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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Regeln
bzw. zum Steuern einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe,
wobei die Schaltung geeignet ist, eine konstante Strömungsmenge
eines Hydraulikfluids einer hydraulischen Pumpe, welches einem Stellglied,
wie zum Beispiel einem hydraulischen Zylinder, zugeführt ist, welcher
angepasst ist, eine Arbeitsvorrichtung für ein schweres Baugerät anzutreiben,
zu erzielen und zuzuführen,
ungeachtet eines Belastungsdruckes eines hydraulischen Zylinders,
und insbesondere auf eine Schaltung zum Regeln bzw. Steuern einer
Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe, wobei die Schaltung geeignet
ist, eine Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe zu einem hydraulischen
Zylinder konstant zuzuführen,
ungeachtet eines Belastungsdruckes eines Hydraulikzylinders, sogar
wenn ein Motor mit einer niedrigen Geschwindigkeit arbeitet.
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Unter
den terminologischen Begriffen, welche vorliegend verwendet werden,
stellt der Begriff „negatives
System" ein Verfahren
zum Vermindern einer Speisungsmenge einer hydraulischen Verstellpumpe
dar, in dem Fall, dass ein Vorsteuerdruck, welcher von einem stromaufwärtigen Bereich
einer Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit ausgegeben wird, welche
in einem stromabwärtigen
Bereich eines mittleren Bypass-Weges (Weg eines mittleren Bypasses)
installiert ist, hoch ist, und zum Vergrößern einer Speisungsmenge einer
hydraulischen Pumpe, in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck niedrig
ist.
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Zudem
stellt der terminologische Begriff „positives System" ein Verfahren zum
Vergrößern einer Speisungsmenge
einer hydraulischen Verstellpumpe dar, in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck,
welcher an einem Wegeschaltventil, welches angepasst ist, um Hydraulikfluid,
welches einem hydraulischen Zylinder zugeführt wird, zu regeln, hoch ist,
und zum Vermindern einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe
in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck niedrig ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die 1 ist
eine schematische Ansicht, welche eine Speisungsmengensteuerschaltung
für eine
hydraulische Pumpe gemäß des Standes
der Technik zeigt, und die 2 ist ein
Graph, welcher ein Speisungsmengenverhältnis einer hydraulischen Pumpe,
basierend auf einem Kolbenhub, gemäß des herkömmlichen Standes der Technik
darstellt.
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Wie
in der 1 gezeigt ist, umfasst eine hydraulische Schaltung
mit variablem Verstellung (variable displacement hydraulic circuit)
zum Steuern einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe gemäß des Standes
der Technik eine hydraulische Verstellpumpe (Hydraulikpumpe mit
variablem Verstellung) 20, welche an einen Motor angeschlossen
ist und durch diesen angetrieben wird, einen Hydraulikzylinder 24,
welcher an die hydraulische Verstellpumpe 20 durch einen
Versorgungsströmungsweg/Zufuhrströmungsweg 22 angeschlossen
ist und eine Last W aufweist, ein Wegeschaltventil 26 des
Typs mit einem mittleren Bypass, welches in einem Strömungsweg
zwischen der hydraulischen Verstellpumpe 20 und dem Hydraulikzylinder 24 installiert
ist und angepasst ist, um einen Start, einen Stopp und eine Richtungsschaltung
des Hydraulikzylinders 24 während einer Schaltbetätigung zu
steuern, ein Ventil 32 zum Einstellen einer Speisungsmenge,
welches in einem Strömungsweg 30,
der mit dem mittleren Bypass-Weg (Weg des mitleren Bypasses) 28 des Wegeschaltventils 26 verbunden
ist, installiert ist und eine Speisungsmenge Q2 des mittleren Bypasses
regelt, und eine Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 36, welche
aus einer Öffnung
und einem Niederdruck-Ablassventil (nicht gezeigt) ausgebildet ist
und in einem stromabwärtigen
Bereich des Ventils 32 zum Einstellen der Speisungsmenge
installiert ist und die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 20 regelt.
