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.
Control device for a double-acting piston transmission The invention relates to a control device for a double-acting piston transmission, in wel chem the reversal of direction takes place by LUbernullsteuern a controllable pump and an oil exchange takes place in the return line.
There are known control devices in which the oil exchange takes place in a closed circuit by means of sequence control. The oil exchange is necessary to avoid impermissible oil heating and premature oil aging. In addition, the leakage oil is supplemented by the oil exchange and a certain counter pressure is built up. The CO exchange by means of sequential control proceeds as follows: The piston, by which the pump is controlled over zero, is actuated by an upstream magnetic control slide. When this piston has completed its stroke, the oil flows through a free bore into the return line of the main circuit.
Since the adjustment path until the hole is released is always the same, a constant flow rate must also be available at all times. So it lacks the controllability of the Steuereinrich device.
To eliminate this disadvantage, be known devices for regulating the flow rate have a rocker. The rocker is hinged to the adjusting body to be zeroed. The pivot point of the rocker can be moved mechanically via an adjusting spindle. However, this possibility of adjustment, in which the pivot point of the rocker can be moved, has a disadvantageous effect, particularly with short and fast strokes. Here, many parts of the rocker have to be moved back and forth with a relatively large mass. This fact leads to malfunctions and the destruction of the construction parts.
In addition, the play, which is unavoidable with a form-fitting connection, is noticeable in loud noises.
There is also a flushing device for liquid transmission known in which the suction line of the flushing device operated by a pump is connected to the respective suction side of the liquid transmission by a reversing device. The reversal of the pump to reverse the direction of the hydraulic motor takes place in such a way that the delivery rate of the pump is constantly decreasing, but the hydraulic motor continues to run due to the mass forces.
This reduces the pressure in the pressure line, i. H. it becomes smaller than the pressure in the return line, which means that the auxiliary pump feeds into the pressure line, since the unbraked hydraulic motor requires oil. If the oil that the auxiliary pump delivers is insufficient, the suction valve in the line must open.
In this phase, braking takes place only through frictional forces, which means that the use of this flushing device, for example for vertical movements to and fro, is not guaranteed, since the working cylinder penetrates to its end position. A reversal takes place completely undamped, which means that the hydraulic motor has not yet come to a standstill, especially with short strokes for straight movements, and already receives a pressure surge again, which shoots the flush valve into the other position.
As a result, the flush valve mentioned oscillates back and forth several times and leads to a completely uncontrollable reversal. There is therefore no longer any connection with the movement of the reversing process that has been carried out. This reversal, which can be achieved with the known flushing device, is therefore not suitable for soft but nevertheless rapid reversal processes.
The invention has set itself the task of eliminating the disadvantages of the known control devices and to create a control device for a double-acting piston transmission, in which the oil exchange takes place only during the lifting movement at a constant speed of the piston transmission, so that the over-zero control of the adjustable pump and thus the acceleration or deceleration of the piston mechanism at the ends of the stroke takes place in a closed circuit, which is intended to enable precise and smooth reversal of the piston mechanism.
According to the invention, this object is achieved in that an oil exchange valve is connected to each of the lines connecting the working cylinder with the controllable pump, and at the same time contains a control piston acted on by springs and by the pressure medium the side of this control piston subjected to pressure and one side of the adjustable over-zero control piston are connected to an auxiliary oil pump by lines via a reversing valve that is influenced by the movement of the working piston,
The springs of the oil exchange valves are designed in such a way that they are only opened after the over-zero control piston has been reversed due to the increasing pressure of the auxiliary oil pump.
In the drawing, a schematic arrangement of the control device according to the invention is shown.
A double-acting thrust piston gear, consisting of a cylinder 1 and a piston 2, is connected to a controllable radial piston pump 5 through lines 3, 4, which act alternately as suction and pressure lines. The pivot pin 6 of this pump is coupled to a zero control piston 7, which is located in the adjustment housing 8. Both end faces of the adjustment housing 8 are each provided with an adjusting spindle 9, 10.
From a line 4 of the control circuit lines 11 and 12 lead to an oil exchange valve 13, and from the other control line 3 lines 14 and 15 lead to another oil exchange valve 16. Both valves 13 and 16, each one through a spring 17 and 18 loaded pistons 19 and 20 are connected via lines 21, 22 and 23, 24 to a reversing valve 25, to which an oil pump 26 is connected via a line 27.
