DE3925300A1 - Elektro-hydraulischer signalwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektro-hydraulischen Signal­ wandler mit einem in einem Magnetfeld zwischen zwei Kanal­ mündungen bewegbaren Anker, der in Wirkverbindung mit an den Kanalmündungen angeordneten Drosseln steht, wobei stromab der Drosseln zumindest ein Ablaufkanal vorgesehen ist.

Ein derartiger Signalwandler ist beispielsweise aus der DE-OS 35 09 433 bekannt und dient dem Erzeugen eines von einem elektrischen Signal abhängigen Steuerdrucks, wie er zum Steuern eines Wegeventiles oder einer über die Neutrallage hinaus in beide Richtungen ausschwenkbaren Pumpe oder eines Motors eines hydrostatischen Getriebes benötigt wird. Dabei sind durch elektrische Signale beauf­ schlagbare Magnetspulen in einem gemeinsamen Gehäuse an­ geordnet und wirken auf einen Anker ein, der zwischen zwei Drosselstellen angeordnet ist, die in zugeordneten Kanalmündungen integriert sind. Je nach Bewegungsrichtung des Ankers wird der Öffnungsquerschnitt der der Bewegungs­ richtung zugewandten Drossel durch die Ankerstirnseite verringert und somit auch die abfließende Ölmenge. Dadurch wird eine Druckerhöhung in dem zugehörigen Kanal bewirkt. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Kanälen kann dann zu Steuerzwecken herangezogen werden.

An diesem Signalwandler des Standes der Technik ist nach­ teilig, daß auch in unbetätigtem Zustand ständig ein Strom an Hydrauliköl aus beiden Kanälen abfließt, wobei die Menge des abfließenden Stromes hoch sein muß, um bei Betätigung des Signalwandlers innerhalb kurzer Zeit einen hohen Stelldruck in einem der Kanäle erzeugen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalwandler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Menge an abfließender Hydraulikflüssigkeit verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Neutralstellung des Ankers die Drosseln geschlossen sind. Im stromlosen Zustand der Magnetspulen, das heißt bei unbetätigtem Signalwandler, sind daher die Ablaufkanäle im Signalwandler gesperrt und steht in beiden Kanalmündungen der gleiche Druck an. Erst wenn die Magnetspulen mit Strom beaufschlagt werden, bewegt sich der Anker aus der Neutral­ stellung heraus in die angesteuerte Richtung und öffnet dabei vorteilhafterweise lediglich die ankerferne Drossel, wodurch Hydrauliköl abfließen kann und der Druck in dem zugehörigen Kanal abnimmt. Es entsteht eine Druckdifferenz in den beiden Kanälen, die proportional ist zum an den Spulen anliegenden Strom. Wird diese Druckdifferenz einer Vorsteuereinrichtung einer Verstellpumpe zugeführt, so schwenkt die Pumpe aus bis ein Gleichgewicht zwischen der Druckdifferenz und der Federkraft der Vorsteuerein­ richtung erreicht ist. Hydrauliköl fließt also nur im angesteuerten Zustand des Signalwandlers ab und zwar nur an einer der Drosselstellen und abhängig von der Druck­ differenz.

Es ist günstig, wenn die Drosseln jeweils von einer Bohrung gebildet werden, in die ein zusammen mit dem Anker längs­ verschieblicher zylindrischer Fortsatz der zugeordneten Ankerstirnseite einschiebbar ist. Auf diese Weise ist der Signalwandler einfach und kostengünstig herstellbar.

Die Erfindung soll anhand der nachstehenden schematischen Figur in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Ein Gehäuse 1 des elektro-hydraulischen Signalwandlers ist im Schnitt dargestellt und mit vier Anschlüssen 2, 3, 4 und 5 versehen. Die Anschlüsse 2 und 5 sind an den Ausgang einer Konstantpumpe 6 angeschlossen, die beispiels­ weise drehsynchron mit einer in der Figur nicht dargestellten Verstellpumpe angetrieben wird. Eine federbelastete Vor­ steuereinrichtung 7 dieser Verstellpumpe ist an ihren Stirnseiten über Leitungen 8 und 9 mit den Anschlüssen 2 und 5 verbunden. Die Konstantpumpe 6 ist über ein Druck­ begrenzungsventil 10 abgesichert. Die Anschlüsse 3 und 4 führen zu einem Tank 11.

Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich eine vorzugsweise hohlzylindrische Ausnehmung, in der ein vorzugsweise zylindrischer Anker 12 im Magnetfeld zweier ihn umgebender elektrisch erregbarer Magnetspulen 13 und 14 längsbeweglich angeordnet ist. Die Magnetspulen 13 und 14 sind über elektrische Leitungen 15 an eine in der Figur nicht dar­ gestellte Spannungsquelle angeschlossen. Der Anker weist an den beiden Stirnseiten 16 und 17 in Verlängerung seiner Mittelachse zylindrische Fortsätze 18 und 19 auf, die in Neutralstellung, das heißt in Mittelstellung des Ankers 12 bei stromlosen Magnetspulen 13 und 14, Bohrungen 20 und 21 verschließen. Die Bohrungen 20 und 21 sind in Gehäuseeinsätzen 22 und 23 eingearbeitet und stellen die im Durchmesser verringerten Mündungen von Kanälen 24 und 25 dar. Der Kanal 24 führt zu dem Anschluß 2 und der Kanal 25 zu dem Anschluß 5. Stromab der Bohrungen 20 und 21 sind die Gehäuseeinsätze 22 und 23 mit Bohrungen 26 und 27 versehen, die gehäuseseitig an Ablaß­ kanäle 28 und 29 angeschlossen sind. Die Ablaßkanäle 28 und 29 sind mit den Anschlüssen 3 und 4 verbunden. Der Anker 12 weist eine die Stirnseiten 16 und 17 miteinander verbindende Axialbohrung 30 auf.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen elektro-hydraulischen Signalwandlers ist wie folgt: Bei unbetätigtem Signal­ wandler sind die Magnetspulen 13 und 14 stromlos. In den Anschlüssen 2 und 4 sowie den Leitungen 8 und 9 steht überall der gleiche Druck an. Der Anker 12 befindet sich daher in seiner Neutralstellung, das heißt in der Mitte zwischen den beiden Bohrungen 20 und 21 und verschließt diese mit den zylindrischen Fortsätzen 18 und 19. Bei Erreichen eines bestimmten Förderdruckes der Konstant­ pumpe 6 öffnet das Druckbegrenzungsventil 10 und läßt überschüssiges Hydrauliköl ab. Die Stirnseiten der Vor­ steuereinrichtung 7 sind also bereits mit einem Druck beaufschlagt, der eine hohe Verstellgeschwindigkeit er­ möglicht.

Um nun die Vorsteuereinrichtung 7 zu betätigen, wird die der gewünschten Steuerrichtung zugehörige Spule 13 oder 14 im gewünschten Maße elektrisch erregt, so daß ein Magnetfeld erzeugt wird, in dem sich der Anker 12 zum Beispiel nach in der Figur rechts bewegt. Dadurch kommt der zylindrische Fortsatz 18 außer Eingriff mit der Bohrung 20 und Hydrauliköl kann durch die Kanäle 26 und 28 zu dem Anschluß 3 und dem Tank 11 fließen. Es verringert sich daher der Druck in dem Kanal 24 und dem Anschluß 2.

Die somit an der Vorsteuereinrichtung 7 anstehende Druck­ differenz bewirkt eine Verschiebung der Vorsteuerein­ richtung 7 nach in der Figur links bis sich ein Gleich­ gewicht einstellt zwischen der Druckdifferenz und der Kraft der dem höheren Druck in dem Anschluß 5 entgegenwirkenden Feder. Die Druckdifferenz ist abhängig von der Drosselung des Hydraulikstroms an dem Spalt zwischen dem Fortsatz 18 und der Bohrung 20, der wiederum abhängt von der Stellung des Ankers 12 und damit von der elektrischen Erregung der Magnetspulen. Ein Ölverlust durch abfließendes Hydrauliköl entsteht in dem beschriebenen elektro-hydraulischen Signal­ wandler also lediglich, wenn dieser angesteuert wird, wobei dann nur aus einer der Drosseln Öl abfließt.

Claims (3)

1. Elektro-hydraulischer Signalwandler mit einem in einem Magnetfeld zwischen zwei Kanalmündungen bewegbaren Anker, der in Wirkverbindung mit an den Kanalmündungen angeordneten Drosseln steht, wobei stromab der Drosseln zumindest ein Ablaufkanal vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Neutralstellung des Ankers (12) die Drosseln (18, 20, 19, 21) geschlossen sind.

2. Elektro-hydraulischer Signalwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus der Neutralstellung verschobenen Anker (12) die ankerferne Drossel (18, 20 bzw. 19, 21) geöffnet ist.

3. Elektro-hydraulischer Signalwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (18, 20, 19, 21) jeweils von einer Bohrung (20, 21) gebildet werden, in die ein zusammen mit dem Anker (12) längsverschieb­ licher zylindrischer Fortsatz (18, 19) der zugeordneten Ankerstirnseite (16, 17) einschiebbar ist.