Fördermengen-Regeleinrichtung Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Regeleinrichtung, mit der in ihrer Fördermenge stufenlos veränderbare Mehrfachpumpenaggregate,
die z.B. aus mehreren gemeinsam angetriebenen schwenkbaren Axialkolbeneinheiten
aufgebaut sein können, in Abhängigkeit vom Betriebsdruck auf vorbestimmte Werte
gebracht werden. Die Zuordnung der jeweiligen Werte von Druck und Fördermenge' kann
in weiten Grenzen beliebig sein und wird durch den Antriebsfall bestimmt. In der
folgenden Beschreibung ist als Beispiel der Fall der Leistungsregelung zugrundegelegt,
bei dem als zuordnende Kurve eine hyperbolische Kennlinie vorliegt. Die erfindungsgemäße
Regeleinrichtung ermöglicht es, bei dem gemeinsamen Antrieb mehrerer Pumpen, die
auch zu einem Aggregat zusammengefaßtsein können, die Antriebsmaschine stets voll
zu belasten, auch wenn die Belastungen der angeschlossenen Verbraucher erheblich
voneinander abweichen. Entscheidend für die von.der Regeleinrichtung eingestellte
Fördermenge ist die Summe der Einzelbelastungen. Das Abschalten eines oder mehrerer
der Verbraucher hat zur Folge, daß den übrigen, noch belasteten Verbrauchern der
frei werdende Leistungsbetrag automatisch zur Verfügung gestellt wird. Sind die
Einzelpumpen z.B. von gleicher Baugröße,,so sind deren Fördermengenwerte für jede
vom Regler vorgegebene Stellung auf Grund einer starren Koppelung der Verstellorgane
zwangsläufig gleich groß. Dies kann bei vielen Antriebsaufgaben, insbesondere Gleichlaufproblemen,
von Bedeutung sein. Als praktisch wichtiger Sonderfall des Mehrfachpumpenaggregates
ist die Doppelpumpe anzusehen. Unter Beschränkung auf den Fall der Doppelpumpe und
der Leistungsreglung werden zunächst einige bekannte Regeleinrichtungen für ähnliche
Aufgaben beschrieben. Bei einer bekannten Einrichtung werden über mechanische Zwischenglieder
von der Kraftmaschine zwei separate verstellbare Hydropumpen angetrieben, die mit
je einem Leistungsregler ausgerüstet sind. Die Leistungsregler werden über eine
Steuerleitung mit dem Betriebsdruck der zugehörigen Pumpe beaufschlagt. Ein Gleichlauf
der Einzelverbraucher läßt sich hierbei nur bis zum
Regelbeginn
erreichen. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß die in der-Kraftmaschine installierte
Maximalleistung bei gewissen Betriebszuständen von der Arbeitsmaschine, z.B. einer
Baumaschine, nicht immer voll abverlangt wird. Dies ist im besonderen dann der Fall,
wenn ein Verbraucher im Leerlauf arbeitet und der andere belastet ist. letzterer
kann dann nur die halbe Auslegungsleistung beanspruchen. Nur wenn in beiden Kreisläufen
der Druck über dem des Regelbeginns liegt, vermag die Arbeitsmaschine die Auslegungsleistung
abzunehmen. Dann stellen sich allerdings bei verschiedenen Drücken auch verschiedene
Fördermengen ein, die einen Gleichlauf verhindern. Die Anwendung von zwei getrennten
Regeleinrichtungen erfordert höhere Kosten. Bei einer anderen bekannten Einrichtung
beaufschlagt eine einzige von der Kraftmaschine getriebene verstellbare Hydropumpe
einen aus zwei nicht verstellbaren, starr miteinander gekoppelten Hydromotoren bestehenden
Stromteiler. Die Fördermenge der Hydropumpe wird von einem@Leistungsregler beeinflußt,
auf den der Druck wirkt, der sich in der Leitung zwischen Hydropumpe und Stromteiler
einstellt. Da die Regeleinrichtung mit dem Summendruck beaufschlagt wird und somit
die Gesamtbelastung aller Verbraucher erfaßt, kann innerhalb des Regelbereiches
auch bei extremen Betriebszuständen eines der Verbraucher die volle Auslegungsleistung
der Kraftmaschine genutzt werden. Auf Grund der starren Kopplung der Hydromotoren
läßt sich Zwangsgleichlauf der Verbraucher erreichen. Als nachteilig ist bei dieser
Einrichtung die zusätzliche Verlustquelle -anzusehen, welche die beiden Hydromotoren
mit sich bringen. Bei einer weiteren bekannten Einrichtung sind die Verstellorgane
der beiden Pumpen starr miteinander gekoppelt und mit einem einzigen Leistungsregler
verbunden.- Gesteuert über zwei Rückschlagventile wird die Regeleinrichtung stets
mit dem höheren der beiden Kreislaufdrücke besufschlagt. Auf Grund der starren Kopplung
der Verstellorgane ist der Gleichlauf der 'beiden Verbraucher gewährleistet. Nachteilig
ist hierbei jedoch, daß wegen der mechanischen Verbindung der Verstellkörper sogar
beide Förderströme, gesteuert vom jeweils höheren Druck, reduziert werden.
