EP0896150B1 - Hydrostatische Maschine mit Gehäusespülung - Google Patents

Hydrostatische Maschine mit Gehäusespülung Download PDF

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EP0896150B1
EP0896150B1 EP98113907A EP98113907A EP0896150B1 EP 0896150 B1 EP0896150 B1 EP 0896150B1 EP 98113907 A EP98113907 A EP 98113907A EP 98113907 A EP98113907 A EP 98113907A EP 0896150 B1 EP0896150 B1 EP 0896150B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
hydrostatic machine
hydraulic fluid
machine according
pressure
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98113907A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0896150A3 (de
EP0896150A2 (de
Inventor
Sinclair U. Cunningham
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP0896150A2 publication Critical patent/EP0896150A2/de
Publication of EP0896150A3 publication Critical patent/EP0896150A3/de
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Publication of EP0896150B1 publication Critical patent/EP0896150B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/04—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinders in star or fan arrangement
    • F03C1/0403—Details, component parts specially adapted of such engines
    • F03C1/0431—Draining of the engine housing; arrangements dealing with leakage fluid

Definitions

  • the invention relates to a hydrostatic machine with a flush valve.
  • the hydrostatic machine advantageously has a housing flush provided to dissipate heat loss and adequate lubrication of the To ensure the engine.
  • the hydraulic motor has one in a housing space mounted cylinder drum.
  • the cylinder drum In the cylinder drum there are working cylinders in the form of radial cylinder bores formed, in which working pistons are movable, which Support using rollers on a cam track.
  • a flush valve trained that serves to rinse the housing space. The flush valve is both with the high pressure leading pressure fluid connection as well as the low pressure leading Pressurized fluid connection in connection.
  • a control piston of the flush valve is through the Pressure of the pressure fluid connection leading the high pressure so shifted that the low pressure pressure fluid connection with the housing space in one throttled connection.
  • EP 0 751 294 A1 it is known from EP 0 751 294 A1 that the outlet of the flush valve in a pressure chamber separate from the housing space opens, which can be actuated by a pressure prevailing in this pressure chamber Control valve can be connected to the housing space.
  • the control valve is designed so that it the connection between the respective low-pressure pressure fluid connection and the Housing space interrupts when the low pressure drops.
  • the flushing valve has a control piston for the pressure change at the pressure fluid connections needed.
  • This control piston is necessary because when changing the direction of rotation hydrostatic machine at the pressure fluid connections a change between the High pressure and low pressure occurs and by the control piston on the other pressure fluid port now leading the low pressure can be switched got to.
  • the known flushing valves are therefore relatively expensive to construct and costly to manufacture.
  • the invention is therefore based on the object of a hydrostatic machine with a Specify rinsing cycle, the rinsing cycle a low design effort required and switched off in a work area in which it is not required becomes.
  • the object is in connection with the characterizing features of claim 1 solved with the generic features.
  • the invention is based on the finding that by using two independent purge valves, each associated with one of the pressurized fluid ports that Design effort can be significantly simplified because a control piston for the Change of pressure direction is not necessary.
  • the flush valve responds in each case its associated pressure fluid connection with the low pressure working line in connection stands. Characterized in that the flush valves the connection between the associated Disconnect the pressure fluid connection to the housing space when the pressure on the assigned pressure fluid connection exceeds a predetermined threshold value ensured that the connection between the housing space and the high pressure leading pressure fluid connection is always blocked. It is also ensured that the Flushing valve associated with the low pressure leading pressure fluid connection also closes, if the low pressure exceeds the predetermined threshold, so that the Flushing circuit in a work area with high hydrostatic work performance Machine is interrupted. The rinsing cycle is therefore only lower in the area Work output or switched on at standstill and standby mode. The the Feed pump feeding pressure fluid losses can therefore be designed to be relatively small, so that the design effort and manufacturing costs can be reduced further.
  • the purge valves can each have a piston that of the pressure at the associated pressure fluid connection against a return spring is applied.
  • the return spring can according to claim 3 in a sleeve be arranged on which a valve seat surface is formed, which together with the Piston of the flush valve forms a sealing seat.
  • the preload of the return spring can be adjusted accordingly Claim 4 for setting the threshold value at which the flush valve closes, for. B. be adjustable by means of a spring plate guided in a thread.
  • the Piston can have an axial groove or flattening, so that the pressure fluid can flow past the piston up to the sealing seat.
  • each flush valve can each in one in the control part trained connection hole may be arranged, the associated Pressurized fluid connection connects to the housing space.
  • the connecting bore can according to claim 7 as a stepped bore be formed, wherein the sleeve of the purge valve in a first stage Connection hole is inserted sealingly and the associated piston of the flush valve in a second stage of the connecting hole is performed.
  • the flush valves can be Simply install in the connecting holes by inserting and Guidance of the pistons is guaranteed by the connecting holes. This results in a particularly compact constructive solution.
