EP1217209A2

EP1217209A2 - Verstellvorrichtung zum Verstellen eines auf das Verdrängungsvolumen einer hydrostatischen Maschine einwirkenden Stellkolbens

Info

Publication number: EP1217209A2
Application number: EP01128052A
Authority: EP
Inventors: Clemens Krebs; Edmund Bernhard
Original assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Current assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: EP1217209B1; DE50112594D1; DE10063526C1; EP1217209A3

Abstract

Eine Verstellvorrichtung zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldruckkammern angeordneten auf das Verdrängungsvolumen einer hydrostatischen Maschine einwirkenden Stellkolbens (3), welcher aus einer durch die Kraft zumindest einer Rückstellfeder (8a, 8b) vorgegebenen Neutralstellung zwischen zwei Endlagen bewegbar ist, umfaßt ein zur Regelung der Stelldrücke in den Stelldruckkammern (7a, 7b) vorgesehenes Steuerventil (2), mit einem Steuerkolben (17), der durch von Steuereinrichtungen (38) erzeugte Steuerkräfte in axialer Richtung aus einer Neutralstellung beidseitig auslenkbar ist, wobei den Steuerkräften jeweils eine mit der Auslenkung des Stellkolbens (3) korrelierte Gegenkraft entgegengerichtet ist. Die Auslenkung des Stellkolbens (3) wird über einen starr mit dem Stellkolben (3) verbundenen Rückführhebel (4) als lineare Bewegung auf eine Federhülse (43) übertragen, die über eine Steuerfeder (45) in Wirkverbindung steht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verstellvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Verstellvorrichtungen, die einen Stellkolben aufweisen, der auf das Verdrängungsvolumen einer hydrostatischen Maschine einwirkt sind bekannt. Durch eine Druckdifferenz zwischen zwei Stelldruckkammern, die an jeweils einem Ende den Stellkolben mit Druck beaufschlagen, lenken den Stellkolben aus seiner Neutralstellung aus und verändern so das Verdrängungsvolumen. Aus der DE 195 40 654 C1 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei der die Auslenkung des Stellkolbens über einen Rückführhebel eine der Stellrichtung entgegenwirkende Kraft erzeugt.

Die Position wird durch einen drehbar gelagerten Rückführhebel je nach Richtung der Auslenkung auf einen von zwei gegenüberliegend angeordneten Kipphebeln übertragen. Die Kipphebel sind federbelastet und erzeugen so eine der Auslenkung des Steuerkolbens entgegengerichtete Kraft. In den Steuerkolben ist eine Ausnehmung zur Aufnahme der Kipphebel eingebracht, durch die die Rückstellkraft auf den Steuerkolben übertragen wird. Zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen den Stelldruckkammern wird der Steuerkolben durch einen Steuerdruck, der in den Steuerdruckkammern auf die Stirnseite des Steuerkolbens einwirkt ausgelenkt und gibt den Strömungsweg von einer Speisedruckleitung zu einer der beiden Stelldruckkammern frei.

Die Verstellvorrichtung weist weiterhin ein Zentrierventil und ein daran angegliedertes Schaltventil auf. Bei einem Druckabfall in beiden Steuerleitungen unter einen durch das Schaltventil vorgegebenen Wert wird durch Öffnen einer Entspannungsleitung das Zentrierventil aktiviert. Dadurch wird der jeweils höhere Druck in der Zuleitung zu den Stelldruckkammern entlastet, bis ein Druckgleichgewicht erreicht ist. Der Stellkolben wird in seine Neutralstellung zurückgeführt und das Verdrängungsvolumen der hydrostatischen Maschine ist Null.

Nachteilig an der angegebenen Verstellvorrichtung ist der hohe technische Aufwand. Zusätzlich zu dem Steuerventil ist ein Zentrierventil und ein Schaltventil erforderlich.

Die Gelenke, die erforderlich sind, um die lineare Stellkolbenbewegung auf die Kipphebel zu übertragen sind ebenfalls von Nachteil. Die Drehbewegung mit der sich die Kipphebel bewegen muß anschließend wieder auf den sich linear bewegenden Steuerkolben übertragen werden. Die Fertigung verschleißarmer Gelenkverbindungen und Lagerstellen verursacht Kosten und erhöht die Anzahl möglicher Fehlerquellen.

Darüber hinaus ist der Steuerkolben an seinen entgegengesetzten Enden in dem Ventilgehäuse geführt. Die hohen Drücke erfordern eine präzise Verarbeitung, damit durch Bauteiltoleranzen keine unerwünschten Leckagespalte auftreten. Die Fertigung zueinander winkeltreuer Bohrungen in dem Ventilgehäuse und der korrespondierenden Dicht- und Lagerflächen an dem Steuerkolben erhöhen ebenfalls den Fertigungsaufwand.

Weiterhin weist der Steuerkolben keine Möglichkeit zur Zentrierung auf. Das Einbaumaß ist durch die Fertigungsmaße der Bauteile bestimmt. Eine nachträgliche Justage am vollständig montierten Ventil ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Ausfallsicherheit gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die feste Anbindung des Rückführhebels an den Stellkolben sichert eine zuverlässige Kraftübertragung, wobei das Entfallen von Gelenken durch die lineare Bewegung im Hinblick auf die Lebensdauer und Wartungsfreiheit besonders vorteilhaft ist.

Der Verzicht auf zusätzliche Zentriereinrichtungen macht die Verstelleinrichtung kostengünstig, so daß eine stärkere Dimensionierung der verbauten Bauteile einfach zu realisieren ist, ohne zu einer Gesamtverteuerung zu führen. Die Überdimensionierung wirkt sich wiederum positiv auf die Ausfallsicherheit aus.

