DE1650915C3 - Hydrostatic control system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein aus einer Druckmittelquelle und mehreren Hydromotoren bestehendes hydrostatisches Stellsystem mit einem gemeinsamen Drehschieber-Stellventil, das über eine Hochdruck- und eine Niederdruckkammer die Leitungen der Hydromotoren an den Hochdruck bzw. den Niederdruck des Systems anschließt.The invention relates to a hydrostatic one consisting of a pressure medium source and several hydraulic motors Control system with a common rotary slide control valve, which has a high pressure and a Low pressure chamber the lines of the hydraulic motors to the high pressure or the low pressure of the system connects.
Bei hydrostatischen Stellsystemen, die aus einer Druckmittelquelle und mehreren Hydromctoren beste- 4c hen, werden die Leitungen der Hydromotoren über ein Drehschieber-Stellventil mit dem Hochdruck bzw. dem Niederdruck des Systems verbunden. Bei einem bekannten System der eingangs beschriebenen Gattung (DT-AS 12 00 625) werden die Hydromotoren nacheinander verstellt, wobei keine Vorkehrungen zur Synchronisierung der Bewegungen bzw. der Haltepunkte vorgesehen sind.In the case of hydrostatic actuating systems, which consist of a pressure medium source and several hydrometers- 4c hen, the lines of the hydraulic motors are connected to the high pressure or the Low pressure connected to the system. In a known system of the type described at the outset (DT-AS 12 00 625) the hydraulic motors are adjusted one after the other, with no precautions for synchronization the movements or the breakpoints are provided.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei einem hydrostatischen Stellsystem der eingangs beschriebenen Gattung eine zwangläufige Synchronisierung der Bewegungen und der Einstellung der Hydromotorausgangsglieder zu ermöglichen, wobei nur eine einzige Ventilanordnung für alle Hydromotoren genügt.The object on which the invention is based is, in a hydrostatic actuating system, of Type described at the beginning, an inevitable synchronization of the movements and the setting to enable the hydraulic motor output members, wherein only a single valve arrangement is sufficient for all hydraulic motors.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruchs aufgeführten Merkmalen a) und b) gelöst.This object is achieved with the features a) and b) listed in the characterizing part of the claim.
Die unter a) aufgeführten Merkmale sind zur Ausgangsdrehzahlsteuerung bei hydrostatischen Antrieben bereits bekannt. Dabei wird jeweils ein Hydromotor mit mehreren Druckkammern über einen fremdgetriebenen Drehschieber mit Druckflüssigkeit versorgt. Der Drehschieber wird von einem Schritimachermotor angelrieben und bestimmt durch seine Drehzahl die Drehzahl und die Winkellage des Hydromotors. Solche Steuerungen werden beispielsweise zur Drehzahlkonstanthaltung oder als Rückkopp lungsschaltung von der Getriebeausgangswelle auf denThe features listed under a) are for output speed control in hydrostatic drives already known. In each case, a hydraulic motor with several pressure chambers is over one externally driven rotary valve supplied with hydraulic fluid. The rotary valve is powered by a Schritimacher motor driven and determined by its speed, the speed and the angular position of the Hydraulic motor. Such controls are used, for example, to keep the speed constant or as feedback switching from the transmission output shaft to the
Drehschieber benutzt.Rotary valve used.
Es ist auch bereits bekannt, die Drehzahl mehrerer Hydromotoreii durch sogenannte Schrittmachermotoren und Drehschieberventile konstant zu halten (LiS-PS 31 57 996). Dabei sind jedoch für jeden Hydromotor eigene Drehschieber mit Schnnmaehermotoren vorgesehen. It is also already known the speed of several Hydromotoreii to keep constant by so-called pacemaker motors and rotary slide valves (LiS-PS 31 57 996). However, separate rotary valves with Schnnmaehermotoren are provided for each hydraulic motor.
Außerdem ist es auch allgemein bekannt, im Bedarfsfälle mehrere Hydromotorleitungen iv einer einzigen Leitung zusammenzufassen.In addition, it is also generally known to combine several hydraulic motor lines iv into a single line if necessary.
