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Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum
Antrieb mit einem Hydraulikmotor, welche einen Hubvolumenwähler beinhaltet,
der geeignet ist, zwischen einer ersten Position, die einem großen aktiven
Arbeitshubraum entspricht, und einer zweiten Position, die einem
kleinen aktiven Arbeitshubraum entspricht, bewegt zu werden, wobei
die Vorrichtung ferner Steuermittel des Wählers umfaßt, welche eine hydraulische
Steuerkammer umfassen, die geeignet ist, durch eine Steuerleitung
mit einem Fluid unter Druck versorgt zu werden, wodurch der Hubvolumenwähler in
seine zweite Position bewegt wird, entgegen der Kraft, die durch erste
Rückstellmittel
ausgeübt
wird, wobei die Vorrichtung ferner ein Bremssystem des Hydraulikmotors
umfaßt,
das Bremsmittel umfaßt,
die zwischen einer Bremsposition und einer Bremslöseposition
beweglich sind, sowie eine Bremslösekammer, welche geeignet ist,
durch eine Bremslöseleitung
mit Fluid unter Druck versorgt zu werden, wodurch die besagten Bremsmittel
zu ihrer Bremslöseposition
hin bewegt werden, entgegen der Kraft, die durch zweite Rückstellmittel
ausgeübt
wird.
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Der
Hydraulikmotor ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein
Radialkolbenmotor.
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Eine
Vorrichtung dieser Art ist aus Dokument
FR 2 673 684 bekannt. Traditionell
stellt das Bremssystem eine Feststellbremse dar, welche sich in Bremsstellung
befindet, solange in der Bremslösekammer
kein Fluiddruck unterhalten wird. In einer Betriebssituation ist
in der Bremslösekammer
ein ausreichender Fluiddruck herbeizuführen, um die Bremse zu lösen, und
der Motor korrekt mit Flüssigkeit
zu versorgen, um dessen Rotor in Bewegung zu setzen. Mit Hilfe des
Hubvolumenwählers
kann das Hubvolumen des Motors gewählt werden, um das gewünschte Drehmoment
und die gewünschte
Drehgeschwindigkeit zu erhalten.
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Bei
Einstellung des großen
Hubvolumens des Hydraulikmotors kann dieser bei einem gegebenen
Fluiddurchfluß ein
hohes Drehmoment liefern, jedoch eine verringerte Endgeschwindigkeit.
Bei dem kleinen Hubvolumen dagegen ist die Endgeschwindigkeit höher, das
Drehmoment jedoch geringer.
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Das
anmeldende Unternehmen hat festgestellt, daß in bestimmten Betriebssituationen
ein Risiko der Überlastung
dieses Motors besteht. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem
Fahrmotor eines Fahrzeuges, das in Halteposition an einem Gefälle arbeitet.
In einem solchen Fall, wenn der Wähler in der Position des kleinen
Hubvolumens steht, kann der Motor eine erhöhte Endgeschwindigkeit erreichen,
da er kein genügendes
Haltemoment zur Verfügung
stellen kann. Aus Sicherheitsgründen
muß diese Überlastung
vermieden werden, was durch eine Erhöhung des Haltemoments erreicht
wird, also durch Umstellen des Wählers
auf die Position des großen
Hubvolumens.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Auswirkungen einer beginnenden Überlastung
durch den automatischen Übergang
des Wählers
auf das große
Hubvolumen zu begrenzen, das heißt auf abgesicherte Art ohne
das Eingreifen eines Bedieners.
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Dieses
Ziel wird dadurch erreicht, daß die Steuerleitung
geeignet ist, mit der Bremslösekammer verbunden
zu werden, um letztere mit der Steuerkammer kommunizieren zu lassen,
sowie dadurch, daß die
ersten Rückstellmittel
fähig sind,
den Hubvolumenwähler
in seine erste Position des großen
Hubraums zurückzustellen,
wenn, während
die Steuerkammer mit der Bremslösekammer
durch die Steuerleitung kommuniziert, der Druck in der Bremslösekammer
niedriger als eine erste Druckschwelle wird, wohingegen die zweiten
Rückstellmittel
fähig sind, die
Bremsmittel in deren Bremsposition zurückzustellen, wenn der Druck
in der Bremslösekammer
niedriger als eine zweite Druckschwelle wird, die unter der ersten
Druckschwelle liegt.
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Demnach
können über den
Fluiddruck in der Bremslösekammer
die Auswirkungen einer Überlastung
begrenzt oder vermieden werden. Da das kleine Hubvolumen bei gleichem
Fluiddurchfluß höhere Geschwindigkeiten
zuläßt als das
große
Hubvolumen, sowie ein geringeres Drehmoment, welches eine Überlastung
begünstigt,
ist es besser, den Wähler
auf die Position des großen
Hubvolumens zu stellen, damit einerseits der Motor bei gleich bleibendem
Fluiddurchfluß abbremst
und andererseits ein höheres Dreh-
bzw. Haltemoment erreicht wird.
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Die
Grundidee der Erfindung besteht also darin, den Übergang vom kleinen Hubvolumen
zum großen
Hubvolumen zu regeln, indem der Druck in der Bremslösekammer
als automatischer Regler eingesetzt wird.
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Die
Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik.
