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Spüleinrichtung mit Speisedruckeinrichtung für umsteuerbare hydrostatische
Flüssigkeitsgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Spüleinrichtung mit Speisedruckeinrichtung
für unisteuerbare Flussigkeitsgetriebe, bei denen sowohl in der unbelasteten Leerlaufstellung
als auch unter Last ein gleichbleibender Speisedruck aufrechterhalten wird und die
Abfuhr der gespeisten bzw. der im Kreislauf Überschüssigen öhnenge über nur ein
Speisedruckventil erfolgt.
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Es zeigt Abb. 1 ein Hydraulikkreislaufschema mit bekannter
Spüleinrichtung und Speisedruckeinrichtung, Abb. 2 ein Hydraulikkreislaufschema
mit bekannter Spüleinrichtung und Speisedruckeinrichtung, Abb. 3 ein Hydraulikkreislaufschema
mit erfindungsgemaßer Spuleinrichtung und Speisedruckeinrichtung, Abb. 4 ein Ausführungsforin
der erfindungsgemäßen Spüleinrichtung mit Speisedruckeinrichtung. Es ist bekannt,
bei im geschlossenen Kreislauf arbei-tenden Fkissigkeltsgetrieben nifttels einer
besonderen Pumpe öl in die jeweilige Saug- bzw. Niederdruckleitung einzuspeisen.
Dies geschieht, um unter anderem das Lecköl zu ersetzen, die Arbeitsflüssigkeit
zu erneuern und einer unzulässigen Erwärmung derselben entgegenzuwirken. Infolge
des Wechsels von Druck- und Saugselte bei Reversierbetrieb erfolgt die Einspei6ung
über ein Umsteuerorgan.
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Bei einer bekannten Einrichtung besteht das Umsteuerorgan aus einem
einteiligen Ventil, welches zwischen Hin- und Rückleitung des Getriebekreislaufes
angeordnet ist. Die Druckseite der Speiseeinrichtung ist durch je ein mit
einem Rückschllagventil verschenes Rohr mit der Druck- und Saugleitung des Getriebekreislaufes
verbunden. Diese Einrichtung ist insofe m# mangelhaft, weil in der Rücklaufleitung
vom Umsteuerorgan zum ölbehälter ein Speisedruckvontü fehlt und es daher nicht möglich
ist, in der jeweiligen Getriebesaugseite einen Mindestspeise&uck aufrechtzuerhalten.
Die Anordnung einer Spüleinrichtung mit Speisedruckeinrichtung, die, aus einem Speisedruckventil
oder Drosselventil bestehen kann, ist gleichfalls bekannt und schematisch in Abb.
1 dargestellt. Flierbei speist eine Speisepump-- 1
über die Leitung
2 und die Rückschlagventile 3 in die Getriebeleitung 4 bzw. 5, die
beide mit der Hauptpumpe 6 und dem Motor 12 und über die Leitungen
7 und 8 mit der Spüleinrichtung 9 verbunden sind. Letztere
verbindet bei gleichem Druck in den Getriebeleitungen 4 und 5 diese miteinander,
wobei das von der Speisepumpe 1 geförderte Arbeitsmittel über die Speisedruckeinrichtung
13 abgeführt wird. Erhöht sich in einer Getriebeleitung 4 bzw.
5 der Druck, so wird die Verbindung der beiden Getriebeleitungen 4 und
5 über die Leitungen 7 und 8 von der Spüleinrichtung
9 unterbrochen, wobei die Getriebeleitung niedrigeren Druckes 4 bzw.
5 über die Leitaugen 7 bzw. 8 mit der an der Spüleinrichtung
9
angebrachten Speisedruckeinrichtung 13 verbunden bleibt.