  • the piston can according to claim 8 be dimensioned smaller in diameter than that Diameter of the second stage of the connecting bore that guides the piston.
  • a bypass line can be provided according to claim 9, which connects the connecting bore to the sealing seat bypassing the piston.
  • the sleeve of the purge valve can against a housing part Support the end of the connection hole.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a hydrostatic according to the invention Machine 1.
  • the illustrated embodiment relates refer to a hydrostatic machine in radial piston design as z. B. in the DE 39 26 354 C2 or EP 0 751 294 A is shown and described in full. Reference is made here to the description and representation in these publications taken.
  • the present invention is not only a hydrostatic one Machine in radial piston design but in the same way also with one hydrostatic machine 1 can be used in axial piston design.
  • Fig. 1 In the excerpt in Fig. 1 is the control part designed as a hollow cylinder 2 and a housing part 3 of the hydrostatic designed as a radial piston machine Machine 1 recognizable.
  • the control part 2 is used to connect the cylinder one not shown, rotatably mounted in a housing space cylinder drum with the Hydraulic connections 4 and 5.
  • the working cylinders of the not shown Cylinder drums are arranged movably, which are preferably over Support the rollers on an eccentric cam track so that the rotation of the Cylinder drum results in a piston stroke of the working piston.
  • the control part 2 is used to connect the cylinder of the cylinder drum with the Pressurized fluid connections 4 and 5.
  • One of the pressurized fluid connections 4, 5 leads in each case a high pressure and the other pressure fluid connection leads to a low pressure.
  • the Pressure fluid connections 4 and 5 are connected to corresponding working pressure lines.
  • the function of the control part 2 is known and z. B. in DE 39 26 354 C2 described in detail.
  • the housing of the hydrostatic machine 1 can, for. B. from two Housing halves may be composed, the housing part surrounding the control part 2 3 forms one of the two housing halves.
  • the pressure fluid connections 4 and 5 are formed, each of which lead an annular groove 6 and 7 of the control part 2.
  • a first connection channel 8 is connected to the Connected annular groove 6 and leads to a first control opening 9, which with the Working cylinders of the cylinder drum in a first rotation angle range in connection stands.
  • a second connecting channel 10 is connected to the annular groove 7 and leads to a second control opening 11, which is connected to the working cylinders of the cylinder drum is connected to a second angle of rotation range.
  • the control part 2 is as Hollow cylinder formed and encloses one along a central axis 12 extending axial cavity 13.
  • the control part 2 is of a perpendicular to the End wall 14 of the housing part 3 extending through the central axis 12 through a gap 15 spaced.
  • the first connecting channel 8 is designed as a stepped bore Connecting bore 16 with the between the control part 2 and the end wall 14 of the Housing part 3 formed gap 15 connected, while the connecting channel 10 via a connecting bore 17 is connected to the gap 15.
  • the as stepped bores trained connecting bores 16 and 17 each open into the gap 15.
  • a first step 20 or 21 takes as a step hole trained connecting bores 16 and 17 a sleeve 22 and 23 of the still closer descriptive purge valve 18 and 19 respectively.
  • One each compared to the first stage 20 or 21 tapered second step 24 or 25 of the step bore trained connecting bore 16 or 17 is used to guide a piston 26 or 27 of the purge valve 18 and 19 according to the invention.
  • the second stage 24 of the Connecting bore 16 in the embodiment directly in the Compressed fluid port 5 connected connecting channel 8 opens, the second opens Step 25 of the connecting bore 17 indirectly via an extension section 28 in the connection channel 10 connected to the pressure fluid connection 7.
  • FIG. 2 shows the purge valve 18 1, but with the difference that the connecting bore 16 in an extension section 40 in the same way as the connecting bore 17 in FIG. 1 has, so that the second stage 24 of the connecting bore 16 not immediately but opens out indirectly into the connecting channel 18 via the extension section 40. in the the rest are already described elements with matching reference numerals provided to facilitate the assignment.
  • the piston 26 of the purge valve 18 is in the second stage 24 the connecting bore 16 formed as a stepped bore and into this used, while the sleeve 22 of the purge valve 18 in the opposite to the second stage 24th formed with an enlarged diameter first step 20 of the stepped bore Connection bore 16 is inserted.
  • the sleeve 22 is in the first stage 20 of the Connection hole by means of a sealing ring 41, for. B. sealed an O-ring.
  • the Sleeve 22 has an axial through bore 42, on which a return spring 43 is arranged.
  • the return spring 43 is between a first spring plate 44 and one second spring plate 45 clamped.
  • the first spring plate 44 is with the piston 26 preferably positively connected at least but non-positively and has one or several holes, grooves, flats or the like, so that the pressure fluid the first spring plate 44 can flow freely.
  • the second spring plate 45 has in the embodiment, a central opening 46, which also the flow of Allows pressure fluids.
