DE1243521B - Einrichtung zum Gleichhalten des Hubes bei einem hydraulischen Schwingtrieb - Google Patents

Description

DEUTSCHES #M PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 59 a-16

Nummer: . 1243 521

Aktenzeichen: M 45112 I c/59 a

J 243 521 Anmeldetag: 25.Aprill960

Auslegetag: 29. Juni 1967

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Gleichhalten des Hubes bei einem hydraulischen Schwingtrieb zum Antrieb eines landwirtschaftlichen Gerätes, insbesondere eines Mähwerkes, wobei die beiden Motorkolben in den Hubendstellungen durch nachgiebige Puffer zunächst abgefangen und dann in umgekehrter Richtung beschleunigt werden.

Eine bekannte Einrichtung dieser Art weist zwei gleichachsige Motorkolben auf, die durch ein rohrf örmiges Mittelstück miteinander verbunden sind und die in zwei im Motorgehäuse angeordneten Zylindern mittels durch das rohrförmige Mittelstück zu den jeweiligen Zylindern zugeführter Druckluft hin- und herbewegbar sind. Zur Begrenzung des Hubes der Motorkolben sind in den Stirnwänden der Zylinder elastisch nachgiebige Puffer angeordnet. Diese Puffer umfassen jeweils eine Membran, die in ihrem mittleren Bereich im Abstand von der Stirnwand liegt und mit dieser eine Kammer bildet, sowie einen elastisch nachgiebigen Anschlag, der in der Stirnwand angeordnet ist, gegenüber dieser vorsteht und im Abstand von der Membran liegt. Die Kammern der Puffer sind mit der Druckleitung verbunden, wodurch die Vorspannung der Puffer vom Antriebsdruck des die Motorkolben antreibenden Druckmittels gesteuert wird.

In den Endstellungen des Schwingtriebes schlägt hier jeweils das vordere Ende des im rohrförmigen Mittelstück der Motorkolben angeordneten Steuerkolbens gegen die Membran und drückt diese in Richtung der Stirnwand, wobei die Motorkolben dann vom jeweiligen elastischen Anschlag abgefangen werden sollen.

Die Motorkolben bewegen sich also zwischen festen Anschlägen, wobei Mittel geschaffen wurden, um eine Dämpfung des Anschlages auf die festen Anschläge in Abhängigkeit vom Druck des die Motorkolben antreibenden Druckmittels zu erreichen.

Bei einer solchen Anordnung ist eine konstante Hublänge bei jeder Frequenz der Motorkolben nicht gewährleistet. Die Frequenz der Motorkolben ist nämlich nicht nur abhängig vom Druck des Druckmittels, sondern auch vom jeweiligen Arbeitswiderstand des von den Motorkolben angetriebenen Organs.

Ändert sich der Arbeitswiderstand im Betrieb, was bei landwirtschaftlichen Geräten, wie z. B. einem Mähmesser, der Fall ist, so ändert sich auch die Frequenz der Motorkolben. Die Vorspannung der Puffer jedoch, die vom Druck des die Motorkolben antreibenden Antriebsmittels direkt gesteuert bzw. abhängig ist, bleibt entsprechend dem Druck des Einrichtung zum Gleichhalten des Hubes bei
einem hydraulischen Schwingtrieb

Anmelder:

Maschinenfabrik Johann Bücher,
Griessen (Bad.)

Antriebsmittels konstant. Entsprechend der Änderung der Frequenz verändert sich aber auch die kinetische Energie, die vom Puffer aufgenommen werden muß.

Bei der bekannten Anordnung erfolgt also in diesem Falle keine Anpassung der Vorspannung der Puffer an die veränderte kinetische Energie der Schwingkolbeneinheit. Falls beispielsweise der Arbeitswiderstand vorübergehend ansteigt, so sinkt die Frequenz und damit auch die kinetische Energie der Motorkolben, die Vorspannung der Puffer bleibt aber gleich. Infolge der kleineren kinetischen Energie und der relativ hohen Vorspannung der Puffer wird der Kolben unter Umständen seine durch die elastischen Anschläge bestimmte Endstellung nicht erreichen oder gegebenenfalls die elastischen Anschläge nicht oder weniger als normalerweise vorgesehen eindrücken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den eingangs erwähnten Schwingbetrieb so weiterzubilden, daß die Hublänge bei jeder Frequenz der Kolbenbewegung konstant bleibt.

Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung, bei welcher die Vorspannung der Puffer durch den Druck des die Motorkolben antreibenden Antriebsmittels gesteuert wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an sich bekannte Puffer mit veränderbarer Vorspannung und für dieselben eine durch die Motorkolben gesteuerte Ver-Stellvorrichtung vorgesehen sind. Auf diese Weise werden die Mängel der bekannten Einrichtung behoben und unter allen Umständen eine konstante Hublänge der Motorkolben bei jeder Frequenz gewährleistet.

