Einstellmittel für einen Stellkolben, Stellkolben und Hydraulikmaschine

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einstellmittel für einen Stellkolben, einen Stellkolben mit wenigstens einem Einstellmittel sowie eine Hydraulikmaschine, insbesondere eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenmotor.

[0002] Bei Baumaschinen, insbesondere bei langsamfahrenden Baumaschinen werden Hydraulikantriebe eingesetzt. Diese Hydraulikantriebe dienen beispielsweise als Fahrantrieb, Drehwerksantrieb und/oder als Antrieb für Winden oder sonstige Werkzeuge der Baumaschine und umfassen beispielsweise eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenmotor.

[0003] Bekannte Hydraulikantriebe weisen Einstellschrauben zur Einstellung der Betriebscharakteristik auf, wobei die Einstellschraube z. B. einen Anschlag für den minimalen Durchfluss der Axialkolbenpumpe oder des Axialkolbenmotors festlegt. Diese Einstellschraube (vgl. auch Figur 1) wird bei einem Prüfstandslauf und bei der Geräteabnahme eingestellt. Der Minimaldurchfluss (Q_min) wird hierdurch festgelegt. Danach ist jedoch keinerlei Einstellung mehr während des Betriebes möglich.

[0004] Etwaige Einstellungen im Betrieb sind bislang nur aufwendig mittels elektronischer Regelungsmittel möglich. Diese Systeme neigen aber nachteiligerweise zu Schwingungen und können einen verschlechterten Wirkungsgrad aufweisen.

[0005] Aus der DE 101 00 108 ist eine hydrostatische Verdrängereinheit bekannt, deren Verdrängervolumen zwischen einer Stellung mit minimalem und einer Stellung mit maximalem Verdrängervolumen veränderbar ist. Das Verdrängervolumen lässt sich mittels einer Stelleinrichtung einstellen.

[0006] Aus der US 2006/0140781 A1 ist eine Kolbenzylindereinheit bekannt, wobei die Bewegung der Kolbenstange mittels einer Sperreinrichtung in einer Bewegungsrichtung blockierbar ist.

[0007] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einstellmittel der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass dieses auch während des Betriebes verstellbar ist und/oder einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Einstellmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass das Einstellmittel für einen Stellkolben derart ausgeführt ist, dass das Einstellmittel wenigstens ein Verstellmittel aufweist, mittels dessen die Bewegung des Stellkolbens begrenzbar ist und wobei das Verstellmittel von einer wenigstens ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt mittels wenigstens eines Antriebsmittels verstellbar ist.

[0009] Durch den Einsatz insbesondere des Antriebsmittels ergibt sich der Vorteil, dass eine Einstellung mit dem Ziel einer Begrenzung der Bewegung des Stellkolbens auch während des Betriebes möglich ist. Durch diese Einstellung kann die Schwingungsneigung des Gesamtsystems vorteilhaft verringert und der Wirkungsgrad gesteigert werden, da insbesondere nunmehr eine bedarfsgerechte Einstellung des Minimaldurchflusses (Q_min) oder auch des Minimaldurchflusses (Q_max) durch den Stellkolben möglich ist.

[0010] Grundsätzlich ist denkbar, dass nicht nur eine erste und eine zweite Position vorhanden sind, sondern es können auch drei oder mehrere Positionen je nach Bedarf vorgesehen sein.

[0011] Das Antriebsmittel kann beispielsweise ein Schrittmotor oder ein sonstiger Antrieb sein. Denkbar ist, dass der Antrieb ein hydraulischer, elektrischer und/oder mechanischer Antrieb ist.

[0012] Vorteilhafterweise ist möglich, dass das Antriebsmittel ein hydraulisches Antriebsmittel ist und/oder umfasst, mittels dessen das Verstellmittel von einer wenigstens ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt verstellbar ist, wobei das hydraulische Antriebsmittel vorzugsweise eine Hydraulikpumpe ist oder umfasst.