  • the second spring plate 45 is supported by a ring 47 on the Sleeve 22 from.
  • the ring 47 may e.g. B. firmly connected by welding to the sleeve 22 his.
  • the ring 46 can also be a thread have, which is inserted into a corresponding counter thread of the sleeve 22, so that the axial position of the ring 47 in the sleeve 22 is adjustable. This makes the preload Return spring 43 adjustable.
  • the piston 26 has a guide section 48 and one upstream conical section 49 as well as a downstream conical section Section 50 on.
  • the guide section 48 is in the second stage 24 Connection bore 16 out. So that the pressure fluid on the guide portion 48 of the Piston 26 can flow past, the guide portion 48 of the piston 26 in Fig. 2 embodiment shown one or more axial grooves 51 which the upstream conical section 49 with the downstream conical section 50 connect.
  • the downstream, conical section 50 acts on the sleeve 22 trained valve seat surface 53 to form a sealing seat.
  • the valve seat surface 53 is formed at the upstream end of an opening 52 of the sleeve 22.
  • the opening 52 communicates with the opening 42 of the sleeve 22 and enables one Pressurized fluid flow through the opening 46 of the spring plate 45 to the gap 15
  • FIG. 2 illustrated embodiment on the housing part 3 opposite End portion radial grooves 54a, 54b formed.
  • the pressure fluid connection 4, 5 connected to the high pressure therefore acts the associated flush valve 18 or 19 always so that the corresponding flush valve 18th or 19 is closed.
  • the opening of the associated flush valve 18 or 19 depends on how high the low pressure is. If the low pressure is greater than that specified by the return spring 43 Threshold, this flush valve 18 or 19 also closes and the flush circuit is closed interrupted. This is the case in the performance work area of the hydrostatic machine, since an additional flushing of the housing is not necessary here, since the in Leakage losses occurring in this operating area are already sufficient Ensure housing flushing.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown.
  • the Flushing valves 18 and 19 can also be constructed in a different manner. Therefore Suitable seat valves are known in many designs.

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Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine mit einem Spülventil. Bei einer hydrostatischen Maschine ist in bekannter Weise vorteilhaft eine Gehäusespülung vorgesehen, um Wärmeverluste abzuführen und eine ausreichende Schmierung des Triebwerks zu gewährleisten.
Aus der DE 39 26 354 C2 ist bereits ein Hydromotor in Radialkolbenbauweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Der Hydromotor weist eine in einem Gehäuseraum gelagerte Zylindertrommel auf. In der Zylindertrommel sind Arbeitszylinder in Form von radialen Zylinderbohrungen ausgebildet, in welchen Arbeitskolben bewegbar sind, die sich über Rollen an einer Kurvenbahn abstützen. In einem Steuerteil, welches die Arbeitszylinder der Zylindertrommel mit einem Hochdruck führenden Druckfluidanschluß und einem Niederdruck führenden Druckfluidanschluß verbindet ist ein Spülventil ausgebildet, daß zum Spülen des Gehäuseraums dient. Das Spülventil steht sowohl mit dem Hochdruck führenden Druckfluidanschluß als auch mit dem Niederdruck führenden Druckfluidanschluß in Verbindung. Ein Steuerkolben des Spülventils wird durch den Druck des jeweils den Hochdruck führenden Druckfluidanschlusses so verschoben, daß der jeweils Niederdruck führende Druckfluidanschluß mit dem Gehäuseraum in einer gedrosselten Verbindung steht. Als Weiterbildung ist es aus der EP 0 751 294 A1 bekannt, daß der Ausgang des Spülventils in einen von dem Gehäuseraum getrennten Druckraum mündet, der über ein durch den in diesem Druckraum herrschenden Druck betätigbares Steuerventil mit dem Gehäuseraum verbindbar ist. Das Steuerventil ist so ausgelegt, daß es die Verbindung zwischen dem jeweils Niederdruck führenden Druckfluidanschluß und dem Gehäuseraum unterbricht, wenn der Niederdruck absinkt.
Bei dem aus den vorstehenden Druckschriften bekannten Spülventil ist jedoch nachteilig, daß das Spülventil einen Steuerkolben für den Druckwechsel an den Druckfluidanschlüssen benötigt. Dieser Steuerkolben ist erforderlich, da bei einem Drehrichtungswechsel der hydrostatischen Maschine an den Druckfluidanschlüssen ein Wechsel zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck auftritt und durch den Steuerkolben jeweils auf den anderen, nunmehr den Niederdruck führenden Druckfluidanschluß umgeschaltet werden muß. Die bekannten Spülventile sind daher konstruktiv relativ aufwendig und kostenintensiv in der Fertigung.