Die
installierte Motorleistung kann daher häufig nicht voll genutzt werden..Delivery rate regulating device The invention relates to an automatic one
Control device with the multiple pump units infinitely variable in their delivery rate,
e.g. consisting of several jointly driven swiveling axial piston units
can be built up to predetermined values depending on the operating pressure
to be brought. The assignment of the respective values of pressure and flow rate 'can
can be arbitrary within wide limits and is determined by the drive case. In the
The following description is based on the case of power control as an example,
which has a hyperbolic characteristic curve as the assignable curve. The inventive
Control device enables several pumps to be driven together
can also be combined into a unit, the drive machine always full
to burden, even if the loads on the connected consumers are significant
differ from each other. Decisive for the set by the control device
The delivery rate is the sum of the individual loads. Switching off one or more
the consumer has the consequence that the remaining, still burdened consumers of the
The benefit amount that becomes available is made available automatically. Are the
Individual pumps, e.g. of the same size, are their flow rates for each
Position given by the controller due to a rigid coupling of the adjusting elements
necessarily the same size. This can be the case with many drive tasks, especially synchronization problems,
matter. As a practically important special case of the multiple pump unit
the double pump is to be seen. Limited to the case of the double pump and
the power control are first some known control devices for similar
Tasks described. In a known device, mechanical intermediate links are used
driven by the prime mover two separate adjustable hydraulic pumps, which with
are each equipped with a power regulator. The power regulators are controlled by a
The operating pressure of the associated pump is applied to the control line. A synchronization
the individual consumer can only be used up to
Start of rule
reach. The disadvantage of this arrangement is that the installed in the engine
Maximum power in certain operating states of the machine, e.g. a
Construction machine, is not always fully demanded. This is especially the case
when one consumer is idling and the other is loaded. the latter
can then only claim half the design output. Only if in both circuits
If the pressure is above that at the start of control, the machine is capable of the design performance
to decrease. Then, however, different pressures also arise at different pressures
Flow rates that prevent synchronization. The application of two separate
Control equipment requires higher costs. At another known facility
acts on a single adjustable hydraulic pump driven by the prime mover
one consisting of two non-adjustable, rigidly coupled hydraulic motors
Flow divider. The delivery rate of the hydraulic pump is influenced by a @ power controller,
on which the pressure acts in the line between the hydraulic pump and flow divider
adjusts. Since the control device is acted upon with the total pressure and thus
the total load of all consumers recorded, can be within the control range
the full design performance even in extreme operating conditions of one of the consumers
the prime mover can be used. Due to the rigid coupling of the hydraulic motors
forced synchronization of the consumers can be achieved. This is a disadvantage
Facility to see the additional source of loss, which is the two hydraulic motors
entail. In a further known device, the adjusting elements are
of the two pumps rigidly coupled to one another and with a single power regulator
- The control device is always controlled by two check valves
charged with the higher of the two circulatory pressures. Because of the rigid coupling
the adjustment elements, the synchronization of the 'two consumers is guaranteed. Disadvantageous
is here, however, that because of the mechanical connection of the adjusting body even
both flow rates, controlled by the higher pressure in each case, can be reduced.