Eine besonders zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß als Puffer Pufferfedern vorgesehen sind, die vom Förderdruck einer von den Motorkolben angetriebenen Pumpe beaufschlagbar sind.

Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn an jedem Motorkolben ein Pumpenkolben angeordnet ist, welcher in dem Endbereich des Motorkolbenhubes in einen an

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den Arbeitszylinder anschließenden Pumpenzylindes· eintaucht, wie es an sich zum Erzeugen eines Steuerdruckes bei einem Schubkolbenmotor bereits bekannt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch im Schnitt dargestellt.

Die aus einem Drackmittelvorratsbehälter 1 schöpfende Pumpe 2 fördert über eine Speiseleitung 3 in ein Umsteuerventil 4, welches seinerseits über Druck- n leitungen 5 und 6 jeweils mit einem Arbeitszylinder 7 und 8 verbunden ist. Die Druckleitungen 5 und 6 werden jeweils von einem Steuerbund 9 bzw. 10 eines zwischen zwei Endstellungen hin- und herbeweglichen Steuerschiebers 11 derart gesteuert, daß sie in den i, Endstellungen abwechselnd über die Speiseleitung 3 mit der Druckmittelpumpe 2 bzw. über eine Rückflußleitung 12 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 1 verbunden sind. Die beiden Endflächen 13 und 14 des Steuerschiebers 11 sind über Umsteuerleitungen 15 bzw. 16 beaufschlagt, welche, ihrerseits in die Arbeitszylinder 7 bzw. 8 einmünden. Die Mündungen der Umsteuerleitungen 15 und 16 werden in später noch näher zu beschreibender Weise jeweils von einem in den ArbeitszyHndern 7 und 8 hin- und herbewegüch geführten Motorkolben 19 und 20 gesteuert. Die Motorkolben 19 und 20 stehen miteinander über eine Wippe 21, welche auf einer im Zylinderblock 22 drehbar gelagerten, in der Zeichnung nicht ersichtlichen Abtriebswelle aufgekeilt ist und mit ihren Armen 23 in Ausnehmungen 24 der Motorkolben 19 und 20 eingreift, in gegenläufiger Bewegungsverbindung. Jeder Motorkolben hat eine Schrägbohrung 25 mit bei 26 erweiterter Mündung, welche in der inneren Totpunktstellung des Motorkolbens die von diesem gesteuerte Umsteuerleitung 15 bzw. 16 mit dem inneren Raum 27 des Zylinderblockes 22 und durch eine Verbindungsleitung 28 mit der Rückflußleitung 12 verbindet. Außerdem hat jeder Motorkolben eine Querbohrung 29, welche die entsprechende Umsteuerleitung 15 bzw. 16 in der äußeren Totpunktstellung des Kolbens sowie in einem an diese Totpunktstellung anschließenden Hubabschnitt mit einer Hilfssteuerleitung 30 verbindet. Die dieser Leitung zugekehrten Mündungen der Querbohrungen 29 sind bei 31 so erweitert, daß die Hilfssteuerleitung 30 jederzeit mit einer der Umsteuerleitungen 15 bzw. 16 verbunden ist. Die von einem Rückschlagventil 32 beherrschte Hilf ssteuerleitung 30 ist an die Speiseleitung 3 angeschlossen. Das Rückschlagventil 32 ist so eingestellt, daß es die Hilfssteuerleitung 30 erst beim Überschreiten des normalen Betriebsdruckes mit der Speiseleitung 3 verbindet, wobei dieser Druck selbstverständlich noch niedriger ist, als der durch ein Druckregulierventil 33 begrenzte Betriebshöchstdruck.

Die Zeichnung zeigt den Schwingtrieb gerade beim Hubwechsel, wobei der Motorkolben 19 sich in der äußeren und der Motorkolben 20 sich in der inneren Totpunktstellung befindet. Der Umsteuerschieber 11 nimmt seine — gemäß der Zeichnung — rechte Endstellung ein, wobei die Druckleitung 6 mit der Speiseleitung 3 und die Druckleitung 5 mit der Rückflußleitung 12 verbunden ist. Die in den Arbeitszylinder 8 gelangende Druckflüssigkeit drückt den Motorkolben 20 aufwärts, während der sich gegenläufig bewegende Motorkolben 19 mit seiner Steuerkante die Mündung der Umsteuerleitung 15 verschließt und

das Druckmittel aus dem Arbeitszylinder 7 in den Vorratsbehälter zurückbefördert. Kurz vor dem Erreichen der oberen Totpunktstellung gibt die Steuerkante 18 des Motorkolbens 20 die Mündung der Umsteuerleitung 16, d. h. den Weg für das Druckmittel zu der Endfläche 14 des Umsteuerschiebers 11, frei. Der Umsteuerschieber wird dadurch in seine linke Endstellung verschoben, wobei die von der Endfläche 13 des Umsteuerschiebers verdrängte Druckflüssigkeit durch die Umsteuerleitung 15 und durch die Schrägbohrung 25 des Motorkolbens 19 in den Raum 27, und von dort durch die Rückflußleitung 12 in den Vorratsbehälter 1 abfließen kann. Der Vorgang wiederholt sich — freilich jeweils mit dem entgegengesetzten Vorzeichen — bei jedem Hubwechsel.