Zudem ist für einige Anwendungen nachteilig, daß die aus den vorstehenden Druckschriften bekannten Spülventile bei einer relativ hohen Arbeitsleistung der hydrostatischen Maschine und somit einem relativ hohen Niederdruck die Gehäusespülung fortwährend aufrechterhalten. Bei der EP 0 751 294 A1 ist sogar vorgesehen, den Spülkreislauf beim Absinken des Drucks in der Niederdruckarbeitsleitung zu unterbrechen. Es gibt Anwendungen, bei welchen gerade bei einem niedrigen Niederdruck z. B. im Standbetrieb oder Stand-by-Betrieb eine Gehäusespülung erforderlich ist, da gerade in diesem Betriebsbereich relativ geringe Leckverluste auftreten und deshalb eine ausreichende Wärmeabfuhr nicht mit der notwendigen Sicherheit gewährleistet ist. Da in der EP 0 751 294 A1 vorgeschlagen wird, im Standbetrieb oder im Stand-by-Betrieb, bei welchem in der Niederdruckarbeitsleitung ein relativ niedriger Niederdruck herrscht, den Spülkreislauf zu unterbrechen, kann es in diesem Betriebsbereich zu einer unzureichenden Wärmeabführung und Schmierung der hydrostatischen Maschine kommen. Andererseits wird die Gehäusespülung auch im Bereich einer großen Arbeitsleistung der hydrostatischen Maschine, bei welchem in der Niederdruckarbeitsleitung ein relativ großer Niederdruck herrscht, aufrechterhalten, was für manche Anwendungen nicht unbedingt notwendig ist, da in diesem Betriebsbereich die auftretenden Leckverluste bereits eine ausreichende Wärmeabführung und Schmierung gewährleisten. Der zusätzliche Spülkreislauf erfordert eine relativ große Auslegung der Speisepumpe, um das durch das Spülventil fließende Druckfluid nachzuspeisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Maschine mit einem Spülkreislauf anzugeben, wobei der Spülkreislauf einen niedrigen konstruktiven Aufwand erfordert und in einem Arbeitsbereich, in welchem er nicht benötigt wird, abgeschaltet wird.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Verwendung zweier unabhängiger Spülventile, die jeweils einem der Druckfluidanschlüsse zugeordnet sind, der konstruktive Aufwand wesentlich vereinfacht werden kann, da ein Steuerkolben für den Druckrichtungswechsel nicht erforderlich ist. Es spricht jeweils dasjenige Spülventil an, dessen zugeordneter Druckfluidanschluß mit der Niederdruckarbeitsleitung in Verbindung steht. Dadurch, daß die Spülventile die Verbindung zwischen dem zugeordneten Druckfluidanschluß an dem Gehäuseraum unterbrechen, wenn der Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, ist sichergestellt, daß die Verbindung zwischen dem Gehäuseraum und dem den Hochdruck führenden Druckfluidanschluß stets gesperrt ist. Ferner ist sichergestellt, daß das dem Niederdruck führenden Druckfluidanschluß zugeordnete Spülventil ebenfalls schließt, wenn der Niederdruck den vorgegebenen Schwellwert überschreitet, so daß der Spülkreislauf in einem Arbeitsbereich mit hoher Arbeitsleistung der hydrostatischen Maschine unterbrochen wird. Der Spülkreislauf wird daher nur im Bereich niedriger Arbeitsleistung bzw. im Stillstand und Stand-by-Betrieb zugeschaltet. Die die Druckfluidverluste nachspeisende Speisepumpe kann daher relativ klein ausgelegt werden, so daß der konstruktive Aufwand und die Fertigungskosten weiter gesenkt werden können.
Die Ansprüche 2 bis 10 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Entsprechend Anspruch 2 können die Spülventile jeweils einen Kolben aufweisen, der von dem Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß gegen eine Rückstellfeder beaufschlagt wird. Die Rückstellfeder kann entsprechend Anspruch 3 in einer Hülse angeordnet sein, an welcher eine Ventilsitzfläche ausgebildet ist, die zusammen mit dem Kolben des Spülventils einen Dichtsitz bildet. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise des Spülventils, da der Hülse neben einer Schutz- und Führungsfunktion für die Rückstellfeder auch die zusätzliche Funktion eines Ventilsitzkörpers zukommt. Die Vorspannung der Rückstellfeder kann entsprechend Anspruch 4 zur Einstellung des Schwellwerts, bei welchem das Spülventil schließt, z. B. mittels eines in einem Gewinde geführten Federtellers verstellbar ausgebildet sein. Ein Umrüsten der Spülventile auf die sich bei der Anwendung der hydrostatischen Maschine ergebenden Druckverhältnisse ist dabei ohne größeren Montageaufwand möglich. Der Kolben kann entsprechend Anspruch 5 eine axiale Nut oder Abflachung aufweisen, so daß das Druckfluid bis zu dem Dichtsitz an dem Kolben vorbeiströmen kann.
