DE2163153B2 - Steuerventil fur ein hydrosta tisches Fordermengenstellgerat einer Stellpumpe in einem hydrostatischen Getriebe mit geschlossenem Kreislauf - Google Patents

Description

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j· ι, ist. Das erfindungsgemäße Ventil kann gungsleitung 50 zu, die ein Druckreduzierventil 52

ft**⁵? hr einfach manuell gesteuert werden, und enthält und Strömungsmittel durch die Leitungen »»

desto* *T _{ög}ich Κγ ώε} Steuerung eine einfache und 56 zu der Zylinder-Kolbenanordnung 18 una

^ö *· Äse mechanisch-elektrische Steuerung vor- durch die Leitung 58 einem Servostcuerventü 6« zu-

fcfcpebweise mecn «5 __ ^ ^^ ^ _Zu_ ^ _{Abfufar des} Stromungs-

"■^finHimesEemäß an beiden Enden des Ventil- mittels der Zylinder-Kolbenanordnung 20 über oie

⁰¹⁶ fSSSLn Federkammern enthalten je- Leitung 61 steuert. Eine Auslaßleitung 6!fuhrtvon

körpers vorge, ^ ^ _{ldchsweise stgr}. _{dem Serv}o_Steuerventil 60 zum Gehäuse der Pumpe

·* ^e Feder Die schwächere Haltefeder liegt am 10 und zum Reservoir 22. Mit Ausnahme des Ventds

^ierC W ber an. Diese Anordnung bewirkt, daß der io 60 ist vorstehend eine typische hydraulische Kratt-

jießscnie „-*$ v,_ei jeder leichten Druckverän- übertragung beschrieben. ...

^MeßSCbl η eine der Seitsdruckleitungen verscho- Die F i £.2, 3 und 4 zeigen eine typische reversible

^dfinm? ? dann die weitere Verschiebung ge- Pumpe 10 mit variabler Verdrängung, die von be-

der zweiten stärkeren Spiralfeder kannter Bauart sein kann, bei welch« «" gj¹^

n stabilisierten Druck fortgesetzt _l5 scher Servomotor zur Steuerung der Richtung una

n die starken Federn von den Zen- der Fördennenge vorgesehen ist. Ehe AntnebjveUe

Ventildeckel getragen, in deren 64 ist genutet oder gekerbt. Das Steuerventil 60 bi

:^£S5sürs

des"Weise"ist an beiden Seiten der Schieber- gungsleitungen 66 und 68

ei Venuls ein hochempfindliches Druckfühler- dend« VentilkJrpeB 70 .^^ ^ ^^ ^

t nachfolgend mit einem Ausfüh- .₅ besteht aus dem Ventilkörper

^^ Bezugnahme auf *e Zeichnungen der J^-tj^^S^d

,eschrieben es ggt J P^JJ ^ ^_{15 60 mi d m} Inneren

des Pumpenblocks nach häng,

_eme Seitenansicht des Pumpenblocks nach L^en.r bimdjn die Anordnung des Ventils nach Fig. 1 in ₃₅ einen Einlaß 76 und einen

_ird zunächst auf F i g. 5 Bezug genommen in bunden . _ine Ventilbohrung

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Das Sv.tem umfaßt die üblichen Einrichtungen, wie g™^f^™^d™L^ °_{da zw}ischen einstellbaren beispielsweise ein Reservoir 22, mit dem das Ge- I^.^J^J^Tg 4 verschwenkt werden kann, häuse der Pumpe 10 verbunden sein kann und au Anschlagen ™» ^£ ^ Vorsprüngen 102 vorweichem eine Lade- und Steuerdruckpumpe 24 das ₅₅ ^^{1 ei} f J_n^™^_{aher ein} Betätigungshebel nut Strömungsmittel abzieht und durch die Leitungen 26 »;*^h^j verbunden wird, kann das als Welle l^^rJS^S^i^ "» Teil 94 und _£ —j»*^ H mittels eines üblichen hin- und herbevvegba- ^™^_s ^stellung aus seiner in Fig.l Vil 36 verhindert das mit ^?"^{f 6o} ^"i " hiben

Sd mittels eines ^^_s ^stellung aus sein

_ren Ventils 36 verhindert, das mit ^?"^{f 6o} ^"eie Ue" M.ttelstellung verschieben. .

