DE19753915A1 - Einrichtung zur Druckmittelversorgung von hydraulischen Verbrauchern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druckmittel­ versorgung von hydraulischen Verbrauchern, mit mindestens zwei Pumpen und mindestens zwei Verbrauchern sowie einer zwischen den Pumpen und den Verbrauchern angeordneten steuer­ baren Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 41 08 915, insbesondere Fig. 3, bekannt. Eine Verstellpumpe und eine Konstantpumpe, deren Fördervolumen kleiner als dasjenige der Verstellpumpe ist, werden gemeinsam mechanisch von einem Verbrennungsmotor angetrieben. Der Ausgangsanschluß jeder Pumpe ist mit jeweils einem Eingangsanschluß eines hydrau­ lisch gesteuerten Prioritätsventils verbunden. Das Priori­ tätsventil besitzt drei Ausgangsanschlüsse, von denen ein Ausgangsanschluß mit einem Primärlastkreis und die beiden anderen Ausgangsanschlüsse mit jeweils einem Hilfslastkreis verbunden sind. Da der Verbrennungsmotor vorrangig dem Antrieb eines Kraftfahrzeugs dient, handelt es sich sowohl bei dem Primärlastkreis als auch bei den Hilfslastkreisen der bekannten Einrichtung um Nebenverbraucher des Verbrennungs­ motors. Im Normalbetrieb versorgt die Verstellpumpe eine hydromechanische Servolenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, die den Primärlastkreis bildet, mit Druckmittel. Von der Verstellpumpe gefördertes Druckmittel, das der Primärlast­ kreis nicht benötigt, wird dem ersten Hilfslastkreis zuge­ führt. Die Konstantpumpe versorgt im Normalbetrieb den zweiten Hilfslastkreis mit Druckmittel. Fällt die Druck­ mittelversorgung des Primärlastkreises durch die Verstell­ pumpe aus, verbindet das Prioritätsventil den Primärlastkreis mit dem Ausgangsanschluß der Konstantpumpe. Die Verbindung des Primärlastkreises mit der Verstellpumpe bleibt erhalten, jedoch wird der erste Hilfslastkreis von der Druckmittel­ versorgung abgetrennt. Der zweite Hilfslastkreis bleibt dagegen mit dem Ausgangsanschluß der Konstantpumpe verbunden; eventuell überschüssiges Druckmittel wird dem zweiten Hilfs­ lastkreis über eine Drossel zugeführt. Die Konstantpumpe dient in dieser hydraulischen Einrichtung sowohl zur betriebsmäßigen Versorgung des zweiten Hilfslastkreises mit Druckmittel als auch als zweite unabhängige Druckversorgung für die Servolenkeinrichtung, die aber erst im Notfall wirk­ sam wird. Das Fördervolumen der Verstellpumpe ist so ausge­ legt, daß sie mindestens die betriebsmäßige Versorgung der Servolenkeinrichtung mit Druckmittel gewährleistet. Da die Konstantpumpe nur einen Notbetrieb der Servolenkeinrichtung gewährleisten soll, kann sie ein kleineres Fördervolumen als die Verstellpumpe besitzen. Im Sinne einer redundanten Versorgung wird die Servolenkeinrichtung entweder von der Verstellpumpe oder bei Ausfall der Verstellpumpe von der Konstantpumpe versorgt. In Abhängigkeit von dem Leistungs­ bedarf der Servolenkeinrichtung wird im Normalbetrieb der erste Hilfslastkreis von der Verstellpumpe mit versorgt bzw. im Notbetrieb der zweite Hilfslastkreis von der Konstantpumpe mit versorgt. Es ist jedoch nicht vorgesehen, daß die Verstellpumpe den zweiten Hilfslastkreis versorgt oder daß die Konstantpumpe den ersten Hilfslastkreis versorgt.

Durch den Einsatz eines hydrostatischen Getriebes zwischen dem Verbrennungsmotor und den Nebenverbrauchern eines Kraft­ fahrzeugs läßt sich das Drehzahlverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor und den Nebenverbrauchern entkoppeln. Wird ein Druckbegrenzungsventil im Bypass des Hydromotors eines Lüfterantriebs angeordnet, läßt sich bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors die Drehzahl des Lüfters begrenzen.

Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, wie Omnibussen, wird zunehmend mehr Leistungsbedarf für Neben­ verbraucher, wie Lenkeinrichtung, Kühlerlüfter, Lichtmaschine oder Klimaanlage, insbesondere im unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors verlangt. Da nicht alle Nebenverbraucher gleichzeitig betrieben werden, ist es unwirtschaftlich, die hydraulische Leistung des hydrostatischen Getriebes entspre­ chend der Summe des maximalen Leistungsbedarfs aller Neben­ verbraucher auszulegen. Bei einem Omnibus, der während einer Betriebspause auf einem sonnigen Parkplatz gestanden hat, benötigt die Klimaanlage zunächst die maximale hydraulische Antriebsleistung, damit die Fahrgäste beim Einsteigen eine angenehme Raumtemperatur vorfinden. Dagegen benötigt die Lenkung des Omnibusses vor der Abfahrt noch keine hydrau­ lische Antriebsleistung. Während der Fahrt tritt bei Lenk­ bewegungen ein Leistungsbedarf der Lenkung auf, dagegen verringert sich aufgrund der zusätzlichen Kühlung durch den Fahrtwind der hydraulische Leistungsbedarf der Klimaanlage. Der Leistungsbedarf der Lenkung ist beim Rangieren am größten. Da es sich hierbei aber nur um kurze Zeiträume handelt, ist es vertretbar, in dieser Zeit die der Klima­ anlage zugeführte hydraulische Antriebsleistung kurzzeitig zu reduzieren. Es ist also nicht erforderlich, die maximale hydraulische Antriebsleistung aller Nebenverbraucher gleich­ zeitig bereitzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine zur Verfügung stehende hydraulische Antriebsleistung, die kleiner als die Summe der maximalen hydraulischen Antriebsleistung aller Nebenverbraucher ist, so auf die Nebenverbraucher des Ver­ brennungsmotors zu verteilen, daß sie entsprechend ihrem Bedarf ausreichend mit Druckmittel versorgt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die Erfindung erlaubt es, einem der Ver­ braucher bei erhöhtem Druckmittelbedarf die Druckmittelströme von zwei Pumpen zuzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet. Der Einsatz von elektrischen Sensoren zur Erfassung des Leistungsbedarfs der einzelnen Verbraucher erlaubt eine bedarfsgerechte Ansteuerung des zwischen den Pumpen und den Verbrauchern angeordneten Wege­ ventils. Die Verknüpfung der Ausgangssignale der elektrischen Sensoren erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine elektroni­ sche Regeleinrichtung. Dabei können sicherheitsrelevante Verbraucher, wie die Lenkung oder die Kühlanlage des Verbren­ nungsmotors, bevorzugt mit Druckmittel versorgt werden. Der Einsatz von Konstantpumpen spart Kosten und Einbauraum. In vorteilhafter Weise werden Konstantpumpen mit unterschiedlich großem Fördervolumen verwendet. Wird zwischen den Pumpen und dem elektrisch gesteuerten Wegeventil ein weiteres Wegeventil angeordnet, das die Zuordnung zwischen Pumpen und Verbrau­ chern vertauscht, ist es auch bei Verwendung von Konstant­ pumpen möglich, die Verbraucher mit unterschiedlich großen Druckmittelströmen zu beaufschlagen. Dies führt bei rotieren­ den Verbrauchern zu einer feineren Drehzahlabstufung. Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich um beliebig viele Pumpenkreisläufe kaskadenförmig erweitern. Durch ein vorübergehendes Absenken des Pumpenausgangsdruckes während des Schaltvorganges des 3-Wege-Schaltventils, insbesondere bei einer Erhöhung des Druckmittelflusses zu einem der Verbraucher, lassen sich Druckstöße in den von den Pumpen zu den Verbrauchern führenden Leitungen sowie durch die Druckstöße hervorgerufene Drehmomentstöße, die auf die Pumpenwellen wirken, verringern oder ganz verhindern.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzel­ heiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Einrichtung gemäß der Erfindung, die zwei Pumpen und zwei Verbraucher aufweist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Einrichtung gemäß der Erfindung, die drei Pumpen und drei Verbraucher aufweist, und

Fig. 3 eine Weiterbildung der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung.

Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Einrichtung zur Versorgung von hydraulisch angetriebenen Nebenverbrauchern eines Verbren­ nungsmotors 1 eines Kraftfahrzeuges mit Druckmittel. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen Omnibus, also um ein Kraftfahrzeug größerer Leistung. Die Nebenverbraucher des Verbrennungsmotors 1 sind im folgenden kurz als Verbraucher bezeichnet. Der Verbren­ nungsmotor 1 treibt zwei Konstantpumpen 2 und 3 an. Die Konstantpumpen 2 und 3 fördern über Leitungen 4 bzw. 5 Druck­ mittel aus einem Tank 6 zu einem 2-Wege-Schaltventil 7. Die von den Pumpen 2 und 3 geförderten Druckmittelströme sind mit Q₂ bzw. Q₃ bezeichnet. Von dem 2-Wege-Schaltventil 7 führen zwei Leitungen 8 und 9 zu einem elektrisch gesteuerten 3-Wege-Schaltventil 10. Das 2-Wege-Schaltventil 7 und das 3-Wege-Schaltventil 10 sind jeweils in ihrer Ruhestellung dargestellt.