[0013] Es ist denkbar, dass das Verstellmittel ein Verstellbolzen ist und/oder umfasst, wobei vorzugsweise der Verstellbolzen in den Kolbenraum des Stellkolbens hineinragt und eine Anschlagsfläche für den Kolben des Stellkolbens ausbildet. Durch die Anschlagsfläche kann einfach und zuverlässig eine Begrenzung des Kolbenhubes bzw. der Kolbenbewegung des Stellkolbens erreicht werden.

[0014] Erfindungsgemäß ist das Verstellmittel hydraulisch mittelbar und/oder unmittelbar verrastbar und/oder aus einer Verrastung lösbar, wobei das Verstellmittel in der ersten und/oder zweiten Position hydraulisch mittels eines Verrastungsmittels verrastbar ist. Denkbar ist beispielsweise, dass durch Anlegen eines Verrastungsdrucks eine Verrastung herbeigeführt wird.

[0015] Alternativ kann vorgesehen sein, dass durch Anlegen des Verrastungsdrucks bzw. Entrastungsdrucks das Verrastungsmittels aus der Verrastung gelöst wird, also die Verrastung drucklos etwa durch Federkraft gesichert ist.

[0016] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Verrastungsmittel wenigstens einen hydraulisch aktivierbaren, vorzugsweise federbelasteten, Verrastungsbolzen aufweist und wobei der Verrastungsbolzen in der wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Position jeweils in einer Verrastungsposition verrastbar ist.

[0017] Denkbar ist insbesondere, dass mehrere, insbesondere zwei Verrastungsbolzen vorgesehen sind. Es kann vorgesehen sein, dass der oder die Verrastungsbolzen in Ausnehmungen im Verstellmittel angeordnet und geführt sind. Durch ein Ausfahren der Verrastungsbolzen kann hierdurch eine einfache und sichere Verrastung herbeigeführt werden.

[0018] Des Weiteren kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Verrastungsmittel derart selbstjustierend ausgeführt ist, dass es sich in der angefahrenen Verrastungsposition selbsttätig einrastet. Hierzu kann beispielsweise die Verrastungsposition derart abgerundet ausgebildet sein, dass der als Gegenstück ausgebildete Verrastungsbolzen aufgrund der Formgebung selbstjustierend in der Verrastungsposition einrastet.

[0019] Es ist weiter möglich, dass das Einstellmittel wenigstens ein erstes hydraulisches Pumpmittel aufweist, mittels dessen das Verstellmittel verstellbar ist, und wenigstens ein zweites hydraulisches Pumpmittel aufweist, mittels dessen das Verrastungsmittels lösbar und/oder verrastbar ist.

[0020] Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Stellkolben der Stellkolben einer Hydraulikmaschine ist und dass mittels des Einstellmittels ein minimaler und/oder maximaler Volumenstrom in der Hydraulikmaschine einstellbar ist. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise durch eine Begrenzung oder Erweiterung des Kolbenhubes, so dass eine einfache Einstellung des Minimaldurchflusses (Q_min) oder auch des Minimaldurchflusses (Q_max) möglich ist.

[0021] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Stellkolben mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Danach ist vorgesehen, dass ein Stellkolben, insbesondere ein Stellkolben einer Hydraulikmaschine wie einer Axialkolbenpumpe oder einem Axialkolbenmotor, mit wenigstens einem Einstellmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.

[0022] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Hydraulikmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Danach ist vorgesehen, dass eine Hydraulikmaschine mit wenigstens einem Stellmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder einem Stellkolben nach Anspruch 9 versehen ist.

[0023] Bei der Hydraulikmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenmotor, wie sie beispielsweise bei Baumaschinen eingesetzt werden.

[0024] Es kann sich beispielsweise bei der Axialkolbenpumpe oder dem Axialkolbenmotor um den Antrieb einer Winde oder um den Fahrantrieb einer Baumaschine handeln. Auch bei einem Doppelmotor umfassend Axialkolbenpumpen auf einem Bohrkopf ist es insbesondere von Vorteil, wenn durch eine bedarfsgerechte Einstellung des Minimaldurchflusses (Q_min) durch den Stellkolben hierdurch die Drehzahl des Motors im Betrieb reduziert werden kann.

