DE2219269B2

DE2219269B2 - Hydrostatic drive for hydraulic tools - has pump control responding to accumulative pressure variation of unequal flow

Info

Publication number: DE2219269B2
Application number: DE19722219269
Authority: DE
Inventors: Rudolf 2400 Luebeck Krueger
Original assignee: RHEINSTAHL AG HANOMAG BAUMASCHINEN 3000 HANNOVER
Current assignee: RHEINSTAHL AG HANOMAG BAUMASCHINEN 3000 HANNOVER
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2219269A1

Abstract

A hydraulic pressure system supplies hydraulic machines at a given volume and pressure. Two pumps with synchronized controls are governed by the movement of a stepped piston which responds to the accumulative pressure variation of the two pump delivery pipes. When a machine is connected to the system which does not require the full flow volume of its appropriate pump, a three way valve simultaneously connects the pump outlet to both sensing faces of the stepped control cylinder. In this way, both pumps respond like a single unit. If the required fluid pressure is below the control pressure of the pumps, then a pressure intensifier overcomes the difference.

Description

3535

Bekannte hydrostatische Getriebe für Druckmittelverbraucher von Arbeitsmaschinen mit summenleistungsgeregeltem Stellpumpenaggregat, dessen Stellkolben von Drücken aus beiden Förderleitungen beaufschlagbar ist (FR-PS 14 64 676). kommen z. B. bei Hydraulikbaggern zur Anwendung. Bei der Summenleistungsregelung wird automatisch dem am stärksten belasteten Verbraucher die höhere Arbeitsleistung zugeordnet, also dessen Geschwindigkeit gegenüber der Einzelleistungsregelung angehoben. Bei diesem System sind die beiden Pumpenschwenkkörper durch eine Koppel verbunden und werden vom Summenleistungsregler parallel verstellt, so daß die beiden Schwenkwinkel immer übereinstimmen und jede Pumpe die gleiche Fördermenge liefert.Known hydrostatic transmissions for pressure medium consumers of work machines with total power controlled Adjusting pump unit, the adjusting piston of which can be acted upon by pressures from both delivery lines is (FR-PS 14 64 676). come z. B. used in hydraulic excavators. With the total power control the higher workload is automatically assigned to the most heavily loaded consumer, so its speed increased compared to the individual power control. With this system the two pump swivel bodies are connected by a coupling and are controlled by the total power controller adjusted in parallel so that the two swivel angles always match and each pump is the same Delivery rate supplies.

