DE2545362C2 - Steuereinrichtung für den doppelt wirkenden Stellzylinder einer Hydromaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs angegebenen Art.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art (DE-OS 14 53 656) wirkt bei Anwachsen der Fördermenge und/oder des Förderdrucks der Hydromaschint über bestimmte Grenzen hinaus dieser Druck auf Meßwerke die ihrerseits auf das Steuerventil des Handstellglieds einwirken und dadurch die Beaufschlagung des Stellzylinderkolbens mit dem Steuerdruck der Hilfspumpe bewirken. Die Geschwindigkeit, mit der auf diese Weise die selbsttätige Verringerung des Verdrängungsvolumens herbeigeführt werden kann, hängt daher von de^r Leistungsfähigkeit der Hilfspumpe ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der vorgenannten Art so auszugestalten, daß die Verringerung des Verdrängungsvolumens bei plötzlichem Anwachsen der Fördermenge oder des Förderdrucks der Hydromaschine über die bestimmten Grenzen hinaus mit größerer Geschwindigkeit erfolgen kann, als es bei dieser bekannten Steuereinrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Maßnahme gelöst.

Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt besteht darin, daß die Leistung der Hilfspumpe verhältnismäßig gering bemessen werden kann und dennoch bei plötzlichem Anwachsen der Fördermenge oder des Förderdrucks der Hydfomaschine über bestimmte Grenzen hinaus die selbsttätige Verringerung des Verdrängungsvolumens mit großer Geschwindigkeit erfolgen kann, weil hierzu der Förderdruck der Hydromaschine und nicht lediglich der Steuerdruck der Hilfspumpe zur Verfügung steht.

An sich ist es nicht mehr neu, dem Stellzylinder einer Hydromaschine deren Förderdruck der Maschine zuzuführen, vergleiche DE-OS 19 17 488. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung wird je nach Fördereinrichtung der Hydromaschine der Förderdruck dieser Maschine in den entsprechenden Arbeitsraum des doppelt wirkenden Stellzylinders geleitet, um die Hydromaschine rasch in die Null-Förderlage zu verstellen. Eine Hilfspumpe ist dabei nicht vorgesehen, was den Nachteil hat, daß man das Verdrängungsvolumen der Hydromaschine mit Hilfe des Handstellglieds nicht schon dann einstellen kann, wenn die Hydromaschine im Leerlauf läuft und daher keinen Druck entwickelt.

Es ist auch bereits eine Steuereinrichtung für den doppelt wirkenden Stellzylinder einer Verstellpumpe bekannt (Prospekt der Firma Mannesmann-Meer. HY 121 vom Jahre 1957), dessen Stufenkolben das Verdrängumgsvolumen der Verstellpumpe von einem Höchstwert für Förderung in der einen Richtung durch Null hindurch bis zu einem Höchstwert für Förderung und in der entgegengesetzten Richtung zu verstellen vermag und einerseits bei Beaufschlagung mit dem Förderdruck einer mit der Verstellpumpe gekuppelten Hilfspumpe dem Handstellglied eines Steuerventils folgt und andererseits unabhängig von der jeweiligen Einstellung dieses Ventils bei Anwachsen des Förderdrucks der Verstellpumpe über eine bestimmte Grenze hinaus dao Verdrängungsvolumen durch den Förderdruck der Verstellpumpe selbsttätig verringert und dadurch das Überschreiten der eingestellt ;n Grenze verhindert. Zum Verringern des Verdrängungsvolumens ist der Stufenkolben des Stellzylinders mit dem Kolben eines Hilfszylinders gekuppelt, dem bei Überschreiten des Förde.drucks der Verstellpumpe über die bestimmte Grenze hinaus dieser Druck zugeführt wird. Der Hilfskolben verschiebt dann zwangsweise den Stufenkolben unabhängig von der jeweiligen Stellung des Handstellglieds. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Stufenkolben des Stellzylinders verschieben kann, ist dabei indessen begrenzt, weil der Stufenkolben bei seiner zwangsweisen Verschiebung Flüssigkeit verdrängt, die durch das Überdruckventil der Hilfspumpe entweichen muß, weil ein zusätzlicher Auslaß für die aus dem Stellzylinder zu verdrängende Flüssigkeit fehlt. Beim Gegenstand der Erfindung ist aber ein solcher Auslaß gemäß den Merkmalen b und d des Anspruchs 1 vorgesehen, so daß sich der Kolben des Stellzylinders unter dem ihm zugeführten Druck mit höherer Geschwindigkeit verschieben kann als es beim Fehlen eines solchen Auslasses möglich wäre.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die in ihrem Aufbau allgemein bekannte und im einzelnen nicht dargestellte Hydromaschine, deren Verdrängungsvolumen von einem Höchstwert für Förderung in der einen Richtung durch Null hindurch bis zu einem Höchstwert für Förderung in der entgegengesetzten Richtung verstellbar ist, kann als Pumpe oder als Motor wirken. Sie kann beispielsweise als Schrägscheibenaxialkolbenmaschine ausgebildet »ein, bei der durch die Schrägscheibe auf einer Wiege 34 gelagert ist. In diesem Falle wird das das Vsrdrängungsvolumen bestimmende Stellglied von der Wiege gebildet, die durch den Kolben eines doppelt wirkenden Stellzylinders von der Nullförderlage aus in der einen oder anderen der anderen Richtung schwenkbar ist. Die

