DE3109706A1 - Volumenschaltbarer hydromotor - Google Patents

Description

G. Düsteribh GmbH.^322 Sprockhövel 1 Volumenschaltbarer Hydromotor

Die Erfindung betrifft einen volumenschaltbaren Hydromotor der Axial- oder Radialkolbenbauart gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verstellbare Hydromotoren dieser Bauart haben den Vorteil, daß sich bei gleichem Volumenstrom unterschiedliche Motordrehzahlen erzielen lassen. Hierbei ist das je Umdrehung benötigte Schluckvolumen veränderbar. Sind gute Wirkungsgrade auch bei kleinen Drehzahlen oder hohe Momentegefordert, haben sich insbesondere verstellbare Hydromotoren der Radialkolbenbauart bewährt. Kommen in diesem Zusammenhang Radialkolbenmotore mit innerer Kolbenabstützung zur Anwendung, so werden in der Regel einzelne Ventile in die Verteilerleitungen zwischen den Zylindern und dem Druckmittelverteiler eingegliedert, die durch Schaltdruck betätigbar sind. Schneidet man dann mit Hilfe solcher Schaltventile einzelne Kolben bzw. Zylinder völlig von der Druckversorgung ab, so erhält man einen in zwei oder auch mehr Verhältnissen schaltbaren Motor. Die Schaltventile sind derart zwischen dem Druckmittelverteiler und den schaltbaren Zylirifern angeordnet, daß im Schaltzustand "kleines Schluckvolumen" die schaltbaren Zylinder sämtlich oder gruppenweise miteinander verbunden sind. Es findet jetzt ein Druckmittelaustausch zwischen den abgeschalteten Zylindern bei weiterhin oszillierenden Kolben statt. Außerdem besteht zum Ausgleich der kinematischen Ungleichförmigkeit sowie der Leckage eine Verbindung der abgeschalteten Zylinder mit dem Zulauf, dem Rücklauf oder dem Leckraum.

Ein Nachteil der bekannten, das Prinzip der Kolbenabschaltung verwendenden Bauart ist der Wirkungsgradverlust, der durch die Reibung der weiterhin oszillierenden Kolben sowie durch den Druckmittelaustausch zwischen den abgeschalteten Zylindern hervorgerufen wird. Diese Verluste erhöhen sich noch mehr, wenn die abgeschalteten Kolbenfetändig mit Zulaufdruck beaufschlagt werden. In diesem Fall ist zwar der Andruck der Kolben z.B. an der Kurbelwelle eines Radialkolbenmotors oder an der Führungsbahn eines Axialkolbenmotors sichergestellt, indessen, kommt es aufgrund des hohen Zulaufdrucks zu einer relativ starken Erwärmung, die dann zu erheblichen Reibungskräften bis hin zum Fressen der Kolben führen kann. Werden hingegen die abgeschalteten Kolben mit Rücklaufdruck beaufschlagt, so kann es bei höheren Drehzahlen leicht zu einem Abheben der Kolben von der Kurbelwelle oder der Führungsbahn kommen, weil der notwendige Andruck fehlt. Die maximale Drehzahl ist dadurch begrenzt. Außerdem ist in diesem Fall der Nachteil vorhanden, daß infolge des ständigen Druckmittelaustauschs zwischen den abgeschalteten Zylindern kein frisches Druckmittel zugeführt wird. Das in den abgeschalteten Zylindern hin- und herströmende Druckmittel wird dadurch einer relativ starken Erwärmung ausgesetzt und es wird ein Wirkungsgradverlust herbeigeführt. Auch kann es je nach Ausführungsform und Überdeckungsgrad der Schaltventile zu hohen Druckspitzen im Leckdruck und/oder im Zylinderdruck kommen, wenn während des Laufs umgeschaltet wird. Schließlich besteht bei der in der Regel erforderlichen negativen überdeckung der Schaltventile die Gefahr, daß der Motor bei kleinen Drehzahlen überhaupt nicht umschaltet, wenn der Schaltdruck durch eine Leckage im Überdeckungsbereich zusammenbricht.

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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, den volumenschaltbaren Hydromotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Bauart so zu verbessern, daß die Oszillation der Kolben sowie die dadurch hervorgerufene Reibung und Erwärmung vermieden werden und daß der Motor in allen Betriebszuständen, insbesondere jedoch bei sehr kleinen sowie sehr hohen Drehzahlen und Drücken, unter Verwendung des Zulaufdrucks als Schaltdruck in allen Schluckvolumenstufen unter Vermeidung größerer Spitzen im Leckdruck oder im Zylinderdruck siaaltbar san' soll .

