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Hydrostatisches Getriebe, Anlage od. dgl.
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Die Druckflüssigkeitspumpe kann hiebeirend dies bei Axialkolbenpumpen durch Veränderung des Schwenkwinkels der Taumelscheibe bzw. des
Schwenkrahmens geschieht. Die bekannten Leistungsregler arbeiten daher in der Weise, dass sie in Abhän- gigkeit von dem in der Förderleitung herrschenden Druckmitteldruck die Exzentrizität des Kolben- bzw.
Flügelträgers bzw. den Schwenkwinkel der Taumelscheibe und damit die Fördermenge der Pumpe (inder Zeiteinheit) in solcher Weise verändern. dass das Produkt aus Förderdruck und Fördermenge (in der Zeit- einheit) im wesentlichen konstant gehalten wird.
Sofern man diese bekannten Leistungsregler bei hydrostatischen Getrieben mit mindestens zwei an dieselbe Druckflüssigkeitspumpe angeschlossenen Verbrauchsstellen verwenden will, bleibt keine andere
Möglichkeit, als diese unabhängig von der weiteren Verzweigung des Förderstromes an die alle Teilförderleitungen speisende Hauptleitung anzuschliessen, da diese bekannten Leistungsregler nur die Überwachung eines einzelnen Druckmittedruckes bzw. eine Veränderung der Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von einem einzelnen Druckmitteldruck ermöglichen.
Infolgedessen ist es mittels dieser zum Stande der
Technik gehörenden Leistungsregler lediglich möglich, nur einen einzelnen Förderstrom zu regeln, der entweder zu einer einzelnen Verbrauchsstelle führt oder aber der sich erst hinter dem Leistungsregler in zu mehreren Verbrauchsstellen führende Teilförderströme verzweigt.
Mittels dieser bekannten Leistungs- regler ist es jedoch nicht möglich, bei einer Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehr, zu verschiedenen Verbrauchsstellen führende Teilförderströme jeden Teilförderstrom für sich ge- sondert auf seinen Druckmitteldruck bzw. seinen Energiebedarf zu überwachenundunabhängigvon Ver- änderungen des Energiebedarfes der einzelnen Teilförderströme die von der Pumpe abgegebene Leistung bzw. die dem Pumpenmòtor abverlangte Leistung im wesentlichen konstant zu halten.
Eine solche geson- derte Überwachung aller von einerDruckflüssigkeitspumpe gespeisten Teilförderströme ist indessen beson- ders wichtig in den Fällen, in denen die von den einzelnen Teilförderströmen gespeisten Verbrauchsstel- len vollkommen unabhängig voneinander zu betätigen sein müssen, wie es bei den einzelnen Verbrauchs- stellen zahlreicher Maschinen notwendig ist.
Bei einer derartigen Teilung des Förderstromes in voneinan- der unabhängige Teilförderströme tritt häufig der Fall ein, dass die einzelnen Teilförderströme einen sehr stark unterschiedlichen Energiebedarf aufweisen, so dass es durch eine Überwachung des die Teilförder- ströme speisenden Hauptstromes mittels eines Leistungsreglers der bekannten Art nicht möglich ist, eine ständig auch nur annähernd vollständige Ausnutzung der verfügbaren Motorleistung zu erreichen. Um bei einer derartigen Anordnung den maximalen Energiebedarf jedes einzelnen Teilförderstromes befriedigen zu können, ist ferner, wie bei den andern bekannten usführungsformen, eine beträchtliche Überdimen- sionierung des Pumpenmotors erforderlich.
Die Erfindung hat sich'nun die Aufgabe gestellt, auch bei derartigen hydrostatischen Getrieben mit mindestens zwei unabhängig voneinander durch Druckmittelbeaufschlagung zu betätigenden Arbeitsma- schinen, Motoren, Zylindern od. dgl. und einer für alle Verbrauchsstellen gemeinsamen hydrostatischen
Druckflüssigkeitspumpe eine Möglichkeit zu schaffen, die einzelnen, mehr oderweniger unabhängig von- einander arbeitenden Teilförderströme laufend zu erfassen und in Abhängigkeit hievon die Fördermenge der Pumpe so zu regeln, dass die von dieser abgegebene Gesamtleistung unabhängig von Belastungschwan- kungen der einzelnen Verbrauchsstellen im wesentlichen konstant gehalten wird.
Diese Aufgabe wird er- findungsgemäss durch die Verwendung eines Leistungsreglers gelöst, der bei einer Unterteilung der Gesamt- förderung der Pumpe in zwei oder mehrere voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förder- druck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander im wesentlichen unabhängige sowie unabhän- gig voneinander entnehmbare Teilförderströme laufend die Summe der hydraulischen Teilleistungen der einzelnenTeilförderströme ermitteil und in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Summe die Gesamtförde- rung der Pumpe in solcher Weise selbsttätig regelt,
dass die der Summe der hydraulischen Teilleistungen im wesentlichen entsprechende hydraulische Gesamtleistung der Pumpe unabhängig von Veränderungen der Grundeigenschaften der Teilförderströme ständig annähernd auf einer bestimmten, vorzugsweise ein- stellbaren Höhe gehalten wird.
Hiedurch wird gewährleistet, dass auch bei einem stark unterschiedlichen bzw. stark schwankenden
Energiebedarf der einzelnenTeilförderströme die von der Pumpe insgesamt abgegebene Fördermenge stän- dig selbsttätig so geregelt wird, dass einerseits eine Überlastung der Druckflüssigkeitspumpe und des sie antreibenden Motors mit Sicherheit vermieden wird, anderseits jedoch gewährleistet wird, dass stets die gesamte zur Verfügung stehende Motorleistung ausgenutzt und hiedurch Leerlaufverluste soweit als mög- lich vermieden werden.
Von besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäss vorgeschlagene hydrostatische Getriebe für solche
Anwendungsfälle, in denen die einzelnen Teilförderströme selten oder nie zur gleichen Zeit ihren grössten Leistungsbedarf erreichen. Dies ist beispielsweise bei Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen mit hy-
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draulischem Antrieb des Fahrwerkes und einem oder mehreren hydraulisch betätigten Arbeitsgeräten (Schau- fel, Löffel, Greifer od. dgl.) der Fall, da bei diesen nur in seltenen Fällen die hydraulischen Fahrwerksmotoren einerseits und die hydraulischen Arbeitszylinder für das oder die Arbeitsgeräte anderseits zur gleichen Zeit ihre maximale Leistung benötigen.
Bei derartigen hydraulischen Getrieben, Anlagen od. dgl. wird durch den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Leistungsregler die Möglichkeit eröffnet, die Druckflüssigkeitspumpe bzw. deren Antriebsmotor nur entsprechend dem im Normalbetrieb auftretenden Ge- samtleistungsbedarf aller Verbrauchsstellen zu dimensionieren, während in den seltenen Fällen, in denen gleichzeitig an zwei oder mehr Verbrauchsstellen eine erhöhte oder maximale Energie benötigt wird, der Leistungsregler dafür sorgt, dass eine Überlastung der Pumpe und des sie antreibenden Motors vermieden wird.
Hiedurch ergibt sich die Möglichkeit, gegenüber den bekannten hydrostatischen Getrieben mit einer Teilung des Förderstromes in mehrere Teilströme wesentlich leichter dimensionierte Pumpen und Motoren zu verwenden. ohne dass die Gefahr unzulässig hoher Beanspruchungen besteht. Diese wesentliche Verringerung der erforderlichen Motor- und Pumpenleistung hat naturgemäss eine erhebliche Verringerung der Anlage- und Betriebskosten zur Folge und führt ausserdem zu einer wesentlichen Gewichts- und Platzersparnis, was insbesondere bei ortsbeweglichen Anlagen, wie z. B. Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen, von nicht zu unterschätzender Bedeutung ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Pumpenmotor, der infolge der ständigen vollautomatischen Leistungsregelung stets nur eine im wesentlichen konstant bleibende Leistung abzugeben braucht, die Möglichkeit hat, trotz beliebiger Belastungsschwankungen der einzelnen Teilförderströme ständig mit der wirtschaftlich und betriebsmässig gesehen günstigsten Drehzahl und im Bereich des günstigsten Energie- bzw. Betriebsstoffverbrauches zu laufen. Dies hat naturgemäss eine beträchtliche Senkung der Betriebskosten und eine entsprechende Vergrösserung der Lebensdauer des Motors zur Folge.