Von dem 3-Wege-Schaltventil 10 führt eine Leitung 11 zu einem ersten Verbraucher 12. Bei diesem Verbraucher handelt es sich um die Kühleinrichtung des Verbrennungsmotors 1. Der Ver­ braucher 12 ist über eine Leitung 13 mit dem Tank 6 verbun­ den. Der Verbraucher 12 enthält einen Konstantmotor 14 mit einer Abtriebswelle 15, an der ein Lüfterrad 16 gehalten ist. Parallel zu dem Konstantmotor 14 ist ein Druckbegrenzungs­ ventil 17 angeordnet. Das Druckbegrenzungsventil 17 dient zur Begrenzung der Drehzahl des Konstantmotors 14 bei hohen Dreh­ zahlen des Verbrennungsmotors 1. Das Druckmittel fließt über einen Kühler 18 und die Leitung 13 zurück zum Tank 6. Ein Rückschlagventil 19 sorgt dafür, daß bei einer Unterbrechung der Druckmittelzufuhr über die Leitung 11 dem Konstantmotor 14 noch so lange Druckmittel zugeführt wird, bis er nach dem Aufbrauchen der in ihm gespeicherten kinetischen Energie zum Stillstand gekommen ist. Für die Kühlung des Verbrennungs­ motors 1 ist ein Kühler 20 vorgesehen. Der Kühler 20 ist ebenfalls Bestandteil des Verbrauchers 12. Der Kühler 20 ist über Leitungen 21 und 22 mit dem Verbrennungsmotor 1 ver­ bunden. Das im Verbrennungsmotor 1 erwärmte Kühlmittel fließt über die Leitung 21 zum Kühler 20 und von diesem über die Leitung 22 zurück zu dem Verbrennungsmotor 1. Der von dem Lüfterrad 16 erzeugte Luftstrom wird über den Kühler 18 für das Druckmittel und über den Kühler 20 für das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 1 geführt.

Von dem 3-Wege-Schaltventil 10 führt eine weitere Leitung 23 zu einem zweiten Verbraucher 24. Bei diesem Verbraucher handelt es sich um das Kühlaggregat einer Klimaanlage. Der Verbraucher 24 ist über eine Leitung 25 mit dem Tank 6 verbunden. Ein Konstantmotor 26 treibt einen Kompressor 27 an. Mit dem Bezugszeichen 28 ist ein Entspannungsventil bezeichnet. Parallel zu dem Entspannungsventil 28 ist ein elektrisch gesteuertes 2-Wege-Schaltventil 29 angeordnet, das in der Zeichnung in seiner Ruhestellung dargestellt ist. In der Arbeitsstellung des 2-Wege-Schaltventils 29 fließt im Kompressor verdichtetes Kühlmittel über das Entspannungs­ ventil 28. In der Ruhestellung des 2-Wege-Schaltventils 29 wird dagegen im Kompressor verdichtetes Kühlmittel an dem Entspannungsventil 28 vorbeigeführt. Das 2-Wege-Schaltventil 29 ermöglicht somit eine 2-Punkt-Steuerung der Klimaanlage. Ein Rückschlagventil 30 sorgt dafür, daß bei einer Unter­ brechung der Druckmittelzufuhr über die Leitung 23 dem Konstantmotor 26 noch so lange Druckmittel zugeführt wird, bis er nach dem Aufbrauchen der in ihm gespeicherten kineti­ schen Energie zum Stillstand gekommen ist.

Das 2-Wege-Schaltventil 7 verbindet in der in der Fig. 1 dargestellten Ruhestellung die Leitung 4 mit der Leitung 8 und die Leitung 5 mit der Leitung 9. In der Arbeitsstellung verbindet es die Leitung 4 mit der Leitung 9 und die Leitung 5 mit der Leitung 8. Mit diesem Ventil läßt sich die Zuord­ nung der Konstantpumpen 2 und 3 zu den Verbrauchern 12 und 24 vertauschen. Besitzen die Konstantpumpen 2 und 3 unterschied­ lich große Fördervolumina, ermöglicht es das 2-Wege-Schalt­ ventil 7 die Verbraucher 12 und 24 in Abhängigkeit von seiner Schaltstellung mit unterschiedlich großen Druckmittelströmen zu beaufschlagen. Befinden sich das 2-Wege-Schaltventil 7 und das 3-Wege-Schaltventils 10 jeweils in ihren Ruhestellung, wird der Verbraucher 12 mit dem Druckmittelstrom Q₂ beauf­ schlagt und der Verbraucher 24 mit dem Druckmittelstrom Q₃. Befindet sich das 2-Wege-Schaltventil 7 in der Arbeits­ stellung und das 3-Wege-Schaltventil 10 in der Ruhestellung, wird der Verbraucher 24 mit dem Druckmittelstrom Q₂ beauf­ schlagt und der Verbraucher 12 mit dem Druckmittelstrom Q₃.