Bei einer Zwischenstellung des Umsteuerschiebers 11, bei welcher der Steuerbund 9 die Druckleitung 5 und der SteuerbundlO die Druckleitung 6 verschließt, kann der Schwingtrieb nicht anlaufen. Infolge der unter diesen Umständen in der Speiseleitung 3 erfolgenden Druckerhöhung öffnet das Ventil 32, noch bevor der Betriebshöchstdruck erreicht wird und das Ventil 33 anspricht. Die Druckflüssigkeit gelangt durch die Hilfssteuerleitung 30 und durch die Querbohrung 29 des einen oder des anderen Motorkolbens in eine der Umsteuerleitungen 15 bzw. 16, wobei der Umsteuerschieber 11 in eine seiner Endstellungen verschoben wird und der Schwingtrieb anläuft. Hierfür muß die zum Teil schon erwähnte Bedingung erfüllt sein, daß die Querbohrungen 29 in bezug auf die Hilfssteuerleitung 30 bzw. auf die Umsteuerleitungen 15 und 16 so angeordnet sind, daß die Hilfssteuerleitung 30 zu jeder Zeit mit einer Umsteuerleitung hydraulisch verbunden ist, wobei freilich die andere Umsteuerleitung durch die entsprechende Anordnung der Schrägbohrungen 25 mit der Rückflußleitung 12 verbunden sein muß. Bei der Erfüllung dieser Bedingungen gibt es keine Zwischenstellung des Umsteuerschiebers 11 bzw. der Motorkolben 19 und 20, bei welcher der Schwingbetrieb nicht anlaufen könnte.

Als Fortsetzung der Arbeitszylinder 7 und 8 weist der Zylinderblock 22 Sacklöcher T bzw. 8' auf, welche in ihrer Verbindung mit dem Raum 27 durch die oberen Kanten 34 der Motorkolben 19 und 20 gesteuert sind. Die Sacklöcher Ύ und 8' sind durch Speicherleitungen 35 bzw. 36 jeweils mit einem Speicherzylinder 37 bzw. 38 eines doppeltwirkenden Speicherwerkes 39 verbunden. In den beiden miteinander koaxialen Speicherzylindern 37 und 38 ist jeweils ein Speicherkolben 40 bzw. 41 verschiebbar geführt. An den einander zugekehrten Enden der Speicherkolben 40 und 41 wirkt jeweils eine Pufferfeder 42, welche andernends an einem als Verstellvorrichtung dienenden Ausgleichskolben 43 abgestützt ist. Die beiden Ausgleichskolben 43 schließen von beiden Seiten einen Ausgleichszylinderraum 44 ab, welcher durch eine Verbindungsleitung 45 mit Ausgleichsleitungen 46 bzw. 47 kommuniziert. In jeder Ausgleichsleitung ist ein Rückschlagventil 48 angeordnet, welches die betreffende Leitung in Richtung auf den Ausgleichsraum 44 freigibt. Die Ausgleichsleitungen 46 und 47 münden jeweils in einen Pumpenzylinder 49 bzw. 50, welche je die koaxiale Fortsetzung des Arbeitszylinders 7 bzw. 8 bilden und in welche jeweils ein als Pumpenkolben 51 bzw. 52 ausgebildeter, an der Vorderkante angefaßter Fortsatz des

Claims (1)

