DE19735110A1 - Regelvorrichtung mit Druckmittler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für mehrere in getrennte Arbeitsleitungen fördernde Hydropumpen.

Eine Regelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geht aus der 0 133 870 B1 hervor. Aus dieser Druckschrift ist eine Regelvorrichtung für mehrere in getrennte Arbeitsleitungen fördernde Hydropumpen bekannt. Die Doppel-Hydropumpen werden durch eine auf eine gemeinsame Verstellvorrichtung einwirkende Regeleinheit angesteuert, die einen Leistungsregler umfaßt. Ferner ist in der Regeleinheit ein Druckmittler vorgesehen, der mit den getrennten Arbeitsleitungen der beiden Hydropumpen verbunden ist und aus den in den getrennten Arbeitsleitungen herrschenden Arbeitsdrücken einen gemittelten Arbeitsdruck erzeugt. Der gemittelte Arbeitsdruck dient zur Ansteuerung der Verstellvorrichtung. Ein derartiger Druckmittler geht im Detail z. B. aus der DE 34 07 827 C2 hervor. Der dort offenbarte Druckmittler umfaßt einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Stufenkolben, wobei zwischen dem Kolbenraum und dem Stufenkolben eine erste und eine zweite Steuerkante gebildet sind. Die erste Steuerkante ist mit einer ersten Druckleitung und die zweite Steuerkante mit einer zweiten Druckleitung verbunden. Stromabwärts der Steuerkanten sind Ringnuten vorgesehen, die jeweils über ein Rückschlagventil mit einer Ausgangsleitung verbunden sind. Der Stufenkolben wird sowohl mit den in den Eingangsleitungen anstehenden Eingangsdrücken als auch mit dem in der Ausgangsleitung anstehenden Ausgangsdruck beaufschlagt. Dabei ergibt sich eine solche Einstellung des Stufenkolbens innerhalb des Kolbenraums, daß an der Ausgangsleitung ein gemittelter Druck ansteht.

Nachteilig bei der bekannten Regelvorrichtung ist jedoch, daß eine Veränderung der Gesamtregelcharakteristik, insbesondere der durch den Leistungsregler vorgegebenen Gesamtleistung der beiden Doppelpumpen nicht auf einfacher Weise durch ein Steuersignal veränderbar ist. Dies ist in der Praxis wünschenswert, da unterschiedliche Betriebszustande eine unterschiedliche Betriebsleistung der Hydropumpen erfordern. Beim Wechsel der Betriebszustände soll möglichst schnell zwischen verschiedenen Leistungsbegrenzungen umgeschaltet werden können. Diese Problematik stellt sich nicht nur bei dem aus 0 133 820 B1 bekannten Leistungsregler, sondern auch bei anderen Regelvorrichtungen für mehrere in getrennte Arbeitsleitungen fördernde Hydropumpen, z. B. bei einer Druck- Regelvorrichtung oder einer Drehmoment-Regelvorrichtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für mehrere in getrennte Arbeitsleitungen fördernde Hydropumpen anzugeben, die ein schnelles Umschalten der Regelcharakteristik ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen löst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Verändern des Ausgangsdrucks des Druckmittlers eine besonders effiziente Veränderung der Regelcharakteristik der Regelvorrichtung erreicht werden kann. Erfindungsgemäß ist an den Druckmittler ein Geber vorgesehen, der den Druckmittler so beaufschlagt, daß der von dem Druckmittler erzeugte gemittelte Arbeitsdruck nicht nur von den in den Arbeitsleitungen herrschenden einzelnen Arbeitsdrücken, sondern zusätzlich von einem auf den Geber einwirkenden Gebersignal abhängig ist.