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Bei einer anderen bekannten Spüleinrichtung besteht das Umsteuerorgan
aus zwei unabhängig voneinander beweglichen Einzelventilen. Diese Einrichtung hat
den Mangel, daß z. B. bei Nullförderung des Primärteils und unbelastetem Stillstand
des Sekundärteils infolge des gleich großen Druckes in den beiden Verbindungsleitungen
keine Vorstellung der Ventile erfolgt und dadurch das dem Kreislauf mittels der
Speisepumpe zugeführte Öl nicht abströmen kann. Um Schäden an dem Getriebe
zu vermeiden, ist daher in bekannter Weise in der Druckleitung der Spüleinrichtung
ein Ventil anzuordnen. In Abb. 2 ist diese Ausführung schematisch dargestellt. Die
Speisepumpe 1 ist hierbei direkt mit einem Druckventil 14 zur Regelung des
Speisedruckes versehen und speist über die Leitung2 und die Rückschlagventile
3 in die Getriebeleitung 4 bzw. 5, die sowohl mit der Hauptpumpe
6 und dem Motor 12 als auch über die Leitung 7 bzw. 8 mit der
Spüleinnchtung 9
verbunden ist. Solange die beiden Getriebeleitungen 4 und
5 unter gleichem Druck stehen, wird der Speisedhick Über das direkt mit der
Speisepumpe 1 verbundene Druckventil 14 geregelt. Eine Verbindung zwischen
den beiden Getriebeleitungen 4 und 5 über die Leitungen 7 und
8 und die Spüleinrichtung 9 besteht nicht. Erhöht sich in einer Getriebeleitung
4 bzw. 5 der Druck, so verbindet die Spüleinrichtung 9
über
die Leitung 7 bzw. 8 die Getriebeleitung niedrigeren Druckes 4 bzw.
5 mit der an der Spüleinrichtung 9 angebrachten Speisedruckeinrichtung
13, die niedriger eingestellt sein muß als das direkt an der Speisepumpe
1 angeschlossene Druck-mntil 14.
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Die Anordnungen nach Abb. 1 und 2 (sowie die später bmhTi-ebenc
Anordnung nach Abb. 3) sind so jetroffen, daß im Betriebszustand das von
der Spdsepumpe 1 geförderte Arbeitsmittel über die Leitung 2 und ein Rückschlagventil
3 direkt zur Hauptpumpe 6 gelangt, während däs vom Motor 12 zurückfließende
Arbeitsmittel am Verbindiingspunkt der Getriebeleitung 4 bzw. 5 und der'Leitung
7 bzw. 8
aufgeteilt wird. Das der Hauptpumpe 6 zur gesamten
Förderinenge noch fehlende Arbeitsmittel fließt in der Getriebeleitung 4 bzw.
5 zu derselben, die überschüssige Menge fließt in der Leitung 7 bzw.
8 zur S püleinrichtung9 und wird an der Speisedruckeinrichtung
13 abgeführt.
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Von Nachteil ist bei der ersten Anordnung (Abb. 1),
daß die
Getriebeleitungon 4 und 5 bei gleichem Druck verbunden sind und eine bestimmte
Fördermenge der Hauptpumpee 6 vorhanden sein muß, damit das zur Vorstellung
der Spüleinrichtung 9 erforderliche Druckgefalk entsteht. Wird dann die Verbindung
der Getnebeleitungen 4 und 5 Über die Leitungen 7 und 8 durch
die Spüleinrichtung 9
plötzlich unterbrochen, so staut sich das Arbeitsmittel
in der Hochdruckleitung, es treten Druckspitzen auf, und der Motor 12 läuft schlagartig
mit einer Mindestdrehzahl an, die der zur Druckgefälleerzeugung notwendigen Fordermenge
entspricht.
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M der zweiten Anordnung (Abb. 2) ist dieser Nachteil behoben4 jedoch
müssen zwei Speisedruckventile, verwendet werden, von denen das an de#r Speisepumpe
1 befindlich-, 14, um etwa 2 bis 3 kg/cm2höher eingestellt sein muß
als das an der
Spüleiiiii:ichtung 9 befindliche, 13. Sind die
Speisedruckventfle 13 und 14 falsch eingestellt, so wird der Hydraulikkreislauf
nicht im erforderlichen Maße oder Überhaupt nicht mehr gespült. Die Einstellung
wird als(> urnständlicher und die Anlage, störungsanfälliger. Außerdem hat die Speisepumpe
im Leerlauf eine relativ hohe Leistungsaufnahrne.