bo umlaufende Zylindertrommel, welche die achsparallelen Kolben trägt, liegt an einem nicht umlaufenden, am Gehäuse befestigten Steuerspiegel an, der mit nierenförmigen Schlitzen P\ und P'2 versehen ist und auf seiner Rückseite im Gehäuse vorgesehene Kühlkanäle 244 begrenzt, die über eiiir Leitung 245 mit dem Inneren des schematisch angedeuteten Gehäuses 11 verbunden sind. Die Wiege 34 trägt einen Flügelkolben. Dieser Flügelkolben unterteilt den starr am Gehäuse befestigen dop-

pelt wirkenden Stellzylinder in zwei Arbeitskammern 80 und 81. Mit der umlaufenden Zylindertrommel, ist der Läufer einer im Gehäuse angeordneten Hilfspumpe 52 gekuppelt, deren Einlaß durch eine Leitung 209 mit dem Vorratsbehälter Tverbunden ist.

Die Wiege 34, die den als Flügeikolben ausgebildeten Stellzylinderkolben trägt, ist mit einer starr an ihm befestigten ebenen Ventilscheibe versehen, die sich lotrecht zur Schwenkachse des Flügelkolbens erstreckt und in gleichen Abständen von dieser Achse zwei Steuermündungen 97 und 98 hat. Um die gleiche Achse ist ein Arm 118 schwenkbar, der mit dem Handstellglied verbunden ist und durch dieses verschwenkt werden kann. Dieser Arm trägt einen Flachschieber 136,137, der an der ebenen Ventilscheibe gleitend anliegt und in seiner Mitte eine Steueröffnung 134 hat. die ständig mit der Steuerdruckleitung 211 der Hilfspumpe 52 verbunden ist.

Nimmt das Handstellglied und der mit diesem starr

vprhiindpnp Arm 11K ςρϊηο MitlpUtplliinp ein. dann ho-

findet sich die von der Hilfspumpe 52 gespeiste Mündung 134 zwischen den Steuermündungen 97 und 98 der ebenen Ventilscheibe. Wird das Handstellglied aber verschwenkt, beispielsweise im Uhrzeigersinn, dann gelangt die Steuermündung 134 zur Deckung mit der Steuermündung 98. Von dieser führt eine Leitung 100 über eine Drosselöffnung 110 und ein dieser parallel geschaltetes Rückschlagventil 108 zur Arbeitskammer 81 und setzt diese unter Druck. Dadurch wird der Flügelkolben und mit ihm die an ihm befestigte Ventilscheibe im Uhrzeigersinn verschwenkt, und zwar so weit, daß die Steuermündung 98 durch den Flachschieber 136, 137 verschlossen wird. Verschwenkt man das Handstellglicd im Gegenuhrzeigersinn, dann kommt die Steuermündung 134 in Deckung mit der Steuermündung 97, die durch eine Leitung 99 über eine Drosselstelle 109 und ein parallel zu dieser geschaltetes Rückschlagventil 107 mit der Arbeitskammer 80 verbunden ist. Infolgedessen fördert die Hilfspumpe 52 Steueröl in die Arbeitskammer 80 und verschwenkt den Flügelkolben im Gegenuhrzeigersinn. Das aus der anderen Arbeitskammer 81 verdrängte Steueröl fließt dann über die Leitung 100 und die Drosselstelle 110 zur Mündung 98. die dabei durch den Flachschieber 136, 137 freigegeben ist und mit dem Inneren des Gehäuses 11 verbunden ist, aus dem die Hilfspumpe 52 über die Leitung 209 gespeist wird.

Auf diese Weise ist erreicht, daß der Flügelkolben, der beiderseits die gleiche Fläche hat. bei Beaufschlagung mit dem Förderdruck der Hilfspumpe dem Handstellglied folgt.

Wächst die Fördermenge oder der Förderdruck der Hydromaschine jber eine bestimmte Grenze hinaus an, dann wird der einen oder der anderen Arbeitskammer 80,81 des Stellzylinders unabhängig vom Handstellglied und dem Arm 118 und unabhängig von den Steuermündungen 97, 98, 134 der Förderdruck zugeführt, der in dem Schlitz P1 und der angeschlossenen Förderleitung 227 oder bei umgekehrter Förderrichtung in dem Schlitz P2 und der angeschlossenen Förderleitung 228 herrscht. Während die eine der beiden Arbeitskammern 80 oder 81 in der nachstehend erläuterten Weise mit dem jeweils unter Druck stehenden Schlitz P 1 oder P2 verbunden wird, wird die andere Arbeitskammer auf Abfluß geschaltet. Infolgedessen verschiebt sich der Flügelkolben und verringert rasch das Verdrängungsvolumen der Maschine.