Die Ansprüche 2 bis 11 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Der Druckmittler kann entsprechend Anspruch 2 einen Ventilkolben aufweisen, wobei der Geber über eine erste Druckmittler-Feder den Ventilkolben elastisch beaufschlagt. Durch die dabei von dem Geber auf den Ventilkolben ausgeübte Zusatzkraft wird eine dem Gebersignal proportionale Verstellung des Ventilkolbens bewirkt und dadurch der Ausgangsdruck des Druckmittlers in Abhängigkeit von dem Gebersignal und weiterhin in Abhängigkeit von den Arbeitsdrücken der mit dem Druckmittel verbundenen Arbeitsleitungen variiert. Entsprechend Anspruch 3 kann an dem Ventilkolben eine zweite Druckmittler-Feder angreifen, die den Ventilkolben entgegengesetzt zu dem Geber beaufschlagt, so daß der Ventilkolben durch die beiden Druckmittler-Federn in seinem Kolbengehäuse zentriert ist. Die Vorspannung zumindest einer der Druckmittler-Federn ist entsprechend Anspruch 4 vorteilhaft justierbar, um eine Feinabstimmung des Druckmittlers zu ermöglichen. Entsprechend Anspruch 5 kann der Geber ein Elektromagnet und das Gebersignal somit eine elektrisches Signal sein. Der Elektromagnet gewährleistet ein schnelles Ansprechen des Druckmittlers und somit der Regelvorrichtung auf das elektrische Gebersignal.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung hat besondere Vorteile, wenn jeder Hydrompumpe entsprechend Anspruch 6 jeweils eine separate Verstellvorrichtung zugeordnet ist und jede Verstellvorrichtung von dem Druckmittler angesteuert wird. Dabei können zwei konventionelle Ventileinheiten Verwendung finden, wie sie üblicherweise an Einzel-Hydropumpen eingesetzt werden. Für eine Doppel-Hydropumpe oder Mehrfach- Hydropumpe sind daher keine besonderen Ventileinheiten zu konstruieren oder herzustellen, was den Kostenaufwand deutlich reduziert. Es ist jedoch notwendig, die Ventileinheiten durch ein einheitliches Steuersignal gemeinsam anzusteuern, und über dieses gemeinsame Steuersignal die Regelcharakteristik beider Regeleinheiten einheitlich zu verändern. Wenn die Ventileinheiten z. B. als Leistungsregler arbeiten, kann durch den durch den Druckmittler erzeugten gemittelten Arbeitsdruck die Gesamtleistung der beiden Hydropumpen vorgegeben werden. Da erfindungsgemäß der gemittelte Arbeitsdruck durch den an dem Druckmittler vorgesehene Geber zusätzlich variierbar ist, kann durch ein z. B. elektrisches Steuersignal, welches auf den z. B. als Elektromagneten ausgebildeten Geber einwirkt, die Gesamtleistung der Hydropumpen schnell und effektiv verändert werden und somit den Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Der Leistungsregler kann entsprechend Anspruch 8 dabei durch einen sogenannten Hyperbelregler gebildet werden, in dem jede Verstellvorrichtung über einen Schwenkhebel mit zugehörigen Leistungsregelventilen in Verbindung steht und der von dem Druckmittler erzeugte gemittelte Arbeitsdruck über einen an dem Schwenkhebel angreifenden Steuerschieber und den Schwenkhebel auf das Leistungsregelventil übertragen wird. Entsprechend Anspruch 9 kann der Steuerschieber in einen das Verdrängungsvolumen verstellenden Stellkolben integriert sein. Dabei ist der Hebelarm, mit welchem der Steuerschieber an dem Schwenkhebel angreift, von der Stellung des Stellkolbens und somit von dem Verdrängungsvolumen der zugehörigen Hydropumpe abhängig.

Entsprechend Anspruch 10 kann die Regeleinheit für jede Verstellvorrichtung ein separates Hubregelventil aufweisen, das die Ausschwenkung der zugeordneten Hydropumpe in Abhängigkeit von einem Stelldruck regelt. Der Stelldruck wird dem Hubregelventil mittels einer jeder Hydropumpe separat zugeordneten Stelldruckleitung zugeführt. Dabei ist das Hubregelventil über eine Hubregelventil-Feder mit dem Stellkolben elastische verbunden. Unterhalb der Leistungsregel-Kennlinie (Hyperbel-Kennlinie) des durch das Leistungsregelventil, den Schwenkhebel und den Steuerschieber gebildeten Leistungsreglers wird das Verdrängungsvolumen der entsprechenden Hydropumpe in Abhängigkeit von dem in der Stelldruckleitung herrschenden Stelldruck durch das Hubregelventil geregelt. Bei Überschreiten der Leistungsregler-Kennlinie durch das eingestellte Verdrängungsvolumen bzw. den sich in der Arbeitsleitung einstellenden Arbeitsdruck greift der Leistungsregler ein und regelt das Verdrängungsvolumen entsprechend der Leistungsregler-Kennlinie (Hyperbel-Kennlinie, Kennlinie gleicher Leistung) zurück. Entsprechend Anspruch 11 kann die Regeleinheit für jede Verstellvorrichtung zusätzlich oder auch alternativ ein separates Druckabschneideventil aufweisen, das mit dem Arbeitsdruck in der zugehörigen Arbeitsleistung beaufschlagt wird und den Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt. Ein weiteres Ausschwenken der entsprechenden Hydropumpe wird bei Überschreiten des Maximaldrucks in der Arbeitsleitung verhindert.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung in einem hydraulischen Prinzipschaltbild; und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des bei der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung verwendeten Druckmittlers.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung wird anhand von Fig. 1 näher beschrieben. Die Regelvorrichtung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels arbeitet als kombinierter Leistungsregler und Druckregler. Zusätzlich ist das Verdrängungsvolumen jeder einzelnen Hydropumpe im Rahmen der durch den Leistungsregler und den Druckregler vorgegebenen Regelgrenzen durch einen auf ein Hubregelventil einwirkenden Stelldruck separat ansteuerbar. Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung kann jedoch auch bei nach anderen Regelprinzipien arbeitenden Regelvorrichtungen, die sich eines Druckmittlers bedienen, Verwendung finden.