Das 3-Wege-Schaltventil 10 besitzt drei Schaltstellungen. Die in der Fig. 1 dargestellte Ruhestellung ist mit 0 bezeich­ net, die beiden Arbeitsstellungen sind mit a und b bezeich­ net. In der Ruhestellung 0 ist die Leitung 8 mit der Leitung 11 und die Leitung 9 mit der Leitung 23 verbunden. Die Ver­ braucher 12 und 24 sind jeweils nur mit einer der Pumpen 2 und 3 verbunden, die Druckmittelströme Q₂ und Q₃ werden jeweils einem der Verbraucher 12 und 24 zugeführt, wobei die Druckmittelströme Q₂ und Q₃ voneinander getrennt sind. Dabei bestimmt die Schaltstellung des 2-Wege-Schaltventils 7 mit welcher der Konstantpumpen 2 oder 3 die Verbraucher 12 und 24 verbunden sind. In der Arbeitsstellung a wird dem Verbraucher 12 die Summe Q₂ + Q₃ der Druckmittelströme der Konstantpumpen 2 und 3 zugeführt. In der Arbeitsstellung b wird dem Verbrau­ cher 24 die Summe Q₂ + Q₃ der Druckmittelströme der Konstant­ pumpen 2 und 3 zugeführt. Dem Verbraucher 12 wird in Abhän­ gigkeit von der Ansteuerung der Schaltventile 7 und 10 entweder kein Druckmittel, nur der Druckmittelstrom Q₂, nur der Druckmittelstrom Q₃ oder aber die Summe Q₂ + Q₃ der Druckmittelströme zugeführt. In diesem Fall wird dem Verbraucher 24 entweder die Summe Q₂ + Q₃ der Druckmittel­ ströme, nur der Druckmittelstrom Q₃, nur der Druckmittelstrom Q₂ oder aber kein Druckmittel zugeführt.

Die Ansteuerung des 2-Wege-Schaltventils 7 und des 3-Wege-Schalt­ ventils 10 erfolgt in Abhängigkeit von dem hydrauli­ schen Leistungsbedarf der Verbraucher 12 und 24 sowie von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1, der die Konstantpumpen 2 und 3 antreibt. Ein Sensor 31 erfaßt die Temperatur des Kühl­ mittels des Verbrennungsmotors 1 als Maß für den Leistungs­ bedarf des Verbrauchers 12 und formt diese in ein entspre­ chendes elektrisches Ausgangssignal um. Ein Sensor 32 erfaßt die im Omnibus herrschende Temperatur als Maß für den Leistungsbedarf des Kühlaggregats der Klimaanlage und formt diese in ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal um. Ein Sensor 33 erfaßt die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 als Maß für die Größe der Druckmittelströme Q₂ und Q₃ und formt den erfaßten Wert in ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal um. Die Sensoren 31, 32 und 33 sind über elektrische Leitungen 34, 35 bzw. 36 einer elektrischen Regeleinrichtung 37 zugeführt. Die Regeleinrichtung 37 verknüpft die Ausgangssignale der Sensoren 31, 32 und 33 zu Steuersignalen für das 2-Wege-Schaltventil 7, das 3-Wege-Schalt­ ventil 10 und das 2-Wege-Schaltventil 29. Die Ver­ knüpfung erfolgt nach in der Regeleinrichtung 37 gespeicher­ ten Regeln. Diese Regeln berücksichtigen sicherheitsrelevante Verbraucher durch eine bevorzugte Versorgung mit Druckmittel. Die Steuersignale der Regeleinrichtung 37 sind dem 2-Wege-Schalt­ ventil 7 über eine elektrische Leitung 38 zugeführt, dem 3-Wege-Schaltventil 10 über elektrische Leitungen 39 und 40 und dem 2-Wege-Schaltventil 29 über eine elektrische Leitung 41.

Die Druckmittelströme Q₂ und Q₃ sind von den Fördervolumina der Konstantpumpen 2 und 3 sowie von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 abhängig. Im folgenden sind die bei Leerlaufdrehzahl von den Konstantpumpen 2 und 3 geförderten Druckmittelströme mit Q₂₀ bzw. Q₃₀ bezeichnet. Ist z. B. das Fördervolumen der Konstantpumpe 2 doppelt so groß wie das Fördervolumen der Konstantpumpe 3, so ist der Druckmittel­ strom Q₂₀ doppelt so groß wie der Druckmittelstrom Q₃₀, es gilt also Q₂₀ = 2 × Q₃₀. Durch entsprechende Ansteuerung der Schaltventile 7 und 10 ist es möglich, dem Verbraucher 12 entweder einen Druckmittelstrom der Größe Q₃₀ (2-Wege-Schalt­ ventil 7 in der Arbeitsstellung, 3-Wege-Schaltventil 10 in der Ruhestellung) zuzuführen, einen Druckmittelstrom der Größe 2 × Q₃₀ (2-Wege-Schaltventil 7 in der Ruhestellung, 3-Wege-Schaltventil 10 in der Ruhestellung) zuzuführen, einen Druckmittelstrom der Größe 3 × Q₃₀ (Stellung des 2-Wege-Schalt­ ventils 7 beliebig, 3-Wege-Schaltventil 10 in der Arbeitsstellung a) zuzuführen oder kein Druckmittel (Stellung des 2-Wege-Schaltventils 7 beliebig, 3-Wege-Schaltventil 10 in der Arbeitsstellung b) zuzuführen. Der dem Verbraucher 24 zugeführte Druckmittelstrom ergibt sich aus den jeweiligen Stellungen der Schaltventile 7 und 10.