Ausserdem hat die erfindungsgemäss vorgeschlagene selbsttätige Leistungsregelung den Vorteil, dass für den Antrieb der Druckflüssigkeitspumpe des hydraulischen Getriebes solche Motoren, beispielsweise Dieselmotoren, verwendet werden können, die nur eine geringe Überlastbarkeit besitzen, anderseits jedoch besonders wirtschaftlich sind, wenn sie ständig bei ihrer Nennleistung arbeiten können.
Für die Unterteilung der Gesamtförderung einer hydrostatischen Pumpe in zwei oder mehrere sich gegenseitig nicht oder nur wenig beeinflussende Teilforderströme sind mehrere Möglichkeiten bekannt. Allen diesen zum Stande der Technik gehörenden Möglichkeiten ist jedoch der Nachteil gemeinsam. dass ausserordentlich komplizierte und sehr aufwendige Steuer- und Regeleinrichtungen benötigt werden, um wenigstens in etwa eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Teilförderströme zu vermeiden. Ausserdem sind diese Steuer- und Regeleinrichtungen sehr störanfällig und bedürfen einer laufenden intensiven Wartung und Pflege, so dass sie eine beträchtliche Erhöhung der Anlage- und Betriebskosten verursachen und insbesondere bei rauhen Arbeitsbedingungen kaum anwendbar sind.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Steuer- und Regeleinrichtungen besteht darin, dass sie zwangsläufig eine mehr oder weniger starke Drosselung der einzelnen Teilförderströme bewirken, was insbeson-
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gieverlusten und einer starken Erwärmung der Druckflüssigkeit verbunden ist, wodurch der Wirkungsgrad derartiger hydraulischer Getriebe bzw. Anlagen erheblich verschlechtert wird.
Diese Nachteile werden gemäss einem älteren, jedoch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag dadurch vermieden, dass das Steuerorgan (Steuerrohr oder Steuerspiegel) der Druckflüssigkeitspumpe des hydrostatischen Getriebes eine solche Ausbildung erhält, dass es die Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehrere voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander unabhängige Teilförderströme unterteilt, die unabhängig voneinander den einzelnen Verbrauchsstellen zuführbar sind.
Hiebei wird vorzugsweise durch einen entsprechend ausgebildeten Druckschlitz des Steuerrohres oder Steuerspiegels, d. h. bereits in der Pumpe sowie unter Verzicht auf die bislang erforderlichen komplizierten Steuer- und Regeleinrichtungen, eine Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in mindestens zwei Teilförderströme bewirkt, die sich insbesondere hinsichtlich ihres Druckes, ihrer Fördermenge und ihrer Fördergeschwindigkeit in keiner Weise zu beeinflussen vermögen.
Diese nicht zum Stande der Technik gehörende Möglichkeit der Unterteilung der Gesamtförderung einer hydrostatischen Pumpe in zwei oder mehrere voneinander unabhängige Teilförderströme bedeutet gegenüber den vorstehend behandelten bekannten Möglichkeiten nicht nur eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung, sondern auch eine erhebliche Verbesserung der Betriebssicherheit, verbunden mit einer wesentlichen Vereinfachung der laufenden Überwachung und Wartung, wobei dieses Antriebssystem auch gegen rauhe Betriebsbedingungen weitgehend unempfindlich ist. Dieser Vorschlag wird im Regelfalle so verwirklicht, dass mindestens der Druckschlitz des Steuerorgans der für alle Verbrauchs-
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stellen gemeinsamen Druckflüssigkeitspumpe in Drehrichtung ihres Kolben- bzw.
Flügelträgers in zwei oder mehrere, voneinander getrennte Teilschlitze unterteilt ist, die an mindestens zwei voneinander getrennte Teilförderleitungen angeschlossen sind. Die Teilschlitze eines jeden Steuerschlitzes sind hiebei zweckmässig durch mit Dichtflächen versehene Trennstege voneinander getrennt, die an der dem Steuerschlitz zugeordneten Dichtfläche des Kolben- bzw. Flügelträgers der Pumpe dichtend geführt sind.
Insbesondere bei einer derartigen Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehrere voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander unabhängige sowie unabhängig voneinander entnehmbare Teilförderströme empfiehlt sich eine solche Ausbildung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Leistungsreglers, dass dieser die Gesamtförderung der Pumpe in Abhängigkeit von den Förderdrücken der einzelnen Teilförderströme so regelt, dass die sämtlichen Teilförderströmen gleichzeitig insgesamt zugeführte Druckflüssigkeitsenergie unabhängig von Veränderungen der Grundeigenschaften der Teilförderströme im wesentlichen konstant gehalten wird.
Da bei der vorstehend beschriebenen, nicht zum Stande der Technik gehörenden Möglichkeit der Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehrere Teilförderströme sich diese in ihren Grundeigenschaften mit einer für die Praxis ausreichenden Genauigkeit nicht zu beeinflussen vermögen und beispielsweise eine Änderung des Förderdruckes in einem der Teilförderströme sich weder auf den Förderdruck noch auf die Fördermenge bzw.
Fördergeschwindigkeit des oder der andern Teilförderströme auszuwirken vermag, ist es ohne weiteres möglich, den Leistungsregler in Abhängigkeit von den Förderdrücken der einzelnen Teilförderströme arbeiten zu lassen, da diese Förderdrücke in einer bestimmten gesetzmässigen Beziehung zu der hydraulischen Leistung der einzelnen Teilförderströme stehen, die sich durch eine entsprechende konstruktive Ausbildung des Leistungsreglers berücksichtigen lässt. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, dass bei der vorstehend beschriebenen, nicht zum Stande der Technik gehörenden Möglichkeit der Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehrere Teilförderströme das Verhältnis der auf die einzelnen Teilförderströme entfallendenFördermengen im wesentlichen kon- stant bleibt.
Dadurch ergibt sich bei diesen hydrostatischen Getrieben die ausserordentlich vorteilhafte Möglichkeit, den Leistungsregler in Abhängigkeit von der Summe der Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme zu steuern, da in diesem Falle der Förderdruck eines jeden Teilförderstromes in einer besonders einfachen gesetzmässigen Beziehung zu der hydraulischen Teilleistung dieses Stromes steht, die sich in einfacher Weise durch eine entsprechende Ausbildung des Leistungsreglers beriieksichtigen lässt.
Selbstverständlich lässt sich eine solche Steuernut. des Leistungsreglers in Abhängigkeit von der Sum-
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Förderdrucke der einzelnenTeilförderströmesofern bei ihnen das Verhältnis zwischen den auf die einzelnen Teilförderströme entfallenden Fördermengen unabhängig von Schwankungen des Förderdruckes in den einzelnen Teilförderströmen im wesentlichen konstant bleibt.
Eine zweckmässige Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich durch eine derartige Ausbildung des Leistungsreglers, dass dieser-sobald die Summe der Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme einen vorzugsweise einstellbaren Wert überschreitet-die Gesamtfördermenge der Pumpe selbsttätig verkleinert, während er-sobald die Summe der Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme einen ebenfalls vorzugsweise einstellbaren Wert unterschreitet - selbsttätig die Gesamtfördermenge der Pumpe vergrössert, bis wieder die gewünschte, vorzugsweise einstellbare Gesamtleistung der Druckflüssigkeitspum- pe erreicht ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Leistungsregler ferner so ausgebildet, dass die hydraulische Gesamtleistung der Pumpe dem jeweiligenEnergiebedarfder einzelnen Verbrauchsstellen entsprechend durch die diesen Verbrauchsstellen zugeordneten Teilförderströme entnommen werden kann.