Die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete erfindungsgemäße Regelvorrichtung dient zum Ansteuern zweier in getrennte Arbeitsleitungen 1a bzw. 1b fördernder Hydropumpen 2a und 2b. Die Hydropumpen 2a und 2b werden über eine gemeinsame Antriebswelle 3 z. B. von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor angetrieben. Die Hydropumpen 2a bzw. 2b saugen Druckfluid über eine zugeordnete, mit einem Druckfluid-Tank 4 verbundene Saugleitung 5a bzw. 5b an und speisen das Druckfluid unter einem Arbeitsdruck in die Arbeitsleitungen 1a bzw. 1b ein. In dem Ausführungsbeispiel arbeiten die beiden Hydropumpen 2a und 2b als Doppelhydropumpe. können jedoch auch im Rahmen der Erfindung noch weitere Hydropumpen vorgesehen sein.

Jeder Hydropumpe 2a und 2b ist eine Verstellvorrichtung 6a bzw. 6b zugeordnet, die der Verstellung des Verdrängungsvolumen V_g zwischen einem Minimalwert V_g min und einem Maximalwert V_{g max} dient. Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in Fig. 1 die Verstellvorrichtungen in Richtung auf das maximale Verdrängungsvolumen V_g max und das minimale Verdrängungsvolumen V_{g min} durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet. Jede Verstellvorrichtung 6a, 6b besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Verstellkolben 7a bzw. 7b und 8a bzw. 8b, die in Stellzylindern 9a bzw. 9b und 10a bzw. 10b bewegbar sind. Die Verstellkolben 7a und 8a bzw. 7b und 8b verstellen je nach Kolbenhub das Verdrängungsvolumen der zugeordneten Hydropumpe 2a bzw. 2b.

Für jede Hydropumpe 2a bzw. 2b ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Leistungsregler vorgesehen, der ein Leistungsregelventil 11a bzw. 11b umfaßt. In den Stellkolben 7a und 7b ist jeweils ein Steuerschieber 12a bzw. 12b vorgesehen, der durch jeweils einen in dem Stellkolben 7a bzw. 7b ausgebildeten Druckraum 13a bzw. 13b beaufschlagbar ist. Der Druckraum 13a bzw. 13b ist über eine in dem Stellkolben 7a bzw. 7b ausgebildete Verbindungsleitung 14a bzw. 14b mit dem zugeordneten Stellzylinder 9a bzw. 9b verbunden. Eine Erhöhung des Drucks in dem Stellzylinder 9a bzw. 9b bewirkt eine Verschiebung des Stellkolbens 7a und 7b in Fig. 1 nach links in Richtung auf maximales Verdrängungsvolumen V_{g max}. Gleichzeitig wird der Steuerschieber 12a bzw. 12b über die Verbindungsleitung 14a bzw. 14b und den Druckraum 13a bzw. 13b in zur Bewegungsrichtung des Stellkolbens 7a bzw. 7b senkrechter Richtung beaufschlagt und wirkt auf einen feststehenden, an einem Lager 15a bzw. 15b gelagerten Schwenkhebel 16a bzw. 16b ein. Der dem Steuerschieber 12a bzw. 12b gegenüberliegende Arm des Schwenkhebels 16a bzw. 16b wirkt über ein Gestänge 17a bzw. 17b auf das Leistungsregelventil 11a bzw. 11b. Der Ventilkolben des Leistungsregelventils 11a bzw. 11b wird dabei gegen eine vorzugsweise justierbare Leistungsregelventil-Feder 18a bzw. 18b verschoben, so daß über das Leistungsregelventil 11a bzw. 11b, das noch zu beschreibende Hubregelventil 19a bzw. 19b und das ebenfalls noch zu beschreibende Druckabschneideventil 20a bzw. 20b und die Leitung 21a bzw. 21b der Stellzylinder 10a bzw. 10b des jeweils gegenüberliegenden Stellkolbens 8a bzw. 8b mit dem Druck p_m beaufschlagt wird. Dadurch wird die Hydropumpe 2a bzw. 2b in Richtung auf minimales Fördervolumen V_{g min} zurückgeschwenkt.

