DE2219269C3 - Hydrostatisches Getriebe für mehrere Druckmittelverbraucher von Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Bekannte hydrostatische Getriebe für Druckmiltclverbraucher von Arbeitsmaschinen mit summenleistungsgeregeltem Stellpumpenaggregat, dessen Stellkolben von Drücken aus beiden Förderleiti'ngen 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 Summenlcistungsregler parallel verstellt, so daß die beiden Schwcnkwinkel immer übereinstimmen und jede Pumpe die gleiche Fördermenge liefert.

Der bekannte Summenleistungsregler für Doppelpumpen belastet trotz schwankender Systemdrücke, verursacht durch entsprechend sich ändernde Arbeitswiderstände, 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 bestmögliche, 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 Summenleistuntrsreiilers. Die entstehenden Druckkräfte addieren sich und bewegen den Stufenkolben gegen eine Rückstellfeder in eine bestimmte Lage, in d^r sich die Druck- und die Federkraft das Gleichgewicht halten und der eine bestimmte Schwenkstcüung 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 ίο gleich, ob aus dem einen Kreislauf 20% und aus dem anderen 80% oder aus beiden je 50% der Drucksummc stammen. 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.

Eine derartige Regelung ist zumeist unproblematisch, solange die benötigie Drtickmitielmenge 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 werden kann. Der Anschluß solcher Druckmittclverbraucher ist bisher nur über den Umweg der Leistungsvcrnichtung oder durch den Einbau von Mengcnteilern u. dgl. möglich gewesen. Solche Maßnahmen sind jedoch unwirtschaftlich.

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 Rcgclende wird mit dem maximalen Betriebsdruck erreicht.

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 Doppelpumpe bei Regelbeginn geförderte, aber deren benötigte Ölmenge größer ist. als die am Regelende von der DoppelDumpe geförderte Ölmenge.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei bekannten summenleistungsgeregelten Doppelpumpenaggregaten gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung, sind zwar bereits Steuerschieber bekannt, welche die die Meßstelle beaufschlagenden Pumpenförderdrücke umschalten, jedoch für ganz andere Zwecke.

So soll beispielsweise bei einer bekannten Regeleinrichtung (DT-OS 16 00 848) durch die dritte Kolbenfläehe des zweistufigen Leistiingsreglers 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.

Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung (DT-OS 15 28 476) gelangt ein vierstufiger Regelkolben

zur Anwendung für drei miteinander gekoppelte Einzelpumpen. Die vierte Mcßstelle des .Stufenkolbens dient dazu, die Pumpen im Sinne einer Verstellung auf Null! ördcrlüge /u verstellen, bei der der Förderstrorn tier Pumpe gerade zum Ausgleich -hr Leckverluste bei 5 maximalem Förderdruck ausreicht. Diese zusätzliche Kolbenflüche wird durch ein zwischen die Förderströme der Pumpen und dieser zusätzlichen Kolbeüfläche eingeschaltetes Druckbegrenzungsventil gesteuert. Auch diese Regeleinrichtung ist relativ aufwendig und ist für die Lösung der gestellten Aufgabe nicht zu verwenden.

Weiterhin ist es bei Doppelpumpenaggregaten mit einer regelbaren und einer nicht regelbaren Pumpe schon bekanm. die Fördermengeneinstellung der Stell- <s pumpe in Abhängigkeit von den Förderdrücken beider Pumpen zu steuern. Dabei kann unter Vermittlung von mechanischen Übertragungsgeslängen über Kulissenführungen der Einfluß der Förderdrücke in beiden Kreislau^ren auf die Einstellung der Stellpumpc 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).

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ohne Leistungsvernichtung auch solche Driickmittelverbraucher. wie Hydromeißel, wirtschaftlich an Arbeitsmaschinen mit den eingangs erwähnten hydrostatischen Getrieben angeschlossen werden können.

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-Mcßstelle führt, ist ein Druckübersetzer eingeschaltet.