Die Fördervolumina der Konstantpumpen 2 und 3 sind so ausge­ legt, daß sie auch bei Leerlaufdrehzahl oder zumindest bei leicht erhöhter Leerlaufdrehzahl die sicherheitsrelevanten Verbraucher ausreichend mit Druckmittel versorgen. Bei einer Erhöhung der Drehzahl erhöhen sich die Druckmittelströme Q₂ und Q₃ entsprechend, dabei bleibt jedoch das Verhältnis zwischen den Druckmittelströmen Q₂ und Q₃ konstant. Bei einer Drehzahl, die gleich der doppelten Leerlaufdrehzahl ist, verdoppeln sich auch die Druckmittelströme Q₂ und Q₃ der Konstantpumpen 2 und 3. Es gelten dann die Beziehungen Q₂ = 2 × Q₂₀ und Q₃ = 2 × Q₃₀. Bei der Ansteuerung der Schaltventile 7 und 10 ist daher auch die jeweilige Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 mit zu berücksichtigen. Dies geschieht in der Regeleinrichtung 37.

Die Steuerung des Verbrauchers 24 erfolgt einerseits über die ihm zugeführte Druckmittelmenge, andererseits über das 2-Wege-Schaltventil 29, das in seiner Ruhestellung einen Teil des komprimierten Kühlmittels an dem Entspannungsventil 28 vorbeiführt. Bei dem Verbraucher 12 sorgt das Druckbegren­ zungsventil 17 bei zu hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 1 für eine Begrenzung des Differenzdrucks über dem Konstant­ motor 14 und damit auch für eine Begrenzung der Drehzahl des das Lüfterrad 16 antreibenden Konstantmotors 14.

Die Fig. 2 zeigt eine kaskadenförmige Erweiterung der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung zur Versorgung von hydrau­ lisch angetriebenen Nebenverbrauchern des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges mit Druckmittel. Aus Gründen der besse­ ren Übersichtlichkeit sind in der Fig. 2 die Verbraucher 12 und 24 nur als Blöcke dargestellt. In die von der Konstant­ pumpe 3 zu dem 2-Wege-Schaltventil 7 führende Leitung 5 ist ein weiteres 3-Wege-Schaltventil 42 eingefügt. Dieses Ventil verbindet in seiner in der Fig. 2 dargestellten Ruhestellung die Konstantpumpe 3 mit dem 2-Wege-Schaltventil 7. Der Leitungsabschnitt zwischen der Konstantpumpe 3 und einen Eingangsanschluß des 3-Wege-Schaltventils 42 ist mit dem Bezugszeichen 43 versehen. Eine weitere Konstantpumpe 44 ist über eine Leitung 45 mit einem zweiten Eingangsanschluß des 3-Wege-Schaltventils 42 verbunden. Der von der Konstantpumpe 44 geförderte Druckmittelstrom ist mit dem Bezugszeichen Q₄₄ versehen. In der Ruhestellung des 3-Wege-Schaltventils 42 fließt der von der Konstantpumpe 44 geförderte Druckmittel­ strom Q₄₄ über die Leitung 45 und eine Leitung 46 zu einem weiteren Verbraucher 47. Bei diesem Verbraucher handelt es sich um einen elektrischen Generator 48, der von einem Konstantmotor 49 angetrieben ist. Der Generator 48 versorgt das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie. Ein Rückschlagventil 50 sorgt dafür, daß bei einer Unterbrechung der Druckmittelzufuhr über die Leitung 46 dem Konstantmotor 49 noch so lange Druckmittel zugeführt wird, bis er nach dem Aufbrauchen der in ihm gespeicherten kineti­ schen Energie zum Stillstand gekommen ist. Eine Leitung 51 verbindet den Verbraucher 47 mit dem Tank 6. Ein elektrischer Sensor 52 erfaßt die Spannung des elektrischen Bordnetzes als Maß für den Leistungsbedarf des Verbrauchers 47 und formt diese in ein entsprechendes elektrisches Signal um. Der Ausgang des Sensors 52 ist über eine elektrische Leitung 53 mit einem Eingang der Regeleinrichtung 37 verbunden. Die Regeleinrichtung 37 verknüpft die Ausgangssignale der Sensoren 31, 32, 33 und 53 zu Steuersignalen für die 2-Wege-Schalt­ ventile 7 und 29 sowie für die 3-Wege-Schaltventile 10 und 42. Die Steuersignale der Regeleinrichtung 37 sind dem 2-Wege-Schaltventil 7 über die elektrische Leitung 38 zuge­ führt, dem 3-Wege-Schaltventil 10 über die elektrischen Leitungen 39 und 40, dem 2-Wege-Schaltventil 29 über die elektrische Leitung 41 und dem 3-Wege-Schaltventil 42 über elektrische Leitungen 54 und 55.