Da der Hebelarm, mit welchem der Steuerschieber 12a bzw. 12b an dem Schwenkhebel 16a bzw. 16b angreift, von der Stellung des Stellkolbens 7a bzw. 7b und somit von dem Verdrängungsvolumen V_g der Hydropumpe 2a und 2b abhängt, ergibt sich insgesamt eine hyperbolische Kennlinie zwischen dem in den Leitungen 22a bzw. 22b anstehenden gemittelten Arbeitsdruck p_m und dem Verdrängungsvolumen V_g der entsprechende Hydropumpe 2a und 2b. Die hyperbolische Leistungsregler-Kennlinie stellt dabei in einem Arbeitsdruck-Verdrängungsvolumen-Diagramm eine Kennlinie konstanter Arbeitsleistung dar, so daß der Leistungsregler den Arbeitsbereich der entsprechenden Hydropumpe 2a bzw. 2b auf eine Maximalleistung begrenzt.

Vor dem Ansprechen des Leistungsregelventils 11a bzw. 11b, d. h. vor Erreichen der Maximalleistung regelt das Hubregelventil 19a bzw. 19b das Verdrängungsvolumen V_g der entsprechenden Hydropumpe 2a und 2b. Die hydraulischen Steuereingänge Y₁ und Y₂ sind über Stelldruckleitungen 23a und 23b mit den jeweiligen Hubregelventil 19a bzw. 19b verbunden. Durch das über die Eingänge Y₁ bzw. Y₂ in Form eines Stelldrucks zugeführte Stellsignal wird der Ventilkolben des Hubregelventils 19a bzw. 19b gegen eine vorzugsweise justierbare erste Hubregelventil-Feder 24a bzw. 24b verschoben. Je größer der Stelldruck an dem Eingang Y₁ bzw. Y₂ ist, desto mehr wird der Stellkolben 8a bzw. 8b mit entsprechenden Arbeitsdruck p₁ bzw. p₂ beaufschlagt und die zugehörige Hydropumpe 2a bzw. 2b in Richtung auf minimales Verdrängungsvolumen V_{g min} zurückgeschwenkt. Das Verdrängungsvolumen V_g der Hydropumpe 2a bzw. 2b ist daher dem Stelldruck an den Eingängen Y₁ und Y₂ umgekehrt proportional (negativer Regelcharakteristik). Eine Rückkopplung der Stellposition der Verstellvorrichtung 6a bzw. 6b auf das Hubregelventil 19a bzw. 19b erfolgt über den Verlängerungsarm 25a bzw. 25b und die zweite Hubventil-Feder 26a bzw. 26b. Das den Eingängen Y₁ und Y₂ zugeführte Stellsignal kann z. B. auch ein elektrisches Signal sein.

Zusätzlich ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für jede Hydropumpe 2a bzw. 2b ein Druckabschneideventil 20a bzw. 20b vorgesehen. Der Ventilkolben des Druckabschneideventils 20a bzw. 20b wird durch den in der Arbeitsleitung 1a bzw. 1b der entsprechenden Hydropumpe 2a bzw. 2b herrschenden Arbeitsdruck p₁ bzw. p₂ gegen eine vorzugsweise justierbare Druckabschneideventil-Feder 27a bzw. 27b beaufschlagt. Wenn der Arbeitsdruck p₁ bzw. p₂ in der entsprechenden Arbeitsleitung 1a bzw. 1b ansteigt, wird der Ventilkolben des Druckabschneideventils 20a bzw. 20b so verschoben, daß der Stellkolben 8a bzw. 8b zunehmend über die Leitung 21a bzw. 21b und das Druckabschneideventil 20a bzw. 20b mit dem Arbeitsdruck p₁ bzw. p₂ beaufschlagt wird und somit die zugeordnete Hydropumpe 2a bzw. 2b in Richtung auf minimales Verdrängungsvolumen V_{g min} zurückschwenkt. Das Druckabschneideventil 20a bzw. 20b bewirkt daher eine Druckbegrenzung in der entsprechenden Arbeitsleitung 1a bzw. 1b.

