DE2551493A1

DE2551493A1 - Servoeinrichtung zum einsteuern des schluckvolumens bei hydrostatischen maschinen

Info

Publication number: DE2551493A1
Application number: DE19752551493
Authority: DE
Inventors: Carlo Pensa
Original assignee: Massey Ferguson Services NV
Current assignee: Massey Ferguson Services NV
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1976-05-20
Also published as: GB1527863A; IT1045588B

Description

Servoeinrichtung zum Einsteuern des Schluckvolumens bei hydrostatischen Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Servoeinrichtung zum Einsteuern des Schluckvolumens von hydrostatischen Maschinen und zeigt insbesondere ein Ventil zum Steuern solcher Servoeinrichtungen. Derartige Steuereinrichtungen für Servomotoren sind bekannt, wobei die Verstellung eines Schiebers in einem Ventil den Druckmitteldurchfluß zwischen einer Druckmittelquelle und einem Abfluß steuert und der Druck des Druckmittels im Auslaß proportional ist zur Verstellung des Schiebers ist. Solche Steuereinrichtungen haben den Nachteil, daß, wenn die Verstellung des Schiebers zunimmt, auch die notwendige Kraft zur Verstellung des Schiebers größer wird.

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Ein weiterer Nachteil der bekannten Steuereinrichtungen ist darin zu sehen, daß, wenn der Druck im Auslaß verwendet wird zur Betätigung einer Servoeinrichtung, daß dann das Arbeiten der Servoeinrichtung schnelle Druckschwankungen im Auslaß hervorruft und dadurch eine Instabilität des hydraulischen Systems entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Mangel zu beheben und eine Servoeinrichtung und eine Steuervorrichtung dafür zu schaffen, die mit im wesentlichen gleichbleibenden Druckmitteldrücken arbeiten, und Rückkopplungen vermeiden.

Dies wird erfindungsgemäß durch ein mit einer Servoeinrichtung zum Einsteuern des SchIuckvolumens bei hydrostatischen Maschinen zusammenarbeitendes Ventil erreicht, mit einer in einem Ventilgehäuse verschiebbaren Büchse, einen am Gehäuse vorgesehenen Druckmitteleinlaß und einer zur Servoeinrichtung führenden Steuerleitung, wobei die Büchse Durchlaßöffnungen besitzt für die Verbindung von Druckmitteleinlaß und Steuerleitung und die sich dadurch kennzeichnet, daß im Innern der Büchse ein verstellbarer Steuerschieber geführt und zwischen Gehäuse und Büchse eine Kammer vorgesehen und an diese die Steuerleitung angeschlossen ist und daß die Büchse dem Druckmittel entgegengesetzt elastisch federnd beaufschlagt ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, welche einen Schnitt durch eine Servoeinrichtung mit Steuerung darstellt.

Der Hydraulikmotor 10 ist mit einer Einrichtung zur Verstellung des Schluckvolumens ausgestattet, die aus einer Schwenkscheibe 12 gebildet ist. Einrichtungen dieser Art sind allgemein bekannt, so daß sie hier nicht weiter beschrieben zu werden brauchen.

Die Servoeinrichtung, die insgesamt mit 14 bezeichnet ist, sitzt in einem Gehäuse 16, welches eine Zylinderbohrung 18 und einen in dieser gleitend und dichtend geführten Kolben 20 aufweist. Die damit verbundene Kolbenstange 22 ist durch ein Gelenk 24 mit der Verstellplatte 12 des Hydraulikmotors 10 verbunden. Auf dem Gehäuse 16 sitzt ein Aufsatz 26, der die Zylinderbohrung 18 verschließt. Er besteht aus vier Teilen, nämlich dem zylindrischen Einsatz 28, einer darin sitzenden Büchse 30, einer weiteren darin sitzenden Büchse 32 und einer Abschlußkappe 38. Die Büchse 32 stützt sich mit einem Bund 34 von unten gegen die Büchse 30 und ist auf deren Oberseite durch einen Sprengring 36 gehalten. In dem Innenraum 40 der Abschlußkappe 38 ist eine Feder 42 untergebracht.

Die Büchse 32 hat auf ihrer Außenseite eine Ausdrehung 44, in welche ein die Büchse 30 durchsetzender Ringkanal 46 einmündet, der die Verbindung zur Druckmittellextung 118 herstellt. Weiterhin ist in der Büchse 30 ein Abflußkanal 48 vorgesehen, der den Raum 40 mit einer Kammer 49 verbindet, die im Einsatz 28 unterhalb der Büchse 30 gebildet ist. Diese steht über eine den Einsatz 28 und das Gehäuse 16 durchsetzende Bohrung mit einer zum Sumpf führenden Rt .kflußleitung in Verbindung.

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In der Büchse 32 ist ein kolbenförmiger Schieber 50 verschieblich geführt und durch die Feder 42 belastet. Unterhalb eines am Schieber 50 sitzenden Kolbenbundes ist in der Büchse 30, 32 eine Kammer 54 gebildet, die über eine die Büchse 32 durchsetzende Querbohrung 52 mit der Ringkammer 54 verbunden ist.

