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Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für ein elektrohydraulisches
Hubgerät mit einer hydrostatischen Pumpe, wobei das Steuerventil, das im Druckmittelweg
zwischen Pumpe und Hubzylinder angeordnet ist, im Betriebszustand die Pumpe mit
dem Hubzylinderraum und bei Stillstand des Gerätes den Hubzylinder mit der Abflußleitung
verbindet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Steuerventil so zu
gestalten, daß kürzeste Ansprechzeiten für die Hubkolbenverstellung bei Ein- und
Ausschalten des Antriebsmotors erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Steuerventil in Abhängigkeit
von der Drehzahl der Pumpe mittels einer vom Antriebsmotor betätigten einen Ventilkolben
beaufschlagenden hydrodynamischen Pumpe gesteuert ist und den Druckmittelweg zwischen
Pumpe und Hubzylinderraum freigibt, wenn eine bestimmte Drehzahl des Antriebsmotors
erreicht ist und das bei niedrigeren Drehzahlen den Hubzylinderraum mit der Abflußleitung
verbindet.
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Es ist bereits bekannt, ein Steuerventil im Druckmittelweg zwischen
einer hydrostatischen Pumpe eines elektrohydraulischen Hubgerätes und dem Hubzylinder
vorzusehen, das in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Antriebsmotors und dessen
Drehzahl gesteuert ist. Dabei erzeugt eine zweite kleinere hydrostatische Pumpe,
die mit dem Antriebsmotor verbunden ist, auf der einen Seite eines Steuerventilkolbens
Druckkräfte, die abhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors sind. Durch die Benutzung
einer hydrostatischen Pumpe zur Steuerung des Steuerventilkolbens, die gegen eine
gedrosselte Abflußöffnung arbeitet, sinkt jedoch der Steuerdruck mit sinkender Motordrehzahl
in wesentlich geringerem Maße ab als bei einer hydrodynamischen Pumpe.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung nimmt der Umschaltbereich
des Steuerventils nur einen kleinen Teil des Drehzahlbereiches des Antriebsmotors
ein.
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An Hand der F i g. 1 der Zeichnung wird zunächst der prinzipielle
Aufbau hydrostatisch arbeitender Bremslüft- bzw. Hubgeräte erläutert. Dabei sind
zur Vereinfachung Zusatzteile, wie Ventile zur Erreichung der Unabhängigkeit von
der Motordrehrichtung od. dgl., weggelassen worden, da sie für die Erfindung ohne
Bedeutung sind.
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In F i g. 1 stellen 10 einen Motorteil, 11 einen Pumpenteil und 12
einen Hubzylinderdar. Mit 13 ist eine hydrostatische Pumpe, mit 14 ein einstellbares
oder auch auf einen bestimmten Druckwert fest eingestelltes Überdruckventil und
mit 15 ein druckabhängig arbeitendes Umschaltventil bezeichnet worden. Die von der
Pumpe 13 geförderte Ölmenge gelangt durch die Rohrverbindungen 16 zum Umschaltventil
15. Von dort wird es mittels. eines Rohres 17 in einen Zylinderraum 18 unter einen
Hubkolben 19 geleitet. Belastungsfedern, die den Stellkolben 19 über eine Kolbenstange
20 zurückdrücken, sind als hier unwesentlich nicht dargestellt worden. Solange nun
das Überdruckventil 14 den Öldruck beim Auslauf des Motors konstant hält, hält auch
das Umschaltventil 15 die Verbindung von der mitauslaufenden Pumpe zum Zylinder
offen, und das Öl kann nicht zum Ölsumpf über das Rohr 17 und eine Öffnung 21 zurückströmen.
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An Stelle des druckabhängigen Ventils 15 wird nach der Erfindung ein
drehzahlabhängiges Ventil nach F i g. 2 an die Motorwelle, vorteilhaft an einen
zweiten Wellenstumpf der Pumpe gekuppelt. Aufbau und Wirkungsweise werden nachfolgend
erläutert: Das Ventil erhält in seinem Kopfteil 22 eine hydrodynamische Pumpe 23
mit kleiner Förderleistung. Der von dieser erzeugte Öldruck gelangt über Verbindungskanäle
24 an die eine Stirnfläche 25 eines Kolbens 26. Der Gegendruck wird auf der entgegengesetzten
Stirnseite durch eine Feder 27 erzeugt, die justierbar eingerichtet werden kann.