Die Entnahme der Energie durch die einzelnen Teilförderströme stellt sich bei einer Änderung ihres Energiebedarfes völlig selbsttätig und allmählich auf diese Veränderung ein. Der Leistungsregler ist hiebei zweckmässig so ausgebildet, dass im Bedarfsfalle auch die gesamte hydraulische Leistung der Pumpe einem einzelnen Teilförderstrom bzw. einer einzelnen Verbrauchsstelle zugeführt werden kann.
Durch eine derartige Ausbildung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen hydrostatischen Getriebes ergibt sich die ausserordentlich vorteilhafte Möglichkeit, dass die gesamte, vom Antriebsmotor abgegebene Leistung jederzeit wahlweise von einem einzelnen Teilförderstrom bzw. von einer einzelnen Verbrauchsstelle oder aber gleichzeitig von mehreren Teilförderströmen bzw. von mehreren Verbrauchsstellen in der jeweils gewünschten bzw. jeweils erforderlichen Weise entnommen werden kann, wobei diese Entnahme dem jeweiligen Energiebedarf der einzelnen Teilförderströme bzw. Verbrauchsstellen selbsttätig angepasst wird..
Ausserdem wird durch diese Ausbildung des hydrostatischen Getriebes naturgemäss erreicht, dass keinerlei Reservehaltung an Antriebsleistung für ein etwaiges Zusammenfallen des maximalen Leistungs-
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bedarfes zweier oder mehrerer Verbrauchsstellen notwendig ist, wie es bei den bekannten hydrostatischen Getrieben mit mehreren Teilförderströmen bislang in der Regel notwendig war.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung besitzt der Leistungsregler ein durch die Förderdrücke der Teilförderströme belastetes Federelement, dessen Federcharakteristik der Kennlinie der Pumpe bei konstant bleibender Leistung (nach der Gleichung N = Q. p = konstant) für die gewünschte hydraulische Gesamtleistung zumindest angenähert ist. Da die Pumpenkennlinie einer hydrostatischen
Pumpe für eine bestimmte gleichbleibende Pumpenleistung, d. h. die Abhängigkeit der Fördermenge (je
Zeiteinheit) von dem Förderdruck, mehr oder weniger exakt eine Hyperbel darstellt, muss somit das durch die Druckmitteldrücke der Teilförderströme belastete Federelement eine Federkennlinie aufweisen, die zumindest in etwa dieser hyperbolischen Pumpenkennlinie angenähert ist.
Da sich eine solche Federkenn- linie mittels einer einzelnen Feder nur schlecht herstellen lässt, besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform dasFederelement des Leistungsreglers aus mehreren miteinander kombiniertenFedem, beispielsweise inein- ander angeordneten Federn, mit jeweils linearer oder annähernd linearer Federcharakteristik, deren Gesamt- kennlinie als aus mehreren Linien bzw. Kurvenabschnitten zusammengesetzter Kurvenzug ausgebildet ist, der sich weitgehend an die Pumpenkennlinie bei der gewünschten Gesamtleistung der Pumpe anschmiegt.
Auf die- se Weise lässt sich unter Verwendung von verhältnismässig einfach ausgebildeten Federn praktisch jede in Frage kommende Pumpenkennlinie annähernd nachbilden, wobei sich eine für die Praxis ausreichende Genauigkeit der Nachbildung in der Regel bereits durch Kombination von zwei oder drei vorzugsweise ineinanderge- steckten bzw. ineinander angeordneten Federn erreichen lässt. Hiebei empfiehlt sich besonders die Verwendung eines solchen Federelementes, dessen Federkennlinie unterschiedlichen Pumpenkennlinien für verschiedene einstellbare Gesamtleistungen der Pumpe angepasst werden kann. Eine solche Anpassung kann beispielsweise durch Änderung der Vorspannung des Federelementes bzw. durch Auswechseln einzelner oder sämtlicher, das Federelement bildender Teilfedern erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt auf das Federelement des Leistungsreglers die Summe der Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme ein, wobei vorzugsweise jeder Förderdruck jeweils auf den Förderanteil eines jeden Teilstromes an der Gesamtförderung der Pumpe bezogen wird.
Mit andern Worten, jeder auf das Federelement des Leistungsreglers einwirkende Teildruck wirkt vorzugsweise nur in einem dem Förderanteil seines Teilförderstromes entsprechenden bzw. diesem proportionalen Masse auf das Federelement des Leistungsreglers ein, so dass jeder Teilförderstrom bei der Summierung der Teilförderdrücke nur entsprechend dem Anteil der auf ihn entfallenden Fördermenge an der Gesamtförderung der Pumpe bewertet wird. Praktisch bedeutet dies, dass der Förderdruck jedes Teilförderstromes mit dem Anteil der auf ihn entfallenden Fördermenge an der Gesamtförderung multipliziert wird, bevor er zu den andern, ebenfalls mit einem entsprechenden Faktor multiplizierten Teildrücken addiert wird.
Infolgedessen wirkt auf das Federelement desleistungsreglers praktisch die Summe der mit dem jeweiligen Anteil an der Ge- samtförderung multiplizierten Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme oder aber die Summe der Teilleistungen der einzelnen Teilförderströme ein. Voraussetzung hiefür ist allerdings, dass das Verhältnis zwischen den auf die einzelnen Teilförderströme entfallenden Fördermengen unabhängig von Belastungsschwankungen der einzelnen Teilförderströme im wesentlichen konstant bleibt, was bei der vorstehend geschilderten, nicht zum Stande der Technik gehörenden Unterteilung der Gesamtfördermenge durch das Steuerorgan der Druckflüssigkeitspumpe der Fall ist.
Der vorstehend beschriebene Leistungsregler kann beispielsweise in der Weise ausgebildet werden, dass der Förderdruck eines jeden Teilförderstromes über einen oder mehrere Regelkolben auf den Leistungsregler einwirkt, wobei die druckbeaufschlagte Gesamtkolbenfläche aller einem Teilförderstrom zugeordneten Regelkolben dem Anteil dieses Teilförderstromes an der Gesamtförderung der Pumpe verhältnisgleich ist.
Einem Teilförderstrom mit grösserer Fördermenge entspricht somit ein im Verhältnis grösserer Gesamtquerschnitt des bzw. der diesem Teilförderstrom zugeordneten Regelkolben, so dass der Förderdruck dieses Teilförderstromes sich in entsprechend stärkerem Masse auf das Federelement des Leistungsreglers auswirkt als der Förderdruck eines Teilförderstromes mit kleinerer Fördermenge. Da der Fördermengenanteil jedes Teilförderstromes an der Gesamtförderung der Pumpe gemäss vorstehendem im wesentlichen konstant bleiben soll, hat eine Veränderung der auf einen einzelnen Teilförderstrom entfallenden Teilleistung eine proportionale Veränderung des Förderdruckes dieses Teilförderstromes zur Folge.
Da ferner der Förderdruck eines jeden Teilförderstromes praktisch mit einem dem Fördermengenanteil dieses Teilförderstromes entsprechenden Flächenfaktor multipliziert auf den Leistungsregler einwirkt, uberwacht dieser bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung nicht nur die Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme, sondern im Ergebnis ihre jeweiligen hydraulischen Teilleistungen.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform wirken die sämtlichen Teilförderströmen zugeordneten Regelkolben gleichsinnig auf einen gemeinsamen, gegen die Rückstellkraft desFederelementes desLeistungs-
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reglers verstellbaren Druckteller ein, von dessen Verstellbewegung die Verstellung des die Fördermenge der Pumpe verändernden Pumpenorgans abgeleitet ist.
In der Regel empfiehlt es sich, dass die Verstellung des die Fördermenge der Pumpe verändernden
Pumpenorgans - beispielsweise die Änderung der Winkelstellung der Taumelscheibe einer Axialkolbeni pumpe-mittels eines Servomotors'erfolgt, der in Abhängigkeit von der Summe der Einzelleistungen bzw. der Summe der Förderdrücke der Teil10rderströme ein-und abschaltbar sowie umsteuerbar ist.