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Tatsächlich ist
im Dokument
FR 2 655 090 die
Bremslösesteuerung
von der Steuerung des Hubvolumenwählers getrennt.
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Das
Dokument
FR 2 673 684 schlägt vor, diese
zu verbinden, insoweit als die Bremslösekammer mit der Steuerkammer
des Hubvolumenwählers kommuniziert.
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Der
Wähler
nimmt notwendigerweise eine erste Position ein, die dem kleineren
Hubvolumen entspricht und in die er ständig durch die Rückstellmittel
zurückgestellt
wird. Wird die Bremse gelöst,
so wird die Steuerkammer automatisch mit Fluid unter Druck versorgt,
was dazu führt,
daß der
Hubvolumenwähler
in die zweite Position des großen
Hubvolumens bewegt wird.
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Um
eine Hubvolumenänderung
eines Motors im Betrieb zu erreichen, das heißt während die Bremslösekammer
mit Fluid unter Druck gefüllt
ist, muß der
Wähler
in Richtung seiner ersten Position des kleinen Hubvolumens bewegt
werden, entgegen dem Fluiddruck, der in der Bremslösekammer herrscht.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß der Wähler eine weitere Steuerkammer
umfaßt,
welche durch eine andere Leitung mit Fluid versorgt wird. Diese
andere Leitung ist wiederum mit einem Versorgungswähler verbunden,
der seinerseits entweder mit einem Fluidzufluß oder mit einem Rücklauffluid verbunden
ist.
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Im
Dokument
FR 2 673 684 wird
der Hubvolumenwähler
automatisch auf die Position des kleinen Hubvolumens gestellt, um
jedweden unzeitigen Antrieb der Antriebsvorrichtung zu vermeiden,
während
die Bremsmittel in Bremsposition sind, ohne daß dabei das Bremssystem "überdimensioniert" wird.
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FR 2 673 684 beschäftigt sich
demnach mit dem Problem des Wiederanlaufens nach einer Bremsung,
wobei vermieden werden soll, daß das
mit der Antriebsvorrichtung ausgestattete Fahrzeug bewegt werden
kann, während
das Bremssystem aktiv ist, die Bremsmittel also in Bremsposition
stehen.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit einem anderen Problem, da sie, ausgehend von einer Bremslösekonfiguration
des Motors mit dem Wähler
auf der Position des kleinen Hubvolumens, einen erzwungenen Übergang
auf das große
Hubvolumen vorsieht, wodurch die Auswirkungen einer Überlastung
begrenzt werden, da diese Hubvolumenänderung zu einem höheren Drehmoment
im Verhältnis
zwischen dem großen
und dem kleinen Hubvolumen führt.
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Der
Erfindung zufolge wird die Hubvolumenänderung durch eine klassische
Ansteuerung bewirkt, zum Beispiel mit Hilfe eines Versorgungswählers, welcher
auf an sich bekannte Weise in der Lage ist, die Steuerleitung entweder
mit einem Rücklauffluid
(erste Konfiguration) oder mit einer unter Druck stehenden Fluidversorgungsleitung
(zweite Konfiguration) kommunizieren zu lassen. In diesem Fall,
bei der vorliegenden Erfindung, ist diese Versorgungsleitung mit
der Bremslösekammer
verbunden. Dieser Versorgungswähler
besteht zum Beispiel aus einem elektrisch oder hydraulisch gesteuerten
Ventil oder einem anderen.
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Bei
normaler Funktion des Motors, wenn der Druck in der Bremslösekammer
ausreichend ist, wird die Hubvolumenänderung also durch die Steuerung des
Versorgungswählers
zwischen seinen beiden Konfigurationen bewirkt.
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Wenn
der Versorgungswähler
in der ersten Konfiguration steht, ist die Steuerleitung des Hubvolumenwählers mit
dem Rücklauffluid
verbunden (im Einzelfall ist sie an ein Fluidreservoir ohne Druck
angeschlossen), so daß der
Hubvolumenwähler
auf der ersten Position, der des großen Hubvolumens, steht, gleich
welcher Druck in der Bremslösekammer herrscht.
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Steht
der Versorgungswähler
dagegen in der zweiten Konfiguration und der Druck in der Bremslösekammer
ist ausreichend, wird der Hubvolumenwähler in seine zweite Position
(des kleines Hubvolumens) bewegt, da die Steuerleitung mit der Bremslösekammer
verbunden ist. Wenn, ausgehend von dieser Situation, der Druck in
der Bremslösekammer
unter die erste Druckschwelle sinkt, kehrt der Hubvolumenwähler in
seine erste Position zurück,
und zwar unter der Wirkung der ersten Rückstellmittel, welche die Gegenkräfte übersteigt,
die durch den Druck in der ersten Steuerkammer ausgeübt werden,
der wiederum von dem in der Bremslösekammer herrschenden Druck
abhängt.
So kehrt der Hubvolumenwähler automatisch
in die erste Position zurück,
ohne daß eine
Modifizierung seiner Steuerung durch die Änderung der Position des Versorgungswählers notwendig
ist.
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Mit
anderen Worten, eine Verringerung des Drucks in der Bremslösekammer
beeinflußt
nur den Hubvolumenwähler,
um ihn in seine erste Position zu bewegen. Diese automatische Rückkehr zum
großen aktiven
Arbeitshubvolumen wird demnach durch die Bewegung eines einzigen
Wählers
(Hubvolumenwählers)
erreicht, wodurch dies auf optimale Weise sowohl in Hinblick auf
die Reaktionszeit als auch auf die Betriebszuverlässigkeit
geschieht.