Die Regelcharakteristik der aus dem Leistungsregelventil 11a bzw. 11b, dem Hubregelventil 19a bzw. 19b und dem Druckabschneideventil 20a bzw. 20b bestehenden Ventileinheit kann daher dahingehend zusammengefaßt werden, daß das Leistungsregelventil die Leistung der Hydropumpe 2a bzw. 2b auf eine maximale Leistung begrenzt, während das Druckabschneideventil 20a bzw. 20b den Arbeitsdruck in den Arbeitsleitungen 1a bzw. 1b begrenzt. Innerhalb des durch diese Begrenzungen festgelegten Regelbereichs wird das Verdrängungsvolumen V_g durch den den hydraulischen Eingängen Y₁ bzw. Y₂ zugeführten Stelldruck vorgegeben.

Die erfindungsgemäße hydraulische Regeleinheit umfaßt neben den vorstehend geschilderten Ventileinheiten 11a, 19a, 20a bzw. 11b, 19b, 20b ferner einen Druckmittler 30, der über Verbindungsleitungen 31a bzw. 31b mit den Arbeitsleitungen 1a bzw. 1b in Verbindung steht. Ein Ventilkolben 32 des Druckmittlers 30 wird durch die in den Arbeitsleitungen 1a bzw. 1b herrschenden Arbeitsdrücke p₁ bzw. p₂ beaufschlagt. Der Druckmittler 30 dient zur Erzeugung eines gemittelten Arbeitsdrucks p_m, der über die bereits beschriebenen Verbindungsleitungen 22a bzw. 22b der Verstellvorrichtung 6a bzw. 6b zugeführt wird. In Gegenrichtung wird der Ventilkolben 32 durch den gemittelten Arbeitsdruck p_m beaufschlagt, so daß sich an den Ventilkolben 32 bei Außerachtlassung der erfindungsgemäßen Weiterbildung ein gemittelter Arbeitsdruck p_m einstellt, der dem arithmetischen Mittel zwischen den beiden Arbeitsdrücken p₁ und p₂ entspricht. Das Gleichgewicht an dem Ventilkolben 32 wird jedoch durch einen erfindungsgemäßen Geber 33 gestört, der an dem Ventilkolben 32 über eine zwischen dem Geber 33 und dem Ventilkolben 32 angeordnete erste Druckmittler-Feder 34 angreift. Der Geber 33 ist daher mit dem Ventilkolben 32 elastisch gekoppelt. An dem gegenüberliegenden Ende greift an dem Ventilkolben 32 eine vorzugsweise justierbare zweite Druckmittler-Feder 35 an, so daß der Geber 33 den Ventilkolben 32 gegen die zweite Druckmittler-Feder 35 beaufschlagt. Der Geber 33 ist vorzugsweise ein Elektromagnet und wird über elektrische Verbindungskabel 36 mit einem elektrischen Gebersignal angesteuert.

Wie bereits beschrieben, wird durch den gemittelten Arbeitsdruck p_m die Maximalleistung der Hydropumpen 2a bzw. 2b vorgegeben. Durch Verändern der Gleichgewichtslage des Ventilkolbens 32 des Druckmittlers 30 mittels des Gebers 33 kann somit der gemittelte Arbeitsdruck p_m abweichend von dem arithmetischen Mittel der beiden Arbeitsdrücke p₁ und p₂ innerhalb gewisser Grenzen variiert werden, was zu einer Veränderung der Maximalleistung der beiden Hydropumpen 2a und 2b führt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Gebers 33 an dem Druckmittler 30 kann somit in konstruktiv relativ einfacher und kostengünstiger Bauweise die Regelvorrichtung 1 so erweitert werden, daß die Maximalleistung der beiden Hydropumpen 2a und 2b durch das den Geber 33 verstellende, vorzugsweise elektrische Gebersignal innerhalb gewisser Grenzen veränderbar ist. Bei einem Wechsel des Betriebszustands der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung kann daher die Maximalleistung der Hydropumpen 2a und 2b durch das auf Gebersignal relativ einfach und schnell verändert werden.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte konstruktive Ausbildung des Druckmittlers 30 in einer Schnittdarstellung.