Das 3-Wege-Schaltventil 42 besitzt - wie das 3-Wege-Schalt­ ventil 10 - eine mit 0 bezeichnete Ruhestellung und zwei mit a und b bezeichnete Arbeitsstellungen. In der Ruhestellung des 3-Wege-Schaltventils 42 entspricht die in der Fig. 2 dargestellte hydraulische Einrichtung der in der Fig. 1 dargestellten hydraulische Einrichtung. Zusätzlich enthält sie einen weiteren hydraulischen Kreislauf, der aus der Konstantpumpe 44 und dem Verbraucher 47 besteht, wobei der weitere hydraulische Kreislauf von dem in der Fig. 1 dargestellten hydraulischen Kreislauf getrennt ist.

In der Arbeitsstellung a des 3-Wege-Schaltventils 42 ist dem Verbraucher 47 die Summe Q₃ + Q₄₄ des Druckmittelstromes Q₃ der Konstantpumpe 3 und des Druckmittelstromes Q₄₄ der Konstantpumpe 44 zugeführt.

In der Arbeitsstellung b des 3-Wege-Schaltventils 42 ist der Leitung 5 die Summe Q₃ + Q₄₄ des Druckmittelstromes Q₃ der Konstantpumpe 3 und des Druckmittelstromes Q₄₄ der Konstant­ pumpe 44 zugeführt. Somit es ist möglich, der Leitung 5 nicht nur den Druckmittelstrom Q₃ sondern auch die Summe der Druck­ mittelströme Q₃ und Q₄₄ zuzuführen. Diese Maßnahme erlaubt eine noch feinere Abstufung des den Verbrauchern 12 oder 24 zuführbaren Druckmittelstromes.

Die Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung. In der Fig. 3 ist zusätzlich ein erstes Proportional-Druckbegrenzungsventil 56 zwischen der von der Konstantpumpe 2 wegführenden Leitung 4 und der zum Tank 6 führenden Leitung 13 angeordnet. Zwischen der von der Konstantpumpe 3 wegführenden Leitung 5 und der zum Tank 6 führenden Leitung 25 ist ein weiteres Proportional-Druck­ begrenzungsventil 57 angeordnet. Die Höhe des Begrenzungs­ druckes der Proportional-Druckbegrenzungsventile ist elek­ trisch einstellbar. Die Einstellung des Begrenzungsdruckes der Proportional-Druckbegrenzungsventile 56 und 57 erfolgt durch die Regeleinrichtung 37. Von der Regeleinrichtung 37 führen elektrische Leitungen 58 und 59 zu den Proportional-Druck­ begrenzungsventilen 56 bzw. 57. Im normalen Betrieb ist der Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile 56 und 57 auf den sich aus der Auslegung der Verbraucher 12 und 24 ergebenden zulässigen Maximaldruck eingestellt. Das Proportional-Druckbegrenzungsventil 56 hat somit im normalen Betrieb die gleiche Wirkung wie das Druckbegrenzungsventil 17, wobei jedoch das Druckmittel, das beim Erreichen des Begrenzungsdruckes über das Proportional-Druckbegrenzungs­ ventil 56 zum Tank 6 fließt, nicht über den Kühler 18 geführt ist. Ist es nicht erforderlich, das beim Ansprechen der Druckbegrenzung zum Tank 6 abgeführte Druckmittel gesondert zu kühlen, kann das Druckbegrenzungsventil 17 entfallen.

Wird in der Fig. 1 das 3-Wege-Schaltventil 10 aus der Ruhestellung 0 in die Arbeitsstellung a geschaltet, erhöht sich der dem Verbraucher 12 zugeführte Druckmittelstrom sprungförmig von Q₂ auf Q₂ + Q₃. Der Hydromotor 14 und das an ihn angekoppelte Lüfterrad 16 werden stark beschleunigt. Dabei tritt ein Druckstoß in den Leitungen zwischen den Konstantpumpen 2 und 3 sowie dem Verbraucher 12 auf. Dieser Druckstoß wirkt als Drehmomentenstoß an den Wellen der Konstantpumpen 2 und 3. Durch den Drehmomentenstoß werden auch der Antrieb der Brennkraftmaschine 1, an den die Pumpen 2 und 3 gekoppelt sind, oder ein zwischen Brennkraftmaschine 1 und den Pumpen 2 und 3 angeordnetes Getriebe belastet. Ein derartiger Druckstoß tritt auch auf, wenn das 3-Wege-Schalt­ ventil 10 aus der Ruhestellung 0 in die Arbeitsstellung b geschaltet wird, um den dem Verbraucher 24 zugeführten Druckmittelstrom von Q₃ auf Q₂ + Q₃ zu erhöhen. Auch bei einer Vergrößerung des einem Verbraucher zugeführten Druck­ mittelstromes aufgrund eines Wechsels der Zuordnung zwischen den Verbrauchern 12 und 24 sowie den Konstantpumpen 2 und 3 durch die Betätigung des 2-Wege-Schaltventils 7 tritt ein derartiger Druckstoß auf.