Der bekannte Summenleistungsregler für Doppelpumpen belastet trotz schwankender Systemdrücke, verursacht durch entsprechend sich ändernde Arbeits· widerstände, den Antriebsmotor mit einem konstanten Moment. Bei diesem Regelsystem ist auch eine Pumpe in der Lage, die gesamte Leistung aufzunehmen und an den Verbraucher abzugeben. Die Summenleistungsregelung ermöglicht also eine optimale, also bestmögiiehe, Ausnutzung der installierten Motorleistung und eine sinnvolle Leistungsverzweigung zugunsten des am stärksten belasteten Verbrauchers. Angenommen, im Kreislauf der ersten Pumpe herrscht infolge eines hohen Arbeitswiderstandes ein hoher Druck und im Kreislauf der zweiten Pumpe ein kleiner Druck. Beide Drücke wirken auf die Meßkolbenfläche des Summenleistungsreglers. Die entstehenden Druckkräfte addieren sich und bewegen den Stufenkolben gegen eine Rückstellfeder in eine bestimmte Lage, in der sich die Druck- und die Federkraft das Gleichgewicht halten und der eine bestimmte Schwenkstellung entspricht, die der Regler einstellt Durch die Kopplung liefern beide Pumpen gleiche Förderströme. Diese sind also nicht mehr, wie bei der Einzelregelung von den Einzeldrükken in den Kreisläufen abhängig, sondern hier ist die Drucksumme maßgebend. Somit ist es auch völlig gleich, ob aus dem einen Kreislauf 20% und aus dem anderen 80% oder aus beiden je 50% der Drucksumme stammea Da beide Förderströme gleich groß sind, hängt es also nur vom Verhältnis der Drücke ab, wie die Motorleistung auf die Kreisläufe verteilt wird. Beide können ihre Leistungsanteile also nach Bedarf untereinander regulieren.The well-known total power regulator for double pumps is loaded despite fluctuating system pressures, caused by correspondingly changing work resistances, the drive motor with a constant Moment. In this control system, a pump is also able to absorb and turn on the entire output give up to the consumer. The total power control thus enables an optimal, i.e. best possible, Utilization of the installed motor power and a sensible power split in favor of the am heaviest burdened consumer. Assume that in the circuit of the first pump there is a high Working resistance a high pressure and in the circuit of the second pump a low pressure. Both Pressures act on the measuring piston area of the total power regulator. Add the resulting pressure forces and move the stepped piston against a return spring in a certain position in which the Pressure and the spring force keep the balance and which corresponds to a certain pivot position that the controller adjusts Due to the coupling, both pumps deliver the same flow rates. So these are not more, as in the case of individual control, it depends on the individual pressures in the circuits, but here it is Print total decisive. It is therefore completely irrelevant whether 20% is from the one cycle and 20% from the one other 80% or from both 50% of the total pressure originea Since both flow rates are the same, So it depends only on the ratio of the pressures how the engine power is distributed to the circuits. Both can regulate their performance shares among each other as required.

Eine derartige Regelung ist zumeist unproblematisch, solange die benötigte Druckmittelmenge für die verschiedenen Verbraucher über der Fördermenge liegt, welche die Pumpe zu Regelbeginn fördert. Ein solcher Verbraucher kann z. B. bei einem Hydraulikbagger in einem Hydromeißel bestehen, der auf Grund seiner Konstruktion nicht mit maximaler Fördermenge betrieben we-den kann. Der Anschluß solcher Druckmittelverbraucher ist bisher nur über den Umweg der Leistungsvernichtung oder durch den Einbau von Mengenteilern u.dgl. möglich gewesen. Solche Maßnahmen sind jedoch unwirtschaftlich.Such a regulation is usually unproblematic as long as the required amount of pressure medium for the various Consumer is above the delivery rate that the pump delivers at the start of control. Such a Consumers can e.g. B. exist in a hydraulic excavator in a hydraulic chisel due to its The construction cannot be operated with the maximum delivery rate. The connection of such pressure medium consumers is so far only via the detour of the loss of power or through the installation of flow dividers etc. have been possible. However, such measures are uneconomical.

Der Förderstrom solcher selbstregelnder Doppelpumpenaggregate kann innerhalb des Regelbereiches, der von festgelegten Grenzwerten eingeschlossen wird, stufenlos verändert werden. Bis zum Regelbeginn ist die Pumpe entsprechend dem Betriebsdruck auf die größte Fördermenge eingstellt. Das Regelende wird mit dem maximalen Betriebsdruck erreicht.The flow rate of such self-regulating double pump units can be within the control range, which is included by defined limit values can be changed continuously. Until the start of the rule is adjusts the pump to the highest delivery rate according to the operating pressure. The end of the rule will reached with the maximum operating pressure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art die Regelungsmöglichkeiten zu verbessern, wenn Druckmittelverbraucher an die Doppelpumpe angeschlossen werden, deren benötigte Ölmenge kleiner ist, als die von der Doppeipumpe bei Regelbeginn geförderte, aber deren benötigte ölmenge größer ist, als die am Regelende von der Doppelpumpe geförderte ölmenge.The invention is therefore based on the object of using simple means in a device of the above named type to improve the control options when pressure medium consumers to the double pump connected, the required amount of oil is smaller than that of the double pump at the start of control pumped, but the required amount of oil is greater than that delivered by the double pump at the end of the control amount of oil.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1.