Die Ver- wendung eines derartigen Servomotors hat den Vorteil, dass die zur Verstellung des die Fördermenge der
Pumpe verändernden Pumpenorgans erforderliche Kraft nicht von dem eigentlichen Leistungsregler bzw. den vom Förderdruck der Teilförderströme beaufschlagten Regelkolben aufgebracht zu werden braucht, sondern dass hiedurch lediglich die Schalt-und Steuermittel des Servomotors betätigt zu werden brauchen, während der Servomotor, der ohne weiteres eine ausreichend grosse Kraft aufzubringen vermag, die Verstel- lung des jeweiligen Pumpenorgans, beispielsweise der Taumelscheibe einer Axialkolbenpumpe, bewirkt.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform ist der Servomotor hydraulisch angetrieben und mittels eines durch die Regelkolben gegen die Rückstellkraft des Federelementes des Leistungsreglers verstellbaren steuergestänge schaltbar bzw. steuerbar. Hiezu wird zweckmässig für die Druckmittelbeaufschlagung des Servomotors ein von der Förderung derDruckflüssigkeitspumpe unabhängiger Steuerstromkreis erzeugt, wo- zu der eigentlichen Druckflüssigkeitspumpe eine kleine Steuerpumpe zur Erzeugung des für die Beauf- schlagung des Servomotors notwendigen Steueröls zugeordnet wird. Hiebei empfiehltsich insbesondere eine solche Arbeitsweise, dass der hydraulische Servomotor bei Überschreiten bzw. Unterschreiten einer vor- zugsweise einstellbaren Summe von Teilleistungen bzw.
Förderdrücken der Teilförderströme durch den
Leistungsregler solange in der jeweils erforderlichen Arbeitsrichtung eingeschaltet wird, bis durch ibn die
Gesamtförderung derDruckflussigkeitspumpe in solchem Masse verringert bzw. vergrössert worden ist, : iass die Summe der Teilleistungen der Teilförderströme wieder der eingestellten Gesamtleistung der Pumpe entspricht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Leistungsregler mittels eines Handhebels od. dgl. auf die gewünschte Gesamtleistung der Pumpe und-soweit diese in ihrer Förderrichtung umkehr- bar ist-auch auf die gewünschte Förderrichtung einstellbar ist und dass der Leistungsregler die Pumpe je- weils selbsttätig auf diese eingestellte Leistung bzw. Förderrichtung einregelt. Die durch den Leistung- regler betätigten Verstellmittel für das die Fördermenge der Pumpe verändernde Pumpe ;, Jrgan werden hiebei zweckmässig derart ausgebildet, dass diese auch unabhängig von der jeweiligen Stellung bzw. Ar- beitsbewegung des Leistungsreglers von Hand verstellbar sind.
Hiedurch ergibt sich die Möglichkeit, die
Fördermenge der Pumpe im Bedarfsfall auch von Hand unabhängig von den jeweiligen Förderdrücken der
Teilförderströme bzw. deren jeweilige Energiebedarf zu regeln, soweit dies in besonderen Fällen zweck- mässig oder wünschenswert ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung''an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 und 2 einen Leistungsregler nach der Erfindung in zwei verschiedenen Schaltstellungen, in schematischer
Darstellung im Längsschnitt, Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Leistungsreglers, gleichfalls im
Längsschnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie
V-V der Fig. 3.
Der erfindungsgemäss vorgeschlagene Leistungsregler besitzt, wie insbesondere aus der schematischen
Darstellung in den Fig. l und 2 hervorgeht, eine Steuervorrichtung 1, die laufend die bei den in der Zeich- nung dargestellten Ausführungsbeispielen vorhandenen Teilförderströme 2 und 3 hinsichtlich ihres Förder- druckes bzw. ihres Energieverbrauches überwacht. Die Steuervorrichtung 1 ist bei dem in den Fig. 1 und
2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Regelkolben 4,5 versehen, von denen der eine 4 durch den in dem Teilförderstrom 2 herrschenden Förderdruck und der andere 5 durch den in dem Teilförderstrom 3 herrschenden Förderdruck stirnseitig beaufschlagt wird.
Die Teilförderströme 2 und 3 sind nach dem ein- gangs beschriebenen, nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag bereits in der Pumpe durch das dieser zugeordnete Steuerorgan erzeugt worden, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass sich diese
Teilförderströme 2,3 in ihren Grundeigenschaften gegenseitig nicht beeinflussen und ausserdem der Anteil eines jeden Förd rstromes an der Gesamtförderung der Pumpe unabhängig von Belastungsschwankungen der einzelnen Teilförderströme bzw. Veränderungen der Gesamtfördermenge der Pumpe im wesentlichen konstant bleibt.
Die beiden Regelkolben 4 und 5 stützen sich mit der der Druckmittelbeaufschlagung abgekehrten Stirnseite gegen einen Druckteller 6, der mit einer Steuerstange 7 fest verbunden ist, ab. Auf der den Regelkolben 4,5 abgekehrten Seite ist der Druckteller 6 durch ein als Druckfeder ausgebildetes Federelement 8 belastet, dessen Vorspannung - was in der Zeichnung nicht dargestellt ist-einstellbar ist. Die
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Vorspannung der Druckfeder 8 wird auf die normale hydraulische Gesamtleistung der Pumpe bzw. auf die normale Summe der Förderdrücke der beiden Teilförderströme 2,3 eingestellt, so dass sie bei normalem
Förderdruck, d. h. bei normaler Gesamtleistung der Pumpe, den Druckteller 6 und die Steuerstange 7 in ihrer in den Fig. l und 2 dargestellten Ausgangsstellung hält.
DieFeder 8 besitzt bei einer Pumpe mit kon- stant bleibender Leistung (nach der Gleichung N = Q. p = konstant) eine, der Pumpenkennlinie für die gewünschte normale Gesamtleistung zumindest angenäherte Federkennlinie. In der Regel ist es erforder- lich, zur Erzielung miner derartigen hyperbolischen Federkennlinie zwei oder mehr Federn miteinander zu kombinieren bzw. ineinander anzuordnen, um durch Überlagerung ihrer linearen oder annähernd li- nearen Federkennlinien eine Gesamtkennlinie zu erzielen, die aus einem sich der Pumpenkennlinie bei der gewünschten Normalleistung möglichst weitgehend annähernden Linien- bzw. Kurvenzug besteht.
Im Gegensatz zu der schematischen Darstellung in den Fig. 1 und 2, bei der jedem Teilförderstrom
2 und 3 jeweils nur ein Regelkolben 4 bzw. 5 zugeordnet ist, werden in der Regel jedem Teilförderstrom mindestens zwei Regelkolben zugeordnet, die vorzugsweise symmetrisch zu der Mittelachse des Drucktel- lers 6 über dessen Fläche verteilt angeordnet sind. Bei kreisförmiger Ausbildung des Drucktellers 6 wer- den die einem jeden Teilförderstrom 2 bzw. 3 zugeordneten Regelkolben in Umfangsrichtung des Druck- tellers 6 in gleichmässigen Abständen verteilt sowie gegenüber der Regelkolben anderer Teilförderströme gleichmässig versetzt angeordnet, um eine möglichst gleichmässige Belastung des Drucktellers 6 über des- sen Umfang zu gewährleisten.
Eine derartige Ausführungsform, bei der jedem Teilförderstrom mehrere
Regelkolben zugeordnet sind, ist in den Fig. 3-5 veranschaulicht.
Die Steuerstange 7 ist mittels einer Kupplung 9, die ein begrenztes axiales Spiel besitzt, mit der
Kolbenstange 10 eines Vorsteuerschiebers 11 verbunden. Die Kupplung 9 besteht bei dem in den Fig. 1 und
2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem in einem Langloch der Steuerstange 7 um ein begrenztes
Mass längsverschieblich geführten, am Ende der Kolbenstange 10 vorgesehenen Kupplungsbolzen, kann jedoch auch in anderer Weise ausgebildet sein.