Entsprechend Anspruch 6 kann jedes Spülventil jeweils in einer in dem Steuerteil ausgebildeten Verbindungsbohrung angeordnet sein, die den zugeordneten Druckfluidanschluß mit dem Gehäuseraum verbindet. Durch die Integration der Spülventile in dem Steuerteil ergibt sich eine besonders platzsparende und integrierende Bauweise. Die Verbindungsbohrung kann entsprechend Anspruch 7 als Stufenbohrung ausgebildet sein, wobei die Hülse des Spülventils in eine erste Stufe der Verbindungsbohrung dichtend eingesetzt ist und der zugehörige Kolben des Spülventils in einer zweiten Stufe der Verbindungsbohrung geführt ist. Die Spülventile lassen sich dabei in den Verbindungsbohrungen besonders einfach durch Einstecken montieren und die Führung der Kolben ist durch die Verbindungsbohrungen gewährleistet. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte konstruktive Lösung.
Um das Druckfluid an dem Kolben vorbei zu dem Dichtsitz zu führen, kann der Kolben entsprechend Anspruch 8 in seinem Durchmesser geringer bemessen sein als der Durchmesser der den Kolben führenden zweiten Stufe der Verbindungsbohrung. Alternativ oder zusätzlich kann entsprechend Anspruch 9 eine Umgehungsleitung vorgesehen sein, die die Verbindungsbohrung unter Umgehung des Kolbens mit dem Dichtsitz verbindet. Die Hülse des Spülventils kann sich entsprechend Anspruch 10 gegen ein Gehäuseteil am Ende der Verbindungsbohrung abstützen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen von der Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Maschine in einer auszugsweisen Schnittdarstellung;
Fig. 2
einen vergrößerte Darstellung eines Spülventils nach aus Fig. 1;
Fig. 3
ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Maschine in einer geschnittenen, auszugsweisen Darstellung und
Fig. 4
ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Maschine in einer geschnittenen, auszugsweisen Darstellung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hydrostatischen Maschine 1. In der auszugsweisen Darstellung sind lediglich die die erfindungsgemäße Ausbildung betreffenden Teile dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine hydrostatische Maschine in Radialkolbenbauweise wie sie z. B. in der DE 39 26 354 C2 oder der EP 0 751 294 A vollständig dargestellt und beschrieben ist. Auf die Beschreibung und Darstellung in diesen Druckschriften wird hier Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur bei einer hydrostatischen Maschine in Radialkolbenbauweise sondern in gleicher Weise auch bei einer hydrostatischen Maschine 1 in Axialkolbenbauweise einsetzbar.
In der auszugsweisen Darstellung in Fig. 1 is das als Hohlzylinder ausgebildete Steuerteil 2 und ein Gehäuseteil 3 der als Radialkolbenmaschine ausgebildeten hydrostatischen Maschine 1 erkennbar. Das Steuerteil 2 dient zum Verbinden der Arbeitszylinder einer nicht dargestellten, in einem Gehäuseraum drehbar gelagerten Zylindertrommel mit den Hydraulikanschlüssen 4 und 5. In den Arbeitszylindern der nicht dargestellten Zylindertrommel sind Arbeitskolben bewegbar angeordnet, die sich vorzugsweise über Rollen an einer exzentrischen Kurvenbahn abstützen, so daß sich durch die Rotation der Zylindertrommel ein Kolbenhub der Arbeitskolben ergibt.
Das Steuerteil 2 dient zum Verbinden der Arbeitszylinder der Zylindertrommel mit den Druckfluidanschlüssen 4 und 5. Dabei führt jeweils einer der Druckfluidanschlüsse 4, 5 einen Hochdruck und der jeweils andere Druckfluidanschluß führt einen Niederdruck. Die Druckfluidanschlüsse 4 und 5 sind mit entsprechenden Arbeitsdruckleitungen verbunden. Die Funktion des Steuerteils 2 ist insoweit bekannt und z. B. in der DE 39 26 354 C2 ausführlich beschrieben. Das Gehäuse der hydrostatischen Maschine 1 kann z. B. aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzt sein, wobei das das Steuerteil 2 umgebende Gehäuseteil 3 eines der beiden Gehäusehälften bildet.
In dem Gehäuseteil 2 sind die Druckfluidanschlüsse 4 und 5 ausgebildet, die zu jeweils einer Ringnut 6 und 7 des Steuerteils 2 führen. Ein erster Verbindungskanal 8 ist mit der Ringnut 6 verbunden und führt zu einer ersten Steueröffnung 9, die mit den Arbeitszylindern der Zylindertrommel in einem ersten Drehwinkelbereich in Verbindung steht. Ein zweiter Verbindungskanal 10 steht mit der Ringnut 7 in Verbindung und führt zu einer zweiten Steueröffnung 11, die mit den Arbeitszylindern der Zylindertrommel in einem zweiten Drehwinkelbereich in Verbindung steht. Das Steuerteil 2 ist als Hohlzylinder ausgebildet und umschließt einen sich entlang einer Mittelachse 12 erstreckenden axialen Hohlraum 13. Das Steuerteil 2 ist von einer sich senkrecht zu der Mittelachse 12 erstreckenden Abschlußwand 14 des Gehäuseteils 3 durch einen Spalt 15 beabstandet.