Der insgesamt mit 30 bezeichnete Druckmittler weist einen als Stufenkolben ausgebildeten Ventilkolben 32 auf, dessen zwei gleichsinnige Stufenflächen 40 und 41 gleich groß sind. Die zu den Stufenflächen 40 und 41 gegensinnig angeordnete Arbeitsfläche 42 weist eine Fläche A auf, die gleich der Summe der Flächen A1 und A2 der beiden Stufenflächen 40 und 41 ist. Der Ventilkolben 32 ist in einem Gehäuse 43 angeordnet, von welchem nur die inneren Arbeitsräume dargestellt sind. So weist das Gehäuse einen ersten Arbeitsraum 44 auf, in welchen die Zuleitung 31a mit dem Arbeitsdruck p₁ einmündet. Des weiteren ist ein zweiter Arbeitsraum 45 vorgesehen, an welchen die Zuleitung 31b mit dem zweiten Arbeitsdruck p₂ angeschlossen ist. Jedem der beiden Arbeitsräume 44 und 45 bzw. den Steuerkanten 46 und 47 der Stufenflächen 40 und 41 ist eine Ringnut 48 bzw. 49 zugeordnet. Die Steuerkanten 46 und 47 wirken dabei jeweils mit einer Kante der Ringnuten 48 bzw. 49 zusammen. Aus den Ringnuten 48 und 49 führen je ein Ableitung 50 bzw. 51 weg. In jeder der Ableitungen 50 und 51 ist je ein Rückschlagventil 52 bzw. 53 angeordnet. Beide Ableitungen 50 und 51 sind mit einer Leitung 22 vereinigt, von welcher wiederum eine Abzweigung 54 zu der Arbeitsfläche 42 und eine weitere Abzweigung 55 zu den Verbindungsleitungen 22a und 22b führt. Die Steuerkanten 46, 47 bilden jeweils mit einer Kante der zugehörigen Ringnut 48 bzw. 49 Drosseln die mit 56 und 57 bezeichnet sind.

Der Druckmittler 30 arbeitet folgendermaßen:
Werden die Arbeitsdrücke p₁ und p₂ über die Zuleitungen 31a und 31b dem Druckmittler 30 zugeleitet, so wirken diese Drücke p₁ und p₂ auf die Stufenflächen 40 bzw. 41 des Ventilkolbens 32 ein. Sie werden den Ventilkolben 32 nach rechts verschieben, so daß die Steuerkanten 46 bzw. 47 der Ringnuten 48 bzw. 49 freigegeben sind. Damit kann das Druckfluid in die Ableitungen 50 bzw. 51 eindringen und über die Rückschlagventile 52 und 53 in die Leitung 22 gelangen.

Sind die beiden Arbeitsdrücke gleich groß, also p₁ = p₂, so wird sich über die Leitung 22 und die Abzweigung 54 der Druck p₁ = p₂ an der Arbeitsfläche 42 aufbauen. Hierdurch wird auf den Ventilkolben 32 von beiden Seiten mit gleichen Kräften eingewirkt. Die rechte Anschlagposition des Ventilkolbens 32 ist folglich bei Identität der Arbeitsdrücke die Gleichgewichtsstellung, da der gemittelte Druck p_m identisch ist mit den jeweiligen Arbeitsdrücken p₁ und p₂.

Tritt jedoch der Fall auf, daß einer der beiden Arbeitsdrücke p₁, p₂ höher ist, wird sich die Gleichgewichtsstellung des Ventilkolbens 32 verändern. Ist beispielsweise der Druck p₂ größer als der Druck p₁, dann wird, nachdem der Ventilkolben 32 in seine rechte Anschlagstellung geschoben wurde, das Druckfluid mit dem höheren Druck p₂, nachdem es durch die Ableitung 51 hindurchfließt, in die Leitung 22 fließen. Hierdurch wird das Rückschlagventil 52 geschlossen. Der Druck p₂ steht an der Arbeitsfläche 42. Da nunmehr der höhere Druck p₂ an der Arbeitsfläche 42 ansteht, ist die auf dieser Seite erzeugte, Links-Schubkraft größer als die von den Drücken p₁ und p₂ an den Stufenflächen 40, 41 verursachte Rechts-Schubkraft. Der Ventilkolben 32 wird folglich nach links verschoben bis die Steuerkante 47 der Stufenfläche 41 den Druckfluidstrom mit dem Druck p₂ soweit drosselt, daß das Kräftegleichgewicht wieder hergestellt ist. Dieses Gleichgewicht ist dann erreicht, wenn die Arbeitsdrücke gemittelt sind, also wenn gilt:

p_m = p₁/2 + p₂/2

Der Ventilkolben 32 wird folglich je nach Differenz zwischen den beiden Betriebsdrücken p₁ und p₂ den Druckfluidstrom mehr oder weniger drosseln oder auch ganz freigeben. Er wird jedoch immer eine Gleichgewichtsstellung einnehmen können.

