DE2038968C3

DE2038968C3 - Leistungs-Regelvorrichtung für zwei oder mehrere Hydropumpen

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Publication number: DE2038968C3
Application number: DE2038968A
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7917 Voehringen Wagenseil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1978-09-07
Also published as: NL7110730A; SE372064B; US3767327A; FR2103965A5; CH541723A; DE2038968B2; DE2038968A1; GB1347056A

Description

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legungsschrift 2 017 656) erfolgt ebenfalls zumindest ein Leistungsregler 7 bzw. 8, bestehend aus Meßteilweise ein mechanisches Abwägen der Leistungs- federsatz 9 bzw. 10 und Steuerschiebern bzw. 12, wcte der beiden Pumpen, jedoch wird bei veränder- zugeordnet, dessen Leistung mit einer Einstelleinrichlicher Fördermenge Druckgleichheit der beiden Pum- tung eingestellt werden kann, die aus einer festen pen angestrebt und bei unterschiedlichen Drücken 5 Drossel IS, Ie und einer verstellbarer: Drossel 17, 18 fördermengenglcich verstellt. besteht. Der Maximaldruck in den Arbeitskreisläu-

Gegcnübcr der erläuterten, aus der deutschen fen 3, 4 wird durch ein Überdruckventil 21, 22 OITenlegungsschrift 1 950 827 bekannten allgemeinen (Fig. 1) oder einen Druckregler27, 28 (Fig. 2) beAufgabe eine Regelvorrichtung zu schaffen, die die grenzt.

Summe aller sich für jede Pumpe individuell aus dem io Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn sich

Produkt aus Arbeitsdruck und Förderstrom ergeben- der Druck z. B. im Arbeitskreis 3 erhöht, so baut sich

den Einzelleistungen konstant hält, d. h. zwischen der festen Drossel 15 und der Einstelldrossel 17 ein Druck auf, der die Meßfiäche 13 des Steuer-

Λ' = Q1 ■ ρ 1 + β2 · ρ 2 + ... Qn ■ pn - konstant, Schiebers 11 und damit den Meßfedersatz 9 des Lei-

15 stungsreglers 7 beaufschlagt. Wenn dieser Druck

liegt der Erfindung die spezielle Aufgabe zugrunde, (s. F i g. 3) beispielsweise den Punkt B1 erreicht hat,

eine hydraulische Lösung zu schaffen, die vielseitiger der durch die Auslegung des Leistungsreglers 7 und

ist und eine ständige, kontinuierliche gegenseitige Be- die Leistungseinstellung durch die Einstelldrossel 17

einflussung der Leistungsregler zuläßt. bestimmt ist, beginnt der Leistungsregler 7 ent-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Lei- ao sprechend der Leistungskurve Ni, deren Charakteristungs-Regelvorrichlung der eingangs erwähnten Art stik vom Meßfedersatz 9 bestimmt wird, zu arbeiten, vorgeschlagen, daß jedem Leistungsregler eine Ein- d. h. steigt der Druck ρ 1 über B 1 hinaus an, dann Stelleinrichtung zugeordnet ist, die eine Drossclkette verbindet der Steuerschiebern die den Verstellkolmit einer festen und einer verstellbaren, den Druck ben des Servomotors 5 beaufschlagende Leitung mit auf die Mcßflächc ändernden Drossel umfaßt, wobei 25 dem Arbeitskreislauf 3, so daß die Hydropumpe 1 in Slrömungsrichtung gesehen die feste Drossel vor entsprechend zurückgeschwenkt wird. Dabei wird und die einstellbare Drossel hinter der Meßfläche an- gleichzeitig über den Mitnehmer 19 die Vorspannung geordnet ist, und daß der Einstelleinrichtung ein 1 ir- des Meßfedersatzes 9 erhöht, bis sich der Steuerschiederdruck- und/oder fördeistroinabhängiges Meßorgan ber U wieder schließt. Die eingestellte Leistung wird zugeordnet ist, das jeweils den Förderdruck bzw. För- 30 aiso konstant gehalten, indem der Förderstrom dem derstrom der anderen Pumpe oder Pumpen erfaßt jeweiligen Arbeitsdruck kontinuierlich angepaßt wird, und das je aus einer in Abhängigkeit vom Förder- Dabei wird mit wachsendem Arbeitsdruck die Leidruck bzw. Förderstrom der anderen Pumpe verstell- stungskurve N1 von B1 nach C1 durchfahren, indem baren Drossel besteht, die der verstellbaren Drossel die Fördermenge Q 1 entsprechend der Charakteristik der Einstelleinrichtung parallel liegt. Durch diese An- 35 verringert wird. In den Diagrammen bezeichnet A 1 Ordnung ist erreicht, daß die Summe der Einzellci- bzw. A 2 den Punkt maximaler Fördermenge bei stungen der gemeinsam geregelten Pumpen konstant drucklosem Lauf der Pumpe und Dl bzw. D 2 den gehalten wird, ohne daß bei Ansprechen der gemein- Punkt, in dem die Fördermenge Null ist bei Maximalsamen Leistungsregelung das Verhältnis der Lei- druck im Arbeitskrcislauf. Bei Erreichen des Maxistungsfaktoren Arbeitsdruck und Förderstrom der 40 maldruckes auf der Leistungskurve N1, also des Einzelpumpc durch die Summenleistungsregelung ver- Punktes C 1, spricht, sofern nicht die gesamte Förändert wird. Dabei wird dann, wenn eine Pumpe dermenge vom Verbraucher aufgenommen wird, das nicht die gesamte Antriebsleistung der gemeinsamen den Maximaldruck begrenzende Organ, z. B. das Antriebsmaschine aufnimmt, der Überschuß dem Überdruckventil 21 an. Werden beide Hydropum- oder den anderen Arbeitskreisen zur Verfügung ge- 45 pen 1 und 2 innerhalb des erläuterten Regelbereiches stellt und deren Regelbereich entsprechend verändert. jeder Pumpe normal belastet, so arbeiten die jewti-

