DE2856805A1

DE2856805A1 - Vorrichtung zum regeln der kraftstoffzufuhr einer eine pumpe einer hydraulischen anlage antreibenden brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2856805A1
Application number: DE19782856805
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: CARL METZ GmbH; Metz Carl GmbH
Current assignee: Metz Feuerwehrgeraete 7500 Karlsruhe De GmbH
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2856805B2; DE2856805C3

Description

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Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Kraftstoffzufuhr einer eine Pumpe einer hydraulischen Anlage antreibenden Brennkraftmaschine und betrifft insbesondere eine solche Vorrichtung, bei welcher der von der Pumpe erzeugte Druckmittelstrom einem Verbraucher mit veränderbarem Schluckvermögen und einem parallel dazu liegenden, eine Überströmleitung zum Vorratsbehälter beherrschenden und den Betriebsdruck des Druckmittels konstant haltenden Druckregelventil zugeleitet wird, das als mit seiner Stirnfläche den* von der Pumpe geförderten Druckmittel ausgesetzter und mit der Kante dieser Stirnfläche die Überströmleitung steuernder, entgegen der auf ihn wirkenden Kraftrichtung des zu steuernden Druckmittels konstant belasteter Steuerschieber ausgebildet ist, durch dessen Axialverschiebung der zugeführte Druckmittelteilstrom zunächst drosselbar ist und dann bei weiterer Verschiebung abgesperrt wird, wodurch mit zunehmender Axialverschiebung des Steuerschiebers bis zur· Absperrstellung und über diese hinaus das Regelglied

BANKKONTO: DRESDNER BANK AG. FRANKFURT AM MAIN NR 4-I12 5I9 „

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der Brennkraftmaschine im Sinne einer Zunahme der Kraftstoffzufuhr betätigbar ist.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 193 727 bekannt und lost die Aufgabe, den von einer Pumpe, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, erzeugten Betriebsdruck einer hydraulischen Anlage konstant zu halten, wobei, abgesehen von einer nur bei kleinem Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher eintretenden reinen Drosselregelung, sich für jeden dariiberliegenden Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher eine praktisch verlustfreie Leistungsregelung ergibt. Gleichzeitig wird aufgabengemäß bei dieser bekannten Vorrichtung ein erheblicher Nachteil älterer Vorrichtungen zum Regeln der Kraftstoffzufuhr einer eine Pumpe einer hydraulischen Anlage antreibenden Brennkraftmaschine wirkungsvoll beseitigt, der darin liegt, daß die Absperrstellung des Druckregelventils derselben zugleich die Grenzstellung des Steuerschiebers derselben ist, weil sich dieser mit seinem beispielsweise als Ventilkegel ausgebildeten Ende gegen einen Ventilsitzanlegt, und daher vor dem Zuschalten eines weiteren Verbrauchers die Fördermenge der Druckmittelpumpe durch Steigerung ihrer Antriebsdrehzahl soweit erhöht werden muß, daß die Fördermenge der Druckmittelpumpe mit Sicherheit die Schluckmenge des zuzuschaltenden Verbrauchers übersteigt, was zur Folge hat, daß die Drosselstelle bei gleichbleibendem Betriebsdruck wieder geöffnet wird, solange der zusätzliche Verbraucher nicht eingeschaltet ist, und daß die gesamte für den zuzuschaltenden Verbraucher vorgesehene Leistung in der Drosselstelle in Wärme umgesetzt wird, was betriebsmäßig zur Folge hat, daß die benötigte höhere Leistung der Antrieb sbrennkraf tmaschine in diesem Falle einfach durch. "Gas geben" von Hand oder automatisch eingestellt wird und aus Sicherheitsgründen auch konstant gehalten bleibt, damit die Druckmittelpumpe jederzeit in der Lage ist, das Schluck-

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vermögen etwa zugeschalteter Verbraucher sofort zu befriedigen.

Bei vielen hydraulischen Anlagen, wie insbesondere bei als Katastropheneinsatzfahrzeug, für Feuerlöschzwecke und Rettungseinsatz für Menschenleben und Güter konzipierten Kraftfahrdrehleitern, stellt sich das Problem größtmöglich gesteigerter Sicherheit durch schnellstmögliche Unterbindung der Energieversorgung für vonstattengehende Bewegungsabläufe im Falle eines Notfalls durch Ausfall von Steueraggregaten oder steuernden Bedienungspersonals. Für solche hydraulischen Anlagen sind sogenannte Totmannschaltungen bekannt, durch welche bei Ausfall eines Steueraggregates oder einer Bedienungsperson die betreffende hydraulische Anlage, wie beispielsweise eine mit hydraulischer Energie arbeitende Kraftfahrdrehleiter, so schnell wie möglich aus einer momentanen Bewegung zum Stillstand gebracht werden soll.

Bei einer hydraulischen Anlage mit der gattungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der Kraftstoffzufuhr einer die Pumpe derselben antreibenden Brennkraftmaschine ist eine gewisse Zeitspanne vom Einleiten des Stillstandsbefehls in die Anlage bis zum endgültigen Stillsetzen der im Augenblick des Eintritts des Notfalls gerade vor sich gehenden Bewegungsabläufe unvermeidbar, wodurch auch bei Vorhandensein einer auf eine in dieser Weise ausgestaltete Anlage einwirkenden Totmannschaltung, selbst wenn diese sehr flink arbeitend ausgebildet sein sollte, nicht eine optimale Einsatzsicherheit der Anlage gewährleistet ist. Durch diese vom Zugang des den Stillsetzungsvorgang für die gerade ablaufenden Arbeitsvorgänge der hydraulischen Anlage einleitenden Impulses bis zur vollständigen Stillsetzung der Anlage notwendigerweise verstreichende Zeitspanne wird selbst dann, wenn die abzuschaltenden Arbeitsvorgänge der hydraulischen Anlage, wie beispielsweise die einzelnen Bewegungsabläufe einer Kraftfahrdrehleiter eingangs beschriebener Art, immer langsamer werden, doch noch die Möglichkeit offengehalten, daß während dieser Zeitspanne es zu Unfällen mannigfalter Art kommen kann.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs "beschriebener Art so auszugestalten, daß sie die bekannten Vorzüge gattungsgemäßer Vorrichtungen insbesondere im Hinblick auf eine feinfühlige und ab einem erhöhten Leistungsbedarf weitgehend verlustfreie Regelung der Kraftstoff zufuhr zur eine hydraulische Pumpe antreibenden Brennkraftmaschine mit einer bestimmten vorgegebenen Dämpfung beibehält, dabei aber den bis zu sogenannten Totmannschaltungen gesteigerten Sicherheitsanforderungen besser gerecht wird, indem mit einfachen und höchst kostengünstigen Mitteln, die auch eine Nachrüstung vorhandener Vorrichtungen ohne Schwierigkeiten ermöglichen, die bis zum effektiven Stillstand der Arbeitsvorgänge der hydraulischen Anlage benötigte Zeitspanne wesentlich verkürzt wird.

Dies erreicht die Erfindung bei einer Vorrichtung gattungsgemäßer Art in überraschend einfacher Veise durch eine Sperreinrichtung im kinematischen Kettenzug für die Zuführung der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers in dem durch das Druckmittel in der Überströmleitung auf ihn aufgebrachten Druck entgegengesetzter Richtung, durch die in Abhängigkeit von der Betätigung einer Auslöseeinrichtung für die Aufhebung der in dieser Richtung wirkenden konstanten Belastung des Steuerschiebers im Sinne einer solchen Aufhebung die Zufuhr der Antriebsenergie für diese konstante Belastung des Steuerschiebers zu diesem praktisch verzögerungslos sperrbar ist.

