DE19930648A1 - Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb - Google Patents

Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb

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Abstract

Die Erfindung besteht in dem Zusammenwirken zweier unabhängig voneinander verstellbarer Energiewandler, und zwar durch einen drehzahlregelbaren Elektromotor, der eine Verstellpumpe antreibt und eine Verstellpumpe mit variablem Schluckvolumen. Der Elektromotor wandelt elektrische Leistung, bestehend aus Spannung U und Strom I (verlustbehaftet), in mechanische Leistung, und zwar in Drehzahl n und Drehmoment T um. Die Pumpe wandelt (ebenfalls verlustbehaftet) diese mechanische Leistung in hydraulische Leistung um. Die hydraulische Leistung ist bestimmt durch die Druckdifferenz Kp und dem Volumenstrom Q. Die Druckdifferenz Kp wird in der Regel vom Verbraucher dem System eingeprägt. Der Volumenstrom Q ergibt sich aus dem Schluckvolumen V und der Motordrehzahl n. Das Drehmoment T, das der Motor aufbringen muß, ergibt sich aus dem Schluckvolumen V und der Druckdifferenz Kp. Bei der Wandlung von hydraulischer Leistung in mechanische Leistung bestimmt das Schluckvolumen V die Aufteilung der Leistung auf die Drehzahl n des Motors und auf das Drehmoment T. Der im Elektromotor fließende Strom I wird vorwiegend durch das Drehmoment T bestimmt, die Spannung U wird vorwiegend durch die Motordrehzahl n beeinflußt. Baugröße und elektrische Verluste im Elektromotor werden im wesentlichen durch das von dem Motor abverlangte maximale Drehmoment T, also durch den Strom I, bestimmt. Der geförderte Volumenstrom der elektrohydraulischen Druckversorgung wird im wesentlichen über die ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Elektrohydraulische Druckversorgungen haben eine Vielzahl von Anwendungen gefunden. Sie kommen zum Einsatz bei elektrohydraulischen Steuereinrichtungen, beim hydraulischen Heben und Senken von Lasten, bei der Betätigung von hydraulischen Stellgliedern und nicht zuletzt in der Kraftfahrzeughydraulik. In der Kraftfahrzeughydraulik haben elektrohydrauli­ sche Druckversorgungen z. B. Einsatz gefunden in Servolenkungen und in elektrohydraulisch betätigten Aktoren. Zur Regelung des von der Hydraulikpumpe geförderten Volumenstroms wurden bisher drei verschiedene Prinzipien verfolgt.
In einem bekannten Regelungsprinzip wird die Förderleistung einer mit einem Elektromotor angetriebenen Hydraulikpumpe dadurch geregelt, daß die Drehzahl des Elektromotors gere­ gelt wird. Der Elektromotor steht bei diesen Systemen in Wirkverbindung mit der Hydraulik­ pumpe und der von der Hydraulikpumpe geförderte Volumenstrom hängt von der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors ab. Die Hydraulikpumpe selbst verfügt außer durch die Drehzahl des Antriebs über keine Regelungssysteme mit denen der geförderte Volumenstrom beeinflußt werden kann. Bei der Auslegung dieser Systeme sind an den elektrischen An­ triebsmotor sehr hohe Anforderungen gestellt. Der Antriebsmotor muß in der Lage sein, so­ wohl große Volumenströme mit kleinen lastseitigen Systemdrücken zu verarbeiten als auch kleine Volumenströme mit hohen lastseitigen Systemdrücken. Der geförderte Volumenstrom ist proportional der Drehzahl des Antriebsmotors, während der lastseitige Systemdruck pro­ portional dem vom Motor aufgebrachten Drehmoment ist. Das führt dazu, daß die Antriebs­ motoren in diesen elektrohydraulischen Systemen sowohl auf ein hohe Drehzahl als auch auf ein hohes Drehmoment hin ausgelegt werden müssen. Dies macht die elektrischen Antriebs­ motoren aufwendig und teuer.