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In
den Zeichnungen repräsentiert
das Bezugszeichen 34 eine Ventilfeder zum Einstellen eines Öffnungsgrades
des Ventils 32 zum Einstellen einer Speisungsmenge. Zudem
repräsentiert 38 ein Haupt-Ablassventil/Haupt-Sicherheitsventil,
um zu verhindern, dass der Druck in der hydraulischen Schaltung
ein vorgegebenes Niveau überschreitet, und 40 repräsentiert
einen Hydrauliktank.
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Das
Ventil 32 zum Einstellen der Speisungsmenge wird durch
einen Differenzdruck ΔP
zwischen einem stromaufwärtigen
Druck (welcher als Lieferdruck/Speisungsdruck der hydraulischen
Verstellpumpe 20 bezeichnet wird) des mittleren Bypass-Weges 28 und
einem stromabwärtigen
Druck (welcher als ein Arbeitsdruck des Hydraulikzylinders 24 bezeichnet
wird) und durch eine elastische Kraft der Ventilfeder 34 geöffnet und
geschlossen. Das Ventil 32 zum Einstellen der Speisungsmenge
wird basierend auf einem Öffnungsbereich
des mittleren Bypass-Weges 28 eingestellt und gesteuert.
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In
dem Fall nämlich,
dass der Öffnungsbereich
des öffnenden
und schließenden
Bereiches des mittleren Bypass-Weges 28 groß ist (wenn
der Differenzdruck ΔP
klein ist), dann wird das Ventil 32 zum Einstellen der
Speisungsmenge durch die Ventilfeder 34 vollständig und
weit geöffnet.
In dem Fall, dass der Öffnungsbereich
klein ist (der Differenzdruck ΔP ist
groß),
dann wird der Öffnungsbereich
vermindert, während
einer elastischen Kraft der Ventilfeder 34 Widerstand entgegengesetzt
wird.
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Daher
wird die Bypass-Speisungsmenge Q2 in dem mittleren Bypass-Weg 28 auf
eine konstante Speisungsmenge eines Hydraulikfluids gesetzt, entsprechend
des Öffnungsbereichs
des sich öffnenden und
schließenden
Bereichs des mittleren Bypass-Weges 28, ungeachtet des
Druckes des Strömungszufuhrweges 22.
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Zudem
wird in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck, welcher von dem stromaufwärtigen Bereich der
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 36 geliefert wird, hoch
ist, die Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 36 derart gesteuert,
dass die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 20 vermindert
wird, und im Gegenteil dazu in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck
niedrig ist, wird die Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 36 derart
gesteuert, dass die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 20 vergrößert wird
(was als ein negatives System bezeichnet wird).
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Gleichzeitig
wird der Vorsteuerdruck, welcher die Speisungsmenge der hydraulischen
Verstellpumpe 20 steuert, derart eingestellt, dass die Speisungsmenge
der hydraulischen Verstellpumpe 20 ein Minimum während eines
neutralen Zustandes des Kolbens des Wegeschaltventils 26 ist.
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Wie
in der 2 gezeigt ist, ist die Speisungsmenge Q3, welche
dem Hydraulikzylinder 24 zugeführt wird, gleich der Speisungsmenge
Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 20 minus der Bypass-Speisungsmenge
Q2 des mittleren Bypass-Weges 28 (Speisungsmenge Q3, welche
dem Hydraulikzylinder 24 zugeführt wird = [Speisungsmenge
Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 20] – [Bypass-Speisungsmenge Q2
des mittleren Bypass-Weges 28]). Die Speisungsmenge Q3
des Hydraulikfluids, welches dem Hydraulikzylinder 24 zugeführt wird,
wird nämlich
derart geregelt, dass sie eine konstante Speisungsmenge entsprechend
des Öffnungsbereiches
des sich öffnenden
und schließenden
Bereichs des Bypass-Weges 28 aufweist, basierend auf der Position
des Kolbens/des Kolbenhubs des Wegeschaltventils 26, und
ungeachtet des Lastdruckes des Hydraulikzylinders 24 eingestellt
wird.
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In
einem Hochgeschwindigkeitsmodus des Motors wird dem Hydraulikzylinder 24 die
gewünschte
Menge an Hydraulikfluid zugeführt,
nämlich
die verbleibende Speisungsmenge Q3. Die hydraulische Verstellpumpe 20 fördert Hydraulikfluid
in der Speisungsmenge Q1. Der Anteil Q2 (Bypss-Speisungsmenge) wird
durch den mittleren Bypass-Weg 28 in den Hydrauliktank 40 gefördert, wobei
die Speisungsmenge Q2 konstant ist.