5s ist erkennbar, daß die Erfindung es ermöglicht, die der durch den in der Überströmleitung des Hydraulikdruckmittels für die hydraulische Anlage, das von der Pumpe in einer Zweigleitung zur eigentlichen Speiseleitung der hydraulischen Verbraucher gefördert wird, herrschenden Druck auf den Steuerschieber aufgebrachten Kraft entgegenwirkende Belastungskraft sehr schnell, nämlich praktisch verzögerungslos, zusammenbrechen zu lassen, nachdem der Abschaltimpuls durch die Auslöseeinrichtung gegeben ist, während das bei bekannten Vorrichtungen gattungsgemäßer Art nicht möglich ist. Weiterhin ist erkennbar eine Vorrichtung

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nach der Erfindung nicht auf eine Ausführung "beschränkt, bei welcher die der durch den Druckmitteldruck in der Überströmleitung auf den Steuerschieber aufgebrachten Kraft entgegenwirkende Belastung auf hydraulischem Wege aufgebracht wird, vielmehr durchaus auch mechanische oder elektromagnetische Aufbringung dieser Belastung bei der Erfindung möglich ist, wenngleich eine bevorzugte erfinderische Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darauf gerichtet ist, die Zufuhr der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers in dem durch das Druckmittel in der Überströmleitung auf ihn aufgebrachten Druck entgegengesetzter Richtung in an sich bekannter Weise, nämlich in der gleichen Weise, wie bei herkömmlichen Vorrichtungen gattungsgemäßer Art, hydraulisch erfolgen und dabei die Sperreinrichtung ein in der Zuführungsleitung für diese hydraulische Energie angeordnetes Absperrventil sein zu lassen. Durch diesen untergeordneten Erfindungsgedanken wird nämlich mit Vorteil die in der hydraulischen Anlage sowieso vorhandene Druckmittelenergie zur Regelung genutzt, ohne daß ein besonderer Aufwand für die Zuführung andersartiger Regelenergie oder aber die Umwandlung der vorhandenen hydraulischen Energie in solche andersartige Regelenergie zu treiben wäre, wobei im übrigen ebenso wie bei der bekannten Vorrichtung die Regelung bei geringem Leistungsbedarf der an die von der Brennkraftmaschine angetribene Pumpe angeschlossenen Verbraucher als reine Drosselregelung arbeitet, hingegen bei einen bestimmten Vorgabewert übersteigendem Leistungsbedarf der hydraulischen Verbraucher sich eine praktisch, verlustfreie Leistungsregelung ergibt, dabei jedoch ungeachtet der jeweiligen Regelungsart praktisch ohne zusätzlichen Aufwand allein durch die erfindungsgemäße funktionale Verknüpfung der Impulsgabe- und Betätigungsfunktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet ist, daß im Notfall praktisch schlagartig die auf den Steuerschieber wirkende Gegenkraft zusammenbricht und dadurch der Steuerschieber selbst vollen Flutungsquerschnitt für die Überströmleitung freigibt, durch den in der Überströmleitung gleichfalls praktisch schlagartig der Druck zusammenbricht

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und die Pumpe über die Überströmleitung praktisch drucklos in den Druckmittelvorratsbehälter abfördert, was einem praktisch verzögerungslosen hydraulischen Kurzschluß entspricht, durch welchen die an die Hauptdruckleitung angeschlossenen Verbraucher der hydraulischen Anlage drucklos und damit stillgesetzt werden.

Dabei kann im übrigen die für die Aufbringung der auf den Steuerschieber entgegen der durch den Druck in der Überströmleitung ausgeübten Kraft wirkende Belastung durch einen eigens hierfür vorgesehenen Druckmittelkreislauf aufgebracht werden, es hat sich jedoch insbesondere aus Gründen kompakter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und damit geringen Raumbedarfs"und Kostenaufwandes insbesondere auch bezüglich der anderen Bauteile dieses hydraulischen Druckmittelkreislaufes als besonders zu bevorzugen erwiesen, wenn gemäß einer erfinderischen Fortbildung des vorstehend beschriebenen untergeordneten Erfindungsgedankens die Zuführungsleitung für die hydraulische Energie für die konstante Belastung des Steuerschiebers durch von der Überströmleitung vor dem Steuerschieber abgezweigtes Druckmittel gespeist ist. In beiden Fällen, nämlich bei für die Aufbringung der Gegendruckbelastung auf den Steuerschieber eigens vorgesehenem separatem Druckmittelkreislauf ebenso wie bei Druckmitt e Ib e auf schlagung mit von der Überströmleitung abgezweigtem Druckmittel, wird erfindungsgemäß bei Eintritt des Notfalls einerseits die Auslöseeinrichtung betätigt, und zwar beispielsweise in Abhängigkeit von der Auslösung der etwa vorhandenen Totmannschaltung, und gleichzeitig in Abhängigkeit von der Betätigung dieser Auslöseeinrichtung die erfindungsgemäß vorgesehene Sperreinrichtung so betätigt, daß diese die· Druckmittelzufuhr für die Aufrecht erhaltung der konstanten Belastung des Steuerschiebers, also des Gegendruckes gegenüber der durch den Druck in der Überströmleitung auf ihn auf gebrachten Kraft praktisch schlagartig absperrt, so daß die überströmleitungsferne Seite des Steuerschiebers durch Flutung in den Druckmittelvorratsbehälter praktisch unmittelbar druckenergielos wird. Bei der bekannten Vorrichtung muß in einem vergleichbaren Notfall nach Auftreten

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eines entsprechenden Notbetätigungsimpulses und in Abhängigkeit von diesem vorgenommener Verstellung eines Umsehaltventils im Sinne einer Flutung bzw. Druckentlastung der überströmleitungsfernen Seite des Steuerschiebers über ein in die Flutungsleitung mündendes Drosselorgan zusätzlich das gesamte von der Pumpe geförderte Druckmittel solange abgeblasen werden, bis der Steuerschieber seine Sperrstellung im Sinne einer vollen Öffnung der Überströmleitung überwunden hat, was natürlich zwangsweise zu einem unvermeidbaren Zeitverlust führt, während dessen sich die Arbeitsabläufe der Verbraucher der hydraulischen Anlage - wenn auch mit sich ständig verlangsamender Bewegungsgeschwindigkeit - fortsetzen. Gerade dies jedoch ist unerwünscht und wird durch cie Erfindung in überraschend einfacher, dabei jedoch wirkungsvoller Weise so vermieden, daß im Falle eines Auftretens eines Notbetätigungsimpulses diese Verbraucher verzögerungslos abgeschaltet werden.

Nach der erfindungsgemäßen Konzeption einer solchen Vorrichtung ist es gleichgültig, in welcher Weise der Steuerschieber auf seiner überströmleitungsfernen Seite belastet wird. So kann diese Belastung beispielsweise mechanisch, magnetisch und vorzugsweise elektromagnetisch,hydraulisch oder aber sogar auch pneumatisch aufgebracht werden, sofern bei der betreffenden Anlage solche pneumatische Energie zur Verfügung stehen sollte. Insbesondere kann es sich durchaus empfehlen, die überströmleitungsferne Seite des Steuerschiebers mittels einer Feder belastet zu halten und zusätzlich mit auf Überströmleitungsdruck stehendem Druck zu beaufschlagen. Bei gleichem beaufschlagtem Querschnitt auf beiden Seiten des Steuerschiebers übernimmt dann diese auf die überströmleitungsferne Seite des Steuerschiebers wirkende Feder dessen eigentliche Belastung. Im Notfall wird, da die Druckmittelzufuhr zur überströmleitungsfernen Seite des Steuerschiebers erfindungsgemäß schlagartig abgesperrt wird, die Rückfahrverschiebung des Steuerschiebers durch den überströmleitungsseitig auf ihn wirkenden Druck entgegen dieser Feder bewirkt.