Bei bekannten summenleistungsgeregelten Doppelpumpenaggregaten gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung, sind zwar bereits Steuerschieber bekannt, weiche die die Meßstelle beaufschlagenden Pumpenförderdrücke umschalten, jedoch für ganz andere Zwecke.In known total power-regulated double pump units according to the preamble of the claim 1 listed genus, control slides are already known, soft those acting on the measuring point Switch pump delivery pressures, but for completely different purposes.

So soll beispielsweise bei einer bekannten Regeleinrichtung (DT-OS 16 00 848) durch die dritte Kolbenfläche des zweistufigen Leistungsreglers erreicht werden, daß einmal die übliche gemeinsame Verstellung beider Pumpen möglich ist und zusätzlich die Möglichkeit besteht, eine der beiden Pumpen im Bedarfsfall unabhängig von der anderen Pumpe zu regeln. Dies wird dadurch erreicht, daß mit Hilfe eines Steuerschiebers der Förderstrom der separat herabzuregelnden Pumpe von der einen Meßstelle des Stufenkolbens abgesperrt und an die Meßfläche eines dritten, vom Stufenkolben unabhängig verschiebbaren Kolbens, geleitet wird. Die entlastete Meßstelle ist drucklos mit dem Vorratsbehälter verbunden.For example, in a known control device (DT-OS 16 00 848) through the third piston surface of the two-stage power regulator that once the usual common adjustment of both Pumping is possible and there is also the option of using one of the two pumps independently if necessary to be regulated by the other pump. This is achieved in that with the help of a control slide The flow of the pump, which is to be regulated down separately, is shut off from one measuring point on the stepped piston and is passed to the measuring surface of a third piston that can be moved independently of the stepped piston. the Relieved measuring point is connected to the storage tank without pressure.

Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung (DT-OS 15 28 476) gelangt ein vierstufiger RegelkolbenAnother known control device (DT-OS 15 28 476) has a four-stage control piston

zur Anwendung für drei miteinander gekoppelte Einzelpumpen. Die vierte Meßstelle des Stufenkolbens dient dazu, die Pumpen im Sinne einer Verstellung auf Null-Förderlage zu verstellen, bei der der Förderstrom der Pumpe gerade zum Ausgleich der Leckverluste bei 5 maximalem Förderdruck ausreicht Diese zusätzliche Kolbenfläche wird durch ein zwischen die Förderströme der Pumpen und dieser zusätzlichen Kolbenfiäche eingeschaltetes Druckbegrenzungsventil gesteuert Auch diese Regeleinrichtung ist relativ aufwendig und ist für die Lösung der gestellten Aufgabe nicht zu verwenden. for use with three single pumps coupled to one another. The fourth measuring point of the stepped piston is used to adjust the pumps in the sense of an adjustment to the zero delivery position, at which the delivery flow the pump is just sufficient to compensate for the leakage losses at 5 maximum delivery pressure The piston area is created by an additional piston area between the flow rates of the pumps and this additional piston area activated pressure relief valve controlled This control device is also relatively complex and is not to be used for the solution of the given task.

Weiterhin ist es bei Doppelpumpenaggregaten mit einer regelbaren und einer nicht regelbaren Pumpe schon bekannt die Fördermengeneinstellung der Stellpumpe in Abhängigkeit von den Förderdrücken beider Pumpen zu steuern. Dabei kann unter Vermittlung von mechanischen Übertragungsgestängen über Kulissenführungen der Einfluß der Förderdrücke in beiden Kreisläufen auf die Einstellung der Stellpumpe verändert werden, wobei es auch möglich ist, den Meßförderdruck aus der nicht einstellbaren Pumpe völlig zu eliminieren und die Wirkung des Meßförderdruckes aus der Stellpumpe zu verstärken (DT-OS 17 55 065).It is also the case with double pump units with one controllable and one non-controllable pump already known the delivery rate setting of the adjusting pump depending on the delivery pressures of both Control pumps. With the mediation of mechanical transmission rods via link guides the influence of the delivery pressures in both circuits on the setting of the control pump changed it is also possible to completely eliminate the measuring delivery pressure from the non-adjustable pump and to increase the effect of the measuring delivery pressure from the control pump (DT-OS 17 55 065).