Der Erfindungsgedankc ist in zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 schematisch und in vereinfachter Darstellung ein Schaltbild des hydraulischen Antriebes und

F i g. 2 in gleicher Darstellung eine Variante des Antriebs.

Beide Antriebe weisen zwei Pumpen Pl und Pl auf, welche an der Saugseite gemeinsam an den Vorratsbehälter V und druckseitig an zwei getrennte Hydraulikkrcisc 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 der einen Seite über die Druckfeder 4cund die Koppclstangc 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 Mchrwegeschieber 6 ist unter anderem die Druckleitung 10 bzw. Rücklaufleitung mil 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 Koibens 4L· steht über die Leitung 9, 8a mit der Druckleitung 8 der .-■weiten Pumpe Pl in Verbindung. An die Druckleitung 8 sind ebenfalls über einen Mehrwegeschieber 7 nicht weiter dargestellte Druckmittelverbraucher anschließbar.

In die Steuerleitungen 10a, 106 und 8,;. 9, welche zu den beiden Meßsiellen Fl und Fl führen, ist ein Steuerschieber 3 eingeschaltet, mit welchem entweder jeder der beiden Pumpen Pl und Pl einer Mcßstelle Fl b/w. 1-2 zugeordnet werden kann oder aber an eine Pumpe beide Meßstellen Fl und Fl anschließbar sind.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 nur dadurch, daß in die Stellerleitung 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.

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 Rcgclende geförderte Ölmenge. Wird der Druckmittelverbraucher 2, der ein kleineres Schluckvolumen hai, als die eine Seite Pl der Doppelpumpc 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 8,7 in einer Sackbohrung endet, während die Sieuerlcilung 106 mit der Steucrleitung 9 verbunden wird.

Diese Umschaltung des Steuerschiebers I 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, 46 mit dem Arbeitsdruck des Druckmittelvcrbrauchers 2 beaufschlagt und die Doppelpumpe Pl, P2 reagiert wie eine einzeln geregelte Pumpe.

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 nich rechts verschoben, so daß die Stcuerleitung 106 mit der Steuerleitung 9 in Verbindung tritt und die Sieuerlcitung 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 Fl, so daß der Stufenkolben 4a, 46 mit der Summe der Kräfte an den beiden Meßstellen Fl und Fl zum Regeln der beiden Pumpen Pl und Pl verschoben wird.

Diese Schaltungen können natürlich für die linke, rechte oder für beide Pumpen PI, Pl zur Anwendung kommen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydrostatisches Getriebe für mehrere Druckmitielverbraucher von Arbeitsmaschinen, mit einem summenleistungsgeregelten Doppelpumpenaggregat, dessen Stellkolben von den Drücken aus beiden Förderleitungen beaufschlagbar ist, wobei die unmittelbare Beaufschlagung der einzelnen Meßstellen durch die zugeordneten Pumpenförderströme über einen in Förderdruckmeßleitungen eingeschalteten Steuerschieber beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den zusätzlichen Anschluß eines nicht mit der maximalen Fördermenge seiner Pumpe (P\) antreibbaren Druckmittelvcrbrauchers (2) der Steuerschieber in der Förderdruckmeßleitung (8a, 9) der anderen Pumpe (Pi) angeordnet ist und bei Einschalten dieses Druckmittc'-verbrauchers (2) auch die der anderen Pumpe (Pi) zugeordnete Stellkolben-Meßstelle (Ft) mit dem Förderdruck der Pumpe (Pi) des — beschrankt aufnahmefähigen — Druckmittelverbrauchers (2) beaufschlagt ist.

2. Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (3) in Abhängigkeit von der Zu- oder Abschaltung des besagten Druckmittelverbrauchers (2) bewegbar ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (lO.-j, 106), die den Förderdruck des beschränkt aufnahmefähigen Verbrauchers (2) nach Umschalten des Steuerschiebers (3) auch an die andere Stellkolben-Meßstelle (Ft) führt, ein Druckübersetzer (5) eingeschaltet ist.