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Gegenüber einer solchen Ausführung hat sich jedoch eine· gleichfalls mit hydraulischer Energie arbeitende andere erfinderische Variante 'besonders bewährt, gemäß welcher der Druckmitteldruck in der Zuführungsleitung vor dem Absperrventil geringer ist als der Druckmitteldruck in der Überströmleitung. Zweckmäßig kann dies in weiterer Fortführung dieses Erfindungsgedankens dadurch bewirkt werden, daß in der Zuführungsleitung stromaufwärts vom Absperrventil ein Drosselorgan angeordnet ist. Dieses kann mit Vorzug auf unterschiedliche Druckmitteldruckwerte einstellbar sein, um sich bei einer mit dieser Vorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten hydraulischen Anlage einfach und schnell unterschiedlichen Betriebsanforderungen anpassen zu können und um andererseits eine wirtschaftliche Möglichkeit zu schaffen, die Vorrichtung nach der Erfindung im Wege der Nachrüstung in Verbindung mit unterschiedlichsten hydraulischen Anlagen einsetzen zu können. Durch diesen sich mit der Senkung des Druckmitteldruckwertes in der Zuführungsleitung befassenden Erfindungsgedanken wird der nicht zu unterschätzende Vorteil geringen.Druckniveaus in der Zuführungsleitung erbracht, der dazu führt, daß im Zustand ordnungsgemäßen Betriebes der hydraulischen Anlage eine nur geringe Erwärmung aller Druckmittelleckmengen abführenden Leitungsteile auftreten. Hierdurch wird nicht nur die Betriebssicherheit, sondern erfahrungsgemäß auch die Lebensdauer der Vorrichtung nach der Erfindung günstig beeinflußt.

In Anpassung an diese bevorzugte Ausführung gemäß diesem untergeordneten Erfindungsgedanken sieht eine weitere zweckmäßige Fortbildung vor, daß der Steuerschieber auf seiner überströmleitungsfernen Seite in an sich bekannter Weise mit einem Regelkolben größerer druckmittelbeaufschlagter Fläche als der mit Uberströmungsleitungsdruckmittel beaufschlagten Fläche des Steuerschiebers in Wirkverbindung steht. Hierdurch nämlich wird mit höchst einfachen und kostengünstigen konstruktiven Mitteln neben einer nicht unerheblichen Erleichterung der Montage unter Beibehaltung der Vorteile der Ausgestaltung der

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erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß diesem untergeordneten Erfindungsgedanken die Aufbringung der Belastungskraft auf die überströmleitungsferne Seite des Steuerschiebers in jeder benötigten Größe trotz auf optimale Werte reduzierten Druckes der Druckmittelbeaufschlagung ermöglicht.

Zur Begrenzung des in der Zuführungsleitung für die hydraulische Energie für die konstante Belastung des Steuerschiebers wirkenden Druckmitteldruckes auf einen gewünschten, nicht zu überschreitenden Sicherheitswert kann in weiterer zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung die vom Steuerschieber beeinflußte Regel- und Absperrstelle der Überströmleitung mittels einer an dieZuführungsleitung für die hydraulische Energie für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers zwischen Drosselorgan und Absperrventil angeschlossenen Steuerleitung mit einem Vorsteuerventil überbrückt sein. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß immer dann, venn in der Zuführungsleitung Druckspitzen auftreten, xvie das insbesondere beim Schließen des Absperrventils als Folge des Eintritts eines die Notabschaltung der hydraulischen Anlage veranlassenden Ereignisses mit ensprechender Betätigung der Auslöseeinrichtung der Fall ist, das den vorgegebenen Druckwert übersteigenden Druck aufweisende Druckmittel stromaufwärts vom Absperrventil über das Vorsteuerventil druckentlastet wird, ohne Einwirkung auf die überströmleitungsferne Seite des Steuerschiebers nehmen zu können.

In weiterer Vervollkommnung der Erfindung kann die Auslöseeinrichtung für die Aufhebung der konstanten Belastung des Steuerschiebers ein stromabwärts vom Absperrventil an die Zuführungsleitung angeschlossenes und sich zum Druckmittelvorrat sbehälter hin öffnendes an sich bekanntes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Wegeventil sein.

Ein anderer die Erfindung in nicht naheliegender V/eise zweckmäßig fortbildender untergeordneter Erfindungsgedanke kennzeichnet sich dadurch, daß Auslöseeinrichtung für die Aufhebung

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der konstanten Belastung des Steuerschiebers und Absperrventil zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Dabei kann in vorteilhafter Fortbildung dieses Erfindungsgedankens die die Auslöseeinrichtung für die Aufhebung der konstanten Belastung des Steuerschiebers und das Absperrventil beinhaltende Baueinheit durch ein an sich bekanntes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und drei Anschlüssen gebildet sein, dessen einer, stets für Strömungsdurchgang offener Anschluß sich in eine mit Belastungsdruckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers beaufschlagbare Druckmittelkammer auf der überströmleitungsfernen Seite desselben öffnet, während einer seiner beider für Strömungsdurchgang sperrbaren Anschlüsse hinter einem in der Zuführungsleitung für die hydraulische Energie für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers angeordneten Drosselorgan mit dieser Zuführungsleitung kommuniziert und der andere seiner beiden für Strömungsdurchgang sperrbaren Anschlüsse sichium Druckmittelvorratsbehälter hin öffnet. Durch diese bevorzugte Ausführungsform ergibt sich eine besonders kompakte, leicht und sicher zu handhabende und höchst betriebssichere und dabei doch besonders wirtschaftliche Vorrichtung.

In Fällen, in denen aus beispielsweise konstruktiven oder fertigungstechnischen Gründen das Drosselorgan in der Zuführungsleitung für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers ohne Einstellmöglichkeit ausgeführt ist, was insbesondere auch im Nachrüstungsfalle von mit bestimmten Ausführungsformen herkömmlicher Regelungsvorrichtungen ausgerüsteten hydraulischen Anlagen auftreten kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn gemäß einem anderen untergeordneten Erfindungsgedanken stromabwärts vom Absperrventil in der Zuführungsleitung für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers ein auf unterschiedliche Druckmitteldruckwerte einstellbares weiteres Drosselorgan angeordnet wird. Auf diese Weise lassen

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sich nämlich die über die Druckmitteldruckanpassung erzielbaren Vorteile auch ohne Eingriff in das Innere einer bevorzugt in einem blockförmigen Gehäuse untergebrachten Vorrichtung nach der Erfindung oder in eine bereits vorhandene Vorrichtung herkömmlicher Ausführung höchst einfach und kostengünstig erreichen.

Die Erfindung kann in weiterer Fortbildung so ausgeführt sein, daß die Axialverschiebung des Steuerschiebers in an sich bekannter Weise über eine Zahnstange und ein Zahnsegment auf das schwenkbare Regelglied übertragbar ist, durch das die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine regelbar ist, oder aber so, daß der axial verschiebbare Steuerschieber in an sich bekannter Weise gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Gestänges oder dergleichen mit dem Regelglied der Brennkraftmaschine "verbunden ist.