[0025] Bei der Baumaschine handelt es sich beispielsweise um eine langsam fahrende Baumaschine wie einen Bagger. Gerade bei einem Fahrmotor eines Mobilbaggers ist es von Vorteil, wenn durch eine bedarfsgerechte Einstellung des Minimaldurchflusses (Q_min) durch den Stellkolben des als Fahrmotors dienenden Axialkolbenmotors hierdurch die Drehzahl des Motors im Betrieb reduziert werden kann.

[0026] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

[0027] Es zeigen:

Figur 1:

eine Schnittdarstellung eines bekannten Stellkolbens für eine Axialkolbenpumpe; und

Figur 2:

eine Detailschnittdarstellung eines Stellkolbens mit einem erfindungsgemäßen Einstellmittel.

[0028] Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines bekannten Stellzylinders 20 für eine Axialkolbenpumpe 10 einer nicht näher dargestellten Baumaschine. Mit Hilfe des Stellzylinders 20 bzw. des Stellkolbens 22 kann das benötigte Fördervolumen bzw.

[0029] Schluckvolumen über die Verstellung des Schwenkjoches oder der Schwenkwiege eingestellt werden.

[0030] Der Stellkolben 22 des Stellzylinders 20 weist eine Stellschraube 30 auf, die den Anschlag 32 für den minimalen Durchfluss der Axialkolbenpumpe festlegt. Denn der Stellkolben 20 ist in seinem Hub durch den Anschlag 32 begrenzt.

[0031] Diese Einstellschraube 30 wird bei einem Prüfstandslauf und bei der Geräteabnahme eingestellt. Der Minimaldurchfluss (Q_min) wird hierdurch festgelegt. Die Einstellschraube 30 wird daher auch als Q_min-Anschlag bezeichnet. Nach der Einstellung des Anschlages 32 und insbesondere während des Betriebes ist jedoch keinerlei Einstellung mehr möglich.

[0032] Wie in Figur 2 gezeigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an Stelle der Einstellschraube 30 am Stellzylinder 20' ein hydraulisch verstellbares Einstellmittel 100 vorzusehen.

[0033] Das hydraulisch verstellbare Einstellmittel umfasst einen kleinen Verstellkolben 110, dessen Position durch eine erste Pumpe 120 verstellt werden kann. Der Verstellkolben 110 ragt mit seinem einen Ende in den Stellzylinder 20' hinein und definiert hierdurch einen Anschlag 32' für den Stellkolben 22'.

[0034] Der Verstellkolben 110 kann in drei Positionen 132, 134, 136 verstellt werden, die jeweils einem vordefinierten Q_min-Wert entsprechen. Genausogut ist es auch möglich, dass jede Position einem vordefinierten Q_max-Wert entspricht.

[0035] Jeder Position 132, 134 und 136 ist einer Rastposition 142, 144, 146 bzw. Rastausnehmung 142, 144, 146 zugeordnet, in die die beiden Rastbolzen 130 eingreifen können. Die Rastpositionen 142, 144, 146 sind im Zylindergehäuse 25 des Stellzylinders 20' angeordnet, wobei das Zylindergehäuse 25' auch Gehäuse des Verstellkolbens 110 ist. Durch Anlegen eines Verrastungsdrucks mittels einer zweiten Pumpe 150 können die beiden Rastbolzen 130 in der gewünschten Rastposition 142, 144, 146, gemäß Figur 2 in der Rastposition 144, verrastet werden.

[0036] Die beiden Rastbolzen 130 sind in Ausnehmungen 139 in dem Verstellkolben 110 aufgenommen. Die Rastbolzen 130 sind dabei senkrecht und radial zur Axialrichtung des Verstellkolbens 110 angeordnet.

[0037] Im drucklosen Zustand werden die Rastbolzen 130 durch die Federn 138, die durch das Anlegen des Verrastungsdruckes gespannt werden, gelöst. Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Federn 138 derart angeordnet werden, dass diese im drucklosen Zustand die Rastbolzen 130 verrasten und dass durch das Anlegen eines Druckes mittels der Pumpe 150 die Rastbolzen 130 gelöst werden.

