DE1453586A1 - Delivery rate control device - Google Patents

Delivery rate control device

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DE1453586A1
DE1453586A1 DE19641453586 DE1453586A DE1453586A1 DE 1453586 A1 DE1453586 A1 DE 1453586A1 DE 19641453586 DE19641453586 DE 19641453586 DE 1453586 A DE1453586 A DE 1453586A DE 1453586 A1 DE1453586 A1 DE 1453586A1
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Germany
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control device
rate control
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Application number
DE19641453586
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Inventor
Ludwig Wagenseil
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METALLWERK GLOCKERAU GmbH
Original Assignee
METALLWERK GLOCKERAU GmbH
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/433Pump capacity control by fluid pressure control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/03Control of flow with auxiliary non-electric power

Description

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.

Claims (2)

Patentansprüche i1: Selbsttätige Fördermengen-Regeleinrichtung für ein Mehrfachpumpenaggregat oder eine Einzelpumpe, welche mehrere voneinander unabhängige Förderströme liefern, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (4b) des Leistungsreglers (4) eine der Zahl der Hydropumpen (2) bzw. Förderströme entsprechende Anzahl Meßflächen (4c) hat, wobei jede Meßfläche -(4c) mit einer Druckleitung (p1, p2, p3) in Verbindung steht und die Förderströme gemeinsam mittels der Verstellkörper (3) in Abhängigkeit vom Gesamtdruck und der Charakteristik des Federsatzes (4a) geregelt werden. Patent claims i1: Automatic flow rate control device for a multiple pump unit or a single pump, which deliver several independent flow rates, characterized in that the stepped piston (4b) of the power regulator (4) has a number of measuring surfaces corresponding to the number of hydraulic pumps (2) or flow rates ( 4c), where each measuring surface - (4c) is connected to a pressure line (p1, p2, p3) and the flow rates are controlled jointly by means of the adjusting body (3) depending on the total pressure and the characteristics of the spring set (4a). 2. Selbsttätige Fördermengen-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zur größten Meßfläche (4c) in bekannter Weise ein Drosselrüekschlagventil (5) angeordnet ist.2. Automatic delivery rate control device according to claim 1, characterized in that in the feed line to the largest measuring surface (4c) in a known Way a throttle check valve (5) is arranged.
DE19641453586 1964-10-10 1964-10-10 Delivery rate control device Pending DE1453586A1 (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3941514A (en) * 1974-05-20 1976-03-02 Sundstrand Corporation Torque limiting control
USRE30226E (en) * 1974-05-20 1980-03-11 Sundstrand Corporation Torque limiting control
US4613286A (en) * 1984-12-31 1986-09-23 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Constant torque control system for a variable displacement pump or pumps
US4689955A (en) * 1983-06-11 1987-09-01 Case Vibromax Gmbh & Co Kg Vibration roller having a power limiting device

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