Durch die Erfindung wird eine zwangiäufige Synchronisierung der Einstellung eines oder einer Vielzahl von Verbrauchern (Hydromotoren) vorgenommen, die beliebig weit voneinander entfern; sein können. Selbstverständlich können die Hydromotoren tür jedes benötigte Drehmoment ausgelegt werden, ohne daß die zum Einstellen der Ventilanordnung erforderliche Kraft gleichzeitig auch entsprechend geändert werden müßte. Der in dem System herrschende hydrostatische Druck zum Antrieb der Hydromotoren hat keinerlei Einfluß auf die zum Einstellen der Ventilanordnung erforderlichen Kräfte. Das erfindungsgemäß ausgebildete hydrostatische Stell5ystem hat einen großen Anwendungsund Einsatzbereich in der Industrie, wo eine Vielzahl entfernt voneinander angeordneter Elemente synchron und zwangläufig eingestellt werden sollen.The invention provides for a compulsory synchronization the setting of one or a large number of consumers (hydraulic motors) made as desired far apart; could be. Of course, the hydraulic motors can do anything you need Torque can be designed without the force required to adjust the valve assembly at the same time would have to be changed accordingly. The hydrostatic pressure in the system for driving the hydraulic motors has no influence whatsoever on those required for setting the valve arrangement Powers. The hydrostatic actuating system designed according to the invention has a wide range of applications Area of application in industry, where a large number of elements arranged at a distance from one another are synchronized and should inevitably be discontinued.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the following description with reference to the drawing explained in more detail. In the drawing show:
Fig. 1 ein Schaltschema des hydrostatischen Steilsystems, Fig. 1 is a circuit diagram of the hydrostatic steep system,
F i g. 2 einen Axialkolbenmotor im Längsschnitt,F i g. 2 an axial piston motor in longitudinal section,
F i g. 3 eine Ventilanordnung im Längsschnitt,F i g. 3 shows a valve arrangement in longitudinal section,
F i g. 4 eine Abwicklung eines in der Ventilanordnung gemäß Fig.3 dargestellten Drehschieber-Ventilkör pers.F i g. 4 shows a development of a rotary slide valve body shown in the valve arrangement according to FIG pers.
Das in der Zeichnung dargestellte hydrostatische Stellsystem besitzt einen Behälter 1 für die Druckflüssigkeit, an den eine Pumpe 2 über eine Leitung 3 mit einem bekannten Filter 4 ai geschlossen ist. Die Pumpe 2 wird angetrieben durch einen Motor 5, bei dem es sich beispielsweise um einen bekannten Elektromotor handeln kann. Von der Pumpe 2 wird die Druckflüssigkeit einer Ventilanordnung 6 über eine Leitung 7 zugeführt. Der Druck in der Leitung 7 kann durch ein Überdruckventil 8 auf einem bestimmten Wert gehalten werden. Das Überdruckventil 8 ist über eine Entlüftungsleitung 9 und eine Rücklaufleitung 10 mit dem Behälter 1 verbunden. Ein Manometer 11 und ein handbetätigtes Absperrventil 12 können ebenfalls an die Druckseite der Pumpe 2 angeschlossen werden, um den hydrostatischen Druck in der Leitung 7 zu überwachen.The hydrostatic control system shown in the drawing has a container 1 for the pressure fluid, to which a pump 2 is closed via a line 3 with a known filter 4 ai. The pump 2 will driven by a motor 5 which is, for example, a known electric motor can act. The pressure fluid is fed from the pump 2 to a valve arrangement 6 via a line 7 fed. The pressure in the line 7 can be kept at a certain value by a pressure relief valve 8 will. The pressure relief valve 8 is via a vent line 9 and a return line 10 with the Container 1 connected. A pressure gauge 11 and a manually operated shut-off valve 12 can also be connected to the Pressure side of the pump 2 can be connected in order to monitor the hydrostatic pressure in the line 7.