[0038] Die Rastpositionen 142, 144 und 146 sind dabei derart geformt, dass der Rastbolzen 130 selbstjustierend in die angefahrene Rastposition 142, 144, 146 einrastet. Dies wird vorliegend dadurch erreicht, dass die Rastbolzen 130 abgerundet sind und das abgerundete Ende in die als Gegenstück ausgebildete Rastposition 142, 144, 146 einrastet.

[0039] Der Stellkolben 20' ist über das Anschlusselement 24', das z. B. eine Bolzenaufnahme 24' sein kann, an eine Hydraulikmaschine angeschlossen. Bei der Hydraulikmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Axialkolbenpumpe oder einen Axialkolbenmotor, wie sie beispielsweise bei Baumaschinen eingesetzt werden. Es kann sich beispielsweise bei der Axialkolbenpumpe oder dem Axialkolbenmotor um den Antrieb einer Winde, einen Bohrkopfmotor oder um den Fahrantrieb der Baumaschine handeln. Bei der Baumaschine handelt es sich beispielsweise um eine langsam fahrende Baumaschine wie einen Bagger.

Ansprüche

1. Einstellmittel für einen Stellkolben einer hydraulischen Baumaschine, wobei das Einstellmittel wenigstens ein Verstellmittel aufweist, mittels dessen die Bewegung des Stellkolbens begrenzbar ist und wobei das Verstellmittel von einer wenigstens ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt mittels wenigstens eines Antriebsmittels verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstellmittel hydraulisch mittelbar und/oder unmittelbar verrastbar und/oder aus einer Verrastung lösbar ist, wobei das Verstellmittel in der ersten und/oder zweiten Position hydraulisch mittels eines Verrastungsmittels verrastbar ist.

2. Einstellmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel ein hydraulisches Antriebsmittel ist und/oder umfasst, mittels dessen das Verstellmittel von einer wenigstens ersten Position in wenigstens eine zweite Position und/oder umgekehrt verstellbar ist, wobei das hydraulische Antriebsmittel vorzugsweise eine Hydraulikpumpe ist oder umfasst.

3. Einstellmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellmittel ein Verstellbolzen ist und/oder einen Verstellbolzen umfasst, wobei vorzugsweise der Verstellbolzen in den Kolbenraum des Stellkolbens hineinragt und eine Anschlagsfläche für den Kolben des Stellkolbens ausbildet.

4. Einstellmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrastungsmittel wenigstens einen hydraulisch aktivierbaren, vorzugsweise federbelasteten, Verrastungsbolzen aufweist und wobei der Verrastungsbolzen in der wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Position jeweils in einer Verrastungsposition verrastbar ist.

5. Einstellmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrastungsmittel derart selbstjustierend ausgeführt ist, dass es sich in der angefahrenen Verrastungsposition selbsttätig einrastet.

6. Einstellmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellmittel wenigstens ein erstes hydraulisches Pumpmittel aufweist, mittels dessen das Verstellmittel verstellbar ist, und wenigstens ein zweites hydraulisches Pumpmittel aufweist, mittels dessen das Verrastungsmittels lösbar und/oder verrastbar ist.

7. Stellkolben, insbesondere Stellkolben einer Hydraulikmaschine wie einer Axialkolbenpumpe oder einem Axialkolbenmotor, mit wenigstens einem Einstellmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

8. Stellkolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Einstellmittels ein minimaler und/oder maximaler Volumen-strom in einer Hydraulikmaschine einstellbar ist.

9. Hydraulikmaschine, insbesondere Axialkolbenpumpe oder Axialkolbenmotor, mit wenigstens einem Einstellmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder einem Stellkolben nach Anspruch 7.

Claims

1. Adjustment means for a setting piston of an hydraulic construction machine, wherein the adjustment means has at least one adjusting agent, by means of which the movement of the setting piston can be limited, and wherein the adjusting agent can be moved from at least one first position into at least one second position and/or vice versa by means of at least one drive means,
characterised in that,
the adjusting agent can be hydraulically indirectly and/or directly locked and/or released from a locked state, wherein the adjusting agent can be hydraulically locked in the first and/or second position by means of a locking agent.

