Steuereinrichtung für ein doppeltwirkendes Schubkolbengetriebe Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein doppeltwirkendes Schubkolbengetriebe, bei wel chem die Richtungsumkehr durch LUbernullsteuern einer regelbaren Pumpe erfolgt und in der Rück laufleitung ein Ölaustausch stattfindet.
Es sind Steuereinrichtungen bekannt, bei denen mittels Folgesteuerung der Ölaustausch in geschlos senem Kreislauf erfolgt. Der Ölaustausch ist an sich erforderlich, um eine unzulässige Ölerwärmung und eine vorzeitige Ölalterung zu vermeiden. Ausserdem wird durch den Ölaustausch das Lecköl ergänzt und ein gewisser Gegendruck aufgebaut. Der COlaustausch mittels Folgesteuerung geht folgendermassen vor sich: Die Betätigung des Kolbens, durch den die Pumpe übernullgesteuert wird, geschieht durch einen vor geschalteten Magnetsteuerschieber. Hat dieser Kolben seinen Hub zurückgelegt, so fliesst durch eine frei gegebene Bohrung das Öl in die Rücklaufleitung des Hauptkreislaufes.
Da der Verstellweg bis zur Frei gabe der Bohrung immer gleich gross ist, muss auch ständig eine konstante Fördermenge vorhanden sein. Es fehlt also die Regelbarkeit der Steuereinrich tung.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, weisen be kannte Einrichtungen zur Regelung der Fördermenge eine Schwinge auf. Die Schwinge ist an dem über nullzusteuernden Verstellkörper angelenkt. Der Dreh punkt der Schwinge ist mechanisch über eine Ver- stellspindel verlagerungsfähig. Aber auch diese Ver- stellmöglichkeit, bei der der Drehpunkt der Schwinge verschiebbar ist, wirkt sich besonders bei kurzen und schnellen Hüben nachteilig aus. Hierbei müssen viele Teile der Schwinge mit relativ grosser Masse hin und her bewegt werden. Dieser Umstand führt zu Funktionsstörungen und zur Zerstörung der Bau teile.
Ausserdem macht sich das Spiel, das bei formschlüssiger Verbindung unvermeidbar ist, in starken Geräuschen bemerkbar.
Es ist ferner eine Durchspülvorrichtung für Flüs sigkeitsgetriebe bekannt, bei welcher die Sauglei tung der mit einer Pumpe betriebenen Durchspül- vorrichtung an die jeweilige Saugseite des Flüssig keitsgetriebes durch ein Umsteuerorgan angeschlos sen wird. Die Umsteuerung der Pumpe zur Rich tungsumkehr des hydraulischen Motors erfolgt dabei so, dass die Fördermenge der Pumpe ständig kleiner wird, der hydraulische Motor infolge der Massen kräfte jedoch weiterläuft.
Dadurch verringert sich der Druck in der Druckleitung, d. h. er wird kleiner wie der Druck in der Rücklaufleitung, wodurch die Hilfspumpe in die Druckleitung fördert, da der un- gebremste hydraulische Motor Öl benötigt. Reicht das Öl, welches die Hilfspumpe fördert, nicht aus, so muss das in der Leitung angeordnete Saugventil öffnen.
In dieser Phase erfolgt die Bremsung nur durch Reibkräfte, womit die Anwendung dieser Durchspülvorrichtung, beispielsweise für senkrechte hin und her gehende Bewegungen, nicht gewährlei- stet ist, da der Arbeitszylinder bis in seine Endstel- lung durchschlägt. Eine Umsteuerung erfolgt voll kommen ungedämpft, wodurch insbesondere bei kur zen Hüben für geradlinige Bewegungen der hydrau lische Motor noch nicht zum Stillstand gekommen ist und bereits wieder einen Druckstoss erhält, wel cher das Spülventil in die andere Stellung schiesst.
