DE2336430C2 - Vorrichtung zur Grenzlaststeuerung von Hydropumpen - Google Patents

Description

einrichtung spricht auf den summierten Ausgangsdruck der Pumpen variabler Verdrängung an, um das geschwindigkeitsabhängige Ventil während vorübergehend auftretender Überlast-Bedingungen zu überlagern.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in schematischer Darstellung ein mit der erfindungsgemäßen Steuerung ausgerüstetes hydraulisches System.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein leistungsbegrenzendes Steuersystem für die Verdrängung einer Pumpe in Verbindung mit einem nur teilweise dargestellten Mehrpumpen-Steuerkreis eines Werkzeuges oder Gerätes. Der Werkzeug-Steuerkreis ist von der Art, wie er in einem Gerät, beispielsweise einem hydraulischen Bagger verwendet wird, in welchem mehrere hydraulisehe Motoren in Kombination, einzeln und/oder gleichzeitig für die Betätigung eines Werkzeuges verwendet werden.

Das Werkzeug-Steuersystem weist mehrere Hydropumpen 10 und 11 mit veränderbarem Verdrängungsvolumen und eine Pumpe 12 mit konstantem Verdrängungsvolumen auf, welche alle von einem geeigneten Hauptantrieb, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine 13 angetrieben werden. Jede Pumpe saugt Flüssigkeit aus einem Sammelbehälter oder Sumpf 14 und leitet diese Flüssigkeit unter Druck durch die jeweils zugehörigen Förderleitungen, 15,16 und 17.

Jede der Pumpen 10 und 11 mit verändertem Verdrängungsvolumen ist mit einer konventionellen Servosteuerung 18 und 19 versehen, welche auf ein Drucksignal ansprechen, um das Verdrängungsvolumen der Pumpen 10 und 11 zu verändern.

Das Steuersystem zur Förderung von Steuer-Druckflüssigkeit zur Betätigung der Servo-Steuerungen 18 und 19 weist eine Hydropumpe mit unveränderlichem Verdrängungsvolumen 20 auf, die unmittelbar vom Hauptantrieb 13 angetrieben wird und Flüssigkeit vom Sammelbehälter 14 ansaugt und der allgemein mit 21 bezeichneten Unterdrehzahl-Steuerung zuleitet

Das Unterdrehzahiventil 21 arbeitet in der Weise, daß es auf eine Verringerung der Drehzahl der Pumpe 20 anspricht, welche sich infolge einer durch Überlastung oder irgendeinen anderen Grund verursachten Verringerung der Antriebsdrehzahl ergibt. Die Ausgangsströmung von der Pumpe 20 fließt durch eine Öffnung 22, welche einen Druckunterschied erzeugt, der über Leitungen 24 und 25 auf entgegengesetzten Enden eines Ventils einwirkt. Die Druckdifferenz ist eine Funktion der Flüssigkeitsströmung, die eine Funktion der Antriebs-Maschinendrehzahl ist. Eine vorbestimmte Änderung in einem Druckunterschied über die Öffnung 22 bewegt das Ventil in eine offene Stellung, in welcher über eine Leitung 26, quer durch das Ventil 23, üDer eine von diesem abgehende Leitung 27, ein Wechselventil 28 und Zweigleitungen 29 und 30 eine Druckverbindung von der Steuerpumpe 20 zu den Servo-Steuereinrichtungen 18 und 19 der Pumpen 10 und 11 besteht. Sobald die Belastung der Maschine aufgehoben ist und die Maschinendrehzahl wieder ihre normale Einstellung erreicht, stellt die zunehmende Strömung durch die öffnung 22 den Druckunterschied über dem Ventil 23 wieder her, so daß dieses in seine dargestellte geschlossene Stellung zurückkehrt und somit zuläßt, daß die Pumpen 10 und 11 wieder in einen Betriebszustand mit voller Verdrängung zurückkehren.

Erfindungsgemäß gelangt ständig Steuerdruck oder Flüssigkeit von der Pumpe 20 durch das Unterdrehzahiventil 21 und fließt über eine Zuführungsleitung 31 zu einem allgemein mit 32 bezeichneten SummierventiL Die Steuereinrichtung 32 zur Drucksummierung weist ein Ventilglied oder einen Schiebei 33 auf, welches normalerweise in seine Sperrstellung vorgespannt ist, jedoch auf eine durch Druck in einer der Leitungen 15,16 und 17 entwickelte und über Leitungen 34_; 35, 36 und Kolben 37, 38 und 39 auf den Schieber 33 wirkende Kraft anspricht Wenn die Summe der auf die Kolben 37, 38 und 39 wirkenden Kräfte sich einem vorbestimmten Wert nähert oder einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Schieber 33 versteilt, um über das Wechselrückschlagventil 28 und die Leitungen 29 und 30 eine Verbindung zwischen der Leitung 31 und den Steuereinrichtungen 18 und 19 herzustellen, so daß die Ventile verstellt werden und die Pumpen 11 und 10 durch Hubverstellung auf ein geringeres Verdrängungsvolumen eingestellt werden. Der über die Leitungen 35,36 und 34 abgetastete Druck ist eine Funktion der Belastungen an den Pumpen 10,11 und 12. Ein Druckbegrenzungsventil 40 in der Leitung 31 schützt die Leitung gegen Überdrücke und sorgt für die Aufrechterhaltung eines nahezu konstanten Druckpegels hinter der öffnung 22. Der Druck der Pumpe 12 kann vernachlässigt werden, da er nur einen unwesentlichen Teil der Gesamtbelastung ausmacht, oder da er so eingestellt ist, daß seine Belastung die Gesamtbelastung nicht beeinflußt