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Aufgabe der Erfindimg ist es, die vorstehend beschriebenen Mängel
der bekannten Spül- und Speisedruckeinrichtungen zu beseitigen. Es
wird insbesondere die Anwendung eines geringen Speisedtuckes angestrebt, um die,
Leistungsaufnahrne der Speisepumpe und damit die, Verluste niedrig zu halten. Außerdem
soll der Speisedruck bei allen Betriebszuständen und während des Umsteuerns nur
gering-fügig von dem eingestellten Weit abweichen. Weiterhin darf das Umsteuern
von der Lemlauf- in die Laststellung nur vernachlässigbar kleine Steuermengen erfordern
und muß bereits bei geringer Druckertöhung in einer der Getriebeleitungen erfolgen.
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Die Lösung der erfmdungsgenfä13km Aufgabe wird dadurch erreicht, daß
die Spüleinrichtung als Umsteuerorgan. in an sich bekannter Weise eine Steuerbüchse
enthält und zur Aufrechterhaltung eines konstanten Mindestspeisedruckes in der jeweiligen
Saug- bzw. Niedärdruckleitung des Ölkreislaufes nur ein. Speisedruckventil angeordnet
ist. Bei der unbelasteten Leerlaufställung des Flüssigkeitsgetriebes befl:adet.
sich die Steuerbüchse in dem neutralen Lage. Das von der Speisepumpe.
1 gespeiste öl gelangt nicht in den Kreislauf, sondern wird über Leitungen
10
und 11 und Kanäle in der Steuerbüchse unmittelbar dem Speisedruckventil
13 zugeführt. Das ini Getriebekreislauf anfallende Lecköl wird jedoch über
die Rückschlagventile ausgeglichen und dadurch der Undßstspeisedruck aufrechterhalten.
Bereits bei einem zu vernachlässigend geringen Förderstrom durch die Hauptpumpe
in eine der Getriebeleitungen, verbunden mit einem Druckanstieg, wird eine Umschaltung
bewirkt, die den Zustrom von der Speisepumpe über die direkte Leitung zum Speisedruckventil
unterbricht, und werden Kanäle eröffnet, welche eine Verbindung mit der jeweiligen
Niederdruckseite und dem Speisedruckventil herstellen. Die Anordnung der Kanäle
in der Steuerbüchse erfolgt in der Weise, daß sich während der Verstellung der Steuerbüchse
konstante Strömungsquerschnitte. ergeben, und es erfolgt daher auch bei einer Last-
bzw. Drehrichtungsänderung keine Veränderung des Speisedruckes.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend unter Bezugnahme auf
dieAbb. 3 und 4 beschrieben: Die Speisepumpe 1 speist über
die Leitung 2 und die Rückschlagventile 3 in die Getriebekitung 4 bzw.
5, die beide mit der Hauptpumpe 6 sowie dein Motor 12 und über die
Leitung 7 bzw. 8 mit der Spffleinrichtung 9 verbunden sind.
Diese Spüleinrichtung 9 ist außerdem über die Leitung 10 direkt mit
der Speisepumpe 1 und über die Leitung 11 mit der Späisedruckeinrichtung
13 verbunden, wobei es unwesentlich ist, ob sich die Speisedruckeinrichtung
13
in bzw. an dem Gehause oder in räumlicher Entfernung von der Spuleinrichtung
9 befindet.
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Stehen die beiden Getriebeleitungen. 4 und 5 und damit die
Leitungen 7 und 8 unter gleichem Druck, so befindet sich die Steuerbüchse
15 in der Mittellage, in der sie durch die Federn 16 gehalten wird.
Die Leitung 10 ist über die Bohrungen 17 und 18
der mit einer
Mittelbohrung 21 versehenen Steuerbüchse 15 mit der Leitung 11 verbunden,
so daß die Speisepumpe 1 über die Leitung 10, Spüleinrichtung
9 und Leitung 11 durch die Speisedruckeinrichtung 13 abspritzen
kann. Eine Verbindung der Leitungen 7 und 8 über die Spüleinrichtung
9 besteht nicht.