Wie in der Fig. 3 dargestellt, begrenzen die Proportional-Druck­ begrenzungsventile 56 und 57 den Druck in den von den Konstantpumpen 2 und 3 wegführenden Leitungen 4 bzw. 5. Die Regeleinrichtung 37 senkt während des Schaltvorganges des 3-Wege-Schaltventils 10 den Begrenzungsdruck der Propor­ tional-Druckbegrenzungsventile 56 und 57 kurzzeitig auf einen Wert ab, bei dem im ersten Augenblick ein großer Teil des Druckmittels an dem Verbraucher vorbei zum Tank abgeführt wird, so daß zunächst noch keine Beschleunigung des Verbrauchers erfolgt. Anschließend an den Schaltvorgang des 3-Wege-Schaltventils 10 erhöht die Regeleinrichtung 37 den Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile 56 und 57 wieder auf die für den normalen Betrieb vorgesehenen Werte. Die Erhöhung des Begrenzungsdruckes erfolgt dabei nach einer rampenförmigen Zeitfunktion. Mit der Erhöhung des Begrenzungsdruckes entsprechend der rampenförmigen Zeit­ funktion erhöht sich der dem Konstantmotor 14 zugeführte Druckmittelstrom und mit diesem erhöht sich die Drehzahl des Konstantmotors 14 entsprechend. Wegen der verzögerten Dreh­ zahlerhöhung treten keine störende Druckstöße auf. Es ist möglich, den Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegren­ zungsventile 56 und 57 im normalen Betrieb auf unterschied­ liche Werte einzustellen, die von der jeweiligen Stellung des 3-Wege-Schaltventils 10 und des 2-Wege-Schaltventils 7 abhängen. In den Arbeitsstellungen a und b des 3-Wege-Schalt­ ventils herrscht in den Leitungen 4 und 5 derselbe Druck. In der Ruhestellung 0 des 3-Wege-Schaltventils 10 können sich dagegen in den Leitungen 4 und 5 unterschiedlich große Drücke einstellen. In diesem Fall ist für den Begrenzungsdruck zusätzlich noch die Stellung des 2-Wege-Schalt­ ventils 7 zu berücksichtigen. Auch wenn der Einsatz der steuerbaren Proportional-Druckbegrenzungsventile 56 und 57 in der Fig. 3 im Zusammenhang mit Konstantpumpen beschrieben worden ist, ist der anhand der Fig. 3 beschriebene Einsatz der steuerbaren Proportional-Druckbegrenzungsventile nicht auf Konstantpumpen beschränkt. Durch den Einsatz eines steuerbaren Proportional-Druckbegrenzungsventils zwischen der Ausgangsleitung einer Pumpe und dem Tank können auch bei Verstellpumpen in entsprechender Weise Druckstöße bei einer sprungförmigen Vergrößerung des Druckmittelstromes verringert oder ganz verhindert werden.