Man hat deshalb elektrohydraulische Systeme vorgeschlagen, bei denen der elektrische An­ trieb mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Dies ermöglicht die Optimierung des Elektro­ motors auf eine Drehzahl hin. Da der Elektromotor der aufwendigste Bestandteil von elek­ trohydraulischen Systemen ist, lassen sich mit der Optimierung des Elektromotors auf eine konstante Drehzahl hin Kostenvorteile erzielen. Der geforderte Volumenstrom der Hydrau­ likpumpe wird durch die Regelung eines By-Pass-Ventils eingestellt. Dieses Regelungsprin­ zip setzt voraus, daß die Pumpe ständig mindestens den Soll-Volumenstrom liefert. Da der Sollvolumenstrom auch zur Verfügung gestellt werden muß, wenn keine hydraulische Lei­ stung benötigt wird, haben diese Systeme eine relativ hohe nicht genutzte Verlustleistung.
Insbesondere im Kraftfahrzeug ist die dem Bordnetz entnehmbare Leistung für den elektri­ schen Antrieb einer Pumpe begrenzt. Deshalb werden für Hydraulikpumpen höherer Leistung mechanische Antriebe eingesetzt die z. B. über einen Riementrieb oder Kettentrieb an den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges gekoppelt sind. Die Antriebsdrehzahl der Pumpe ist dadurch an die Drehzahl des Verbrennungsmotors gekoppelt und nicht unabhängig regelbar. Die Regelung des geförderten Volumenstroms erfolgt bei diesen Systemen durch eine Ver­ stellung des Schluckvolumens der angeschlossenen Hydraulikpumpe. Abhängig von einem Referenzdruck steuert der Systemdruck das Schluckvolumen der Pumpe. Nachteilig bei die­ sen Systemen ist, daß der geförderte Volumenstrom von der Drehzahl des Verbrennungsmo­ tors abhängt. Da der notwendige Systemdruck auch bei niederen Drehzahlen des Verbren­ nungsmotors zur Verfügung gestellt werden muß, müssen bei diesen Systemen Pumpen mit relativ großem maximalen Schluckvolumen eingesetzt werden. Bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors hingegen muß das Schluckvolumen auf einen möglichst kleinen Wert eingestellt werden können, da ansonsten der Systemdruck zu unvorteihaft hohen Werten an­ steigen würde. Deshalb muß bei diesen Systemen das Schluckvolumen der Pumpe über einen relativ großen Bereich verstellbar sein, was zu großen mechanischen Bauformen für die Ver­ stellpumpen führt.
Erfindungsgemäße Aufgabe ist es daher, eine elektrohydraulische Druckversorgung mit ver­ stellbarer Pumpe und regelbarem Antrieb anzugeben, die gleichzeitig sowohl die Optimie­ rung des elektrischen Antriebs als auch die Optimierung der verstellbaren Pumpe hinsichtlich Minimierung der notwendigen Bauteilgrößen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen An­ spruchs. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung besteht in dem Zusammenwirken zweier unabhängig voneinander verstellbarer Energiewandler und zwar durch einen drehzahlregelbaren Elektromotor, der eine Verstell­ pumpe antreibt und eine Verstellpumpe mit variablem Schluckvolumen. Der Elektromotor wandelt elektrische Leistung bestehend aus Spannung U und Strom I (verlustbehaftet) in me­ chanische Leistung und zwar in Drehzahl n und Drehmoment T um. Die Pumpe wandelt (ebenfalls verlustbehaftet) diese mechanische Leistung in hydraulische Leistung um. Die hy­ draulische Leistung ist bestimmt durch die Druckdifferenz Δp und den Volumenstrom Q. Die Druckdifferenz Δp wird in der Regel vom Verbraucher dem System eingeprägt. Der Volu­ menstrom Q ergibt sich aus dem Schluckvolumen und der Motordrehzahl n. Das Drehmo­ ment T, daß der Motor aufbringen muß, ergibt sich aus dem Schluckvolumen V und der Druckdifferenz Δp. Bei der Wandlung von hydraulischer Leistung in mechanische Leistung bestimmt das Schluckvolumen V die Aufteilung der Leistung