DE2161794C3 - Drucksteuereinrichtung für Hydraulische Systeme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksteuereinrichtung für hydraulische Systeme mit einem Zylinder, der einen mit einer ringförmigen Ausnehmung versehenen, unter dem Druck einer Feder stehenden verstellbaren Schieber enthält und der mit zur Druckflüssigkeitsquelle und zum Verbraucher führenden Leitungen verbunden ist.

Steuerschieber, die durch ihre Stellung in dem sie Umschließenden, mit zur Druckflüssigkeitsquelle und zu den Verbrauchern führenden Leitungen verbundenen Zylinder die Durchflußverbindung sperren oder öffnen, Sind in vielen Fällen durch gegen ihre beiden Endflächen anliegende Druckfedern abgestützt, die den Schieber in bezug auf die mit dem Zylinder verbundenen Leitungen in einer neutralen Stellung halten, aus der er durch Einwirkung eines mit ihm verbundenen steuerbaten Gestänges verschiebbar ist, um den Durchfluß der Druckflüssigkeit zu den Verbrauchern entsprechend zu Steuern. Da wegen des mit der einen Schieberseite verbundenen Gestänges die beiden Schieberendflächen, gegen welche die Druckflüssigkeit in zueinander cntgegengesetzten Richtungen wirksam ist, unterschiedlich groß sind und die hiergegen anliegenden Druckfedern entsprechend unterschiedlich bemessen sein müssen, bereiten sowohl die Auswahl und die Anpassung soicher unterschiedlicher Federn als auch die wegen der unterschiedlich großen Schieberendflächen erforderlichen Abdichtungen und hierdurch verursachten Reibungsverluste erhebliche Schwierigkeiten. Überdies ist für beidendige Anordnungen der Federn ein entsprechend lang ausgebildeter und daher verhältnismäßig viel Raum beanspruchender Sdiieberzylinder erforderlich. Erschwerend ist es auch, daß zur Verstellung der Höhe des öffnungs- und Schließdruckes die Spannung der auf den Schieber wirkenden Federn durch Zwischenlage von Scheiben entsprechender Dicke geändert werden muß und daß zum Ändern des Verhältnisses zwischen öffnungs- und Schließdruck der Schieber selbst und die ihn aufnehmende Hülse gegen anders bemessene entsprechende Teile ausgewechselt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Erschwernisse durch Verwendung einer hydraulisch wirkenden Steuereinrichtung auszuschalten, die zwar auch einen unter Federspannung stehenden verstellbaren Schieber enthält, die aber bei schon kleinem Verschiebeweg des Schiebers eine verhältnismäßig große Druckänderung zu erreichen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der eingangs beschriebenen Drucksteuereinrichtung gemäß der Erfindung die beidseitig der ringförmigen Ausnehmung vorgesehenen Teile des verstellbaren Schiebers je mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nut versehen, und der Zylinder weist auf Abstand von einer mit der Flüssigkeitszufuhrleitung verbundenen, im Bereich der Ausnehmung liegenden inneren ringförmigen Ausnehmung zwei weitere innere ringförmige Ausnehmungen auf, an welche die zum Verbraucher führenden Leitungen anschließen und die bei Mittelstellung des Schiebers außerhalb der Ausläufe der Nuten liegen. Vorzugsweise erstrecken sich die schraubenlinienförmigen Nuten über den gesamten Bereich der an die im Schieber vorgesehene ringförmige Ausnehmung anschließenden Schieberteile, wobei in Verschieberichtung auf Abstand von den im Zylinder vorgesehenen Ausnehmungen Abflußleitungen an den Zylinder anschließen.

