DE19753866A1 - Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit, insbesondere eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, mit einem Stellventil, das einen das Hubvolumen bzw. das Verdrängervolumen der Verdrängereinheit bestimmenden Verstellkolben beaufschlagt.

Während des Betriebs hydrostatischer Verdrängereinheiten erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Hubvolumen bzw. das Schluckvolumen durch eine Änderung der Schrägstellung eines Schwenkkörpers, beispielsweise einer Schrägscheibe, an verschiedene Betriebszustände anpaßbar ist. Gebräuchlich sind hierzu mechanische oder hydraulische Verstelleinrichtungen, die mechanisch, hydraulisch oder elektrisch ansteuerbar und betätigbar sind.

Hydraulische Verstelleinrichtungen weisen mindestens einen Verstellkolben auf, der mit dem Schwenkkörper, beispielsweise einer Schrägscheibe in Eingriff steht und deren Schwenkwinkel und somit das Hubvolumen oder das Schluckvolumen der Verdrängereinheit bestimmt. Die Beaufschlagung des Verstellkolbens erfolgt durch ein Stellventil, das einen Stelldruck erzeugt.

Zur besseren Steuerung und Regelung der Verstelleinrichtung ist es bekannt, die Verstelleinrichtung elektrisch betätigbar auszuführen. Hierzu sind Systeme bekannt, die ein von einem Proportionalmagneten angesteuertes Proportionalventil aufweisen.

Bei einer derartigen Verstelleinrichtung wandelt der Proportionalmagnet ein elektrisches Steuersignal in eine Magnetkraft um, die ein Druckminderventil entgegen einer Federkraft auslenkt. Das Druckminderventil ist an eine Druckquelle angeschlossen und erzeugt in Abhängigkeit von der Auslenkung einen Steuerdruck. Der Steuerdruck lenkt einen federkraftbeaufschlagten Steuerkolben aus, dessen Weg über ein mechanisches Zwischenglied auf ein an dem Schwenkkörper angeordnetes Stellventil übertragen wird. Das Stellventil wird somit vom Steuerdruck vorgesteuert und mittels des mechanischen Zwischengliedes betätigt. Das Stellventil erzeugt aus einem Versorgungsdruck einen Stelldruck, mit dem der Verstellkolben der hydraulischen Ver­ stelleinrichtung beaufschlagt wird. Der Schwenkkörper wird daher verstellt. Der Ver­ stellweg wird über eine Mechanik auf das Stellventil rückübertragen, wobei - abhängig vom Weg des Steuerkolbens - das Stellventil bei Erreichen der gewünschten Schräg­ stellung des Schwenkkörpers wieder geschlossen wird.

Zur Erzeugung des Schwenkwinkels an dem Schwenkkörper der Verdrängereinheit mittels des elektrischen Steuersignals sind bei diesen Systemen somit fünf Umwandlungen in der Signalkette nötig. Jede dieser Umwandlungen ist mit Toleranzabweichungen behaftet und benötigt Bauteile. In den federkraftbeaufschlagten Bauteilen tritt zudem Reibung auf, die sich bei diesen Systemen in Form von Hysterese auswirkt. Durch die Anordnung des Stellventils unmittelbar an dem Schwenkkörper ergibt sich ein hoher Bauaufwand für die Versorgungsdruckleitung und die zu den Verstellkolben führenden Leitungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch-hydraulische Verstelleinrichtung mit einem einfachen Aufbau bei einer hohen Genauigkeit sowie einer hohen Zuverlässigkeit zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellventil als Schieberventil ausgebildet und elektrisch betätigbar ist.

Ein elektrisches Steuersignal wird hierdurch mit einem Minimum an hydraulischen und mechanischen Zwischengliedern in eine Schrägstellung des Schwenkkörpers umgewandelt.

Das elektrische Steuersignal betätigt das den Stelldruck zum Verstellkolben erzeugende Stellventil. Die Auslenkung des Stellventils bewirkt einen Stelldruck, der an den Verstellkolben die gewünschte Auslenkung des Schwenkkörpers erzeugt. Das elektrische Steuersignal bewirkt somit eine Auslenkung des Stellventils, die einen Stelldruck erzeugt, der mittels des Verstellkolbens den Schwenkwinkel des Schwenkkörpers bestimmt. Durch den Wegfall der Vorsteuerung des Stellventils durch einen Steuerdruck erfordert die Signalkette bei dieser direkten Betätigung des Stell­ ventils nur drei Umwandlungen vom elektrischen Steuersignal zur gewünschten Schwenkkörperstellung. Ein als Schieberventil ausgebildetes Stellventil stellt hierbei ein einfaches und kostengünstiges Ventil dar, das die Verstellung des Schwenkkörpers mit einer hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit ermöglicht.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, das Schieberventil durch einen Schrittmotor betätigbar auszuführen. Das elektrische Signal zur Ansteuerung des Schrittmotors besteht hierbei aus Zählimpulsen, die sich unabhängig von Reibungseinflüssen im Winkelweg der Abtriebswelle des Schrittmotors abbilden.