Gemäß den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung möglich.

Von Vorteil ist die versetzte Anordnung der Bohrungen zur Aufnahme der Befestigungsmittel und die damit erzeugte Vorspannung, mit der die Anlagefläche des Rückführhebels an den Stellkolben gepreßt wird. Die durch während des Betriebs zusätzlich auftretenden Kräfte sind klein gegenüber den Kräften die aufgrund der Vorspannung wirken, so daß die Bauteile nur eine quasistatische Belastung erfahren. Die Bauteile werden nicht relativ zueinander bewegt, so daß über die Lebensdauer betrachtet keine Vergrößerung eines Bewegungsspiels eintreten kann.

Die Anbindung an den Stellkolben kann auf einfache Weise demontierbar ausgeführt werden. Die Verwendung eines Hilfsmittels und eines zur Herstellung der Vorspannung angeordneten Spannstifts erlaubt eine kostengünstige Montage, wobei auch eine eventuell erforderliche Demontage ohne Bauteilzerstörung möglich ist, wie dies beispielsweise bei einer Nietverbindung nötig wäre.

Ebenso vorteilhaft ist die unabhängige Einstellmöglichkeit der Neutralstellung des Steuerventils durch eine in axialer Richtung veränderbare Anbindung des Rückführhebels an die Federhülse. Das Steuerventil und der Stellkolben können unabhängig voneinander in die Neutralstellung gebracht werden und erst im Anschluß aneinander gekoppelt werden, indem der Rückführhebel über eine Klemmvorrichtung mit der Federhülse verbunden wird.

Die Ausführung der Klemmverbindung in Form eines geschlitzten Auges erleichtert die Montage, da durch eine verschließbare Bohrung in einem Gehäuse eine einfache Zugangsmöglichkeit geschaffen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: einen schematischen Teilschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung;
Fig. 2: einen schematischen Teilschnitt entlang der Linie II-II des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung; und
Fig. 3: eine schematische Darstellung der Bauteilschnittstelle des ersten Ausführungsbeispiels im Ausschnitt III der Fig. 2;
Fig. 4A: einen schematischen Teilschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels entlang der Linie II-II der Fig. 1; und
Fig. 4B: eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4A in teilweiser Demontage.
Fig. 5: eine schematische Darstellung der Bauteilschnittstelle des zweiten Ausführungsbeispiels im Ausschnit V der Fig. 4.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1 mit einem Steuerventil 2 und einem Stellkolben 3. Durch einen fest mit dem Stellkolben 3 verbundenen Rückführhebel 4 steht der Stellkolben 3 mit dem Steuerventil 2 mechanisch in Wirkverbindung. Bevor die Funktion der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1 näher beschrieben wird, soll anhand von Fig. 1 zunächst der Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung 1 in Neutralstellung erläutert werden.

Der Stellkolben 3 ist mit seinen beiden zylindrischen Enden in einer ersten und zweiten Stelldruckkammerausnehmung 5a und 5b geführt, die in ein erstes bzw. zweites Stelldruckkammergehäuse 6a bzw. 6b eingebracht sind. Das von dem Stellkolben 3 und der ersten und zweiten Stelldruckkammerausnehmung 5a und 5b ausgebildete Volumen bildet die erste bzw. zweite Stelldruckkammer 7a bzw. 7b. Der Stellkolben 3 weist eine Ausnehmung 79 auf, in der eine erste und zweite Rückstellfeder 8a und 8b angeordnet sind. Die Rückstellfedern 8a und 8b sind als spiralförmige Druckfedern ausgeführt, stützen sich mit ihren Enden auf einem ersten und zweiten Federlager 9a und 9b ab und sind ineinander angeordnet. Der Stellkolben 3 weist stirnseitig einen Stellkolbendeckel 10 auf, der in den Stellkolben 3 eingeschraubt und durch einen Sicherungsring fixiert ist. Durch die Kraft der Rückstellfedern 8a und 8b wird das erste Federlager 9a gegen den Grund der Ausnehmung 79 des Stellkolbens 3 gedrückt, das gegenüberliegende zweite Federlager 9b gegen den Stellkolbendeckel 10.

Die Federlager 9a und 9b weisen jeweils eine durchgänige, gestufte Aufnahmeöffnung 82 auf, in die jeweils eine Abstandsstange 11a und 11b hineinragen, die an der radialen Stufe der Ausnehmung eine korrespondierende Vergrößerung ihrer radialen Ausdehnung aufweisen. Die Abstandsstangen 11a und 11b durchdringen den Stellkolben 3 bzw. den Stellkolbendeckel 10 und liegen an jeweils einem Einsteller 12 an, dessen axiale Position über eine mit einer Kontermutter 14 fixierte Einstellhülse 13 veränderbar ist. Zum Schutz ist eine Abdeckkappe 85 auf die Einstellhülse 13 aufgeschraubt. Durch die axiale Position der Einsteller 12 wird die relative Neutralstellung des Stellkolbens 3 bezüglich der in einem gemeinsamen Gehäuse befestigten Stelldruckkammergehäusen 6a und 6b festgelegt. Das Gehäuse ist in der Darstellung durch die strichpunktierten Linien angedeutet. Die Abstandsstangen 11a und 11b sind in dem Stellkolben 3 und dem Stellkolbendeckel 10 in axialer Richtung verschiebbar. In der dargestellten Neutralstellung der Stellvorrichtung 1 liegen die beiden Abstandsstangen 11a und 11b sowohl an dem jeweiligen Einsteller 12 als auch an der jeweiligen Stufe in der Aufnahmeöffnung 82 des Federlagers 9a bzw. 9b an, wobei die Federlager 9a und 9b gleichzeitig mit dem Stellkolbendeckel 10 und dem Grund der Ausnehmung 79 des Stellkolbens 3 in Anlage stehen.