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Aufgrund der Plächenverhältnisse am Sperrventil ist nunmehr gewährleistet, daß bei fehlendem Entsperrdruck ein Volumenstrom zwar vom Zylinder über das Sperrventil zum Druckmittelverteiler, jedoch nicht vom Druckmittelverteiler zum Zylinder gelangen kann. Befindet sich in einer solchen Situation der Kolben im oberen Totpunkt, so verbleibt er bei einer Bewegung z.B. der Kurbelwelle eines Radialkolbenmotors in Richtung unterer Totpunkt in seiner Position und löst sich somit von der Kurbelwelle. Steht hingegen ein Kolben gerade im unteren Totpunkt, so wird er bei eher Bewegung der Kurbelwelle in Richtung auf den oberen Totpunkt zu bewegt. In diesem Fall baut er im Zylinder einen Druck auf, der das Sperrventil öffnet, so daß das Druckmittel in den Rücklauf abfließen kann. Bei Annäherung an den oberen Totpunkt wird die Kolbengeschwindigkeit kleiner uid der Druck im Zylinder verringert sich. Diese

mm *7 mm

Druckverminderung erfolgt so lange, bis die stets im Schließsinne am Sperrventil wirkende kleine Rückstellkraft den Zylinderdruck überwindet und das Sperrventil wieder schließt. Auch jetzt bleibt der Kolben im oberen Totpunkt stehen, wenn sich die Kurbelwelle wieder in Richtung auf den unteren Totpunkt zu bewegt,- da kein Druckmittel nachgeführt wird.

Wird nun das Sperrventil mit dem Eltsperrdruck beaufschlagt, so verbleibt es im Schließzustand, so lange sich die Kurbelwelle in Richtung zum unteren Totpunkt bewegt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Flächenwhältnisse am Speiventil ist der EntSperrdruck nämlich nicht in der Lage, das Sperrventil zu öffnen. Erst wenn im unteren Totpunkt der Druckmittelverteiler den Sperrzylinder mit dem Rücklauf verbindet, ändern sich auch die Kräfteverhältnisse am Sperrventil mit der Folge, daß der Entsperrdruck nunmehr wirksam werden und das Sperrventil öffnen kann.

Sind Rücklaufdruck und Leckdruck gleich groß, so verbleibt der Kolben bei geöffnetem Sperrventil noch so lange im oberen Totpunkt, bis auch die Kurbelwelle den oberen Totpunkt erreicht hat und dann der Druckmittelverteiler das Sperrventil mit dem Zulaufdruck verbindet. Selbst dann, wenn der Rücklaufdruck größer als der Leckdruck sein sollte, wird der Kolben durch den dann meist nur geringen Druckunterschied der Kurbelwelle zwar entgegengeführt. Die Hochdruckbeaufschlagung erfolgt jedoch erst im oberen Totpunkt, so daß niemals ein hartes Aufschlagen des Kolbens auf der Kurbelwelle erfolgen kann.

Bei durch EntSperrdruck geöffnetem Sperrventil liegen an ihm nur noch die durch viskose Reibung erzeugten Druckdifferenzen an. Diese sind jedoch auf gar keinen Fall in der Lage, das Sperrventil wieder zu schließen. Es bleibt daher so lange geöffnet, bis der EntSperrdruck wieder weggenommen wird, Erst dann führen die im Schließsinne wirkenden Kräfte in Verbindung mit den Strömungskräften des Druckmittels ein Schließen des Sperrventils herbei.

Höhere Leckdrücke können bei der erfindungsgemäßen Bauart eines volumenschaltbaren Hydromotors nicht auftreten, da der Zulaufdruck niemals auch nur kurzzeitig unmittelbar auf den Leckraum geschaltet ist. Die Sperrventile sind grundsätzlich überdeckungsfrei, so daß die Leckage naturgemäß sehr gering ist. Aus diesem Grund kann es auch nicht zu einem Motorstillstand durch Ventilleckage kommen.

Bei einer Umschaltung auf "Schnellgang" kann mithin der Kolben im abschaltbaren Zylinder durchaus noch einen Rückhub bis zum oberen Totpunkt ausführen und dabei das

aus-

Zylindervolumen in den Rücklauf/schieben. Im oberen Totpunkt bleibt der Kolben hingegen stehen und löst sich von seiner Auflage auf der Kurbelwelle oder einer Führungsbahn.

