DE102017218628A1 - Elektronisch gesteuertes Ventil, Hydraulikpumpe und Hydraulikpumpensystem - Google Patents

Elektronisch gesteuertes Ventil, Hydraulikpumpe und Hydraulikpumpensystem Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Ventil für eine Verstellpumpe, eine hydraulische Pumpe und ein hydraulisches Pumpensystem mit schaltbaren Steuerfunktionen. Mehrere Steuerfunktionen unterschiedlicher Art von Hydraulikpumpen können mittels einem einzigen elektronisch gesteuerten Ventil, das mit Steuerelementen und Sensoren kombiniert ist, implementiert werden. Das hydraulische Pumpensystem kann einfach in das Gesamtanwendungssystem zur intelligenten Steuerung integriert werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Hydrauliktechnologie, speziell ein elektronisch gesteuertes Ventil, eine Hydraulikpumpe mit dem elektronisch gesteuerten Ventil und ein hydraulisches Pumpensystem mit schaltbaren Steuerfunktionen.
  • Technischer Hintergrund
  • Eine hydraulische Pumpe ist eine Energiequelle in einem hydraulischen System und konvertiert mechanische Energie eines Antriebsmotors oder Antriebsmaschine in hydraulische Energie für die Verwendung im hydraulischen System. Unterschiedliche hydraulische Systeme oder ein hydraulisches System in verschiedenen Arbeitszuständen hat verschiedene Anforderungen an die Druckquelle, was erfordert, dass die hydraulische Pumpe unterschiedliche Steuertypen benötigt, um diese Anforderungen zu erfüllen.
  • Steuerarten für herkömmliche Hydraulikpumpen werden meist durch Verwendung herkömmlicher mechanischer Steuerventile implementiert. Für diese mechanisch gesteuerten Ventile wird eine spezifische Steuerfunktion durch einen spezifisch mechanischen Aufbau implementiert und die Kombination von mehreren Funktionen basiert auf einfachen physikalischen Additionen von Einzelfunktionen. Diese mechanisch gesteuerten Ventile sind in ihrem Aufbau kompliziert und erfordern eine große Vielfalt an Teilen, die die Komplexität der Montagelinie erhöhen und eventuell Fehler einfach verursachen. Andererseits sind die Entwicklungszeiten für diese mechanisch gesteuerten Ventile recht lang, was in einem höheren Investment und in höheren Produktkosten resultiert. Darüber hinaus müssen Einstellwerte für jede Funktion dieser mechanisch gesteuerten Ventile manuell auf einem Teststand eingestellt werden, was recht unflexibel ist.
  • Mit der Weiterentwicklung der Informations- und Netzwerktechnologie erfordern mehr und mehr hydraulische Systeme eine nahtlose Integration von hydraulischen Pumpen, um eine digitale und intelligente Steuerung zum Verbessern des Wirkungsgrads des hydraulischen Systems zu erreichen. Diese Anforderungen können mit herkömmlich mechanisch gesteuerten Ventilen nicht erfüllt werden.
  • Erfindungsinhalt
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektronisch gesteuertes Ventil, eine Hydraulikpumpe basierend auf einem elektronisch gesteuerten Ventil und ein hydraulisches Pumpensystem mit schaltbaren Steuerfunktionen bereitzustellen, das zumindest teilweise zumindest einen Aspekt der zuvor genannten Probleme löst und Nachteile im Stand der Technik abschwächt oder zumindest teilweise eliminiert.
  • Um die zuvor genannte Aufgabe zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektronisch gesteuertes Ventil für eine Verstellpumpe bereitgestellt. Das elektronisch gesteuerte Ventil weist auf: ein Steuerventilgehäuse; einen Schieber, der verschiebbar im Steuerventilgehäuse gelagert ist und eine Schiebersteuerkomponente. Die Schiebersteuerkomponente arbeitet in zumindest drei Stromniveaus, damit der Schieber in zumindest drei entsprechenden Arbeitspositionen verschiebbar ist: wenn die Schiebersteuerkomponente mit einem mittleren Strom IM betrieben wird, arbeitet der Schieber in einer mittleren Position, damit die Verdrängung der Verstellpumpe konstant gehalten werden kann; wenn die Schiebersteuerkomponente entweder in einem hohen Strom IH, der höher ist als der mittlere Strom IM, oder einem niedrigen Strom IL, der kleiner ist als der mittlere Strom IM, arbeitet der Schieber in einer Arbeitsposition, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter ansteigt oder abnimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektronisch gesteuerte Ventil ein Digitalventil und der mittlere Strom IM, der hohe Strom IH und der niedrige Strom IL entsprechend diskrete Stromwerte.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der hohe Strom IH des elektronisch gesteuerten Ventils ein Stromwert innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs höher als der mittlere Strom IM; und der niedrige Strom IL ist ein Stromwert innerhalb einer kontinuierlichen Bereichs kleiner als der mittlere Strom IM.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Schiebersteuerkomponente auf: einen elektrischen Aktuator und eine Einstellfeder, wobei der elektrische Aktuator und die Einstellfeder an zwei gegenüberliegenden Enden des Steuerventilgehäuses vorgesehen sind und auf den Schieber in entgegengesetzter Richtung wirken; wobei der elektrische Aktuator unterschiedliche Kräfte entsprechend des Stromniveaus auf den Schieber ausübt, um den Schieber in eine entsprechende Arbeitsposition zu schieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine vorgegebene Federkraft der Einstellfeder geändert werden, um den Wert für den mittleren Strom IM für den Schieber zu ändern.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektronisch gesteuerte Ventil in einer symmetrischen Struktur angeordnet, wobei die Positionen des elektrischen Aktuators und der Einstellfeder an den beiden Enden des Steuerventilgehäuses vertauschbar sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Steuerventilgehäuse auf: einen Einlass P, der mit einem Pumpenauslass der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht; einen Arbeitsanschluss A, der mit einem Servomechanismus zum Einstellen der Verdrängung der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht; und einen Auslass T, der mit einem Pumpengehäuse der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht. Wenn die Schiebersteuerkomponente mit mittlerem Strom IM betrieben wird, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil in der mittleren Position und der Einlass P, der Arbeitsanschluss A und der Auslass T sind nicht miteinander verbunden, wobei ermöglicht wird, die Verdrängung der Verstellpumpe konstant zu halten. Wenn die Schiebersteuerkomponente entweder in einem Stromniveau des hohen Stroms IH oder des niedrigeren Stroms IL betrieben wird, ist der Schieber verschoben, um eine Flüssigkeitsverbindung des Arbeitsanschlusses A und des Auslasses T zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter ansteigt. Wenn die Schiebersteuerkomponente in dem anderen Stromniveau, als das des hohen Stroms IH oder des niedrigen Stroms IL, betrieben wird, ist der Schieber ausgelenkt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass P und dem Arbeitsanschluss A zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter abnimmt.