2. Adjustment means according to claim 1, characterised in that the drive means is and/or comprises an hydraulic drive means, by means of which the adjusting agent can be moved from an at least one first position to an at least one second position and/or vice versa, wherein the hydraulic drive means preferably is or comprises an hydraulic pump.

3. Adjustment means according to one of the preceding claims, characterised in that the adjusting agent is an adjusting bolt and/or comprises an adjusting bolt, wherein the adjusting bolt preferably protrudes into the piston chamber of the setting piston and forms a stop face for the piston of the setting piston.

4. Adjustment means according to one of the preceding claims, characterised in that the locking agent has at least one hydraulically activatable, preferably spring-loaded, locking bolt and wherein the locking bolt can be locked in the at least one first and at least one second position in a respective locking position.

5. Adjustment means according to claim 4, characterised in that the locking agent is designed to be self-adjusting in such a way that it engages automatically in the reached locking position.

6. Adjustment means according to one of claims 3 to 5, characterised in that the adjustment means has at least one first hydraulic pumping means, by means of which the adjusting agent can be adjusted, and at least one second hydraulic pumping means, by means of which the locking agent can be released and/or locked.

7. Setting piston, in particular a setting piston of an hydraulic machine such as an axial piston pump or an axial piston engine, having at least one adjustment means according to one of the preceding claims.

8. Setting piston according to claim 7, characterised in that a minimum and/or maximum volume flow in an hydraulic machine can be adjusted by means of the adjustment means.

9. Hydraulic machine, in particular an axial piston pump or axial piston engine, having at least one adjustment means according to one of claims 1 to 7 and/or a setting piston according to claim 7.

Revendications

1. Moyen de réglage pour un piston de réglage d'un engin de chantier hydraulique, dans lequel le moyen de réglage présente au moins un moyen d'ajustage au moyen duquel le déplacement du piston de réglage peut être limité et le moyen d'ajustage peut être amené depuis une au moins première position dans au moins une deuxième position et/ou inversement au moyen d'au moins un moyen d'entraînement,
caractérisé
en ce que le moyen d'ajustage peut être verrouillé et/ou libéré d'un verrouillage directement et/ou indirectement de manière hydraulique, étant entendu que le moyen d'ajustage peut être verrouillé hydrauliquement dans la première et/ou deuxième position au moyen d'un moyen de verrouillage.

2. Moyen de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement est et/ou comprend un moyen d'entraînement hydraulique, au moyen duquel le moyen d'ajustage peut être amené depuis une au moins première position dans au moins une deuxième position et/ou inversement, étant entendu que le moyen d'entraînement hydraulique est ou comprend de préférence une pompe hydraulique.

3. Moyen de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'ajustage est un boulon d'ajustage et/ou comprend un boulon d'ajustage, étant entendu que de préférence, le boulon d'ajustage dépasse dans le logement de piston du piston de réglage et forme une surface de butée pour le piston du piston de réglage.

4. Moyen de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage présente au moins un boulon de verrouillage pouvant être activé hydrauliquement, de préférence muni d'un ressort de rappel, étant entendu que le boulon de verrouillage peut être verrouillé dans une position de verrouillage respectivement dans l'au moins une première et l'au moins une deuxième position.

5. Moyen de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage est réalisé à ajustage automatique de telle sorte qu'il s'enclenche lui-même automatiquement dans la position de verrouillage atteinte.

6. Moyen de réglage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le moyen de réglage présente au moins un premier moyen de pompe hydraulique au moyen duquel le moyen d'ajustage peut être ajusté et au moins un deuxième moyen de pompe hydraulique au moyen duquel le moyen de verrouillage peut être verrouillé et/ou déverrouillé.

7. Piston de réglage, en particulier piston de réglage d'une machine hydraulique comme une pompe à piston axial ou un moteur à piston axial, comprenant au moins un moyen de réglage selon l'une des revendications précédentes.

8. Piston de réglage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un débit volumique minimal et/ou maximal dans une machine hydraulique peut être réglé au moyen du moyen de réglage.

9. Machine hydraulique, en particulier pompe à piston axial ou moteur à piston axial, comprenant au moins un moyen de réglage selon l'une des revendications 1 à 7 et/ou un piston de réglage selon la revendication 7.

Zeichnung