Auf der Kolbenstange 10 des Vorsteuerschiebers 11 ist zwischen zwei ringbundartigen Anschlägen 12 und 13 ein Kupplungsring 14 längsverschieblich gelagert, der gegen die beiden ringbundartigen Ansätze 12 bzw. 13 durch vorgespannte Druckfedern 15 und 16 gleicher Ausbildung federnd abgestützt ist. Der Kupplungsring 14 ist mit einem um den Drehpunkt 17 schwenkbar gelagerten Handhebel 18 bei 19 drehbar gekuppelt, so dass er bei einer Schwenkung des Handhebels in Richtung x-xl zwar von dem Handhebel 18 mitgenommen wird, jedoch seine senkrecht zur Achse der Kolbenstange 10 verlaufende Lage beibehält. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet sich der Handhebel 18 in Nullstellung.
Ausserdem kann er durch Rasten 20 od. dgl. in mindestens einer Normalstellung. d. h. in mindestens einer der normalen Gesamtleistung der Druckflüssigkeitspumpe für eine Förderrichtung - z. B. nach Schwenkung in Pfeilrichtung xl in der in Fig. 2 dargestellten Stellung - festgestellt werden. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform lässt sich der Handhebel 18 jedoch ausserdem nach Schwenkung in Pfeilrichtung x in mindestens einer weiteren der normalen Gesamtleistung der Pumpe entsprechenden Stellung - jedoch bei umgekehrter Förderrichtung derselben-feststellen.
Der Vorsteuerschieber 11 steuert einen Servomotor 21, der im wesentlichen aus einem Stellzylinder 22 und einem darin längsverschieblich und dichtend geführten Servokolben 2 3 mit verhältnismässig grossen Kolbenflächen besteht.
Der Vorsteuerschieber 11 greift in eine axiale Bohrung 24 des Servokolbens 23 ein und steuert die beid- seitige Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 23. Hiezu ist der Stellzylinder 22 des Servomotors 21 an eine Steuerleitung 25 angeschlossen, der durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte, vom Pumpenmotor angetriebene, jedoch gesonderte Steuerpumpe in einem von den Teilförderströmen 2 und 3 unabhängigen Kreislauf Steueröl zugeführt wird. In der in Fig. l dargestellten Stellung des Handhebels 18 und des Vorsteuerkolbens 11, gelangt das Druckmittel von der Steuerleitung 25 über den Ringraum 26 zwischen dem Servokolben 23 und der Zylinderwandung des Stellzylinders 22 sowie die radiale Kolbenbohrung 27 bis zu dem durch die Kolbenabschnitte 11a und 11b des Vorsteuerschiebers 11 begrenzten Ringraum 28.
Das Druckmittel vermag jedoch den Servokolben 23 nicht zu verschieben, da die Mündungen 29 und 30 derimServokolben 23 vorgesehenen Steuerkanäle 39 und 40, die zu der vorderen bzw. hinteren Zylinderkammer 31 bzw. 32 des Stellzylinders 22 führen, durch die Kolbenabschnitte 11a und 11b des Vorsteuerschiebers 11 dichtend verschlossen sind. Der Steuerkanal 39 liegt nicht in der gleichen Ebene wie die radiale Kolbenbohrung 27. Der Vorsteuerschieber 1J besitzt ferner eine zwischen den Kolbenabschnitten
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durchAbflussbohrung 33, durch welche die zwischen den Kolbenabschnitten l1b und 11c liegende Ringkammer 28a über den zylinderförmig erweiterten Endabschnitt 34 des Steuerzylinders 24 an den Abfluss 35 für das
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Steueröl angeschlossen ist.
Die Verlängerung des den erweiterten Endabschnitt 34 aufnehmenden axialen
Fortsatz des Servokolbens 23 ist als Kolbenstange 36 ausgebildet, die mit einem Schwenkhebel 37 gelen- kig gekuppelt ist, der um die Achse 38 in Pfeilrichtung z-zl schwenkbar ist. Mittels des Schwenkhebels
37 lässt sich das die Fördermenge der Druckflüssigkeitspumpe verändernde Pumpenorgan verstellen und da- mit die Fördermenge der Druckflüssigkeitspumpe verändern. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel 37 gegenüber seiner Nullstellung (Fördermenge der Druckflüs- sigkeitspumpe = Null) in beiden Richtungen um den in Fig. 1 angegebenen Winkel a schwenkbar. Bei einer
Schwenkung des Schwenkhebels 37 wird derjenige Teil oder werden diejenigen Teile der Druckflüssig- keitspumpe (z. B.
Taumelscheibe, Verschiebegehäuse oderschwenlaahmen) in der einen oder andernRich- tung verstellt, wodurch dieFördermenge der Pumpe in der einen oder andernFörderrichtungverändert wird.
Soweit die Druckflüssigkeitspumpe als Axialkolbenpumpe ausgebildet ist, wird z. B. durch Schwen- kung des Schwenkhebels 37 in der Pfeilrichtung z die Winkelstellung der Taumelscheibe und damit die
Fördermenge der Pumpe in dereinen Förderrichtung zunehmend vergrössert. Eine Schwenkung des Schwenk- hebels 37 in Pfeilrichtung Zl führt zunächst zu einer zunehmenden Verringerung der Gesamtfördermenge der Pumpe und nach Überschreiten der Nullstellung wieder zu einer Vergrösserung der Fördermenge, je- doch bei entgegengesetzter Förderrichtung der Pumpe.
Der Servomotor 21 verstellt ferner-was bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht veranschaulicht ist-den Schwenkhebel 3*7 gegen die Rückstellkraft von mindestens einer Feder, die nach Abschaltung der Pumpe bzw. des Servomotors 21 den Schwenkhebel 37 bzw. das die Fördermenge der
Pumpe verändernde Pumpenorgan wieder in seine Nullstellung zurückbewegt. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäss vorgeschlagene hydrostatische Getriebe, Anlage od. dgl., nicht unter Last, sondern stets bei der Fördermenge Null der Druckflüssigkeitspumpe angefahren wird. Aus diesem Grunde ist der
Anlaufwiderstand bzw. die Anlaufleistung des die Druckflüssigkeitspumpe antreibenden Motors, der z. B. als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, verhältnismässig gering.
Die Wirkungsweise des in den Fig. l und 2 schematisch dargestellten Leistungsreglers ist folgende :
In der Regel wird nach beendetem Anlaufen des die Druckflüssigkeitspumpe antreibenden Motors (z. B. Elektro- oder Dieselmotor) zunächst der Handhebel 18 in eine der gewünschten Förderrichtung der
Druckflüssigkeitspumpe entsprechende Stellung-z. B. durch Schwenkung in Pfeilrichtung xl - bewegt und auf die normale Betriebsleistung der Pumpe, z. B. mittels der Raste 20, eingestellt. Hiedurch wird über den Kupplungsring 14, die Federn 15 und 16 sowie die Ringbunde 12 und 13 die Kolbenstange 10 des Vorsteuerschiebers 11 in Pfeilrichtung y um denBetrag s verschoben.
Hiedurch stellt die begrenzt nachgiebige Kupplung 9 in der einen Bewegungsrichtung eine starke Verbindung zwischen der Steuerstange 7 und der Kolbenstange 10 her, so dass bei einer Bewegung der Steuerstange 7 in Pfeilrichtung y 1 die Kolbenstall- ge 10 ohne Spiel mitgenommen wird. Dagegen vermag sich die Steuerstange 7 in Richtung y um einen dem Zweifachen des Weges s entsprechenden Betrag zu verschieben, ohne die Kolbenstange 10 mitzunehmen.
Durch die Axialverschiebung der Kolbenstange 10 in Richtung y wird naturgemäss auch der damit starr verbundene Vorsteuerschieber 11 um das Mass s in Richtung y verschoben, was folgende Wirkung hat :
Der Kolbenabschnitt 11b des Vorsteuerschiebers 11 verbindet den unter dem Steuerdruck stehenden Steuerkanal 27 über die Mündung 29 mit dem Steuerkanal 39, der zu der vorderen Zylinderkammer 31 des Stellzylinders 22 führt. Gleichzeitig gibt der Kolbenabschnitt 11a des Vorsteuerschiebers 11 die Mündung 30 des Steuerkanals 40 frei, so dass die hintere Zylinderkammer 32 des Stellzylinders 22 über den erweiterten Endabschnitt 34 an den Abfluss 35 für das Steueröl angeschlossen ist.