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Die
Erfindung nutzt Mittel zur Senkung des Drucks in der Bremslösekammer
bei einer beginnenden Überlastung
des mit dieser Antriebsvorrichtung angetriebenen Fahrzeugs. Es handelt
sich dabei zum Beispiel um eine Geschwindigkeitsbegrenzung und um
Isolationsklappen eines offenen Kreislaufs, von der Art, die im
Dokument
FR 1 463 911 für ein offenes Kreislauf
eines Hydraulikbaggers beschrieben ist.
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Die
Bremslösekammer
ist somit mit der Versorgungsleitung des Hydraulikmotors an Fluid
mit hohem Druck verbunden. Diese Verbindung kann mittelbar über einen
Druckreduzierer erfolgen.
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Indem
die Bremslösekammer
nicht durch eine zusätzliche
Einspeisepumpe versorgt wird, sondern durch die Hauptversorgungspumpe
des Motors (vorzugsweise mittels eines Druckreduzierers, der in dieser
Kammer einen Druck aufrecht erhält,
der kleiner oder gleich einem vorbestimmten Maximaldruck ist), ist
es möglich
dafür zu
sorgen, daß eine Überlastung
des durch diesen Motor angetriebenen Fahrzeugs, welche eine Druckverringerung
in der Hauptversorgungsleitung verursacht, gleichermaßen eine Druckverringerung
in der Bremslösekammer
verursacht.
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Vorteilhaft
ist auch, daß die
Steuermittel den vorgenannten Versorgungswähler umfassen, welcher in seiner
zweiten Konfiguration die Steuerleitung mit einer Fluidversorgungsleitung
kommunizieren läßt, die
wiederum permanent mit der Bremslösekammer kommuniziert.
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Dies
stellt eine einfache Art und Weise dar, die Steuerung des Hubvolumenwählers zu
realisieren.
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Vorteilhaft
ist auch, daß die
Versorgungsleitung an eine Hauptversorgungsleitung des Motors an Fluid
mit hohem Druck mittelbar über
einen Druckreduzierer angeschlossen ist, was gleichermaßen für die Bremslöseleitung
gilt, die an die Versorgungsleitung angeschlossen ist.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Variante zur Steuerung des Hubvolumenwählers umfassen
deren Steuermittel eine zusätzliche
hydraulische Steuerkammer, welche geeignet ist, über eine zusätzliche Steuerleitung
mit Fluid unter Druck versorgt zu werden, wobei die hydraulische
Steuerkammer und die zusätzliche
hydraulische Steuerkammer jeweils eine erste und zweite bewegliche
Wand haben, die jeweils in den genannten Kammern eine erste und
eine zweite Stützfläche für das in
diesen Kammern vorhandene Fluid begrenzen, und die jeweils einen
ersten und einen zweiten Steuerkolben bilden, welche fähig sind,
mit dem beweglichen Schieber des Hubvolumenwählers zusammenzuwirken; diese
Stützflächen sind
so angelegt, daß,
wenn der Druck in der Bremslösekammer,
die mit der Steuerkammer kommuniziert, kleiner als die erste Druckschwelle
wird, die durch den zweiten Kolben auf den Schieber des Wählers ausgeübte Kraft
nicht ausreichend ist, um diesen Schieber in seiner zweiten Position
zu halten, unabhängig
von dem Fluiddruck, welcher in der zusätzlichen Steuerkammer herrscht.
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Derartige
Steuermittel, welche die zusätzliche
hydraulische Steuerkammer nutzen, sind insofern von Vorteil, als
daß sie
sehr Platz sparend sind, da sie keinen Versorgungswähler mit
einem eigenen beweglichen Schieber, abgegrenzt von dem des Hubvolumenwählers, benötigen.
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Vorteilhaft
ist auch, daß in
diesem Fall die Steuerleitung permanent mit der Bremslöseleitung kommuniziert,
welche ihrerseits mittelbar über
einen Druckreduzierer an eine Hauptversorgungsleitung des Motors
an Fluid mit hohem Druck angeschlossen ist.
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Für die Erfindung
ist die Nutzung offener Kreislaufe mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung von
Vorteil. Tatsächlich
wird in diesem Fall, wenn der Druck in der Hauptversorgungsleitung
des Motors und demnach in der Bremslösekammer sinkt, der Hubvolumenwähler automatisch
in seine Position des großen
Hubvolumens bewegt, in der das verfügbare Drehmoment höher ist
als bei dem kleinen Hubvolumen, während die Geschwindigkeit geringer
ist. Gleichzeitig verursacht die Geschwindigkeitsbegrenzung einen
Gegendruck in der Hauptableitung des Motors, wodurch eine hydrostatische
Bremsung ausgelöst
wird. Ausgehend von der Position des kleinen Hubvolumens gestattet
diese automatische Hubvolumenänderung
die Verringerung der Geschwindigkeit und damit eine hydrostatische
Bremsung beim höchstmöglichen
Drehmoment, bevor die mechanischen Bremsmittel angesprochen werden.