Dies führt dazu, dass das genannte Spülventil mehr mals hin und her pendelt und zu einer vollkommen unkontrollierbar Umsteuerung führt. Ein Zusam menhang mit der durchgeführten Bewegung des Umsteuerprozesses besteht daher nicht mehr. Diese mit der bekannten Durchspülvorrichtung erreichbare Umsteuerung ist somit für weiche und trotzdem schnelle Umsteuervorgänge nicht geeignet.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nacheile der bekannten Steuereinrichtungen zu be seitigen und eine Steuereinrichtung für ein doppelt wirkendes Schubkolbengetriebe zu schaffen, bei der der Ölaustausch nur während der Hubbewegung mit gleichförmiger Geschwindigkeit des Schubkolben getriebes stattfindet, so dass die übernullsteuerung der regelbaren Pumpe und damit die Beschleuni gung bzw. Verzögerung des Schubkolbengetriebes an den Hubenden im geschlossenen Kreislauf erfolgt, wodurch eine genaue und stossfreie Umsteuerung des Schubkolbengetriebes ermöglicht werden soll.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe da durch gelöst, dass an die den Arbeitszylinder mit der regelbaren Pumpe verbindenden Leitungen durch weitere Leitungen je ein ölaustauschventil angeschlos sen ist, welches je einen einerseits durch Federn und anderseits durch das Druckmittel beaufschlag- ten Steuerkolben enthält, und gleichzeitig die druck mittelbeaufschlagte Seite dieses Steuerkolbens und eine Seite des verstellbaren Übernullsteuerkolbens durch Leitungen über einen von der Bewegung des Arbeitskolbens beeinflussten Umsteuersohieber mit einer Hilfsölpumpe verbunden sind,
wobei die Fe dern der ölaustauschventile so ausgebildet sind, dass diese jeweils erst nach erfolgter Umsteuerung des übernullsteuerkolbens durch den ansteigenden Druck der Hilfsölpumpe geöffnet werden.
In der Zeichnung ist eine schematische Anord nung der erfindungsgemässen Steuereinrichtung dar gestellt.
Ein doppeltwirkendes Schubkolbengetriebe, be stehend aus einem Zylinder 1 und einem Kolben 2, ist durch Leitungen 3, 4, welche wechselweise als Saug- bzw. Druckleitung fungieren, mit einer regel baren Radialkolbenpumpe 5 verbunden. Der Schwenkzapfen 6 dieser Pumpe ist mit einem über nullsteuerkolben 7 gekoppelt, der sich im Verstell gehäuse 8 befindet. Beide Stirnseiten des Verstell gehäuses 8 sind mit je einer Verstellspindel 9, 10 versehen.
Von einer Leitung 4 des Steuerkreislaufes führen Leitungen 11 und 12 zu einem Ölaustausch ventil 13, und von der anderen Steuerleitung 3 füh ren Leitungen 14 und 15 zu einem weiteren Öl- austauschventil 16. Beide Ventile 13 bzw. 16, die je einen durch eine Feder 17 bzw. 18 belasteten Kolben 19 bzw. 20 enthalten, sind über Leitungen 21, 22 bzw. 23, 24 mit einem Umsteuerschieber 25 verbunden, an dem eine Ölpumpe 26 über eine Leitung 27 angeschlossen ist.
Die Zylinderräume im Verstellgehäuse 8 zu bei den Stirnseiten des übernullsteuerkolbens 7 sind an die Leitungen 21 bzw. 23, welche die Ölaustausch ventile 13, 16 mit dem Umsteuerschieber 25 ver bindet, über Verbindungsleitungen 28, 29 angeschlos sen. Die Leitungen 3 und 4 des Hauptsteuerkreis- laufes sind durch je ein Sicherheitsventil 30, 31 enthaltende Leitungen 32, 33 verbunden.
Die von den Ölaustauschventilen 13 und 16 vom Umsteuerschieber 25 und von der Druckleitung 27 zum Behälter führenden Leitungen 34, 35, 36 und 37 enthalten je ein überströmventil 38 bzw. 39 bzw. 40.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist fol gende: In der dargestellten Stellung bewegt sich der Arbeitskolben 2 des doppeltwirkenden Schubkolben getriebes nach unten. Die Radialkolbenpumpe 5 för dert über die Leitung 3 in den oberen Raum des Arbeitszylinders 1. Das auf der Gegenseite ver drängte Öl fliesst der Radialkolbenpumpe 5 über die Leitung 4 wieder zu.
Um das im Hauptkreis lauf befindliche Öl zur Vermeidung vorzeitiger Er wärmung und Alterung auszutauschen und das Lecköl zu ergänzen, wird durch die Hilfsölpumpe 26, über Leitung 27, Umsteuerschieber 25 und Leitungen 21, 11 über das ölaustauschventil 13 Öl in die momentan als Rückführungsleitung wir kende Leitung 4 des Hauptkreislaufes gefördert. Das ausgetauschte Öl fliesst dabei aus der gleichen Lei tung 4 über die Leitungen 12, 35 und 34 in den Behälter zurück.