Der zum Stellen des Stellkolbens 3 in den Stelldruckkammern 7a und 7b erforderliche Druck wird durch Stelldruckleitungen 16a und 16b von dem Steuerventil 2 eingestellt. Das Steuerventil 2 weist einen Steuerkolben 17 auf, der aus einem ersten Steuerkolbenteil 18 und einem zweiten Steuerkolbenteil 19 besteht, die in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind und durch einen Steuerkolbenstößel 20 miteinander in Wirkverbindung stehen. In die aufeinander zu gerichteten Enden der Steuerkolbenteile 18 und 19 sind Ausnehmungen zur Aufnahme des Steuerkolbenstößels 20 eingebracht, wobei die Ausnehmung in dem ersten Steuerkolbenteil 18 als eine Ausgleichsausnehmung 15 ausgelegt ist und eine größere radiale Ausdehnung als der Steuerkolbenstößel 20 aufweist, so daß zwischen dem Steuerkolbenteil 18 und dem Steuerkolbenstößel 20 keine Kräfte senkrecht zur Mittelachse 21 des Steuerkolbens 17 übertragbar sind.

Der erste Steuerkolbenteil 18 ist einerseits in einem Steuerventildeckel 22 und auf der gegenüberliegenden Seite in einer Führungsausnehmung 25 einer Steuerbuchse 23 geführt. Die Steuerbuchse 23 ist in ein Steuerventilgehäuse 24 eingeschraubt und mit einer Kontermutter 14 fixiert. Die Steuerbuchse 23 weist zumindest drei Bohrungen auf, mit denen jeweils ein umlaufender Kanal 26a bis 26c mit der Führungsausnehmung 25 verbunden ist. Eine in das Steuerventilgehäuse 24 eingebrachte Speiseleitung 27 mündet in einen ersten umlaufenden Kanal 26a aus, eine Verbindungsleitung 28 in einen zweiten umlaufenden Kanal 26b und ein dritter umlaufender Kanal 26c ist über eine Rücklaufleitung 29 mit einem Tank verbunden, der z.B. durch das innere Volumen des Gehäuses ausgebildet ist. Die Speiseleitung 27 ist durch eine nicht dargestellte Vorrichtung in jedem Betriebszustand mit Hydraulikfluid bedrückt.

Der zweite Steuerkolbenteil 19 bildet zusammen mit der Steuerbuchse 23 ein Drosselventil 47 aus und ist in der Führungsausnehmung 25 der Steuerbuchse 23 geführt und weist zwei in den Umfang eingebrachte Steuernuten 30a und 30b auf, die in axialer Richtung so beabstandet sind, daß der zwischen den Steuernuten 30a und 30b ausgebildete Teil in Neutralstellung des Drosselventils 23 die zu dem mittleren umlaufenden Kanal 26b führende Bohrung symmetrisch verschließt. Die axiale Ausdehnung der Steuernuten 30a und 30b ist so groß, daß durch axiales Verschieben des zweiten Steuerkolbenteils 19 eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 28 und der Speiseleitung 27 bzw. zwischen der Verbindungsleitung 28 und der Rücklaufleitung 29 herstellbar ist.

Der zweite Steuerkolbenteil 19 ragt mit seiner dem ersten Steuerkolbenteil 18 abgewandten Seite aus der Führungsausnehmung 25 heraus in einen Federraum 86a der Steuerbuchse 23 hinein und weist eine kragenförmige Erweiterung 32 auf, auf der sich eine Zentrierfeder 33 abstützt. Der Federraum 86a ist auf nicht näher beschriebene Weise mit dem Tankvolumen verbunden, um einen Druckausgleich zu ermöglichen. Das zweite Ende der Zentrierfeder 33 stützt sich auf einem Widerlager 34 ab, der das stirnseitige Ende eines an der Steuerbuchse 23 befestigten Proportionalmagneten 31 bildet. An dem Widerlager 34 ist eine Hülse 35 angeordnet, deren relative axiale Position zu dem Widerlager 34 einstellbar ist, und die als Begrenzung für eine Einstellfeder 36 dient, deren zweites Ende sich ebenfalls an der kragenförmigen Erweiterung 32 abstützt. In einer zentralen Ausnehmung des Widerlagers 34 ist ein Magnetstößel 37 geführt, der eine Steuerkraft auf das stirnseitige Ende des zweiten Steuerkolbenteils 19 überträgt, die proportional dem elektrischen Steuersignal ist und von dem Proportionalmagneten 31 erzeugt wird.

An dem gegenüberliegenden Ende des ersten Steuerkolbenteils 18 befindet sich eine Steuereinrichtung 38, die in ihrem Aufbau der vorstehenden Beschreibung der Seite des zweiten Steuerkolbenteils 19 entspricht. Die Führung des ersten Steuerkolbenteils 18 und die Ausbildung des zweiten Federraums 86b werden durch den Steuerventildeckel 22 übernommen. Zur Montage ist anstelle der kragenförmigen Erweiterung 32 eine Scheibe 39 auf den ersten Steuerkolbenteil 18 aufgeschoben, die sich an einer radialen Abstufung des ersten Steuerkolbenteils 18 abstützt. Durch die Summe der Federkräfte der Zentrierfedern 33 und der Einstellfedern 36 werden der erste und der zweite Steuerkolbenteil 18 und 19 und der Steuerkolbenstößel 20 zusammengedrückt und der Steuerkolben 17 in Neutralstellung gehalten.