Durch die in dieser Weise bewirkteDruckmittelbeaufschlagung der vorderen Zylinderkammer 31 wird derServokolben 23, der eine gegenüber den Regelkolben 4 und 5 um ein Vielfaches grössere Kolbenfläche besitzt, ebenfalls in Pfeilrichtung y verschoben, u. zw. so lange, bis die Kolbenabschnitte lla und l1b wieder die Mündungen 29 bzw.
30 der Steuerkanäle 39 bzw. 40 verschliessen. Dies geschieht, sobald derServokolben23 ebenso wie der Vorsteuerschieber 11 um das Mass s in Pfeilrichtung y bewegt ist. Bei dieser Bewegung nimmt die Kolbenstange 36desServokolbens23 den Schwenkhebel 37 in Pfeilrichtung z mit und schwenkt diesen um den inFig. 2 angegebenen Winkel ss. Durch diese Schwenkung des Schwenkhebels 37 wird das die Fördermenge verändernde Organ der Pumpe (z. B. die Taumelscheibe) auf die normale Fördermenge bzw. die normale Gesamtleistung der Pumpe eingestellt und bleibt in dieser Stellung stehen, solÅange nicht der Vorsteuerschieber 11 entweder durch Betätigung des Handhebels 18 oder aber durch ein Ansprechen der Steuervorrichtung 1 verschoben wird.
Wird der Handhebel 18 in Pfeilrichtung x bewegt, so wird die Kolbenstange 10 und damit der Vorsteuerschieber 11 in Pfeilrichtung y bewegt, was eine entsprechende Bewegung des Servokolbens 23 in
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Pfeilrichtung y 1 und damit eine Schwenkung des Sch wenkhebels 37 in Pfeilrichtung z 1 zur Folge hat.
Bei die- ser Bewegung wird die hintere Zylinderkammer 32 des Stellzylinders 22 über den Steuerkanal 40 durch das durch die Leitung 25 gelieferte Drucköl beaufschlagt, während die vordere Zylinderkammer 31 über die
Steuerleitung 39 an die Abflussleitung 33 des Vorsteuerschiebers 11 und über den erweiterten Endabschnitt 34 i desSteuerzylinders24 an den zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Leckölbehälter führenden Ab- fluss 35 angeschlossen wird. Eine Verstellung der Kolbenstange 10 bzw. des Vorsteuerschiebers 11 in Rich- tung Y1 bewirkt somit ebenfalls eine entsprechende Verstellung des Servokolbens 23 in Richtung yl. Die
Bewegung des Servokolbens 23 eilt mithin der Bewegung des Vorsteuerschiebers 11 stets etwas nach.
Der Handhebel 18 kann. sjweit dies zweckmässig oder wünschenswert ist, gegebenenfalls ausser in den beiden äusseren Raststellungen 20, 20a auch in einer oder mehreren Zwischenstellungen festgestellt wer- den. Bei einem hydrostatisch arbeitenden Getriebe od. dgl., bei dem die Förderrichtung der Druckflüssig- keitspumpe ständig gleich bleibt, genügt selbstverständlich ein Leistungsregler bzw. Handhebel 18, der nur eine Veränderung der Fördermenge bei ständig gleichbleibender Förderrichtung der Pumpe ermöglicht.
Nach Einstellen der normalen Betriebsförderleistung der Druckflüssigkeitspumpe übernimmt der erfin- dungsgemäss vorgeschlagene Leistungsregler selbsttätig die weitere Regelung der Pumpe, derart, dass er deren hydraulische Gesamtleistung unabhängig von Veränderungen der Förderdrücke in den einzelnen Teil- förderleitungen2 und 3 ständig im wesentlichen konstant hält. Hiezu ermittelt der Leistungsregler laufend die Summe der Teilleistungen der Teilförderströme 2 und 3 und regelt die Fördermenge der Pumpe je- weils derart,'dass die Summe der Teilleistungen ständig im wesentlichen der gewünschten, mittels des
Handhebels 18 eingestellten Gesamtleistung der Druckflüssigkeitspumpe entspricht.
Da bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen das Verhältnis zwischen den auf die
Teilförderströme entfallenden Fördermengen unabhängig von etwaigen Belastungsschwankungen ständig im wesentlichen konstant bleibt, lässt sich eine solche Regelung der Pumpe auf eine gleichbleibende Ge- samtleistung dadurch vornehmen, dass der Leistungsregler in Abhängigkeit von der Summe der Förder- drücke der einzelnen Teilförderströme 2 und 3 gesteuert wird.
Steigt beispielsweise der Druckflüssigkeits- druck in dem Teilförderstrom 2 oder auch in beiden Teilförderströmen 2 und 3 über den normalen Förder- druck an, so wird durch die Beaufschlagung des Regelkolbens 4 oder der Regelkolben 4 und 5 der Druck- teller 6 und damit die Steuerstange 7 gegen u-e Ruckstellkraft der Feder 8 bzw. des aus mehreren Teil- federn bestehenden Federelementes 8 in Pfeilrichtung y verschoben. Die Feder 8 bzw. das aus mehreren
Teilfedern bestehende Federelement 8 besitzt-wie vorstehend angedeutet-eine der Gleichung
N =p. Q = konstant zumindest angenäherte Federkennlinie, die sich somit weitgehend an die Pumpen- kennlinie für konstante Leistung bei der gewünschten Gesamtleistung der Pumpe anschmiegt.
Aus diesem
Grunde wird bei einer Vergrösserung der Summe der Förderdrücke der Teilförderströme 2 und 3 über den eingestellten normalen Betriebsdruck die Steuerstange 7 in einem Masse in Richtung Y 1 verschoben, wie es die hyperbolische Federkennlinie der Feder bzw. des Federelementes 8 zulässt.
Durch die Verschiebung der Steuerstange 7 in Pfeilrichtung y wird infolge der in dieser Richtung starren Kupplung 9 die Kolbenstange 10 und der Vorsteuerschieber 11 gleichfalls in Richtung Yl um ein entsprechendes Mass bewegt. Eine Bewegung des Vorsteuerschiebers 11 in Richtung Yl hat die vorstehend beschriebene Folge, dass der Servokolben 23 um ein entsprechendes Mass ebenfalls in Richtung Yl bewegt wird. Hiedurch wird der Schwenkhebel 37 in Pfeilrichtung zi zurückbewegt, bis er mit der in Fig. 2 dar- gestellten Nullstellung nur noch den Winkel ss'einschliesst. Diese Schwenkung hat eine entsprechende
Verstellung des die Fördermenge der Pumpe verändernden Pumpenorgans und eine entsprechende Verkleinerung der Gesamtförderung der Pumpe entsprechend der Gleichung N = p. Q = konstant zur Folge.
Die Verstellung des die Fördermenge der Pumpe verändernden Pumpenorgans wird erst dann beendet, wenn die von dem Leistungsregler überwachten Teilleistungen der Teilförderströme 2 und 3 wieder der einge- stellten Gesamtleistung der Pumpe entsprechen. Infolge der relativ grossen Kolbenfläche des Servomotors 21 bildet dieser gewissermassen eine hydraulische Kraftübersetzung zwischen den Regelkolben 4 und 5 und dem Schwenkhebel 37.
Der Handhebel 18 behält bei dieser automatischen Regelung der Fördermenge der Pumpe seine in Fig. 2 dargestellte Raststellung bei, so dass die zwischen dem Kupplungsring 14 und dem Anschlag 13 vorgesehene Druckfeder 16 zusammengedrückt wird. Infolgedessen muss die Kennlinie der Druckfeder 16 so auf die Federkennlinie der Feder 8 bzw. des Federelementes 8 abgestimmt werden, dass dessen hyperbolische Federkennlinie durch die Druckfeder 16 nicht verändert wird. Eine andere Möglichkeitbestehtdar- in, die Feder 16 so mitder Feder 8 bzw. dem aus mehreren Teilfedern bestehenden Federelement 8 zu kombinieren, dass diese zusammen die gewünschte, vorstehend beschriebene hyperbolische Federkennlinie aufweisen.
