DE2850526A1

DE2850526A1 - Steuereinrichtung fuer einen hydraulisch betriebenen verbraucher

Info

Publication number: DE2850526A1
Application number: DE19782850526
Authority: DE
Inventors: Jan Zangenberg
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DK449379A; DK156519B; DK156519C

Description

Steuereinrichtung für einen hydraulisch betriebenen Verbraucher
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für einen hydraulisch betriebenen VerbraucherS mit einer Pumpe, deren Fördermenge mittels einer Stellvorrichtung veränderbar ist, mit einem Tank, mit einem Steuerventils das den Verbraucher in seiner Neutralstellung von Pumpe und Tank trennt und in seinen Arbeitsstellungen mit Pumpe und/oder Tank verbindet, und mit einer druckseitig angeordnetenO vorzugsweise im Steuerventil untergebrachten Drosselt die über zwei Steuerleitungen mit der Stellvorrichtung verbunden ist und diese lastabhängig steuert, wobei die Steuerleitung geringeren Drucks in der Neutralstellung des Steuerventils mit dem Tank verbunden ist.
Bei einer solchen bekannten Steuereinrichtung (DE-OS 25 14 624, Figo 1 und 7) wird die Stellvorrichtung in Abhängigkeit vom Druckabfall an der Drossel beeinflußt. Wenn in der Neutralsbellung die Steuerleitung geringeren Drucks mit dem Tank verbunden wirdf also keine Fördermenge benötigt wird5 sollte die Stellvorrichtung die Pumpe- auch auf eine Nullförderung einstellen.
Da derartige Pumpen in der Regel mit konstanter Drehzahl angetrieben werden und die Veränderung der Fördermenge durch eine Beeinflussung der Größe der Verdrängerkammern erfolgt, wird die während der Nullförderung in der Pumpe befindliche Druck flüssigkeit fortwährend umgewålzt9 was zu einer erheblichen Erwärmung führt.
Bei Pumpen der in diesem Zusammenhang verwendbaren Art ist es auch bekannt (DE-AS 18 12 635), außerhalb eines zur Fördermengenänderung verstellbaren Bahnträgers, an dem sich in einem umlaufenden Kolbenträger bewegbare Radialkolben abstützen, einen als Leckölsammelsystem dienenden Raum anzuordnen, aus dem Lecköl über einen Anschlußstutzen abgelassen werden kann, Für Steuereinrichtungen, bei denen Pumpen mit konstanter Fördermenge verwendet werden, ist es bekannt (DExAS 25 06 923), ein Leerlaufventil in einer Pumpendruckseite und Tank verbindenden Leitung vorzusehen, das in der Neutralstellung des Steuerventils öffnet, damit die Pumpenleistung herabgesetzt wird. Das kolbenförmig ausgebildete Verschlußstück des Leerlaufventils ist auf seiner dem Ventilsitz abgewandten Seite durch eine Feder belastet und begrenzt einen Rauii, der in der Neutralstellung des Steuerventils mit dem Tank verbunden ist und in den Betriebsstellungen annäherend unter dem Pumpendruck steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundeD eine Steuerein richtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben mit deren Hilfe die Leerlauf-Erwärmung der verstellbaren Pumpe ganz erheblich herabgesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Leerlaufventil, das in einer Pumpendruckseite und Tank verbindenden Leerlaufleitung angeordnet ist und in Abhängigkeit vom Druck in der Steuerleitung geringeren Drucks öffnet, wenn diese mit dem Tank verbunden wird0 Während das Leerlaufventil bei einer Pumpe mit konstanter Fördermenge notwendig IStD um die geförderte Druckflüssigkeit leistungsarm zum Tank zurückzuleiten, dient es im vorliegenden Fall dazu, einen äußeren DruckauSgleich zwischen Pumpendruck-und -saugseite herzustellen derart daß nicht die gesamte in der Pumpe befindliche Druckflüssigkeit nur innerhalb der Pumpe umgewälzt wird0 Schon geringfügige Druckunterschiede reichen aus, um einen Teil oder die gesamte Druckflüssigkeit in der Pumpe in den äußeren Umlauf zu bringen,so daß statt der bisherigen Erwärmung der in der Pumpe eingeschlossenen Flüssigkeit eine fortwährende Kühlung erfolgt. Dies gilt bei unbehinderter Leerlaufleitung sogar dann, wenn sich der Druckgradient zwischen Druck- und Saugseite zeitweilig umkehren sollte.
Besonders günstig ist es, wenn die Leerlaufleitung durch das Pumpengehäuse geführt ist. Dies ergibt eine zusätzliche Kühlung durch die im äußeren Umlauf bewegte Flüssigkeit.
Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß die Pumpe ein mit dem Tank verbundenes Leckölsammelsystem aufweist, und daß die Leerlaufleitung über dieses System geführt ist. Hierfür sind nur geringfügige zusätzliche Maßnahmen an der Pumpe erforderlich.
Mit Vorzug ist die Stellvorrichtung so ausgelegt, daß in der Neutralstellung des Steuerventils die Pumpe mit einem vorgegebenen minimalen Förderdruck betreibbar ist. Dieser minimale Förderdruck führt zu einer durch die Strömungswiderstände in der Leerlaufleitung bestimmten Förderung durch die Leerlaufleitung und damit zu einer besonders intensiven Kühlwirkung.