Mit besonderem Vorteil weist das Schieberventil einen in einer Hülse längsverschiebbaren Ventilkörper auf, der mit der Abtriebswelle des Schrittmotors zur Erzeugung einer linearen Bewegung des Ventilkörpers in Wirkverbindung steht, wobei der Ventilkörper mindestens einen Kolbenflansch aufweist, der eine an der Hülse angeordnete Ringnut, die mit dem Verstellkolben in Verbindung steht, ansteuert. Dadurch wird auf einfache Weise bei einer Ansteuerung des Schrittmotors ein Stelldruck zur Beaufschlagung der Verstellkolben erzeugt.

Die Betätigung des Ventilkörpers kann auf verschiedene Arten erfolgen. So kann beispielsweise die Abtriebswelle des Schrittmotors mit einem Zahnrad versehen sein, die in eine mit dem Ventilkörper verbundenen Zahnstange eingreift. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Abtriebswelle des Schrittmotors mit einer Kurvenscheibe drehfest verbunden ist und die Kurvenscheibe mit einem Mitnehmerelement in Wirkverbindung steht, das zur Betätigung des Ventilkörpers vorgesehen ist. Die Kurvenscheibe stellt hierbei ein Getriebeelement dar, das die rotatorische Bewegung des Schrittmotors in eine zum Antrieb des Ventilschiebers geeignete translatorische Bewegung umwandelt. Das Mitnehmerelement steht mit dem Ventilkörper des Schieberventils in Verbindung und dient zur Übertragung der translatorischen Bewegung, um den Ventilkörper des Schieberventils zu betätigen.

Zweckmäßig ist es, wenn die Kurvenscheibe als Kulisse, insbesondere als eine spiralförmige Nut, ausgebildet ist, die mit dem Mitnehmerelement in Wirkverbindung steht. Das Mitnehmerelement wird hierbei bei einer Rotation der Kurvenscheibe entlang der Kulisse bewegt. Dadurch kann auf einfache Weise eine rotatorische Bewegung der Kurvenscheibe in eine translatorische Bewegung des Ventilkörpers umgewandelt werden.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Kulisse Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen aufweist. Dadurch kann beispielsweise der Bereich der Kulisse, in dem sich das Stellventil in der Nullage befindet, mit einer geringeren Steigung ausgeführt werden. Die Nullage des Stellventils entspricht hierbei der Stellung des Schwenkkörpers, in der dieser nicht ausgelenkt ist. Bei einer Ansteuerung des Schrittmotors wird der Ventilkörper des Stellventils aufgrund der geringen Steigung der Kulisse zuerst nur geringfügig ausgelenkt. Es ist somit möglich, die Nullage des Stellventils zu strecken, wodurch ein hoher mechanischer Justageaufwand für die genaue Einstellung der Nullage vermieden wird. Da die Steigung der Kulisse die axiale Auslenkung des Ventilkörpers bestimmt, ergibt sich durch einen Bereich an der Kulisse mit einer geringer Steigung am Ventilkörper des Stellventils bei einer gegebenen Winkelbewegung des Schrittmotors eine entsprechend geringe axiale Auslenkung. Hierdurch kann zudem eine hohe Genauigkeit in der Einstellung des Stellventils erzielt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mitnehmerelement als Stift ausgebildet, der in einer Querbohrung des Ventilkörpers angeordnet ist und mit dem aus der Querbohrung herausragenden Bereich mit der Kurvenscheibe in Eingriff steht, wobei die Hülse in einer Gehäusebohrung längsverschiebbar gelagert ist und ein mit einem Schwenkkörper drehfest verbundenes Bauteil mit der Hülse in Wirkverbindung steht. Bei einer rotatorischen Bewegung der Kurvenscheibe bewegt der Stift den Ventilkörper in axialer Richtung, wodurch die von den Ringnuten und den Kolbenflanschen gebildeten Steuerkanten im Schieberventil freigegeben werden und der Verstellkolben mit Stelldruck beaufschlagt wird. Die Rückmeldung der Bewegung des Schwenkkörpers erfolgt auf die Hülse des Schieberventils, die in einer Gehäusebohrung längsverschiebbar gelagert ist. Durch die Verbindung der Hülse mit dem Schwenkkörper wird die Hülse entsprechend der Bewegung des Schwenkkörpers axial ausgelenkt, wodurch die Steuerkanten des Schieberventils bei Erreichen der gewünschten Schrägstellung des Schwenkkörpers geschlossen werden. Es wird somit eine Servoverstelleinrichtung zur Verfügung gestellt, bei der der Schrittmotor einen Sollwert für die Auslenkung des Schwenkkörpers vorgibt und der Sollwert am Schieberventil mit dem Istwert der Schwenkkörperauslenkung verglichen wird.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Hülse am Außenumfang mit einer Nut versehen ist, in die das mit der Schrägscheibe drehfest verbundene Bauteil eingreift. Dadurch kann auf einfache Weise eine Rückmeldung der Bewegung des Schwenkkörpers auf die Hülse des Stellventils erfolgen.