Wie bereits erwähnt, kann der Druckmittler in gleicher Weise wie dies anhand der Zeichnung für zwei Arbeitsdrücke beschreiben wurde, auch für die Arbeitsdrücke von mehr als zwei Arbeitsleitungen ausgelegt werden. Immer wird der Ventilkolben 32 in seine Gleichgewichtsstellung geschoben, so daß die mehreren Arbeitsdrücke an den mehreren gleich großen Flächen über die Steuerkanten und Rückschlagventile mit dem Druck an der Arbeitsfläche 42 im Gleichgewicht stehen.

Die Druckverhältnisse an dem Ventilkolben 32 ergeben sich auch aus der folgenden Gleichgewichtsbetrachtung: Wenn die Stufenfläche 40 die Fläche A₁, die Stufenfläche 41 die Fläche A₂ und die Arbeitsfläche 42 die Fläche A hat und ferner gilt:

A₁ = A₂ = 1/2A

ergibt sich die Gleichgewichtsbeziehung:

p₁ × A₁ + p₂ × A₂ = p_m × A

(p₁ + p₂) 1/2A = p_m × A

p_m = p₁/2 + p₂/2

Erfindungsgemäß wird die Gleichgewichtslage des Ventilkolbens 32 des Druckmittlers 30 nicht nur durch die Arbeitsdrücke p₁ und p₂ sondern auch durch den Geber 33 zusätzlich beeinflußt. Der vorzugsweise als Elektromagnet ausgebildete Geber 33 ist über die erste Druckmittler-Feder 34 und eine Verlängerung 60 elastisch mit dem Ventilkolben 32 verbunden. An der gegenüberliegenden Seite des Ventilkolbens 32 ist ebenfalls eine Verlängerung 61 vorgesehen. Zwischen dem Gehäuse 43 und der Verlängerung 61 des Ventilkolbens 32 ist eine zweite Druckmittler-Feder 35 vorgesehen, die im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel justierbar ist. Ein Stößel 62 des Gebers 33 wird in seiner axialen Position durch ein über die elektrischen Leitungen 35 zugeführte Gebersignal beeinflußt und übt über die erste Druckmittler-Feder 32 eine entsprechende Kraft auf den Ventilkolben 32 aus, die diesen in Fig. 2 nach rechts verschiebt.

Durch die zweite Druckmittel-Feder 35 wird eine entsprechende Gegenkraft ausgeübt, so daß sich eine Gleichgewichtslage ergibt. Bei einer Verschiebung des Ventilkolbens 32 in Fig. 2 nach rechts erhöht sich der gemittelte Arbeitsdruck p_m in der Leitung 22 und stellt somit nicht mehr exakt das arithmetische Mittel aus den Arbeitsdrücken p₁ und p₂ dar. Wie bereits beschrieben kann dadurch z. B. die Leistungsbegrenzung der Leistungsregler beeinflußt werden. Das Ausmaß der Variationen des gemittelten Arbeitsdrucks p_m durch den Geber 33 ist mittels der justierbaren zweiten Druckmittler-Feder 35 einstellbar. Bei der in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Konzeption der Regeleinheit aus zwei jeweils den Hydropumpen 2a und 2b zugeordneten hydraulischen Einzelreglern und der Verwendung eines zentralen Druckmittlers 30 kann durch den Geber 33 erreicht werden, daß die Hydropumpen 2a und 2b trotz der Verwendung von hydraulischen Einzelreglern weitgehend parallel aus bzw. zurückschwenken.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt, insbesondere kann der erfindungsgemäß variierte Druckmittler 30 auch in Verbindung mit nach anderen Regelcharakteristiken arbeitenden Regeleinheiten zur Anwendung kommen, die z. B. lediglich eine Druckabschneidung und keine Leistungsregelung vorsehen oder als sogenannte Load-Sensing-Regler ausgelegt sind.