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Erhöht sich in der Getriebeleitung 4 bzw. 5 und damit in der
Leitung 7 bzw. 8 der Druck, so wird durch die unterschiedlichen,
auf die Dichtkegel 25
bzw. 26 und die Steuerbüchse 15 wirkenden
Oldruckkräfte diese nach der Seite bewegt, auf der sich der Anschluß der Leitung
niedrigeren Druckes 8 bzw. 7
befindet.
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Dabei wird im gleichen Maßen in dem die Bohr rung 17 durch
die Steuerkante 22 verdeckt wird, die
Boh,rung 19 bzw. 20 durch die
Steuerkante 23 bzw. 24 freigegeben> d. h., die Verbindung von Speisepumpe
1 über Leitung 10 und. Spüleinrichtung 9 zur Speisedruckeinrichtung
13 wird im gleichen Maße abgesperrt, in, dem die Verbindung der Leitung niedrigeren
Druckes 8 bzw. 7 über die Spüleinrichtung 9
zur Speiscdmckeinrichtung13
freigegeben wird. Am Ende der Steuerbüchsenbewegung verschließt der Diohtkegel
25 bzw. 26 hermetisch die Leitung 7
bzw. 8 der Hochdruckleitung4
bzw. 5, und die Steuerbüchse 15 verschließt die Leitung 10 zur Speisepumpel,
während die Leitung8 bzw-. 7 zur
Niederdiuckleitung 5 bzw. 4 über die
Bohrcmg 19
bzw. 20, die Mittelbohrung 21 dar Steuerbüchse 15,
die
Bahrung 18 bzw. 19 und die Leitung 11 mit der Speisedruckeinrichtung
13 verbunden ist.
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Die beschriebene Einrichtung weist gegenüber den bekannten Ausführungen
folgende Vorteile auf: 1. Der Motor12 läuft mit mix einer Speisedruckeinrichtung
stufenlos von der Drehzahl n = 0,
also nicht von einer Minimaldrehzahl,
rucklos an.
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2. Es wird nur ein Druckventil sowohl zurn Spülen und Austauschen
des Arbeitsmittels als auch zur Begrenzung des Speisedruckes verwendet, wobei gleichzeitig
ein Ansprechen der Spüleinxichtung auf zu vernachlässigend kleine S'teuermengen
bei geringer Druckerhöhung in einer Getriebeleitung gewährleistet ist.
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3. Durch Verwendung nur eines Druckventils wird die Leerlaufleistung
der Pumpe niedriger. Es ergibt sich außerdem ein konstanter Speisedruck, dL-r für
etwaige zusätzliche Steuer- und Regelvorgänge von Vorteil ist.
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4. Durch Zusammenwirken der in der Steuerbüchse angeordneten Kanäle
in dem Sinne, daß die Summe der Strömungsquerschnitte zum Speisedruckventil konstant
bleibt, werden während des Umschaltens Druckschwankungen auf der Niederdimckseite
vermieden.
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In der gleichen vorteilhaften Weise wie für Flüssigkeitsgetriebe
für drehende Arbeitsbiewegungen kann die erfindüngsgemaße Einrichtung auch
für g-,radlinig-- Arbeitsbewegungen Anwendung finden. Bei den letzteren ist der
Sekundärteil meist ein Zy-
linder mit Kolben, dessen Bewegungsrichtung im
Zylinder bzw. umgekehrt durch entsprechende Beaufschlagung bewerkstelligt wird.
Au-oh bei diesen Flüssigkertsgetrieben findet bei Reversierbetrieb eine Änderung
der Förderrichtung der Pumpe und damit ein Wechsel von Druck- und Saugseite statt.
Es besteht völlige, übereinstimmung hinsichtlich der Wirkungsweise der soeben behandelten
Spuleinnchtung mit Speisedruckeinh&tung bei Flüssigkeitsgetrieben sowohl für
drehende als auch für geradlinige Arbeitsbewegungen.