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Wenn
jedoch der Motor in einem Betriebsmodus mit einer kleinen Geschwindigkeit
(Niedriggeschwindigkeitsmodus) arbeitet, ist es unmöglich, dem
Hydraulikzylinder 24 die gewünschte Menge Hydraulikfluid
zuzuführen,
da eine konstante Speisungsmenge Q2 des Hydraulikfluids dem Hydrauliktank 40 über den
Bypass zugeführt
wird. Es tritt somit eine Speisungsmengen-Fehlerscheinung auf. Dies führt zu Kavitation.
Zudem wird, weil die Kolbenhübe des
schaltenden Ventils häufiger
geschaltet werden, um eine Speisungsmenge zu erzielen, durch die Fehlspeisungsmenge,
ein Nachtstellungs-Kontrollintervall (inching control interval)
verkleinert, und die Betriebsfähigkeit
der Einrichtung wird vermindert.
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Das
Dokument
EP 07 73 370
B1 beschreibt ein hydraulisches Steuersystem mit einem
Pumpenregler zur Steuerung der Verdrängung einer hydraulischen Verstellpumpe
gemäß einer
Zustandsgröße des hydraulischen
Arbeitssystems. Das Steuersystem umfasst eine hydraulische Verstellpumpe,
ein Stellglied in Form eines hydraulischen Zylinders, welcher an
die hydraulische Verstellpumpe angeschlossen ist, sowie ein Wegeschaltventil
des Typs mit einem mittleren Bypass (6/3-Wegeventil), welches in einem
Strömungsweg
zwischen der hydraulischen Verstellpumpe und dem Stellglied installiert
ist. Ferner ist ein Vorsteuersignal-Erzeugungsmittel in Form einer
Drossel vorgesehen, welches auf einer stromabwärtigen Seite eines mittleren
Bypass-Weges des Wegeschaltventils installiert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zum
Regeln einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe darzustellen,
wobei die Schaltung geeignet ist, eine Speisungsmenge einer hydraulischen
Pumpe einem Hydraulikzylinder konstant zuzuführen, ungeachtet eines Lastdruckes
des Hydraulikzylinders, bei einer Drehung eines Motors mit niedriger
Geschwindigkeit.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung
zum Regeln einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe darzustellen,
wobei die Schaltung geeignet ist, eine Kavitation aufgrund eines
Fehlens einer Speisungsmenge zu vermeiden und eine Betriebsfähigkeit
der Einrichtung zu verbessern, weil ein Nachstellungs-Kontrollintervall
(inching control interval) nicht verkleinert wird.
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Es
ist ferner eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schaltung zum Steuern einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe
darzustellen, wobei die Schaltung geeignet ist, eine konstante Speisungsmenge
von Hydraulikfluid einem Hydraulikzylinder zuzuführen, ungeachtet eines Lastdruckes,
weil es möglich
ist, denselben Effekt wie eine Lasterfassung in einem negativen
oder positiven System zu erzielen.
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Um
die obigen Aufgaben zu lösen,
wird in einer Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge einer hydraulischen
Pumpe, umfassend eine hydraulische Verstellpumpe, die an einen Motor
angeschlossen ist, ein Stellglied, welches an die hydraulische Pumpe
angeschlossen ist, ein Wegeschaltventil des Bypass-Typs / Wegeschaltventil
des Typs mit einem Bypass (bypass type switching valve), welches in
einem Strömungsweg
zwischen der hydraulischen Pumpe und dem Stellglied zum Steuern
eines Starts, eines Stopps und eines Richtungsschaltens des Stellglieds
während
einer Schaltbetätigung
installiert ist, und eine Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit, die auf
einer stromabwärtigen
Seite eines mittleren Bypass-Weges (Weg des mittleren Bypasses)
des Wegeschaltventils installiert ist, zum Regeln einer Speisungsmenge
der hydraulischen Pumpe, eine Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge
einer hydraulischen Pumpe vorgesehen, wobei die Schaltung ein Speisungsmengen-Einstellventil
bzw. ein Ventil zur Speisungsmengeneinstellung aufweist, welches
in einem Zuführweg
des Stellglieds des Wegeschaltventils des mittleren Bypass-Typs
installiert ist, zum Regeln einer Speisungsmenge von Hydraulikfluid,
welches dem Stellglied zugeführt
wird, und welches einen Öffnungsbereich
aufweist, der geöffnet
und geschlossen wird, basierend auf einem Differenzdruck zwischen
einem Druck auf der stromaufwärtigen
Seite und einem Druck auf der stromabwärtigen Seite des Zufuhrweges
des Stellglieds und ferner basierend auf einer elastischen Kraft
einer Ventilfeder.