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ohne Lei- *5 itungsvernichtung auch solche Druckmittelverbraucher, wie Hydromeißel, wirtschaftlich an Arbeitsmaschinen mit den eingangs erwähnten hydrostatischen Getrieben angeschlossen werden können.The invention achieves that without Lei- * 5 It also destroys such pressure medium consumers, such as hydraulic chisels, economically on work machines can be connected to the hydrostatic gears mentioned at the beginning.

In vorteilhafter Weiterbildung des Getriebes ist der Steuerschieber in Abhängigkeit von der Zu- oder Abschaltung des besagten Druckmittelverbrauchers bewegbar. In die Steuerleitung, die den Förderdruck des beschränkt aufnahmefähigen Verbrauchers nach Umschalten des Steuerschiebers auch an die andere Stellkolben-Meßstelle führt, ist ein Druckübersetzer eingeschaltet. In an advantageous development of the transmission is the The control slide can be moved as a function of the connection or disconnection of the said pressure medium consumer. In the control line that controls the delivery pressure of the consumer with limited capacity after switching of the control spool also leads to the other setting piston measuring point, a pressure intensifier is switched on.

Der Erfindungsgedanke ist in zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe concept of the invention is explained in more detail in two exemplary embodiments with reference to the drawing. Included shows

F i g. 1 schematisch und in vereinfachter Darstellung ein Schaltbild des hydraulischen Antriebes undF i g. 1 schematically and in a simplified representation a circuit diagram of the hydraulic drive and

F i g. 2 in gleicher Darstellung eine Variante des Antriebs. F i g. 2 shows a variant of the drive in the same representation.

Beide Antriebe weisen zwei Pum: en Pl und Pl auf, welche an der Saugseite gemeinsam an den Vorratsbehälter V ui.d druckseitig an zwei getrennte Hydraulikkreise angeschlossen sind. Die beiden Pumpen Pl und Pl sind über eine Koppelstange lean den beweglichen Teil des Summenleistungsreglers 4 angeschlossen, der auf das Doppelpumpenaggregat 1 aufgesetzt ist. Der Stufenkolben 4a, 46 stützt sich an de·¹ einen Seite über die Druckfeder 4c und die Koppelstange Ic ab. Auf der anderen Seite steht die Meßfläche Fl des größeren Kolbens 4a über die Leitung 10a mit der Druckleitung 10 der Pumpe Pl in Verbindung. Die Druckleitung 10 führt durch einen Mehrwegeschieber 6 hindurch in den Vorratsbehälter V. Über diesen Mehrwegeschieber 6 ist unter anderem die Druckleitung 10 bzw. Rücklaufleitung mit dem Druckmittelverbraucher 2 verbindbar, welcher z. B. den Antrieb für einen Hydromeißel bildet der nicht mit maximaler Fördermenge betrieben werden kann. Durch diesen Mehrwegeschieber 6 sind noch weitere, nicht dargestellte, Druckmittelverbraucher anschließbar. Die Meßfläche Fl des kleineren Kolbens 46 steht über die Leitung 9,8a mit der Druckleitung 8 der zweiten Pumpe Pl in Verbindung. An die DruckleitungBoth drives have two pumps Pl and Pl , which on the suction side are jointly connected to the reservoir V and on the pressure side to two separate hydraulic circuits. The two pumps Pl and Pl are connected via a coupling rod lean to the movable part of the total power regulator 4, which is placed on the double pump unit 1. The stepped piston 4a, 46 is supported on one side de · ¹ via the compression spring 4c and the coupling rod Ic from. On the other hand, the measuring surface F1 of the larger piston 4a is connected to the pressure line 10 of the pump P1 via the line 10a. The pressure line 10 leads through a multi-way valve 6 into the storage container V. Via this multi-way valve 6, among other things, the pressure line 10 or return line can be connected to the pressure medium consumer 2, which z. B. forms the drive for a hydraulic chisel which cannot be operated with the maximum flow rate. Through this multi-way slide 6, further pressure medium consumers, not shown, can be connected. The measurement surface Fl of the smaller piston 46 is connected by conductor 9,8a to the pressure line 8 of the second pump Pl in compound. To the pressure line