auf die Drehzahl n des Motors und auf das Drehmoment T. Der im Elektromotor fließende Strom I wird vorwiegend durch das Drehmoment T bestimmt, die Spannung U wird vorwiegend durch die Motordrehzahl n beeinflußt. Baugröße und elektrische Verluste im Elektromotor werden im wesentlichen durch das von dem Motor abverlangte maximale Drehmoment T also durch den Strom I be­ stimmt. Der geförderte Volumenstrom der elektrohydraulischen Druckversorgung wird im wesentlichen über die Drehzahlverstellung des geregelten Elektromotors eingestellt. Die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors ist hierbei weitgehend unabhängig von dem Schluckvolumen der Verstellpumpe einstellbar. Weitgehend unabhängig bedeutet, daß für die Einstellung der Drehzahl und des Schluckvolumens lediglich die vorgegebenen jeweils zeit­ lich aktuell benötigten Sollvolumenströme und Referenzdrücke beachtet werden müssen. Innerhalb dieser beiden Systemvorgaben kann die Drehzahl des Antriebsmotors völlig unab­ hängig von dem Schluckvolumen der Verstellpumpe eingestellt werden. Dadurch kann die Schluckvolumenverstellung der Verstellpumpe druckgesteuert erfolgen und die durch die Verstellung des Schluckvolumens geänderte Förderleistung der Pumpe durch die unabhängi­ ge Drehzahlregelung des Elektromotors kompensiert werden. Die Erfassung des Volumen­ stroms kann dabei sowohl direkt über eine Volumenstrommeßeinrichtung als auch indirekt aus der Reaktion der Arbeitsmaschine erfolgen, z. B. aus dem Stellweg des angeschlossenen Aktors. Damit ist es möglich, die Verstellpumpe als Einrichtung zur Drehmomentbeeinflus­ sung z. B. als Drehmomentregler für den Elektromotor zu betreiben.
Mit der Erfindung werden hauptsächlich die folgenden Vorteile erzielt:
Die hydraulische Leistung ist bestimmt durch die Druckdifferenz Δp und den Volumenstrom Q. Der Volumenstrom Q wird beeinflußt durch die Motordrehzahl n des Motors und durch das Schluckvolumen V der Verstellpumpe. Erfindungsgemäß liefert also die Kombination eines drehzahlregelbaren Antriebsmotors mit einer Verstellpumpe mit variablem Schluckvo­ lumen V zwei Freiheitsgrade die hydraulische Leistung zu beeinflussen. Dies ermöglicht mit Vorteil, die Leistungsaufnahme durch den Elektromotor an die jeweils geforderte hydrauli­ sche Leistung anzupassen. Die Vernichtung von geleisteter Arbeit in By-Pass-Leitungen wird dadurch mit Vorteil vermieden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination ist darin zu sehen, daß der benö­ tigte Differenzdruck Δp weitgehend unabhängig vom Drehmoment T des Elektromotors ge­ liefert werden kann. Auch die Drehzahl n zusammen mit dem eingestellten Schluckvolumen V der Verstellpumpe beeinflußt den Differenzdruck Δp. Dies wird mit Vorteil genutzt, um das maximale Drehmoment T, das der Elektromotor zur Verfügung stellen muß, zu begren­ zen. Es ist vorteilhafter, einen Elektromotor mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment laufen zu lassen, um die gleiche Leistung zu liefern als einen Elektromotor mit kleiner Dreh­ zahl und großem Drehmoment laufen zu lassen. Bei Motoren bestimmt nämlich das Drehmoment die Bauteilgröße und damit die Kosten des Systems. Die Verstellpumpe einge­ setzt als Einrichtung zur Drehmomentbeeinflussung z. B. als Drehmomentregler ermöglicht mit Vorteil eine Drehmomentbegrenzung und damit einen kleineren Antriebsmotor der opti­ mal und verlustarm betrieben wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination von drehzahlgeregeltem Antrieb und Verstellpumpe mit variablem Schluckvolumen ist, daß eine derartige elektrohydraulische Druckversorgung bei unveränderter Leistungsaufnahme sowohl hohe Druckdiffrenzen Δp bei kleinen Volumenströmen Q als auch große Volumenströme Q bei kleinen Druckdifferenzen Δp erzeugen kann. Beispiele für solche Betriebszustände sind zum einen hochdynamische Stellbewegungen und zum anderen Haltefunktionen unter Last. Solche Betriebszustände tre­ ten in Kraftfahrzeugen z. B. bei aktiven Fahrwerken, elektrohydraulischen Bremsen und Len­ kungen auf. Elektrohydraulische Aktoren für diese Systeme können mit der erfindungsgemä­ ßen Druckversorgung wirtschaftlicher arbeiten und kleiner, leichter und kostengünstiger ge­ baut werden.