DE1149615B - Hydraulische Kraftuebertragungsanlage mit Druckspeicher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

B 41940 Ia/60

ANMELDETAG: 29. SEPTEMBER 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1963

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftübertragungsanlage, in der an die Druckleitung zwischen Pumpe und Verbraucher ein Druckspeicher angeschlossen ist.

Es ist bekannt, einen solchen Druckspeicher zum Dämpfen von Stößen zu verwenden oder als Energiequelle zum Betätigen eines Verbrauchers bei vorübergehendem Ausfall oder Stillstand der Pumpe. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem begrenzten Druckbereich, der unterhalb des vollen Förderdrucks der Pumpe liegt, eine hinreichend weiche, elastische Wirkung des Druckspeichers zu haben, andererseits möglichst mit kleinen, nicht auf den vollen Pumpendruck zugeschnittenen und nicht entsprechend vorgespannten Speichern auszukommen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Druckspeicher ein an sich bekanntes Druckregelventil unmittelbar vorgeschaltet und dieses so eingestellt ist, daß es den Druckspeicher oberhalb eines bestimmten Drucks, der seinerseits kleiner als der volle Pumpenförderdruck ist, von der Druckleitung trennt.

Bei Druckspeichern kann die Nachgiebigkeit der Federung durch eine Kennlinie wiedergegeben werden, welche über der zugeführten Flüssigkeitsmenge (die dem Federweg entspricht) die auftretende Druckkraft (entsprechend der Federkraft) anzeigt. Soll ein Speicher bei kleineren Drücken weich federn, so muß die Kennlinie flach verlaufen. Soll der Speicher auch größeren Drücken standhalten, so wird der geforderte Endwert der Kennlinie erst nach einer langen Steigung, d.h. erst bei Zufuhr großer Mengen erreicht. Das bedeutet große Speicher, welche wegen des die Druckmittel im Speicher trennenden Mittels, beispielsweise einer Blase, besonders groß bemessen sein müssen, damit dieses Mittel nicht überbeansprucht wird. Der große Speicher muß, wenn er hohen Drücken standhalten soll, ein unverhältnismäßig dickes Gehäuse haben, also schwer ausgebildet sein. Möchte man dem entgehen und auch bei hohen Drücken mit kleinem Speicher auskommen, so muß die Kennlinie steil gemacht werden. Das bedeutet, daß bei einer bestimmten Druckänderung nur eine kleine Flüssigkeitsmenge zum Federn zur Verfügung steht, daß also die Federung hart arbeitet. Eine zusätzliche Möglichkeit ist noch, eine bestimmte Vorspannung vorzusehen; dadurch wird bis zu einem bestimmten Mindestdruck überhaupt keine Federwirkung auftreten und erst einsetzen, wenn diese Vorspannung überwunden ist.

Mit den Merkmalen der Erfindung können diese Nachteile vermieden werden. Der Speicher kann Hydraulische Kraftübertragungsanlage mit Druckspeicher

Anmelder:

Robert Bosch G.m.b.H., Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Werner Dieter, Stuttgart, ist als Erfinder genannt worden

klein sein, da sein Arbeitsvolumen nur dem Druckbereich zwischen Null und dem Abschaltdruck zu entsprechen braucht; letzterer kann wesentlich unter dem höchsten Förderdruck liegen. Das Speichergehäuse kann entsprechend leicht gebaut sein. Ein besonders niederer Abschaltdruck wird beispielsweise bei einem Speicher vorgesehen, der dazu dient, während des drucklosen Umlaufs des von der Pumpe geförderten Druckmittels Schwingungen in den Leitungen zu vermeiden, die von Unregelmäßigkeiten der Pumpe angeregt werden, bei hohen Drücken aber nicht auftreten. Der Speicher kann dabei knapp oberhalb des Leerlaufdrucks abgetrennt werden.