Bei einer Verstelleinheit, bei der der Ventilkörper zwei Kolbenflansche aufweist, die jeweils eine an der Hülse angeordnete und mit einem Verstellkolben in Verbindung stehende Ringnut ansteuern, ist es vorteilhaft, wenn der Ventilkörper in einer die Hülse vollständig durchsetzenden Längsbohrung längsverschiebbar gelagert ist, die an den axialen Enden mit der an eine Versorgungsleitung angeschlossen Bohrung in Verbindung steht, und die Hülse in einem zwischen den Ringnuten angeordneten Bereich eine Aussparung aufweist, die mit einem Behälter verbunden ist, wobei in dem Bereich zwischen den Ringnuten an der Hülse die Nut und an dem Ventilkörper die Querbohrung vorgesehen ist. Dadurch wird ein Schieberventil zur Verfügung gestellt, das einen einfachen Aufbau aufweist, da für die Verbindung mit der Versorgungsleitung und einem Behälter keine zusätzlichen Ringnuten an der Hülse erforderlich sind. Die Verbindung mit der Versorgungsleitung erfolgt hierbei über die Längsbohrung und die Verbindung mit dem Behälter über eine an der Hülse angeordnete Aussparung.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Mitnehmerelement als Hebel ausgebildet, der an einem Ende einen mit der Kulisse der Kurvenscheibe in Eingriff stehenden Stift aufweist und am gegenüberliegenden Ende mit einem Bauteil in Wirkverbindung steht, das mit einem Schwenkkörper drehfest verbunden ist, wobei der Ventilkörper eine Ringnut aufweist und zwischen den Nutwangen der Ringnut der Hebel angeordnet ist. Bei einer Ansteuerung des Schrittmotors bewegt sich der Hebel mittels des mit der Kurvenscheibe in Eingriff stehenden Stiftes um das mit dem Schwenkkörper in Wirkverbindung stehende und zunächst feststehende Ende. Der Ventilkörper wird durch die Bewegung des Hebels axial ausgelenkt. Die Rückmeldung der Position des Schwenkkörpers erfolgt hierbei ebenfalls mittels des Hebels, der hierzu um das mit der Kurvenscheibe in Eingriff stehende Ende verschwenkt wird und den Ventilkörper entsprechend in Schließrichtung bewegt. Dadurch wird ebenfalls mit einfachen Mitteln eine Servoverstelleinrichtung zur Verfügung gestellt.

Zweckmäßigerweise ist bei einer derartigen Ausgestaltung, bei der der Ventilkörper zwei Kolbenflansche aufweist, die jeweils eine an der Hülse angeordnete und mit einem Verstellkolben in Verbindung stehende Ringnut ansteuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper in einer Längsbohrung der Hülse längsverschiebbar gelagert ist und die Ringnut an dem Ventilkörper an einem aus der Längsbohrung herausragenden Bereich angeformt ist, wobei an der Hülse eine mit einer Versorgungsleitung in Verbindung stehende Ringnut vorgesehen ist, die axial zwischen den mit den Verstellkolben in Verbindung stehenden Ringnuten angeordnet ist und die Längsbohrung an den axialen Enden mit einem Behälter in Verbindung steht. Dadurch wird ein Stellventil mit einem geringen Bauaufwand zur Verfügung gestellt, da für die Anordnung des Hebels an der Hülse keine zusätzlichen Aussparungen erforderlich sind.