Einstclleinrichlungen, die eine Drosselkette mit ligen Leistungsregler 7 bzw. 8 nur im jeweiligen Be-

eincr festen und einer verstellbaren, den Druck auf reich B 1 bis C 1 bzw. B 2 bis C 2 der ihnen zuge-

eine Meßfläche ändernden Drossel umfassen, sind bei ordneten Leistungskurve N 1 bzw. N 2, so daß in die-

cinzelnen Pumpen an sich bekannt (deutsche Aus- 50 sem Bereich eine optimale Anpassung der Summe der

legeschrift 1 188 948). Leistungen beider Pumpen an die Leistung der An-

Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung er- triebsmaschine möglich ist.

gibt sich aus Anspruch 2. Nach Fig. 1 wird jeder Hydropumpe 1 bzw. 2 ein

Ausführungsformen der Erfindung und ihre Funk- Druckmeßorgan in Form einer zur Einstelldrossel 17

tionsweise werden im folgenden an Hand der Zeich- 55 bzw. 18 parallclgeschalteten druckabhängig verstell-

nungen beschrieben. Es zeigt baren Drossel 24 bzw. 23 zugeordnet, die den auf

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Regel- die Meßfläche 13 bzw. 14 des Steuerschiebers 11 bzw.

vorrichtung für zwei Hydropumpcn, 12 wirkenden Druck in Abhängigkeit vom Arbeits-

Fig. 2 eine schematische Darstellung entsprechend druck der jeweils anderen Pumpe 2 bzw. 1 beein-

Fig. 1 für eine Weiterbildung der Regelvorrichtung 60 flußt und damit die Leistungseinstellung des Lei-

und stungsreglers 7 bzw. 8 verändern. Die druckabhängig

F i g. 3 Leistungsdiagramme zur Erläuterung der verstellbare Drossel 24 bzw. 23 weist dazu einen mit Wirkungsweise. dem Arbeitskreis 4 bzw. 3 der anderen Pumpe verZwei von einer nicht dargestellten Antriebsma- bundenen Stellkolben 26 bzw. 25 auf.
schine angetriebene, mit Hilfe der Servomotoren 5 65 Solange beide Arbeitskreisläufe 3, 4 drucklos sind, bzw. 6 verstellbare Hydropumpen 1 bzw. 2 fördern sind die Drosseln 23, 24 geöffnet. Beide Leistungsreg-Druckflüssigkeit in zwei voneinander unabhängige ler 7, 8 sind so eingestellt, daß jede der beiden Hy-Arbeitskreisläufe 3 und 4. Jeder Hydropumpe 1, 2 ist dropumpen 1, 2 die gesamte Leistung der nicht dar-

