbares Steuerglied (95) aufweist, und wobei schließlich eine dritte Einrichtung (94, 100, 105, 107) vorgesehen ist, die das Steuerglied (95) mit der drehbaren Vorrichtung (91) und der Eingangswelle (65) verbindet, und jede Eingangsvorrichtung (I?) für variable Drehverhältiiisse die Verdrängung ihrer entsprechenden Pumpe (lO) in bezug auf die Einstellung der Eingangswelle (65) Ufa denselben Prozentsatz ändert.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß äie Drehvorrichtung eine drehbare Steuer— welle (91) aufweist, daß die dritte Verbindungsvorrichtung mit einem ersten Aria (9⁷O versehen ist, der auf der drehbai*en Steuerwelle (91) angebracht ist, daß auf der drehbaren Eingangswelle (65) ein zweiter Arm (lO?) angebracht ist, daß ein erster Drehkörper (lOO) den ersten Ars* (94) viii dem Steuerglied (95) verbindet, und daß ein zweiter Drehkörper (105) den zweiten Arm (107) Hit dein Steuerglied (95) verbindet, so daß eine Drehbewegung der drehbaren Steuerwelle (91) eine Drehbewegung der drehbaren Eingangswelle (65) bewirkt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (95) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal zwischen einer ersten Stellung, in der die Drehbewegung der drehbaren Steuerwelle (9±) eine gleiche Drehbewegung der drehbaren Eingangswelle (65) bewirkt, so daß die Pumpe (lO) mit der Verdrängung arbeitet, die durch die Steuerwelle (9l) eingestellt ist, und einer zweiten Stellung beweglich ist, in der die drehbare Steuerwelle (9l) eine geringere Drehung

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der drehbai"en Eingangszeile (65) bewirkt, so daß die Pumpe (lO) mit einer Verdrängung arbeitet, die geringer ist als die durch die Steuerwelle (9l) eingestellte Verdrängung.

h. Steuervorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die ansprechende Einrichtung eine erste Vorrichtung (II2) aufweist, mit der das Steuerglied (95) in die zweite Stellung bewegbar ist, sobald das Ausgangssignal anzeigt, daß die Antriebsmaschine (12) überlastet ist, sowie eine zweite Vorrichtung (12O), mit der das Steuerglied (95) in die erste Stellung bewegbar ist, sobald das Ausgangssignal anzeigt, daß die Antriebsnasehine (l2) nicht überlastet ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch ^i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung zur Bewegung des Steuerglieds (95) eine Feder (II2) ist, die auf das eine Ende des Steuerglieds (95) einwirkt, und daß die zweite Vorrichtung zur Bewegung des Steuerglieds (95) ein Kolben (l20) ist, der an dem anderen Ende des Steuerglieds (95) angebracht ist und das Ausgangs— signal empfängt.

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