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Diese
Einrichtung ist insbesondere dann interessant, wenn sie mit der
Tatsache in Verbindung gebracht wird, daß, wie zuvor angemerkt, die
Bremslöseleitung
und damit die Versorgungsleitung oder die Steuerleitung mittelbar über einen
Druckreduzierer an eine Hauptversorgungsleitung des Motors angeschlossen
ist, da sie dadurch die Betriebssicherheit des Fahrzeugs, das mit
einem dieser Erfindung gemäßen Motor
angetrieben wird, in einer kritischen Situation, in der die Maschine
sich im Gefälle
befindet, verbessert.
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Tatsächlich tendiert
die Maschine in einem solchen Fall dazu, durch ihr eigenes Gewicht
angetrieben zu werden, so daß der
Motor wie eine Pumpe zu funktionieren beginnt. In diesem Fall sinkt
der Druck in der Hauptversorgungsleitung, je stärker die Maschine überlastet
wird. Wenn dieser Druck unter die erste Druckschwelle sinkt, kehrt
der Hubvolumenwähler
automatisch in die erste Position zurück, wodurch der Motor auf das
große
Hubvolumen umschaltet und die Maschine damit zum Abbremsen zwingt.
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Beim
Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Realisierungsart,
die als Beispiel und nicht verbindlich dargestellt ist, wird die
Erfindung verständlicher
und ihre Vorteile werden offensichtlich.
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Die
Beschreibung bezieht sich auf die nachfolgend angehängten Zeichnungen,
in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines hydraulischen Kreislaufs ist, das
eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung umfaßt,
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2 eine
Variante dieses Kreislaufs darstellt,
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3 den
Querschnitt einer der Erfindung entsprechenden Hubvolumenwähler darstellt,
gemäß den Kreislaufen
aus den 1 und 2,
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4 ein
hydraulisches Kreislauf darstellt, welches die der Erfindung entsprechende
Vorrichtung in einer Realisationsvariante umfaßt, und
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5 den
Querschnitt einer dieser Variante entsprechenden Hubvolumenwähler darstellt.
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1 zeigt
einen Hydraulikmotor
10, der zwei aktive Arbeitshubvolumen
hat. Genauer ausgedrückt
ist dieser Motor schematisiert als zwei Halb-Motoren, jeweils
11 und
11', dargestellt.
Das große
aktive Arbeitshubvolumen wird erreicht, wenn beide Halb-Motoren aktiv sind,
indem sie dann verbunden sind, einerseits mit einer ersten Hauptleitung
12 und
andererseits mit einer zweiten Hauptleitung
14. Je nachdem,
wie sie an eine Hauptpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen sind,
dienen diese beiden Leitungen jeweils dem Zufluß beziehungsweise dem Abfluß. Es handelt
sich um ein offenes Kreislauf, bei dem die Hauptleitung, die dem
Zufluß dient,
an die Verdrängungsöffnung einer
Pumpe angeschlossen ist, während
die Hauptleitung, die dem Abfluß dient, an
ein Reservoir ohne Druck angeschlossen ist. Diese Einrichtungen
sind zwar nicht mit dargestellt, werden jedoch zum Beispiel im Dokument
FR 1 463 911 beschrieben.
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Der
Kreislauf in 1 umfaßt einen Hubvolumenwähler 16,
der zwei Positionen hat. In 1 ist er
in seiner ersten Position 16A dargestellt, in der zwei
Hauptöffnungen
der Halb-Motoren, jeweils 11A und 11'A, miteinander
verbunden und an die Hauptleitung 12 angeschlossen sind.
Die anderen Hauptöffnungen
der Halb-Motoren, jeweils 11B und 11'B, sind ihrerseits
permanent an die Hauptleitung 14 angeschlossen. Dies ist
die Situation des großen
Hubvolumens. In seiner zweiten Position 16B verbindet der
Wähler
die Hauptöffnung 11'A des Halb-Motors 11' mit den Hauptöffnungen 11B und 11'B, ihrerseits angeschlossen
an die Leitung 14. Dadurch sind die beiden Hauptöffnungen 11'A und 11'B des Halb-Motors 11' dem gleichen
Druck ausgesetzt, und dieser Halb-Motor ist inaktiv. Dies ist die
Situation des kleinen Hubvolumens.
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Der
Wähler 16 wird
hydraulisch von einer Steuerkammer 18 angesteuert, die
an eine Steuerleitung 20 angeschlossen ist.
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Der
Wähler 16 wird
von den elastischen ersten Rückstellmitteln 17,
die zum Beispiel aus einer Feder bestehen können, ständig in seine erste Position 16A zurückgestellt.
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Der
Kreislauf umfaßt
weiterhin einen Versorgungswähler 22,
der in 1 eine erste Position 22A einnimmt, in
welcher er die Leitung 20 mit einem Rücklauffluid verbindet. Tatsächlich ist
die Leitung 20 also an eine Rücklauffluidleitung 24 angeschlossen, die
wiederum an ein Reservoir ohne Druck 26 angeschlossen ist.
In seiner zweiten Position 22B verbindet der Wähler 22 die
Steuerleitung 20 mit einer Versorgungsleitung 28.