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Druckversorgung in Kraft­ fahrzeugen ergibt sich ein weiterer Vorteil. Die bereits beschriebene Möglichkeit der Drehmomentbegrenzung hat vorteilhafte Auswirkungen auf die Steuerungs- und Leistungse­ lektronik. Das Drehmoment T des Elektromotors ist im wesentlichen proportional zum Strom I. Bei einer Drehmomentbegrenzung wird damit auch der Strom I begrenzt. Damit kann auch die Steuerungs- und Leistungselektronik für kleinere Stromstärken ausgelegt werden. Da auch bei der Steuerungs- und Leistungselektronik die Verluste entscheidend von der Strom­ stärke bestimmt sind, ermöglicht die erfindungsgemäße Druckversorgung auch die optimale Auslegung und den verlustarmen Betrieb der Steuerungs- und Leistungselektronik.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Elektrohydraulischen Druck­ versorgung;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für reversier­ bare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen elektrischen Aktuator;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für reversier­ bare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben mit Druckregel­ ventil;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für reversier­ bare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben und ein elek­ trisch betätigtes 4-3-Wege-Ventil;
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für reversier­ bare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen systemdruckbeaufschlagten Steuerkolben mit Feder;
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht re­ versierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen elektrischen Aktuator;
Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht re­ versierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben mit Druckregelventil;
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht re­ versierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben und elektrisch betätigtes 4-3-Wege-Ventil;
Fig. 9 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht re­ versierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen systemdruckbeauf­ schlagten Kolben mit Feder.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Druckversorgung. Ein Elektromotor M steht als Antriebsmotor in Wirkverbindung mit einer Verstellpumpe 1. Der Elektromotor M ist in seiner Drehzahl n durch eine Regelung Reg re­ gelbar. Eine Änderung der Drehzahl des Elektromotors wird über die Wirkverbindung 2 auf die Verstellpumpe 1 übertragen. Die Regelung Reg verarbeitet als Eingangsgrößen einen vorgegebenen Wert Qsoll für den geforderten Sollvolumenstrom und einen gemessenen Wert Qist für den jeweils tatsächlich geförderten aktuellen Volumenstrom der Verstellpumpe. Der aktuelle Volumenstrom wird mit einer Einrichtung Q zur Bestimmung des geförderten Vo­ lumenstroms ermittelt. Die Bestimmung des aktuellen Volumenstroms kann direkt mit einem Volumenstromsensor erfolgen, oder indirekt aus der Reaktion der angeschlossenen Arbeits­ maschine ermittelt werden. Die Anschlußleitungen 3 enden mit den Verbraucheranschlüssen 4. An die Verbraucheranschlüsse 4 können systemseitig ein oder mehrere hydaulische Akto­ ren und ein oder mehrere hydraulische Vorratsbehälter angeschlossen werden. Ausführungs­ beispiele für den Anschluß eines Aktors sind in den Fig. 2 bis Fig. 9 gezeigt. Zwischen den Anschlüssen 4 wird der Differenzdruck Δp zwischen der Förderleitung und der Saugleitung der Verstellpumpe mit einer Druckmeßeinrichtung erfaßt. Der Differenzdruck Δp steuert ab­ hängig von einem Referenzdruck pRef das Schluckvolumen V der Verstellpumpe. Hierzu wird der Differenzdruck Δp und der Referenzdruck pRef in eine Steuerung Strg eingegeben. Die. Steuerung Strg steuert die Pumpenverstellung PV, die in Wirkverbindung mit dem Verstell­ glied 5 der Verstellpumpe 1 steht. Eine Veränderung des Schluckvolumens beeinflußt den geförderten Volumenstrom Q. Die Regelung Reg paßt über die Drehzahl n den geförderten Volumenstrom Qist an den geforderten Volumenstrom Qsoll an. Alternativ zur direkten Mes­ sung kann die Erfassung des Volumenstroms auch über die Bestimmung des Stellweges des Verstellgliedes 5 und der Arbeitsgeschwindigkeit der Verstellpumpe, z. B. der Drehzahl n, erfolgen. Die Pumpe arbeitet unterhalb eines Grenzmoments festgelegt durch pRef wie eine Konstanteinheit mit maximalem Schluckvolumen. Die Variation der E-Motordrehzahl n mo­ duliert den Volumenstrom (inkl. Reversieren). Beim Überschreiten des Grenzmoments ver­ ringert die Regelung das Schluckvolumen bis das Grenzmoment als Lastmoment anliegt. Die Messung des Drehmoments erfolgt indirekt über den Motorstrom oder den Differenzdruck Δp. Der angeforderte Volumenstrom Qsoll wird bei vermindertem Schluckvolumen durch eine Erhöhung der Motordrehzahl zur Verfügung gestellt.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für rever­ sierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen elektrischen Aktuator. An den Pumpenanschlüssen 4 sind ein hydraulischer Aktor 6 und ein Druckvorratsbehälter 7 ange­ schlossen. Das Verstellglied 5 der Verstellpumpe 1 wird mit einem elektrischen Aktuator 8 betätigt. Der Aktuator wird von der Steuerung Strg angesteuert.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für rever­ sierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben mit Druckregelven­ til. In diesem Ausführungsbeispiel verändert ein Steuerkolben 9 die Lage des Verstellglieds 5 der Pumpe 1. Der Steuerkolben 9 ist stets mit der Druckseite verbunden, das gewährleistet ein druckgesteuertes 4/3-Wegeventil 10. Eine Feder 11 schwenkt bei 0 Druck das Stellglied 5 auf maximales Schluckvolumen und liefert unter Druck eine wegproportionale Gegenkraft. Über ein elektrisch gesteuertes Ventil zur Druckregelung 12, z. B. ein Druckregelventil, kann bei Druckbeaufschlagung die Kolbenkraft des Steuerkolbens 9 eingestellt werden. Die Steuerung des Ventils zur Druckregelung 12 erfolgt über die Steuerung Strg. In Verbindung mit der Federkraft der Kolbenfeder 11 ergibt sich eine Kolbenstellung.
Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für rever­ sierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben und ein elektrisch betätigtes 4-3-Wege-Ventil. In diesem Ausführungsbeispiel verändert ein Differential- Steuerkolben 9 die Lage des Stellglieds 5 der Pumpe 1. Ein elektrisch gesteuertes 4/3- Wegeventil 13 sorgt für die Druckbeaufschlagung der jeweiligen Kolbenfläche des Differen­ tialsteuerkolbens 9. Die Kolbenstellung wird über die Öffnungszeit des 4/3-Wege-Ventils 13 geregelt. Die Mittelstellung des Ventils sperrt den Ölstrom und fixiert den Kolben in seiner Lage. Die Steuerung des Ventils erfolgt über die Steuerung Strg. Ein druckgesteuertes 4/3- Wegeventil 10 gewährleistet die Richtung des Steuerdruckgefälles. Die Dynamik der Ver­ stellung hängt von der Höhe des Druckgefälles ab.