Mit gleicher Wirkung können die schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten bei mit glatter zylindrischer Fläche der Schieberteile alternativ auch auf der zylindrischen Innenfläche des Zylinders angebracht sein. In diesem Fall erstrecken sich die Nuten zwischen der mittleren ringförmigen Ausnehmung und den zwei weiteren inneren ringförmigen Ausnehmungen des Zylinders, welche die zum Verbraucher führenden Leitungen anschließen. Die Wirkung der schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten besteht in jedem Fall darin, daß sie eine die Durchflußmenge des Druckmittels beschränkende Durchflußleitung größerer Länge darstellen. Je nach der Größe der Verschiebung des Schiebers aus seiner Mittelstellung gegenüber dem Zylinder verkürzt bzw. verlängert sich der das Druckmittel zum Verbraucher führende Teil der schraubenlinienförmigen Nut, wodurch der Druck in diesen Leitungen erhöht bzw. verringert wird.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Drucksteuereinrichtung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel in Schnittdarstellung in Verbindung mit einer hydrostatischen Pumpe veranschaulicht.

Eine mit der Antriebsmaschine beispielsweise eines Schleppers verbundene Eingangswelle 10 treibt eine mit einem Schwenkkopf versehene hydrostatische Pumpe 11, die über Leitungen 13,14 einen nicht dargestellten hydrostatischen Motor antreibt. Sind die Eingangswelle 10 und die Pumpe U geradlinig zueinander ausgerichtet, wie in der Figur gezeigt, fördert die Pumpe keine Flüssigkeit.

Erst bei winkeliger Verstellung der Pumpe zur Eingangswelle, wie strichpunktiert angedeutet, wird Druckmittel, und zwar abhängig von der Größe der Winkelverstellung, zum Motor gefördert. Hierfür ist ein Pumpensteuerzylinder 60 vorgesehen, an dessen beide

Enden beidseitig zu einem darin axial verschiebbaren Kolben 61 Zulaufleitungen 59.59a anschließen, die mit einem hier nicht dargestellten Steuerventil in Verbindung stehen. Der Kolben 61 ist auf einer durch die Stirnseiten des Zylinders 60 geführten Stange 62 befestigt, die über ein Gelenk 63 mit einem verschwenkbaren Arm 64 verbunden ist, welcher die Winkelstellung der Pumpe 11 gegenüber der Eingangswelle 10 steuert.

Das entgegengesetzte Stangenende reicht bis in einen allgemein mit 66 bezeichneten Steuerzylinder hinein und liegt gegen einen Schieber 65 an, der in einem ihn umschließenden Zylinder 67 verstellbar geführt ist Der Schieber ist durch eine etwa in seiner axialen Mitte liegenden breiten ringförmigen Ausnehmung 68 in zwei Schieberteile unterteilt Jedes dieser Schieberteile ist mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nut 69 bzw. 70 versehen, c*^;e sich von der Ausnehmung 68 bis zu den Endflächen äes Schiebers erstrecken. Diese Nuten bilden in Verbindung mit der Innenfläche des Schiebers 64 Durchflußverbindungen merklich großer Länge von geringem Querschnitt bzw. geringer lichter Weite. Die Innenfläche des Schiebers weist eine breite innere ringförmige Ausnehmung 71 auf, die bei den vom Schieber einzunehmenden verschiedenen Stellungen mit der Ausnehmung 68 in Überdeckung verbleibt, und beidseitig auf Abstand hiervon weist sie zwei weitere innere ringförmige Ausnehmungen 73,74 auf. Über eine Leitung 72 ist die Ausnehmung 71 mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden. An die Ausnehmungen 73, 74 schließen zum Verbraucher führende Leitungen 78, 79 an. Auf der von der Stange 62 abgelegenen Seite liegt gegen den Schieber eine sich an der Zylinderinnenwand abstützende Feder 77 an. An die gegenüberliegenden Stirnseiten des Zylinders 67 schließen Leitungen 75 bzw. 76 an, die als Abflußleitungen zum Behälter führen.