Häufig ist es erwünscht, den Betriebszustand der Vorrichtung nach der Erfindung meßwertartig zu erfassen, zu insbesondere Überwachungszwecken anzuzeigen und besonders für den Eintritt des Notfalles bzw. des Falles der Eilrückstellung .es Steuerschiebers in die Leerlaufstellung zur Veranlassung weiterer Betätigungsabläufe heranzuziehen. Dies zu ermöglichen, ist Aufgabe eines weiteren Erfindungsgedankens, der sich dadurch kennzeichnet, daß eine Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Höhe der in dem durch das Druckmittel in der Überströmleitung auf den Steuerschieber aufgebrachten Druck entgegengesetzter Richtung wirkenden konstanten Belastung des Steuerschiebers meßbar und ein dieser entsprechender, weiterleitbarer Melde- und Steuerimpuls bildbar ist. Dieser Erfindungsgedanke dient somit der weiteren Verbesserung der Betriebssicherheit der mit der erfindungsgeiriäßen Vorrichtung ausgerüsteten hydraulischen Anlage.

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Im FaIl einer Vorrichtung nach der Erfindung mit hydraulischer Zufuhr der'Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers und einer Sperreinrichtung in Form eines in der Zuführungsleitung für diese hydraulische Energie angeordneten Absperrventils kann in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens die Kontrolleinrichtung ein sich mit seinem hydraulischen Anschluß stromabwärts vom Absperrventil in die Zuführungsleitung für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers öffnender elektro-hydraulischer Druckschalter sein. Andererseits kann es unabhängig von der Art der Zuführung der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steurschiebers zweckmäßig sein, wenn die Kontrolleinrichtung ein die Stellung des Steuerschiebrs und/oder eines gegebenenfalls vorgesehenen Regelkolbens abfragender Grenztaster ist. Im Falle, daß die Verbindung des Steuerschiebers mit dem Eegelglied für die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine über ein Gestänge erfolgt, kann sich dabei zweckmäßig der Grenztaster mit dem Gestänge in Wirkverbindung befinden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der- Zeichnungen schematisch dargestellt ist, rein beispielsweise näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig.1 die Vorrichtung nach der Erfindung in Le erlaufstellung, und

Fig.2 die gleiche Vorrichtung in Arbeitsstellung.

Die von einer Brennkraftmaschine angetriebene Druckmittelpumpe $0 erzeugt einen Druckmittelstrom, dessen Menge bei gleichbleibendem Druck etwa proportional mit der Antriebsdrehzahl der Druckmittelpumpe 30 ansteigt. Das Druckmittel wird einerseits einem oder mehreren nicht gezeigten Verbrauchern über eine mit einem nach

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rechts weisenden Efeil endende, hinter der Druckmittelpumpe abzweigende Leitung und andererseits der als Ganzes mit 1 bezeichneten Vorrichtung nach der Erfindung zugeleitet. In der Leerlaufstellung der Vorrichtung 1 dreht die Brennkraftmaschine mit der Leer!aufdrehzahl, und die Druckmittelpumpe 30 fördert daher nur geringe Druckmitteiniengen bei niedrigem Druck. Der oder die angeschlossenen Verbraucher seien abgeschaltet. Wie Fig.1 zeigt, kann das von der Druckmittelpumpe 30 im Leerlauf geförderte Druckmittel über die Überströmleitung DL durch die geöffnete, hinsichtlich ihres wirksamen Strömungsquerschnittes veränderbare Drosselstelle 25 gegendrucklos in den Druckmittelvorratsbehälter 31 zurückströmen. Eine über die Zweigleitung AL abgezweigte Teilstrommenge des Druckmittels fließt über ein im dargestellten Ausführungsbeispiel als hinsichtlich ihres Lruckabfallwertes konstante Kankadendüse ausgebildetes Drosselorgan 5 und ein mit dieser über eine Verbindungsleitung VL kommunizierendes, als Auslöseeinrichtung wirkendes Magnetventil 11 mit einem Einströmanschluß 13 und einem Tankanschluß 14 zum mit diesem über die Tankleitung TL verbundenen Druckmittelvorratsbehälter 31 zurück.

Dieses Magnetventil 11 weist zwei Schaltstellungen und einen weiteren Anschluß 12 auf, an den die Zuführungsleitung KL für die hydraulische Energie für die konstante Belastung des die Drosselstelle 25 in der Überströmleitung DL beherrschenden Steuerschiebers 3 ^au-f dessen überströmleitungsferner Seite angeschlossen ist. Da das im vor, das heißt stromaufwärts ■.on dem Magnetventil 11 gelegenen Teil AL, VL dieser Zuführungsleitung angeordnete Drosselorgan 5 hinsichtlich seines Druckabfallwertes nicht einstellbar ist, ist stromabwärts vom Magnetventil 11 im sich an den Anschluß 12 anschließenden Leitungsbereich KL ein weiteres Drosselorgan 10 ningeschaltet, das,da es beliebige bekannte Ausführung haben kann, lediglich symbolisch in Form einer rückschlaggesicherten

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einstellbaren Strömungsdrossel dargestellt ist.

Zur Herbeiführung des Arbeitszustandes der hydraulischen Anlage wird der Absperrschieber 15 des Magnetventils 11 aus seiner aus -Fig.1 ersichtlichen Leerlauf stellung in seine in Pig.2 dargestellte Arbeitsstellung verbracht, in welcher er den Anschluß 14 für Strömungsdurchgang sperrt und eine Strömungsverbindung zu den Anschlüssen 13 und 12 herstellt, durch welche über die Zuführungsleitung KL das über die Zweigleitung AL, den Euter 6, das Drosselorgan 5 und das weitere Leitungsstück VL zugeführte Druckmittel über das einstellbare Drosselorgan 10 einer Druckmittelkammer 2a zugeführt wird, deren eine Seitenwand durch einen mit der überströmleitungsfernen Seite des Steuerschiebers 3 in Wirkverbindung befindlichen Regelkolben 2 gebildet ist. Es baut sich also hinter dem Regelkolben 2, der aufgrund der Tatsache, daß der von der Überströmleitung DL abgezweigte und der Verbindungsleitung AL, VL, KL zugeführte Druckmitteldruck geringer als der Druck in der Überströmleitung DL gehalten ist, eine im Vergleich zur vom Druck in der Überströmleitung DL beaufschlagten Fläche des Steuerschiebers 3 verhältnismäßig größere wirksame Querschnittsfläche aufweist, ein Druck auf, der den Regelkolben 2 und über diesen den Steuerschieber 3 nach rechts verschiebt. Hierbei wird ein vermehrtes "Gasgeben" herbeigeführt, das dem erhöhten Leistungsbedarf entspricht, und außerdem verengt die nicht näher bezeichnete Steuerkante der Stirnfläche des Steuerschiebers 3 die veränderliche Drosselstelle 25, wodurch der Durchtrittsquerschnitt derselben kleiner wird, bis schließlich auch ein Druck auf die überströmleitungsseitige Stirnfläche des Steuerschiebers 3 einwirkt. Wenn angenommen wird, die wirksame Kolbenfläche des Regelkolbens 2 sei beispielsweise dreimal so groß wie die wirksame, von Überströmleitungsdruc": mittel beaufschlagte Stirnfläche des Steuerschiebers 3i dann ergibt sich in an sich bekannter Weise bei

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gleichen Drücken auf die druckmittelbaufschlagten Flächen von Regelkolben 2 und Steuerschieber 3 eine Überschußkraft auf das Kolbensystem 2, 3, die dieses weiter in der Zeichnung nach rechts verschiebt, so daß die Drosselstelle 25 noch mehr ver engt wird. Der Druck auf beide Stirnflächen steigt also weiterhin an, und das Kolbensystem 2, 3 verschiebt sich weiterhin nach rechts unter gleichzeitiger Verminderung des Durchschnittsquerschnittes an der Drosselstelle 25 und unter gleichzeitiger Betätigung des Regelgliedes der Brennkraftmaschine, durch das die Kraftstoffzufuhr zu dieser regelbar ist, im Sinne eines vermehrten"Gasgebens".