gestellten Antriebsmaschine aufnehmen und maximal der Leistungskurve N V bzw. NZ' entsprechend arbeiten könnte. Beginnt sich im Arbeitskreis 3 der Druck zu erhöhen (A₁-^B₁ im Diagramm Fig. 3), dann wirkt dieser auch auf den Stellkolbcn 25, der die verstellbare Drossel 23 zunehmend schließt, bis mit dem Erreichen des Punktes B1 die Drossel 23 völlig geschlossen ist. Solange der Arbeitskreis 4 drucklos bleibt, die Hydropumpc 2 also im Punkt A 2 arbeitet, kann die Hydropumpe 1 die gesamte Antriebsleistung aufnehmen, also der Kurve Nl' entsprechend arbeilen. Sobald sich der Druck im Arbeitskreis 4 erhöht, dieser Kreis also belastet wird, wirkt dessen Druck auf den Druckmcßkolben 26, der die verstellbare Drossel 24 zunehmend schließt. Da sich der Arbeitskreis 3 unter Druck befindet, baut sich zwischen der festen Drossel 15 und der verstellbaren Drossel 24 ein Druck auf, der die Meßfläche 13 des Steuerschiebers 11 zusätzlich beaufschlagt und damit die Leistungseinstellung der Hydropumpe 1 verändert, so daß die Leistungskurve ΛΤ, jeweils dem Stand der Pumpe 2 zwischen Al und BZ entsprechend, in Richtung der Leistungskurve N1 verschoben wird. Jeder Leistungseinstellung der Hydropumpe 2 wird eine Leistungseinstellung der Hydropumpe 1 zugeordnet, die die gesamte Antriebsleistung auszunutzen gestattet, bevor die den Pumpen ursprünglich zugeordneten Regelbereiche (Leistungskurven Nl bzw. NZ) erreicht sind. Die Leistungskurve ΛΊ ist erreicht, wenn die Drossel 24 geschlossen ist, d. h. die Pumpe 2 in der Einstellung und Belastung den Punkt B 2 erreicht hat. Der Druck im Arbeitskreis 4 kann höchstens den Punkt B 2 erreichen, da mit dem Schließen der Drossel 23 die Leistungskurve der Hydropumpe 2 von Nl' nach Nl verschoben wurde.

Hat der Druck der Hydropumpe 2 den Punkt ß 2 erreicht, dann hat sich die Drossel 24 geschlossen und beide Pumpen beginnen, wie bekannt, in ihren Regelbereichen Bl bis Cl bzw. Bl bis Cl den Leistungskurven N 1 bzw. N 1 entsprechend zu arbeiten. Bei Erreichen des Punktes Cl und/oder C2, also des Maximaldruckes, wird die von den Arbeitskreisen nicht aufgenommene Fördermenge über das Überdruckventil 21 bzw. 22 abgelassen.

Um bei diesem Ablassen verlorengehende Leistung einer Pumpe ebenfalls der anderen Pumpe zur Verfugung zu stellen, wird (F i g. 2) jeder Hydropumpe 1 bzw. 2 eine weitere förderstromabhängig verstellbare Drossel 30 bzw. 29 zugeordnet, die über den Drosselverstellhebel 32 bzw. 31 und den Mitnehmer 20 bzw. 19 wcgiibhängig mit dem Servomotor 6 bzw. 5 der anderen Pumpe 2 bzw. 1 verbunden ist. Die verstellbaren Drosseln 29, 30 sind parallel zu den verstellbaren Drosseln 23, 24 geschaltet und beeinflussen wie diese jeweils die Leistungseinstellung der Hydropumpc, wie bereits für die druckabhängig verstellbaren Drosseln 23. 24 beschrieben. Solange die beiden Hydropumpen 1, 2 in ihren Regelbereichen B 1 bis C 1 bzw. B 2 bis C 2 entlang der Leistungskurve

ίο N 1 bzw. N 2 arbeiten, sind die förderstromveränderlichen Drosseln 29. 30 geschlossen.

Erreicht beispielsweise die Hydropumpc 2 der Punkt C2, also ihren Maximaldruck und wird vom Arbeitskreis 4 zunehmend weniger Fördermenge aufgenommen, so spricht das an Stelle des Überdruck ventils 22 angeordnete Druckrcgclventil 28 an unc verbindet den Arbeitskreis 4 mit dem Verstellkolber des Servomotors 6, worauf die Hvdrapumpc 2 zurückgeschwenkt wird. Dabei wird über den Mimen-

ao mer 20 und den Drosselhebel 32 die verstellbare Drossel 30 zunehmend geöffnet, was sich, wie ar Hand der F i g. 1 beschrieben, auf die Leistungsein stellung der Hydropumpe I dahingehend auswirkt daß die Leistungskurve N1 in Richtung NV ver schoben wird, so daß die Hydropumpe 1 nunmehr ir Bereichen größerer Leistungen arbeiten kann, so dat von beiden Pumpen wiederum die volle Anlriebslei stung ausgenutzt wird.