Claims (11)

1. Regelvorrichtung (1) für mehrere in getrennte Arbeitsleitungen (1a, 1b) fördernde Hydropumpen (2a, 2b) mit
zumindest einer Verstellvorrichtung (6a, 6b) zum Verstellen der Verdrängungsvolumina (V_g) der Hydropumpen (2a, 2b), und
einer einen Druckmittler (30) aufweisenden hydraulischen Regeleinheit (30, 11a, 11b, 19a, 19b, 20a, 20b) zum Ansteuern der zumindest einen Verstellvorrichtung (6a, 6b), wobei der Druckmittler (30) mit den getrennten Arbeitsleitungen (1a, 1b) der Hydropumpen (2a, 2b) verbunden ist und aus den in den getrennten Arbeitsleitung (1a, 1b) herrschenden Arbeitsdrücken (p₁, p₂) einen gemittelten Arbeitsdruck (p_m) erzeugt, der zur Ansteuerung der zumindest einen Verstellvorrichtung (6a, 6b) dient,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckmittler (30) mit einem Geber (33) zusätzlich so beaufschlagbar ist, daß der gemittelten Arbeitsdruck (p_m) nicht nur von den in den Arbeitsleitungen (1a, 1b) herrschenden Arbeitsdrücken (p₁, p₂), sondern zusätzlich von einem auf den Geber (33) einwirkenden Gebersignal abhängig ist.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittler (30) einen Ventilkolben (32) aufweist, der über eine erste Druckmittler-Feder (34) von dem Geber (33) elastisch beaufschlagbar ist.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilkolben (32) des Druckmittlers (30) eine zweite Druckmittler-Feder (35) angreift, die den Ventilkolben (32) entgegengesetzt zu dem Geber (33) beaufschlagt.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung zumindest einer der Druckmittler-Federn (34, 35) justierbar ist.

5. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (33) ein Elektromagnet und das Gebersignal ein elektrisches Signal ist.

6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Hydropumpe (2a, 2b) jeweils eine separate Verstellvorrichtung (6a, 6b) zugeordnet ist, und
daß die Regeleinheit (30, 11a, 11b, 19a, 19b, 20a, 20b) jede Verstellvorrichtung (6a, 6b) in Abhängigkeit von dem Arbeitsdruck (p₁; p₂), der in der Arbeitsleitung (1a, 1b), der zugeordneten Hydropumpe (2a; 2b) herrscht, und dem gemittelten Arbeitsdruck (p_m) ansteuert.

7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (30, 11a, 11b, 19a, 19b, 20a, 20b) für jede Verstellvorrichtung ein separates Leistungsregelventil (11a, 11b) aufweist.

8. Regelvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstellvorrichtung (6a, 6b) über einen Schwenkhebel (16a, 16b) mit dem zugehörigen Leistungsregelventil (11a, 11b) in Verbindung steht und der gemittelte Arbeitsdruck (p_m) über einen an dem Schwenkhebel (16a, 16b) angreifenden Steuerschieber (12a, 12b) und den Schwenkhebel (16a, 16b) auf das Leistungsregelventil (11a, 11b) einwirkt.

9. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12a, 12b) in einem das Verdrängungsvolumen (V_g) verstellenden Stellkolben (7a, 7b) integriert ist und der Hebelarm, mit welchem der Steuerschieber (12a, 12b) an dem Schwenkhebel (16a, 16b) angreift, von der Stellung des Stellkolbens (7a, 7b) und somit von dem Verdrängungsvolumen (V_g) der zugehörigen Hydropumpe (2a, 2b) abhängig ist.

10. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (30, 11a, 11b, 19a, 19b, 20a, 20b) für jede Verstellvorrichtung (6a, 6b) ein separates Hubregelventil (19a, 19b) aufweist, das die Ausschwenkung der zugeordneten Hydropumpe (2a, 2b) in Abhängigkeit von einem Stelldruck regelt, der dem Hubregelventil (19a, 19b) mittels jeweils einer jeder Hydropumpe (2a, 2b) separat zugeordneten Stelldruckleitung (23a, 23b) zugeführt wird, wobei das Hubregelventil (19a, 19b) über eine Hubregelventil-Feder (26a, 26b) mit dem Stellkolben (7a, 7b) elastisch verbunden ist.

11. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (30, 11a, 11b, 19a, 19b, 20a, 20b) für jede Verstellvorrichtung (6a, 6b) ein separates Druckabschneideventil (20a, 20b) aufweist, das mit dem Arbeitsdruck (p₁; p₂), der in der Arbeitsleitung (1a, 1b) der zugeordneten Hydropumpe (2a, 2b) herrscht, beaufschlagt ist und die Ausschwenkung der zugeordneten Hydropumpe (2a, 2b) begrenzt, wenn ein vorgegebener Maximaldruck in der Arbeitsleitung (1a, 1b) überschritten ist.