Bei der nachstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels bedarf es nur der Erläuterung des Aufbaus der Steuereinrichtung und ihrer Wirkungsweise für die eine Förderrichtung der Maschine, da für die andere Förderrichtung die Steuerung gleichartig abläuft. Diejenigen hydraulischen Schaltelemente, die bei der entgegengesetzten Förderrichtung der Maschine in Tätigkeit treten, erhalten nachstehend die in Klammern gesetzten Bezugszahlen.

Der Druck der Hydromaschine wird der Arbeitskammer 80, (81) in noch näher auszuführender Weise durch eine in sie mündende Leitung 269 (271) zugeführt. Die dadurch bewirkte Verschiebung des Flügelkolbens hat zwar die Wirkung, daß die mit dem Druck beschickte Arbeitskammer 80 (81) über die Leitung 99 (100) mit derjenigen Steuermündung 97 (98) in Verbindung gesetzt wird, die infolge der Verschiebung des Steuerkolbens und des starr daran befestigten Flachschiebers 136, 137 freigelegt wird und daher mit dem Inneren des Gehäuses 11 verbunden ist; doch wird dadurch der der Arbeitskammer 80 (81) zugeführte Druck nicht wesentlich geschwächt, weil der Abfluß über die freigelegte Steuermündung 97 (98) durch die Drossel 109 bzw. 110 stark behindert wird. Hört der Zufluß durch die Leitung 269 (271) auf, dann wandert der Flügelkolben, gesteuert durch den Flachschieber 136, 137 wieder in die durch das Handstellglied bestimmte Lage, weil das Handstellglied durch die Verschwenkung des Flügelkolbens unter dem Druck der Hydromaschine keine Verstellung erfahren hatte.

Der "»euerdruck der Hilfspumpe 52 wird durch ein noch näher zu erläuterndes Druckbegrenzungsventil 200 in Abhängigkeit von Förderdruck der Hydromaschine derart gesteuert, daß sich der Steuerdruck der Hilfspumpe 52 verhältnisgleich mit dem Druck der Hydromaschine ändert, der in dem Schlitz Pi (P2) herrscht. Die Hilfspumpe 52 dient zugleich zum Auffül-

J5 len des Arbeitskreislaufs der Hydromaschine. Diesem Zweck dient ein »Auffüllkreis«, in den das Pumpengehäuse 11 eingeschaltet ist. In dieses Gehäuse 11 fließt daher der Flüssigkeitsüberschuß der Hilfspumpe 52, und zwar über ein als Druckregelventil 201 dienendes vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil. Das Gehäuse 11 ist über ein weiteres Druckbegrenzungsventil 202 mit einem Vorratsbehälter Tverbunden. Das Druckbegrenzungsventil 202 hält im Gehäuse 11 einen niedrigen Überdruck aufrecht. Im Bedarfsfalle kann die im Gehäuse 11 vorhandene Flüssigkeitsmenge zum Auffüllen des Arbeitskreislaufs herangezogen werden.

In die an den Schlitz Pi (P2) angeschlossene Leitung 227 (228) ist eine verstellbare Drossel 205 (206) eingeschaltet. Außerdem ist der Schlitz Pi (P2) über die Leitung 227, (228) und eine Zweigleitung 248 (251) an das vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil 2OJ (204] angeschlossen. Dieses Ventil spricht auf den Druckabfall an der Drosselstelle 205 (206) an und wird dahei durch die Fördermenge gesteuert. Überschreitet diese Strömungsmenge eine bestimmte Grenze, dann öffne) das Druckbegrenzungsventil 203, (204). Damit wirkt dei Förderdruck der Hydromaschine über die Leitung 26i

(271) auf die Arbeitskammern 80 (81) des Stellzylinders.

An dieselbe Leitung 269 (271) ist ein später noch nä her zu erläuterndes, als Auslaß wirkendes, vorgesteuer tes Druckbegrenzungsventil 207 (208) angeschlossen. E: dient dem Zweck, die Flüssigkeit abfließen zu lassen, di< bei Beaufschlagung der einen Stellzylinderkammer 81 mit dem Druck der Hydromaschine aus der andere!

fn Stellzylinderkammer 80 verdrängt wird oder umge kehrt. Im Anspruch 1 ist dieses Ventil daher als druckbe grenzendes Auslaßventil bezeichnet.

Die Druckleitung 210 der Hilfspumpe 52 ist durcl

Leitungen 212 und 213 mit einem vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil 200 verbunden, das dem Zweck dient, den Steuerdruck der Hilfspumpe 52 zu bestimmen. Im Ventil 200 wirkt die von der Hilfspumpe 52 zugeführte Flüssigkeit auf einen Stufenkolben, der das Verschlußtück 214 bildet und gegen einen Sitz 215 gedrückt wird. Dieses geschieht durch eine Feder 216 und ^nen Stößel 217, der durch einen Kolben 218 belastet ist. Auf den Kolben 218 wirkt über die Leitungen 249 (252), 255 (259) und 256 der Förderdruck der Hydromaschine. Das hat zur Folge, daß die auf den Stößel 217 und das Verschlußstück 214 wirkende Kraft in Abhängigkeit vom Druck der Hydromaschine steht. Die Feder 216 des Druckbegrenzungsventils 200 ist auf etwa 21 Bar voreingestellt. Wirkt der Förderdruck der Hydromaschine von etwa 350 Bar auf den Stößel 217, dann wird das Druckbegrenzungsventil 200 auf etwa 35 Bar eingestellt.

