DE19510206B4 - Regeleinrichtung für einen Hydraulikkreis - Google Patents

Abstract

Regeleinrichtung für einen Hydraulikkreis mit einer Hochdruckpumpe (1), die über eine Druckleitung (4) einen Verbraucher (5) mit Drucköl versorgt, wobei der Verbraucher durch ein in die Druckleitung eingesetztes, in der Neutralstellung geschlossenes Steuerventil betätigbar ist, und mit einem in einer Saugleitung (2) der Hochdruckpumpe vorgesehenen Saugdrosselventil (6), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
– die Druckleitung (4) enthält einen Speicher (7);
– die Druckleitung (4) steht mit einem an einen Pumpenregler (12) angeschlossenen Drucksensor (10) in Verbindung und der Pumpenregler (12) steuert in Abhängigkeit eines vom Drucksensor (10) abgegebenen Signals das Saugdrosselventil (6);
– mit dem Pumpenregler (12) steht ein Verbraucherregler (13) über eine Steuerleitung (11) in Verbindung.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für einen Hydraulikkreis mit einer Hochdruckpumpe, die über eine Druckleitung einen Verbraucher mit Drucköl versorgt. Der Verbraucher ist durch ein in die Druckleitung eingesetztes und in der Neutralstellung geschlossenes Steuerventil betätigbar. Außerdem enthält der Hydraulikkreis in einer Saugleitung der Hochdruckpumpe ein Saugdrosselventil.
• Aus der DE 27 42 621 A1 ist bereits eine derartige Regeleinrichtung bekannt, in deren Saugleitung ein als Saugdrosselventil wirkender Regler eingebaut ist. Ein Steuerventil mit geschlossener Mitte steuert den Arbeitsstrom zu einem Stellmotor einer Hilfskraftlenkeinrichtung. Außerdem ist stromabwärts des Steuerventils zwischen zwei Stellmotorleitungen ein so genanntes Abwägeventil vorgesehen, welches den jeweiligen Arbeitsdruck im Stellmotor abfühlt, der über eine Steuerleitung auf den Druckregler einwirkt. Eine weitere Steuerleitung greift den Druck hinter der Hochdruckpumpe ab und leitet ihn gleichfalls in den Druckregler. Die Mengenregelung erfolgt hier durch das Steuerventil, dem der Druckregler nachgeführt ist. Mit einer solchen Anordnung lässt sich die Fördermenge dem Bedarf anpassen.
• Die Vorsteuerung des bekannten Druckreglers ist abhängig von dem am Abwägeventil abgenommenen Arbeitsdruck im Stellzylinder sowie dem Pumpendruck. Mit der bekannten Regeleinrichtung lässt sich ein Druck anbieten, der verhältnismäßig klein ist, wenn man keine Lenkbewegung ausführt, und der sich bei einer Lenkbewegung auf den gerade erforderlichen Wert erhöht. Die Regelzeit in einer solchen Einrichtung ist jedoch verhältnismäßig träge.
• In der EP 0 337 439 A2 ist eine Folgeregelung beschrieben, d. h. der Pumpenregler öffnet bei druckloser Druckleitung durch einen Drucksensor initiiert das Saugdrosselventil, wodurch die Pumpe einen maximalen Volumenstrom fördert, und umgekehrt, wenn der Verbraucher kein Öl mehr benötigt und der Druck ansteigt schließt der Pumpenregler, wiederum durch den Drucksensor initiiert, das Saugdrosselventil und die Pumpe wird zurück geregelt.
• Diese Lösung hat allerdings den Nachteil, dass Verzögerungen auftreten, die durch die Rückmeldung der Druckänderungen vom Verbraucher zum Drucksensor über die Druckleitungen entstehen.
• In der DE 35 09 856 A1 erfolgt die Regelung der Förderpumpe in der Abhängigkeit des Differenzdruckes, der von einer Messdrossel erzeugt wird. Bei einem geringen Differenzdruck wird nur ein geringer Volumenstrom erzeugt, während umgekehrt bei einem großen Differenzdruck ein hoher Volumenstrom vorliegt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelzeiten in einer derartigen Energieversorgungseinrichtung zu verkürzen, so dass die Pumpe bei Belastungsänderungen im Verbraucher ohne nennenswerte Zeitverzögerung die angeforderte Ölmenge bereitstellen kann.
• Nach der Erfindung lässt sich diese Aufgabe durch den Anspruch 1 lösen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Unteranspruch 2.
• Die zum Verbraucher führende Druckleitung enthält einen Speicher sowie einen Drucksensor, der mit einem elektronischen Pumpenregler verbunden ist. Der Pumpenregler steuert dabei in Abhängigkeit eines vom Drucksensor abgegebenen Signals das in die Saugleitung eingesetzte Saugdrosselventil. Der Drucksensor liefert ein schnelles Signal über die Druckänderungen in der Druckleitung, das sich über den elektronischen Pumpenregler ohne Verzögerung am Saugdrosselventil in eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Ansaugöffnungsquerschnittes umsetzen lässt. Der Speicher dient kurzzeitig zur Druckstützung, bis die Pumpe den erforderlichen Volumenstrom anbieten kann.