Bei einer Umschaltung auf "Langsamgang" wird das Sperrventil erst dann geöffnet, wenn der Druckmittelverteiler das Sperrventil mit dem Rücklauf verbindet. Es kann also niemals Hochdruck auf den Kolben gelangen, wenn er nicht in der Anlage an der Kurbelwelle bzw. an der Führungsbahn ist.

Darüber hinaus bildet es einen wesentlichen Vorteil der Erfindung, daß als Schaltdruck für das Sperrventil der Zulaufdruck verwendet werden kann. Der Motor ist dann bei allen Drücken und Drehzahlen ohne Einschränkungen in alle Schluckvolumenstufen schaltbar.

Die stets im Schließsinne am Sperrventil wirkende kleine Rückstellkraft kann durch eine Rückstellfeder gebildet sein

' oder auch durch eine kleine mit Druck beaufschlagte Fläche erzeugt werden. Diese Rückstellkraft bewirkt, daß das Sperrventil auch im drucklosen Zustand schließt. Sie bewirkt auch dam ein Schließen, wenn nach erfolgter Umschaltung auf "kleines Schluckvolmen" ein gerade abgeschalteter Kolben während des Rückhubs noch das Zylindervolumen ausgeschoben hat und den oberen Totpunkt erreicht. Wäre jetzt nämlich keine Rückstellkraft vorgesehen, so würde nach Umschalten des Druckmittelverteilers auf den Zulaufdruck bis zum druckabhängigen Schließen des Sperrventils ein kleiner Volumenstrom auf den Kolben gelangen. Dieser würde folglich den Kolben aus seiner oberen Totpunktlage herausbewegen, so daß eine Ruhestellung des Kolbens in der oberen Tot-

^ punktlage nicht erreicht werden kann.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens sind bei einem Hydromotor mit mehr als zwei Zylindern und mehr als einem Sperrventil die Entsperrflächen der Sperrventile jeweils für sich, gruppenweise oder gemeinsam mit dem EntSperrdruck beaufschlagbar.

Aufgrund dieser Maßnahme ist es möglich, die jeweils gewünschte Anzahl von Schluckvolumina schalten zu können. Sie

gestattet es z.B. auch, die zu einer Gruppe gehörigen Sperrventile so zu verbinden, daß nur ein einziger Steueranschluß erforderlich ist. Dies kann z.B. durch entsprechende Kanäle im Motorgehäuse bewirkt werden. Eine Verbindung von abgeschalteten Zylindern ist jedoch grundsätzlich ausgeschlossen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß jedes Sperrventil einen in einer abgestuften Ausnehmung des Motorgehäuses dichtend geführten, mit den durch Druck beaufschlagbaren Flächen versehenen federbelasteten Differentialkolben aufweist. Der in Richtung auf den Druckmittelverteiler hohl ausgebildete, endseitig mit Querkanälen versehene Differentialkolben ist über eine umfangsseitige Ringfläche mit dem Entsperrdruck beaufschlagbar. Diese Ringfläche ist kleiner als die dem Druckmittelverteiler zugewendete, vom Zulaufdruck bzw. vom Rücklaufdruck beaufschlagbare Fläche. Am inneren Ende verfügt der Differentialkolben über einen kegelstumpfförmigen Schließkopf, der mit einem Dichtsitz zusammenwirkt, welcher endseitig einer Bohrung angeordnet ist, die Bestandteil einer Einsatzbüchse bildet. Der Durchmesser des Schließkopfes ist kleiner als der demgegenüber zum Druckmittelverteiler hin abgesetzte, in der Einsatzbüchse geführte Teil des Differentialkolbens bemessen. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Entsperrfunktion direkt in das Sperrventil integriert ist und somit keine zusätzlichen Bauteile zum öffnen des Sperrventils erforderlich sind. Dies hat eine große Bedeutung, weil es sich bei den hier in Rede stehenden Sperrventilen meistens um kleine Bauteile handelt, die dennoch möglichst solide und belastbar ausgeführt werden sollen.

Eine weitere, jedoch ebenso vorteilhafte Ausführungsform besteht erfindungsgemäß darin, daß jedes Sperrventil einen durch Federkraft gegen einen Dichtsitz angedrückten Schließkörper und einen durch den EntSperrdruck beaufschlagbaren, auf den Schließkörper im Öffnungssinne einwirkenden federbelasteten Entsperrstößel aufweist. Als Schließkörper ist beispielsweise eine Kugel vorgesehen, welche durch die Kraft einer Schraubendruckfeder auf den Dichtsitz gepreßt wird. Auch ein kegelförmiger Schließkörper iet denkbar. Die vom Entsperrdruck beaufschlagbare Fläche wird mithin durch den Kolben eines Entsperrstößels gebildet. Zum öffnen des Sperrventils braucht lediglich die auf den Schließkörper einwirkende Federkraft überwunden zu werden, vorausgesetzt natürlich, daß am Sperrventil Rücklaufdruck anliegt.