Oberste!⁰! der auf die Schulter 219 des Slufsnkolbens wirkende Steuerdruck der Hilfspumpe die eingestellte Grenze, dann wird das Verschlußstück 214 von seinem Sitz 215 abgehoben und läßt Flüssigkeit in den Auffüllstromkreis überfließen. Zu diesem gehören Leitungen 220, 221 (222) und 225 (223), die zu einem Rückschlagventil 226 (224) führen. Das Rückschlagventil 224 (226) ist an die Leitung 227 (228) angeschaltet, welche von dem Schlitz Pi (P2) ausgeht. Wenn der als Einlaß wirkende Schlitz P1 oder P2 nur unzureichend mit Flüssigkeit beliefert wird, dann öffnet sich das betreffende Rückschlagventil 224 oder 226 und läßt Flüssigkeit in die Leitung 227 oder 228 hineinfließen, wodurch der Kreislauf wieder aufgefüllt wird. Dadurch wird verhindert, daß in der Hydromaschine Unterdruck entsteht.

Beim normalen Betrieb verbraucht die Hydromaschine nicht die gesamte, vom Ventil 200 abfließende Flüssigkeitsmenge im Auffüllkreis. Der Überschuß fließt über die Leitung 230 zu einem als Druckregelventil wirkenden vorgesteuerten Druckbegrenzungsventil 201. Dessen Verschlußstück hat einen Stufenkolben 231, der auf seinen Sitz 232 gedrückt wird. Dies geschieht durch eine schwache Feder 233 und durch das Druckmittel, das sich in dem Hohlraum 234 oberhalb des Stufenkolbens 231 befindet. Der Druck in diesem Hohlraum wird durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 235 gesteuert, dessen Einlaß durch eine Leitung 236 mit dem Hohlraum 234 in Verbindung steht. Die in der Leitung 230 befindliche Auffüllflüssigkeit erreicht das Ventil 235 über den Einlaß 237 des Ventils 201, eine Bohrung 238, einen Hohlraum 239, eine Mündung 240, den Hohlraum 234 und eine Leitung 236. Überschreitet der Druck der Auffüllflüssigkeit die zulässige Grenze, dann öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 235. Der Druck in dem Hohlraum 234 über dem Stufenkolben 231 hat dann die obere Grenze erreicht Nimmt der auf die Schulter 241 des Stufenkolbens 231 wirkende Druck der Auffüllflüssigkeit weiter zu, dann wird dadurch das Verschlußstück von dem Sitz 232 abgehoben. Es geschieht dies bei etwa 14 Bar.

Die unten aus dem Druckbegrenzungsventil 201 überströmende Flüssigkeit fließt durch Leitungen 242 und 243 in die Kühlkanäle 244 und dann weiter durch eine Leitung 245 ins Gehäuse 11. Die in diesem Gehäuse befindliche Flüssigkeit wird vermehrt durch Leckflüssigkeit, die zwischen den Teilen der Hydromaschine vorbei hindurchsickert. Die Flüssigkeit im Gehäuse It fließt über ein Druckbegrenzungsventil 202 und eine Leitung 246 in den Vorratsbehälter T. Das Druckbegrenzungsventil 202 hält den Druck im Gehäuse 11 auf etwa 4,2 Bar. Sollte der Flüssigkeitsbedarf der Hydromaschine durch die Hilfspumpe 52 oder den Auffüllkreis nicht gedeckt werden, dann steht die unter Druck stehende Flüssigkeit im Gehäuse 11 zur Verfügung, um in der entgegengesetzten Richtung durch die Leitung 245. die Kanäle 244 und die Leitungen 243, 242 zurück durch das Druckbegrenzungsventil 201 in den Auffüllkreis 230 zu fließen, um diesem zusätzliche Flüssigkeit zu liefern. Das geschieht, wenn sich das Rückschlagventil 224 oder 226 öffnet, um den Kreislauf aufzufüllen, wenn in diesem der Druck unter den Druck im Gehäuse 11 sinken sollte. In diesem Falle fällt der Druck im Hohlraum 234 unter den Druck im Gehäuse 11 und dieser Druck im Gehäuse kann den Stufenkolben 231 anheben, so daß sich das Verschlußstück vom Sitz 232 hebt und die Flüssigkeit in den Auffüllkreis fließt.

Das Druckbegrenzungsventil 207 wird also durch eine Drosselkette gesteuert, nämlich durch die Drosselsteüen 294 '285^ und 295 '287^ und durch das Rückschlagventil 297 (289). Ist das Rückschlagventil 297 geschlossen, wird die Drosselkette nicht durchströmt, und die Fläche 277 des Verschlußstücks (274) ist daher mit dem vollen Steuerdruck der Hilfspumpe 52 belastet. Ist das Rückschlagventil 297 aber offen, dann wird die Fläehe 277 nur mit dem halben Steuerdruck der Hilfspumpe 52 belastet. Das Ventil 201 wird durch die an seinem Verschlußstück anliegenden Differenzdrücke, also durch das einstellbare Druckbegrenzungsventil 235 vorgesteuert.