Auf den ersten Steuerkolbenteil 18 sind ein erster Federsitzkörper 40a und ein zweiter Federsitzkörper 40b aufgeschoben. Die beiden Federsitzkörper 40a und 40b werden durch eine zwischen den beiden Federsitzkörpern 40a und 40b angeordnete Steuerfeder 45 auseinandergedrückt, bis der erste Federsitzkörper 40a an einer auf den ersten Steuerkolbenteil 18 aufgesetzten Begrenzungshülse 41 anliegt, die beispielsweise durch einen Schnappverschluß in einer Nut 87 des ersten Steuerkolbenteils 18 gegen axiales Verschieben gesichert ist. Der zweite Federsitzkörper 40b wird durch die Steuerfederkraft gegen eine Anschlagfläche 42 gedrückt, die von einer radialen Erweiterung des ersten Steuerkolbenteils 18 gebildet wird.

Gleichzeitig stützen sich die voneinander abgewandten Flächen der Federsitzkörper 40a und 40b an der Innenseite eines Bodens 88 einer Federhülse 43 einerseits und andererseits an einer Anschlagscheibe 44, welche bis zu einem Absatz in die Federhülse 43 eingesetzt ist und durch einen Sicherungsring gegen axiale Bewegung geschützt ist. Der Boden 88 der Federhülse 43 und die Anschlagscheibe 44 weisen zentrale Ausnehmungen auf, die größer als die radialen Ausdehnungen der Anschlagfläche 42 bzw. der Begrenzungshülse 41 und kleiner als die größte radiale Ausdehnung der Federsitzkörper 40a und 40b sind. Die Federhülse 43 ist gegen die Federkraft der Steuerfeder 45 relativ zu dem ersten Steuerkolbenteil 18 verschiebbar.

Die Federhülse 43 weist eine näherungsweise zylindrische Außengeometrie auf und durchdringt eine Klemmvorrichtung 46, die an dem von dem Stellkolben 3 abgewandten Ende des Rückführhebels 4 angeordnet ist. Bei gelöster Klemmvorrichtung 46 ist der Rückführhebel 4 auf der Federhülse 43 verschiebbar und damit die relative Position von Rückführhebel 4 und Federhülse 43 zueinander einstellbar. An dem anderen Ende ist der Rückführhebel 4 fest an dem Stellkolben 3 fixiert. Die Klemmvorrichtung 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als geschlitztes Auge ausgeführt.

Der Stellkolben 3 weist zur Befestigung des Rückführhebels 4 eine Befestigungsausnehmung 49 auf, die in einen Stellkolbenmittelteil 50 z.B. durch Fräsen eingebracht ist. Die Befestigungsausnehmung 49 bildet in dem Stellkolbenmittelteil 50 eine erste und eine zweite Fläche 51 und 52 aus. Die erste und zweite Fläche 51 und 52 sind zueinander vorzugsweise rechtwinklig orientiert und ihre Flächennormale verläuft senkrecht zu der Mittelachse 53 des Stellkolbens 3.

Der Rückführhebel 4 weist eine mit der ersten Fläche 51 korrespondierende Anlagefläche 54 und eine mit der zweiten Fläche 52 korrespondierende Befestigungsfläche 55 auf, die einen Rückführhebelfuß 56 auf zwei Seiten begrenzen. Zur Befestigung des Rückführhebels 4 ist der Rückführhebelfuß 56 mittels Spannstiften 57 und einer Befestigungsschraube 58 an dem Stellkolbenmittelteil 50 fixiert. Dabei ist die Anlagefläche 54 gegen die erste Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Stellkolbenmittelteils 50 gepreßt. Die Kräfte zur Ausbildung der Flächenpressung werden durch die Spannstifte 57 aufgenommen. Die zusätzliche Befestigungsschraube 58 dient der Fixierung. Zu ihrer Aufnahme ist in den Rückführhebelfuß 56 eine Durchgangsbohrung und in den Stellkolbenmittelteil 50 ein Gewinde eingebracht.

Der Rückführhebelfuß 56 geht mittig in einen Rückführhebelarm 59 über, dessen Mittelachse 60 senkrecht zu der Anlagefläche 54 orientiert ist. An dem von dem Rückführhebelfuß 56 abgewandten Ende des Rückführhebelarms 59 ist als Klemmvorrichtung 46 ein geschlitztes Auge 63 angeordnet. Das Auge 63 weist eine mit der Außengeometrie der Federhülse 43 korrespondierende Ausnehmung 61 auf, die in ungespannten Zustand eine geringfügig größere radiale Ausdehnung aufweist, als die Federhülse 43. Die Mittelachse 62 der Ausnehmung 62 ist parallel zu der Mittelachse 53 des Stellkolbens 3.

Ausgehend von der vorstehend beschriebenen Neutralstellung der Stellvorrichtung 1 soll nun ebenfalls anhand von Fig. 1 die Funktionsweise erläutert werden.

In Neutralstellung erhalten die beiden Proportionalmagnete 31 über ihren elektrischen Steckkontakt 48 zwei gleiche Steuersignale, so daß die durch den Magnetstößel 37 auf den Steuerkolben 17 wirkenden Kräfte sich aufheben und der Steuerkolben 17 in seiner durch die Einstellfedern 36 und die Zentrierfedern 33 vorgegebenen Neutralstellung verbleibt. Zur Auslenkung des Steuerkolbens 17 wird zwischen den beiden Steuersignalen eine Differenz erzeugt, beispielsweise durch Vergrößern des Signals für den drosselventilseitigen Proportionalmagneten 31. Durch den drosselventilseitigen Proportionalmagneten 31 wird eine Steuerkraft über den Magnetstößel 37 auf den Steuerkolben 17 übertragen, der entgegen der Federkraft der gegenüberliegenden Zentrierfeder 33 und Einstellfeder 36 ausgelenkt wird. Der Stellkolben 3 befindet sich noch in Neutralstellung und über den starr mit dem Stellkolben 3 verbundenen Rückführhebel 4 wird die Federhülse 43 ebenfalls in ihrer Ausgangsposition gehalten.