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Das
Ventil zur Speisungsmengeneinstellung umfasst eine variable Öffnung,
welche geeignet ist, einen Differenzdruck zwischen einem Druck auf
der stromaufwärtigen
Seite und einem Druck auf der stromabwärtigen Seite des Zuführweges
des Stellglieds zu erzeugen, und welche einen Öffnungsbereich aufweist, der
durch ein externes Signal gesteuert wird.
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Das
Ventil zur Einstellung der Speisungsmenge (Speisungsmengen-Einstellventil)
ist außerhalb
des Kolbens des Wegeschaltventils des mittleren Bypass-Typs installiert.
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Die
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit ist eine druckerzeugende Vorrichtung,
welche aus einer Öffnung
und einem Niederdruck-Ablassventil zum Ausgeben eines Vorsteuerdruckes
auf einer stromaufwärtigen
Seite der Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit
und zum Steuern der Speisungsmenge der hydraulischen Verstellpumpe,
basierend auf einem negativen System, ausgebildet ist.
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Die
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit umfasst eine Vorsteuerpumpe, welche
den Vorsteuerdruck liefert, ein Fernsteuerventil, welches angepasst ist,
um den Vorsteuerdruck, welcher dem Schaltventil des mittleren Bypass-Typs
zugeführt
wird, zu steuern, und ein Zweiwegeventil, welches einen Einlassbereich
aufweist, der mit dem Schaltventil des mittleren Bypass-Typs verbunden
ist, und einen Auslassbereich, der mit der hydraulischen Pumpe verbunden ist,
wobei die hydraulische Verstellpumpe basierend auf einem Steuerverfahren
einer positiven Speisungsmenge gesteuert wird, so dass die Speisungsmenge
der hydraulischen Verstellpumpe proportional zu dem Vorsteuerdruck,
welcher an dem Schaltventil des mittleren Bypass-Typs angelegt wird,
gesteuert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird besser verständlich mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen, welche nur im Wege eines Beispiels gegeben sind und
daher nicht beschränkend
für die
vorliegende Erfindung sind, wobei in den Zeichnungen:
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die 1 eine
schematische Darstellung einer Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge für eine hydraulische
Pumpe gemäß des herkömmlichen
Standes der Technik ist;
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die 2 ein
Graph des Verhältnisses
einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe, basierend auf einem
Kolbenhub, gemäß des herkömmlichen
Standes der Technik ist;
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die 3 eine
schematische Ansicht ist, welche eine Schaltung zum Regeln einer
Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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die 4 eine
schematische Ansicht ist, welche eine Schaltung zum Regeln einer
Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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die 5 eine
schematische Ansicht ist, welche eine Schaltung zum Regeln einer
Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe gemäß noch einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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die 6 eine
schematische Ansicht ist, welche eine Schaltung zum Regeln einer
Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe gemäß noch einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt; und
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die 7 ein
Graph eines Verhältnisses
einer Speisungsmenge, basierend auf einem Kolbenhub, gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER VORZUZIEHENDEN AUSFÜHRUNGEN
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Wie
in den 3 und 6 gezeigt ist, wird eine hydraulische
Verstellpumpe 1 vorgesehen, welche an einem Motor angeschlossen
ist, ein Stellglied 4 (auf welches als ein Hydraulikzylinder,
etc. Bezug genommen wird), welches mit der hydraulischen Verstellpumpe 1 durch
einen Strömungszufuhrweg 2 verbunden
ist, ein Wegeschaltventil 7 des mittleren Bypass-Typs,
welches in einem Strömungsweg
zwischen der hydraulischen Verstellpumpe 1 und dem Stellglied 4 installiert
ist und angepasst ist, um einen Start, einen Stopp und eine Richtungsschaltbetätigung des
Stellglieds 4 während
einer Schaltbetätigung
zu steuern, und eine Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6,
welche in einem stromabwärtigen Bereich
des mittleren Bypass-Weges 3 des Wegeschaltventils 7 installiert
ist und angepasst ist, um eine Speisungsmenge Q1 der hydraulischen
Verstellpumpe 1 zu regeln. Der gerade beschriebene Aufbau ist
tatsächlich
derselbe wie der aus 1. Daher wird die detaillierte
Beschreibung des Aufbaus und des Betriebs eingespart.