Entsprechend der F i g. 1 ist wieder mit 16 die von der Pumpe kommende Druckleitung
und mit 17 die zum Zylinderraum 18 führende Verbindungsleitung bezeichnet worden.
21 sind zwei Drucklauföffnungen zum Ölsumpf.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Solange der Öldruck der kleinen Pumpe
23 in Abhängigkeit von der Drehzahl des auch die Pumpe antreibenden Motors nicht
den vorgesehenen Wert erreicht hat, gelangt das geförderte Öl über 16 praktisch
drucklos über die untere Öffnung 21 zurück in den Ölsumpf. Der Motor läuft also
praktisch unbelastet in der schnellstmöglichen Zeit hoch. Hat der Öldruck der Pumpe
23, z. B. bei 80 % der Motorendrehzahl, den zum Umschalten vorgesehenen Wert erreicht,
so wird der Hubkolben 26 gegen die Feder 27 in die andere Endlage gedrückt, die
er infolge der Charakteristik der Feder 27 bei 90 % der Enddrehzahl erreichen möge.
Dabei wird die Verbindung vom ölzuführrohr 16 zum Rohr 17 und damit zum Zylinderraum
18 hergestellt. Beide Rücklauföffnungen 21 sind sowohl von 16 als auch von 17 getrennt.
Wird der Motor ausgeschaltet, so ist er im Augenblick noch voll belastet und seine
Drehzahl sinkt schnell um 10 % auf 90 a/o ab. Hier beginnt bereits der Umschaltweg,
der bei 80 % wieder beendet ist. Wenn also der Motor noch etwa 80 % seiner Drehzahl
besitzt, ist bereits der Rücklaufweg vom Zylinderraum 18 zum Ölsumpf voll offen,
und der Kolben 19 des Gerätes wird in der kürzestmöglichen Zeit wieder seine Stillstandsstellung
erreichen. Der weitere zeitliche Auslauf des Motors interessiert dabei nicht mehr.
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In F i g. 3 ist die quadratische Abhängigkeit des von der hydrodynamischen
Pumpe 23 erzeugten Öldruckes von der Motordrehzahl aufgezeichnet worden. 29 und
30 mögen die beiden Druckwerte bedeuten, bei denen der Kolben 26 des vorgeschlagenen
Ventils die eine bzw. die andere Endstellung einnimmt. Man kann den oberen Punkt
30 bis nahe an den Schlupfwert des Motors legen, der bei seiner stärksten Belastung
gerade pocht nicht erreicht wird. Um so früher liegt beim Ausschalten der Beginn
der Bewegung des Kolbens 26 für das Öffnen des Rücklaufes. Auch der Punkt 29 wird
durch Wahl der Konstanten der Feder 27 und der konstruktiven Ausbildung des Federweges
und der Gegenfläche 25 des Kolbens 26 so hoch wie möglich gelegt, um den Umschaltbereich
klein zu halten. Der Motor läuft also einen großen Teil der Anlaufzeit unbelastet
und damit schnellstens hoch, und der Rückweg des Hubkolbens 19 - und damit der Bremsbeginn
bei Bremslüftgeräten -setzt kurze Zeit nach dem Abschalten des Motors ein.
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An Stelle der beim Ausführungsbeispiel verwendeten Eingehäuse-Bauart
kann auch eine Vorrichtung vorgesehen werden, bei der das Pumpenteil und das Kolbenteil
baulich voneinander getrennt sind. Das letzte ist z. B. bei einer bekannten Scheibenbremse
der Fall, bei der auch mehrere Kolbenteile an ein Pumpenteil
angeschlossen
werden können. Besonders in diesem Fall könnte das Steuerventil nach der Erfindung
zu erheblichen Zeitverkürzungen führen.