Durch die Bewegung des Steuerkolbens 17 hebt der Federsitzkörper 40a von dem Boden 88 der Federhülse 43 ab. Der zweite Federsitzkörper 40b stützt sich an der Anschlagscheibe 44 ab und hebt durch den sich relativ zu der Federhülse 43 verschiebenden Steuerkolben 17 von der Anlagefläche 42 ab. Die zwischen den beiden Federsitzkörpern 40a und 40b gespannte Steuerfeder 45 baut eine Gegenkraft auf, die entgegen der Steuerkraft des auslenkenden Proportionalmagneten 31 gerichtet ist, bis die Kräfte sich in einem neuen Gleichgewichtszustand befinden.

Durch die Verschiebung des zweiten Steuerkolbenteils 19 verbindet die Steuernut 30a die Speiseleitung 27 mit der Verbindungsleitung 28 und sorgt damit für einen Druckausgleich in den beiden Stelldruckkammern 7a und 7b. Entsprechend den beiden unterschiedlichen Querschnitten der Stelldruckkammern 7a und 7b wirkt durch die entsprechend unterschiedlichen Kolbenflächen auf den Stellkolben 3 eine resultierende Stellkraft, die den Stellkolben 3 in Richtung der ersten Stelldruckkammer 7a verschiebt. Aufgrund der sich in Anlage mit dem Einsteller 12 befindlichen Abstandsstange 11a kann das Federlager 9a, welches sich mit der Stufung der Aufnahmeöffnung 82 an der Änderung der radialen Ausdehnung der Abstandsstange 11a abstützt, der Bewegung nicht folgen und hebt von dem Grund der Ausnehmung 79 des Stellkolbens 3 ab. Das gegenüberliegende Federlager 9b stützt sich an dem Stellkolbendeckel 10 ab. Die Kompression der Rückstellfedern 8a und 8b bewirkt eine Rückstellkraft auf den Stellkolben 3. Zum Volumenausgleich, der durch die in den Stellkolben 3 eintauchenden Abstandsstange 11a oder 11b erforderlich ist, ist eine Ausgleichsbohrung 89 in den Stellkolben 3 eingebracht, durch den ein Druckausgleich zwischen der Ausnehmung 79 des Stellkolbens 3 und dem Innenraum des Gehäuses stattfindet.

Die Auslenkung des Stellkolbens 3 wird durch die starre Anbindung des Rückführhebels 4 auf die Federhülse 43 übertragen. Die Bewegungsrichtung der Federhülse 43 ist der Auslenkung des Steuerkolbens 17 entgegengesetzt. Die relative Position der Federhülse 43 zu dem Steuerkolben 3 ändert sich gleichsinnig zur vorstehend beschriebenen relativen Bewegung des Steuerkolbens 3 durch die Steuerkraft des Proportionalmagneten 31. Die Steuerfeder 45 wird dadurch weiter gestaucht und die entgegen der Steuerkraft des Proportionalmagneten 31 wirkende Gegenkraft vergrößert sich. Mit größer werdenden Stellweg des Stellkolbens 3 wird daher die Gleichgewichtslage des Steuerkolbens 3 in Richtung seiner Neutralstellung verschoben. Das Drosselventil 47 wird weiter geschlossen. Das Schließen des Drosselventils 47 reduziert die pro Zeiteinheit in die zweite Stelldruckkammer 7b nachgeförderte Menge an Hydraulikfluid, wodurch sich mit zunehmendem Stellweg des Stellkolbens 3 die Bewegung des Stellkolbens 3 verlangsamt. Die Bewegung des Stellkolbens 3 ist beendet, wenn die von der Steuerfeder 45 erzeugte Kraft zwischen der Federhülse 43 und dem Steuerkolben 17 so groß ist, daß die resultierende Gegenkraft auf den Magnetstößel 37 gleich groß der Steuerkraft ist. Der Steuerkolben 17 bewegt sich dann durch die Zentrierfedern 33 und Einstellfeder 36 in seine Neutralstellung und das Drosselventil 47 ist geschlossen. Der Stellkolben 3 erreicht seine dem Differenzsteuersignal proportionale Auslenkung ohne Überschwingen.

Die Auslenkung in die entgegengesetzte Richtung erfolgt analog durch ein Differenzsteuersignal umgekehrten Vorzeichens, wobei der erste Steuerkolbenteil 18 durch den Proportionalmagneten 31 mit eine Stellkraft beaufschlagt wird, die durch den Steuerkolbenstößel 20 auf den zweiten Steuerkolbenteil 19 übertragen wird. Die Steuernut 30 verbindet die Verbindungsleitung 28 mit der Rücklaufleitung 29 und entspannt so die zweite Stelldruckkammer 7b in den Tank. Der Druck in der ersten Stelldruckkammer 7a ist größer als der in der zweiten Stelldruckkammer 7b, so daß die resultierende Stellkraft den Stellkolben 3 in Richtung der zweiten Stelldruckkammer 7b auslenkt.

Zur Rückkehr des Stellkolbens 3 in seine Neutralstellung ist das Differenzsteuersingal Null, so daß auf den Steuerkolben 17 keine Kraft durch die Proportionalmagnete 31 wirkt. Durch die von der Federhülse 43 bei noch ausgelenktem Stellkolben 3 auf den Steuerkolben 17 übertragene Kraft wird der Steuerkolben 17 so ausgelenkt, daß die entsprechende Stellung des Drosselventils 47 die Auslenkung des Stellkolbens 3 verringert. Die Verringerung der Auslenkung des Stellkolbens 3 führt dabei zu einer Verringerung der Federkraft der Steuerfeder 45 auf den Steuerkolben 17, so daß sich die Stellbewegung des Stellkolbens 3 in Richtung seiner Neutralstellung wiederum verlangsamt und diese ohne Überschwingen erreicht.