Der erste Verbindungskanal 8 ist über eine als Stufenbohrung ausgebildete Verbindungsbohrung 16 mit dem zwischen dem Steuerteil 2 und der Abschlußwand 14 des Gehäuseteils 3 ausgebildeten Spalt 15 verbunden, während der Verbindungskanal 10 über eine Verbindungsbohrung 17 mit dem Spalt 15 verbunden ist. Die als Stufenbohrungen ausgebildeten Verbindungsbohrungen 16 und 17 münden jeweils in den Spalt 15 aus. In jede der beiden Verbindungsbohrungen 16 und 17 ist jeweils ein Spülventil 18 bzw. 19 eingesetzt, so daß jedem Druckfluidanschluß 4 und 5 jeweils ein Spülventil 18 bzw. 19 zugeordnet ist. Dabei nimmt eine erste Stufe 20 bzw. 21 der als Stufenbohrung ausgebildeten Verbindungsbohrungen 16 bzw. 17 eine Hülse 22 bzw. 23 des noch näher zu beschreibenden Spülventils 18 bzw. 19 auf. Eine jeweils gegenüber der ersten Stufe 20 bzw. 21 verjüngt ausgebildete zweite Stufe 24 bzw. 25 der als Stufenbohrung ausgebildeten Verbindungsbohrung 16 bzw. 17 dient der Führung eines Kolbens 26 bzw. 27 des erfindungsgemäßen Spülventils 18 bzw. 19. Während die zweite Stufe 24 der Verbindungsbohrung 16 im Ausführungsbeispiel unmittelbar in den mit dem Druckfluidanschluß 5 verbundenen Verbindungskanal 8 ausmündet, mündet die zweite Stufe 25 der Verbindungsbohrung 17 mittelbar über einen Verlängerungsabschnitt 28 in den mit dem Druckfluidanschluß 7 in Verbindung stehenden Verbindungskanal 10 aus.
Der konstruktive Aufbau der Spülventile 18 und 19 ist besser aus der in Fig. 2 wiedergegebenen vergrößerten Darstellung zu ersehen. Fig. 2 zeigt das Spülventil 18 entsprechend Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Verbindungsbohrung 16 in gleicher Weise wie die Verbindungsbohrung 17 in Fig. 1 einen Verlängerungsabschnitt 40 aufweist, so daß die zweite Stufe 24 der Verbindungsbohrung 16 nicht unmittelbar sondern mittelbar über den Verlängerungsabschnitt 40 in den Verbindungskanal 18 ausmündet. Im übrigen sind bereits beschriebene Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, um die Zuordnung zu erleichtern.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Kolben 26 des Spülventils 18 in der zweiten Stufe 24 der als Stufenbohrung ausgebildeten Verbindungsbohrung 16 geführt und in diese eingesetzt, während die Hülse 22 des Spülventils 18 in die gegenüber der zweiten Stufe 24 mit erweitertem Durchmesser ausgebildete erste Stufe 20 der Stufenbohrung ausgebildeten Verbindungsbohrung 16 eingesetzt ist. Die Hülse 22 ist in der ersten Stufe 20 der Verbindungsbohrung mittels eines Dichtrings 41, z. B. eines O-Rings abgedichtet. Die Hülse 22 weist eine axiale Durchgangsbohrung 42 auf, an welcher eine Rückstellfeder 43 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 43 ist zwischen einem ersten Federteller 44 und einem zweiten Federteller 45 eingespannt. Der erste Federteller 44 ist mit dem Kolben 26 vorzugsweise formschlüssig zumindest aber kraftschlüssig verbunden und weist eine oder mehrere Bohrungen, Nuten, Abflachungen oder dergleichen auf, so daß das Druckfluid an dem ersten Federteller 44 ungehindert vorbeifließen kann. Der zweite Federteller 45 weist im Ausführungsbeispiel eine zentrale Öffnung 46 auf, die ebenfalls den Durchfluß der Druckfluids ermöglicht. Der zweite Federteller 45 stützt sich über einen Ring 47 an der Hülse 22 ab. Der Ring 47 kann z. B. durch Verschweißen mit der Hülse 22 fest verbunden sein. Entsprechend einer bevorzugten Abwandlung kann der Ring 46 auch ein Gewinde aufweisen, das in ein entsprechendes Gegengewinde der Hülse 22 eingesetzt ist, so daß die axiale Lage des Rings 47 in die Hülse 22 justierbar ist. Dadurch ist die Vorspannung der Rückstellfeder 43 einstellbar.