  • Zusätzlich, gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird eine Hydraulikpumpe basierend auf dem elektronisch gesteuerten Ventil bereitgestellt. Die Hydraulikpumpe aufweisend: eine Verstellpumpe aufweisend eine Schrägscheibe; eine Auslasskolbenkammer, die in konstanter Verbindung mit einem Pumpenauslass der Verstellpumpe steht, wobei innerhalb der Auslasskolbenkammer ein Auslasskolben, der mit einem Ende der Schrägscheibe verbunden ist, beweglich bereitgestellt ist; eine Servokolbenkammer, wobei innerhalb der Servokolbenkammer ein Servokolben, der mit dem anderen Ende der Schrägscheibe verbunden ist, beweglich bereitgestellt ist; und das oben genannte elektronisch gesteuerte Ventil, wobei das elektronisch gesteuerte Ventil entsprechend mit dem Pumpenauslass der Verstellpumpe, einem Pumpengehäuse und der Servokolbenkammer über drei Anschlüsse im Steuerventilgehäuse in Fluidverbindung steht. Der Servokolben und der Auslasskolben wirken zusammen auf die Schrägscheibe, um den Winkel der Schrägscheibe und die Verdrängung der Verstellpumpe zu ändern.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die drei Anschlüsse des elektronisch gesteuerten Ventils entsprechend: ein Einlass P, der in Fluidverbindung mit dem Pumpenauslass der Verstellpumpe steht; ein Arbeitsanschluss A, der in Fluidverbindung mit der Servokolbenkammer steht; und ein Auslass T, der in Flüssigkeitsverbindung mit dem Pumpengehäuse der Verstellpumpe steht. Wenn die Schiebersteuerkomponente mit mittleren Strom IM betrieben wird, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil in der mittleren Position und der Einlass P, der Arbeitsanschluss A und der Auslass T sind nicht miteinander verbunden, wodurch ermöglicht wird, die Verdrängung der Verstellpumpe konstant zu halten. Wenn die Schiebersteuerkomponente entweder in einem Stromniveau des hohen Stroms IH oder des niedrigeren Stroms IL betrieben wird, ist der Schieber verschoben, um eine Flüssigkeitsverbindung des Arbeitsanschlusses A und des Auslasses T zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter ansteigt. Wenn die Schiebersteuerkomponente in dem anderen Stromniveau, als das des hohen Stroms IH oder des niedrigeren Stroms IL, betrieben wird, ist der Schieber ausgelenkt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass P und dem Arbeitsanschluss A zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter abnimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hydraulikpumpe weiter ein hydraulisches Steuersicherheitsventil auf, welches zwischen dem Pumpenausgang und der Servokolbenkammer geschaltet ist, wobei das hydraulische Steuersicherheitsventil konfiguriert ist, geöffnet zu werden, wenn der Druck am Pumpenauslass einen vorbestimmten Wert übersteigt, damit ein Fluid durch das hydraulische Steuersicherheitsventil fließen kann, um in die Servokolbenkammer einzutreten, womit die Verdrängung der Verstellpumpe reduziert wird, und geschlossen ist, wenn der Druck am Pumpenauslass den vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das hydraulische Steuersicherheitsventil auf: ein Sicherheitsventilgehäuse; einen hydraulischen Steuerschieber, wobei der hydraulische Steuerschieber verschieblich innerhalb des Sicherheitsventilgehäuses gelagert ist; einen hydraulischen Pfad, wobei der hydraulische Pfad in Fluidverbindung mit dem Pumpenauslass steht, damit der Druck am Pumpenauslass auf den hydraulischen Steuerschieber wirkt; und eine Einstellfeder, wobei die Einstellfeder auf den hydraulischen Steuerschieber in einer Richtung entgegengesetzt zu der Wirkrichtung des hydraulischen Pfads wirkt und den vorgegebenen Wert einstellt.
  • Zusätzlich, gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein hydraulisches Pumpensystem bereitgestellt. Das hydraulische Pumpensystem weist auf: die zuvor genannte hydraulische Pumpe; zumindest einen Sensor, der mit der hydraulischen Pumpe verbunden ist; und eine Steuereinheit, die zumindest mit einem Einlassende mit dem Sensor und mit einem Auslassende mit dem elektrischen Aktuator des elektronisch gesteuerten Ventils der Hydraulikpumpe verbunden ist, um die Steuerung durchzuführen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der zumindest eine Sensor zumindest einen Sensor ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Sensoren auf: einen Winkelsensor, der verwendet wird, um einen Schrägscheibenwinkel der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; einen ersten Drucksensor, der verwendet wird, um den Pumpenauslassdruck der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; einen Geschwindigkeitssensor, der verwendet wird, die Drehgeschwindigkeit der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; und einen zweiten Drucksensor, der verwendet wird, den Lastdruck zu bestimmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Ausgang des zumindest einen Sensors für unterschiedliche Steuerfunktionen verwendet werden, wobei der zumindest eine Sensor und die Steuereinheit kombiniert sind, um zumindest eine der folgenden Steuerkonfigurationen zu bilden, um zumindest eine Kontrollfunktion der hydraulischen Pumpe auszuführen: eine elektrisch proportionale Verdrängungssteuerkonfiguration, welches den Winkelsensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit die Verdrängung der hydraulischen Pumpe auf Basis von einem Winkelsignal, das durch den Winkelsensor erkannt wurde, berechnet und das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung zu verändern, bis eine geforderte Verdrängung erreicht ist; eine Druckkompensationssteuerkonfiguration, welche den ersten Drucksensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit den Pumpenauslassdruck der hydraulischen Pumpe mittels des ersten Drucksensors bestimmt, und mit einem vorbestimmten maximalen Arbeitsdruck vergleicht, und das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung der hydraulischen Pumpe auf ein Minimum zu ändern und hält den Zustand, wenn der Pumpenauslassdruck den maximalen vorbestimmten Arbeitsdruck erreicht, und ändert die Verdrängung der Hydraulikpumpe auf ein Maximum und hält diesen Zustand, wenn der Pumpenauslassdruck kleiner ist als der vorbestimmte maximale Arbeitsdruck; eine konstante Leistungssteuerkonfiguration, welche den Winkelsensor, den Geschwindigkeitssensor, den ersten Drucksensor und die Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit einen Eingangsstrom der hydraulischen Pumpe basierend auf dem Pumpenauslassdruck, dem Schrägscheibenwinkel, der Rotationsgeschwindigkeit und dem Wirkungsgrad der hydraulischen Pumpe berechnet und das elektronisch gesteuerte Ventil zum Verändern der Verdrängung der hydraulischen Pumpe steuert, um den Eingangsstrom der hydraulischen Pumpe auf einem eingestellten Wert zu halten; und eine Lasterkennungssteuerkonfiguration, welche den ersten Drucksensor, den zweiten Drucksensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit die Druckwerte des ersten Drucksensors und des zweiten Drucksensors überwacht und den Differenzwert zwischen den Druckwerten mit einem vorbestimmten Lasterkennungseinstellwert vergleicht, wobei im Fall, dass der Differenzwert nicht dem Lasterkennungseinstellwert entspricht, die Kontrolleinheit das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung der hydraulischen Pumpe zu verändern, bis der Differenzwert gleich dem Lasterkennungseinstellwert ist.