Zweckmäßigerweise ist der Ventilkörper des Schieberventils von einer innerhalb der Hülse angeordneten Feder beaufschlagbar. Dadurch wird erreicht, daß das Mitnehmerelement zur Bewegung des Ventilschiebers spielfrei mit der Kurvenscheibe verbunden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine das Schieberventil in eine Nullage bringenden Einrichtung vorgesehen ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Stellventils z. B. bei einem Stromausfall in die Nullage zurückgezogen und somit der Schwenkkörper ebenfalls in die Nullage ausgelenkt wird.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine die Nullage der Abtriebswelle überwachenden Einrichtung vorgesehen ist. Es ist hiermit möglich, die Nullage der Abtriebswelle zu überwachen, falls der Schrittmotor elektrische Zählimpulse nicht in ei­ ne Auslenkung des Schieberventils umwandelt. Es kann somit die Nullage in Si­ cherheitsroutinen stets korrigiert werden.

Zweckmäßigerweise ist die das Schieberventil in Nullage bringende oder überwachende Einrichtung als Wendelfeder ausgebildet, die koaxial zur Abtriebswelle des Schrittmotors angeordnet ist und an den Enden zwei radial abstehende Schenkelenden aufweist, wobei zwischen den Enden der Wendelfeder eine mit dem Gehäuse drehstarr verbundener Anschlagzapfen und ein mit der Kurvenscheibe in Verbindung stehender Zapfen angeordnet ist. Bei einer Betätigung des Schrittmotors wird der mit der Kurvenscheibe in Verbindung stehende Zapfen gegenüber dem gehäusefesten Anschlagzapfen ausgelenkt und somit die Wendelfeder gespannt. Im stromlosen Zustand des Schrittmotors wird die Kurvenscheibe durch die Kraft der Feder in die Nullage zurückbewegt. Mittels dem mit der Kurvenscheibe in Eingriff stehenden Mitnehmerelement wird somit ebenfalls das Stellventil in die Nullage bewegt.

Zudem kann das Schieberventil und der Schrittmotor von dem Schwenkkörper ge­ trennt am Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeordnet werden, wodurch sich der Bauaufwand für die Steuerdruckleitung und die zu den Verstellkolben führenden Lei­ tungen erheblich reduziert. Die Längsachse des Schieberventils kann hierbei senkrecht zur Rotationsachse der Axialkolbenmaschine und zur Schwenkachse des Schwenkkörpers sowie die Längsachse des Schrittmotors parallel zur Schwenkachse des Schwenkkörper angeordnet sein.

Ein geringer Platzbedarf für die Verstelleinrichtung ergibt sich, wenn die Längsachse des Schieberventils senkrecht zur Rotationsachse der Axialkolbenmaschine und zur Schwenkachse des Schwenkkörpers sowie die Längsachse des Schrittmotors parallel zur Rotationsachse der Axialkolbenmaschine angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schemati­ schen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine mit einem als Schieberventil ausgebildeten Stellventil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 gemäß der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 gemäß der Fig. 1,

Fig. 4 das Schieberventil mit der Kurvenscheibe in einem Schnitt entlang der Linie 4-4 gemäß der Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Axialkolbenmaschine mit einem als Schieberventil ausgebildeten Stellventil in einer Darstellung gemäß der Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 gemäß der Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 gemäß der Fig. 5 und

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 gemäß der Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt eine Axialkolbenmaschine 1 mit einem als Schieberventil 24 ausgebildeten elektrisch betätigbaren Stellventil 2. Das Schieberventil 24 ist mittels eines Schrittmotors 4 betätigbar. Der als Schrägscheibe ausgebildete Schwenkkörper 5 ist durch mehrere beidseitig einer Schwenkachse der Schrägscheibe angeordnete nicht mehr dargestellt Verstellkolben in der Schrägstellung einstellbar.

Die Längsachse des Schieberventils 24 ist hierbei senkrecht zur Rotationsachse 22 der Axialkolbenmaschine 1 und senkrecht zur Schwenkachse des Schwenkkörpers 5 angeordnet. Der Schrittmotor 4 ist bezüglich seiner Längsachse parallel zur Rotationsachse der Axialkolbenmaschine 1 am Gehäuse befestigt.

Das Schieberventil 24 weist gemäß der Fig. 1 und 2 einen Ventilkörper 25 auf, der in einer Längsbohrung 60 einer Hülse 26 längsverschiebbar gelagert ist. Die Hülse 26 ist in einer Bohrung 61 des Gehäuses, die mittels Verschlußschrauben 65 und 66 verschlossen ist, ebenfalls längsverschiebbar gelagert. In der Hülse sind Ringnuten 62 und 63 vorgesehen, von denen jeweils eine Querbohrung 62a und 63a ausgeht, die in die Längsbohrung 60 mündet. Am Ventilkörper 25 sind Kolbenflansche 62b und 63b vorgesehen, die die von den Querbohrungen 62a und 63a gebildeten Steuerkanten ansteuern. Die Ringnuten 62 und 63 stehen mit den zu den nicht mehr dargestellten Verstellkolben führenden Leitungen 17 und 18 in Verbindung. Die Verstellkolben können beispielsweise beidseitig der Schwenkachse des Schwenkkörpers 5 angeordnet sein. Die Leitungen 17 und 18 stehen hierbei mit jeweils bezüglich der Schwenkachse gegenüberliegenden Verstellkolben in Verbindung.