Bei dieser Ausführungsform können die Wirkrichtungen des Ertsperrstößels und des Schließkörpers zueinander axial ausgerichtet oder im Winkel, bevorzugt im rechten Winkel zueinander angeordnet sein. Welcher Bauart man im Einzelfall den Vorzug gibt, hängt im wesentlichen von den jeweils vorhandenen fertigungstechnischen Möglichkeiten ab.

Ist der erfindungsgemäße Hydromotor nach Radialkoienbauart ausgebildet, so kennzeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsform schließlich noch dadurch, daß das Sperrventil oder die Sperrventile in einen scheibenartigen, die Kurbelwelle umschließenden Gehäuseteil integriert sind. Die Wartung wird hierdurch erheblich vereinfacht. Auch können die übrigen Bauteile des Hydromotors serienmäßig gestaltet werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 rein schematisch die hydraulische Schaltung eines mit zwei verschiedenen Schluckvolumina beaufschlagbaren Hydromotors;

Pig. 2 ebenfalls rein schematisch die Anordnung und

Punktionsweise von Sperrventilen bei einem alternativ mit fünf oder zehn Kolben betreibbaren Hydromotor;

Fig. 3 einen schematisch gehaltenen Radialkolbenmotor in vertikalem Längsschnitt;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem längsgeschnittenen Radialkolbenmotor mit einem Sperrventil gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem längsgeschnittenen Radialkolbenmotor mit einem Sperrventil gemäß einer zweiten Ausführungsform uid

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einem längsgeschnittenen Radialkolbenmotor mit einem Sperrventil gemäß einer dritten Ausführungsform.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein volumenschaltbarer Hydromotor der Radial- oder Axialkolbenbauart bezeichnet. Die Zufuhr des Druckmittels zum Hydromotor 1 kann über die Leitung 2 oder über die Leitung 3 erfolgen. Die jeweils andere Leitung 3 bzw. 2 bildet dann den Rücklauf. Je nachdem, welche Leitung 2 oder 3 den ZuIaufdruck führt, wird hierdurch die Drehrichtung des Hydromotors 1 bestimmt.

Zwischen den beiden Leitungen 2, 3 ist eine Verbindungsleitung 4 vorgesehen, in die ein Wechselventil 5 eingegliedert ist. Aufgrund dieses Wechselventils 5 wird jeweils die den höheren Druck führende Leitung 2 oder 3 über eine Leitung 6 mit einem 3/2-Wegeventil 7 verbunden. Vom 3/2-Wegeventil 7 führt eine Steuerleitung 8 zu einem anhand der Fig. 1 nicht näher detaillierten Verstellsystem 9 mit Kolben 10 und Rückstellfeder 11, das mit dem Hydromotor 1 verbunden ist.

■ In der dargestellten Position ist das 3/2-Wegeventil 7 so umgesteuert, daß der Zustrom von Schaltdruck zum Verstellsystem 9 unterbunden ist, jedoch vom Vastellsystern 9 Druckmittel über die Leitung 8 in einen Vorratsbehälter 12 abströmen kann. Die Rückstellfeder 11 hat den Kolben 10 in die rechte Endstellung bewegt. Der Hydromotor 1 befindet sich dann in der Sbhnellgangposition.

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Wird das 3/2-Wegeventil/verlagert, gelangt das

Druckmittel aus der Leitung 2 über die Leitung 6, das 3/2-Wegeventil 7 und die Leitung 8 auf den Kolben 10 des Verstellsystems 9» wodurch gegen die Rückstellkraft der Feder 11 der Hydromotor 1 in die Langsamgangposition umgesteuert wird.

Die Ausführungsform der Fig. 2 aägt nun in schemätischer Darstellung die Anordnung und Funktionsweise von einem alternativ mit fünf oder zehn Kolben betreibbaren Hydromotor 1 zugeordneten Sperrventilen 13.