Der Wähler 22 umfaßt demnach einen
ersten Weg, der an die Versorgungsleitung 20 angeschlossen
ist, einen zweiten Weg, der an die Rücklauffluidleitung 24 angeschlossen
ist, und einen dritten Weg, der an die Versorgungsleitung 28 angeschlossen
ist. Je nach Position dieses Wählers
ist der erste Weg an den zweiten oder dritten Weg angeschlossen.
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Im
dargestellten Beispiel wird der Wähler 22 hydraulisch
angesteuert, über
eine hydraulische Steuerleitung 30, die mit einer Steuerkammer 32 verbunden
ist. Die Fluidversorgung dieser Kammer bewegt den Wähler 22 in
seine zweite Position 22B, während er naturgemäß von den
elastischen Rückstellmitteln
wie einer Feder 34 in seine erste Position zurückgestellt
wird. Der Wähler 22 und
die Leitung 30 dienen der Steuerung des Hubvolumenwählers 16.
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Der
Kreislauf in
1 beinhaltet weiterhin ein Bremssystem
des Hydraulikmotors, welches die Bremsmittel
36 umfaßt, die
zum Beispiel aus einer Mehrscheibenbremse bestehen, wobei die Scheiben jeweils
dem Rotor und dem Stator angehören
und ineinander verzahnt sind, wie im Dokument
FR 2 655 090 aufgezeigt wird. Im dargestellten
Beispiel bestehen diese Bremsmittel
36 aus Zahnrädern, welche die
ersten dem Rotor angehörigen
Zähne und
die zweiten dem Stator angehörigen
Zähne umfassen.
In der Bremsposition greifen die Zähne der Zahnräder ineinander
und lösen
sich voneinander in der Bremslöseposition.
Das Bremssystem umfaßt
eine Bremslösekammer
38,
die über
eine Bremslöseleitung
40 mit
Fluid versorgt werden kann, um die Bremsmittel in ihre Bremslöseposition
zu bewegen, in welcher sie nicht miteinander kooperieren um die
Bremsung zu gewährleisten.
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Die
Bremsmittel werden ständig
von den zweiten elastischen Rückstellmitteln 39,
bestehend zum Beispiel aus einer Feder, beispielsweise einer Tellerfeder,
in ihre Bremsposition zurück
gestellt.
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Um
die Bremsmittel zwischen ihrer Brems- und ihrer Bremslösepositionen
zu bewegen, umfaßt das
Bremssystem einen Bremskolben 37, der seinerseits in die
eine Bewegungsrichtung durch den Fluiddruck in der Kammer 38,
und in der anderen Bewegungsrichtung durch die Feder 39 bewegt
wird.
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Die
Versorgungsleitung 28 kommuniziert mit der Bremslösekammer 38.
Genauer ausgedrückt
ist sie an die Bremslöseleitung 40 angeschlossen.
Dieser Anschluß besteht
zum Beispiel ohne Zwischenschaltung einer Drossel, wodurch in diesem
Fall der Druck in der Leitung 28 permanent derselbe ist
wie in der Bremslösekammer 38.
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Die
Festigkeit und Vorspannung der Feder 17 sind so eingestellt,
daß die
Rückstellwirkung
dieser Feder ausschlaggebend im Verhältnis zu dem Druck in der Kammer 18 wird,
sobald dieser Druck unter einen ersten festgelegten Druck PS1 sinkt,
welcher die Bremsmittel in ihrer Bremslöseposition hält.
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Die
Feder 39 ist ihrerseits so eingestellt, daß ihre Rückstellwirkung
ausschlaggebend im Verhältnis
zu der Kraft wird, die durch den in der Kammer 38 herrschenden
Druck ausgeübt
wird, sobald dieser Druck unter einen zweiten festgelegten Druck
sinkt, hiernach als zweite Druckschwelle PS2 bezeichnet.
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Wenn,
in der zweiten Konfiguration des Versorgungswählers 22, die Steuerleitung 20 ohne
Drossel über
die Versorgungsleitung 28 mit der Bremslösekammer 38 verbunden
ist, so ist der Druck in der Steuerkammer 18 gleich dem
Druck in der Bremslösekammer.
Wenn, bei der gleichen Konfiguration des Versorgungswählers, zwischen
der Steuerkammer 18 und der Bremslösekammer eine Drossel zwischengeschaltet
wird – wie
es im Beispiel von 1 der Fall ist, auf der man
eine Drossel in der Leitung 23A des Wählers 22 sieht, welche
dessen ersten Weg an den dritten Weg anschließt – so ist der Druck in der Steuerkammer 18 niedriger
als der Druck in der Bremslösekammer,
hängt jedoch
ganz offensichtlich von diesem ab. Kennt man also die Verbindungsmodalitäten zwischen
der Kammer 18 und der Kammer 38, wenn sich der
Wähler 22 in
seiner zweiten Konfiguration befindet, stellt man fest, daß der erste
festgelegte Druck der Kammer 18, unter dem der Hubvolumenwähler 16 unter
der Wirkung der der Rückstellmittel
automatisch in seine erste Position zurückkehrt, einer ersten Druckschwelle
PS1 in der Bremslösekammer 38 entspricht.
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Gemäß der Erfindung
ist die erste Druckschwelle höher
als die zweite Druckschwelle.