Im mittleren Bereich der Hülse 26 ist eine Aussparung 64 vorgesehen, die die Längsbohrung 60 mit dem Inneren des Gehäuses der Axialkolbenmaschine 1 verbindet. Die äußeren Bereiche 67 und 68 der Längsbohrung 61 sind an eine Versorgungsleitung angeschlossen. Der Ventilkörper 25 weist im mittleren Bereich eine Querbohrung 69 auf, in der ein Stift 70 angeordnet ist. An dem aus der Querbohrung 69 herausragenden Ende ist der Stift 70 gemäß der Darstellung der Fig. 4 in einer als spiralförmige Nut ausgebildeten Kulisse 36 einer Kurvenscheibe 37 geführt. Die Kurvenscheibe 37 steht hierbei mit einer Abtriebswelle 19 eines Schrittmotors 4 in drehfester Verbindung. An der Hülse 26 ist in einer Ebene mit der Querbohrung 69 ein Langloch 71 vorgesehen, so daß sich der Stift 70 von Kurvenscheibe 36 durch das Langloch 71 und die Querbohrung 69 erstreckt. Der Stift 70 ist somit in dem Langloch 71 gelagert. Eine Schraube 72, die an der Hülse 26 in die Aussparung 64 eingreift, verhindert ein Verdrehen der Hülse 26. Zur Rückmeldung der Bewegung des Schwenkkörpers 5 ist am Außenumfang der Hülse eine Nut 74 vorgesehen, in die ein mit dem Schwenkkörper 5 drehfest verbundenes Bauteil 33 eingreift. Zur spielfreien Lagerung des Ventilkörpers 25 bezüglich der Hülse 26 ist der Ventilkörper 25 von einer Feder 38 beaufschlagt, die in der Bohrung 60 der Hülse 26 angeordnet ist.

Koaxial zur Abtriebswelle 19 des Schrittmotors 4 ist gemäß der Darstellung der Fig. 3 eine Wendelfeder 39 vorgesehen. Die Wendelfeder 39 weist zwei freie Schenkelenden 41, 42 auf, die sich in radialer Richtung der Feder 39 erstrecken. Die Enden 41 und 42 sind gegeneinander vorgespannt. Zwischen den Schenkelenden 41 und 42 ist ein Stift 43, der mit der Kurvenscheibe 37 drehfest verbunden ist, und ein drehstarr am Gehäuse der Axialkolbenmaschine 1 befestigter Anschlagstift 44 angeordnet. Die Schenkelenden 41, 42 stehen somit zum einen mit dem mit der Kurvenscheibe 37 verbundenen Stift 43 als auch mit dem mit dem Gehäuse verbundenen Anschlagstift 44 in Wirkverbindung.

Bei der Betätigung der Verstelleinrichtung wird ein aus Zählimpulsen gebildetes elek­ trisches Steuersignal im Schrittmotor 4 zu einem der Anzahl der Zählimpulse ent­ sprechenden Drehwinkel der Abtriebswelle 19 umgewandelt. Die mit der Abtriebswelle 19 verbundene Kurvenscheibe 37 wird ebenfalls um einen entsprechenden Drehwinkel beispielsweise in Richtung 50 ausgelenkt. Der mit dem Ventilkörper 25 des Schieberventils 24 verbundenen Stift 70 wird hierbei in der Kulisse 36 geführt und bewegt den Ventilkörper 25 des Schieberventils 24 in Richtung 80. Die Hülse 26 ist über das Bauteil 33 mit dem noch feststehenden Schwenkkörper 5 verbunden. Der Stift 70 wird somit entlang des in der Hülse 26 angeordneten Langlochs 71 bewegt, wodurch der Ventilkörper 25 relativ zur Hülse 26 in Richtung 80 axial ausgelenkt wird. Dadurch wird die mit der Ringnut 62 verbundenen Leitung 17 über die Querbohrung 62a und den Kolbenflansch 62b mit dem Inneren der Hülse 26 und somit über die Aussparung 64 mit dem Gehäuse verbunden. Gleichzeitig gibt der Kolbenflansch 63b eine Verbindung der mit der Ringnut 63 verbundenen Leitung 18 über die Querbohrung 62b in das Innere der Hülse 26 frei, so daß eine Verbindung mit dem an eine Versorgungsleitung angeschlossenen äußeren Bereich 67 erfolgt. Der beispielsweise den Pumpendruck einer Speisepumpe führenden Bereich 67 ist somit mit der Leitung 18 verbunden, wodurch der Schwenkkörper 5 der Axialkolbenmaschine 1 ausgelenkt wird. Die Hülse 26 des Schieberventils 24 wird von dem Bauteil 33 entsprechend der Bewegung des Schwenkkörpers 5 in axialer Richtung nachgeführt, so daß bei Erreichen des am Schrittmotor 4 eingestellten Schwenkwinkels die Kolbenflansche 62b und 63b durch die Hülse 26 verschlossen werden und somit die Verschwenkung des Schwenkkörpers 5 beendet wird. Durch die verschiebbare Hülse 26 wird somit der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 5 direkt an das Stellventil 24 zurückgemeldet und mit der Auslenkung des Ventilkörpers 25 verglichen.