Eine Anlage nach der Erfindung hat noch den Vorteil, daß der Verbraucher wahlweise entweder mit dem vollen Pumpendruck oder mit dem begrenzten Speicherdruck betrieben werden kann. Weiterhin ist es möglich, an eine gemeinsame Speisepumpe zwei hydraulische Kreise anzuschließen, die mit verschieden hohen Betriebsdrücken arbeiten. Schließlich können in einen hydraulischen Arbeitskreis mehrere Druckspeicher eingeschaltet sein, wobei die einzelnen Speicher für verschieden hohe Druckbereiche dienen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Anlage in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform. Nach Fig. 1 ist die hydraulische Pumpe 1 durch die Saugleitung 2 mit dem Vorratsbehälter 3 verbunden, während die Druckleitung 4, 6 über einen Umschalthahn5 zu einem Hubzylinder? führt. An die Stange 9 des Hubkolbens 8 ist ein Winkelhebel 10

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angelenkt, der über eine Zugstange 11 auf ein Arbeitsgerät 12, beispielsweise den Pflug eines Schleppers "wirkt. Mit der Druckleitung 6 ist über ein Überdruckventil 13 ein Druckspeicher 14 verbunden. Vom Umschalthahn 5 führt eine Rücklaufleitung 15 zum Vorratsbehälter 3.

Zum Anheben des Pfluges 12 werden mit dem Hahn 5 die Leitungen 4, 6 miteinander verbunden, so daß der volle Pumpendruck auf den Kolben 8 einwirkt. Dabei wird der Pflug 12 rasch angehoben.

Zum Senken des Pfluges wird mittels des Hahnes 5 die Druckleitung 6 mit der Rücklaufleitung 15 verbunden, so daß der Kolben 8 das Drucköl wieder aus dem Hubzylinder? verdrängen kann.

Sollen z. B. die Hinterräder des den Pflug tragenden Schleppers zur Erhöhung der Bodenhaftung stärker belastet werden, so wird der Kolben 8 unter begrenzten Druck gesetzt, der nicht zum vollständigen Anheben des Pfluges 12 ausreicht, aber über längere Zeit eine gleichbleibende Kraft auf den Pflug ausübt. Es wird dabei das Gewicht des Pfluges nicht mehr ausschließlich am Boden abgestützt, sondern zum Teil mit Hilfe des Hubzylinders auf den Schlepper übertragen. Diese beschränkte Kraft wird führt, der aus einem Umschalthahn 33 und einem Hubzylinder 34 besteht. Vom Hubzylinder 34 führt eine Rücklaufleitung 35 in den Behälter 23. An die Leitung 32 ist ein Druckspeicher 36 angeschlossen. Von dem Druckregelventil 25 führt eine Rücklaufleitung 27 ebenfalls in den Behälter 23.

Die Pumpe 21 fördert in die Leitung 26, betätigt dabei den Hubzylinder 28 und lädt den Druckspeicher 30 bis zu einem Höchstdruck auf, bei dem

ίο das Druckregelventil 25 die Leitung 26 abschaltet und die Druckleitung 24 unmittelbar mit dem Rücklauf 37 verbindet. Der Hubzylinder 28 wird dann vom Druckspeicher 30 betätigt. Fällt der Druck im Hauptkreis auf einen Wert, der nicht mehr zum Antrieb des Hubzylinders 28 ausreicht, so schaltet das Druckregelventil 25 wieder um und läßt neues Drucköl von der Druckleitung 24 in die Leitung 26 strömen, wobei der Druckspeicher 30 erneut aufgeladen wird. Der mit dem Druckspeicher 36 versehene Nebenkreis ist für einen niedrigeren Druck als der des Hauptkreises ausgelegt. Das Überdruckventil 31 verbindet den Nebenkreis und den Druckspeicher 36 nur so lange mit der Leitung 26, als deren Druck unterhalb des für den Nebenkreis vorgesehenen Grenz-