einen maximalen Druck ansprechenden Ruckschlag- dargc u.111^L Ventilschicbers 86 ist der

ventil 38 verbunden ist, welches über d,e Leitungen ^^^.eiehicbbar, der ge S

0 d 42 it dem Pumpengehause 10 und dem Rc- Meßsch ^ ^A _hli Vrbindun

chicbers

ventil 38 verbunden ist, welches über d,e g ^^^.eiehicbbar, der geeignete Stege

40 und 42 mit dem Pumpengehause 10 und dem Rc- Meßsch ^ ^A _wahlwcise Verbindung des Motor-

servoir 22 verbunden ist. Ein auf niedrigen Druck und Nuten iu Druckdurchlasse

ansprühendes Rückschlagventil 44 begrenzt den ma- 6₅ ^^hl^⁵ _A^Vl im Ventilschieber 86 besitzt

imalen Lade- und Steuerdruck. Die Ruckschhigvcn. ^«^^^4 _{ist s0} angeordnet, daß er auf

StrffS ST^LS^ S^nderungen in den Getriebenen an-

spricht. Zu diesem Zweck ist der Ventilkörper mit den Deckeln 106 und 108 versehen, in welche Steuerleitungen 66 und 68 eingeschraubt und kleine Kolben 110 und 112 verschiebbar eingesetzt sind, die auf die Enden des Meßschiebers 104 über die Federteller 114 und 116 einwirken, die mit den Federn 118 und 120 leicht vorgespannt gehalten werden. Diese Federn sind relativ schwach. Sie bilden den einzigen Widerstand, welcher dem Strömungsmitteldruck auf die Kolben während der ersten Stufe der Verschiebung aus der Mittellage entgegenwirkt. Daher ist der Druckaufbau durch die anfänglich widerstandslose Verschiebung des Meßschiebers 104 nicht beeinträchtigt, welcher von den Flächen der Kolben 110, 112 und den Federkonstanten der Federn 118 und 120 bestimmt wird. Zwei weitere Federn 122 und 124, die mit größerer Federkonstante, sind auch innerhalb der Federkammern 82, 84 angebracht. Sie berühren die Federteller 114 und 116 am Anfang der Verschiebebewegung des Ventilschiebers 104 aus seiner Mittelstellung nicht und stützen sich mit einem Ende auf einen Absatz der Ventildeckel und mit dem anderen auf Federteller 126, 128, die auf den inneren Zapfen der Ventildeckel 106, 108 festgelegt sind. Eine gewisse Verspannung kann den Federn bei Bedarf erteilt werden.

Wie F i g. 6 veranschaulicht, kann das Druckreduzierventil 52 einen steuerbaren Ventilschieber 130 umfassen, der in einer Bohrung 132 verschiebbar und so angeordnet ist, daß er die Strömung zwischen einem mit der Leitung 50 der F i g. 5 in Verbindung stehenden Einlaß 134 und einem mit der Leitung 54 in Verbindung stehenden Auslaß 136 steuert. Das federbelastete Steuerventil 138 spricht auf den Auslaßdruck in 136 durch die verengte innere Bohrung im Ventilschieber 130 und den Durchlaß 140 an. Wenn der Auslaßdruck über einen vorbestimmten Wert anwächst, dann öffnet das Steuerventil 138, und die Kammer am oberen Ende der Bohrung 132 wird in den Auslaß 142 entleert, so daß sich der Ventilschieber 130 heben kann.

Wenn im Betrieb der Steuer- bzw. Betätigungsarm 98 in der Mitte liegt und keine Last auf den Motor 16 einwirkt, führt die Steuerdruckpumpe 24 Strömungsmittel zu, und zwar durch die Leitung 26 und durch zwei der Rückschlagventile 32 bis 48 oder 34 bis 46 in die Leitung 50 und zum Reduzierventil 52. Das überschüssige Volumen von der Steuerdruckpumpe 24 fließt über das Rückschlagventil 44 und die Leitung 42 in das Reservoir 22. Dieser Druck wirkt über die Leitungen 54 und 56 auf den Kolben der kleinen Zylinder-Kolbenanordnung 18, welche zum Servomotorsystem der Pumpe 10 gehört, und wird durch die Leitung 58 weiter dem Einlaß 76 des Ventils 60 zur Verfugung gestellt. Dieses Ventil hat, bevor es seine neutrale Stellung erreicht, dem Kolben der großen Zylinder-Kolbenanordnimg 20 über die Leitung 61 Druck zugeführt, und zwar mit einem Betrag, der die Hälfte desjenigen Druckes ist, welcher auf den Kolben der kleineren Zylinder-Kolbenanordnung 18 einwirkt, so daß der Servomotor der Pumpe 10 stationär ist. Das kann bei jeder Verdrängungslage auftreten, sowohl vorwärts als auch rückwärts, wobei der Motor 16 mit der Last dreht, ohne diese anzutreiben oder abzubremsen. Alternativ kann der Motor 16 natürlich gestoppt bleiben, wenn das Ventil 60 in seiner neutralen Lage angekommen ist und

ίο sich der Servomotor der Pumpe 10 ebenfalls in seiner neutralen Lage befindet.