An die Verbindungsleitung VL zwischen Drosselorgan 5 Eingangsanschluß 13 des Magnetventils 11 ist eine Steuerleitung SL angeschlossen, die sich zum Druckmittelvorratsbehälter 31 hin öffnet und in der ein durch eine hinsichtlich ihres Druckes einstellbare Feder 9 belastetes Vorsteuerventil 8 angeordnet ist. Es sei angenommen, daß dieses Vorsteuerventil 8 beispielsweise auf einen Öffnungsdruck von 40 bar eingestellt ist. Dann kann der Druck auf die Stirnfläche des Regelkolbens 2 40 bar nicht überschreiten. Da diese Stirnfläche aber - wie angenommen - dreimal so groß ist "wie die mit dem Druck der Überströmleitung DL beaufschlagte Stirnfläche des Steuerschiebers 3» wird das Kolbensystem 2, 3 weiterhin nach rechts bewegt, die Drosselstelle 25 noch mehr verengt und mehr"Gas" gegeben, so daß dort der Druck weiter ansteigt, während durch das Vorsteuerventil 8 der Druck auf die Stirnfläche des Regelkolbens 2 auf 40 bar begrenzt bleibt. Erst dann, wenn die Druckmittelpumpe 30 einen Druck von 120 bar erzeugt, sind die auf das Kolbensystem 2,3 wirkenden Kräfte im Gleichgewicht. Irgendwelche Verbraucher seien jetzt noch nicht eingeschaltet. Der von der Druckmittelpumpe 30 geförderte Druckmittelstrom fließt also insgesamt über die Drosselstelle 25 in den Druckmittel-

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vorratsbehälter 31 zurück, wobei die. antreibende Brennkraftmaschine die niedrigste mögliche Betriebsdrehzahl dreht.

Das Druckregelventil· hat dadurch in bekannter Weise einen Gleichgewichtszustand zwischen Drehzahl und Leistungsabgabe der antreibenden Brennkraftmaschine und des über die Drosselsteile 25 abfließenden Druckmittels,das von der Pumpe gefördert wird, hergestellt.

Wird jetzt, ausgehend von diesem Gleichgewichtszustand bei einem Betriebsdruck des Druckmittels von 120 bar, ein Verbraucher eingeschaltet, dessen Schluckmenge kleiner ist als die Menge, die durch die Drosselstelle 25 abfließt, dann sinkt der Druck an der Drosselstelle 25 unter den Gleichgewichtswert von 120 bar ab , das Kolbensystem 2,3 bewegt sich in der Zeichnung nach rechts, verengt damit den Drosselquerschnitt und gibt durch die Wirkverbindung mit dem Regelglied der Brennkraftmaschine mehr "Gas" für diese, bis schließlich bei einem Betriebsdruck von 120 bar eine neue Gleichgewichtslage erreiht ist. Ein Teil des von der Druckmittelpumpe 30 geförderten DruckmittelStroms wird von dem eingeschalteten Verbraucher geschluckt, der Rest über die verengte Drosselstelle in den Druckmittelvorratsbehälter 31 zurückgeleitet. Diese "Drosselregelung" ist solange möglich, bis die Drosselstelle vollständig abgesperrt ist, wie das in Fig.2 gezeigt ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kolbeneinheit 2, 3 über ein Gestänge 21 mit dem Regelglied 24 der als Ganzes mit 23 bezeichneten Regeleinrichtung für die Kraftstoff zufuhr der Brennkraftmaschine so gekoppelt, daß eine Axialverschiebung des Steuerschiebers 3 nach rechts eine Vergrößerung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine zur Folge hat. Im Bereich des Verschiebeweges des Steuerschiebers von seiner der Anschlagstellung des Regelkolbens 2 am Gehäuseblock der Sperreinrichtung 1 entsprechenden linken Stellung bis zum vollständigen Abschluß der Drosselstelle 25 reicht

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die geringfügige Verschiebung des Steuerschiebers 3 und damit des Gestänges 21 und des Regelgliedes 24 vollständig aus, um bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine den erhöhten Drehmomentbedarf der Druckmittelpumpe zu decken. Angeschlossene Verbraucher, die ein Schluckver-•mögen aufweisen, das gleich oder kleiner als die bei dieser Drehzahl geförderte Druckmittelmenge ist, arbeiten somit unter dem Einfluß einer reinen Drosselregelung, bis die Drosselstelle vollständig geschlossen ist, wie bekannt.

Tritt nun ein weiterer Verbraucher hinzu, dann fällt zunächst einmal der Druck auf die Stirnfläche des Steuerschiebers 3 etwas ab, z.B. von 120 auf 110 bar, während der Gegendruck auf den Regelkolben 2 wegen des auf 40 bar eingestellten Vorsteuerventils 8 nach wie vor bei 40 bar verharrt. Auf das Kolbensystem 2, 3 wirkt also eine Axialkraft in Richtung nach rechts und verschiebt es in dieser Richtung, was wegen der Koppelung der Axialverschiebung des Steuerschiebers 3 bzw. des gesamten Kolbensystem 2, 3 mit der Verstellung des Regelgliedes 24 der Brennkraftmaschine deren Leistung erhöht.

Wegen des praktisch gleichgebliebenen Druckes des von der Pumpe 30 geförderten Druckmittels bleibt deren Antriebsdrehmomentbedarf gleich, und die Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine wirkt sich als erhöhte Drehzahl aus. Die Druckmittelpumpe 30 fördert infolgedessen eine größere Druckmittelmenge, bis sich schließlich eine neue Gleichgewichtslage ein- gestellt hat, bei der die Fördermenge der Druckmittelpumpe dem Schluckvermögen des zugeschalteten zusätzlichen Verbrauchers entspricht und außerdem beim Betriebsdruck von beispielsweise 120 bar Kräftegleichgewicht am Kolbensystem 2, 3 herrscht. Die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine folgt also selbsttätig dem jeweiligen Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher. Der Betriebsdruck wird, abgesehen von Übergangsschwankungen, konstant gehalten, und der Steuerschieber kann nach Überschreiten der Absperrstellung ein Vielfaches

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des Veges zurücklegen, der im Bereich, der reinen Drosselregelung zur Verfügung steht. Das ermöglicht es in bekannter Weise, den Steuerschieber 3 niit dem Regelglied 24 der Brennkraftmaschine wirkungsmäßig zu koppeln und damit die Leistung der Brennkraftmaschine dem jeweiligen Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher anzupassen.

Werden, ausgehend von einem bestimmten Gleichgewichtszustand des Reglers bei hohem Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher, sämtliche-Verbraucher abgeschaltet, so daß ihr Leistungsbedarf auf den Wert Null sinkt, dann ergibt sich zunächst ein Druckanstieg, der jedoch nur auf die überströmleitungsseitige Stirnfläche des Steuerschiebers 3 wirken kann, weil der den Regelkolben 2 belastende Druck in der Druckmittelkammer 2a durch das Vorsteuerventil 8 auf 40 bar begrenzt ist. Das Kolbensystem 2, 3 wird also in der Zeichnung nach links verschoben und gleichzeitig durch die Koppelung des Steuerschiebers 3 mit dem Regelglied 24 mit der Brennkraftmaschine deren Leistung herabgesetzt, bis schließlich der Ausgangszustand nach Abbildung 1 wieder erreicht ist, bei dem die Brennkraftmaschine etwa mit Leerlaufdrehzahl läuft, während die Drosselstelle 25 soweit geöffnet ist, daß der Betriebsdruck von z.B. 120 bar aufrecht erhalten wird und die zuviel geförderte Druckmittelmenge über die Drosselstelle 25 in den Druckmittelvorratsbehälter 31 zurückfließen kann.