Auch in der in der Fig. 2 dargestellten Einrichtung lassen sich Druckstöße, die bei einer sprungförmigen Vergrößerung des einem Verbraucher zugeführten Druckmittelstromes in den von den Pumpen wegführenden Leitungen auftreten, in gleicher Weise, wie oben anhand der Fig. 3 beschrieben, verringern oder ganz verhindern. Hierzu werden die von den Pumpen 2, 3 und 44 wegführenden Leitungen 4, 43 bzw. 44 über je ein Proportional-Druckbegrenzungsventil mit dem Tank 6 verbunden. Die Regeleinrichtung 37 berechnet die Höhe des Begrenzungs­ druckes der Proportional-Druckbegrenzungsventile unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Schaltventile 10, 7 und 42. Diese Werte für den Begrenzungsdruck sind den Proportional-Druckbegrenzungsventilen - in gleicher Weise wie anhand der Fig. 3 dargestellt und beschrieben - über elektrische Leitungen zugeführt.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Druckmittelversorgung von hydraulischen Verbrauchern, mit mindestens zwei Pumpen und mindestens zwei Verbrauchern sowie mit einer zwischen den Pumpen und den Verbrauchern angeordneten steuerbaren Ventil­ anordnung, wobei der Ausgangsanschluß jeder Pumpe mit einem Eingangsanschluß der Ventilanordnung verbunden ist und der Eingangsanschluß jedes Verbrauchers mit einem Ausgangs­ anschluß der Ventilanordnung verbunden ist, und bei der die Aufteilung der von den Pumpen geförderten Druckmittelströme auf die einzelnen Verbraucher in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Ventilanordnung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung ein elektrisch gesteuertes 3-Wege-Schaltventil (10) aufweist, daß das 3-Wege-Schaltventil (10) in einer ersten Schaltstellung (a) die von den Pumpen (2, 3) geförderten Druckmittelströme (Q₂, Q₃) nur dem ersten Verbraucher (12) zuführt, in einer zweiten Schaltstellung (b) die von den Pumpen (2, 3) geförderten Druckmittelströme (Q₂, Q₃) nur dem zweiten Verbraucher (24) zuführt und in einer dritten Schaltstellung (0) jedem Verbraucher (12, 24) nur den von einer Pumpe (2, 3) geförderten Druckmittelstrom (Q₂, Q₃) zuführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des 3-Wege-Schaltventils (10) in Abhängigkeit von dem hydraulischen Leistungsbedarf der einzelnen Verbraucher (12, 24) erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung des 3-Wege-Schaltventils (10) in Abhängigkeit von der Drehzahl eines die Pumpen (2, 3) antreibenden Motors (1) erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Sensoren (31, 32, 33) den hydraulischen Leistungsbedarf der Verbraucher (12, 24) und/oder die Drehzahl des Motors (1) erfassen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der elektrischen Sensoren (31, 32, 33) einer elektronischen Regeleinrichtung (37) zugeführt sind und daß die elektronische Regeleinrichtung (37) die Aufteilung der von den Pumpen (2, 3) geförderten Druckmittelströme (Q₂, Q₃) auf die einzelnen Verbraucher (12, 24) steuert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinrichtung (37) sicherheits­ relevanten Verbrauchern bevorzugt Druckmittel zuführt.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (2, 3) Konstantpumpen sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (2, 3) unterschiedlich große Fördervolumina besitzen.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung ein elektrisch gesteuertes 2-Wege-Schalt­ ventil enthält, das zwischen den Pumpen (2, 3) und dem 3-Wege-Schaltventil (10) angeordnet ist, und daß das 2-Wege-Schalt­ ventil (7) die Zuordnung der Pumpen (2, 3) zu den Verbrauchern (12, 24) vertauscht.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein aus Pumpe (44) und Verbraucher (47) bestehender weiterer Hydraulikkreislauf mit den beiden jeweils aus Pumpe (2, 3) und Verbraucher (12, 24) bestehenden Hydraulikkreisläufen kaskadenförmig verbunden ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilanordnung ein weiteres elektrisch gesteuertes 3-Wege-Schaltventil (42) enthält, das zwischen der Pumpe (44) und dem Verbraucher (47) des weiteren Hydraulikkreislaufes sowie zwischen einer der anderen Pumpen (3) und dem ersten 3-Wege-Schaltventil (10) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Fall eines dem ersten 3-Wege-Schaltventil (10) vorgeschalteten 2-Wege-Schaltventils (7) zum Vertauschen der Zuordnung der Pumpen (2, 3) zu den Verbrauchern (12, 24) das weitere 3-Wege-Schaltventil (42) zwischen der Pumpe (44) und dem Verbraucher (47) des weiteren Hydraulikkreislaufes sowie zwischen einer der anderen Pumpen (3) und dem 2-Wege-Schalt­ ventil (7) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den von den Pumpen (2, 3) wegführenden Leitungen (4, 5) und dem Tank (6) jeweils ein elektrisch gesteuertes Proportional-Druckbegrenzungs­ ventil (56 bzw. 57) angeordnet ist, daß während des Schalt­ vorganges des 3-Wege-Schaltventils (10) der Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile (56, 57) unter den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) abgesenkt ist und daß anschließend an den Schaltvorgang des 3-Wege-Schalt­ ventils (10) der Begrenzungsdruck der Proportional-Druck­ begrenzungsventile (56, 57) nach einer rampenförmigen Zeitfunktion auf den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) ansteigt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schalt­ vorganges des 2-Wege-Schaltventils (7), das die Zuordnung der Pumpen (2, 3) zu den Verbrauchern (12, 24) vertauscht, der Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile (56, 57) unter den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) abgesenkt ist und daß anschließend an den Schalt­ vorgang des 3-Wege-Schaltventils (10) der Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile (56, 57) nach einer rampenförmigen Zeitfunktion auf den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) ansteigt.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14 jeweils in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (37) während des Schaltvorganges des 3-Wege-Schalt­ ventils (10) und/oder des 2-Wege-Schaltventils (7) den Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile (56, 57) unter den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) absenkt und daß die elektronische Regeleinrichtung (37) anschließend an den Schaltvorgang des 3-Wege-Schalt­ ventils (10) und/oder des 2-Wege-Schaltventils (7) den Begrenzungsdruck der Proportional-Druckbegrenzungsventile (56, 57) nach einer rampenförmigen Zeitfunktion auf den zulässigen Maximaldruck der Verbraucher (12, 24) anhebt.