In der in der F i g. 3 dargestellten Ventilanordnung 6 ist in einem zylindrischen Ventilgehäuse 13 eine in Längsrichtung verlaufende Zyiinderbohrung 14 angeordnet, die einerseits mit einem Deckel 15 verschlossen ist. Der Deckel 15 ist mit Kopfschrauben 16 druckdicht auf dem Ventilgehäuse 13 befestigt. In der Zylinderbohrung 14 ist ein Drehschieber-Ventilkörper 17 mit einer Welle 18 drehbar angeordnet, die aus dem Ventilgehäuse 13 herausragt. Die Welle 18 ist mit einer Dichtung 19 gegen das Ventilgehäuse 13 abgedichtet. Der Drehschieber-Ventilkörper 17 ist im Ventilgehäuse 13 in einem Nadellager 20 und einem Kugellager 21 drehbar gelagert. Die Welle 18 kann durch eine beliebige Vorrichtung, beispielsweise eine Handkurbel 22 in beide Richtungen gedreht werden. Ebensogut könnte auch ein umschaltbarer Elektromotor verwen-In the FIG. 3 valve arrangement 6 shown a cylinder bore 14 extending in the longitudinal direction is arranged in a cylindrical valve housing 13, which is closed on the one hand with a cover 15. The cover 15 is provided with head screws 16 attached to the valve housing 13 in a pressure-tight manner. A rotary slide valve body is located in the cylinder bore 14 17 rotatably arranged with a shaft 18 which protrudes from the valve housing 13. The shaft 18 is with a Seal 19 sealed against valve housing 13. The rotary slide valve body 17 is in the valve housing 13 rotatably mounted in a needle bearing 20 and a ball bearing 21. The shaft 18 can by a any device, for example a hand crank 22, can be rotated in both directions. As well could also use a switchable electric motor
det werden, um die VeIIe 18 zu verstehen.be detached in order to understand Viii 18.
Die Ausbildungen des Drehschieber- Veniilkörpers 17 ergib! sich aus den F i g. 3 und 4. Die Leitung 7 ist mit dem Ventilgehäuse 13 durch ein geeignetes I itting verbunder, und über einen Kana1 23a an eine Ringnut 23 im Drehschieber-Ventilkörper 17 angeschlossen. Um das Ventilgehäuse 13 herum sind eine Vielzahl von Verbrauciv.rleitungen 24 im Abstand voneinander angeordiv. i. Diese Verbraucherle!;uigen 24 stehen über Kanäle 25 mit der Zylinderbohr ;ng 14 in Verbindung. Die Anzahl der Verbraucherin.tungen 24 in einem bestimmten Stellsystem ist abhangig voii dem v'erwen dungszweck des Systems. Außerdem muß die Anzahl der Veruraucherleitungen 24 in einem bestimmten Verhältnis zur Anzahl und Konstruktion der Verbraueher stehen, bei denen es sich um Hydiomotoren mn mehreren Druckkammern handeln muß. Daraus ergibt sich auch, daß die Verbraucherleitungen 24 in gleichmäßigem Abstand um die Oberfläche des VentTgehäuses 13 herum verteilt sind, damit ihre Verbindungskanäle mit der Zylinderbohrung 14 der Ausbildung des Drehsehieber-Ventilkoipers 17 entsprechen. The training of the rotary slide valve body 17 result! from the F i g. 3 and 4. The line 7 is connected to the valve housing 13 by a suitable itting and is connected to an annular groove 23 in the rotary slide valve body 17 via a channel 1 23a. To the valve housing 13 around a plurality of Consumption lines 24 are arranged at a distance from one another. i. These consumer lines 24 are connected to the cylinder bore 14 via channels 25. The number of consumer devices 24 in a specific control system depends on the intended use of the system. In addition, the number of smoke lines 24 must be in a certain ratio to the number and construction of the consumers, which must be hydraulic motors with several pressure chambers. This also means that the consumer lines 24 are evenly spaced around the surface of the VentTgehäuses 13 around so that their connecting channels with the cylinder bore 14 correspond to the design of the rotary slide valve head 17.