Aus konstruktiven und aus Kostengründen ist ei zweckmäßig, die Funktion der Einstelldrosseln 1* bzw. 18 mit der Funktion der Drosseln 24 bzw. 23 zi verschmelzen. Dazu können die Drosseln 23 bzw. 2r so ausgebildet sein, daß ihr Schließen durch die Stell kolben 25 bzw. 26 einstellbar beschränkt ist, sie alsc nur bis zu einem eingestellten Grad geschlossen wer den, wenn die Punkte Bl bzw. Bl erreicht sind.

Durch Parallelschalten weiterer Drosseln (nich dargestellt) zu den Drosseln 17, 24, 30 bzw. 18, 23 29 ist es ohne weiteres möglich, die Einstellung und/oder Verstellung des Leistungsreglers einer ode beider Pumpen zusätzlich zu beeinflussen und so wei tere Parameter, z. B. die Leistungsaufnahme vor Nebenaggregaten, die ebenfalls von der gemeinsamer Antriebsmaschine angetrieben werden, in die Lei stungsregelung einzubeziehen.

Ebenso kann der Erfindungsgedanke auf mehr al: zwei Hydropumpen angewendet werden, wobei di< Pumpen hinsichtlich ihrer Leistungsregelung zweck mäßig paarweise zusammengefaßt werden, um gegen über anderen Pumpen oder Pumpenpaaren eine Re gelung gemäß der Erfindung durchzuführen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Es sind Leistungsregler bekannt, die das die Lei-Patentansprüche: stung einer Hydropumpe bestimmende Produkt aus ρ ■ Q, wobei ρ der Arbeitsdruck und Q die Förder-

1. Leistungs-Rcgelvorrichtung für zwei oder menge der Pumpe sind, konstant halten (deutsche mehrere, gemeinsam von einer Antriebsmaschine 5 Patentschrift 1 188 948). Bei der einfachsten Art einer angetriebene, verstellbare Hydropumpen, bei der Summenleistungsregelung für zwei oder mehrere jeder Pumpe ein Leistungsregler, umfassend einen Pumpen wird die Anordnung so ausgelegt, daß jeder Meßfedersatz, dessen Vorspannung durch die Pumpe die halbe Leistung der Antriebsmaschine zur Fördermengeneinstellung der jeweiligen Pumpe Verfugung gestellt wird und im übrigen die Leibestimmt ist und einen von dem Federsatz einer- "> stungsregelung für jede einzelne Pumpe in üblicher seits belasteten Stellkolbcn, dessen andere, als Weise erfolgt. Auch ist es bekannt (deutsche Offcn-Meßfläche ausgebildete Seite in Abhängigkeit legungsschrift 1 453 586), Doppelpumpen gemeinsam vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist, zu- zu verstellen, sobald die Summe der Belastungen geordnet ist, und wobei der Leistungsregler der durch die Verbraucher an den einzelnen Pumpen das einen Pumpe in Abhängigkeit vom Förderdruck »5 maximale Abtriebsdrehmoment der die Doppelpum- und/oder Förderstrom der anderen Pumpe ver- pen gemeinsam antreibenden Antriebsmaschine überstellt wird, dadurch gekennzeichnet, steigt. Dabei werden die Arbeitsdrücke der Einzcldaß jedem Leistungsregler eine Einstelleinrich- pumpen auf eine gemeinsame Kolbenanordnung, vortung (15, 17 bzw. 16, 18) zugeordnet ist, die eine zugsweise Stufenkolben, gegeben, die Bestandteil der Drosselkette mit einer festen und einer verstell- ^a° den Doppelpumpen gemeinsamen Verstelleinrichtung baren, den Druck auf die Meßfläche (13 bzw. 14) ist. Damit ist nur eine zwangläufig gleichzeitige und ändernden Drossel umfaßt, wobei in Strömungs- gleich große Verstellung der Doppelpumpcn möglich, richtung gesehen die feste Drossel (15 bzw. 16) Die Art der Leistungsregelung bei den bekannten vor und die einstellbare Drossel (17 bzw. 18) hin- Regelvorrichtungen läuft darauf hinaus, daß das Proter der Meßfläche angeordnet ist, und daß der »5 dukt aus der Summe der Arbeitsdrücke und dem Einstelleinrichtung ein förderdruck- und/oder for- arithmetischen Mittel der Förderstrommengen konderstromabhängiges Meßorgan (24 bzw. 23; 30 stant gehalten wird, d. h. Summe der Einzellei.Uungcn bzw. 29) zugeordnet ist, das jeweils den Förder-