Um ein Drehmoment auf die Last zur Einwirkung zu bringen, beispielsweise im Uhrzeigersinn, wird der Steuer- bzw. Betätigungsarm 98 verschwenkt bzw.

verdreht, so daß der Ventilschieber 86 mit dem Stift 96 verschoben wird, und zwar beispielsweise nach links in F i g. 1. Dadurch wird der Durchlaß 90 mit dem Durchlaß 88 verbunden, wodurch Strömungsmittel in die Leitung 61 und zum Kolben der großen Zylinder-Kolbenanordnung 20 eingelassen wird. Wenn dies ausgehend von der in F i g. 5 veranschaulichten Stellung hervorgerufen wird, so führt das zur Reduzierung der Verdrängung der Pumpe 10 und zur Erzeugung einer Bremskraft, die auf den Motor 16 und die Last einwirkt, wobei der Druck in der Hauptleitung 12 und im Steuerzweig 68 ansteigt. Dadurch wird auf den Kolben 112 eingewirkt, welcher den Meßschieber 104 gegen die Kraft der Feder 118 und eventuell auch gegen die Kraft der Feder 122 verschiebt. Diese Bewegung endet, wenn der Meßschieber 104 die neutrale Stellung relativ zur neuen Stellung des äußeren Ventilschiebers 86 erreicht. Alle Veränderungen der Belastung, die auf den Motor 16 einwirken, rufen Druckveränderungen in der

Leitung 12 hervor, und diese wirken über den Steuerzweig 68 derart, daß der Meßschieber 104 nach rechts oder links verschoben wird und daß der die Verdrängung regulierende Servomotor der Pumpe 10 in die Lage verschoben wird, die notwendig ist, um

ein konstantes Druckniveau in der Hauptleitung 12 aufrechtzuerhalten. Das kann entweder eine Geschwindigkeitsvergrößerung oder eine Verlanesamung oder sogar eine Umkehr bedeuten.

Zur Anwendung des Drehmoments auf die Last in der entgegengesetzten Richtung wird der Ventilschicber 86 nach rechts aus der Mittelstellung verschoben, und in gleicher Weise wird ein Druckaufbau in der Hauptleitung 14 erzeugt und aufrechterhalten, der vom Betrag der Verschiebung des Ventilschiebers 86 aus dessen Mittelstellung abhängig ist. Da der Ventilschieber 86 klein und leicht und mechanisch unabhängig vom Druckfeststell- bzw. -nachweismechanismus ist, wird nur eine geringe Kraft für seine Verschiebung benötigt. Daher kann er alternativ durch eine sehr geringe manuelle Kraft oder durch elektrische oder andere Umwandlungsvorrichtungen, Umformer, Umsetzungsgeräte, Wandler od. dgl. betätigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

6. Steuerventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch Patentansprüche: gekennzeichnet, daß die Schieberhülse (86) an einem Ende mit einer Umfangsnut (92) versehen

1. Steuerventil für ein hydrostatisches Förder- ist, in welche ein exzentrisch geführter Stift (96) mengenstellgerät einer Stellpumpe in einem hy- 5 des Gebets (Steuervorrichtung 94, 98) eingreift,
drostatischen Getriebe mit geschlossenem Kreislauf zur wahlweisen Einstellung eines am Hydromotor wirksamen Ausgangsdrehmoments zwi-

sehen einer maximalen Ausgangswellenbeschleunigung und einer maximalen Ausgangswellenver- io
zögerung mittels eines Gebers, wobei ein Stim-

ende eines federnd eingemitteten Meßschiebers Bei bekannten Steuerventilen für hydrostatische vom Getriebehochdruck und das andere Stirn- Getriebe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs ende vom Getriebeniederdruck beaufschlagt ist genannten Merkmalen ist der als Rückführglied für und dieser Meßschieber als ein die Arbeitsdruck- 15 die Arbeitsdruckdifferenz dienende Schieber beidseidifferenz (Istwert) anzeigendes Rückführglied mit tig von Federn beaufschlagt imd wird daher in der einem von dem Geber betätigbaren Steuerventil- Mittelstellung vorgespannt gehalten. Bei einer Ändeschieber (Sollwert) derart zusammenwirkt, daß rung der Arbeitsdruckdifferenz zwischen der Getriedas vom Geber gewählte Ausgangsdrehmoment behochdruck- und der Gerriebeniederdruckleitung — unabhängig von anderen Einflüssen aufrechter- ao d. h. bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollhalten bzw eingestellt wird, dadurch ge- wert — verlagert sich der Schieber und verstellt dakennzeichnet, daß der als Rückfühi glied bei über einen Hebel den Steuerschieber so lange, bis dienende Meßschieber (104) zentral in dem als über das Stellgerät die Pumpenfördermenge derart Schieberhülse (86) ausgebildeten äußeren Steuer- verändert ist, daß der ursprünglich in den Leitungen ventilschieber geführt ist. 25 vorhandene Druckunterschied (Sollwert) wiederher-