Durch einen mechanischen, elektrisschen oder hy draulischen, wegabhängigen Steuerimpuls am Ar beitskolben 2 wird der Umsteuerschieber 25 umge steuert, wodurch keine Druckbeaufschlagung des Kol bens 19 über die Leitung 22 mehr erfolgt.
Durch Rückführung des Kolbens 19 zufolge der frei werdenden Kraft der Feder 17 wird die Ver bindung der an die Leitung 4 angeschlossenen Lei tungen 11 bzw. 12 mit den zur Hilfsölpumpe 26 führenden Leitungen 21, 27 bzw. der Leitungen 35, 34 zum Behälter unterbrochen, so dass während der Umsteuerung der Hauptkreislauf geschlossen ist.
Die Hilfsölpumpe 26 beaufschlagt nach der Um steuerung über die Leitungen 27, 23, 29 die der Verstellspindel 10 zugewandte Stirnseite des über-' nullsteuerkolbens 7 und bewegt diesen nach rechts, wobei der Schwenkzapfen 6 in seine andere Tot punktlage und die Radialkolbenpumpe 5 über Null gesteuert wird.
Die Förderrichtung der Radialkolbenpumpe 5 wird auf Grund der übernullsteuerung umgekehrt und damit der Arbeitskolben 2 nach oben bewegt. Das Frischöl der Hilfsölpumpe 26 wird nun, nach dem der Druck in der Leitung 23, 24 angestiegen ist und der Ventilkolben 20 die Kraft der Feder 18 überwunden hat, dem halbgeschlossenen Kreislauf über die Leitung 14 zugeführt. Das überschüssige <B>öl</B> gelangt aus dem Kreislauf über die Leitung 15 und 34, das Ventil 38 in den Behälter.
Die Ventile 38 und 39 erzeugen einen bestimm ten Gegendruck in der Anlage und dienen als Sicher heitsventile. Das Ventil 40 begrenzt den Druck im Nebenkreislauf.
Die Einstellung der Verstellspindeln 9 und 10 und die Regelung der Hilfsölpumpe 24 stehen im unmittelbaren Zusammenhang. Werden die Spindeln 9 und 10 nach aussen verstellt, so hat der übernull- steuerkolben 7 einen längeren Hub zurückzulegen. Die Pumpe 5 wird weiter ausgelenkt und fördert nun eine grössere Ölmenge in einen der Zylinderräume des doppeltwirkenden Schubkolbengetriebes, wodurch der Arbeitskolben 2 schneller bewegt wird.
Es er gibt sich bis zum Stillstand des Kolbens 2 ein grösserer Auslaufweg, der von der Masse und der Geschwindigkeit des Kolbens 2 abhängig ist. Um jedoch den Abstand der Umkehrpunkte konstant zu halten, muss die Umsteuerung des übernullsteuer- kolbens 7 schneller erfolgen. Dies ist möglich, wenn der Hilfsölstrom entsprechend regelbar ist. Wenn. also die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht wird, so muss im entsprechenden Verhältnis auch der Hilfsölstrom vergrössert werden. Die Zuordnung des erforderlichen Hilfsölstromes zum Hauptölstrom erfolgt mecha nisch, elektrisch oder hydraulisch.
Meistens werden nicht mehr als zwei Geschwindigkeiten benötigt, die zum Einrichten und dem eingentlichen Betrieb einer Maschine dienen. Für diesen Fall sind entsprechende Anschläge am übernullsteuerkolben 7 vorgesehen, die hydraulisch in den Endstellungen des Kolbens 7 betätigt werden.
Die Umsteuerung wird von den festen Anschlä gen, Endschaltern usw. eingeleitet. Die Lage der Umkehrpunkte wird unabhängig von der Geschwin digkeit des Arbeitskolbens 2 durch die Zuordnung eines regelbaren Hilfsölstromes konstant gehalten.
Die dargestellte Steuereinrichtung arbeitet als Drucksteuerung, wodurch die Regelung der Förder menge und damit auch der Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist. Des weiteren wird durch die Einstellung der Federn 17 und 18 der ölaustauschventile 13 und 16 erreicht, dass vor der übernullsteuerung jeweils die Leitungen für den Ölaustausch gesperrt werden und die übernullsteuerung selbst im geschlossenen Kreislauf erfolgt. Dadurch ist eine genaue und stoss freie Umsteuerung möglich.