  • Die vorteilhaften technischen Effekte der vorliegenden Erfindung umfassen:
  • Erstens können vielfältige Steuerfunktionen unterschiedlicher Arten von Hydraulikpumpen mittels eines einzigen elektronisch gesteuerten Ventils implementiert werden. Zweitens können Einstellparameter von Steuerfunktionen hydraulischer Pumpen zweckdienlich geändert werden, so dass die Flexibilität von hydraulischen Pumpsystemen bedeutend verbessert werden kann und Energieeinsparungen von hydraulischen Pumpsystemen können erreicht werden mit Wirkungsgradsteigerungen der Gesamtanwendungssysteme, in denen hydraulische Pumpensysteme verwendet werden. Drittens wird die Steuerung der hydraulischen Pumpe intelligenter und die Integration der hydraulischen Pumpe in das Gesamtanwendungssystem einfacher. Zudem können Konfigurationen von allen Steuerfunktionen und Prioritätsniveau der Steuerfunktionen gemäß der vorliegenden Anwendungsanforderungen vom Kunden definiert werden. Darüber hinaus können hydraulische Pumpen, die im Markt bereits vorhanden sind, geeignet gemäß der vorliegenden Erfindung, aufgerüstet werden. Letztlich sind die hydraulischen Pumpsysteme kompakter, weil die äußerlichen Steuerelemente und Sensoren ausgewählt und abnehmbar in/an den hydraulischen Pumpensystemen installiert werden können, womit die hydraulischen Pumpsysteme in unterschiedliche Gesamtanwendungssysteme einfach installiert werden können.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei Bezugszeichen in den Zeichnungen die entsprechende Komponente darstellen. Die Kurzbeschreibung der Zeichnungen ist wie folgt:
    • 1 eine schematische Ansicht einer Hydraulikpumpe, aufweisend ein elektronisch gesteuertes Ventil gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
    • 2 eine schematische Ansicht einer Hydraulikpumpe, aufweisend ein elektronisch gesteuertes Ventil gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein hydraulisches Steuersicherheitsventil umfasst ist.
    • 3 ist eine schematische Ansicht einer Hydraulikpumpe, aufweisend die Hydraulikpumpe, die in 1 gezeigt ist;
    • 4 ist eine schematische Ansicht eines hydraulischen Pumpensystems, aufweisend die Hydraulikpumpe, die in 2 gezeigt ist;
    • 5a ist eine schematische Ansicht des in 3 gezeigten hydraulischen Pumpensystem, in einem elektrisch proportionalen Verdrängungssteuerungsmodus;
    • 5b ist eine schematische Ansicht eines in 4 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem elektrisch proportionalen Verdrängungssteuerungsmodus;
    • 6a ist eine schematische Ansicht des in 3 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem Druckkompensationssteuerungsmodus;
    • 6b ist eine schematische Ansicht eines in 4 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem Druckkompensationssteuerungsmodus;
    • 7a ist eine schematische Ansicht des in 3 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem konstanten Energiesteuermodus;
    • 7b ist eine schematische Ansicht des in 4 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem konstanten Energiesteuermodus;
    • 8a ist eine schematische Ansicht des in 3 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem Lasterkennungs-Steuermodus;
    • 8b ist eine schematische Ansicht des in 4 gezeigten hydraulischen Pumpensystems in einem Lasterkennungs-Steuermodus.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung wird unten im weiteren Detail mittels der Ausführungsform in Verbindung mit den 1 bis 8b erläutert. In dieser Beschreibung bezeichnen identische oder ähnliche Bezugszeichen und Buchstaben identische oder ähnliche Komponenten. Die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen versucht das generelle erfinderische Konzept der vorliegenden Erfindung zu erläutern und soll nicht als Limitierung der vorliegenden Erfindung interpretiert werden.
  • Die Zeichnungen werden verwendet, um die Inhalte der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Die Größe und Gestaltung der Komponenten in den Zeichnungen reflektiert nicht die derzeitigen Proportionen in einer Hydraulikpumpe und in einem System aufweisend die Hydraulikpumpe.
  • Gemäß dem generellen Konzept der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisch gesteuertes Ventil bereitgestellt. Das elektronisch gesteuerte Ventil weist auf: ein Steuerventilgehäuse, einen Schieber, einen elektrischen Aktuator und eine Einstellfeder. Das Steuerventilgehäuse weist einen P-Anschluss, einen A-Anschluss und einen T-Anschluss auf. Der P-Anschluss ist mit einem Pumpenauslass der Verstellpumpe über einen ersten Pfad verbunden. Der A-Anschluss ist mit einer Servokolbenkammer über einen zweiten Pfad verbunden. Der T-Anschluss ist mit einem Pumpengehäuse über einen dritten Pfad verbunden. Der Schieber ist verschiebbar innerhalb des Steuerventilgehäuses gelagert. Der elektrische Aktuator ist mit dem Schieber an einem Ende des Steuerventilgehäuses verbunden und die Einstellschraube ist am anderen Ende des Steuerventilgehäuses vorgesehen, folglich wirkt die Einstellfeder als auch der elektrische Aktuator entgegengesetzt auf den Schieber. Der Schieber arbeitet in drei Positionen. Wenn der Schieber in einer Mittelposition arbeitet, sind der P-Anschluss, der A-Anschluss und der T-Anschluss nicht miteinander verbunden; wenn der Schieber in einer Servodruckabnehmenden Position arbeitet, ist der Schieber in einer Stellung, die eine Verbindung zwischen dem A-Anschluss und dem T-Anschluss ermöglicht; wenn der Schieber in einer Servodruck-ansteigenden Stellung arbeitet, ist der Schieber in einer Stellung, die eine Verbindung zwischen dem P-Anschluss und dem A-Anschluss ermöglicht. Der elektrische Aktuator arbeitet in drei Stromniveaus zum Ermöglichen, dass der Schieber zwischen drei Arbeitsstellungen verschoben wird. Wenn der elektrische Aktuator mit einem mittleren Strom IM arbeitet, ist der Schieber in der mittleren Stellung; wenn der elektrische Aktuator in einem Stromniveau verschieden von dem mittleren Strom IM arbeitet, wird der Schieber zu einer Servodruck-Abnahme-Stellung oder zu der Servodruck-Ansteige-Stellung in dem Steuerventilgehäuse bewegt. Dieses Stromniveau, welches unterschiedlich vom mittleren Strom IM ist, kann ein hoher Strom IH sein, der höher ist als der mittlere Strom IM oder ein niedriger Strom IL, der niedriger ist als der mittlere Strom IM.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist das elektronisch gesteuerte Ventil ein elektronisch gesteuertes 3/3-Wege-Ventil, wobei an einem Ende ein elektrischer Aktuator vorgesehen ist und an einem Ende eine Einstellfeder vorgesehen ist, wobei der elektrische Aktuator und die Einstellfeder austauschbar sind, um positive oder negative Steuerung zu implementieren.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist das elektronisch gesteuerte Ventil ein Digitalventil und der mittlere Strom IM, der hohe Strom IH und der niedrige Strom IL sind entsprechend diskrete Stromwerte.