Fig. 5 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für rever­ sierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen systemdruckbeaufschlagten Steu­ erkolben mit Feder. In diesem Ausführungsbeispiel verändert ein Steuerkolben 9 die Lage des Stellglieds 5 der Pumpe 1. Der Steuerkolben 9 ist über die Anschlüsse 4 und durch das 4/3-Wege-Ventil 10 stets mit der Druckseite verbunden. Eine Feder 11 schwenkt bei 0 Druck das Stellglied 5 auf maximales Schluckvolumen und liefert unter Druck eine wegproportion­ ale Gegenkraft. Der Weg des Stellkolbens ist proportional dem anliegenden Druckgefälle. Wird die Feder 11 mit Vorspannung eingebaut, regelt das System erst beim Überschreiten eines Grenzdruckgefälles pref. Das Grenzdruckgefälle pref ist durch die Vorspannung der Feder 11 vorgegeben. Die Parallelschaltung verschieden langer und/oder verschieden steifer Federn 11 oder der Einsatz von Stufenkolben verändern die Regelkennlinie des Steuerkol­ bens 9. Da das Lastmoment in etwa druckproportional ist, kann der Differenzdruck Δp zwis­ chen den beiden Anschlüssen 4 als Steuergröße genutzt werden. Der Vorteil dieser Aus­ führungsform liegt in Ihrer passiven Selbstregulierung durch die Feder 11. Auf eine aktive Regulierung des Steuerkolbens 9 durch eine aktive Steuerung kann verzichtet werden.
Fig. 6 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht reversierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen elektrischen Aktuator. In diesem Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Pumpe 1 nicht reversierbar. Ein weiterer Unterschied zu Fig. 2 ist darin zu sehen, daß der Vorratsbehälter 14 kein Druckvorratbehälter ist, sondern lediglich ein druckloser Vorratsbe­ hälter für die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des hydraulischen Aktors 6. Das Verstell­ glied 5 der Pumpe 1 wird durch den elektrischen Aktuator 8 betätigt. Der Aktuator 8 wird von der Steuerung Strg gesteuert.
Fig. 7 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht reversierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben mit Druckre­ gelventil. Ein Steuerkolben verändert, wie Bild 11 zeigt, die Lage des Verstellglieds der Pumpe. Der Steuerkolben 9 ist über den Pumpenanschluß 4 mit der Druckseite der Pumpe 1 verbunden. Eine Feder 11 schwenkt bei 0 Druck das Stellglied 5 der Pumpe 1 auf maximales Schluckvolumen und liefert unter Druck eine wegproportionale Gegenkraft. Über ein elek­ trisch gesteuertes Ventil zur Druckregelung 12, z. B. ein Druckregelventil, kann bei Druckbe­ aufschlagung die Kolbenkraft eingestellt werden. Die Steuerung des Ventils erfolgt über die Steuerung Strg. In Verbindung mit der Federkraft ergibt sich die Kolbenstellung.
Fig. 8 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht reversierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen Steuerkolben und ein elek­ trisch betätigtes 4-3-Wege-Ventil. In diesem Ausführungsbeispiel verändert ein Differential Steuerkolben 9 die Lage des Stellglieds 5 der Pumpe 1. Ein elektrisch gesteuertes 4/3- Wegeventil 13 sorgt für die Druckbeaufschlagung der jeweiligen Kolbenfläche. Die Kolben­ stellung wird über die Öffnungszeit des Ventils 13 geregelt. Die Mittelstellung des Ventils sperrt den Ölstrom und fixiert den Kolben in seiner Lage. Die Steuerung des Ventils erfolgt über die Steuerung Strg. Die Dynamik der Verstellung hängt von der Höhe des Druckgefälles zwischen den beiden Anschlüssen 4 ab.