1. entsprechenden Motorkolbens eintaucht. Die beiden folgt in einem um so stärker weidenden Maße, je Ausgleichsleitungen 46 und 47 und damit auch der schneller die Druckflüssigkeit aus dem Pumpenzylin-Ausgleichsraum 44 sind über eine einstellbare Drossel der verdrängt wird, je größer also die jeweilige Hub-53 mit der Rückflußleitung 12 verbunden. wechselzahl ist, wobei freilich die jeweilige EinKurz vor ihrem äußeren Totpunkt dringt das ent- 5 stellung der Drossel 53 ebenfalls von maßgebendem sprechende Ende der Motorkolben 19 bzw. 20 in das Einfluß ist. Es ist klar, daß durch entsprechende Sacldoch 7' bzw. 8' ein, wobei die Verbindung dieses Wahl der einzelnen maßgebenden Faktoren eine sich Sackloches mit dem Raum 27 unterbunden wird. Die der Änderung der Frequenz selbsttätig anpassende vom Motorkolben aus dem Sackloch T oder 8' ver- Abbremsung der Motorkolben erzielt werden kann, drängte Druckflüssigkeit gelangt durch die Speicher- io und zwar derart, daß die Motorkolben bei jeder leitung 35 bzw. 36 in einen der Speicherzylinder 37 Frequenz an der gleichen Stelle jedes Hubes zum oder 38, wobei der entsprechende Speicherkolben 40 Stillstand gebracht werden. Das Anwachsen der bei oder 41 aus dem Speicherzylinder geschoben wird. der Abbremsung der Motorkolben gespeicherten Dabei wird der andere Speicherkolben in seine innere Energie kommt selbstverständlich der Beschleuni-Totpunktstellung gebracht, und anschließend werden 15 gung des Triebwerkes nach dem Hubwechsel zudie beiden Pufferfedern zusammengedrückt, wobei gute,
   die Bewegungsenergie des Motorkolbens nach und ·
   nach im Speicherwerk 39 gespeichert und der Motor- Patentansprüche:
   kolben zum Stillstand gebracht wird. Unmittelbar an- 1. Einrichtung zum Gleichhalten des Hubes bei schließend entspannen sich die Pufferiedern 42, wo- 20 einem hydraulischen Schwingbetrieb zum Antrieb bei die Druckflüssigkeit aus dem Speicherwerk 39 in eines landwirtschaftlichen Gerätes, insbesondere das entsprechende Sackloch des Zylinderblockes 22 eines Mähwerkes, wobei die beiden Motorkolben zurückverdrängt und der betreffende Motorkolben in den Hubendstellungen durch nachgiebige beschleunigt wird. Beim Hubwechsel gemäß der Puffer zunächst abgefangen und dann in umZeichnung wird z.B. der Motorkolben20 von der 25 gekehrter Richtung beschleunigt werden, da-Arbeitsflüssigkeit selber, der Motorkolben 19 da- durch gekennzeichnet, daß an sich begegen von der aus dem Speicherzylinder 37 in das kannte Puffer (42) mit veränderbarer Vor-Sackloch T zurückverdrängten Druckflüssigkeit be- spannung und für dieselben eine durch die Motorschleunigt. kolben (19, 20) gesteuerte Verstellvorrichtung

   Es versteht sich, daß die beiden Pufferfedern 42 30 (43) vorgesehen sind,
   nicht ohne weiteres imstande sind, die beiden Motor- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekolben bei jeder Hubwechselzahl an der gleichen kennzeichnet, daß als Puffer Pufferfedern (42) Stelle des Kolbenhubes zum Stillstand zu bringen. Die vorgesehen sind, die vom Förderdruck einer von Massenkräfte steigen mit der zweiten Potenz der den Motorkolben (19, 20) angetriebenen Pumpe Frequenz an, die auf die Hübe der Motorkolben be- 35 (49, 51 und 50, 52) beaufschlagbar sind,
   zogene Federvorspannung und damit die den Massen- 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekräften bei einer bestimmten Stellung der Motor- kennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an kolben entgegenwirkende Bremskraft bleibt jedoch jedem Motorkolben (19, 20) ein Pumpenkolben gleich. Nun taucht aber gleichzeitig mit dem Spannen (51, 52) angeordnet ist, welcher in dem Enddes Speicherwerkes 39 durch den einen Motorkolben 40 bereich des Motorkolbenmibes in einen an den der Pumpenkolben des anderen Motorkolbens in den ArbeitszyHnder (7, 8) anschließenden Pumpen-Pumpenzylinder ein, welcher damit vom Arbeitszylin- zylinder (49, 50) eintaucht.

   der getrennt wird. Durch die entsprechende Aus-

   gleichsleitung wird das Druckmittel aus dem Pumpen- In Betracht gezogene Druckschriften:
   zylinder in den Ausgleichsraum 44 verdrängt, wo- 45 Deutsche Patentschriften Nr. 1115 200, 623 067; durch die beiden Ausgleichskolben 43 auseinander- Patentschrift Nr. 15 082 des Amtes für Erfindungsgedrückt werden und gleichzeitig die Vorspannung und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone der Pufferfedern 42 erhöht wird. Das Auseinander- Deutschlands;

   drücken der beiden Ausgleichskolben 43, d. h. das zu- französische Patentschrift Nr. 954 206;

   sätzliche Vorspannen der beiden Pufferfedern 42, er- 50 britische Patentschrift Nr. 784 684.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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