Es sei angenommen, daß der Zulaufdruck an der Leitung und der Rücklaufdruck an der Leitung 3 ansteht. Der Volumenstrom wird dann einem Bestandteil des insgesamt nicht näher veranschaulichten Hydromotors, z.B. 1, bildenden Druckmittel-

verteiler l4 zugeführt, von dem der Volumenstrom drehwinkelabhängig Verteilerleitungen A, B zugeführt wird, die zwischen dem Druckmittelverteiler 14 und den nicht näher dargestellten Zylindern Z und Zl des Hydromotors 1 angeordnet sind. Während die Verteilerleitungen A unmittelbar zu den Zylindern Z geführt werden, sind in die Verteilerleitungen B Sperrventile 13 eingesetzt, welche über eine gemeinsame Steuerleitung 8 entsperrt werden können. Die Steuerleitung 8 ist im Sinne der Darstellung der Fig. 1 über ein 3/2-Wegeventil 7 an die jeweils unter Hochdruck stehende Leitung, z.B. 2 angeschlossen.

Die Sperrventile 13 haben zwei Schaltzustände. Steht die Steuerleitung 8 nicht unter Druck, kann auch kein Volumenstrom von dem Druckmittelverteiler 14 zu den Zylindern Zl gelangen. Hingegen werden Volumenströme von den Zylindern Zl zum Druckmittelverteiler 14 durch die Sperrventile 13 nicht gesperrt. Ist die Steuerleitung 8 unter Druck gesetzt, sind die Sperrventile 13 grundsätzlich geöffnet und können somit weder Volumenströme von den Zylindern Zl zum Druckmittelverteiler l4 noch von diesem zu den Zylindern Zl sperren.

grundsätzliche

Die^bauliche Anordnung und Punktionsweise der.Sperrventile 13 gemäß Fig. 2 ist nachstehend anhand eines in der Fig. 3 schematisch veranschaulichten Radialkolbenmotors 1 näher erläutert.

Mit 15 ist das Motorgehäuse des Radialkolbenmotors 1 bezeichnet. Im Motorgehäuse 15 ist eine Kurbelwelle 16 in Wälzlagern 17 drehbar gelagert. Die Kurbelwelle 16 weist im

Längenbereich zwischen den Wälzlagern 17 einen Exzenter l8auf, an dessenUmfang sich z.B. gemäß der Ausfuhrungsform der Fig. 2 zehn in Zylindern Z, Zl des Motorgehäuses 15 gleitend geführte Kolben 20 hydrostatisch abstützen. Während das aus dem Motorgehäuse 15 hinausgeführte Ende 21 der Kurbelwelle 16 als Abtriebszapfen dient, ist auf dem anderen Ende 22 ein weiterer Exzenter 23 befestigt, der von einem ringartigen Druckmittelverteiler 14 umgeben und zu diesem durch Wälzlager 24 distanziert ist. Der Druckmittelverteiler 14 ist so aufgebaut, daß in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Kurbelwelle die zu den Zylindern Z, Zl führenden Verteilerleitungen A, B abwechselnd mit einem Druckmittel-Zulaufanschluß 19 und mit einem Druckmittel-Rücklaufanschluß 25 verbunden sind. Beim Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Anschluß 19 mit dem Hochdruck beaufschlagt ist.

Ferner läßt die Fig. 3 erkennen - ebenfalls wieder gemäß der Darstellung der Fig. 2 - daß in jeweils eine Verteilerleitung B von zwei einander benachbarten Verteilerleitungen A, B ein Sperrventil 13 eingegliedert ist. Alle Sperrventile 13 sind über einen nicht näher dargestellten Ringkanal an eine gemeinsame Steuerleitung 8 angeschlossen, welche zu einem Steueranschluß 26 führt. Der Steueranschluß 26, der Zulaufanschluß 19 und der Rücklaufanschluß 25 befinden sich in einer gemeinsamen Stirnplatte 27 des Motorgehäuses 15· Bei Beaufschlagung des Steueranschlusses 26 mit EntSperrdruck, der z.B. vom Zulaufdruck abgezweigt sein kann, werden sämtliche Sperrventile' 13 gleichzeitig b6BJifschlagt und gegebenenfalls geöffnet, vorausgesetzt, daß am jeweiligen Sperrventil 13 der Rücklaufdruck anliegt. Der über den Zulaufanschluß 19 zugeführte, unter Hochdruck stehende

Volumenstrom wird durch den Druckmittelverteiler 14 entsprechend dem Bewegungsgesetz der Kolben 20 auf- die Verteilerleitungen A, B verteilt. Je nachdem, ob der Steueranschluß 26 mit Druck beaufschlagt ist oder nicht, kann folglich der Radialkolbenmotor 1 mit Beaufschlagung aller Zylinder Z, Zl oder nur der Zylinder Z betrieben werden.

abschaltung beim Die Punktion der Kolber/Radialkolbenmotor 1 der Fig.

ist nachstehend anhand des in die Verteilerleitung B eingegliederten Sperrventils 13 sowie des zugeordneten Zylinders Zl und des Kolbens 20 näher erläutert.