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge- gestellt ist.

kennzeichnet, daß in einem Gehäuse (70) des Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beSteuerventils eine Ventilbohrung (80) für die den steht darin, ein Steuerventil der in Rede stehenden Meßschieber (104) axial verschiebbar konzen- Art so auszugestalten, daß es bei einfachem kontrisch tragende Schieberhülse (86) ausgebildet ist, 30 struktiven Aufbau ohno Hebelverbindung eine Rückdie an den Enden von mit Ventildeckeln (106, führung der Arbeitsdruckdifferenz (Istwert) auf den 108) verschlossenen Federkammern (82, 84) be- Steuerschieber gewährleistet,
grenzt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

3. Steuerventil nach Anspruch 1 und 2, da- löst, daß der als Rückführglied dienende Meßschiedurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des 35 ber zentral in d:"'. .·:!:· Schieberhülse ausgebildeten über Haltefedern (118, 120) leicht vorgespannt äußeren Steuerventilschieber geführt ist.
gehaltenen Meßschiebers (104) in der Schieber- Es ist bereits bekannt, koaxial innerhalb des Steuhülse (86) über in den Federkammern (82, i84) ergliedes eines Steuerventils einen axial verschiebbaverschiebbar gelagerte Kolben (110, 112) erfolgt, ren Hilfskolben anzuordnen, der einen vorbestimmdie in den Zentrumsbohrungen von in die Feder- 40 ten Verstellweg zurücklegen kann, wobei der Verkammern (82, 84) weisenden, an den Ventildek- stellweg einstellbar ist (deutsche Patentschrift kein (106, 108) ausgebildeten Zapfen verschieb- 1 164 234). Bei dieser bekannten Steuerschieberanbar eingesetzt und an deren Eingangsenden KoI- Ordnung ist die Verstellung einer beweglich angeordbenkammern für den Anschluß der Getriebe- neten Maschineneinheit oder eines Maschinenteils, hoch- und -niederdruckleitung (66, 68) vorgese- 45 insbesondere einer Pumpe oder des Motors eines hyhen sind. drostatischen Getriebes, von der Auffindung bzw.

4. Steuerventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch der Wahl des Verstellpunktes abhängig. Der Hilfsgekennzeichnet, daß in den Federkammern (82, kolben dient hier zum Einstellen des Verstellpunktes, 84) im Verhältnis zu den Haltefedern (118, 120) d. h. des Punktes, in dem das Maschinenteil kurzfrinoch stärkere Federn (122, 124) angeordnet sind, 50 stig verharren soll, und zwar durch die Festlegung die in der Gleichgewichtslage auf den Meßschie- !,einer Verschiebungsstrecke.

ber (104) nicht einwirken. Bei einem anderen Steuerventil mit einem koaxial

5. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch ge- innerhalb der axial verschiebbar gelagerten Ventilkennzeichnet, daß das Steuerventilgehäuse (70) hülse angeordneten axial verschiebbaren Schiebereine Einlaßöffnung (76), Steueröffnungen (78) 55 kolben (deutsche Patentschrift 1425 824), wirJ die- und Auslaßöffnungen (74) aufweist, die in die ser von außen beispielsweise über Pedale bewegt und Ventilbohrung (80) münden und mit den in der dadurch die Verstellung der Pumpenfördermenge ge-Schicberhülse (86) ausgebildeten Durchlaßkanälen steuert.

(88, 90, 91) fluchten, wenn das Ventil sich in der Bei den vorbekannten Ventilen werden die ko-

Gleichgewichtslage befindet, und daß der Meß- 60 axialen Kolben für die Lagerückmeldung benutzt,

schieber (104) mit Umfangsnuten und einem Steg wodurch infolge einer mechanischen Rückkoppelung

versehen ist, so daß er in einer Lage eine Verbin- ein relativ hoher Aufwand getrieben werden muß.

dung zwischen der Durchlaßöffnung (88) und Bei dem erfindungsgemäßen druckgesteuerten

dem Stellgerätdurchlaßkanal (90) der Schieber- Ventil wirken die Arbeitsdrücke unmittelbar auf das

hülse (86) und in der anderen Lage eine Verbin- 65 Rückführglied ein. Der Ventilschieber ist somit me-

dung zwischen dem Stellgerätdurchlaßkanal (90) chanisch unabhängig vom Drackfühlermechanismus.

und der Auslaßöffnung (91) der Schieberhülse Er kann deshalb klein und leicht ausgebildet sein, so

(86) herstellt. daß nur eine geringe Kraft für seine Betätigung er-