Das gesamte System ist so eingestellt, daß das Verdrängungsvolumen der Pumpen anfänglich durch die Unterdrehzahlventileinrichtung 21 gesteuert wird, bis schlagartig einsetzende Druckspitzen in dem System auftreten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Steuerung von der druckabhängigen Drucksummier-Steuereinrichtung 32 übernommen, welche eine Signalverbindung zu den Steuereinrichtungen 18 und 19 zur Steuerung des Pumpenverdrängungsvolumens herstellt und die Verdrängung verringert und an die Belastungsbedingungen anpaßt.

Unter diesen Spitzendruck-Bedingungen tastet das Summierventil den Druck verzögerungsfrei ab und spricht sofort an, um das Verdrängungsvolumen der Pumpen 10 und 11 zu verringern und einen zu großen Leistungsabfluß am Motor zu steuern oder zu verhindern. Das Summierventil ist so eingestellt, daß es auf einen höheren Druck und daher auf eine größere Leistung anspricht als das Unterdrehzahiventil 21. Wenn die Druckbedingung und der Leistungsabfluß oder die Leistungsabgabe für einen längeren Zeitraum fortbestehen, nimmt also das Unterdrehzahiventil die Steuerung bei einem etwas geringeren Leistungsabfluß auf, und das Signal wird dann von der Unterdrehzahlventileinrichtung 21 über die Leitung 27 und das Wechselventil 28 geleitet, um die Steuerung des Pumpenverdrängungsvolumens aufrechtzuerhalten.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß eine neue Kombination einer drehzahlabhängigen Steuereinrichtung und einer mit dieser zusammenwirkend verbundenen druckabhängigen Steuereinrichtung vorgesehen ist, um das Verdrängungsvolumen einer Anzahl von Pumpen mit veränderbarem Verdrängungsvolumen zu steuern, damit eine Anpassung an die Leistungskapazität einer Antriebsmaschine erzielt wird. Diese Kombination enthält ein auf die Summe der Ausgänge der belasteten Pumpen ansprechendes Summierventil und ein Unterdrehzahiventil, welches auf den Ausgang einer unmittelbar von der Antriebsmaschine getriebenen Pumpe anspricht, um den Ausgang der Pumpen mit veränderbarem Verdrängungsvolumen demgemäß zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 ~ 2

Um dieses Problem zu lösen, sind bereits Einrichtun-

Patentanspruch: gen vorgeschlagen worden, mit welchen der Ausgang

der Pumpen entweder in Abhängigkeit von der BeIa-

Vorrichtung zur Grenzlaststeuerung von durch ei- stung des Antriebsmotors oder in Abhängigkeit der auf ne Antriebsmaschine angetriebenen Hydropumpen 5 das Werkzeug selbst einwirkenden Belastung eingestell ι mit wenigstens einer Hydropumpe mit veränderli- werden kann.

chem Verdrängungsvolumen und mit einer von der In der DE-OS 19 49 687 ist eine hydrostatische Kraft-

Antriebsmaschine angetriebenen Steuerpumpe mit Übertragung mit Drucksteuerung angegeben, bei der konstantem Verdrängungsvolumen, in deren Druck- ein Unterdrehzahlventil vorhanden ist, mit dessen Hilfe leitung ein Unterdrehzahlventil angeordnet ist, das io eine von einer Antriebsmaschine angetriebene Hydroauf eine bei Drehzahlabfall an einer Drossel propor- pumpe mit veränderlichem Verdrängungsvolumen getional zur Drehzahl abnehmende Druckdifferenz an- regelt wird.

spricht und bei infolge des Drehzahlabfalls vermin- Die Antriebsmaschine treibt weiterhin eine Hilfspum-

derter Fördermenge der Steuerpumpe einen Betäti- pe mit konstantem Verdrängungsvolumen an, die gungsdruck auf die Servosteuerungen zur Verringe- 15 Druckflüssigkeit an hydraulische Zubehörgeräte liefert, rung der Verdrängung der Hydropumpen abgeben Das Unterdrehzahlventil spricht auf eine bei Drehkann und einer Einrichtung, die auf den Druck in der zahlabfail der Antriebsmaschine abnehmende Druckdif-Abgabeleitung wenigstens einer Hydropumpe an- ferenz an und gibt bei abnehmender Fördermenge der spricht und dadurch den Betätigungsdruck auf die Steuerpumpe einen Betätigungsdruck auf die Servo-Servosteuerungen im Sinne einer Verringerung der 20 steuerung, um die Verdrängung der Hydropumpe zu Verdrängung der Hydropumpen beeinflussen kann, verringern. Eine Kolben-Zylindereinheit an der Hydrodadurchgekennzeichnet.daßein von dem pumpe spricht auf den Druck in der Abgabeleitung der Unterdrehzahlventil (21) unabhängig wirkendes und Hydropumpe an und beeinflußt den Betätigungsdruck dazu parallel geschaltetes Summierventil (32) ange- auf die Servosteuerung im Sinne einer Verringerung der ordnet ist das den Druck der Hydropumpen (10, It 25 Verdrängung der Hydropumpe.