Der Steuerkolben 17 weist eine nicht einstellbare Gesamtlänge auf, die durch Fertigungstoleranzen schwanken kann. Damit beide Proportionalmagnete 31 in ihrem idealen Hubbereich arbeiten können, ist ihr Abstand einstellbar. Der Proportionalmagnet 31 auf der Seite des ersten Steuerkolbenteils 18 ist hierzu über eine Gewindeverbindung mit dem Steuerventildeckel 22 verbunden und mit einer Kontermutter 14 zu fixieren. Die Position des drosselventilseitigen Proportionalmagneten 31, der mit der Steuerbuchse 23 verbunden ist, relativ zu dem Steuerkolben 17 ist durch die Position der Steuerbuchse 23 relativ zu dem Steuergehäuse 24 durch eine Gewindeverbindung einstellbar. Das Ausgleichen der Federkräfte für die Neutralstellung erfolgt durch Einstellen der relativen Position der Hülsen 35 zu den Widerlagern 34, so daß sich für eine durch Einstellen des Hubbereichs der Proportionalmagnete 31 veränderte Federspannung der Zentrierfedern 33 eine ausgleichende Korrektur der Vorspannung der Enstellfedern 36 erreichen läßt. Zum Ausgleichen von Bauteiltoleranzen des zweiten Steuerkolbenteils 19 und der Steuerbuchse 23, die einen Einfluß auf die Neutralstellung des Drosselventils 47 haben, kann die Verbindung zwischen dem drosselventilseitigen Proportionalmagneten 31 und der Steuerbuchse 23 ebenfalls einstellbar ausgeführt sein.

Durch die Schraubverbindung der Steuerbuchse 23 mit dem Steuerventilgehäuse 24 ist eine winkelrichtige und versatzfreie Positionierung der Mittelachse der Führungsausnehmung 25 mit der Führungsausnehmung des Steuergehäusedeckels 22 nicht sicherzustellen. Die Teilung des Steuerkolbens 17 in einen ersten und zweiten Steuerkolbenteil 18 und 19 verhindert ein Klemmen zuverlässig. Der erste Steuerkolbenteil 18 ist in der Führungsausnehmung 25 nur auf einer kurzen Länge geführt, so daß ein Ausgleich von Lagetoleranzen möglich ist. Zur Betätigung des Steuerventils 2 sind nur Schubkräfte von einem Steuerkolbenteil 18 oder 19 auf das jeweils andere Steuerkolbenteil 19 oder 18 zu übertragen. Die beiden Steuerkolbenteile 18 und 19 sind mittels des Steuerkolbenstößels 20 verbunden. Die beiden zueinander weisenden Enden der Steuerkolbenteile 18 und 19 weisen hierzu Ausnehmungen auf, wobei die Addition der Längen der Ausnehmungen kleiner ist als die Länge des Steuerkolbenstößels 20. Zumindest eine der Ausnehmungen ist als Ausgleichsaufnahme 15 ausgeführt und weist eine radiale Ausdehnung auf, die groß genug ist, um den Winkelfehler und den Versatz der Mittelachsen der beiden Steuerkolbenteile 18 und 19 ausgleichen zu können, ohne daß zwischen den beiden Steuerkolbenteilen 18 und 19 Querkräfte übertragen werden.

In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch das erstes Ausführungsbeispiel entlang der Linie II-II der Fig. 1 dargestellt, anhand dessen die Anbindung des Rückführhebels 4 an den Stellkolben 3 und die Federhülse 43 detailliert erläutert wird.

Auf der dem Rückführhebelarm 59 gegenüberliegenden Seite des Auges 63 ist eine Vorrichtung zum Klemmen des Auges 63 angebracht. In einer radialen Erweiterung 64 des Auges 63, ist in Richtung des Mittelpunkts M der Ausnehmung 61 ein Schlitz 65 angeordnet, dessen Breite B größer ist, als der Unterschied des Innenumfangs des ungespannten Auges 63 zu dem Umfang der korrespondierenden Anlagefläche der Federhülse 43 und der die radiale Erweiterung 64 in zwei Schenkel 66 und 67 teilt. In dem ersten Schenkel 66 ist eine Gewindebohrung 68 eingebracht, dessen Mittelachse senkrecht zu dem Schlitz 65 angeordnet ist. In dem zweiten Schenkel 67 ist eine Durchgangsöffnung 69 eingebracht, deren Mittelachse in ungespanntem Zustand des Auges 63 mit der Mittelachse der Gewindebohrung 68 identisch ist. Auf der von dem ersten Schenkel 66 abgewandten Seite des zweiten Schenkels 67 ist eine Spannfläche 70 angeordnet, die zumindest so groß ist, daß die korrespondierende Anlagefläche eines Schraubenkopfs 71 einer Spannschraube 72 vollständig aufliegt. Die radiale Ausdehnung der Durchgangsöffnung 69 ist so bemessen, daß die Abweichung des Winkels der Mittelachse relativ zu der Gewindebohrung 68 nicht zu einem Verklemmen der Spannschraube 72 führt.

In dem Steuerventilgehäuse 24 ist ein demontierbarer Verschlußstopfen 73 angeordnet, der in Verlängerung der Mittelachse der Gewindebohrung 68 . in das Steuerventilgehäuse 24 z.B. eingeschraubt ist. Bei abgenommenem Verschlußstopfen 73 ist die Spannschraube 72 durch die entstehende Öffnung einfach zugänglich.