Wenn in Verfolg eines sich in den Leitungen 59 und 59a einstellenden Druckunterschiedes der Kolben 61 mit der Stange 62 sich verlagert, beispielsweise nach rechts, wenn durch die Leitung 59 Druckmittel höheren Druckes zufließt, und der Arm 64 über das Gelenk 63 um einen entsprechenden Winkel verschwenkt und dadurch die Pumpe 11 in eine verschwenkte Lage zur Eingangswelle 10 verdreht, verschiebt auch der Schiebe·· 65 unter dem Druck der Feder 77 nach rechts und bewegt sich dabei über die Ausnehmung 74 hinweg. Das durch die Leitung 72 zufließende Druckmittel strömt weiter durch die Nut 70 bis zu der im Bereich der Ausnehmung 74 liegenden Stelle, wo es in die Leitung 78 eintritt, durch welche es unter entsprechend hohem Druck zum Verbraucher fließt Wenn bei umgekehrten Druckverhältnissen durch die Leitung 59a Druckmittel zufließt und durch die Leitung 59 abfließt, verschieben der Kolben 61 und der Schieber 65 aus der zuvor eingenommenen Lage nach links. Dadurch wird der Druck in der sich dann von der Ausnehmung 74 wegbewegenden Nut 70 und folglich auch in der Leitung 78 kleiner. Steigt der Druck des in der Leitung 59a zufließenden Druckmittels weiter an, bewegt sich der Schieber über seine Mittelstellung hinaus weiter nach links, wodurch sich die Länge der Nut 69 zu der links von seiner Mittelstellung befindlichen inneren Ausnehmung 73 verkürzt und der Druck in der Leitung 79 dann entsprechend ansteigt. Die im Zylinder 67 an ihrem einen oder anderen Ende verdrängte Flüssigkeit fließt durch die Leitung 75 oder 76 zum Behälter zurück.

Da die Nuten nur eine geringe lichte Weite, also einen kleinen Querschnitt haben, aber ihre Länge ein Mehrfaches der axialen Länge des Schieberteils beträgt, auf dem sie angebracht sind, bewirkt schon eine kleine axiale Verlagerung des Schiebers 65 gegenüber dem Zylinder 67 eine verhältnismäßig große Änderung der vom Druckmittel durchflossenen Länge der jeweiligen Nut 69 oder 70 und demzufolge eine große und dabei sehr feinfühlige Druckänderung.

Die in diesem Beispiel in Verbindung mit einer gegenüber ihrer Eingangswelle winklig verschwenkbaren Pumpe beschriebene Drucksteuereinrichtung ist überall dort verwendbar, wo in einem einerseits mit einer zur Druckflüssigkeitsquelle, andererseits mit zwei zu einem Verbraucher führenden Leitungen versehener Zylinder der darin verstellbare Schieber in Auswirkung sich einstellender Druckunterschiede aus einer mittleren Stellung verschoben und die dabei sich in der einen oder anderen Verbraucherleitung eintretende Druckerhöhung feinfühlig gesteuert werden soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drucksteuereinrichtung für hydraulische Systeme mit einem Zylinder, der einen mit einer ringförmigen Ausnehmung versehenen, unter dem Druck einer Feder stehenden verstellbaren Schieber enthält und der mit zur Druckflüssigkeitsquelle und zum Verbraucher führenden Leitungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der ringförmigen Ausnehmung (68) vorgesehenen Teile des verstellbaren Schiebers (65) je mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nut (69,70) versehen sind und der Zylinder (67) auf Abstand von einer mit der Flüssigkeitszufuhrleitung ■{72) verbundenen, im Bereich der Ausnehmung (68) liegenden inneren ringförmigen Ausnehmung (71) zwei weitere innere ringförmige Ausnehmungen (73, 74) aufweist, an welche die zum Verbraucher führenden Leitungen (78, 79) anschließen und die bei Mittelstellung des Schiebers außerhalb der Ausläufe der Nuten (69,70) liegen.

2. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmigen Nuten (69, 70) sich über den gesamten Bereich der an die ringförmige Ausnehmung anschließenden Schieberteile erstrecken und in Verschieberichtung auf Abstand von den Ausnehmungen (73, 74) Abflußleitungen (75, 76) an den Zylinder anschließen.