• Zusätzlich ist ein Verbraucherregler vorhanden, der Signale des Verbrauchers verarbeitet und diese dem Pumpenregler übermittelt. Durch diese Maßnahme erreicht man noch kürzere Regelzeiten, da das Signal für die Druckanforderung noch vor dem Ansprechen des Verbrauchers in den Pumpenregler eingeleitet wird. Verzögerungen, die durch die Rückmeldung der Druckänderungen vom Verbraucher zum Drucksensor über die Druckleitung 4 entstehen, lassen sich auf diese Weise vermeiden. Der Drucksensor gibt in diesem Falle lediglich das Signal beim Erreichen des Druckanstiegs in der Druckleitung zur Druckabschaltung, also zur Verkleinerung des Ansaugöffnungsquerschnittes des Saugdrosselventils.
• Nach Anspruch 2 entsteht eine weitere Möglichkeit für ein schnelleres Ansprechen der Regeleinrichtung darin, den Drucksensor mit einem Strömungswächter zu kombinieren. In einer solchen Anordnung fährt der Strömungswächter die Pumpe hoch, während der Drucksensor die Pumpe über das Saugdrosselventil abschaltet. Im Vergleich zur Ausführung nach Anspruch 1 ist hier jedoch der Bauaufwand größer.
• Die Zeichnung zeigt im Schema zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei das zweite Ausführungsbeispiel in strichpunktierten Linien angedeutet ist.
• Eine Hochdruckpumpe 1 fördert über eine Saugleitung 2 Drucköl aus einem Tank 3 über eine Druckleitung 4 in einen Verbraucher 5 mit einem nicht sichtbaren Steuerventil. Das Steuerventil arbeitet in der Neutralstellung mit geschlossener Mitte. Die Saugleitung 2 enthält ein als Proportionalventil arbeitendes Saugdrosselventil 6. In der Druckleitung 4 sitzt ein Speicher 7. In Zeiten geringen Verbrauches lädt die Pumpe 1 den Speicher 7 auf. Der Speicher 7 puffert die Regelverzögerungen ab und hält den Druck konstant. An der Druckleitung 4 liegt ein Drucksensor 10, welcher durch eine Steuerleitung 11 mit einem elektronischen Pumpenregler 12 in Verbindung steht. Der Pumpenregler 12 steuert das Saugdrosselventil 6 durch Enger- oder Weiterstellen entsprechend dem Verbraucherdruck in der Druckleitung 4.
• Im Normalfall regelt der Drucksensor 2 die Pumpe 1 in folgender Weise:
  Bei druckloser Druckleitung 4 bringt der Pumpenregler 12 durch ein entsprechendes Signal des Drucksensors 10 das Saugdrosselventil 6 in die Offenstellung. Daraufhin fördert die Pumpe 1 das maximale Volumen. – Wenn der Verbraucher kein Öl mehr benötigt, steigt der Druck an und der Pumpenregler 12 regelt nach einem entsprechenden Signal des Drucksensors 10 das Saugdrosselventil 6 und damit die Pumpe 1 zurück.
• Zur Beschleunigung des Regelvorganges lässt sich auch ein Signal von einem Verbraucherregler 13 direkt in den Pumpenregler 12 einspeisen. Die Signale des Verbraucherreglers 13 werden über eine Steuerleitung 11 dem Pumpenregler 12 übermittelt. Eine solche Regelung ist schneller, da der Regeleingriff schon vor dem Ansprechen des Verbrauchers 5 erfolgt.
• Man kann den Drucksensor 10 auch mit einem Strömungswächter (nicht dargestellt) kombinieren. Der Strömungswächter regelt die Pumpe über den Pumpenregler 12 hoch, während der Drucksensor 10 die Pumpe 1 abschaltet. Diese Lösung ist jedoch etwas langsamer als die der ersten Ausführung. Außerdem ist der Bauaufwand höher.
• Die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung lässt sich vorteilhaft verwenden zum Beispiel für eine "AKTIVE FEDERUNG" für Kraftfahrzeuge.

1

Hochdruckpumpe

2

Saugleitung

3

Tank

4

Druckleitung

5

Verbraucher

6

Saugdrosselventil

7

Speicher

8

9

10

Drucksensor

11

Steuerleitung

12

Pumpenregler

13

Verbraucherregler

Claims (2)

1. Regeleinrichtung für einen Hydraulikkreis mit einer Hochdruckpumpe (1), die über eine Druckleitung (4) einen Verbraucher (5) mit Drucköl versorgt, wobei der Verbraucher durch ein in die Druckleitung eingesetztes, in der Neutralstellung geschlossenes Steuerventil betätigbar ist, und mit einem in einer Saugleitung (2) der Hochdruckpumpe vorgesehenen Saugdrosselventil (6), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Druckleitung (4) enthält einen Speicher (7); – die Druckleitung (4) steht mit einem an einen Pumpenregler (12) angeschlossenen Drucksensor (10) in Verbindung und der Pumpenregler (12) steuert in Abhängigkeit eines vom Drucksensor (10) abgegebenen Signals das Saugdrosselventil (6); – mit dem Pumpenregler (12) steht ein Verbraucherregler (13) über eine Steuerleitung (11) in Verbindung.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (10) mit einem Strömungswächter kombiniert ist.