In den Rückführhebelfuß 56 sind zur Aufnahme von Spannstiften 57 als Befestigungselemente durchgehende erste Bohrungen 74 eingebracht, deren Mittelachse parallel zu der Anlagefläche 54 ist, von der sie einen vorzugsweise konstanten ersten Abstand A aufweisen. In dem Stellkolbenmittelteil 50 sind zu den ersten Bohrungen 74 korrespondierende zweite Bohrungen 75 eingebracht, die einen mit den ersten Bohrungen 74 identischen Durchmesser aufweisen und deren Mittelachsen identische Abstände voneinander in Richtung der Mittelachse 53 des Stellkolbens 3 aufweisen, wie die Mittelachsen der ersten Bohrungen 74. Die Mittelachsen der zweiten Bohrungen 75 sind senkrecht zu der ersten Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Stellkolbenmittelteils 50 orientiert, von der sie einen zweiten Abstand a aufweisen der kleiner ist als der erste Abstand A der Mittelachsen der ersten Bohrungen 74 von der Anlagefläche 54. Bei der Montage führt dieser unterschiedliche Abstand der Bohrungen 74 und 75 zu der Anlagefläche 54 bzw. der ersten Fläche 51, die die Spannstifte aufnehmen zu einem Versatz der ersten und zweiten Bohrungen 74 und 75. Mittels der in die ersten und zweiten Bohrungen 74 und 75 eingebrachten Spannstifte 57 wird die Anlagefläche des Rückführhebelfußes 56 gegen die ersten Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Stellkolbenmittelteils 50 gepreßt.

Die Tiefe der zweiten Bohrungen 75 ist so groß, daß bei vollständig versenktem Spannstift 57 zwischen dem Grund der zweiten Bohrungen 75 und dem stirnseitigen Ende des Spannstifts 57 eine freie Bohrungslänge verbleibt, welche zur Aufnahme eines Demontagehilfsmittels vorgesehen ist. In Fig. 2 ist das Demontagehilfsmittel ein zylindrischer Stift 76 mit einem Innengewinde 77. Der Außendurchmesser des Stifts 76 bildet mit der zweiten Bohrung 75 eine Spielpassung, so daß zum Einführen und Herausnehmen des Stifts 76 im Vergleich zu den Ein- und Auspressen des Spannstifts 75 vernachlässigbare Kräfte erforderlich sind. Das Innengewinde 77 weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Spannstifte 57, so daß zur Demontage ein nicht dargestelltes Ausziehgerät, das mit einem Außengewinde versehen ist, durch den Spannstift 57 gesteckt und in den Stift 76 eingeschraubt wird. Durch Zug wird der Stift 76 gemeinsam mit dem Spannstift 57 aus der ersten und zweiten Bohrung 74 und 75 herausgezogen.

Die Anordnung der ersten und zweiten Bohrungen 74 und 75 der Schnittstelle zwischen dem Rückführhebelfuß 56 und dem Stellkolbenmittelteil 50 ist in Fig. 3 dargestellt. In dem Rückführhebel 4 ist eine erste Bohrung 74 dargestellt, deren Mittelachse den ersten Abstand A von der Anlagefläche 54 aufweist. Die erste Bohrung 74 teilt sich in axialer Richtung in einen ersten und einen zweiten Abschnitt 78 und 80, wobei der erste Abschnitt 78 einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt 80, der zu der Befestigungsfläche 55 hin orientiert · ist. Der Bohrungsdurchmesser des zweiten Abschnitts 80 ist identisch mit dem Durchmesser der zweiten Bohrungen 75 in dem Stellkolbenmittelteil 50. Die zweiten Bohrungen 75 sind als Sacklöcher ausgeführt und weisen einen zweiten Abstand a von der ersten Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Stellkolbens 3 auf, kleiner ist als der erste Abstand A der ersten Bohrungen 74.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4A dargestellt. Identisch ausgeführte Bauteile werden unter Weiterverwendung der eingeführten Bezugszeichen entsprechend der vorstehenden Beschreibung übernommen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Schenkel 66 und 67 außermittig an dem Auge 63 angeordnet. Der Schlitz 65 verläuft parallel zu dem Rückführhebelarm 59. Der Abstand der Spannschraube 58 zu der Öffnung in dem Steuerventilgehäuse 24 ist dadurch verringert und die Zugänglichkeit verbessert.

Die zweite Bohrung 75 in dem Stellkolbenmittelteil 50 weist wiederum eine größere Länge auf als zur Aufnahme des Spannstifts erforderlich, wobei sich die Länge der Bohrung 75 in einen ersten und einen zweiten Abschnitt 81 und 83 gliedert. Der erste Abschnitt 81 weist einen mit dem Bohrungsdurchmesser der ersten Bohrung 74 in dem Rückführhebelfuß 56 identischen Durchmesser auf und korrespondiert in seiner axialen Ausdehnung mit der Einpreßtiefe des Spannstifts 57. In axialer Richtung in den Stellkolbenmittelteil 50 hinein schließt sich der zweite Abschnitt 83 an, der einen kleineren Durchmesser aufweist. In den zweiten Abschnitt 83 der zweiten Bohrung 75 ist ein Innengewinde eingebracht.

Vor der Montage des Spannstifts 57 wird ein Demontagehilfsmittel in die zweite Bohrung 75 eingesetzt, das eine Außengewinde aufweist. Als Demontagehilfsmittel kann beispielsweise eine Madenschraube 84 verwendet werden, deren Innensechskant zum Herausschrauben eine maximale radiale Ausdehnung aufweist, die kleiner ist als der Innendurchmesser des Spannstifts 57.