druck bzw. Förderstrom der anderen Pumpe (2 yy ₌ ül + ü* ^j | ^) _:= konstant,

bzw. 1) oder Pumpen erfaßt und das je aus einer 3<> 2

in Abhängigkeit vom Förderdruck bzw. Förderstrom der anderen Pumpe (2 bzw. 1) verstellbaren Das bedeutet, daß im jeweiligen Lcislungsregel-Drossel (24 bzw. 23 oder 24 und 30 bzw. 23 und bereich der einzelnen Pumpe jeder dieser Pumpen 29) besteht, die der versteilbaren Drossel (17 bzw. etwa der gleiche Förderstrom zugemessen wird, wenn 18) der Einstelleinrichtung parallel liegt. 35 sie die gleiche Leistung aufnehmen sollen. Dies führt

2. Regelvorrichtung nach Anspruch I, dadurch bei der prak'.ischcn Anwendung dazu, daß die von gekennzeichnet, daß die verstellbare Drossel (17, ^{der cinen} Pumpe mit höherem Arbeitsdruck angc-18) der Verstelleinrichtung des Leistungsregler triebenen Aggregate unerwünscht schnelle Bewe-(7, 8) jeder Pumpe (1, 2) von dem Druckmeß- gungen ausführen, während die von der anderen mit organ (24, 23) und/oder dem Förderstrommeß- *° einem momentan niedrigeren Arbeitsdruck arbeitcnorgan (30, 29) gebildet wird. ^den Pumpe angetriebenen Aggregate bei Ansprechen

der Leistungsregelung unerwünscht verlangsamt werden. Eine Anpassung, bei der dem Druck jedes Arbeitskreises individuell die optimale Fördermenge

4S selbsttätig zugemessen wird, ist mit diesen bekannten

Leistungsregelvorrichtungcn noch nicht möglich.

Bei einer bekanntgewordenen Leistungs-Rcgcl-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungs- vorrichtung der eingangs genannten Art (deutsche Regelvorrichtung für zwei oder mehrere, gemeinsam Ofienlcgungsschrift 1 950 827) ist die Auslegung dervon einer Antriebsmaschine angetriebene, verstell- 50 art, daß eine manuell unabhängige Verstellung beider bare Hydropumpen, bei der jeder Hydropumpe ein Pumpen ermöglicht ist, wenn die von den Pumpen Leistungsregler, umfassend einen Meßfedersatz, des- aufgenommene Gesamtleistung kleiner ist als die sen Vorspannung durch die Fördermengeneinstellung maximal verfügbare Leistung des Antriebsmotors, der jeweiligen Pumpe bestimmt ist und einen von dem und daß eine Kopplung zwischen beiden Pumpen Federsatz einerseits belasteten Stellkolben, dessen 55 hergestellt wird, wenn diese maximal verfügbare Anandere, als Meßfläche ausgebildete Seite in Abhängig- triebsleistung erreicht wird. Die Kopplung ist dabei keit vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist, so gestaltet, daß das Produkt aus Druck und Förderzugeordnet ist, und wobei der Leistungsregler der strom der einen Pumpe plus dem Produkt aus Druck einen Pumpe in Abhängigkeit vom Förderdruck und Förderstrom der anderen Pumpe unter Beriick- und/oder Förderstrom der anderen Pumpe verstellt 60 sichtigung der Pumpenwirkungsgrade einen bestimmwird, ten Wert — die maximale Antriebsleistung — nicht Derartige Vorrichtungen sollen einerseits die die übersteigt. Bei der dazu gegebenen bekannten Lö-Hydropumpen gemeinsam antreibende Antriebsma- sung erfolgt die Koppelung mechanisch über ein schine vor Überlastung schützen und andererseits er- Multipliziergetriebe. Es ergibt sich dadurch ein kommöglichen, die Leistungskapazität der Antriebsma- 65 püziertes hochbeanspruchtes Gestänge. Eine räumschine möglichst verlustlos auch bei unterschiedlichen lieh unabhängige Anordnung der Pumpen ist erheb-Belastungen der einzelnen Hydropumpen auszu- lieh erschwert,
nutzen. Gemäß einem älteren Vorschlag (deutsche Offen-