  • In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist der elektrische Aktuator einen Elektromagneten, einen Proportionalelektromagneten, ein Begrenzungsventil, ein elektrisch proportionales Begrenzungsventil auf; ist jedoch nicht hierauf begrenzt.
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer Hydraulikpumpe, die ein elektronisch gesteuertes Ventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Wie in 2 gezeigt, weist die hydraulische Pumpe 1 auf: eine Verstellpumpe 11, die durch eine Antriebswelle 12 angetrieben wird, ein elektronisch gesteuertes Ventil 20, eine Servokolbenkammer 13 und eine Auslasskolbenkammer 14. Die Verstellpumpe 11 ist z.B. eine Axialkolbenpumpe, die eine Schrägscheibe 133 aufweist. Der Winkel der Schrägscheibe 133 wird durch die gemeinsame Betätigung eines Servokolbens 131 und eines Auslasskolbens eingestellt, welche mit den entsprechenden zwei Enden der Schrägscheibe 133 verbunden sind. Das elektronisch gesteuerte Ventil 20 ist beispielsweise ein digitales 3/3-Wegeventil mit seinem Schieber in der Mittelstellung (wie in 1 gezeigt). Die Servokolbenkammer 13 ist immer mit einem Servokolben 131 und einer ersten Feder 132 versehen. Die Auslasskolbenkammer 14 weist den Auslasskolben und eine zweite Feder auf.
  • Zusätzlich kann die Hydraulikpumpe 1 eine konstante Verdrängungspumpe 10 aufweisen.
  • Die konstante Verdrängungspumpe 10 und die variable Verdrängungspumpe 11 sind beispielsweise durch dieselbe Antriebswelle 12 angetrieben und in serieller Verbindung angetrieben (z.B. wie in 1 gezeigt, ist die konstante Verdrängungspumpe 10 stromaufwärts der variablen Verstellpumpe 11 angeordnet), wobei im Wesentlichen eine Pumpenbaugruppe gebildet wird.
  • Das elektronisch gesteuerte Ventil 20 ist z.B. ein Digitalventil, welches einen Schieber 201, ein Steuerventilgehäuse 202, einen Elektromagnetaktuator 203 und eine Einstellfeder 204 aufweist. Der Schieber 201 ist innerhalb des Steuerventilgehäuses 202 verschiebbar gelagert. Das Steuerventilgehäuse 202 des elektronisch gesteuerten Ventils 20 weist einen P-Anschluss, einen A-Anschluss und einen T-Anschluss auf. Der P-Anschluss ist mit einem Pumpenauslass 112 der variablen Verdrängungspumpe 11 über einen ersten Pfad 15 verbunden. Der A-Anschluss ist mit der Servokolbenkammer 13 über einen zweiten Pfad 16 verbunden. Der T-Anschluss ist mit einem Pumpengehäuse 18 über einen dritten Pfad 17 verbunden.
  • Wie in 1 gezeigt, ist das elektronisch gesteuerte Ventil 20 ein 3/3-Wegeventil und arbeitet zumindest in drei verschiedenen Stromniveaus.
  • Wenn der elektromagnetische Aktuator 203 mit Hochstrom IH arbeitet, generiert er eine elektromagnetische Kraft, die größer ist als die Federkraft der Einstellfeder 204, und ermöglicht so dem Schieber 201 sich zu einer Servodruck-Abnahmestellung zu bewegen, welche eine linke Stellung ist, die in 1 gezeigt ist (Einstellung in der Nähe des elektromagnetischen Aktuators 203). In diesem Fall ist der A-Anschluss mit dem T-Anschluss verbunden und der Druck in der Servokolbenkammer 13 nimmt ab. Da die Auslasskolbenkammer 14 konstant mit dem Pumpenauslass 112 verbunden ist, veranlasst der Auslasskolben unter Wirkung des Hochdrucks des Pumpenauslasses 112 der variablen Verdrängungspumpe 11 die Schrägscheibe 133 zu Drehen an, wobei der Schwenkwinkel der Schrägscheibe 133 zunimmt. Der Servokolben bewegt sich, angetrieben durch die Schrägscheibe 133, in eine entgegengesetzte Richtung, wobei die erste Feder 132 der Servokolbenkammer 13 einen konstanten Kontakt zwischen dem Servokolben 131 und der Schrägscheibe 133 gewährleistet. In diesem Fall nimmt die Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe 11 weiter zu.
  • Wenn zudem, wie in 1 gezeigt ist, der elektromagnetische Aktuator 203 mit niedrigem Strom IL arbeitet, generiert dieser eine elektromagnetische Kraft, die kleiner ist als die Federkraft der Einstellfeder 204, wobei sich im Ergebnis der Schieber 201 zu einer Servodruck-ansteigenden Stellung bewegt, d.h. einer rechten Stellung, die in 1 gezeigt ist (einer Stellung in der Nähe der Einstellfeder 204). In diesem Fall ist der P-Anschluss in Verbindung mit dem A-Anschluss und die Servokolbenkammer 13 ist in Verbindung mit dem Pumpenauslass 112. Der Servokolben 131 veranlasst die Schrägscheibe 133 unter Wirkung des Hochdrucks des Pumpenauslasses 112 der variablen Verdrängungspumpe 11 zu Drehen, wobei der Schwenkwinkel der Schrägscheibe 133 abnimmt. Der Auslasskolben bewegt sich, angetrieben durch die Schrägscheibe 133, in eine entgegengesetzte Richtung, wobei die zweite Feder der Auslasskolbenkammer einen konstanten Kontakt zwischen dem Auslasskolben und der Schrägscheibe 133 gewährleistet. In diesem Fall nimmt die Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe 11 weiter ab.