Das druckbegrenzende Einlaßventil 203 (204) steuert den Druck, der in dem Schlitz Pi (P2) der Hydromaschine herrscht, und begrenzt die Fördermenge. Aus dem Schütz Pi (P2) fließt der Förderstrom der Hydromaschine durch die Leitung 227 (228) und die Drosselstelle 205 (206) zu einem Druckmittelverbraucher. Der Raum unter der Bodenfläche des Verschlußstücks des Ventils 203 (204) ist durch die Leitungen 227 (228) und 248 (251) mit der Mündung P1 (P2) verbunden. Auf die obere Fläche des kolbenförmigen Verschlußstücks des Ventils 203 (204) wirkt die Druckflüssigkeit, die durch die Leitung 227 (228). die Drosselstelle 205 (206), eine Leitung 249 (252) und eine Drosselstelle 250 (253) fließt. Stellt der Schlitz Pi (P2) die Druckmündung dar dann bildet P2 (P I) den Einlaß, und der Strom fließt in diese Einlaßmündung über ein Rückschlagventil 273 (272) und die Leitung 228(227) ungedrosselt.

Die Vorsteuerung, also die Einstellung der Druckgrenze, auf die das Druckbegrenzungsventil 203 (204) anspricht, erfolgt durch ein einstellbares Rückschlagventil 247. Dessen Einlaß ist mit der über dem Druckbegrenzungsventil 203 (204) befindliche Drosselstelle 250 (253) über ein Rückschlagventil 254 (258), eine Leitung 255 (259), eine Leitung 256 und einen Hohlraum 257 verbunden. Das im Hohlraum 257 befindliche Druckmittel drückt auf den Kolben 218, der seinerseits auf den Stößel 217 einen abwärtsgerichteten Druck ausübt, wie bereits erwähnt wurde.

Auf den Auslaß des einstellbaren Rückschlagventils 247 wirkt der im Hohlraum 239 herrschende Druck. Es ist dies der im Gehäuse 11 herrschende Auffülldruck, weil der Hohlraum 239 über 240, 236,235,243,244 und 245 mit dem Gehäuse 11 verbunden ist Das kegelförmige Verschlußstück des Rückschlagventils 247 ist durch eine Schraubenfeder belastet, die sich an einem von Hand verstellbaren Schraubenbolzen abstützt. Mit Hilfe dieses Schraubenbolzens kann man daher willkürlich den Druck einstellen, der im Hohlraum 257 herrscht und die Druckbegrenzungsventile 200, 203 und 204 belastet

und dadurch vorsteuert.

Das Druckbegrenzungsventil 203 (204) hat nämlich ein Verschlußstück 260 (263), das auf seinen Sitz 261 (264) durch eine Feder 262 (265) gedrückt wird. Stellt der Schlitz Pi (P 2) die Druckseite dar, dann fließt die geförderte Flüssigkeit durch eine Drossel 266 (267) im Verschlußstück 260 (263) und durch die Drossel 250 (253) zum Hohlraum 257, wodurch dieser Hohlraum unter den Druck dsr Hydromaschine gesetzt wird.

Das einstellbare Rückschlagventil 247 öffnet sich, wenn der Druck der Hydrorr-.aschine eine bestimmte Grenze überschreitet. Geschieht dies mit dem Druck im Schlitz P\ (P2), dann verringert der durch die Drosseln 266 (267) und 250 (253) des Druckbegrenzungsventils 203 (204) fließende Strom den in der Kammer 268 (270) oberhalb des Verschlußstücks 260 (263) herrschenden Druck. Infolgedessen hebt sich das Verschlußstück 260 (263) von seinem Sitz 261 (264) ab, und der durch die Leitung 248 (251) zugeführte Anteil des Förderstroms der Hydromaschine fließt durch das geöffnete Druckbegrenzungsventil 203 (204) in die Leitung 269 (271), die in die Arbeitskammern 80 (81) des Stellzylinders führt. Der Flügelkolben wird daher in Gang gesetzt und verschwenkt die Wiege 34 in Richtung auf dessen neutrale Mittelstellung, wodurch das Verdrängungsvolumen der Hydromaschine verringert wird, bis infolgedessen der Förderdruck auf die Größe sinkt, bei der sich das Druckbegrenzungsventil 203 (204) wieder schließt.

Auf den Druckabfall an der Drosselstelle 205 (206) spricht das Druckbegrenzungsventil 203 (204) an. Es begrenzt daher die von der Hydromaschine durch den Schlitz Pl (P2) strömende Fördermenge. Wie bereits erwähnt, verbindet die Leitung 248 (251) die Leitung 227 (228) stromauf von der Drosselstelle mit der Unterseite des Verschlußstücks 260 (263) des Druckbegrenzungsventils 203 (204), während stromab von der Leitung 227 (228) eine Leitung 249 (252) abgeht und zur Oberseite des VerschiuBstücks 260 (263) führt. Das VerschluÖstück des Druckbegrenzungsventils 203 (204) ist durch eine Feder 262 (265) belastet. Diese beeinflußt denjenigen Druckabfall an der Drosselstelle 205 (206). bei dessen Überschreiten das Druckbegrenzungsventil 203 (204) öffnet. Die Einstellung dieses Ventils hängt daher von dem einstellbaren Drosselquerschnitt 205 (206) ab.