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Wie
in der 3 gezeigt ist, umfasst eine Schaltung zum Steuern
einer Speisungsmenge einer hydraulischen Verstellpumpe gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung ein Speisungsmengen-Einstellventil 8,
welches in einem Stellglied-Zuführweg 5 des
Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs installiert
ist, zum Steuern einer Speisungsmenge Q3 von Hydraulikfluid, welche
dem Stellglied 4 zugeführt
wird. Das Speisungsmengen-Einstellventil 8 weist einen öffnenden
und schließenden
Bereich auf, welcher durch einen Differenzdruck ΔP zwischen einem stromaufwärtigen Druck des
Stellglied-Zuführweges 5 und
einem stromabwärtigen
Druck desselben und einer elastischen Kraft einer Ventilfeder 16 geöffnet und
geschlossen wird.
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Das
Ventil 8 zum Einstellen der Speisungsmenge kann innerhalb
(wie in den 3 und 5 gezeigt)
oder außerhalb
(wie in den 4 und 6 gezeigt)
des Kolbens des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs
installiert sein.
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Dieses
Ventil 8 zum Einstellen der Speisungsmenge umfasst eine
variable Öffnung 9,
welche derart angepasst ist, dass sie einen bestimmten Differenzdruck ΔP zwischen
einem stromaufwärtigen Druck
und einem stromabwärtigen
Druck des Stellglied-Zuführweges 5 erzeugt,
und welche derart eingestellt ist, dass der Öffnungsbereich durch ein externes
Signal gesteuert wird.
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In
dem Fall, dass der Öffnungsbereich
des sich öffnenden
und schließenden
Bereichs des Stellglied-Zuführweges 13 groß ist, wird
das Ventil 8 zum Einstellen der Speisungsmenge vollständig durch
die Ventilfeder 16 geöffnet.
Im Gegensatz dazu, in dem Fall, dass der Öffnungsbereich des Zuführweges 13 klein
ist, wird der Öffnungsbereich
verkleinert, wobei einer elastischen Kraft der Ventilfeder 16 ein
Widerstand entgegengesetzt wird.
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Die
Speisungsmenge Q3, welche von der hydraulischen Verstellpumpe 1 ausgegeben
wird und durch den Stellglied-Zuführweg 5 durchtritt
und dem Stellglied 4 zugeführt wird, wird nämlich derart
eingestellt, dass sie mit dem Öffnungsbereich
des sich öffnenden
und schließenden
Bereiches des Stellglied-Zuführweges 13 übereinstimmt,
ungeachtet des Druckes in dem Zuführweg 2.
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Die
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6, welche angepasst ist,
um die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 zu
steuern, ist eine druckerzeugende Vorrichtung, welche aus einer Öffnung 6a und
einem Niederdruck-Ablassventil 6b ausgebildet ist. Die
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 gibt
einen Vorsteuerdruck an einen stromaufwärtigen Bereich der Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 ab
und steuert die hydraulische Verstellpumpe 1.
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Dabei
wird diese in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck, welcher stromaufwärts der
Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 abgegeben wird, hoch
ist, so gesteuert, dass die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen
Verstellpumpe 1 vermindert wird. Im Gegensatz dazu wird
diese in dem Fall, dass der Vorsteuerdruck niedrig ist, derart gesteuert,
dass die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 vergrößert wird
(negatives System). Die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 wird
derart eingestellt, dass sie während
des neutralen Zustandes des Kolbens des Wegeschaltventils 7 des
mittleren Bypass-Typs minimiert ist.