  • Basierend auf das zuvor genannte Prinzip, wenn der elektromagnetische Aktuator 203 in einem Hochstromniveau arbeitet, um zu ermöglichen, dass die Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe 11 ansteigt, übt das elektronisch gesteuerte Ventil 20 eine positive Steuerung aus. Im Kontrast hierzu, wenn der elektromagnetische Aktuator 203 in einem Hochstromniveau arbeitet, um zu ermöglichen, dass die Verdrängung der variablen Verdrängungspumpe 11 abnimmt, übt das elektronisch gesteuerte Ventil 20 eine negative Kontrolle aus. Da das elektronisch gesteuerte Ventil 20 symmetrisch ausgestaltet sein kann, können die Einstellfeder 204 und der elektromagnetische Aktuator 203 an den entsprechenden zwei Enden des elektronisch gesteuerten Ventils 20 einfach ausgetauscht werden, um eine positive Steuerfunktion oder eine negative Steuerfunktion zu erhalten. Darüber hinaus kann eine vorbestimmte Federkraft der Einstellfeder 204 geändert werden, um den Wert des mittleren Stroms IM für den Schieber 201 einzustellen.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Hydraulikpumpe 1', aufweisend ein elektronisch gesteuertes Ventil 20 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Hydraulikpumpe 1' weist weiter ein hydraulisches Steuersicherheitsventil 30 auf. Das hydraulische Steuersicherheitsventil 30 wird verwendet, um Sicherheitsschutz für die Hydraulikpumpe 1', die in 1 gezeigt ist, bereitzustellen. Insbesondere ist das hydraulische Steuersicherheitsventil 30 ein 2/2-Wegventil, welches einen Hydrauliksteuerkolben 301, ein Sicherheitsventilgehäuse 302, einen hydraulischen Pfad 303 und eine Einstellfeder 304 aufweist. Wenn eine hydraulische Kraft, die durch den Pumpenauslassdruck der variablen Verdrängungspumpe 11 erzeugt wird, auf den hydraulischen Steuerkolben 301 wirkt, die größer ist als die Einstellkraft der Einstellfeder 304, arbeitet der hydraulische Steuerkolben 301 in einer Verbindungstellung (linke Stellung, wie in 2 gezeigt). In diesem Fall ist Hochdruckfluid vom Pumpenauslass 112 der variablen Verdrängungspumpe 11 in Verbindung mit der Servokolbenkammer 13, wobei der Servokolben 13 die variable Verdrängungspumpe 11 auf die Minimalverdrängung unter Wirkung des Hochdruckfluides zurückschwenkt. Da zwischen der Servokolbenkammer 13 und dem hydraulischen Steuersicherheitsventil 30 keine Öffnung vorhanden ist, kann die variable Verdrängungspumpe 11 eine schnelle Antwort erhalten. Das hydraulische Steuersicherheitsventil 30 wirkt als eine Sicherheitsschutzvorrichtung und kann optional in die folgend beschriebenen hydraulischen Pumpensysteme, die das elektronisch gesteuerte Ventil 20 aufweisen, aufgenommen werden. Detaillierte Beschreibung des hydraulischen Steuersicherheitsventils 30 werden für diese hydraulischen Pumpsysteme vermieden.
  • Wenn jede der hydraulischen Pumpen in 1 oder 2 mit einer Kombination der Steuereinheit (-en) und Sensor (-en) ausgestattet ist, kann ein hydraulisches Pumpensystem zum Implementieren einer oder mehrerer Steuerfunktionen gebildet werden. In einer derzeitigen Anwendung ist ein Sensor gemäß einer zu implementierenden Kontrollfunktion ausgewählt und mehrere Steuerfunktionen können über den ausgewählten Sensor implementiert werden. Der/Die Sensor (-en) können abnehmbar befestigt gewählt werden und mit dem hydraulischen Pumpensystem zum Implementieren bestimmter Steuerfunktion (-en) verbunden werden. Alternativ können in dem hydraulischen Pumpensystem im Voraus mehrere Systeme angebracht sein, wobei die Implementierung einer gewissen Steuerfunktion durch Anschalten oder Abschalten des/der Sensor/en realisiert wird. Die Steuerfunktion weist eine elektronische proportionale Verdrängungssteuerung, konstante Energiesteuerung, Druckkompensationssteuerung oder Lasterkennungssteuerung auf, ist jedoch hierauf nicht begrenzt.
  • Das zuvor genannte hydraulische Pumpensystem mit mehreren im Voraus montierten Sensoren wird im Folgenden detaillierter beschrieben, wobei die Implementierung einer bestimmten Steuerfunktion durch Anschalten oder Abschalten des/der Sensor/en realisiert wird, und wobei das elektronisch gesteuerte Ventil, das in diesem System vorhanden ist, in allen folgenden Beispielen eine positive Steuerung ausführt.
  • Insbesondere, wie in 3 gezeigt, ist die Hydraulikpumpe 1, die in 1 gezeigt ist, mit einer Steuereinheit 31 und mehreren Sensoren installiert. Die Sensoren weisen einen Winkelsensor 32, einen ersten Drucksensor 33, einen Geschwindigkeitssensor 34 und einen zweiten Drucksensor 35 auf, sind darauf aber nicht eingeschränkt. Die Steuereinheit 31 hat zumindest ein Eingabeende, das mit einem Sensor verbunden ist und ein Ausgangsende, das mit dem elektromagnetischen Aktuator 203 des elektronisch gesteuerten Ventils 20 zum Steuern des elektromagnetischen Aktuators 203 verbunden ist. Der Winkelsensor 32 wird zum Erkennen eines Schrägscheibenwinkels verwendet. Der erste Drucksensor 33 wird verwendet, um den Pumpenauslassdruck zu bestimmen. Der Geschwindigkeitssensor 34 wird verwendet ,um eine Rotationsgeschwindigkeit der hydraulischen Pumpe 1 zu erkennen. Der zweite Drucksensor 35 wird verwendet, um den Lastdruck zu erkennen.
  • Das hydraulische Pumpensystem, das in 3 mit mehreren Steuerungsfunktionen gezeigt ist, wird im Detail im Folgenden beschrieben. Hierbei wird die Implementierung bestimmter Steuerfunktionen durch Anschalten oder Abschalten eines Sensors oder von Sensoren realisiert.
  • Elektrisch proportionale Verdrängungssteuerung
  • 5a ist eine schematische Ansicht des hydraulischen Pumpensystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das in 3 in einem elektrisch proportionalen Verdrängungssteuerungsmodus gezeigt ist, wobei der erste Drucksensor 33, der Geschwindigkeitssensor 34 und der zweite Drucksensor 35 in dem hydraulischen Pumpensystem, das in 3 gezeigt ist, abgeschaltet sind. Selbstredend kann das hydraulische Pumpensystem, das in 5a gezeigt ist, ebenfalls durch Montieren der Steuereinheit 31 und des Winkelsensors 32 zur hydraulischen Pumpe 1, die in 1 gezeigt ist, erhalten werden.
  • In dem hydraulischen Pumpensystem, das in 5a gezeigt ist, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil 20 mit der Steuereinheit 31 und dem Winkelsensor 32, um eine elektrisch proportionale Verstellsteuerung zu implementieren.
  • Insbesondere wenn das hydraulische Pumpensystem die Verdrängung erhöhen soll, stellt die Steuereinheit 31 einen hohen Strom IH an den elektromagnetischen Aktuator 203 bereit und ermöglicht dem elektronisch gesteuerten Ventil 20 in einer Servodruck-Abnahmestellung zu arbeiten, worin der A-Anschluss und der T-Anschluss in Fluidverbindung sind, um eine Verbindung zwischen der Servokolbenkammer 30 und dem Pumpengehäuse 18 zu ermöglichen, so dass die Verdrängung der hydraulischen Pumpe 1 ansteigt. Während des Vorgangs überwacht die Kontrolleinheit 31 den Ausgang des Winkelsensors 32. Wenn die Verdrängung der hydraulischen Pumpe 1 zunimmt, um die Anforderungen des Systems zu erfüllen, leitet die Steuereinheit 31 einen mittleren Strom IM an den elektromagnetischen Aktuator 203, um dem elektronisch gesteuerten Ventil zu ermöglichen, in der Mittelstellung zu arbeiten, so dass die hydraulische Pumpe 1 mit der derzeitigen Verdrängung weiter arbeitet. Ähnlich, wenn die Verdrängung des hydraulischen Pumpensystems abnehmen soll, leitet die Steuereinheit 31 einen niedrigen Strom IL an den elektromagnetischen Aktuator 203, um dem elektronisch gesteuerten Ventil 20 zu ermöglichen, in einer Servodruck-Zunahmestellung zu arbeiten, in der der Winkel 32 verwendet wird um den Schrägscheibenwinkel zu überwachen, wenn die Verdrängung der hydraulischen Pumpe abnimmt. Wenn die geforderte Verdrängung erreicht ist, wird mittlerer Strom IM an den elektromagnetischen Aktuator 203 geleitet, um dem elektronisch gesteuerten Ventil 20 zu ermöglichen, in der Mittelposition zu arbeiten, so dass die hydraulische Pumpe 1 stabil bei der derzeitigen Verdrängung arbeitet.