Bei drucklosem Steueranschluß 26 ist das Sperrventil 13 geschlossen. Es kann vom Druckmittelverteiler 14 aus kein Druckmittel zum Zylinder Zl gelangen. Der Kolben 20 verbleibt bei einer Bewegung des Kurbelwellenexzenters 18 in Richtung unterer Totpunkt in seiner Position und löst sich somit vom Kurbelwellenexzenter 18.

Befindet sich der Kolben 20 im unteren Totpunkt und bewegt sich der Kurbelwellenexzenter 18 in Richtung auf den oberen Totpunkt zu, wird durch die dann bewirkte Kolbenbewegung im Zylinder Zl ein Druck aufgebaut, der das. Sperrventil 13 öffnet, so daß das Druckmittel aus dem Zylinder Zl über den Rücklaufanschluß 25 abfließen kann."Im Bereich des oberen Totpunkts wird die Kolbengeschwindigkeit kleiner und der Druck/Vermindert sich. Das Sperrventil 13 kann schließlich wieder schließen. Der Kolben 20 verbleibt nun in der Position im oberen Totpunkt.

Wird jetzt der Steueranschluß 26 beaufschlagt, was beispielsweise wie im Falle der Fig. 1 und 2 durch den Zulaufdruck erfeigen kann, so geschieht, solange sich der Kurbelwellen-

exzenter 18 in Richtung auf den unteren Totpunkt bewegt, nichts, da aufgrund der nachstehend anhand der Pig. 4 bis 6 noch näher erläuterten Plächenverhältnisse am Sperrventil 13 der Entsperrdruck nicht in der Lage ist, das Sperrventil 13 zu öffnen.

Im unteren Totpunkt verbindet der Druckmittelverteiler 14 die Verteilerleitung B mit dem Rücklaufanschluß 25, so daß sich nunmehr auch die Kräfteverhältnisse am Sperrventil 13 ändern, welches sich nunmehr öffnet.

Sind Rücklaufdruck und Leckdruck gleich groß, so verbleibt der Kolben 20 im oberen Totpunkt ,bis auch der Kurbelwellenexzenter 18 den oberen Totpunkt erreicht hat und der Druckmittelverteiler 14 die Verteilerleitung B wieder mit dem Zulaufanschluß 19 verbindet.

Ist der Rücklaufdruck größer als der Leckdruck, so wird der Kolben 20 dem Kurbelwellenexzenter 18 durch den meist geringen Druckunterschied zwar entgegengeführt, die Hochdruckbeaufschlagung erfolgt in jedem Falle jedoch erst im oberen Totpunkt, wo Kurbelwellenexzenter 18 und Kolben 20 einander angenähert sind.

Am jetzt geöffneten Sperrventil 13 liegt nur noch die durch viskose Reibung erzeugte Druckdifferenz an. Diese genügt nicht, um das Sperrventil 13 wieder zu schließen. Das Sperrventil 13 bleibt somit geöffnet, bis der Entsperrdruck wieder weggenommen wird.

Eine erste Ausführungsform des Sperrventils 13 gemäß der Fig. 2 und 3 ist in der Fig. 4 näher veranschaulicht. Dieses Sperrventil 13' umfaßt einen Differentialkolben 28, der

in einer sich parallel zur Drehachse 29 der Kurbelwelle 16 erstreckenden abgestuften Ausnehmung 30 in einem scheibenartigen Bauteil 31 des Motorgehäuses 15 dichtend geführt ist. Er bes-itzt im mittleren Bereich einen Ringkragen 32 mit einer Ringfläche 33, die über den Steueranschluß 26 mit Entsperrdruck beaufschlagbar ist.

Die vom Steueranschluß 26 ausgehende Steuerleitung 8 mündet in einen Ringkanal 3¹I,über den die Ringflächen 33 der anderen, hier nicht näher dargestellten Sperrventile 13' gleichzeitig beaufschlagt werden können.