Stücks 274 (279) der Steuerdruck der Hilfspumpe 52, dann muß zum Anheben des Verschlußstücks 274 (279) auf dessen Bodenfläche 278 (283) ein doppelt so hoher Druck wirken.

Das Druckbegrenzungsventil 207 (208) wirkt verschieden, je nachdem, ob das ihm zugeordnete Druckbegrenzungsventil 203 (204) mit der Druckseite oder mit der Saugseitc der Verstellpumpe verbunden ist. Diese beiden verschiedenen Wirkungen werden nunmehr erläutert werden.

Das von der Hilfspumpe 52 gelieferte Steueröl fließt über die Leitung 210 und die Leitung 284 (212) durch eine erste Drosselstelle 285 (294) in den Hohlraum 286

(293) über dem Verschlußstück 279 (274) und von diesem Hohlraum aus durch eine Leitung 288 (296) und eine darin befindliche Drosselstelle 287 (295) zu einem Rückschlagventil 289 (297). 1st der Schlitz P2 (P 1) der Auslaß, dann herrscht in der Leitung 228(227) und einer zum Rückschlagventil 289 (297) führenden Zweigleitung ein niedriger Druck, so daß das von der Hilfspumpe geförderte Steueröl von der Leitung 288 (2%) aus über das Rückschlagventil 289 (297) zur Saugseite P2 CPl) der Hydromaschine fließt. Durch die Drosselstelle 285

(294) ist der Druck, der auf die obere Stirnseite 282 (277) des Verschlußstücks 279(274) wirkt, auf etwa die Hälfte des Steuerdrucks der Hilfspumpe 52 herabgesetzt. Deshalb öffnet sich das Ventil 208 (207) nur dann, wenn auf seine Stufenfläche 283 (278) ein Druck wirkt, welcher dem vollen Steuerdruck der Hilfspumpe 52 entspricht. Da die Arbeitskammer 81 (80) des Stellzylinders mit dem Einlaß des Druckbegrenzungsventils 208 (207) durch die Leitung 271 (269) verbunden ist, begrenzt dieses Ventil 208 (207) den in der Arbeitskammer 81 (80) herrschenden Druck auf denjenigen Druck des von der Hilfspumpe 52 geförderten Steueröls, der durch das Druckbegrenzungsventil 200 eingestellt ist. Da der in der Arbeitskammer 81 (80) herrschende Druck auf den Steuerdruck der Hilfspumpe beschränkt ist. wenn der Schlitz P2 (Pi) unter niedrigem Druck steht, wirkt auf den Flügelkolben 70, 73 ein Druckunterschied, dessen Größe den Steuerdruck der Hilfspumpe 52 erreichen kann, und dadurch wird der Flügelkolben im Sinne einer Verringerung des Verdrängungsvolumens der Hydromaschine solange verstellt, bis die Fördermenge dasje-

Führt ein unzulässiges Anwachsen der Fördermenge 45 nige Maß erreicht, auf welches das Druckbegrenzungsdazu, daß der auf das Verschlußstück 260 (263) wirkende ventil 207 (208) eingestellt ist.

Wenn der Förderdruck der Hydromaschine der den

Druckunterschied die Kraft der Feder 262 (265) überschreitet, dann wird das Verschiußstück von seinem Sitz 261 (264) abgehoben. Dadurch wirkt der Förderdruck der Hydromaschine über die Leitung 269 (271) auf die Arbeitskammer 80 (81) des Stellmotors. Dadurch verschwenkt der Stellmotor die Wiege 34 in Richtung der Nullförderlage. Das geschieht solange, bis die hierdurch bewirkte Verringerung des Verdrängungsvolumens der Hydromaschine die Fördermenge auf den Sollwert verringert hat, der durch die Einstellung der Drossel (206) bestimmt ist. Die durch das Druckbegrenzungsventil 203 (204) strömende Flüssigkeit gelangt auch zu einem Druckbegrenzungsventil 207 (208), dessen Verschlußstück 274 (279) von einem abgestuften Kolben gebildet wird, der auf seinen Sitz 275 (280) durch eine Feder 276 (281) gedrückt wird. Die obere Fläche (282) des Stufenkolbens ist doppelt so groß bemessen wie seine Bodenfläche 278 (283). Der Grund für diese doppelte Bemessung liegt darin, daß zum öffnen des Ventils 207 (208) auf die Bodenfläche ein doppelt so großer Druck wirken muß, wie auf die obere Fläche. Wirkt z. B. auf die Oberfläche 277 (282) des Verschluß-Steuerdruck der Hilfspumpe 52 übersteigt, über die Leitung 269 (271) auf den Flügelkolben wirkt, kann ein Verschwenken des Kolbens durch die Handsteuerung nicht verhindert werden, weil diese Handsteuerung nur höchstens mit dem Steuerdruck der Hilfspumpe wirkt Mithin wird die Handsteuerung durch die selbsttätige Steueranlage mit den Ventilen 203, 204, 207 und 208 übersteuert Sobald aber der Druck in der Leitung 269 (271) fällt und sich das Druckbegrenzungsventil (204) wieder schließt dann schwenkt der Flügelkolben wieder in die durch den Handhebel und den Arm bestimmte Winkelstellung zurück.