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Infolgedessen
gestattet die Erfindung eine automatische und vereinfachte Änderung
des Hubvolumens, ausgehend von einer Betriebssituation des Motors,
in der bei „normalen" Bedingungen der Druck
in der Bremslösekammer
oberhalb der ersten und zweiten Druckschwelle liegt und in der der
Motor mit dem kleinen aktiven Hubvolumen läuft, wobei der Wähler 22 in
seiner zweiten Konfiguration 22B steht und der Wähler 16 durch
die Verbindung der Leitungen 20 und 22 in seine
zweite Position 16B bewegt wird. Wenn, ausgehend von dieser
Situation, der Druck in der Bremslösekammer soweit sinkt, daß er unter
PS1 fällt,
jedoch höher
als PS2 bleibt, dann wird der Druck in der Kammer 18 niedriger
als der erste festgelegte Druck, so daß der Wähler 16 automatisch
in seine erste Position umschaltet und der Motor automatisch zu
seinem großen
Hubvolumen zurückkehrt.
Der Druck muß noch
weiter sinken und unter PS2 fallen, damit die Bremslösung beendet wird
und die Bremsmittel 36 unter der Wirkung der Rückstellmittel 39 ihre
Bremsposition einnehmen.
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Die
Versorgungsleitung 28 ist mittelbar über einen Druckreduzierer 41 an
eine Hauptversorgungsleitung des Motors angeschlossen. Genauer ausgedrückt ist
der Eingang des Druckreduzierers an einen Leitungsabschnitt 42 angeschlossen,
der wiederum mittelbar über
Rückschlagventile 44 an
zwei Hauptleitungen 12 und 14 angeschlossen ist.
Der Eingang des Druckreduzierers ist somit dem Versorgungshochdruck
des Motors ausgesetzt. Die Versorgungsleitung 28 ist mit
dem Ausgang des Druckreduzierers verbunden, ebenso wie die Bremslöseleitung 40.
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Dank
des Reduzierers übersteigt
der Druck in den Leitungen 28 und 40 und demnach
auch in der Bremslösekammer 38 einen
bestimmten Grenzwert nicht. Dient die Antriebsvorrichtung zum Beispiel
der Fahrbewegung einer Maschine wie zum Beispiel eines Hydraulikbaggers,
so liegt dieser Grenzdruck in der Größenordnung von 27 Bar, während die
Druckschwellen PS1 und PS2 jeweils in der Größenordnung von 15 bis 20 Bar
beziehungsweise von 9 bis 10 Bar liegen. Im Allgemeinen richtet
man es vorzugsweise so ein, daß die
Differenz zwischen der ersten und der zweiten Druckschwelle in der
Größenordnung
von 5 bis 10 Bar liegt. Weiterhin richtet man es so ein, daß die Differenz
zwischen der ersten Druckschwelle und dem vom Druckreduzierer abgesicherten
Grenzdruck wenigstens in der Größenordnung von
5 Bar liegt.
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Im
Beispiel von 1 hat der Versorgungswähler 22 zwei
Positionen und drei Wege. Er umfaßt eine erste Verbindungsleitung 23A,
welche seinen ersten und zweiten Weg verbindet, so daß er in
seiner ersten Konfiguration die Leitung 20 mit dem Rücklauffluid
verbindet, sowie eine zweite Verbindungsleitung 23B, welche
seinen ersten und dritten Weg verbindet, so daß er in seiner zweiten Konfiguration
die Leitung 20 mit der Leitung 28 verbindet. Vorteilhaft
ist, daß mindestens
eine dieser Verbindungsleitungen eine Drossel aufweist. Diese Drossel hält eine
Druckdifferenz zwischen der Leitung 20 und der Leitung
aufrecht, an die sie, abhängig
von der Position des Wählers 22,
angeschlossen ist, wodurch ein „weicher" Übergang
des Wählers 16 zwischen seinen
beiden Positionen begünstigt
wird.
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In 2 tragen
die Elemente, die analog zu 1 sind,
die gleichen Bezeichnungen. Der Hubvolumenwähler 116 differiert
leicht von dem aus 1, da er zwischen seinen festen
Positionen 116A und 116B eine Zwischenposition 116C darstellt,
deren Konfiguration es gestattet, die Auswirkungen der Erschütterung
bei einer Hubvolumenänderung
zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen.
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Diese
Vorrichtung zur Hubvolumenauswahl entspricht dem Typ, der im europäischen Patent
Nr. 1 058 002 beschrieben ist, dessen Inhalt integraler Bestandteil
der vorliegenden Anmeldung ist.
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So
kommunizieren, in der ersten Position 116A des Wählers 116,
dessen erste zwei Wege 115A und 115B, jeweils
angeschlossen an die Öffnungen 11A und 11'A des Motors,
frei miteinander, während
sein dritter Weg 115C isoliert ist. In der zweiten Position 116B ist
der erste Weg 115A isoliert von den anderen beiden, die
miteinander verbunden sind. In der Zwischenposition 116C sind
die Wege 115A und 115B einerseits sowie die Wege 115B und 115C andererseits
jeweils mittels eines ersten und eines zweiten Verbindungsdurchgangs
miteinander verbunden. In mindestens einem dieser Durchgänge ist
eine Drossel eingerichtet, welche eine Druckdifferenz bewirkt.
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Im
dargestellten Beispiel enthalten beide Durchgänge von 115A nach 115B einerseits
und von 115B nach 115C andererseits je eine Drossel.
