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Hydraulische Verstelleinrichtung zur Verstellung von hydrostatischen
Einheiten.
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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Verstelleinrichtung zur Verstellung
von hydrostatischen Einheiten mit stufenlos veränderbarem Hubvolumen, wie Axialkolbenmaschinen,
in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck.
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Es sind Leistungsregler bekannt, die vom Arbeitsdruck der Anlage direkt
gesteuert werden. Dabei wirkt der Arbeitsdruck beispielsweise der Pumpe auf einen
Kolben, der von einer starken Feder belastet ist, so daß sich je nach Höhe des Arbeitsdruckes
und entsprechend der Federkennlinie eine bestimmte Stellung des Reglerkolbens ergibt.
Von der-Stellung dieses Kolbens wird dann die Schwenklage der Zylindertrommel der
Pumpe und damit ihre Fördermenge beeinflußt. Diese Art der Regelung ist bekannt
bei einseitig schwenkenden Pumpen, die vor Regelbeginn auf volle Ausschwenkung stehen
und bei Pumpen mit mechanischer Verstellung von Hand, mit und ohne Kraftverstärker
nach beiden Seiten, wobei die Leistungsbegrenzung im Hebelgestänge durch Begrenzung
der Hebelwege durchgeführt wird.
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Aus der deutschen Patentschrift 1 177 93& ist weiter eine Einrichtung
zur selbsttätigen, druckabhängigen Leistungsreglung einer Axialkolbenpumpe bekannt,
deren Fördermenge durch einen hydraulischen Stallrotor mittels eines veränderlichen
Stehöldrucks in Abhängigkeit von Arbeitsdruck
gesteuert werden kann.
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Diese Leistungsregler sind entweder, wie die mechanische Begrenzung,
baulich kompliziert und aufwendig oder sie erfordern eine Hilfsenergiequelle,
wie bei der Regelung nach der deutschen Patentschrift 1 177 938.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Einrichtung zur Verstellung
von hydrostatischen Einheiten, insbesondere zur Regelung von Pumpen zu schaffen,
die nach dem volumetrischen Prinzip in der Art eines hydraulischen Gestänges arbetet.
Die Verstellung soll nicht mehr mit auf mechanische Art und Weise geregeltem Gestänge
oder mit durch eine Hilfsenergiequelle gespeistem Ölstrom, dessen Druck durch Arbeitsdruck
gesteuerte Ventile geregelt wird, sondern mit einem "hydraulischen Gestänge" gb"xet
bewirkt werden.
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Gemäß der Erfindung ist ein beidseitig über ein Druckmittelsystem
vom hydraulischen Druck beaufsehlagter Stellkolben vorgesehen, der in einem
Zylinder durch eine Zentrierung in Mittellage gehalten ist und
mittels einer Betätigungseinrichtung über das Druckmittel
in beiden Richtungen ver-
schiebbar ist, und ist an das Druckmittelsystem
zu beiden
Seiten des Stellkolbens je ein Regelglied angeschlossen,
das in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck selbsttätig die
Stellung des Stehkolbens
bei gleichbleibender Einstellung des Betätigungsorgans beelußt.
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Dabei kann die Betätigungseinrichtung aus einem beidseitig
über
das Druckmittelsystem vom hydraulischen Druck beaufschlagten,
in einem zylizttb:r durch äußeren Eingriff ver-
schiebbaren
Kolben be®tehen.
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In bestimmten Anwendungställen kann. es $w®cig sein, daß das
Druckmitteleyster4 aus, zwei Pirallellel::ngea be-
steht, über die
jireils eine Sette: d*a gtellitolbens mit
hydraulischem Druck
beaufschlagbar ist und die jeweils in einem Betätigungsorgan enden, das aus einem
über einen Betätigungshebel in einem Zylinder verschiebbaren Kolben besteht.
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Nach der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung
besteht das Regelglied aus einem Zylinder, in dem durch einen von einem Federsystem
einerseits und einem Regelkolben andererseits belasteten Kolben ein veränderlicher
Raum gebildet ist, mit dem das Druckmittelsystem verbunden ist, wobei der Regelkolben
vom Arbeitsdruck beaufschlagt ist. Zweckmäßiger Weise ist das Federsystem eine Feder,
mit der sich verschiedene Regelkennlinien einsteilen lassen. Als Federsystem kann
auch ganz allgemein ein Druckspeicher verwendet werden.