Übersteigt der durch das Druckbegrenzungsventil 203 (204) bestimmte Übersteuerungsdruck (reduzierter Förderdruck der Hydromaschine) die Schließkraft des Druckbegrenzungsventils 207 (208), öffnet dieses und läßt die Überschußflüssigkeit in den Auffüllkreis zur

t-'■ Niederdruckseite der Hydromaschine zurückfließen.

Die selbsttätige Steuerung ist von besonderer Bedeutung, wenn die Hydromaschine als Verstellpumpe arbeitet und einen Hydromotor speist, und daher mit diesem

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ein Flüssigkeitsgetriebe bildet. Das Gehäuse des Hydromotors ist mit dem Gehäuse 11 durch eine Leitung verkünden. Die Verstellpumpe und der Hydromotor bilden daher einen geschlossenen Kreislauf, Leckflusr.igk.eit. die diesen Kreislauf verläßt, gelangt in das Gehäuse 11 und fließt über das Druckbegrenzungsventil 202 und die Leitung 246 in den Vorratsbehälter T. Das Druckbegrenzungsventil 202 hat die Wirkung, daß im Gehäuse ein bestimmter Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten wird, der sich etwa auf 4,2 Bar belaufen kann.

Nun kann es geschehen, daß mehr Leckflüssigkeit anfällt, als die Hilfspumpe 52 durch ihre Fördermenge ersetzen kann. Wenn dies geschieht, dann fördert die Hilfspumpe keine Flüssigkeit in den Auffüllkreis. Erhält die Niederdrt'ckseite der Verstellpumpe nicht genug Flüssigkeit von der Hilfspumpe 52, dann sinkt der Druck im Auffüllkreis unter den Druck im Gehäuse, was zur Folge hat, daß die in dem Gehäuse 11 unter Druck stehende Flüssigkeit durch die Leitung 245, den Kanal 244 und die Leitungen '243 und 242 zurückfließt zum Schieberkolben 231 des Ventils 201. Das führt dazu, daß unter Druck stehende Flüssigkeit dem Auffüllkreis zufließt, wodurch der Flüssigkeitsbedarf gedeckt wird. Dank dieser Anordnung steht reichlich Flüssigkeit unter dem Gehäusedruck der Niederdruckseite zur Verfügung, so daß Unterdruck verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (12)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den doppelt wirkenden Stellzylinder einer Hydromaschme, dessen Kolben mit beiderseits gleicher Fläche das Verdrängungsvolumen von einem Höchstwert für Förderung in der einen Richtung durch Null hindurch bis zu einem Höchstwert für Förderung in der entgegengesetzten Richtung zu verstellen vermag, wobei der Kolben einerseits bei Beaufschlagung mit dem Steuerdruck einer mit der Maschine gekuppelten Hilfspumpe dem Handstellglied eines Steuerventils folgt und andererseits unabhängig von der jeweiligen Einstellung des Steuerventils bei Anwachsen der Fördermenge und/oder des Förderdrucks der Maschine über bestimmte Grenzen hinaus das Verdrängungsvolumen durch den Förderdruck selbsttätig verringert und dadurch das Überschreiten der eingestellten Grenvsn verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verringern des Verdrängungsvolumens der einen oder der anderen Arbeitskammer (80,81) des Stellzylinders der Förderdruck unabhängig vom Handstellglied und vom Steuerventil mittels einer Steuerung zugeführt wird, zu der die folgenden Ventile gehören:

(a) ein erstes einlaßseitiges Druckbegrenzungsventil (203), das von der ersten Förderleitung (227) der Hydromaschine zu der einen Arbeitskammer (££) führt und mit dem dieser Leitung entnommenen Förderdruck den Stellzylinderkolben beaufschlagt, wenn die Fördermenge der Maschine oder der Systeridruck eine erste zulässige Höchstgrenze überschreitet, die den Steuerdruck der Hilfspumpe (52) übertrifft,

(b) ein erstes auslaßseitiges Druckbegrenzungsventil (208), über das die andere Arbeitskammer (81) mit einer Auffüll-Leitung (230) in Verbindung steht und welches durch den Druck der zweiten Förderleitung (228) über ein Rückschlagventil (224) gesteuert ist, wobei 5as Druckbegrenzungsventil (208) das vom Stellzylinderkolben verdrängte Druckmittel in die Auffüll-Leitung (230) abfließen läßt und dabei in dieser anderen Arbeitskammer (81) einen Druck aufrechterhält, der unter der ersten Höchstgrenze, aber über dem Steuerdruck der Hifispumpe (52) liegt,