Der Wähler 116 ist
ein progressives Ventil und die Steuermittel dieses Wählers (Kammer 18 und
Feder 17) sind so eingestellt, daß die Zwischensituation, während der
die dritte Position 116C des Wählers die drei Wege miteinander
kommunizieren läßt, für eine bestimmte
Zeitspanne aufrecht erhalten wird, so daß auf diese Art eine Schwingungsdämpfung erreicht wird.
Diese Steuermittel können
jedem Typ entsprechen, der im Dokument EP-1 058 002 beschrieben wird.
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3 zeigt
einen partiellen axialen Querschnitt des Motors
10 entsprechend
einem Realisationsbeispiel. Dieser Motor entspricht zum Beispiel dem
Typ, der im Patent
FR 2 780 450 beschrieben ist.
Der Hubvolumenwähler
116 befindet
sich in einer Ausbohrung
113, welche in den internen Verteiler
115 dieses
Motors eingearbeitet ist, in dem sich die Verteilerleitungen
111 befinden,
welche dazu dienen, die Hauptversorgungs- und die Hauptableitungen
mit den Zylindern des Radialkolben-Zylinderblocks (nicht abgebildet) zu
verbinden.
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Der
Hubvolumenwähler
umfaßt
einen Schieber 119, der in der Ausbohrung 113 zwischen
zwei Positionen beweglich ist, welche jeweils den beiden, vorher
definierten Positionen des Wählers
entsprechen.
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Die
Mittel zur Steuerung des Wählers
umfassen die Rückstellfeder 117,
die den Schieber 119 permanent in seine erste Position
zurückstellt,
sichtbar in der oberen Hälfte
von 3, und die Steuerkammer 118, die über die
Steuerleitung 20 mit Fluid versorgt wird, um den Schieber 119 in
seine zweite Position zu bewegen, sichtbar in der unteren Hälfte von 3.
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Bei
der dargestellten Variante stellt diese Kammer eine besondere Gestaltung
dar, welche die Nutzung einer verhältnismäßig kleinen Feder 117 gestattet,
trotz des relativ großen
Querschnitts des Schiebers 119. Tatsächlich ist die Stützfläche, auf
die der Druck des in der Steuerkammer enthaltenen Fluids wirkt,
um den Schieber in seine zweite Position zu bewegen, deutlich geringer
als der Querschnitt des Schiebers.
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Um
dies zu erreichen, weist der Schieber einen Ringteil 119A auf,
der eine bewegliche Wand der Steuerkammer abgrenzt, welche die besagte
Stützfläche 119B bildet.
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Genauer
ausgedrückt
wird dieser Ringteil durch eine Verlängerung des Endstücks des
Schiebers gebildet, welche einen Hohlraum bildet, in dem die Verlängerung
einen Axialanlauf abgrenzt. Am Ende der Ausbohrung 113 befindet
sich ein Raum 150, der eine Abtrennung bildet, da er in
Bezug auf die Ausbohrung fixiert ist. Dieser Raum umfaßt eine axiale
Wand 150A und einen Boden 150B, der quer zu dieser
Wand liegt. Dadurch ist zwischen dem Ringteil 119A des
Schiebers 119 und der axialen Wand der Ausbohrung 113 eine
ringförmige
Kammer eingebaut. Diese ringförmige
Kammer bildet die Steuerkammer 118, mit der die Steuerleitung 20 mittels
einer zentralen „Vorkammer" 118A kommuniziert,
wobei diese Vorkammer in der Vertiefung des Raums 150 gebildet
wird, sowie mittels Bohrungen 121 in der axialen Wand 150A.
Die Verlängerung 119A kooperiert
mit dem Raum 150 in einer luftdichten Gleitbewegung.
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Die
Stützfläche für das in
der Kammer 118 enthaltene Fluid wird nur durch das freie
Ende 119B der Verlängerung 119 gebildet.
Sie stellt zum Beispiel etwa 1/3 des Querschnitts des Schiebers 119 dar.
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Im
Folgenden wird die 4 beschrieben, in der die bezüglich 1 unveränderten
Elemente mit denselben Bezeichnungen versehen sind wie in jener Figur.
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Der
Hubvolumenwähler 216 wird
von der Feder 17 in seine erste Position zurückgestellt.
Die Steuermittel dieses Wählers
umfassen außerdem
die Steuerkammer 218 und die Steuerleitung 220,
die in dieser Variante permanent an die Bremslöseleitung 40 und damit
an die Bremslösekammer 38 angeschlossen
ist. Vorteilhaft ist, daß in
dieser Steuerleitung 220 eine Drossel 223 vorliegt.
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Zur
Ansteuerung des Wählers 216 umfassen die
Steuermittel ferner eine zusätzliche
hydraulische Steuerkammer 232, die geeignet ist, über eine
zusätzliche
Steuerleitung 230 mit Fluid unter Druck versorgt zu werden,
wobei diese Leitung selbst geeignet ist, einem Steuerdruck ausgesetzt
zu werden, ebenso wie die Leitung 30 in den 1 und 2.
In diese Leitung 230 kann eine Drossel 233 eingebaut
werden.
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Die
Gestaltung des Wählers 216 wird
verständlicher,
wenn man sich auf 5 bezieht. Diese Figur zeigt
eine der 3 entsprechende Ansicht, und
man erkennt den internen Verteiler 115 und seine Verteilerleitungen 111.