  • II. Druckkompensationssteuerung
  • 6a ist eine schematische Ansicht des hydraulischen Pumpensystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 3 in einem Druckkompensationssteuerungsmodus gezeigt ist, wobei der Winkelsensor 32, der Geschwindigkeitssensor 34 und der zweite Drucksensor 35 im hydraulischen Pumpensystem, das in 3 gezeigt ist, abgeschaltet sind. Selbstredend kann das hydraulische Pumpensystem, das in 6a gezeigt ist, ebenfalls durch Montieren einer Steuereinheit 31 und des ersten Drucksensors 33 zu der hydraulischen Pumpe 1, die in 1 gezeigt ist, erreicht werden.
  • In dem hydraulischen Pumpensystem, das in 6a gezeigt ist, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil 20 mit der Steuereinheit 31 und dem ersten Drucksensor 33 zum Implementieren einer Druckkompensationssteuerung.
  • Insbesondere, wenn das hydraulische Pumpensystem arbeitet, erkennt und überwacht die Steuereinheit 31 den Pumpenauslassdruck der hydraulischen Pumpe 1 über den ersten Drucksensor 33. Wenn der Pumpenauslassdruck einen vorbestimmten maximalen Arbeitsdruck erreicht, stellt die Steuereinheit 31 den niedrigen Strom IL dem elektromagnetischen Aktuator 203 zur Verfügung, damit das elektronisch gesteuerte Ventil 20 in der Servodruck-ansteigenden Stellung arbeitet. Nachdem die Verdrängung der hydraulischen Pumpe 1 auf ein minimales Niveau abnimmt, wird mittlerer Strom IM dem elektromagnetischen Aktuator 203 zur Verfügung gestellt, damit die hydraulische Pumpe 1 weiter stabil an der minimalen Verdrängung arbeitet. Im Fall, dass die externe Last abnimmt und der Pumpenauslassdruck auf einen Wert niedriger als der vorbestimmte maximale Arbeitsdruck abnimmt, stellt die Steuereinheit 31 den hohen Strom IH dem elektromagnetischen Aktuator 203 zur Verfügung, um die Verdrängung der hydraulischen Pumpe 1 zu erhöhen. Wenn die Verdrängung der hydraulischen Pumpe 1 den maximalen Wert erreicht, wird mittlerer Strom IM an dem elektromagnetischen Aktuator 203 geleitet, um die hydraulische Pumpe weiter stabil an der maximalen Auslenkung zu halten.
  • Ein Druckkompensationseinstellwert, der als Druckvergleichsreferenzwert verwendet wird, kann als unterschiedlicher Wert für unterschiedliche Anwendungen eingestellt werden.
  • III. Konstante Leistungs(drehmoment)steuerung
  • 7a ist eine schematische Ansicht eines hydraulischen Pumpensystems gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt ist, in einem konstant Leistungssteuerungsmodus, wobei der zweite Drucksensor 35 in dem hydraulischen Pumpensystem, das in 3 gezeigt ist, abgeschaltet ist. Selbstverständlich kann das hydraulische Pumpensystem, das in 7a gezeigt ist, ebenfalls durch Montieren einer Steuereinheit 31, des Winkelsensors 32, des Geschwindigkeitssensors 34 und des ersten Drucksensors 33 in die hydraulische Pumpe 1, die in 1 gezeigt ist, erreicht werden.
  • In dem hydraulischen Pumpensystem, das in 7a gezeigt ist, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil 20 mit der Steuereinheit 31, dem Winkelsensor 32, dem Geschwindigkeitssensor 34 und dem ersten Drucksensor 33, um eine konstante Leistungs(Drehmoment)Steuerung zu implementieren.
  • Insbesondere im Betrieb des hydraulischen Pumpensystems überwacht die Steuereinheit 31 den Arbeitsdruck der hydraulischen Pumpe 1 über den ersten Drucksensor 33, den Schrägscheibenwinkel über den Winkelsensor 32 und die Pumpenrotationsgeschwindigkeit über den Geschwindigkeitssensor 34 und berechnet dann eine elektrische Eingangsleistung der hydraulischen Pumpe unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads der hydraulischen Pumpe. Wenn die Eingangsleistung der hydraulischen Pumpe einen ersten Einstellwert erreicht, stellt die Steuereinheit, wenn der Arbeitsdruck der Hydraulikpumpe 1 gemäß einer Systemlast angehoben werden muss, den niedrigen Strom IL dem elektromagnetischen Aktuator 203 zur Verfügung, um die Auslenkung der hydraulischen Pumpe zu reduzieren, um zu gewährleisten, dass die Eingangsleistung der hydraulischen Pumpe auf dem Einstellwert gehalten wird. Nimmt die Systemlast ab, leitet die Steuereinheit 31 den hohen Strom IH an den elektromagnetischen Aktuator 203, um die Auslenkung der hydraulischen Pumpe auf ein Niveau anzuheben, damit die Eingangsleistung der hydraulischen Pumpe auf dem Einstellwert oder am maximalen Niveau gehalten wird.
  • Ein konstanter Leistungseingabewert, der als Leistungsvergleichsreferenzwert verwendet wird, kann als unterschiedlicher Wert für unterschiedliche Anwendungen gesetzt werden.
  • IV. Lasterkennunassteuerung
  • 8a ist eine schematische Ansicht eines hydraulischen Pumpensystems gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt ist, in einem Lasterkennungsmodus, wobei der Winkelsensor 32 und der Geschwindigkeitssensor 34 des hydraulischen Pumpensystems, das in 3 gezeigt ist, abgestaltet sind. Selbstverständlich kann das hydraulische Pumpensystem, das in 8a gezeigt ist, auch durch Montieren der Steuereinheit 31, des ersten Drucksensors 33 und des zweiten Drucksensors 35 zur hydraulischen Pumpe 1, die in 1 gezeigt ist, erreicht werden.
  • In dem hydraulischen System, das in 8a gezeigt ist, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil zusammen mit der Steuereinheit 31, dem ersten Drucksensor 33 und dem zweiten Drucksensor 35, um eine Lasterkennungssteuerung zu implementieren.