Im'drucklosen Zustand wird der Differentialkolben 28 durch eine Schraubendruckfeder 35 an einen Dichtsitz 36 gedrückt, der endseitig einer in eine Hülse 37 eingearbeiteten Bohrung 38 vorgesehen ist. Die Hülse 37 ist in der Ausnehmung 30 dichtend befestigt. Die Schraubendruckfeder 35 liegt in einer abgestuften Bohrung 39 des Differentialkolbens 28, welche mit ihrem einen Ende dem Druckmittelverteiler 14 zugewendet ist und am anderen Ende über Radialkanäle 40 in einen Raum 4l umfangsseitig des Schließkopfes 42 des Differentialkolbens mündet.

Durch die vom Querschnitt der Bohrung 38 bestimmte Fläche 43 des Schließkopfs 42 wird bei Beaufschlagung, eine im Öffnungssinne gerichtete Kraft erzeugt.' Ferner kann vom Entsperrdruck an der Ringfläehe 33 eine Kraft erzeugt werden. Schließlich kann an der Stirnfläche 45 des Differentialkolbens 28 noch eine Kraft im Schließsinne erzeugt werden, wenn hier Zulaufdruck ansteht. Diese Fläche 45 vermindert sich aber durch die Kreisringfläche 44 umfangsseitig des Dichtsitzes 36. Der

durch die gestufte Form des Differentialkolbens 28 gebildete Ringraum 46 hat keine funktioneile Bedeutung. Er ist mit dem Leckraum des Motors 1 verbunden.

Die in der Fig. 4 dargestellte Betriebsposition des Sperrventils 13' ist die, in welcher bei allen Drücken Volumenströme von dem Druckmittelverteiler 14 zum Zylinder Zl aufgrund der hydrostatischen Kräfteverhältnisse im Zusammenwirken mit der Feder 35 unterbunden sind.

Wird nunmehr am Steueranschluß 26 Druck aufgegeben und es steht am Sperrventil 13' Zulaufdruck an, so ist der Entsperrdruck nicht in der Lage, das Sperrventil 13' zu öffnen, da aufgrund der Größe der wirksamen druckbeaufschlagten Flächen 44 und 45 das Ventil 13' trotz anliegendem Entsperrdruck in der Sperrstellung gehalten wird.

Ein öffnen des Sperrventils 13' kann erst dann bewirkt werden, wenn an der Verteilerleitung B der Rücklaufdruck anliegt, da «jetzt die hydrostatischen Kräfteverhältnisse eine Bewegung des Differentialkolbens 28 entgegen der Kraft der Feder 35 bewirken. Ist das Sperrventil 13' aber einmal geöffnet, so bleibt es auch geöffnet, selbst wenn der Druckmittelverteiler 14 die Verteilerleitung B wieder mit dem Zulaufanschluß 19 verbindet. Dies deshalb, weil die vom Zylinderdruck und vom Entsperrdruck beaufschlagbaren Flächen 43, 33 größer als die Differenz der durch den Zulaufdruck beaufschlagbaren Flächen 45 und 44 bemessen sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 umfaßt das

Sperrventil 13'· zunächst einen kugelförmigen Schließkörper 47, der durch eine Schraubendruckfeder 48 gegen einen Dichtsitz

gedrückt wird. Die Wirkrichtung des Schließkörpers 47 verläuft parallel zur Drehachse 29 der Kurbelwelle 16. Schließkörper 47 und Schraubendruckfeder 48 liegen in einer Erweiterung 50 einer Verteilerleitung B. ·

Zum Auisteuern des Sperrventils 13'' dient ein Ehtsperrstößel 51, welcher in einer Radialbohrung 52 eines scheibenartigen Bauteils 31 des Motorgehäuses 15 geführt ist. Der Entsperrstößel 51 weist einen mit dem Schließkörper 47 zusammenwirkenden Stift 53 sowie einen Kolben 54 auf, welcher durch eine Schraubendruckfeder 55 in Richtung auf den Steueranschluß 26 belastet ist. Die Bohrung 52 ist über Kanäle 56 mit dem Leckraum des Motors 1 verbunden.

Soll das Sperrventil 13'' geöffnet werden, wird.am Steueranschluß 2^ der EntSperrdruck aufgegeben, so daß die Kugel 47 gegen die Rückstellkraft der Feder 48 vom Dichtsitz 49 abgehoben wird. Dies ist natürlich nur möglich, wenn inder Verteilerleitung B der Rücklaufdruck anliegt. Liegt in der Verteilerleitung B dagegen Hochdruck an, so bleibt auebbei aufgebrachtem Entsperrdruck das Sperrventil 13" geschlossen. Dies wird durch die Größe und das Verhältnis der Flächen 57 und 58 am Entsperrstößel 51 zur Fläche 59 des Dichtsitzes 49 sowie zur vom Zulaufdruck beaufschlagten Fläche 62 am Schließkörper 47 in Verbindung mit der Feder 48 bestimmt.