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In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Hauptablassventil, 11 bezeichnet
einen Hydrauliktank, 12 bezeichnet ein Rückschlagventil
und 14 bezeichnet ein Zweiwegeventil.
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Die
Arbeitsweise der Schaltung zum Steuern einer Speisungsmenge der
hydraulischen Pumpe gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
werden.
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Wie
in den 3 und 7 gezeigt ist, wird, wenn der
Kolben des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs
in die Richtung nach rechts, wie in der 3 gezeigt
ist, geschaltet wird, die Speisungsmenge Q1 des Hydraulikfluids,
welches von der hydraulischen Verstellpumpe 1 geliefert
wird, dem Stellglied 4 durch den Zuführweg 2 und den Stellgliedzuführweg 13 zugeführt. Gleichzeitig
wird ein Teil der Speisungsmenge Q1 zu dem Hydrauliktank (Bypass-Tank
Q2) durch das Ventil 8 zur Einstellung der Speisungsmenge,
den mittleren Bypass-Weg 3 und die Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 umgeleitet.
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Gleichzeitig
wird die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 durch
den Vorsteuerdruck, welcher durch die stromaufwärtige Seite der Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 geregelt wird,
derart geregelt, dass sie eine bestimmte Größe entsprechend des Öffnungsbereiches
des sich öffnenden
und schließenden
Bereichs des Stellzylinder-Zuführweges 13,
basierend auf der Position des Kolbenhubs des Ventils 8 zur
Einstellung der Speisungsmenge, aufweist. Die Speisungsmenge Q3
von Hydraulikfluid, welche dem Stellglied 4 zugeführt wird,
wird nämlich
derart bestimmt, dass sie eine konstante Speisungsmenge entsprechend
der Position des Kolbenhubs, ungeachtet des Lastdruckes, aufweist.
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Die 7 stellt
eine Beziehung zwischen der Speisungsmenge Q1 aus der hydraulischen
Verstellpumpe 1, der Speisungsmenge Q2, welche durch den
mittleren Bypass-Weg 3 umgeleitet wird, und der Speisungsmenge
Q3 an Hydraulikfluid, welche dem Stellglied 4 zugeführt wird,
dar.
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Die
Speisungsmenge Q3 des Stellglieds 4 ist nämlich gleich
der Differenz zwischen der Speisungsmenge Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 und
der umgeleiteten Speisungsmenge Q2 ([Speisungsmenge Q3 = Speisungsmenge
Q1 der hydraulischen Verstellpumpe 1 – umgeleitete Speisungsmenge
Q2]).
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Die
Speisungsmenge Q3 an Hydraulikfluid, welche dem Stellglied 4 zugeführt wird,
wird derart geregelt, dass sie eine konstante Speisungsmenge entsprechend
der Position des Kolbenhubs des Wegeschaltventils 7 des
mittleren Bypass-Typs aufweist, nämlich entsprechend des Öffnungsbereiches der
variablen Öffnung 9,
welche in dem Stellglied-Zuführweg 13 installiert
ist. Die Speisungsmenge Q3 wird ungeachtet des Lastdruckes des Stellglieds 4 eingestellt.
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Die
gesamte Menge der Speisungsmenge Q1, welche von der hydraulischen
Verstellpumpe 1 ausgegeben wird, wird in den Hydrauliktank
durch den mittleren Bypass-Weg 3 und die Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 während des
neutralen Zustandes des Wegeschaltventils 7 des mittleren
Bypass-Typs ausgegeben (Bypass-Speisungsmenge Q2).
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Gleichzeitig,
weil der Öffnungsbereich
des sich öffnenden
und schließenden
Bereichs des mittleren Bypass-Weges 3 auf ein Maximum eingestellt ist,
wird die Speisungsmenge Q2, welche umgeleitet wird, maximiert, und
die Speisungsmenge Q1 von Hydraulikfluid, welche von der hydraulischen
Verstellpumpe Q1 ausgegeben wird, wird auf ein Minimum eingestellt.