In Fig. 4B ist die Demontage eines Spannstifts 57 dargestellt. Das Madenschraube 84 wird durch ein nicht dargestelltes Werkzeug aus dem Stellkolbenmittelteil 50 herausgeschraubt. Der Spannstift 57 liegt an der Stirnseite an der Madenschraube 84 an und wird dadurch mit aus den Bohrungen 74 und 75 ausgepreßt. Die Länge der Madenschraube 84 ist vorzugsweise zumindest so groß, daß der Spannstift 57 vollständig aus der zweiten Bohrung 75 des Stellkolbenmittelteils 50 auspreßbar ist.

Fig. 5 zeigt die Schnittstelle des Stellkolbens 3 und des Rückführhebelfußes 56. In den Rückführhebel 4 ist die erste Bohrung 74 eingebracht, deren Mittelachse den ersten Abstand A von der Anlagefläche 54 aufweist. Die erste Bohrung 74 teilt sich in axialer Richtung in den ersten und den zweiten Abschnitt 78 und 80, wobei der erste Abschnitt 78 einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt 80, der zu der Befestigungsfläche 55 hin orientiert ist. Der Bohrungsdurchmesser des zweiten Abschnitts 80 ist identisch mit dem Durchmesser des ersten Abschnitts 81 der zweiten Bohrungen 75 in dem Stellkolbenmittelteil 50. Die zweiten Bohrungen 75 sind als Sacklöcher ausgeführt und die Mittelachsen weisen den zweiten Abstand a von der ersten Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Stellkolbens 3 auf, kleiner ist als der erste Abstand A der ersten Bohrungen 74. In den zweiten Abschnitt 83 der zweiten Bohrungen 75, dessen Mittelachse mit der Mittelachse des ersten Abschnitts 81 der zweiten Bohrungen 75 identisch ist, ist das Gewinde eingebracht. Die radiale Ausdehnung der maximalen Tiefe der Gewindegänge ist kleiner als die radiale Ausdehnung des ersten Abschnitts 81 der zweiten Bohrung 75.

Durch die Verspannung der Spannstifte 57 wird an der Anlagefläche 54 des Rückführhebels 4 eine Flächenpressung mit der ersten Fläche 51 der Befestigungsausnehmung 49 des Rückführhebelfußes 56 erzeugt, die groß gegenüber der Änderung der Flächenpressung ist, die durch die Federkräfte ein Drehmoment auf den Rückführhebel 4 erzeugt wird. Die Verschraubung des Rückführhebels 4 mit dem Stellkolbenmittelteil 50 ist so ausgeführt, daß die Befestigungsschraube 58 keine Scherkräfte sondern ausschließlich Zugkräfte aufnimmt.

Claims

Verstellvorrichtung zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldruckkammern angeordneten auf das Verdrängungsvolumen einer hydrostatischen Maschine einwirkenden Stellkolbens (3), welcher aus einer durch die Kraft zumindest einer Rückstellfeder (8a, 8b) vorgegebenen Neutralstellung zwischen zwei Endlagen bewegbar ist, mit einem zur Regelung der Stelldrücke in den Stelldruckkammern (7a, 7b) vorgesehenen Steuerventil (2), mit einem Steuerkolben (17), der durch von Steuereinrichtungen (38) erzeugte Steuerkräfte in axialer Richtung aus einer Neutralstellung beidseitig auslenkbar ist, wobei den Steuerkräften jeweils eine mit der Auslenkung des Stellkolbens (3) korrelierte Gegenkraft entgegengerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Stellkolbens (3) über einen starr mit dem Stellkolben (3) verbundenen Rückführhebel (4) als lineare Bewegung auf eine Federhülse (43) übertragbar ist, die über eine Steuerfeder (45) in Wirkverbindung steht.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführhebel (4) einen Rückführhebelfuß (56) mit einer Anlagefläche (54) aufweist, die mit einer parallel zu der Bewegungsrichtung des Stellkolbens (3). ausgebildeten ersten Fläche (51) einer Befestigungsausnehmung (49) des Stellkolbens (3) korrespondiert und
daß durch Befestigungselemente zwischen der ersten Fläche (51) der Befestigungsausnehmung (49) und der Anlagefläche (54) eine Flächenpressung ausgebildet ist, die größer ist als die durch die im Betriebsfall an dem Rückstellhebel (4) angreifenden Kräfte ausgebildete Flächenpressung.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente zumindest teilweise Spannstifte (57) sind, zu deren Aufnahmen erste Bohrungen (74) in den Rückführhebelfuß (56) und zweite korrespondierende Bohrungen (75) in den Stellkolben (3) eingebracht sind, wobei der Abstand der Mittelachsen der ersten Bohrungen (74) von der Anlagefläche (54) größer ist als der Abstand der Mittelachsen der zweiten Bohrungen (75) von der ersten Fläche (51) der Befestigungsausnehmung (49) des Stellkolbens (3).
Verstellvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in die zweiten Bohrungen (75) auf der dem Rückführhebel (4) abgewandten Seite jeweils ein Hilfsmittel (76,84) eingebracht ist, durch das der Spannstift (57) in Richtung des Rückstellhebels (4) aus der ersten und zweiten Bohrung (74, 75) herausdrückbar ist.
Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellhebel (4) mit der Federhülse (43) durch eine Klemmverbindung (46) fest verbindbar ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 5
dadurch gekennzeichnet, daß bei gelöster Klemmverbindung (46) die axiale Position der Federhülse (43) relativ zu dem Rückführhebel (4) einstellbar ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (46) als ein geschlitztes Auge (63) ausgeführt ist, dessen innere radiale Ausdehnung mit der äußeren radialen Ausdehnung der Federhülse (43) korrespondiert.
Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (3) parallel zu dem Steuerkolben (17) angeordnet ist.