Fig. 9 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels für nicht reversierbare Systeme mit einer Pumpenverstellung durch einen systemdruckbeaufschlagten Kolben mit Feder. In diesem Ausführungsbeispiel verändert ein Steuerkolben 9 die Lage des Stellglieds 5 der Pumpe 1. Der Steuerkolben 9 ist mit der Druckseite der Pumpe 1 verbunden. Eine Feder 11 schwenkt bei 0 Druck das Stellglied 5 auf maximales Schluckvolumen und liefert unter Druck eine wegproportionale Gegenkraft. Der Weg des Stellkolbens entspricht dem anliegenden Druckgefälle. Wird die Feder 11 mit Vorspannung eingebaut, regelt das System erst beim Überschreiten eines Grenzdruckgefälles pref. Das Grenzdruckgefälle pref ist durch die Vorspannung der Feder 11 vorgegeben. Die Parallelschaltung verschieden langer und/oder verschieden steifer Federn 11 oder der Einsatz von Stufenkolben im Steuerkolben 9 verändern die Regelkennlinie. Da das Lastmoment in etwa druckproportional ist, kann der Differenzdruck Δp zwischen den beiden Anschlüssen 4 als Steuergröße genutzt werden.

Claims (11)

1. Elektrohydraulische Druckversorgung mit einem drehzahlregelbaren elektrischen An­ triebsmotor (M) und einer Verstellpumpe (1), deren Schluckvolumen (V) durch ein Ver­ stellglied (5) veränderbar ist, mit Anschlußleitungen (3) und Verbraucheranschlüssen (4) umfassend
  • - eine Regelung (Reg) zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors (M) und einer Einrich­ tung (Q) zur Bestimmung des geförderten Volumenstroms (Qist), wobei die Regelung (Reg) mindestens den geförderten Volumenstrom (Qist) und einen Sollvolumenstrom (Qsoll) als Eingangsgrößen hat,
  • - eine Pumpenverstellung (PV) zur Betätigung des Verstellgliedes (5) der Verstellpumpe (1) und einer Steuerung (Strg) zur Ansteuerung der Pumpenverstellung (PV) und einer Druckmeßeinrichtung (Δp) zur Bestimmung des Differenzdrucks (Δp), wobei die Steue­ rung (Strg) mindestens einen Referenzdruck (pRef) und den Differenzdruck (Δp) als Ein­ gangsgrößen hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (n) des An­ triebsmotor (M) im wesentlichen unabhängig von der Verstellung des Schluckvolumens (V) der Verstellpumpe (1) einstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellpumpe (1) als Einrichtung zur Drehmomentbeeinflussung für den Antriebsmotor (M) betreibbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für reversierbare Systeme mit einem hy­ draulischen Aktor (6) und einem Druckvorratbehälter (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) ein elektrischer Aktuator (8) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für reversierbare Systeme mit einem hy­ draulischen Aktor (6) und einem Druckvorratbehälter (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Ventil zur Druckregelung (12), einem Steuer­ kolben (9) mit mindestens einer Feder (11) und einem hydraulisch betätigten 4-3-Wege- Ventil (10) besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für reversierbare Systeme mit einem hy­ draulischen Aktor (6) und einem Druckvorratbehälter (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Differentialsteuerkolben (9), einem hydraulisch betätigten 4-3-Wege-Ventil (10) und einem elektrisch betätigten 4-3-Wege-Ventil 13 be­ steht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für reversierbare Systeme mit einem hy­ draulischen Aktor (6) und einem Druckvorratbehälter (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Steuerkolben (9) mit mindestens einer Feder (11) und einem hydraulisch betätigten 4-3-Wegeventil (10) besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für nicht reversierbare Syteme mit einem hydraulischen Aktor (6) und einem Vorratsbehälter (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) ein elektrischer Aktuator (8) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für nicht reversierbare Systeme mit einem hydraulischen Aktor (6) und einem Vorratsbehälter (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Ventil zur Druckregelung (12) und einem Steuer­ kolben (9) mit mindestens einer Feder (11) besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für nicht reversierbare Systeme mit einem hydraulischen Aktor (6) und einem Vorratsbehälter (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Differentialsteuerkolben (9) und einem elektrisch betätigten 4-3-Wege-Ventil (13) besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für nicht reversierbare Systeme mit einem hydraulischen Aktor (6) und einem Vorratsbehälter (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenverstellung (PV) aus einem Steuerkolben (9) mit mindestens einer Feder (11) besteht.
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