Für die Ausbildung des Leerlaufventils empfiehlt es sich, daß das mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Verschluß stück des Leerlaufventils von einem Kolben getragen wird, der einen wesentlich größeren Querschnitt als der Ventilsitz hat, und daß die dem Verschlußstück abgewandte Seite des Ventilsitzes mit der Pumpendruckseite und die dem Verschlußstück abgewandte Seite des Kolbens mit der Steuerleitung geringeren Drucks verbunden ist. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß das Leerlaufventil auch bei einem kleinen Druckunterschied an der Drossel sicher geschlossen bleibt, bei Anschluß der Steuerleitung geringeren Drucks an den Tank dagegen mit Sicherheit öffnet.
DesweiUren kann dem Leerlaufventil eine Strömungsbegrenzungs-Drossel zugeordnet sein. Damit läßt sich der Strömungswiderstand in der Leerlaufleitung und folglich die zur Kühlung umgewälzte Flüssigkeitsmenge weitgehend bestimmen.
Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn der Ventilsitz als Drosselbohrung ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Pumpe mit ihren Anschlüssen.
Die Saugseite einer Pumpe 1 ist mit einem Tank 2, die Druckseite 3 über eine Druckleitung 4 mit einem Steuerventil 5 verbunden. Dieses steht über zwei Motoranschlußleitungen 6 und 7 mit einem hydraulischen Axialmotor 8 und über eine Ablaufleitung 9 mit dem. Tank 2 in Verbindung. Das Steuerventil 5 hat eine Neutralstellung a und zwei Betriebsstellungen b und c.
In den Betrebsstellungen wird die Druckflüssigkeit über einen Strompfad mit einer Drossel 10 bzw. 11 zum Motor 8 geleitet, während die verdrängte Flüssigkeit über einen zweiten Strompfad und die Ablaufleitung 9 zum Tank 2 abfließen kann. Jenseits der Drossel ist ein Strompfad für eine Steuerleitung 12 angeschlossen. Diese wird in der Neutralstellung a, in der die Druckleitung 4 und die beiden Motoranschlußleitungen 7 und 6 abgesperrt sind, mit dem Tank 2 verbunden.
Mit der Druckseite 3 ist eine Steuerleitung 13 verbunden. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Steuerleitungen 12 und 13, welche im Betriebsfall dem Druckabfall an der Drossel 10 bzw.
11 entspricht, steuert ein durch eine Feder 14 belastetes Ventil 15, mit dessen Hilfe Druckflüssigkeit zu einem Servo-Notor 16 geleitet werden kann. Dieser vermag über ein Gestänge 16a die Fördermenge der Pumpe 1 zu verstellen. Die Verstellung erfolgt derart, daß der Druckabfall an der Drossel 10 bzw. 11 einen der Federbelastung entsprechenden konstanten Wert hat.
Uenn der Schieber des Steuerventils 5 nur wenig in seine Betriebsstellung verschoben ist, entspricht diesem Druckabfall eine kleine Fördermenge, wenn er weit in die Betriebsstellung verschoben ist, eine große Fördermenge. In der Neutralstellung, uenn die Steuerleitung 12 Tankdruck führt, sorgt die Stellvorrichtung 16 dafür, daß die Pumpe 1 einen minimalen Förderdruck, den "stand-by-Druck" erzeugt, der von dem Druck der Feder 14 abhängt.
DEs weiteren ist ein Leerlaufventil 17 vorgesehen, das einen als Dr@sselbohrung ausgebildeten Ventilsitz 18 und ein Verschlußstuck 19 aufweist, welches von einem Kolben 20 getragen ist, dessen Querschnitt erheblich größer als derjenige des Ventilsitzes 18 ist0 Der Eingang 21 des Leerlaufventlls 17 ist mit der Druckseite 3, der Ausgang 22 über eine Leerlaufleitung 23 über die Pumpe 1 und einen weiteren Leitungsabschnitt 24 mit dem Tank 2 verbunden0 Der Raum 25 auf der dem Verschlußstück 19 abgewandten Seite des Kolbens 20 ist über einen Abzweig 12a mit der Steuerleitung 12 verbunden0 Dieses Leerlaufventil ist in den Betriebs stellungen des Steuerventils 5 vom Druckabfall an den Drosseln 10 bzw. 11 belastet. Es wird aber wegen der Querschnittsunterschiede zwischen der Kolbenfläche 20 und der Ventilsitzfläche 18 sicher geschlossen gehalten. In der Neutralstellung, wenn die Steuerleitung 12 Tankdruck führt, verschiebt sich jedoch der Kolben 20 unter dem Einfluß des vorgegebenen, minimalen Förderdrucks, so daß eine durch den Widerstand der Drosselbohrung bestimmte Flüssigkeitsmenge von der Pumpendruckseite 3 zum Tank 2 strömt.
Figo 2 zeigt9 daß die Pumpe 1 in einem Gehäuse 26 einen auf einer mit konstantes Drehzahl angetriebenen Wolle 27 befestigten Kolbenträger 28 at¢wei$tO Dieser niit i entsprechenden Zylindern sechs Radialkolben 29 auf. Diese stützen sich am inneren Umfang eines Bahnträgers 30 ab, der um eine feste Achse 31 schwenkbar ist und zu diesem Zweck einen Zapfen 32 aufweist, der von einem auf dem Gestänge 16a sitzenden Mitnehmer 33 erstellt werden kann. In der nicht sichtbaren Seitenwand des Gehäuses sind eine mit dem Tank 2 verbundene Saugnut 34 und eine mit der Druckseite 3 verbundene Drucknut 35 vorgesehen, die gestrichelt eingezeichnet sind. Bei einer Verstellung des Gestänges 16a wird der Bahnträger 30 in eine exzentrische Bahn verlagert, so daß sich die Fördermenge ändert.
Außerhalb des Bahnträgers 30 ist ein Raum vorgesehen, der als Leckölsammelsystem 36 dient. Er weist einen Stutzen 37 auf, in welchen die Leerlaufleitung 23 mündet, und einen weiteren Stutzen 38, der über den Abschnitt 24 mit dem Tank 2 verbunden ist.
Wenn daher in der Neutralstellung deteuerventils 5 die Pumpe 1 mit dem minimalen Förder,druck arbeitet, wird Flüssigkeit über das Leerlaufventil 17 und das Leckölsammelsystem 36 zum Tank 2 geleitet. Dies ergibt den gewünschten Kühleffekt.