The cylinder chambers in the adjustment housing 8 to at the end faces of the over zero control piston 7 are connected to the lines 21 and 23, which connects the oil exchange valves 13, 16 ver with the reversing spool 25, via connecting lines 28, 29 ruled out. Lines 3 and 4 of the main control circuit are connected by lines 32, 33 each containing a safety valve 30, 31.
The lines 34, 35, 36 and 37 leading from the oil exchange valves 13 and 16 from the reversing slide 25 and from the pressure line 27 to the container each contain an overflow valve 38 or 39 or 40.
The operation of the control device is fol lowing: In the position shown, the working piston 2 of the double-acting piston gear moves downwards. The radial piston pump 5 conveys via line 3 into the upper space of the working cylinder 1. The oil displaced on the opposite side flows back to the radial piston pump 5 via line 4.
In order to replace the oil in the main circuit to avoid premature heating and aging and to supplement the leakage oil, the auxiliary oil pump 26, via line 27, reversing spool 25 and lines 21, 11 via the oil exchange valve 13 oil in the currently we kende as a return line Line 4 of the main circuit promoted. The exchanged oil flows from the same device 4 via lines 12, 35 and 34 back into the container.
By a mechanical, electrical or hy draulic, travel-dependent control pulse on Ar beitskolben 2, the reversing spool 25 is reversed, so that no pressurization of the piston 19 via line 22 takes place any more.
By returning the piston 19 according to the released force of the spring 17, the connection between the lines 11 and 12 connected to the line 4 and the lines 21, 27 and the lines 35, 34 leading to the auxiliary oil pump 26 to the container is interrupted, so that the main circuit is closed during the reversal.
The auxiliary oil pump 26 applied to the order control via the lines 27, 23, 29 facing the adjusting spindle 10 face of the over- 'zero control piston 7 and moves it to the right, the pivot pin 6 in its other dead point position and the radial piston pump 5 controlled via zero becomes.
The direction of delivery of the radial piston pump 5 is reversed due to the over-zero control and thus the working piston 2 is moved upwards. After the pressure in the line 23, 24 has risen and the valve piston 20 has overcome the force of the spring 18, the fresh oil of the auxiliary oil pump 26 is now fed to the semi-closed circuit via the line 14. The excess <B> oil </B> gets out of the circuit via the line 15 and 34, the valve 38 into the container.
The valves 38 and 39 generate a certain back pressure in the system and serve as safety valves. The valve 40 limits the pressure in the secondary circuit.
The setting of the adjusting spindles 9 and 10 and the regulation of the auxiliary oil pump 24 are directly related. If the spindles 9 and 10 are adjusted outwards, the over-zero control piston 7 has to cover a longer stroke. The pump 5 is deflected further and now conveys a larger quantity of oil into one of the cylinder spaces of the double-acting push-piston gear, whereby the working piston 2 is moved faster.
There he is until the piston 2 comes to a standstill a larger discharge path, which depends on the mass and the speed of the piston 2. However, in order to keep the distance between the reversal points constant, the reversal of the above zero control piston 7 must take place more quickly. This is possible if the auxiliary oil flow can be regulated accordingly. If. If the working speed is increased, the auxiliary oil flow must also be increased in a corresponding ratio. The allocation of the required auxiliary oil flow to the main oil flow is done mechanically, electrically or hydraulically.
Usually no more than two speeds are required, which are used for setting up and actually operating a machine. For this case, corresponding stops are provided on the above zero control piston 7, which are actuated hydraulically in the end positions of the piston 7.
The reversal is initiated by the fixed stops, limit switches, etc. The position of the reversal points is kept constant regardless of the speed of the working piston 2 by assigning a controllable auxiliary oil flow.
The control device shown works as a pressure control, whereby the control of the delivery rate and thus also the working speed is possible. Furthermore, by setting the springs 17 and 18 of the oil exchange valves 13 and 16, the lines for the oil exchange are blocked before the over-zero control and the over-zero control itself takes place in a closed circuit. This enables precise and smooth reversal.