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Die 4 ist
eine Darstellung, welche eine Schaltung zum Steuern einer Speisungsmenge
einer hydraulischen Pumpe gemäß einer
weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie
hierin gezeigt wird, ist das Ventil 8 zum Einstellen einer
Speisungsmenge, welches in dem Stellglied-Zuführweg 5 zum Regeln
der Speisungsmenge Q3 von Hydraulikfluid, welches von der hydraulischen
Verstellpumpe 1 dem Stellglied 4 zugeführt wird,
installiert ist, auf der stromaufwärtigen Seite des mittleren
Bypass-Weges 3 außerhalb
des Kolbens des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs installiert.
Hierbei sind die Konstruktionen des Stellglieds 4, welches
an der hydraulischen Verstellpumpe 1 angeschlossen ist,
des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs, welches
angepasst ist, um die Strömungsrichtung
des Hydraulikfluids, welches dem Stellglied 4 zugeführt wird,
zu steuern, und die Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6,
welche auf der stromabwärtigen
Seite des mittleren Bypass-Weges 3 installiert ist, dieselben
wie die Konstruktionen aus der 3. Daher
wird eine detaillierte Beschreibung der Konstruktion und des Betriebs eingespart.
Dieselben Bezugszeichen sind im Hinblick auf dieselben Konstruktionen
vergeben.
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Die 5 ist
eine Ansicht, welche eine Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge
einer hydraulischen Pumpe gemäß einer
weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie
darin gezeigt ist, ist dort eine Vorsteuerpumpe (nicht gezeigt)
vorgesehen, welche einen Vorsteuerdruck ausgibt und als eine Vorsteuersignal-Erzeugungseinheit 6 arbeitet,
welche angepasst ist, um die Speisungsmenge Q1 der hydraulischen
Verstellpumpe 1 zu steuern, ferner ein Fernsteuerventil (RCV:
remote control valve) 15 zum Steuern eines Vorsteuersignals,
welches von der Vorsteuerpumpe zu dem Wegeschaltventil 7 des
mittleren Bypass-Typs zugeführt
wird, ein Zweiwegeventil 14, bei welchem eine Einlassseite
mit dem Wegeschaltventil 7 des mittleren Bypass-Typs verbunden
ist und eine Auslassseite mit der hydraulischen Verstellpumpe 1 verbunden
ist.
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Daher
wird der Vorsteuerdruck, welcher der linken und der rechten Seite
des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs zugeführt wird,
durch das Zweiwegeventil 14 gespeist, während des Betriebs des Fernsteuerventils 15,
so dass die Speisungsmenge der hydraulischen Verstellpumpe 1 proportional
zu dem Vorsteuerdruck geregelt wird (positives System). In dem Fall
nämlich,
dass der Vorsteuerdruck hoch ist, wird die Speisungsmenge der hydraulischen
Verstellpumpe 1 vergrößert. In
dem Fall, dass der Vorsteuerdruck niedrig ist, erfolgt die Steuerung derart,
dass die Speisungsmenge der hydraulischen Verstellpumpe 1 vermindert
wird.
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Hierbei
sind die Konstruktionen des Stellglieds 4, welches an der
hydraulischen Verstellpumpe 1 angeschlossen ist, des Wegeschaltventils 7 des mittleren
Bypass-Typs, welches angepasst ist, um die Strömungsrichtung von Hydraulikfluid,
welches dem Stellglied 4 zugeführt wird, zu steuern, und das Ventil 8 zum
Einstellen der Speisungsmenge, welches angepasst ist, um die Speisungsmenge
des Hydraulikfluids, welches dem Stellglied 7 zugeführt wird,
zu regeln, dieselben wie die Konstruktionen der 3.
Daher wird eine detaillierte Beschreibung der Konstruktionen und
des Betriebs eingespart. Dieselben Bezugszeichen sind denselben
Konstruktionen gegeben.
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Die 6 ist
eine Ansicht, welche eine Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge
von hydraulischen Verstellpumpen gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie
hierin gezeigt ist, kann das Ventil 8 zum Einstellen einer
Speisungsmenge, welches in dem Stellglied-Zuführweg 5 zum Regeln
der Speisungsmenge Q3 von Hydraulikfluid, welches von der hydraulischen
Verstellpumpe 1 zu dem Stellglied 4 zugeführt wird,
installiert ist, auf einer stromaufwärtigen Seite des mittleren
Bypass-Weges 3 außerhalb
des Kolbens des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs
installiert sein.