Claims

Patentansprüche t.y Steuereinrichtung für einen hydraulisch betriebenen Verbraucher, mit einer Pumpe, deren Fördermenge mittels einer Stellvorrichtung veränderbar ist, mit einem Tank, mit einem Steuerventil, das den Verbraucher in seiner Neutralstellung von Pumpe und Tank trennt und in seinen Arbeitsstellungen mit Pumpe und/oder Tank verbindet, und mit einer druckseitig angeordneten, vorzugsweise im Steuerventil untergebrachten Drossel, die über zwei Steuerleitungen mit der Stellvorrichtung verbunden ist und diese lastabhängig steuert, wobei die Steuerleitung geringeren Drucks in der Neutralstellung des Steuerventils mit dem Tank verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Leerlaufventil (1t, das in einer Pumpendruckseite (3) und Tank (2) verbindenden Leerlaufleitung (23) angeordnet ist und in Abhängigkeit vom Druck in der Steuerleitung (12) geringeren Drucks öffnet; wenn diese mit dem Tank verbunden wird.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt, daß die Leerlaufleitung (23) durch das Pumpengehäuse (26) geführt ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) ein mit dem Tank (2) verbundenes LeckölsammelsystEm m (36) aufweist und daß die Leerlaufleitung (23) über dieses System geführt ist.
4. Steuereinrichtung nach einem der Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (16) so steuerbar ist, daß in der Neuträstellung des Steuerventils (5) die Pumpe mit einem vorgegebenen, minimalen Förderdruck betreibbar ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Ventilsitz (18) zusammenwirkende Verschlußstück (19) des Leerlaufventils (17) von einem Kolben (20) getragen wird, der einen wesentlich größeren Querschnitt als der Ventilsitz hat, und daß die dem Verschlußstück abgewandte Seite des Ventilsitzes mit der Pumpendruckseite (3) unidie dem Verschlußstück abgewandte Seite des Kolbens mit der Steuerleitung (12) geringeren Drucks verbunden ist.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leerlaufventil (17) eine Strömungsbegrenzungsdrossel (18) zugeordnet ist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (18) als Drosselbohrung ausgebildet ist.