und 12) erfaßt und das auf eine bei Druckspitzen In Verbindung mit der Pumpe mit konstantem Verauftretende höhere Überlastung der Antriebsma- drängungsrahmen erfolgt am Unterdrehzahlventil zwar schine als das Unterdrehzahlventil (21) anspricht, eine gewisse Summenbildung, die zur Beseitigung der wobei das Summierventil (32) mit den Druckleitun- Druckdifferenz an der Drossel und damit zur Verringegen der Hydropumpen verbunden ist und bei Über- 30 rung der Verstellung der Hydrosteuerung an der Pumpe schreiten eines bestimmten summierten Druckes ei- mit veränderbarem Verdrängungsvolumen führt, jenen Durchgang öffnet, um den durch ein hinter der doch ist durch diese Verkopplung keine unmittelbare Drossel (22) angeordnetes Druckbegrenzungsventil Konstanthaltung des Druckes im Steuerkreis möglich (40) konstant gehaltenen Druck der Steuerpumpe und bei der Arbeitsdruckerfassung ergibt sich keine (20) zu den Servosteuerungen (18, 19) zuzuleiten, 35 Summierung.

wobei das Summierventil (32) und das Unterdreh- Eine Ausbildung eines Summierventils zeigt die DE-

zahlventil (21) über ein Wechselrückschlagventil (28) OS 21 17 527, bei dem die Drücke von mehreren Pummit den Servosteuerungen (18, !9) verbunden sind. pen in einer Summiereinrichtung mit Kolben und Feder

aufsummiert werden und der summierte Druck zur Vo-

40 lumenstromverstellung einer Pumpe verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Grenzlaststeuerung zu schaffen, bei der

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur beim Ansprechen des Unterdrehzahlventils und bei Grenzlaststeuerung von Hydropumpen nach dem Ober- gleichzeitigem Auftreten weiterer Druckspitzen, die die begriff des Patentanspruches. 45 Hydropumpen belasten und damit die Antriebsmaschi-

Viele hydraulisch betätigte Werkzeuge, wie z. B. ein ne überlasten, die Verdrängung der Hydropumpen verhydraulischer Bagger, verwenden normalerweise meh- ringert wird, wobei ein schnelles Ansprechen ermöglicht rere Pumpen mit veränderlichem Verdrängungsvolu- ist.

men zur Förderung der hydraulischen Druckflüssigkeit, Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch an-

die für den Antrieb einer Anzahl von Motoren benötigt 50 gegebene Erfindung gelöst.

wird, die zur Betätigung des Baggergefäßes oder der Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung für hy-

Baggerschaufel verwendet werden. draulische Steuersysteme mit mehreren Pumpen verän-

Für solche Systeme werden zahlreiche unterschiedli- derbarer Verdrängung ist derart aufgebaut, daß es die ehe Kreise eingesetzt, in welchen gesonderte Kreise für Pumpenverdrängung in Abhängigkeit von der BeIajeden Motor eingesetzt werden oder verschiedenartige 55 stung am Antriebsmotor und in Abhängigkeit von der Einrichtungen zur Kombinierung der Strömung von Belastung an den Pumpen wirksam verändert. Die Ermehreren Pumpen zu einem oder mehreren hydrauli- findung eignet sich besonders für hydraulische Leischen Motoren verwendet werden. Die hydraulische stungssysteme, bei denen die Pumpen mit veränderba-Pumpe wird bei allen derartigen Systemen normaler- rer Verdrängung zur Betätigung eines Werkzeuges dieweise durch einen einzelnen Hauptantrieb, beispielswei- 60 nen, wobei die erfindungsgemäöe Steuereinrichtung se eine Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Eine selbsttätig die Pumpenverdrängung auf die Ausgangs-Schwierigkeit besteht bei diesen Anordnungen darin, leistung des die Pumpen des Systems antreibenden daß jeder getrennte Motor und jede getrennte Pumpe Hauptantriebes einstellt.

die gesamte Abgabeleistung des Antriebsmotors auf- Das Steuersystem besitzt ein erstes, auf die Genehmen können. Dies kann bei einer Belastung von zwei 65 schwindigkeit des Hauptantriebes ansprechendes Un- oder mehreren Motoren oder Pumpen dazu führen, daß terdrehzahlventil zur Übertragung eines Flüssigkeitsder Antriebsmotor überlastet wird oder sogar abge- drucksignales an eine Servo-Steuereinrichtung zur Einwürgt wird, stellung der Pumpenverdrängung. Eine zweite Ventil-