Die im hohlgebohrten Steuerschieber 3 angeordnete Rückstellfeder 4 ist bei den vorstehenden Betrachtungen unberücksichtigt geblieben. Sie dient auch nur dazu, das Regelglied 24 der Brennkraftmaschine in die Leerlaufstellung zurückzuführen, wenn, wie das beispielsweise infolge eines Rohrbruchs zwischen Druckmittelpumpe 30 und angeschlossenen Verbrauchern der Fall sein könnte, der Druck auf beiden Seiten des Kolbensystems

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2, 3 auf den Wert Null zurückgeht. Diese Feder 4- könnte ebensogut unmittelbar auf das Regelglied 24- einwirken. Im übrigen sind die von dieser Rückstellfeder ausgeübten Kräfte, die das Kolbensystem 2, 3 in der Zeichnung nach links zu verschieben suchen, vernachlässigbar klein gegenüber den Kräften, die das Druckmittel mit seinem Betriebsdruck von beispielsweise 120 bar auf die überströmleitungsseitige Stirnfläche des Steuerschiebers 3 ausübt.

Tritt bei einem Gleichgewichtszustand des Reglers im Leerlaufbetrieb der hydraulischen Anlage ein Notfall auf, der eine Sperrung der Betätigungsfunktionen des oder der angeschlossenen Verbaucher(s) erfordert, so befindet sich die Vorrichtung nach der Erfindung bereits in entsprechender Regelstellung, wie in Fig.1 dargestellt. Der die Funktion einer Auslöseeinrichtung ausübende Teil des Magnetventils 11 mit Steuerschieber 15 und beiden Anschlüssen 12 und 14- befindet sich nämlich in solcher Stellung, daß die Druckmittelkammer 2a über die Zuführungsleitung KL und die Anschlüsse 12, 14-sowie die Tankleitung TL sich in den Druckmittelvorratsbehälter 31 öffnet und dadurch der Regelkolben druckentlastet ist, wobei sich das gesamte Kolbensystem 2, 3 in der in Fig.1 dargestellten linken Endstellung befindet, in welcher die Drosselstelle 25 in der Überströmleitung DL voll für Strömungsdurchgang geöffnet ist. Dies ist der angestrebte Leerlaufzustand, bei welchem die angeschlossenen hydraulischen Verbraucher ohne Druckmittelspeisung bleiben und daher keine Bewegungsfunktionen ausüben können, wie erwünscht.

Tritt ein solcher Notfall in einem Betriebszustand der Vorrichtung nach der Erfindung ein, bei welchem bei hohem Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher sich das Kolbensystem 2, 3 etwa in einer der Darstellung gemäß Fig.2 entsprechenden Arbeitsstellung oder aber noch weiter nach rechts verschobenen Vollaststellung im Gleichgewichtszustand

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befindet, dann wird die nicht dargestellte Sich.erb.eits- ' steuerung der hydraulischen Anlage betätigt, indem beispielsweise ein vorhandener Totmannschalter, der in der Betriebsstellung stets eingeschaltet gehalten zu sein hat, losgelassen wird, so daß durch die Totmannschaltung oder eine entsprechende Sicherheitsschaltung ein entsprechender Auslöseimpuls auf das Magnetventil 11 gegeben wird. Dieser bewirkt, daß der Steuerschieber 15, der in der in Fig.2 dargestellten Arbeitsstellung den Anschluß 13 des Magnetventils 11 mit dessen Anschluß 12 verbindet, so daß die Druckmittelkammer 2a über die Verbindungsleitung KL mit Druckmittel auf dem Wert stromabwärts vom Drosselorgan entsprechendem Druckniveau gespeist wird, von der in Fig.2 gezeigten Arbeitsstellung in die Leerlaufstellung gemäß Fig.1 zurückverbracht wird. Das aber bedeutet, daß der als Absperrventil für die Zuführungsleitung KL für die Druckmittelenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers 3 wirkende Teil des Magnetventils 11 mit Absperrschieber 15 und den Anschlüssen 13, 14- für Strömungsdurchgang gesperrt wird , so daß der Druck in "der Verbindungsleitung VL über das Vorsteuerventil 8 und die Steuerleitung SL in den Druckmittelvorratsbehälter 31 abblasen muß, während gleichzeitig eine separate Abströmverbindung mit Druckentlastung für die Druckmittelkammer 2a und damit auch den Regelkolben 2 sowie den Steuerschieber 3 über die Zuführungsleitung KL und die Anschlüsse 12, 14 des Magnetventils geöffnet wird. Durch das somit erfolgende plötzliche öffnen der Abströmverbindung zwischen Druckmittelkammer 2a und Druckmittelvorratsbehälter 31 hei gleichzeitigem plötzlichem Schließen des Absperrventils in der Druckmittelzuführungsleitung zur Druckmittelkammer 2a wird eine vorteilhafte Kombination zweier gleichzeitig ablaufender Vorgänge in der Vorrichtung nach der Erfindung bewirkt. Einmal nämlich wird die überströmleitungsferne Seite des Regelkolbens 2 schlagartig druckentlastet, so daß das Kolbensystem 2, 3 sich unter der Wirkung des praktisch noch unbeeinflußt bleibenden Druckes in der Überströmleitung DL nah links in Richtung

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Le erlauf stellung verschiebt. Dies benötigt jedoch eine gewisse Zeitspanne, so daß während dieser der hohe Betriebsdruck in der Überströmleitung DL weiterhin ansteht, bis die Drosselstelle 25 geöffnet wird und nunmehr auch das Druckmittel in der Überströmleitung DL zum Druckmittelvorratsbehälter 31 hin druckentlastet wird. Die Verschiebebewegung des Kolbensystems 2, 3 von seiner in Fig.2 dargestellten rechten Arbeitsstellung in seine in Fig.1 dargestellte linke Leerlaufstellung erfolgt dabei im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen besonders schnell, und zwar dies aus mehreren Gründen:

Einmal nämlich ist nur das die Gegendruckbelastung des Regelkolbens 2 aufbringende Druckmittel aus der Druckmittelkammer 2a über die Verbindungsleitung KL und den als Auslöseeinrichtung wirkenden Teil 12, 15, 14- des Magnetventils 11 sowie die Tankleitung TL auszuschieben, nicht jedoch zusätzliches, über ein Drosselorgan zugeführtes, von der Überströmleitung abgezweigtes Druckmittel. Die zu verschiebende Druckmittelmenge ist daher vergleichsweise äußerst gering, da nicht, wie bisher bekannt, ständig neues Druckmittel zugeführt wird, das seinerseits wiederum zum Druckmittelvorratsbehälter 31 abzuführen ist.

Weiterhin wird sogleich nach Umschaltung des Magnetventils 11, das heißt unmittelbar nach Eintritt der Notfallauslösung beispielsweise durch Betätigung des Totmannschalters bei einer Kraftfahrdrehleiter, der den Regelkolben auf seiner steuerschieberfernen Seite belastende Druckmitteldruck in der Druckmittelkammer 2a schlagartig praktisch auf Null gesenkt, ohne daß, wie bei herkömmlichen Vorrichtungen, eine gewisse Zeitabhängigkeit des Druckabsenkungsverlaufes in Kauf zu nehmen wäre, die daraus resultiert, daß ständig von der Überströmleitung abgezweigtes Druckmittel, wenn auch hinsichtlich seines Druckes über ein Drosselorgan gemindert,

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in die geöffnete Abströmleitung einströmt und dort eine schlagartige Drucksenkung verhindert.