the
installed motor power can therefore often not be fully used.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen Mängel
der bekannten Regeleinrichtungen zu beseitigen. Es wird insbesondere mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung angestrebt, sämtliche an eine echte Deistungsregelung gestellten Anforderungen
zu erfüllen, einen einwandfreien Gleichlauf der Verbraucher zu gewährleisten und
die Förderströme einer Mehrzahl von Pumpen mit Hilfe einer einzigen Regeleinrichtung
gemeinsam zu beeinflussen, so daß sich auch eine wirtschaftliche Lösung ergibt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben.The object of the invention is to overcome the shortcomings described above
to eliminate the known control devices. It is in particular with the invention
Establishment aimed at meeting all the requirements placed on a real performance control
to meet, to ensure a perfect synchronization of the consumers and
the flow rates of a plurality of pumps with the aid of a single control device
to influence together, so that there is also an economical solution.
The device according to the invention is described below with reference to the drawing
described.
Die Kraftmaschine 1 treibt entweder direkt, wie dargestellt, oder
über ein Verteilergetriebe beispielsweise drei versteilbare Hydropumpen 2 an. Die
Verstellkörper 3 der Pumpen sind starr miteinander gekoppelt und werden gemeinsam
von einem Leistungsregler 4 betätigt, dessen Federsatz 4a entsprechend der gewünschten
Regelcharakteristik ausgelegt ist. Der MeB-kolben 4b der Regeleinrichtung ist als
tufenkolbenausgebildet, dessen Stufenzahl der Anzahl der zu regelnden pumpen entspricht.
,Jede Meßeläche ist einem bestimmten Kreislauf zugeordnet und wird von dem darin
herrschenden Betriebadruck beaufschlagt.The engine 1 either drives directly, as shown, or
For example, three adjustable hydraulic pumps 2 via a transfer case. the
Adjusting bodies 3 of the pumps are rigidly coupled to one another and are common
operated by a power regulator 4, the spring set 4a according to the desired
Control characteristic is designed. The measuring piston 4b of the control device is as
stepped piston, the number of stages corresponds to the number of pumps to be controlled.
Every exhibition area is assigned to a certain cycle and is controlled by the one within it
applied operating pressure.
In bekannter Weise wird die Regeleinrichtung durch ein Drosselrückschlagventil
5 ergänzt, welches eine zu schnelle Fördermengenzunahme bei plötzlicher Entlastung
der Verbraucher verhindert. Da mit Hilfe des Stufenkolbens die Summe der
Einzeldrücke p1, p2, p3 erfaßt wird und der Regelfedersatz nach der installierten
Maximalleistung der Kraftmaschine ausgelegt ist, kann dieser innerhalb des Regelbereichea
bei allen Betriebszuständen die Höchstleistung abverlangt werden. Auf Grund der
starren Kopplung der Pumpenverstellkörper eignet sich die Einrichtung ohne weiteres
zur Lösung von Gleichlaufaufgaben, und zwar auch bei einer größeren Zahl von Verbrauchern.
Da hierbei nur eine einzige Regeleinrichtung erforderlich ist, ergeben sich bauliche
und wirtschaftliche Vorteile.
Die beschriebenen Regeleigenschaften
lassen sich auch mit Hilfe einer Anordnung erzielen, bei der statt des aus mehreren
verstellbaren Einzelpumpen bestehenden Aggregates eine einzige verstellbare Hydropumpe
zur Anwendung kommt, bei der aber infolge ihrer konstruktiven Gestaltung.mehrere
voneinander unabhängige Förderströme entnommen werden können. Der Leistunge- " regier
entspricht hierbei genau der vorstehend für das Mehr-. fachpumpenaggregat beschriebenen
Ausführung.In a known manner, the control device is supplemented by a throttle check valve 5, which prevents the delivery rate from increasing too quickly when the load is suddenly relieved. Since the sum of the individual pressures p1, p2, p3 is recorded with the aid of the stepped piston and the control spring set is designed according to the installed maximum power of the engine, the maximum power can be demanded within the control range a in all operating states. Due to the rigid coupling of the pump adjustment bodies, the device is readily suitable for solving synchronous tasks, even with a large number of consumers. Since only a single control device is required here, there are structural and economic advantages. The control properties described can also be achieved with the help of an arrangement in which a single adjustable hydraulic pump is used instead of the unit consisting of several adjustable individual pumps, but in which, due to its structural design, several independent flow rates can be taken. The power controller corresponds exactly to the design described above for the multiple pump unit.