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Sinkt der Druck in einer der Teilförderleitungen 2 bzw. 3 oder in beiden Teilförderleitungen 2 und 3 zusammen auf oder unter den normalen Förderdruck ab, so wird durch die Feder 8 bzw. das Federele- ment 8 der Druckteller 6 und die damit verbundene Steuerstange 7 wieder in ihre Ausgangsstellung in
Richtung y zurückbewegt. Die zuvor zusammengepresste Feder 16 wird hiedurch freigegeben, so dass sie den Vorsteuerschieber 11 wieder in seine Ausgangsstellung bzw. eine der Verstellung der Steuerstange 7 entsprechende Stellung zurückzieht.
Hiedurch wird infolge der vorstehend beschriebenen Wirkungsweise auch derServokolben 23 um ein entsprechendes Mass in Richtung y zurückgeholt, so dass der Schwenkhe- bel 37 wieder in Richtung z geschwenkt wird, wodurch dieser wieder in seine normale Betriebsstellung bzw. eine der Verstellung des Vorsteuerschiebers 11 entsprechende Stellung bei konstanter Leistung der
Pumpe geschwenkt wird.
Wird der Antriebsmotor der Druckflüssigkeitspumpe abgeschaltet, so wird ausser dieser Pumpe auch die den Steuerdruck erzeugende Steuerpumpe - die ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellt ist - still- gesetzt. Die dem Schwenkhebel 37 zugeordnete Rückstellfeder bzw. -federn sind nunmehr in der Lage, diesen in seine Nullstellung zurückzuschwenken, da sich der Servokolben 23 nunmehr ohne weiteres ge- genüber dem Vorsteuerschieber 11 axial verschieben lässt. Hiedurch wird das die Fördermenge der Druck- flüssigkeitspumpe verändernde Organ in seine Nullstellung zurückgedreht.
In den Fig. 3-5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in etwas konstruktiverer Darstellung veranschau- licht, wobei diejenigen Teile, die den Teilen des in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ent- sprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Wirkungsweise ist prinzipiell dieselbe wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2. Der Leistungsregler ist hiebei nur für eine Förderrichtung der Pumpe ausgelegt, jedoch lässt sich der Leistungsregler ohne weiteres so ausbilden, dass er eine selbst- tätige Regelung der Pumpe auf eine bestimmte Gesamtleistung auch bei Pumpen, die in zwei Förderrich- tungen arbeiten können, ermöglicht.
Bei der in den Fig. 3-5 dargestellten Ausführungsform sind sämtliche Steuer- und Regelorgane des
Leistungsreglers baulich miteinander vereinigt, wobei sich dadurch, dass die Steuervorrichtung 1 und der Servomotor 21 in paralleler Anordnung nebeneinander angeordnet sind, eine besonders kompakte, raumsparende Bauweise ergibt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Handhebel 18 des Leistungsreglers um den Drehpunkt 17 exzentrisch in einem Gehäuseansatz 41 gelagert. Der Gehäuseansatz 41 ist mittels eines Flansches 42 mit dem die Steuer-und Regelorgane des Leistungsreglers aufnehmenden Gehäuse 43, beispielsweise durch Schrauben, lösbar verbunden. Bei Schwenkung des Handhebels 18 um die Achse 17 in Richtungxlnimmtdieser eine Verstellhülse 44 einschliesslich eines innerhalb derselben durch einen Sprengring od. dgl. gehaltenen Kupplungsringes 14 mit. Gegen diesen Kupplungsring 14 stützt sich eine Druckfeder 16 ab, die mit ihrer entgegengesetzten Stirnseite gegen einen weiteren Kupplungsring 45 abgestützt ist, der sich gegen einen am Ende der Steuerstange 46 vorgesehenen ringbundartigen Ansatz abstützt.
Bei einer Bewegung der Hülse 44 in Richtung y wird somit die Druckfeder 16 zusammengepresst und drückt infolgedessen über den Kupplungsring 45 die Steuerstange 46 in Richtung y so lange nach, bis der Kupplungsring 45 wieder gegen den in Fig. 3 erkennbaren ringbundartigen Ansatz der Verstellhülse 44 anliegt.
Die Steuerstange 46 ist ihrerseits bei 48 mit einem ungleicharmigen Hebel 47 gelenkig gekuppelt, der auf einer Achse 49 schwenkbar gelagert ist. Infolgedessen wird durch die Bewegung der Steuerstange 46 in Richtung y der ungleicharmige Hebel 47 in Richtung k geschwenkt, u. zw. proportional zu der Schwenkung des Handhebels 18 in Richtung x. Selbstverständlich kann der Handhebel 18 ebenso wie bei der in Fig. 1 und 2 dargestelltenAusführungsform in mindestens einer der gewünschten Gesamtleistung der Pumpe entsprechenden Stellung festgestellt werden, was in Fig. 3 nicht dargestellt ist.
Der Hebel 47 ist an seinem Ende mit Schraubenkupplungen 50 bzw. 51 und Gelenken 52 bzw. 53 mit einer Steuerstange 54 der Steuervorrichtung 1 einerseits und dem Vorsteuerschieber 11 anderseits gekuppelt. Durch Schwenkung des Hebels 47 in Richtung k wird zunächst die Steuerstange 54 in Richtung y bewegt, während gleichzeitig derVorsteuerschieber 11 inPfeilrichtung Yl verschoben wird. Somit wird durch Schwenkung des Handhebels 18 in Pfeilrichtung Xl sowohl die Steuervorrichtung 1 als auch der Vorsteuerschieber 11 auf die gewünschte Normalleistung der Druckflüssigkeitspumpe eingestellt.
Durch die Mitnahme der Steuerstange 54 in Richtung y um den Weg s wird ähnlich wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Anschläge 55 bzw. 56 die Steuerstange 54 mit einer diese koaxial umschliessendenHülse 6a starr gekuppelt, deren dem Schwenkhebel 47 abgekehrtes Ende als Druckteller 6 ausgebildet ist. Diese Anordnung entspricht der Kupplung 9 des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels und bewirkt. dass der Leistungsregler erst in Tätigkeit tritt, nachdem die Druckflüssigkeitspumpe mittels des Handhebels 18 auf die gewünschte Fördermenge bzw. Leistung
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eingestellt worden ist.
Ausserdem wird durch diese Kupplung erreicht, dass mittels des Handhebels 18 die
Fördermenge der Pumpe auch unabhängig von der jeweiligen Stellung des Leistungsreglers verändert wer- den kann.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist sowohl die Druckflüssigkeitspumpe als auch der Leistungs- regler abgeschaltet. Nach Einschaltung der Pumpe sowie Schwenkung des Handhebels 18 in Richtung Xl gelangt Druckflüssigkeit der Teilförderströme 2 und 3 über die Ringräume 57 bzw. 58 und durch die Boh- rungen 59 bzw. 60 zu den Regelkolben 4 und 5. Hiebei ist eine derartige Anordnung getroffen, dass jedem
Teilförderstrom 2 bzw. 3 mehrere, bei dem in den Fig. 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils drei Igelkolben 4 bzw. 5 zugeordnet sind, die in gleichmässigen Abständen verteilt über den Umfang des
Drucktellers 6 sowie gegenüber den Regelkolben des andern Teilförderstromes gleichmässig versetzt ange- ordnet sind.
Die Gesamtkolbenflächen der den einzelnen Teilförderströmen zugeordneten Regelkolben sind dem Anteil dieser Teilförderströme an der Gesamtförderung der Pumpe verhältnisgleich bemessen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3-5 entfällt auf jeden der beiden Teilförderströme 2 und 3 jeweils die
Hälfte der Gesamtförderung der Pumpe, so dass die Gesamtkolbenfläche der den beiden. Teilförderströmen zugeordneten Regelkolben 4 bzw. 5 jeweils gleich gross gewählt ist.