Der Kolben 26 weist im Ausführungsbeispiel einen Führungsabschnitt 48, sowie einen stromaufwärtigen konischen Abschnitt 49 als auch einen stromabwärtigen konischen Abschnitt 50 auf. Der Führungsabschnitt 48 ist in der zweiten Stufen 24 der Verbindungsbohrung 16 geführt. Damit das Druckfluid an dem Führungsabschnitt 48 des Kolbens 26 vorbeiströmen kann, weist der Führungsabschnitt 48 des Kolbens 26 im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine oder mehrere axiale Nuten 51 auf, die den stromaufwärtigen, konischen Abschnitt 49 mit dem stromabwärtigen, konischen Abschnitt 50 verbinden. Der stromabwärtige, konische Abschnitt 50 wirkt mit einer an der Hülse 22 ausgebildeten Ventilsitzfläche 53 zu einem Dichtsitz zusammen. Die Ventilsitzfläche 53 ist an dem stromaufwärtigen Ende einer Öffnung 52 der Hülse 22 ausgebildet. Die Öffnung 52 steht mit der Öffnung 42 der Hülse 22 in Verbindung und ermöglicht einen Druckfluidstrom über die Öffnung 46 des Federtellers 45 zu dem Spalt 15. Um das Ausströmen des Druckfluids aus der Hülse 22 zu ermöglichen, sind in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel an dem dem Gehäuseteil 3 gegenüberliegenden Endabschnitt radiale Nuten 54a, 54b ausgebildet.
In dem in Fig. 3 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel sind bereits beschriebene Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich insoweit eine wiederholende Beschreibung erübrigt.
Im Unterschied zu dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Durchmesser des Führungsabschnitts 48 des Kolbens 26 geringer bemessen als der Durchmesser der zweiten Stufe 24 der Verbindungsbohrung 16. Dadurch ergibt sich ein Spalt 60 zwischen dem Führungsabschnitt 48 des Kolbens 26 und der zweiten Stufe 24 der Verbindungsbohrung 16, so daß das Druckfluid seitlich an dem Kolben 26 in Richtung auf den Dichtsitz vorbeiströmen kann. Des weiteren sind bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel in dem dem Gehäuseteil 3 gegenüberliegenden Endabschnitt keine radialen Nuten 54a und 54b, sondern radiale Bohrungen 61a und 61b vorgesehen, um das Ausströmen des Druckfluids in den Spalt 15 zu ermöglichen.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind bereits beschriebene Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich insoweit eine wiederholende Beschreibung erübrigt.
Im Unterschied zu dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Führungsabschnitt 48 des Kolbens 26 keine axiale Nut 51 vorgesehen. Statt dessen ist in dem Steuerteil 2 eine Umgehungsleitung 62 ausgebildet, die den Verlängerungsabschnitt 40 der Verbindungsbohrung 16 unter Umgehung des Kolbens 26 mit dem Dichtsitz verbindet, der durch den stromabwärtigen, konischen Abschnitt 50 des Kolbens 26 und die Ventilsitzfläche 53 der Hülse 22 gebildet ist.
Nachfolgend wird die Funktion der beiden Spülventile 18 und 19 beschrieben, die allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist.
Im Ruhezustand wird der Kolben 26, 27 durch die Rückstellfeder 43 beaufschlagt, so daß der stromabwärtige konische Abschnitt 50 des Kolbens 26, 27 von der Ventilsitzfläche 53 abhebt und den Dichtsitz freigibt. Sobald jedoch der Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß 4 oder 5 einen durch die Vorspannung und die Federkonstante der Rückstellfeder 43 vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wird der Kolben 26, 27 an seinem stromaufwärtigen Abschnitt 49 durch den an dem Druckfluidanschluß anstehenden Druck so beaufschlagt, daß die stromabwärtige, konische Fläche 50 des Kolbens 26 gegen die Ventilsitzfläche 53 der Hülse 22 gedrückt wird und somit den Dichtsitz des entsprechenden Spülventils 18 bzw. 19 abdichtet.
Der mit dem Hochdruck in Verbindung stehende Druckfluidanschluß 4, 5 wirkt daher auf das zugeordnete Spülventil 18 bzw. 19 stets so ein, daß das entsprechende Spülventil 18 bzw. 19 geschlossen ist. Bei dem Niederdruck führenden Druckfluidanschluß 4, 5 hängt die Öffnung des zugeordneten Spülventils 18 bzw. 19 davon ab, wie hoch der Niederdruck ist. Ist der Niederdruck größer als der durch die Rückstellfeder 43 vorgegebene Schwellwert, so schließt auch dieses Spülventil 18 bzw. 19 und der Spülkreislauf ist unterbrochen. Dies ist im Leistungs-Arbeitsbereich der hydrostatischen Maschine der Fall, da hier eine zusätzliche Gehäusespülung nicht notwendigerweise erforderlich ist, da die in diesem Betriebsbereich auftretenden Leckageverluste bereits eine ausreichende Gehäusespülung gewährleisten.