8 sind ebenfalls über einen Mehrwegeschieber 7 nicht weiter dargestellte Druckmittelverbraucher anschließbar. 8 are also not via a multi-way slide 7 further illustrated pressure medium consumers can be connected.

In die Steuerleitungen 10a, 10b und 8a, 9, welche zu den beiden Meßstellen Fl und Fl führen, ist ein Steuerschieber 3 eingeschaltet, mit velchem entweder jeder der beiden Pumpen Pl und Pl einer Meßstelle Fl bzw. Fl zugeordnet werden kann oder aber an eine Pumpe beide Meßstellen Fl und Fl anschiießbar sind.In the control lines 10a, 10b and 8a, 9, which lead to the two measuring points Fl and Fl , a control slide 3 is switched on, with velchem either each of the two pumps Pl and Pl can be assigned to a measuring point Fl or Fl or to one Pump both measuring points Fl and Fl can be connected.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 nur dadurch, daß in die Steuerleitung 10a, 106 ein Druckübersetzer 5 eingeschaltet ist, welcher ebenfalls einen Stufenkolben 5a, 56 aufweist, dessen großer Kolben 5a von der Druckleitung 10 beaufschlagbar ist und dessen kleiner Kolben 56 sich über eine Feder 5c abstützt und dessen Zylinderraum mit der Steuerleitung 106 in Verbindung steht.The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that a pressure booster 5 is switched on in the control line 10a, 106 , which also has a stepped piston 5a, 56 whose large piston 5a can be acted upon by the pressure line 10 and whose small piston 56 is supported by a spring 5c and its cylinder chamber is in communication with the control line 106.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgendermaßen. Voraussetzung ist, daß die benötigte ölmenge des Druckmittelverbrauchers 2 kleiner ist als die bei Regelbeginn geförderte, aber größer als die am Regelende geförderte ölmenge. Wird der Druckmittelverbraucher 2, der ein kleineres Schluckvolumen hat, als die eine Seite Pl der Doppelpumpe Pl, Pl bei Regelbeginn liefert, eingeschaltet so wird gleichzeitig der Steuerschieber 3 aus der dargestellten Position a mit seinen Anschlüssen b in Pfeilrichtung nach rechts verschoben, so daß die Steuerleitung 8a in einer Sackbohrung endet während die Steuerleitung 106 mit der Steuerleitung 9 verbunden wird.The operation of the device according to the invention is as follows. The prerequisite is that the required amount of oil of the pressure medium consumer 2 is smaller than the amount of oil conveyed at the beginning of control, but greater than the amount of oil conveyed at the end of control. If the pressure medium consumer 2, which has a smaller absorption volume than one side Pl of the double pump Pl, Pl supplies at the start of control, is switched on, the control slide 3 is simultaneously shifted from the illustrated position a with its connections b in the direction of the arrow to the right, so that the Control line 8a ends in a blind hole while control line 106 is connected to control line 9.