Überschreitet die Summe der mittels der Regelkolben 4 und 5 überwachten Teilleistungen der beiden
Teilförderströme 2 und 3 die mittels des Handhebels 18 eingestellte Gesamtleistung der Pumpe, so wird der Druckteller 6 in Richtung bewegt. Infolge der starren Kupplung zwischen Druckteller 6 und Steuer- stange 54 wird letztere ebenfalls in Pfeilrichtung y, verschoben, so dass der Schwenkhebel 47 in Pfeilrich- tung kl eingeschwenkt wird. An dem dem Schwenkhebel 47 zugekenrten Ende des hülsenförmigen Fort- satzes 6a des Drucktellers 6 ist mittels einer Schraubverbindung 61 ein Widerlagerring 62 gelagert, der als Widerlager für das aus zwei ineinandergeschachteltenFedern bestehende Federelement 8 dient.
Dieses Federelement 8 ist an seiner entgegengesetzten Stirnseite gegen einen Widerlagerring 62a abgestützt, der mittels eines Sprengringes od. dgl. auf dem hülsenartigenFortsatz 6a gelagert ist. An Stelle eines aus zwei ineinandergesteckten Teilfedern bestehenden Federelementes 8 kann selbstverständlich auch einFederele- ment verwendet werden, das aus mehr Teilfedern besteht. Insgesamt besitzt dieses Federelement 8 eine der Pumpenkennlinie bei der gewünschten Gesamtleistung weitgehend angenäherte hyperbolische Feder- kennlinie. Im übrigen besitzt bei der in Fig. 3 d"rgestellten Ausfilhrung das Federelement 8 dieselbe Funk- tion wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2.
Auch in diesem Falle ist die Kennlinie der Feder
16 so auf diejenige des Federelementes 8 abgestimmt, dass sämtliche, der Bewegung der Regelkolben 4 und 5 in Richtung y entgegenwirkende Federn zusammen die vorerwähnte hyperbolische Federkennlinie ergeben, die der Pumpenkennlinie für die gewünschte, mittels des Handhebels 18 eingestellte Gesamtleistung möglichst weitgehend angenähert ist.
Durch die in dieser Weise bewirkte Schwenkung des Schwenkhebels 47 in Richtung kl wird der Vorsteuerschieber 11 in Pfeilrichtung y verschoben, was ebenso wie bei der Ausführungsform nach den Fig. l und 2 eine entsprechende Verschiebung des Servokolbens23 in Richtung y zur Folge hat.
Die Kolbenstange 36 des Servokolbens 23 ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform mit einer schlitzartigen Aussparung versehen, in die der um die Achse 38 schwenkbar gelagerte Schwenkhebel 37 mit seinem ballig ausgebildeten freien Ende eingreift. Dieser Schwenkhebel 37 ist ebenso wie bei der in den Fig. l und 2 dargestellten Ausführungsform mit dem die Fördermenge der Pumpe verändernden Pumpenorgan verbunden, so dass durch Schwenkung des Hebels 37 aus der in Fig. 3 dargestellten Nullstellung in Pfeilrichtung z die Fördermenge der Pumpe vergrössert und durch entgegengesetzte Schwenkung in Pfeilrichtung zl verkleinert werden kann.
Bei Schwenkung des Handhebels 18 in Pfeilrichtung xl und Feststellung desselben auf die gewünschte Gesamtleistung der Pumpe wird durch die entsprechende Schwenkung des zweiarmigen Hebels 47 in Pfeilrichtung k die Verschiebung des Vorsteuerschiebers 11 und desServokolbens 23 in Pfeilrichtung Yl der Schwenkhebel 37 in Richtung z um den Winkel B geschwenkt. Spricht die Steuervorrichtung 1 in der vorstehend beschriebenen Weise an, so erfolgt eine Schwenkung des zweiarmigen Hebels 47 in entgegengesetzter Richtung kl und eine entsprechende Verschiebung des Vorsteuerschiebers 11 und des Servokolbens 23 in Pfeilrichtung y, so dass der Schwenkhebel 37 in Pfeilrichtung zi bis zu der in Fig. 3 mit dem Winkel ss'bezeichneten Winkelstellung zurückgeschwenkt wird.
Hiedurch wird eine entsprechende Verstellung des die Fördermenge der Pumpe verändernden Pumpenorgans, beispielsweise der Taumelscheibe einer Axialkolbenpumpe, bewirkt und die Fördermenge der Pumpe so lange verringer. bis die durch die Steuervorrichtung 1 überwachte Summe der Teilleistungen der Teilförderströme 2 und 3 wieder der mittels des Handhebels 18 eingestellten Gesamtleistung der Pumpe entspricht.
Der stangenförmige Fortsatz 36 des Servokolbens 23 stützt sich über eine Verstellhülse 63 gegen ein Federelement 64 ab, das bei einer VerschiebungdesServokolbens 23 in Pfeilrichtung Yl und einer entspre-
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chenden Schwenkung des Schwenkhebels 37 in Pfeilrichtung z zusammengepresst wird, so dass diese
Schwenkung des Schwenkhebels 37 gegen die Rückstellkraft des Federelementes 64 erfolgt. Das Feder- element 64 dient dazu, den Schwenkhebel 37 und damit das die Fördermenge der Pumpe verändernde
Pumpenorgan nach Abschaltung der Druckflüssigkeitspumpe bzw. des Servomotors 21 selbsttätig in ihre
Ruhestellung zurückzubewegen, damit die Druckflüssigkeitspumpe bei erneutem Einschalten des An- triebsmotors mit der Fördermenge Null angefahren werden kann.
Der stangenförmige Ansatz 36 desServokolbens 23 ist ferner im Bereich des das ballig ausgebildete
Ende der Schwenkhebels 37 aufnehmenden Schlitzes an diametral gegenüberliegenden Seiten mit Einstell- vorrichtungen 65,66 versehen, durch die die Stellung des Schwenkhebels 37 und des Servokolbens23 auf- einander abgestimmt werden können. Hiebei wird entgegen der in der Zeichnung gezeigten Anordnung vorzugsweise auch die Einstellvorrichtung 66 verstellbar ausgebildet, während durch die ballige Ausbil- dung des zwischen denEinstellvorrichtungen 65 und 66 angeordneten Endabschnittes des Schwenkhebels 37 erreicht wird, dass der Schwenkhebel 37 unabhängig von seiner jeweiligen Schwenkstellung zwischen den
Anschlägen 65 und 66 ohne Spiel geführt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydrostatisches Getriebe, Anlage oder dergleichen mit mindestens zwei unabhängig voneinan- der durch Druckmittelbeaufschlagung zu betätigenden Arbeitsmaschinen, Motoren, Zylindern od. dgl.
(Verbrauchsstellen), einer für alle Verbrauchsstellen gemeinsamen hydrostatischen Druckflüssigkeitspumpe sowie einem in Abhängigkeit vom Druck in der Förderleitung der Pumpe betätigten Leistungsregler, der durchRegelung derFördermenge der Pumpe die von dieser abgegebene Leistung im wesentlichen konstant hält, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung und Anordnung des Leistungsreglers (1,21), dass dieser bei einer Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehrere voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander im wesentlichen unabhängige sowie unabhängig voneinander entnehmbare Teilförderströme (2, 3) laufend die Summe der hydraulischen Teilleistungen der einzelnen Teilförderströme (2, 3)
ermittelt und in Abhängig- keitvon ihrer jeweiligen Summe die Gesamtförderung der Pumpe in solcher Weise selbsttätig regelt, dass die der Summe der hydraulischen Teilleistungen im wesentlichen entsprechende hydraulische Gesamtlei- stung der Pumpe unabhängig von Veränderungen der v. : undeigenschaften der Teilförderströme (2, 3) ständigannäherndauf einer bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Höhe gehalten wird.