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Bei der Erfindung ist vorteilhaft, daß zur Regelung, obwohl sie hydraulisch
erfolgt, keine Leistun-- hineingesteckt werden muß, und daher die Herstellungskosten
sowie die Betriebskosten gesenkt werden. Außerdem ist die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung
konstruktiv und herstellungsmäßig einfach und zeichnet sich gegenüber einem mechanischen
Gestänge durch eine geringe Reibung aus.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Sie zeigt schematisch eine erfindungsgemäße hydraulische Verstelleinrichtung, teilweise
im Schnitt. Die hydraulische Verstelleinrichtung weist einen Stellkolben 2 auf,
der in einem Zylinder 1 in beiden Richtungen verschiebbar ist. Der Stellkolben 2
wird in dem Zylinder 1 durch Federn 3 Mittellage gehalten. Die auf beiden Seiten
des Stellkolbens 2 liegenden Zylinderräume 4 und 5 sind an parallele Leitungen 6
und 7 angeschlossen, die mit je einem Betätigungsorgan 8 und 9 einer Betätigungseinrichtung
10 in Verbindung stehen.
Jedes Betätigungsorgan 8 bzw. 9
der Betätigungseinrichtung 10 besteht aus einem Zylinder 11 bzw: 12, einem Kolben
13 bzw. 14, der in dem entsprechenden Zylinder gegen die Wirkung einer Feder 15
bzw. 16 mittels eines Betätigungshebels 17 bzw. 18 verschiebbar ist. In den Parallelleitungen
6 und 7 und den Zylinderräumen 4 und 5 sowie den Räumen der Zylinder 11 und 12 der
Betätigungseinrichtung 10 befindet sich ein Druckmittel.
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An die Parallelleitungen 6 und 7 ist je ein Regelglied 19,20 angeschlossen.
Jedes Regelglied 19,20 besteht aus einem Zylinder 21,22, in dem ein von einer Feder
23 bzw. 24 belasteter Kolben 25 bzw. 26 angeordnet ist: Der in der Zeichnung mit
dem Bezugszeichen 27 bzw. 28 versehene Zylinderraum des Regelgliedes steht mit der
Drueknittelsäule in der Parallelleitung 6 bzw. 7 über eine entsprechende Anschlußleitung
in Verbindung. Die der Feder 23 bzw. 24 gegenüberliegende Seite des Kolbens 25 bzw.
26 wird durch einen Regelkolben 29 bzw. 30 belastet, der vom Arbeitsdruck beaufschlagt
ist. Dies ist in der Zeichnung durch einen Rohrflansch 31 bzw. 32 angedeutet, der
mit der entsprechenden Pumpenseite in Verbindung steht.
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Die in der Zeichnung dargestellte Verstelleinriehtung ist insbesondere
zur Verstellung einer Axialkolbenpumpe geeignet, deren Zylinderblockgehäuse gegenüber
dem Triebflanschgehäuse unter Veränderung des Hubvolumens der Pumpe verschwenkbar
ist. Die Versehwenkung wird in diesem Fall durch den Stellkolben 2 bewirkt, der
mit dem Zylinderblock der Pumpe in nicht dargestellter.Weise gekuppelt ist.
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Wird beispielsweise der Betätigungshebel 18 der Betätigungseinrichtung
10 von einer Bedienungsperson gedrückt, verschiebt sich der Kolben 14 in seinem
Zylinder 12 und damit die Druckmittelsäule in der Parallelleitung 7. Der in beiden
Richtungen verschiebbare Stellkolben 2 in dem Zylinder 1 wird über die Druckmittelsäule
aus seiner
Mittelstellung heraus verschoben und bewirkt eine entsprechende
Verschwenkung der Pumpe. Der Betätigungshebel 17 des Betätigungsorgans 8 weicht
der Bewegung des Stellkolbens 2 entsprechend zurück, da die auf den Betätigungshebel
18 ausgeübte Kraft über das Druckmittelsystem übertragen wird. Dieser Verschwenkung
der Pumpe nach der einen Richtung entspricht durch eine entsprechende Betätigung
des Betätigungshebels 17 eine Verschwenkung der Pumpe in der anderen Richtung.
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Bei einer Bewegung des hochdruck-beaufschlagten Kolbens 29 bzw. 30
des entsprechenden Regelgliedes wird in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck der Zylinderraum
27 bzw. 28 vergrößert oder verkleinert. Dadurch verschiebt sich über das Druckmittelsystem
der Stellkolben 2 entweder in RichtungNakLage oder gegen volle Aussohwenkung. Das
bedeutet z.B. bei voller Ausschwenkung der Pumpe, dafl sie bei Überschreiten eines
der eingestellten Regelkennlinie.entsprechenden Druckes um einen der im Regelglied
durch die Kolbenbewegung entstandenen Volumenänderung entsprechenden Betrag zurüekschwenkt.
Die Pumpe wird also selbsttätig entlang einer Grenzkurve geregelt. Durch die Feder
23 bzw. 24 lassen sich verschiedene Regelkennlinien einstellen. Bei der selbsttätigen
Regelung der Pumpe über die Verstellung des Kolbens 29 bzw. 30 bleibt der Betätigungshebel
in gleichbleibender Stellung.