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Gleichzeitig
sind die Konstruktionen des Stellglieds 4, welches an der
hydraulischen Verstellpumpe 1 angeschlossen ist, des Wegeschaltventils 7 des
mittleren Bypass-Typs, welches angepasst ist, um die Strömungsrichtung
von Hydraulikfluid, welches dem Stellglied 4 zugeführt wird,
zu steuern, und das Fernsteuerventil 15, welches angepasst
ist, um die hydraulische Verstellpumpe 1 zu steuern (positives
System), durch Speisen eines Vorsteuerdruckes aus der Vorsteuerpumpe,
zum Schalten des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs und zum Regeln
der maximalen Speisungsmenge der hydraulischen Verstellpumpe 1,
dieselben wie die Konstruktionen aus der 5. Daher
wird eine detaillierte Beschreibung der Konstruktionen und des Betriebs
eingespart. Dieselben Bezugszeichen sind im Hinblick auf dieselben
Konstruktionen gegeben.
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Wie
in der 7 gezeigt ist, wird in einer Schaltung zum Regeln
einer Speisungsmenge der hydraulischen Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
eine konstante Speisungsmenge, welche in dem Stellglied 4 benötigt wird,
basierend auf dem Öffnungsbereich
des Wegeschaltventils 7 des mittleren Bypass-Typs durch
einen Differenzdruck ΔP
zwischen einem Betriebsdruck, welcher von der hydraulischen Verstellpumpe 1 ausgegeben
wird, und einem Betriebsdruck, welcher dem Stellglied 4 zugeführt wird,
implementiert. Eine Speisungsmenge, welche nicht in dem Stellglied 4 benötigt wird,
wird in den Hydrauliktank durch den mittleren Bypass-Weg 3 gespeist.
Daher ist es möglich,
eine Speisungsmenge, welche in dem Stellglied 4 benötigt wird,
in dem Niedriggeschwindigkeitsmodus des Motors vollständig zuzuführen.
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Weil
nämlich
der Hubstartpunkt des Kolbens, welcher angepasst ist, um Hydraulikfluid
dem Stellglied 4 zuzuführen,
in beidem nicht geändert
wird, dem Hochgeschwindigkeitsmodus und dem Niedriggeschwindigkeitsmodus
des Motors, ist es möglich, eine
Erscheinung zu verhindern, dass das Nachstellungskontrollintervall
(inching control interval) verkleinert wird. Zudem ist es möglich, weil
die Speisungsmenge aus der hydraulischen Verstellpumpe 1 direkt dem
Stellglied 4 zugeführt
wird, eine Kavitation zu verhindern.
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Die
Schaltung zum Regeln einer Speisungsmenge einer hydraulischen Pumpe
gemäß der vorliegenden
Erfindung hat die nachfolgenden Vorteile:
Es ist möglich, einen
Verlust in einer Speisungsmenge zu verhindern, weil eine bestimmte
Dosierung (metering) aufrechterhalten wird, ungeachtet eines Lastdrucks
eines Hydraulikzylinders in solch einer Art, dass eine Speisungsmenge
basierend auf einem Differenzdruck zwischen einer hydraulischen
Verstellpumpe und einem Hydraulikzylinder eingestellt wird.
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Weil
eine Speisungsmenge eines hydraulischen Fluids konstant einem Hydraulikzylinder
in dem Niedriggeschwindigkeitsmodus des Motors zugeführt wird,
wird eine Kavitation verhindert. Weil ein Nachstellkontrollintervall
vergrößert wird,
ist es möglich,
eine Verminderung in der Arbeitsfähigkeit einer Einrichtung zu
vermeiden.
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Zudem,
weil es möglich
ist, dieselbe Wirkung wie bei der Belastungsmessung in beidem, dem
negativen und positiven System, zu erreichen, wird eine konstante
Speisungsmenge dem Hydraulikzylinder zugeführt, ungeachtet des Lastdruckes,
um dadurch die Einrichtung genau steuern zu können.