Der Schieber 219 des Wählers 216 ist
beweglich in der Ausbohrung 213 des Verteilers 115 montiert
und wird von der Feder 217 in seine erste Position (dargestellt
in der oberen Hälfte der
Figur) zurückgestellt,
während
ihn die hydraulischen Steuerkammern, wenn sie mit Fluid unter Druck
versorgt werden, in seine zweite Position bewegen (dargestellt in
der unteren Hälfte
der Figur).
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Das
Ende der Ausbohrung 213 gegenüber der Feder 217 stellt
eine Trennwand 215 dar, die sich axial erstreckt und dabei
die beiden hydraulischen Steuerkammern 218 und 232 begrenzt,
welche voneinander luftdicht abgeschlossen sind. Ein erster und zweiter
Steuerkolben, jeweils 250 und 252, befindet sich
jeweils in der Kammer 218 und der Kammer 232. Die
transversalen Endflächen 250A und 252A dieser Kolben
gegenüber
dem Schieber 219 bilden jeweils eine erste und zweite bewegliche
Wand für
die Kammern 218 und 232.
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Die
Versorgung der Kammern 218 und 232 mit Fluid über die
Steuerleitung 220 und die zusätzliche Steuerleitung 230 bewegt
jeweils die Kolben in Richtung des Pfeils F. Ihre Enden 250B und 252B gegenüber den
Enden 250A und 252A kooperieren mit dem Endstück 219A des
Schiebers, um letzteren in Richtung des Pfeils F zu bewegen, entgegen
der Rückstellkraft,
die von der Feder 217 ausgeübt wird.
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Die
beiden Kolben 250 und 252 sind voneinander unabhängig. Die
Bewegung des Kolbens 250 wird durch die Kommunikation der
Steuerkammer 220 mit der Bremslösekammer gesteuert, während die
Bewegung des Kolbens 252 durch den Druck des Steuerfluids
in der Leitung 230 gesteuert wird.
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Die
Stützflächen 250A und 252A sowie
der Fluiddruck in den Kammern 218 und 230 bestimmen die
Kraft, welche die Kolben auf den Schieber 219 ausüben können, um
den Schieber in seine zweite Position zu bewegen. Der Druck in den
Steuerkammern 218 und 232 hängt direkt vom Druck in den
Leitungen 220 und 230 ab, wobei die mögliche Gegenwart
der Drosseln 223 und 233 zu berücksichtigen
ist.
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Die
Stützflächen 250A und 252A und
die Feder 217 sind so dimensioniert, daß:
- – wenn der
Druck in der Bremslösekammer 38 bei „normalem" Betrieb des Motors
bei seinem Grenzwert stabilisiert ist (in der Größenordnung von 27 Bar), und
wenn der Druck in der zusätzlichen Steuerleitung 230 bei
Null liegt, die Wirkung des Kolbens 250 auf den Schieber
aufgrund der Fluidversorgung der Kammer 218 nicht ausreichend ist,
um den Schieber in seine zweite Position zu bewegen, entgegen der
Gegenkraft, die durch die Feder 217 auf den Schieber wirkt;
- – wenn
der Druck in der Bremslösekammer
bei besagtem Grenzwert stabilisiert ist, und wenn der Druck in der
zusätzlichen
Steuerleitung 230 beim Steuerwert liegt, die Wirkung der
beiden Kolben 250 und 252 auf den Schieber aufgrund
der Fluidversorgung der Kammern 218 und 232 den
Schieber 219 in seine zweite Position bewegt;
- – wenn
der Druck in der Steuerleitung 230 beim Steuerwert liegt,
der Druck in der Bremslösekammer
jedoch unter den ersten Schwellwert PS1 sinkt, die Wirkung des Kolbens 252 auf
den Schieber 219 aufgrund des in der Kammer 232 herrschenden
Fluiddrucks nicht ausreichend ist, um den Schieber in seiner zweiten
Position zu halten, und dieser in seine erste Position zurückkehrt.
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Beispielsweise
ist die Feder so dimensioniert, daß sie auf den Schieber in dessen
erster Position eine Kraft in der Größenordnung von 800 N ausübt, was
einem Druck in der Größenordnung
von 5 Bar entspricht, und in der zweiten Position dieses Schiebers
eine Kraft in der Größenordnung
von 1115 N ausübt,
was einem Druck in der Größenordnung von
7 Bar entspricht, während
die Durchmesser des ersten und zweiten Kolbens jeweils in der Größenordnung
von 18 mm und 22 mm liegen, und der Steuerdruck und der Druck PS1
jeweils in der Größenordnung
von 10 Bar und 15 Bar liegen.
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Es
ist hierbei zu betonen, daß bei
allen in den Figuren dargestellten Varianten die Steuerleitung an die
Bremslösekammer
angeschlossen werden kann, um eine Fluidkommunikation mit einem
durch eine Drossel zwischen der ersten und zweiten Steuerkammer
kontrollierten Durchfluß aufzubauen.
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In
den 1 und 2 wird diese Kommunikation von
zwei unabhängigen
Drosseln entsprechend der Position des Wählers 22 kontrolliert.
In 4 ist sie permanent und wird durch die Drossel 223 kontrolliert.