(c) ein zweites einlaßseitiges Druckbegrenzungsventil (204), das von der zweiten Förderleitung (228) zu der anderen Arbeitskammer (81) führt und mit dem dieser Leitung entnommenen Förderdruck den Stellzylinderkolben beaufschlagt, wenn die Fördermenge der Maschine oder der Förderdruck eine zweite zulässige Höchstgrenze überschreitet, die den Förderdruck der Hilfspumpe (52) übertrifft und

(d) ein zweites auslaßseitiges Druckbegrenzungsventil (207), über das die erste Arbeitskammer mi (80) mit der Auffüll-Leitung (230) in Verbindung steht und welches durch den Druck der ersten Förderleitung (227) über ein Rückschlagventil (226) gestcue. t ist. wobei das Auslaßventil (207) das aus der ersten Arbeitskammer (80) ver- b5 drängte Druckmittel in diese Leitung (230) abfließen läßt und dabei in der ersten Arbeitskammer (80i einen Druck aufrechterhält, der unter der zweiten Höchstgrenze, aber über dem Steuerdruck der Hilfspumpe (52) liegt

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der beiden auslaßseitigen Druckbegrenzungsventile (207,208) eine druckabhängige, mit einem Rückschlagventil (297, 298) versehene Steuerung vorgesehen ist, die eines der beiden Ventile (207, 208) so lange geschlossen hält, als Förderdruck in der Förderleitung (227, 228) herrscht

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die obere Fläche (227,228) des Verschlußstücks (274, 279) vom auslaßseitigen Druckbegrenzungsventil (207, 208) der Steuerdruck der Hilfspumpe (52) in voller Stärke wirkt und dadurch das Ventil (207 oder 208) geschlossen hält, so lange das mit dem Ventil (207 oder 208) verbundene einlaßseitige Druckbegrenzungsventil (203,204) und die an dieses angeschlossene Leitung (227,228) unter Förderdruck steht, aber durch DrosselsteUen (294, 295, 283, 287) herabgesetzt ist, wenn die Leitung (227, 228) an die Einlaß- oder Niederdruckseite der Pumpe angeschlossen ist und das Rückschlagventil (297,289) zur Öffnung freigibt

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung durch eine Drosselstelle (294, 285) in einer Leitung (210, 212, 210,284) erfolgt, die den Auslaß der Hilfspumpe (52) mit einem durch die obere Fläche (277, 282) des Verschlußstücks begrenzten Raum verbindet, der über das Rückschlagventil (297,289) mit der Leitung (227,228) verbunden ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der beiden auslaßseitigen Druckbegrenzungsventile (207,208) und eines den Steuerdruck der Hilfspumpe (52) begrenzenden Druckbegrenzungsventils (200) über Rückschlagventile (224,22ri) mit den Leitungen (227, 228) der Maschine in Verbindung stehen, um einen Druckabfall darin übei eine bestimmte Mindestgrenze durch Flüssigkeitszufuhr zu verhindern.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Auslassen der auslaßseitigen Druckbegrenzungsventile (207, 208) und des Druckbegrenzungsventils (200) verbundene Leitung (220,230) an den Einlaß (237) eines Druckregelvcntils (201) angeschlossen ist, dessen Leitung (242) mit dem Inneren des Hydromaschinengehäuses verbunden ist, dessen Innendruck gegen Anstieg über eine bestimmte Grenze durch ein zweites Druckbegrenzungsventil (202) gesichert ist, daß die Kühlkanäle (244) des Maschinengehäuses mit einem Vorratsbehälter (T) verbindet.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Druckregelventils (201), daß bei Sinken des in den Leitungen (227, 228) herrschenden Unterdrucks unter den in den Innenraum in den Kühlkanälen (244) des Hydromaschinengehäuses herrschenden Druck ein Flüssigkeitsstrom von den Kühlkanälen (244) über das Druckregelventil (201) zu den Rückschlagventilen (224,226) erfolgt.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2—7, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem auslaßscitigen Druckbegrenzungsventil (207, 208) bewegliche Verschlußstück (274,279) ein Stufenkolben ist, der mit dem Verschlußstück des auslaßsciti-

gen Druckbegrenzungsventils verbunden ist

9. Steuereinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Bodenfläche (278, 283) des Verschlußstücks (274,279) der den Stellzylinderkolben beaufschlagende Druck wirkt.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 —9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück des einlaßseitigen Druckbegrenzungsventils (203, 204) außer durch eine Feder (262, 265) durch einen Kolben (260,263) belastet ist, der unter einem Flüssigkeitsdruck steht, welcher der Fördermenge der Hydromaschine verhältnisgleich ist.

11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Kolben (260) wirkende Flüssigkeitsdruck durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (247) begrenzt ist

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, der das den Steuerdruck der Hilfspumpe (52) begrenzende Druckbegrenzungsventil (200) zu schließen sucht, von einer Feder (216) und einem Kolben (218) ausgeübt wird, auf den der Förderdruck der Hydromaschine wirkt