Der DreliNjhieber-Ventilkörper 17 besitzt in seiner Oberfläche zwei sich diametral gegenüberliegende kurvenförmige Steuernuten 26 und 27, die eine Hochdruckkammer und eine Niederdruckkammer bilden. Die von der Steuernut 26 gebildete Hochdruckkammer ist über einen Längskanal 28 mit einer Ringnut 23 verbunden und somit an die Leitung 7 angeschlossen. Die von der Steuernut 27 gebildete Niederdruckkammer ist über eine Längsnut 30 an eine Ringnut 29 angeschlossen, die über einen Kanal 32 im Ventilgehäuse 13 mit einer Rücklaufleitung 31 in Verbindung steht. Die Rücklaufleitung 31 führt zum Behälter 1. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß durch eine Drehung des Drehschieber-Ventiikörpers 17 abwechselnd einige der benachbarten Verbraucherleitungen 24 an die von der Steuernut 26 gebildete Hochdruckkammer und die anderen an die von der Steuernut 27 gebildeten Niederdruckkammer angeschlossen werden.The DreliNjhieber valve body 17 has in his Surface two diametrically opposite curved control grooves 26 and 27, the one Form high pressure chamber and a low pressure chamber. The high pressure chamber formed by the control groove 26 is connected to an annular groove 23 via a longitudinal channel 28 and is thus connected to the line 7. The low-pressure chamber formed by the control groove 27 is connected to an annular groove 29 via a longitudinal groove 30 connected, which is connected to a return line 31 via a channel 32 in the valve housing 13. The return line 31 leads to the container 1. From the above description it follows that by a Rotation of the rotary slide valve body 17 alternately some of the adjacent consumer lines 24 to the high pressure chamber formed by the control groove 26 and the others to that of the control groove 27 formed low pressure chamber can be connected.
Der Drehschieber-Ventilkörper 17 besitzt weiterhin eine Längsbohrung 33, über welche die Ringnut 29 mit dem Kugellager 21 verbunden ist, um dieses zu entlüften. Die zu den Verbraucherleitungen 24 führenden Kanäle 25 sind mit der Ringnut 23 über ein Rückschlagventil 34 verbunden, welches eine Arretierung der Verbrachter in einer bestimmten Stellung verhindert.The rotary slide valve body 17 also has a longitudinal bore 33, via which the annular groove 29 with the ball bearing 21 is connected to vent this. The ones leading to the consumer lines 24 Channels 25 are connected to the annular groove 23 via a check valve 34, which has a lock the person being moved in a certain position is prevented.
Die Verbraucherlei'.i'ngen 24 führen /u einem Verteiler 35, welcher in der Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist, weil jede beliebige Verteilerkonstruktion mit einer der Anzahl von Verbraucherleitungen 24 entsprechenden Anzahl von Eingängen und Ausgängen Verwendung finden kann. Vom Verteiler 35 führen Verbraucherleitungen 36 zu den Verbrauchern, bei denen es sich um Hydromotoren mit mehreren Druckkammern handeln muß.The consumer shops 24 lead / u one Distributor 35, which is only shown schematically in FIG. 1, because any arbitrary distributor construction with a number of inputs and outputs corresponding to the number of consumer lines 24 Can be used. From the distributor 35 consumer lines 36 lead to the consumers which must be hydraulic motors with several pressure chambers.