Im Schieber 50 sitzt, durch Sprengringe 58, 60 gesichert, eine Stange 56, die in einen Ventilblock 66 hineinreicht und hier zwei kolbenförmige Ansätze 62 und 64 trägt. Die Ventilbüchse 66 sitzt im Kolben 20.

Im Ventilblock 66 sind Querkanäle 68, 70, 72 vorgesehen, welche mit entsprechend angeordneten Leitungen 74, 76, im Kolben 20 in Verbindung stehen. Die Leitung 74 steht in Verbindung mit einer Kammer 80, welche zwischen dem Kolben 20, der Zylinderbohrung 18 und der Kolbenstange 22 gebildet ist. Die Leitung 76 verbindet die Kammer 82, die über dem Kolben 20 unterhalb des Einsatzes 28 vorgesehen und durch eine rohrähnliche Verlängerung 84 des Kolben begrenzt ist, mit der sich der Kolben 20 im Einsatz 28 führt. Die Leitung 78 verbindet einen ringförmigen Einstich 86 auf der Außenseite des Kolbens 20 mit dem Innenraum des Ventilblockes 66.

Der Ringraum 86 wird über die Leitung 90 mit Druckmittel von der Pumpe 88 versorgt. Über die Leitung 90 wird auch Druckmittel in eine Steuerventileinheit 92 gefördert, welche in einer Bohrung 94 des Gehäuses 16 untergebracht ist. In dieser mehrfach abgesetzten Bohrung 94 führt sich eine Büchse 96, die gegen eine Manschette 98 stößt, welche durch eine Feder 100 beaufschlagt ist. Nach oben hin ist die Bohrung 94 durch eine Verschlußkappe 102 abgeschlossen, die durch einen Sprengring 104 gehalten und über eine Bohrung 106 an eine zum Supf führende Leitung angeschlossen ist.

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Zwischen der Büchse 96 und der Bohrung 94 sind drei Ringkammern 108, 110, 112 gebildet. Durchbrechungen 114, 116 verbinden das Innere der Büchse 96 mit den Ringkammern 108, 110. Die Leitung 90 speist Druckmittel in die Ringkammer 110. Eine Steuerleitung 118 verbindet die Ringkammern 108 und 112 miteinander und mit der Ringkammer 46 in der Servoeinrichtung.

Ein Steuerschieber 120 ist verschieblich in der Büchse 96 geführt und an einem Ende mit einem Handsteuerhebel 122 verbunden. Durch eine Ausdrehung auf der Außenseite des Steuerschiebers 120 ist eine Ringkammer 124 gebildet, die durch einen Bund 126 am freien Ende des Steuerschiebers 120 begrenzt ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Gemäß der Darstellung ist der Hydraulikmotor 10 auf sein maximales Schluckvolumen eingestellt. Eine Verstellung des Handsteuerhebels 122 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt ein Verschieben des Steuerschiebers 120 in der Büchse 96 nach oben. Der Bund 126 gibt dabei die Durchbrechung 114 frei und erlaubt dem Druckmittel von der Druckleitung 90 durch die Durchbrechung 116 und durch die Durchbrechung 114 in die Ringkammer 108 zu fließen. Druckmittel kann über die Steuerleitung 118 in die Ringakmmer 46 und ebenso in die Ringkammer 112 gelangen. Aus dem Kanal 46 gelangt Druckflüssigkeit über die Kammer 44 und die Querbohrung 52 in die Kammer 54, wo es auf den Schieber 50 einwirkt und diesen entgegen der Federwirkung 42 verschiebt. Der Druck des Druckmittels steigt auf diese Weise proportional zur Verschiebung des Schiebers 50. Wenn der Druck steigt, hat sich die Büchse 96 gegen den Druck der Feder 100 verschoben. Der Druck steigt auf diese Weise kontinuierlich, bis die Durchbrechung 116 aufgrund der sich bewegenden

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Hülse 96 erneut vom Bund 126 des Steuerschiebers 120 verschlossen wird. So sind der Druck in der Steuerleitung 118 und demgemäß die Verschiebung des Schiebers 50 proportional der Verschiebung des Steuerschiebers 120. Bei Bewegung des Schiebers 50 wird der Tandemkolben 56 mitgenommen, so daß sein Bund 62 den Kanal 68 und demgemäß die Leitung 74 freigibt und das Druckmittel aus der Druckleitung 78 in die Kammer 80 einströmen kann.

Der Kolben 20 verschiebt sich dadurch in der Zylinderbohrung 18, um das Schluckvolumen des Hydraulikmotors 10 zu reduzieren. Aus der Kammer 82 kann die Flüssigkeit durch die Leitung 76 und eine nicht dargestellte Rücklaufleitung abfließen. Der Kolben 20 bewegt sich kontinuierlich, bis der Kolbenbund 62 erreicht ist und dieser erneut den Kanal 68 und damit die Leitung 74 verschließt. Auf diese Weise ist das Schluckvolumen des Hydraulikmotors 10 proportional reduziert entsprechend der Verschiebung des Schiebers 50, dessen Verschiebung seinerseits proportional der Verschiebung des Steuerschiebers 120 ist.