Die Wendelfeder 39 stellt die Nullage der Abtriebswelle 19 des Schrittmotors 4 und somit die Nullage des Schieberventil 24 sicher. Das freie, mittels des Zapfens 43 an der Kurvenscheibe befestigte Schenkelende 41 wird bei einer Ansteuerung des Schrittmotors 4 entsprechend ausgelenkt und spannt die Wendelfeder 39. Sobald am Schrittmotor 4 kein Signal anliegt, wird die Kurvenscheibe 37 mittels des Zapfens 43 durch die Kraft der Wendelfeder 39 in die Ausgangslage zurückgedreht. Der Ventilkörper 25 des Schieberventils 24 wird durch das als Stift 70 ausgebildete Mitnehmerelement ebenfalls in die Nullage zurückbewegt.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Axialkolbenmaschine 1 mit einem als Schieberventil 24 ausgebildeten Stellventil, wobei die Längsachse des Schieberventils 24 senkrecht zur Rotationsachse 22 sowie zur Schwenkachse der Axialkolbenmaschine 1 angeordnet ist. Der Schrittmotor 4 ist bezüglich seiner Längsachse parallel zur Schwenkachse des Schwenkkörpers 5 der Axialkobenmaschine 1 angeordnet.

Gemäß der Fig. 6 weist das Schieberventil 24 einen Ventilkörper 25 auf, der in einer Längsbohrung 60 einer Hülse 26 längsverschiebbar gelagert ist. An der Hülse 26 ist am Außenumfang eine erste Ringnut 27 vorgesehen, die mit einer zu den Verstellkolben führenden Leitung 17 in Verbindung steht. Eine weitere Ringnut 28 steht mit einer zu den Verstellkolben führenden Leitung 18 in Verbindung.

Im Bereich zwischen den Ringnuten 27 und 28 ist eine weitere Ringnut 29 vorgesehen, die mit einem Versorgungsdruck beaufschlagt ist. Eine weitere, am axialen Ende der Längsbohrung 60 angeordnete Ringnut 32 ist mit einem Behälter verbunden. Von den Ringnuten 27, 28, 29 und 32 führen Querbohrungen 27a, 28a, 29a und 30a in das Innere der Hülse 26. Die Bohrungen 27a und 28a bilden hierbei Steuerkanten, die von an dem Ventilkörper 25 angeordneten Kolbenflanschen 27b und 28b ansteuerbar sind. Die Hülse 26 ist mittels einer Schraube 26a bezüglich des Ventilkörpers 25 und der Nullage der Schrägscheibe 5 einstellbar und gegen eine Längsverschiebung gesichert.

Zur Betätigung des Kolbens 25 ist in einem aus der Längsbohrung 60 der Hülse 26 herausragenden Bereich des Ventilkörpers 25 eine Ringnut 30 vorgesehen, in die ein als Hebel 31 ausgebildetes Mitnehmerelement eingreift.

Der Hebel 31 steht gemäß den Fig. 7 und 5 an einem Ende mit einem mit dem Schwenkkörper 5 drehfest verbunden Bauteil 33 in Wirkverbindung. Hierzu ist am Hebel 31 und am Bauteil 33 jeweils eine Bohrung vorgesehen, die mittels eines Paßstiftes 34 miteinander verbunden sind. Am gegenüberliegenden Ende des Hebels 31 ist ein Stift 35 vorgesehen, der in einer als spiralförmige Nut ausgebildeten Kulisse 36 einer Kurvenscheibe 37 geführt ist. Der mittleren Bereich des Hebels 31, der in die Ringnut 30 des Ventilkörpers 25 eingreift, weist abgerundete Seitenflächen auf. Um sicherzustellen, daß der Hebel 31 an den Nutwangen der Ringnut 30 anliegt, ist der Ventilkörper 25 von einer Feder 38 beaufschlagt, die innerhalb der Hülse 26 angeordnet ist.