In der F i g. 2 ist als Verbraucher ein Axialkolbenmotor 37 dargestellt, der ein Gehäuse 38 mit einem zylindrischen Innenraum 39 besitzt. In das offene Ende des Gehäuses 38 ist ein Kolbcngeha'jse 40 un'er Zwischenlage einer Dichtung 41 einge.vdir;>iibt. Das Kolbengehäuse 40 besitzt eine Re;l·.· ;iviul verlaufender Druckkammern 42, die kon/.i ntrisrh um die Längsachse angeordnet sind und über Leitungen 43 in direkter Verbindung mit den Verbraucherleitungen 3d stehen. In den Druckkammern 42 sind Kolben 44 angeorniu t, die abgerundete Köpfe besitzen und in Kontakt mit einer Druckplatte 45 arbeiten, die mittels Kugeln 47 an einer Taumelscheibe 46 drehbar geführt ist. Die Taumelscheibe 46 ist mit einer Hydromotorwelle 48 verbunden, die aus dem Gehäuse 38 herausrag:. Die Hydromotorwelle 48 ist mit einem Wälzlager 49 im Gehäuse 48 drehbar gelagert und nach außen mit einer Dichtung 50 abgedichtet. Das gegenüberliegende Ende der Hydromotorwelle 48 ist mit einer Buchse 51 in dem Kolbengehäuse 40 gleitend gelagert. Das Kolbengehäu-■>e 40 ist über eine Rücklaufieituny; 52 und einen Kanal 53 mit dem Behälter 1 verbunden, um das Gleitlager der Hvüomotorwelle 48 von der Druckflüssigkeit /u entlüden. Die Kolben 44 werden nacheinander mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt und versetzen die Taumelscheibe 46 in Drehung, so daß ein Drehmoment von der Hydromotorwelle 48 abgenommen werden kann.In FIG. 2, an axial piston motor 37 is shown as a consumer, which has a housing 38 with a cylindrical interior 39. A piston housing 40 is inserted into the open end of the housing 38 with a seal 41 in between. The piston housing 40 has a Re ; l. Pistons 44, which have rounded heads and work in contact with a pressure plate 45 which is rotatably guided by means of balls 47 on a swash plate 46, are arranged in the pressure chambers 42. The swash plate 46 is connected to a hydraulic motor shaft 48 which protrudes from the housing 38. The hydraulic motor shaft 48 is rotatably supported by a roller bearing 49 in the housing 48 and is sealed off from the outside with a seal 50. The opposite end of the hydraulic motor shaft 48 is slidably supported by a bushing 51 in the piston housing 40. The piston housing 40 is via a return line; 52 and a channel 53 connected to the container 1 in order to vent the sliding bearing of the Hvüomotorwelle 48 from the pressure fluid / u. The pistons 44 are acted upon by the pressure fluid one after the other and set the swash plate 46 in rotation so that a torque can be taken from the hydraulic motor shaft 48.
Das dargestellte hydrostatische Stellsystem arbeitet folgendermaßen:The hydrostatic control system shown works as follows:
Während des Betriebes wird die Pumpe 2 lautend von dem Motor 5 angetrieben, um die Druckflüssigkeit aus dem Behälter 1 anzusaugen. Dadurch wird in der Leitung 7, der Ringnut 23 und der Steuernut 26 ein statischer Druck erzeugt. Das Unterdruckventil 8 kann so eingestellt werden, daß ein bestimmter maximale) statischer Druck in der Leitung 7 für jeden Hydromotor 37 vorgesehen sein kann. Gleichzeitig steht die Steuer nut 27 in der Ventilanordnung 6 ständig über die Ringnut 29 und die Längsnut 30 mit der Rücklaufleitung 31 in Verbindung.During operation, the pump 2 is driven by the motor 5 in order to remove the pressure fluid the container 1 to suck. As a result, in the line 7, the annular groove 23 and the control groove 26 is a static pressure generated. The vacuum valve 8 can be set so that a certain maximum) static pressure in the line 7 can be provided for each hydraulic motor 37. At the same time the Control groove 27 in the valve assembly 6 constantly via the annular groove 29 and the longitudinal groove 30 with the return line 31 in connection.
Die Druckkammern 42 im Kolbengehäuse 40 der Hydromotoren 37 sind durch die Verbraucherleitungen 24 bzw. 36 entweder mit der Steuernut 26 oder mit der Steuernut 27 in der Ventilanordnung 6 verbunden. Ls ist aber auch möglich, daß zeitweise eine oder mehrere Verbraucherleitungen 24, 36 durch den Drehschieber-Ventilkörper 17 abgesperrt werden. Wenn der Drehschieber-Ventilkörper 17 in der Ventilanordnung 6 in eine bestimmte Stellung bewegt wird, so werden in Abhängigkeit von der Lage der Steuernuten 26 und 27 einige der Druckkammern 42 an die Steuernut 26 und einige an die Steuernut 27 angeschlossen.The pressure chambers 42 in the piston housing 40 of the hydraulic motors 37 are through the consumer lines 24 or 36 is connected either to the control groove 26 or to the control groove 27 in the valve arrangement 6. Ls is but also possible that at times one or more consumer lines 24, 36 through the rotary slide valve body 17 are locked. When the rotary slide valve body 17 in the valve assembly 6 in a certain position is moved, depending on the position of the control grooves 26 and 27 some of the pressure chambers 42 are connected to the control groove 26 and some to the control groove 27.