Wird dagegen der Handsteuerhebel 122 im Uhrzeigersinn verstellt, wenn der Hydraulikmotor 10 und damit auch die Servoeinrichtung 14 und das Steuerventil 92 nicht, wie dargestellt, auf Maximalförderung eingestellt sind, sondern auf kleinere Fördermenge, so gibt der Bund 126 des Kolben 120 die Durchbrechung 114 frei und erlaubt dadurch dem Druckmittel, aus der Stuerleitung 118 durch den Innenraum der Büchsen 96 und 98 durch die Bohrung 106 in den Sumpf abzufließen. Der Druckabfall erlaubt eine Verstellung des Schiebers 50 und des damit verbundenen Tandemkolbens 56 unter dem Einfluß der Feder 42, so daß Druckmittel aus der Druckleitung 78 durch die Leitung 76 in die Kammer 82 fließen kann und sich das Schluckvolumen

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des Hydraulikmotors 10 vergrößert. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Steuerschieber 120 verschoben wird, die hierzu erforderliche Kraft sich nicht vergrößert. Falls eine feinfühlige Steuerung durch den Handsteuerhebel erwünscht ist, kann eine schwache Feder zwischen Steuerschieber 120 und Gehäuse 16 eingeschaltet sein, wie es in der Zeichnung angedeutet ist. Die dargestellte und beschriebene Vorrichtung kann in der üblichen Weise verwendet werden, wie z.B. in Verbindung mit einer Steuervorrichtung, welche Gegenstand einer gleichzeitig eingereichten Parallelanmeldung der gleichen Anmelderin ist. In einer solchen Anordnung wird die Vorrichtung dazu benutzt, um einen Hydraulikmotor zu steuern, so daß die Pumpe und der Hydraulikmotor in einer vorgewählten Reihenfolge arbeiten. Das Gerät kann in der üblichen Weise an den Kolben der vorherrschenden Einrichtung bzw. an den vorherrschenden Druckmittelverbraucher angeschlossen werden, so daß das anfängliche Bewegen des Hauptdruckmittelverbrauchers sich erst auf den Hydraulikmotor und dann auf die Pumpe auswirkt.

Falls es wünschenswert ist, eine Druckreguliereinrichtung in bekannter Bauweise vorzusehen, so kann diese in die Druckleitung 90 eingeschaltet werden, so daß ein konstanter Druck in der Durchbrechung 116 herrscht.

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Patent an Sprüche:

1 .) Mit einer Servoeinrichtung zum Einsteuern des Schluck-

mens bei hydrostatischen Maschinen zusanutienarbeitendes Ventil mit einer in einem Ventilgehäuse verschiebbaren Büchse, einem am Gehäuse vorgesehenen Druckmitteleinlaß und einer zur Servoeinrichtung führenden Steuerleitung, wobei die Büchse Durchlaßöffnungen besitzt für die Verbindung von Druckmitteleinlaß und Steuerleitung, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Büchse (96) ein verstellbarer Steuerschieber (120) geführt und zwischen Gehäuse (16) und Büchse (96) eine Kammer (112) vorgesehen und an diese die Steuerleitung (118) angeschlossen ist und daß die Büchse (96) dem Druckmittel entgegengesetzt, elastisch federnd beaufschlagt ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (120) mit einem Handhebel (122) zu seiner Betätigung verbunden ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (118) an eine Zylinderkammer (44) angeschlossen ist, in welcher ein, mit einem Steuerglied (56) verbundener, federbeaufschlagter Kolben (50) verschiebbar geführt ist, wobei Druckänderungen in der Steuerleitung (118) über den Kolben.(50) eine Verstellung des Steuergliedes (56) bewirken.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (56) Teil eines Steuerventiles (56, 62, 64, 66, 70, 72) der Servoeinrichtung (14) ist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (96) durch eine Druckfeder (100) beaufschlagt ist.

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6. Ventil nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (96) eine dem Druckmitteleinlaß (90) entsprechende Bohrung (116) und eine darüberliegende weitere Bohrung (114) und der Steuerschieber (120) einen Kolben (126) aufweist, der in der Büchse (96) die Bohrungen (116, 114) überstreichend derart verschiebbar geführt ist, daß bei Bewegung des Handhebels (122) in einer Richtung der Steuerkolben (126) den Durchfluß des Druckmittels aus der Öffnung (116) zur Öffnung (114) ermöglicht und Druckmittel über die Leitung (118) zur Kammer (112) strömt und die Büchse (96) entgegen der Feder (100) verschiebt, während die entgegengesetzt gerichtete Bewegung des Handhebels (122) den Steuerkolben (126) so verschiebt, daß dieser das Druckmittel durch die Öffnung (114) eintreten und durch das Innere der Büchse (96) und den Abfluß (106) in den Sumpf gelangen läßt, wobei die Büchse von der Feder (100) zurückgedrückt und die Kammer (112) entleert wird.

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