das begrenzte Anheben erforderlichen Drucks den Speicher 14 von der Leitung 6 ab. Der Speicher 14 wird bei jedem Anheben des Pfluges also nur mit

laufleitung 15 verbunden wird, so läuft das von der Pumpe 1 kommende Drucköl drucklos um und der Druckspeicher 14 stellt in der Leitung 6 und dem

nun von dem Druckspeicher 14 aufgebracht. Das 25 druckes liegt. Wird der Druck höher, so schließt das Überdruckventil 13 schließt bei Erreichen des für Ventil 31 die Leitung 32 ab und der Speicher 36 betätigt allein den Hubzylinder 34.

Die Bauteile des Nebenkreises können somit leichter und billiger gebaut sein als die Elemente des

diesem begrenzten Druck aufgeladen. Wenn nun 30 Hauptkreises. Dies ist besonders vorteilhaft für durch den Hahn 5 die Druckleitung 4 mit der Rück- hydraulische Anlagen, bei denen ein Hubzylinder

einen hohen Druck benötigt, ein anderer Hubzylinder aber mit niedrigerem Druck auskommt.

Nach Fig. 3 ist die Pumpe 41 über die Saug-

Hubzylinder7 den zum begrenzten Anheben nötigen 35 leitung 42 mit dem Behälter 43 verbunden. Sie fördert Druck her. Führt man über den Hahn 5 dem Hub- über die Druckleitung 44 Drucköl zu einem Druckzylinder? wieder den vollen Pumpendruck zu, so
schaltet das Druckventil 13 den Druckspeicher 14 ab.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Druckspeicher 14 nur für einen begrenzten Druckbereich 40
bemessen zu werden braucht, der kleiner ist als der
volle Förderdruck der Pumpe.

Beim drucklosen Umlauf des Öls durch die Druckleitung 4 und die Rücklaufleitung 15 können von der
Pumpe 1 herrührende Unregelmäßigkeiten zu Schwin- 45 leitung 54 mit dem Vorratsbehälter verbunden, gungen des Drucköls führen, die lästige Geräusche An die Druckleitung 46 sind mittels der Über-

und Energieverluste hervorrufen. Dies kann durch druckventile 55, 57 zwei Druckspeicher 56, 58 und einen zweiten Druckspeicher 17 vermieden werden, unmittelbar ein dritter Druckspeicher 59 angeder über ein zweites Überdruckventil 16 mit an die schlossen.

Druckleitung angeschlossen ist. Der Druck des Spei- 50 Der Druckspeicher 56 ist für einen Arbeitsbereich chers 17 entspricht etwa dem Leerlaufdruck. Der von 15 bis 20 at ausgelegt; steigt der Druck in der Speicher 17 wird mit Hilfe des Überdruckventils 16 Leitung 46 über 50 at an, so wird der Druckvon der Druckleitung 4 getrennt, sobald der darin
herrschende Druck über den Leerlaufdrack steigt.

Während des Leerlaufs gleicht der Druckspeicher 17 55 bis 120 at ausgelegt; sein Überdruckventil 57 trennt in der Druckleitung 4 entstehende Druckschwan- ihn von der Leitung 46, wenn deren Druck über kungen aus. Bei höheren Drücken ist diese Wirkung 120 at ansteigt. Der Druckspeicher 59 ist für 100 nicht erforderlich.