  • Insbesondere im Betrieb des hydraulischen Pumpensystems überwacht der erste Drucksensor 33 den Pumpenauslassdruck und der zweite Drucksensor 35 überwacht den Lasterkennungsrückführdruck. Die Steuereinheit überwacht und vergleicht die Druckwerke von den zwei Drucksensoren. Wenn der Pumpenauslassdruck nicht gleich einer Summe des Lasterkennungsrückführdrucks und einer Lasterkennungseinstellwertes ist, leitet die Steuereinheit entweder den hohen Strom IH oder den niedrigen Strom IL an den elektromagnetischen Aktuator 203, um die Auslenkung der hydraulischen Pumpe 1 zu verändern, bis der Pumpenauslassdruck gleich der Summe des Rückführdrucks und des Lasterkennungseinstellwertes ist, wobei die Steuereinheit 31 zu diesem Zeitpunkt den mittleren Strom IM an den elektromagnetischen Aktuator 203 leitet, um die hydraulische Pumpe 1 weiter stabil im derzeitigen Zustand arbeiten zu lassen.
  • Ein Lasterkennungseinstellwert, der als Vergleichsreferenzwert verwendet wird, kann mit unterschiedlichen Werten für verschiedene ideale Lastzustände verwendet werden.
  • Ebenso können basierend auf den zuvor genannten Ausführungsbeispielen andere Ausführungsbeispiele mit Änderungen und Variationen ausgeführt werden.
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines hydraulischen Pumpensystems, welches die hydraulische Pumpe, die in 2 gezeigt ist, aufweist, wobei das hydraulische Steuersicherheitsventil 30 umfasst ist. 5b zeigt das hydraulische Pumpensystem der 4 in einem elektrisch proportionalen Verdrängungssteuerungsmodus; 6b zeigt das hydraulische Pumpensystem der 4 in einem Druckkompensationssteuermodus; 7b zeigt das hydraulische Pumpensystem der 4 in einem konstanten Leistungssteuerungsmodus; 8b zeigt das hydraulische Pumpensystem der 4 in einem Lasterkennungssteuerungsmodus.
  • Zusätzlich gemäß den zuvor genannten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindungen versteht es sich von selbst, dass jede technische Lösung, die eine Kombination von zweien oder mehreren der zuvor genannten Steuerungsfunktionen über die Integration von erforderlichen Sensoren ausführt, ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt.
  • Es versteht sich von selbst, dass die Positionswörter wie „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um die Position, die in den Zeichnungen dargestellt ist, zu erläutern. Diese Positionswörter sollen nicht als Limitierung des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in einer fortschreitenden Art und Weise beschrieben und jede Ausführungsform fokussiert sich auf Unterschiede zur anderen Ausführungsform. Die gleichen oder ähnlichen Bauteile der Ausführungsformen sind in Zusammenhang zueinander stellbar.
  • Die Beschreibung der oben genannten Ausführungsformen wird verwendet, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu unterstützen und nicht um den Umfang der vorliegenden Erfindung zu limitieren.

Claims (14)

  1. Elektronisch gesteuertes Ventil für eine Verstellpumpe aufweisend: - ein Steuerventilgehäuse; - einen Schieber, wobei der Schieber im Steuerventilgehäuse verschiebbar gelagert ist; und - eine Schiebersteuerkomponente, wobei die Schiebersteuerkomponente in zumindest drei Stromniveaus arbeitet, um zu ermöglichen, den Schieber zwischen zumindest drei entsprechenden Arbeitspositionen zu verschieben: • wenn die Schiebersteuerkomponente mit einem mittleren Strom betrieben wird, arbeitet der Schieber in einer mittleren Position, wobei die Verdrängung der Verstellpumpe konstant gehalten wird; • und wenn die Schiebersteuerkomponente entweder mit hohem Strom (IH), höher als der mittlere Strom (IM), oder mit niedrigem Strom (IL), niedriger als der mittlere Strom (IM), betrieben wird, arbeitet der Schieber in einer Arbeitsposition, die ermöglicht, dass die Verdrängung der Verstellpumpe ansteigt oder abfällt.
  2. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronisch gesteuerte Ventil ein Digitalventil ist und der mittlere Strom (IM), der hohe Strom (IH) und der niedrigere Strom (IL) entsprechend diskrete Stromwerte sind.
  3. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hohe Strom (IH) des elektronisch gesteuerten Ventils ein Stromwert innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs, höher als der mittlere Strom (IM) ist; und dass der Niederstrom (IL) ein Stromwert innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs, kleiner als der mittlere Strom (IM) ist.
  4. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebersteuerkomponente aufweist: einen elektrischen Aktuator und eine Einstellfeder, wobei der elektrische Aktuator und die Einstellfeder an zwei gegenüberliegenden Enden des Steuerventilgehäuses vorgesehen sind und auf den Schieber in entgegengesetzter Richtung wirken; wobei der elektrische Aktuator unterschiedliche Kräfte entsprechend des Stromniveaus auf den Schieber ausübt, um den Schieber in eine entsprechende Arbeitsposition zu schieben.
  5. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Federkraft der Einstellfeder geändert werden kann, um den Wert für den mittleren Strom für den Schieber zu ändern.
  6. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronisch gesteuerte Ventil in einer symmetrischen Struktur angeordnet ist, und dass Positionen des elektrischen Aktuators und der Einstellfeder an den beiden Enden des Steuerventilgehäuses vertauschbar sind.
  7. Elektronisch gesteuertes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventilgehäuse aufweist: - einen Einlass (P), der mit einem Pumpenauslass der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht; - einen Arbeitsanschluss (A), der mit einem Servomechanismus zum Einstellen der Verdrängung der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht; und - einen Auslass (T), der mit einem Pumpengehäuse der Verstellpumpe in Fluidverbindung steht; wobei - wenn die Schiebersteuerkomponente mit mittlerem Strom (IM) betrieben wird, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil in der Mittelposition und der Einlass (P), der Arbeitsanschluss (A) und der Auslass (T) stehen nicht miteinander in Verbindung, wobei ermöglicht wird, die Verdrängung der Verstellpumpe konstant zu halten; - wenn die Schiebersteuerkomponente entweder in einem Stromniveau des hohen Stroms (IH) oder des niedrigeren Stroms (IL) betrieben wird, ist der Schieber verschoben, um eine Flüssigkeitsverbindung des Arbeitsanschlusses (A) und des Auslasses (T) zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter ansteigt; und - wenn die Schiebersteuerkomponente in dem anderen Stromniveau, als das des hohen Stroms (IH) oder des niedrigeren Stroms (IL), betrieben wird, ist der Schieber ausgelenkt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass (P) und dem Arbeitsanschluss (A) zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter abnimmt.