Und schließlich kommt hier vorteilhaft hinzu, daß sich der den Steuerschieber 3 uberstromleitungsseitig belastende Druck nicht so schnell entspannen kann, wie das auf der Gegenseite bei dem Druckmittelkammerdruck der Pail ist.

■Das Zusammenspiel dieser Druck- und Strömungsverhältnisse in der Vorrichtung· bewirkt nach der Erfindung ein sehr schnelles Zurückkehren des Kolbensystems 2, 3 in seine Leerlaufstellung, wodurch auch in gleicher Veise äußerst rasch die Drosselstelle 25 für Strömungsdurchgang aufgerissen und ein hydraulischer Kurzschluß der Druckmittelzuführung zu den im Betrieb befindlichen hydraulischen Verbrauchern über die Überströmleitung DL und die Drosselstelle 25 zum Druckmittelvorratsbehälter 31 hin geschaffen wird. Die erwünschte Folge ist, daß im Notfall, wie beispielsweise beim Ausfall einer Bedienungsperson einer Kraftfahrdrehleiter, die von der Druckmittelpumpe 30 gespeisten hydraulischen Verbraucher, welche beispielsweise als Antriebsaggregate für die verschiedenen Bewegungsablaufe der Kraftfahrdrehleiter in Betrieb sind, aus ihrer momentanen Bewegung praktisch verzögerungslos zum Stillstand kommen.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Auslöseeinrichtung und das Absperrventil in der Zuführungsleitung für die hydraulische Energie für die konstante Belastung des Steuerschiebers 3 zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, nämlich zu einem Magnetventil 11 mit zwei Schaltstellungen und drei Anschlüssen, die so angeschlossen sind, daß die beiden Anschlüsse 12 und 14 zu dem der Auslöseeinrichtung entsprechenden Teil und die beiden Anschlüsse und 14 zu dem das Absperrventil bildenden Teil des Magnetventils 11 gehören. Die Erfindung gibt jedoch auch die

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Möglichkeit, eine herkömmliche Vorrichtung, welche mit einem lediglich als Auslöseeinrichtung arbeitenden Wegeventil mit nur zwei Anschlüssen arbeitet, im Sinne der Erfindung nachzurüsten, indem in die Zuführungsleitung für die hydraulische Energie für die Aufbringung der konstanten Belastung auf den Steuerschieber 3 ein geeignetes, auch bekanntes Absperrventil eingefügt und dafür gesorgt wird, daß dieses gegenläufig synchron mit dem Wegeventil in dem Sinne betätigt wird, daß immer dann, wenn das Wegeventil für Strö mungsdurchgang geöffnet wird, dieses Absperrventil für Strömungsdurchgang geschlossen wird.

Im Notfallmoment ist somit durch die Erfindung eine Eilabschaltung des bzw. der hydraulischen Verbraucher(s) bewirkt. Diese nimmt jedoch keine Rücksicht auf das stets vorhandene Trägheitsverhalten der Brennkraftmaschine und/oder der von dieser angetriebenen Druckmittelpumpe. Dieses hat die Tendenz, den Fördervorgang der Druckmittelpumpe aufrecht zu erhalten. Hierdurch kann es im Abschaltaugenblick zu kurzfristigen Druckspitzen im der Druckmittelpumpe 30 nachgeschalteten Leitungssystem kommen. Noch schwerwiegender sind diese Umstände dann, wenn beispielsweise durch eine Fehlbetätigung der Steuerschieber der einzelnen angeschlossenen hydraulischen Aggregate im Zustand der Vollastbetätigung derselben schlagartig die gesamte Druckmittelzufuhr zu diesen Aggregaten gesperrt würde. Es käme unvermeidbar zu einer Druckspitze im der Druckmittelpumpe nachgeschalteten Teil des hydraulischen Leitungssystems, die, da sie so schnell nicht von der Vorrichtung nach der Erfindung abgebaut werden könnte, auch Rückwirkungen auf die Funktionsweise und Ansprechschnelligkeit der Vorrichtung nach der Erfindung haben könnte. Um daher solche Druckspitzen zuverlässig abzufangen, ist, wie in den Zeichnungen dargestellt, im der Druckmittelpumpe 30 nachgeschalteten Bereich des Leitungssystems, beispielsweise in der Überströmleitung DL, ein an sich bekanntes Druckbegrenzungsventil 17 angeordnet. Dieses ist vorzugsweise einstellbar, und zwar beispielsweise auf einen etwa 25 bar über dem normalen Betriebsdruck in der Überströmleitung DL liegenden Wert, und entlastet jegliche diesen eingestellten Schwellwert überschreitenden Druckspitzen in den Druckmittelvorratsbehälter 3Ί·

Weiterhin ist in den Zeichnungen das Adapterstück 7 eines elektro-

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hydraulischen Druckschalters dargestellt, der mit der Verbindungsleitung KL für die Zuführung der hydraulischen Energie für die konstante Belastung des Steuerschiebers 3 kommuniziert und eine Kontrolleinrichtung für den Zustand der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung darstellt, durch welche geeignete Betriebsparameter, wie beispielsweise der Druck in der Druckmittelkammer 2a, meßbar und ein entsprechender weiterleitbarer Melde- und/oder Steuerimpuls beispielsweise für nachgeschaltete elektronische Ablaufsteuerungen bildbar ist.

Weiterhin ist in den Zeichnungen eine andere Ausfuhrungsform einer Kontrolleinrichtung dargestellt, welche über das den Steuerschieber 3 bzw. das Kolbensystem 2, 3 mit dem Regelglied 24- der Brennkraftmaschine verbindende Gestänge 21 zur Wirkung kommt. Diese Variante einer Kontrolleinrichtung ist als die Stellung des Steuerschiebers 3 und des Regelkolbens 2 abfragender Grenztaster 20 ausgebildet, der durch einen auf dem Gestänge 21 angeordneten Mitnehmer 22 entsprechend dessen jeweiliger Stellung in Ahhängigkeit vom jeweiligen Gleichgewichtszustand des Kolbensystems 2, 3 betätigt wird und dabei auf das Tastglied 19 eines elektrischen Schalters 18 zur Einwirkung bringbar ist, welcher in geeigneter Weise verschaltet in einem elektrischen Im.pulsmeld.ungs- und Steuer- bzw. Regelkreis bzw. einer nachgeschalteten elektronischen Steuerung angeordnet ist.

Es ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln der Kraftstoffzufuhr einer eine Pumpe einer hydraulischen Anlage antreibenden Brennkraftmaschine mit Eilrückstellung geschaffen ist, welche die modernen Sicherheitsbedürfnisse insbesondere bei hydraulischen Anlagen, die als Katastropheneinsatzfahrzeuge, wie etwa Kraftfahrdrehleitern, ausgebildet sind, in bisher nicht möglicher Weise befriedigt. Obgleich die Erfindung lediglich anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert worden ist, ist sie auf dieses nicht beschränkt, sondern stehen vielmehr dem Fachmann vielfältige Möglichkeiten offen, die Erfindung durch andere Kombination ihrer Merkmale oder deren Austausch gegen gleichwertige Mittel an die jeweiligen konstruktiven

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Gegebenheiten und die Forderungen des einzelnen Einsatzfalls anzupassen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT HANS-JOACHIM KANTNER 2850805 DIPLOM-INGENIEUR 6070 LANGEN, ^- Dezember 1978 DARMSTÄDTER STRASSE 8 TELEPHON: C06I03) 23OS29 Ktr./St TELEGRAMM: KANTNERPATENTE I'A1[\T/\NWALT DIPL.-IN'C. H-J. KANTNER λ Nir· FM W Γ CCF M !■A^VSIAI.IIPSTB«. «,TLANGEN/HrSSFN LAN G EN H HSSEN Ansprüche