Die Fig. 7 und 8 verdeutlichen die Anordnung einer Wendelfeder 39, deren Schenkelenden 41, 42 mit einem mit der Kurvenscheibe 37 verbundenen Stift 43 und einem Anschlagstift 44 in Verbindung stehen. Der Anschlagstift 44 ist hierbei an einer Platte 45 befestigt, die mittels eines Paßstiftes 46 und einer Exzenterschraube 47 am Gehäuse der Axialkolbenmaschine befestigt ist. Durch die Exzenterschraube 47 kann hierbei die Nullstellung des Schieberventils 24 eingestellt werden, in der die Kolbenflansche 27b und 28b die Bohrungen 27a und 28a überdecken.

Bei einer Bewegung der Kurvenscheibe 37 aufgrund einer Ansteuerung des Schrittmotors 4 beispielsweise in Richtung 50 wird der Hebel 31 durch den in der Kulisse 36 geführten Stift 35 um das mit dem Bauteil 33 verbundene Ende gedreht. Da der Schwenkkörper 5 und das Bauteil 33 noch keine Schwenkbewegung ausführen, wird der Ventilkörper 25 durch den in die Ringnut 30 eingreifenden mittleren Bereich des Hebels 31 in Richtung 51 ausgelenkt. Hierdurch wird die mit der Leitung 17 verbundenen Ringnut 27 über die Bohrung 27a und den Kolbenflansch 27b mit dem Inneren des Gehäuses der Axialkolbenmaschine verbunden. Gleichzeitig ist die mit der Leitung 18 verbundene Ringnut 28 über die Querbohrung 28a und den Kolbenflansch 28b mit der Querbohrung 29a und der Ringnut 29 verbunden, so daß die Leitung 18 mit einem Stelldruck beaufschlagt ist und somit die Verstellkolben den Schwenkkörper 5 auslenken. Durch die Auslenkung des Schwenkkörper 5 bewegt sich das mit dem Bauteil 33 verbundenen Ende des Hebels 31 um den nun feststehende in der Kulisse 36 geführten Stift 35, so daß bei einer Übereinstimmung des am Stellmotor 4 eingestellten Schwenkwinkels des Schwenkkörpers 5 mit dem durch den Hebel 31 zurückgemeldeten Schwenkwinkel das Schieberventil 24 in Schließstellung geht.

Durch die Wendelfeder 39 wird sichergestellt, daß das Schieberventil 24 in die geschlossenen Stellung verschoben wird, falls am Schrittmotor kein Signal anliegt. Das freie, mittels des Zapfens 43 an der Kurvenscheibe befestigte Schenkelende 41 wird bei einer Ansteuerung des Schrittmotors 4 beispielsweise in Richtung 50 ausgelenkt und spannt die Wendelfeder 39. Sobald am Schrittmotor 4 kein Signal anliegt, wird der Zapfen 43 und somit die Kurvenscheibe 37 durch die Kraft der Wendelfeder 39 in die Ausgangslage zurückgedreht, wodurch das Schieberventil 24 in Schließstellung geht.

Claims (18)

1. Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit (1), insbesondere eine Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise, mit einem Stellventil (2), das einen das Hubvolumen bzw. das Verdrängervolumen der Verdrängereinheit (1) bestimmenden Verstellkolben beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellventil (2) als Schieberventil (24) ausgebildet und elektrisch betätigbar ist.

2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil (24) durch einen Schrittmotor (4) betätigbar ist.

3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil (24) einen in einer Hülse (26) längsverschiebbaren Ventilkörper (25) aufweist, der mit einer Abtriebswelle (19) des Schrittmotors (4) zur Erzeugung einer linearen Bewegung des Ventilkörpers (25) in Wirkverbindung steht, wobei der Ventilkörper (25) mindestens einen Kolbenflansch (27b; 28b; 62b; 63b) aufweist, der eine an der Hülse (26) angeordnete Ringnut (27; 28; 62; 53), die mit dem Verstellkolben in Verbindung steht, ansteuert.

4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (19) des Schrittmotors (4) mit einer Kurvenscheibe (37) drehfest verbunden ist und die Kurvenscheibe (37) mit einem Mitnehmerelement in Wirkverbindung steht, das zur Betätigung des Ventilkörpers (25) vorgesehen ist.

5. Verstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (37) als Kulisse (36), insbesondere als eine spiralförmige Nut, ausgebildet ist, die mit dem Mitnehmerelement in Wirkverbindung steht.

6. Verstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen aufweist.

7. Verstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement als Stift (70) ausgebildet ist, der in einer Querbohrung (69) des Ventilkörpers (25) angeordnet ist und mit dem aus der Querbohrung (69) herausragenden Bereich mit der Kurvenscheibe (37) in Eingriff steht, wobei die Hülse (26) in einer Gehäusebohrung (61) längsverschiebbar gelagert ist und ein mit einem Schwenkkörper (5) drehfest verbundenes Bauteil (33) mit der Hülse (26) in Wirkverbindung steht.

8. Verstelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (26) am Außenumfang mit einer Nut (74) versehen ist, in die das mit dem Schwenkkörper (5) drehfest verbundene Bauteil (33) eingreift.

9. Verstelleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Ventilkörper (26) zwei Kolbenflansche (62b, 63b) aufweist, die jeweils eine an der Hülse (26) angeordnete und mit einem Verstellkolben in Verbindung stehende Ringnut (62, 63) ansteuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (25) in einer die Hülse (26) vollständig durchsetzenden Längsbohrung (60) längsverschiebbar gelagert ist, die an den axialen Enden mit der an eine Versorgungsleitung angeschlossen Bohrung (61) in Verbindung steht, und die Hülse (26) in einem zwischen den Ringnuten (62, 63) angeordneten Bereich eine Aussparung (64) aufweist, die mit einem Behälter verbunden ist, wobei in dem Bereich zwischen den Ringnuten (62, 63) an der Hülse (26) die Nut (74) und an dem Ventilkörper (25) die Querbohrung (69) vorgesehen ist.

10. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement als Hebel (31) ausgebildet ist, der an einem Ende einen mit der Kurvenscheibe (37) in Eingriff stehenden Stift (35) aufweist und am gegenüberliegenden Ende mit einem Bauteil (33) in Wirkverbindung steht, das mit einem Schwenkkörper (5) drehfest verbundenen ist, wobei der Ventilkörper (25) des Schieberventils (24) ein Ringnut (30) aufweist und zwischen den Nutwangen der Ringnut (30) der Hebel (31) angeordnet ist.

11. Verstelleinrichtung nach Anspruch 10, wobei der Ventilkörper (26) zwei Kolbenflansche (27b, 28b) aufweist, die jeweils eine an der Hülse (26) angeordnete und mit einem Verstellkolben in Verbindung stehende Ringnut (27 28) ansteuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (26) in einer Längsbohrung (60) der Hülse (26) längsverschiebbar gelagert ist und die Ringnut (30) an dem Ventilkörper (25) an einem aus der Längsbohrung (60) herausragenden Bereich angeformt ist, wobei an der Hülse (26) eine mit einer Versorgungsleitung in Verbindung stehende Ringnut (29) vorgesehen ist, die axial zwischen den mit den Verstellkolben in Verbindung stehenden Ringnuten (27, 28) angeordnet ist und die Längsbohrung (60) an den axialen Enden mit einem Behälter in Verbindung steht.

12. Verstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (25) des Schieberventils (24) von einer innerhalb der Hülse (26) angeordneten Feder (38) beaufschlagbar ist.

13. Verstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Schieberventil (24) in eine Nullage bringenden Einrichtung vorgesehen ist.

14. Verstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Nullage der Abtriebswelle (19) überwachenden Einrichtung vorgesehen ist.

15. Verstelleinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schieberventil (24) in Nullage bringende oder die die Nullage der Abtriebswelle (19) überwachende Einrichtung als Wendelfeder (39) ausgebildet ist, die koaxial zur Abtriebswelle (19) des Schrittmotors (4) angeordnet ist und an den Enden zwei radial abstehende Schenkelenden (41, 42) aufweist, wobei zwischen den Enden der Wendelfeder (39) eine mit dem Gehäuse drehstarr verbundener Anschlagzapfen (44) und ein mit der Kurvenscheibe (37) in Verbindung stehender Zapfen (43) angeordnet sind.

16. Verstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil (24) und der Schrittmotor (4) am Gehäuse der Verdrängereinheit (1) angeordnet ist.

17. Verstelleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Schieberventils (24) senkrecht zur Rotationsachse (22) der Axialkolbenmaschine und zur Schwenkachse des Schwenkkörpers (5) sowie die Längsachse des Schrittmotors (4) parallel zur Schwenkachse des Schwenkkörpers (5) angeordnet ist.

18. Verstelleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Schieberventils (24) senkrecht zur Rotationsachse (22) der Axialkolbenmaschine des Schwenkkörpers (5) sowie die Längsachse des Schrittmotors (4) parallel zur Rotationsachse der Axialkolbenmaschine angeordnet ist.