  8. Hydraulische Pumpe aufweisend: - eine Verstellpumpe aufweisend eine Schrägscheibe; - eine Auslasskolbenkammer, die in konstanter Verbindung mit einem Pumpenauslass der Verstellpumpe steht, wobei innerhalb der Auslasskolbenkammer ein Auslasskolben, der mit einem Ende der Schrägscheibe verbunden ist, beweglich bereitgestellt ist; - eine Servokolbenkammer, wobei innerhalb der Servokolbenkammer ein Servokolben, der mit dem anderen Ende der Schrägscheibe verbunden ist, beweglich bereitgestellt ist; und - das elektronisch gesteuerte Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das elektronisch gesteuerte Ventil entsprechend mit dem Pumpenauslass der Verstellpumpe, einem Pumpengehäuse und der Servokolbenkammer über drei Anschlüsse im Steuerventilgehäuse in Fluidverbindung steht; wobei der Servokolben und der Auslasskolben zusammen auf die Schrägscheibe wirken, um den Winkel der Schrägscheibe zum Verändern der Verdrängung der Verstellpumpe einzustellen.
  9. Hydraulikpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Anschlüsse des elektronisch gesteuerten Ventils entsprechend: - ein Einlass (P), der in Fluidverbindung mit dem Pumpenauslass der Verstellpumpe steht; - ein Arbeitsanschluss (A), der in Fluidverbindung mit der Servokolbenkammer steht; - und ein Auslass (T), der in Flüssigkeitsverbindung mit dem Pumpengehäuse der Verstellpumpe steht; sind, wobei - wenn die Schiebersteuerkomponente mit mittleren Strom (IM) betrieben wird, arbeitet das elektronisch gesteuerte Ventil in der mittleren Position und der Einlass (P), der Arbeitsanschluss (A) und der Auslass (T) sind nicht miteinander verbunden, wobei ermöglicht wird, die Verdrängung der Verstellpumpe konstant zu halten; - wenn die Schiebersteuerkomponente entweder in einem Stromniveau des hohen Stroms (IH) oder des niedrigeren Stroms (IL) betrieben wird, ist der Schieber verschoben, um eine Flüssigkeitsverbindung des Arbeitsanschlusses (A) und des Auslasses (T) zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter ansteigt; und - wenn die Schiebersteuerkomponente in dem anderen Stromniveau, als das des hohen Stroms (IH) oder des niedrigeren Stroms (IL), betrieben wird, ist der Schieber ausgelenkt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass (P) und dem Arbeitsanschluss (A) zu ermöglichen, damit die Verdrängung der Verstellpumpe weiter abnimmt.
  10. Hydraulikpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe weiter ein hydraulisches Steuersicherheitsventil aufweist, welches zwischen dem Pumpenausgang und der Servokolbenkammer geschaltet ist, wobei das hydraulische Steuersicherheitsventil konfiguriert ist, geöffnet zu werden, wenn der Druck am Pumpenauslass einen vorbestimmten Wert übersteigt, damit ein Fluid durch das hydraulische Steuersicherheitsventil fließen kann, um in die Servokolbenkammer einzutreten, womit die Verdrängung der Verstellpumpe reduziert wird, und geschlossen ist, wenn der Druck am Pumpenauslass den vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
  11. Hydraulische Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Steuersicherheitsventil aufweist: - ein Sicherheitsventilgehäuse; - einen hydraulischen Steuerschieber, wobei der hydraulische Steuerschieber verschiebblich innerhalb des Sicherheitsventilgehäuses gelagert ist; - einen hydraulischen Pfad, wobei der hydraulische Pfad in Fluidverbindung mit dem Pumpenauslass steht, damit der Druck am Pumpenauslass auf den hydraulischen Steuerschieber wirkt; und - eine Einstellfeder, wobei die Einstellfeder auf den hydraulischen Steuerschieber in einer Richtung entgegengesetzt zu der Wirkrichtung des hydraulischen Pfads wirkt und den vorgegebenen Wert einstellt.
  12. Hydraulisches Pumpensystem aufweisend: - die hydraulische Pumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11; - zumindest einen Sensor, der mit der hydraulischen Pumpe verbunden ist; und - eine Steuereinheit, die zumindest ein Einlassende verbunden mit dem Sensor und ein Auslassende verbunden mit dem elektrischen Aktuator des elektronisch gesteuerten Ventils der Hydraulikpumpe aufweist, um die Steuerung durchzuführen.
  13. Das hydraulische Pumpensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor zumindest einen Sensor ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Sensoren aufweist: - einen Winkelsensor, der verwendet wird, um einen Schrägscheibenwinkel der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; - einen ersten Drucksensor, der verwendet wird, um den Pumpenauslassdruck der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; - einen Geschwindigkeitssensor, der verwendet wird, die Drehgeschwindigkeit der hydraulischen Pumpe zu bestimmen; und - einen zweiten Drucksensor, der verwendet wird, den Lastdruck zu bestimmen.
  14. Das hydraulische Pumpensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor und die Steuereinheit verbunden sind, um zumindest eine der folgenden Steuerkonfigurationen zu bilden, um zumindest eine Kontrollfunktion der hydraulischen Pumpe auszuführen: - eine elektrisch proportionale Verdrängungssteuerkonfiguration, welches den Winkelsensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit die Verdrängung der hydraulischen Pumpe auf Basis von einem Winkelsignal, das durch den Winkelsensor erkannt wurde, berechnet und das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung zu verändern, bis eine geforderte Verdrängung erreicht ist; - eine Druckkompensationssteuerkonfiguration, welche den ersten Drucksensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit den Pumpenauslassdruck der hydraulischen Pumpe mittels des ersten Drucksensors bestimmt, und mit einem vorbestimmten maximalen Arbeitsdruck vergleicht, und das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung der hydraulischen Pumpe auf ein Minimum zu ändern und hält den Zustand, wenn der Pumpenauslassdruck den maximalen vorbestimmten Arbeitsdruck erreicht, und ändert die Verdrängung der Hydraulikpumpe auf ein Maximum und hält diesen Zustand, wenn der Pumpenauslassdruck kleiner ist als der vorbestimmte maximale Arbeitsdruck; - eine konstante Leistungssteuerkonfiguration, welche den Winkelsensor, den Geschwindigkeitssensor, den ersten Drucksensor und die Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit einen Eingangsstrom der hydraulischen Pumpe basierend auf dem Pumpenauslassdruck, dem Schrägscheibenwinkel, der Rotationsgeschwindigkeit und dem Wirkungsgrad der hydraulischen Pumpe berechnet und das elektronische Steuerventil zum Steuern der Verdrängung der hydraulischen Pumpe steuert, um den Eingangsstrom der hydraulischen Pumpe auf einem eingestellten Wert zu halten; und - eine Lasterkennungssteuerkonfiguration, welche den ersten Drucksensor, den zweiten Drucksensor und die Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit die Druckwerte des ersten Drucksensors und des zweiten Drucksensors überwacht und den Differenzwert zwischen den Druckwerten mit einem vorbestimmten Lasterkennungseinstellwert vergleicht, wobei im Fall, dass der Differenzwert nicht dem Lasterkennungseinstellwert entspricht, die Kontrolleinheit das elektronisch gesteuerte Ventil steuert, um die Verdrängung der hydraulischen Pumpe zu verändern, bis der Differenzwert gleich dem Lasterkennungseinstellwert ist.
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