Diese Umschaltung des Steuerschiebers 3 kann elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch erfolgen. Sie erfolgt jedoch gleichzeitig mit der Betätigung des Steuerschiebers 6, mit welchem der Druckmittelverbraucher 2 an die Druckleitung 10 anschließbar ist. Durch die Umschaltung werden die beiden Meßstellen Fl und Fl des Stufenkolbens 4a, 4b mit dem Arbeitsdruck des Druckmittelverbrauchers 2 beaufschlagt und die Doppelpumpe Pl. Pl reagiert wie eine einzeln geregelte Pumpe.This switching of the control slide 3 can take place electrically, pneumatically, hydraulically or mechanically. However, it takes place simultaneously with the actuation of the control slide 6, with which the pressure medium consumer 2 can be connected to the pressure line 10. As a result of the switchover, the two measuring points Fl and Fl of the stepped piston 4a, 4b are subjected to the working pressure of the pressure medium consumer 2 and the double pump Pl. Pl reacts like an individually regulated pump.

Liegt der Arbeitsdruck des Druckmittelverbrauchers 2 unter dem Regelbeginn der Pumpe Pl, so ist durch den Einbau eines Druckübersetzers 5 gemäß F i g. 2 auch dieser Einsatzfall lösbar. Auch hierbei wird beim Anschließen des Druckmittelverbrauchers 2 der Steuerschieber 3 in Pfeilrichtung nach rechts verschoben, so daß die Steuerleitung 106 mit der SteuerleitungIf the working pressure of the pressure medium consumer 2 is below the start of control of the pump P1, the installation of a pressure booster 5 according to FIG. 2 this application can also be solved. Here, too, when the pressure medium consumer 2 is connected, the control slide 3 is displaced to the right in the direction of the arrow, so that the control line 106 and the control line

9 in Verbindung tritt und die Steuerleitung 8a in einer Sackbohrung endet. Der von der Druckleitung 10 der Pumpe Pl beaufschlagte Kolben 5a verschiebt den kleineren Kolben 56 entgegen der Wirkung der Druckfeder 5c nach links und damit das Steueröl in der Steuerleitung 106. 9 an die Meßstelle /Z so daß der Stufenkolben 4a. 46 mit der Summe der Kräfte an den beiden Meßstellen Fl und F2 zum Regeln der beiden Pumpen Pl und P2 verschoben wird.9 enters into connection and the control line 8a ends in a blind hole. The from the pressure line 10 of the Piston 5a acted upon by pump Pl moves the smaller piston 56 against the action of the compression spring 5c to the left and thus the control oil in the control line 106. 9 to the measuring point / Z so that the stepped piston 4a. 46 with the sum of the forces at the two measuring points F1 and F2 for controlling the two pumps Pl and P2 is shifted.

Diese Schaltungen können natürlich für die linke, rechte oder für beide Pumpen Pl, Pl zur Anwendung kommen.These circuits can of course be used for the left, right or both pumps Pl, Pl .

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

• 1, hydrostatic transmission for several pressure medium consumers of work machines, with a total power-controlled double pump unit, the actuating piston of which can be acted upon by the pressures from both delivery lines, whereby the direct impingement of the individual measuring points can be influenced by the assigned pump delivery flows via a control slide connected in delivery pressure measuring lines, characterized in that that for the additional connection of a pressure medium consumer (2) that cannot be driven with the maximum delivery rate of its pump (Pi), the control slide is arranged in the delivery pressure line (8a, 9) of the other pump (Pi) and also when this pressure medium consumer (2) is switched on the actuating piston measuring point (Fx ) assigned to the other pump (Pi) is subjected to the delivery pressure of the pump (Px) of the pressure medium consumer (2), which has limited capacity.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that that the control slide (3) depending on the connection or disconnection of said Pressure medium consumer (2) is movable.

3. Transmission according to claim 1 and 2, characterized in that in the control line (10a, 106), which the delivery pressure of the consumer with limited capacity (2) after switching the control slide (3) to the other adjusting piston measuring point (F \) leads, a pressure intensifier (5) is switched on.