Wenn der Niederdruck des den Niederdruck führenden Druckfluidanschlusses 4, 5 jedoch den vorgegebenen Schwellwert unterschreitet öffnet das zugehörige Spülventil 18 bzw. 19 und eine der Kühlung und Schmierung dienende ausreichende Gehäusespülung setzt ein. Insbesondere im Standbetrieb und Stand-by-Betrieb wird daher eine ausreichende Gehäusespülung erzielt. Durch das Abschalten der Gehäusespülung im Leistungs-Arbeitsbereich wird jedoch ein unnötiger Druckfluidverlust durch Abschalten des Spülkreislaufs vermieden, so daß die der Nachspeisung des Druckfluids dienende Speisepumpe entsprechend klein ausgelegt werden kann. Dadurch wird der konstruktive Aufwand insgesamt verringert und eine hydrostatische Maschine 1 mit relativ kleinem Bauraum erzielt.
Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist auch, daß ein spezielles Druckseitenwechselventil, welches bei einem Spülkreislauf gemäß dem Stand der Technik das Umschalten auf den jeweils Niederdruck führenden Druckfluidanschluß vornimmt, nicht erforderlich ist, da durch die beiden einfach ausgebildeten Spülventile 18 und 19 ein Umschalten auf den jeweils Niederdruck führenden Druckfluidanschluß 4 bzw. 5 automatisch gewährleistet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Spülventile 18 und 19 können konstruktiv auch in anderer Weise ausgebildet sein. Dafür geeignete Sitzventile sind in vielfacher Bauform bekannt.

Claims (10)

  1. Hydrostatische Maschine (1) mit
    einer in einem Gehäuseraum drehbar gelagerten Zylindertrommel, in der Arbeitszylinder ausgebildet sind, in welchen Arbeitskolben bewegbar sind,
    einem Steuerteil (2), welches die Arbeitszylinder der Zylindertrommel mit zwei Druckfluidanschlüssen (4, 5) verbindet, wobei einer der Druckfluidanschlüsse (4; 5) einen Hochdruck und der jeweils andere Druckfluidanschluß (5; 4) einen Niederdruck führt, und zumindest einem Spülventil (18, 19) zum Spülen des Gehäuseraums,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängige Spülventile (18, 19) vorgesehen sind, die jeweils einem der Druckfluidanschlüsse (4, 5) zugeordnet sind, und
    daß jedes der Spülventile (18, 19) den zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) mit dem Gehäuseraum verbindet, wenn der Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
  2. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Spülventile (18, 19) jeweils einen Kolben (26, 27) aufweisen, der von dem Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) so gegen eine Rückstellfeder (43) beaufschlagt ist, daß dieser die Verbindung zwischen dem zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) und dem Gehäuseraum unterbricht, wenn der Druck an dem zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
  3. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (43) jedes Spülventils (18, 19) in einer Hülse (22, 23) angeordnet ist, an welcher eine Ventilsitzfläche (53) ausgebildet ist, die zusammen mit dem Kolben (26, 27) des Spülventils (18, 19) einen Dichtsitz bildet.
  4. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Rückstellfeder (43) zur Einstellung des Schwellwerts, bei welchem das Spülventil (18, 19) schließt, verstellbar ist.
  5. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26) eine axiale Nut (51) oder Abflachung aufweist.
  6. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spülventil (18, 19) jeweils in einer in dem Steuerteil (2) ausgebildeten Verbindungsbohrung (16, 17) angeordnet ist, die den zugeordneten Druckfluidanschluß (4, 5) mit dem Gehäuseraum verbindet.
  7. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 3 und 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindungsbohrung (16, 17) als Stufenbohrung ausgebildet ist, wobei die Hülse (22, 23) des Spülventils (18, 19) in eine erste Stufe (20, 21) der Verbindungsbohrung (16, 17) dichtend eingesetzt ist und der zugehörige Kolben (26, 27) des Spülventils (18, 19) in einer zweiten Stufe (24, 25) der Verbindungsbohrung (16, 17) geführt ist.
  8. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kolbens (26, 27) geringer bemessen ist als der Durchmesser der den Kolben (26, 27) führenden zweiten Stufe (24, 25) der Verbindungsbohrung (16, 17).
  9. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Umgehungsleitung (62) vorgesehen ist, die die Verbindungsbohrung (16, 17) unter Umgehung des in die zweite Stufe (24, 25) der Verbindungsbohrung (16, 17) eingesetzten Kolbens (26, 27) mit dem Dichtsitz verbindet.
  10. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (22, 23) an einem Gehäuseteil (3) der hydrostatischen Maschine (1) abstützt.
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