Nach Fig. 2 ist die Pumpe 21 über die Saugregelventil 45, an das eine Druckleitung 46 angeschlossen ist. Diese führt zu einem Umschalthahn 47, der mit einem doppelt wirkenden Hubzylinder 48 durch Leitungen 49, 50 verbunden ist. Mit der Stange 52 des Kolbens 51 ist wiederum ein Arbeitsgerät verbunden. Von dem Druckregelventil 45 führt eine Rücklaufleitung 53 zum Behälter 43. Der Umschalthahn 47 ist ebenfalls durch eine Rücklaufspeicher 56 durch das Überdruckventil 55 von dieser Leitung getrennt. Der Druckspeicher 58 ist für 40

120 at ansteigt. Der Druckspeicher 59 ist bis 300 at bemessen. Das Druckregelventil 45 schaltet bei einem über 300 at steigenden Druck die Lei-

leitung 22 mit dem Behälter 23 verbunden. Sie fördert 60 tung46 ab und verbindet die Leitung 44 unmittelbar

über die Druckleitung 24 und das Druckregelventil 25 in die anschließende Druckleitung 26. Diese führt zu einem Umschalthahn 27 und einem Hubzylinder 28 eines Hauptkreises, der über eine Rücklaufleitung 29 mit dem Behälter 23 verbunden ist. An die Leitung 26 ist ein Druckspeicher 30 angeschlossen. Außerdem ist die Leitung 26 über ein Überdruckventil 31 mit einer Leitung 32 verbunden» die zu einem Nebenkreis mit dem Rücklauf 53.

Mit HiMe des Umschalthahnes 47 kann auf bekannte Weise die Leitung 46 oder die Rücklaufleitung 54 mit einer der Leitungen 49 oder 50 verbunden werden, so daß der Kolben 51 entweder nach rechts oder links verschoben wird. Mit der dargestellten Anordnung ist nun für den ganzen Druckbereich von 15 bis 300 at, in dem der Hubzylinder 48

betrieben wird, für die ausgleichende Wirkung eines Speichers gesorgt. Auf den Kolben 51 von außen kommende Stöße oder sonstige Belastungen können daher nicht zu einer Belastung der Leitungen führen, sondern werden elastisch von dem Speicher aufgenommen, der für den im Augenblick herrschenden Druck bemessen ist.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulische Kraftübertragungsanlage, in der an die Druckleitung zwischen Pumpe und Verbraucher ein Druckspeicher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckspeicher (14) ein an sich bekanntes Druckregelventil (13) unmittelbar vorgeschaltet und dieses so eingestellt ist, daß es den Druckspeicher oberhalb eines bestimmten Drucks, der seinerseits kleiner als der volle Pumpenförderdruck ist, von der Druckleitung trennt.

2. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung als Kraftheber bei einem Schlepper mit Arbeitsgeräten, wobei der Druckspeicher (14) zum begrenzten Anheben des Arbeitsgerätes (12) und damit zum Erhöhen des Raddrucks dient.

3. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von einer gemeinsamen Pumpe (21) gespeiste hydraulische Arbeitskreise mit je einem Druckspeicher (30, 36) versehen sind, wobei das Überdruckventil (31) des Nebenkreises auf einen niedrigeren Druck als das Druckregelventil (25) des Hauptkreises eingestellt ist.

4. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (46) eines hydraulischen Arbeitskreises zwei Druckspeicher (58,59) angeschlossen sind, wobei der über ein Überdruckventil (57) angeschlossene Speicher (58) für einen begrenzten (niedrigeren) Druckbereich dient, während der zweite, unmittelbar angeschlossene Speicher (59) durch entsprechende Vorspannung erst bei einem Druck zur Wirkung kommt, bei dem der erste Speicher (58) abgeschaltet wird.

5. Kraftübertragungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (46) eines hydraulischen Arbeitskreises drei oder mehr Druckspeicher (56, 58, 59) angeschlossen sind und jedem Speicher, mit Ausnahme des letzten, ein Überdruckventil (55, 57) vorgeschaltet ist, wobei die Ventile auf stufenweise aufeinanderfolgende Druckbereiche eingestellt sind.

6. Kraftübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise zum Dämpfen von Druckstößen dienender Druckspeicher (17) mittels eines Überdruckventils (16) angeschlossen ist, das bei Überschreiten des Leerlaufdruckes den Speicher absperrt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 300722, 2138 125.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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