Von dem hydrostatischen Druck in den Druckkammern 42 werden die Kolben 44 in Richtung auf die Druckplatte 45 verschoben, welche die Taumelscheibe 46 in Drehung versetzt. Die Summe der radialen Kolbenkräfte ergibt das Nutzdrehmoment an der Hydramotorwelle 48.The pistons 44 are displaced by the hydrostatic pressure in the pressure chambers 42 in the direction of the pressure plate 45, which sets the swash plate 46 in rotation. The sum of the radial piston forces results in the useful torque on the hydraulic motor shaft 48.
Einer bestimmten Stellung des Drehschieber-Ventilkorpers 17 in der Ventilanordnung 6 entspricht auch eine bestimmte Stellung der Taumelscheibe 46 in jedem Hydromotor 37, weil die auf jede Hälfte der Taumelscheibe 46 einwirkenden Kolbenkiäfte sich auszugleichen versuchen. Sobald das Gleichgewicht der auf die beiden Hälften der Taumelscheibe 46 wirkenden Kolbenkräfte gestört wird, dreht sich die Taumelscheibe 46 in eine neue Gleichgewichtslage. Jede Drehung des Drehschieber-Ventiikörpers 17 hat also eine entsprechende Drehung der Taumelscheibe 46 zur Folge. Es kann also eine Vielzahl von Hydromotorwellen 48 dazu benutzt werden, um eine entsprechende Anzahl von Einrichtungen innerhalb des l.cistungsbercichs der Hydromotoren 37 synchron zu verstellen.A certain position of the rotary slide valve body 17 in the valve arrangement 6 also corresponds to a certain position of the swash plate 46 in each Hydraulic motor 37, because the piston forces acting on each half of the swash plate 46 are mutually exclusive try to balance. As soon as the balance of the acting on the two halves of the swash plate 46 Piston forces is disturbed, the swash plate 46 rotates into a new equilibrium position. Every rotation of the Rotary slide valve body 17 thus results in a corresponding rotation of the swash plate 46. It a large number of hydraulic motor shafts 48 can be added be used to provide a corresponding number of facilities within the l.cistungsbercichs of To adjust hydraulic motors 37 synchronously.
Um pin Totlaufen oder Blockieren eines Kolbens 44 in einem Hydromotor 37 /u vermeiden, wenn der zugehörige Kanal 25 vom Drehschieber-Ventilkörper 17 abgesperrt ist, sind zwischen den Kanälen 25 und den Kanäle). 23:/ die Rückschlagventile 34 vorgesehen.To pin dead running or blocking a piston 44 in a hydraulic motor 37 / u if the associated channel 25 is removed from the rotary slide valve body 17 is blocked, are between the channels 25 and the channels). 23: / the check valves 34 are provided.
Somit kann die Druckflüssigkeit aus einer abgesperrten Verbraucherleitung 24 bzw. dem Kanal 25 in den Kanal 23a entlüftet werden, wodurch die Bewegung der Taumelscheibe 46 in eine neue Gleichgewichtslage ermöglicht wird.Thus, the hydraulic fluid can be shut off from a Consumer line 24 or the channel 25 are vented into the channel 23a, whereby the movement of the Swash plate 46 is made possible in a new equilibrium position.
Obgleich die Erfindung vorstehend an Hand eines hydrostatischen Stellsystems beschrieben worden ist,
können selbstverständlich auch gasförmige
verwendet werden. Die aus der Verwendun gasförmigen und damit kompressiblen Mediu
ergebenden konstruktiven Veränderungen des stems liegen im Bereich des konstruktiven K
eines einschlägigen Fachmannes.Although the invention has been described above on the basis of a hydrostatic actuating system, gaseous ones can of course also be used
be used. The structural changes of the stems resulting from the use of gaseous and thus compressible media are within the range of the structural K of a relevant person skilled in the art.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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DEW0045199 | 1967-11-21 |
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