Die Ausführungsform der Fig. 6 entspricht weitgehend derjenigen der Ausführungsform der Fig. 5, so daß auch die Bezugszeichen übereinstimmend gewählt werden konnten. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Wirkrichtung des

j τυyV

Schließkörpers 47 mit der Wirkrichtung des Entsperrstößels 51 übereinstimmt. Und zwar liegen beide Wirkrichtungen im rechten Winkel zur Drehachse 29 der Kurbelwelle 16. Das Sperrventil 13''' ist hierbei in einen Ventilkörper 60 eingegliedert, der in eine Radialbohrung 6l eines scheibenartigen Bauteils 31 des Motorgehäuses 15 integriert ist.

Claims (6)

Patentansprüche: [ l.y Volumenscha2t>arer Hydromotor der Axial- oder Radialltölbenbauart, welcher mindestens zwei mit einer Kurbelwelleoder einer Führungsbahn zusammenwirkende, in Zylindern gleitende Kolben und einen den über Druckleitungen zu- und abfließenden Volumenstrom zu den Zylindern steuernden Druckmittelverteiler sowie ein in eine der Verteilerleitungen zwischen dem Druckmittelverteiler und einem Zylinder eingegliedertes, druckbetätigtes Schaltventil aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß

1.1 das Schaltventil als Sperrventil (13, 13', 13", 13'")
ausgebildet und durch ein eine kleine Kraft (35,48)
erzeugendes Rückstellmittel stets im Schließsinne beaufschlagt ist;

1.2 das Sperrventil (13,13', 13", 13"') eine vom Druck im
Zylinder (Zl) im Öffnungssinne beaufschlagbare Fläche
(43, 59),in Abhängigkeit von der Stellung des Druckmittelverteilers (14) entweder vom Zulaufdruck oder vom Rücklaufdruck im Schließsinne beaufschlagbare Flächen (44, 45; 62)
sowie eine durch einen Entsperrdruck im Öffnungssinne beaufschlagbare Fläche (33, 57) aufweist;

1.3 die vom Zulaufdruck bzw. durch den Rücklaufdruck beaufschlagbaren Flächen (44, 45; 62) mindestens so groß wie die durch den Zylinderdruck beaufschlagbare Fläche (43, 59) und größer als die durch den Entsperrdruck beaufschlagbare Fläche (33, 57) bemessen sind;

1.4 die Summe der vom Zylinderdruck und vom Entsperrdruck beaufschlagbaren Flächen (43, 59; 33, 57) größer als die durch den Zulaufdruck bzw. vom Rücklaufdruck beaufschlagbaren Flächen (44 _s 45; 62) bemessen ist.

2. Hydromotor nach Anspruch l,.mit mehr als zwei Zylindern und mehr als einem Sperrventil, dadurch gekennzeichnet , daß die Entsperrflachen (33, 57) der Sperrventile (13, 13', 13", 13'") jeweils für sich, gruppenweise oder gemeinsam mit dem Entsperrdruck beaufschlagbar sind.

3. Hydromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Sperrventil (13') einen in einer abgestuften Ausnehmung (30) des Motorgehäuses (15) dichtend geführten, mit den durch Druck beaufschlagbaren Flächen (33, 43, 44, 45) versehenen federbelasteten Differentialkolben (28) aufweist.

4. Hydromotor nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß jedes Sperrventil (13'', 13"') einen durch Federkraft (48) gegen einen Dichtsitz (49) angedrückten Schließkörper (47) und einen durch den Entsperrdruck beaufschlagbaren, auf den Schließkörper (47) im Öffnungssinne einwirkenden federbelasteten Entsperrstößel (51) aufweist.

5. Hydromotor nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß die Wirkrichtungen des Entsperrstößels (51) und des Schließkörpers (47) zueinander axä ausgerichtet sind oder im Whkel zueinander angeordnet sind.

6. Hydromotor nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, in der Anwendung auf eine Radialkolbenbauart, dadurch gekennzeichnet , daß das Sperrventil (13, 13', 13", 13'") oder die Sperrventile (13, 13', 13", 13'") in einen scheibenartigen, die Kurbelwelle (16) umschließenden Gehäuseteil (31) integriert sind.