1.)y Vorrichtung zum Regeln der Kraftstoffzufuhr einer eine Pumpe einer hydraulischen Anlage antreibenden Brennkraftmaschine, bei welcher der von der Pumpe erzeugte Druckmittelstrom einem Verbraucher mit veränderbarem Schluckvermögen und einem parallel dazu liegenden, eine "Überströmleitung zum Vorratsbehälter beherrschenden und den Betriebsdruck des Druckmittels konstant haltenden Druckregelventil zugeleitet wird, das als mit seiner Stirnfläche dem von der Pumpe geförderten Druckmittel ausgesetzter und mit der Kante dieser Stirnfläche die Überströmleitung steuernder, entgegen der auf ihn wirkenden Kraftrichtung des zu steuernden Druckmittels konstant belasteter Steuerschieber ausgebildet ist^ durch dessen Axialverschiebung der zugeführte Druckmittelteilstrom zunächst drosselbar ist und dann bei weiterer Verschiebung abgesperrt wird, wodurch mit zunehmender Axialverschiebung des Steuerschiebers bis zur Absperrstellung und über diese hinaus das Regelglied der Brennkraftmaschine im Sinne einer Zunahme der Kraftstoffzufuhr betätigbar ist, gekennzeichnet durch eine Sperreinrichtung (1) im kinematischen Kettenzug für die Zuführung der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers (3) in dem. durch das Druckmittel in der Überströmleitung (DL) auf ihn aufgebrachten

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Druck entgegengesetzter Richtung, durch, die in Abhängigkeit von der Betätigung einer Auslöseeinrichtung (11, 12, 15, 14) für die Aufhebung der in dieser Richtung wirkenden konstanten Belastung des Steuerschiebers (3) im Sinne einer solchen Aufhebung die Zufuhr der Antriebsenergie für diese konstante Belastung des Steuerschiebers (3) zu diesem praktisch verzögerungslos sperrbar ist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers (3) in dem durch das Druckmittel in der Überströmleitung (DL) auf ihn aufgebrachten Druck entgegengesetzter Richtung in an sich bekannter Weise hydraulisch erfolgt und daß die Sperreinrichtung (1) ein in der Zuführungsleitung (KL) für diese hydraulische Energie angeordnetes Absperrventil (11, 13» 15, 14) ist.

3·) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (AL, VL, KL) für die hydraulische Energie für die konstante Belastung des Steuerschiebers (3) durch von der Überströmleitung (DL) vor dertj Steuerschieber (3) abgezweigtes (AL) Druckmittel gespeist ist.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmitteldruck in der Zuführungsleitung (AL, VL, KL) vor dem Absperrventil (11, 13, 15, 14-) geringer ist als der Druckmitteldruck in der Überströmleitung (DL).

5·) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführungsleitung (AL, VL) stromaufwärts vom Absperrventil (11, 13, 15, 14-) ein Drosselorgan (5) angeordnet ist.

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6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (5) auf unterschiedliche Druckmitteldruckwerte einstellbar ist.

7·) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (3) auf seiner überströmleitungsfernen Seite in an sich bekannter Weise mit einem Regelkolben (2) größerer druckmittelbeaufschlagter Fläche als der mit Ub erströmleitungsdruckmittel beaufschlagten Fläche des Steuerschiebers (3) in Wirkverbindung steht.

8.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Steuerschieber (3) beeinflußte Regel- und Absperrstelle der Überströmleitung (DL) mittels einer an die Zuführungsleitung (AL, VL) für die hydraulische Energie für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers (3) zwischen Drosselorgan (5) und Absperrventil (11, 13, 15» 14) angeschlossenen Steuerleitung (SL) mit einem Vorsteuerventil (8) überbrückt ist.

9-) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung für die Aufhebung der konstanten Belastung des Steuerschiebers (3) ein stromabwärts vom Absperrventil (11, 13, 15, 14) an die Zuführungsleitung (VL, KL) angeschlossenes und sich zum Druckmittelvorratsbehälter (31) hin öffnendes an sich bekanntes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Wegeventil (11, 12, 15, 14) ist.

10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Auslöseeinrichtung (11, 12, I5, 14) für die Aufhebung der konstanten Belastung des Steuerschiebers (3)· und Absperrventil (11, 13, 15, 14) zu einer Baueinheit (11) zusammengefaßt sind.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auslöseeinrichtung (11, 12, 15, 14) für die Aufhebung der konstanten Belastung des Steuerschiebers (3) und das Absperrventil (11, 13, 15, 14) beinhaltende Baueinheit (11) durch ein an sich bekanntes, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und drei Anschlüssen (12, 13, 14) gebildet ist, dessen einer, stets für Strömungsdurchgang offener Anschluß (12) sich in eine mit Belastungsdruckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers (3) beaufschlagbare Druckmittelkammer (2a) auf der überströmleitungsfe...'nen Seite desselben öffnet, während einer seiner beiden für Strömungsdurchgang sperrbaren Anschlüsse (13) hinter einem in der Zuführungsleitung (AL, VL) für die hydraulische Energie für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers (3) angeordneten Drosselorgan (5) mit dieser Zuführungsleitung (AL, VL) kommuniziert und der andere seiner beiden für Strömungsdurchgang sperrbaren Anschlüsse (14) sich zum Druckmittelvorratsbehälter (31) hin öffnet.

12.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11 mit unverstellbarem Drosselorgan in der Zuführungsleitung für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts vom Absperrventil (11, 13, 15, 14) in der Zuführungsleitung (VL) für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers (3) ein auf unterschiedliche Druckmitteldruckwerte einstellbares weiteres Drosselorgan (10) angeordnet ist.

13.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverschiebung des Steuerschiebers (3) in an sich bekannter Weise über eine Zahnstange und ein Zahnsegment auf das schwenkbare Regelglied (24) übertragbar ist, durch das die Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine regelbar ist

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14.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Steuerschieber (3) in an sich bekannter Weise gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Gestänges (21) oder dergleichen mit dem Regelglied (24) der Brennkraftmaschine verbunden ist.

15.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Höhe der in dem durch das Druckmittel in der Überströmleitung (DL) auf den Steuerschieber (3) aufgebrachten Druck entgegengesetzter Richtung wirkenden konstanten Belastung des Steuerschiebers (3) meßbar und ein dieser entsprechender, weiterleitbarer Melde- und/oder Steuerimpuls bildbar ist.

16.) Vorrichtung nach Anspruch 15 mit hydraulischer Zufuhr der Antriebsenergie für die konstante Belastung des Steuerschiebers und einer Sperreinrichtung in Form eines in der Zuführungsleitung für diese hydraulische Energie angeordneten Absperrventils, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung ein sich mit seinem hydraulischen Anschluß (7) stromabwärts vom Absperrventil (11, 13, 15> 14-) in die Zuführungsleitung (KL) für das Druckmittel für die Konstanthaltung der Belastung des Steuerschiebers (3) öffnender elektro-hydraulischer Druckschalter ist.

17.) Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung ein die Stellung des Steuerschiebers (3) und/oder eines gegebenenfalls vorgesehenes Regelkolbens (2) abfragender Grenztaster (20) ist.

18.) Vorrichtung nach Anspruch 17 mit Verbindung des Steuerschiebers mit dem Regelglied für die Brennstoffzufuhr zur -Brennkraftmaschine über ein Gestänge, dadurch gekennzeichnet, daß der Granztaster (20) sich mit dem Gestänge (21) in Wirkverbindung befindet.

Patentanwalt