DE2426904A1 - DEVICE FOR REGULATING THE DISTRIBUTION OF A PRESSURIZED MEDIUM IN A HYDRAULIC CIRCUIT BY PRESSURE FROM A GROUP OF PUMPS WITH A CONSTANT FLOW RATE - Google Patents
DEVICE FOR REGULATING THE DISTRIBUTION OF A PRESSURIZED MEDIUM IN A HYDRAULIC CIRCUIT BY PRESSURE FROM A GROUP OF PUMPS WITH A CONSTANT FLOW RATEInfo
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Description
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Vorrichtung zum Regeln der Verteilung eines unter Druck stehenden Druckmittels in einem Hydraulikkreis durch den Druck ausgehend von einer Gruppe von Pumpen mit konstanter Fördermenge Device for regulating the distribution of a pressurized pressure medium in a hydraulic circuit by the pressure from a group of pumps with a constant flow rate
In einer Hydraulikanlage mit einer von einem Motor mit konstanter Leistung angetriebenen Gruppe von Pumpen mit konstanter Fördermenge, was insbesondere der Fall bei bestimmten Maschinen für kommunale Arbeiten ist, muß man zum Erzielen einer maximalen Rentabilität der Vorrichtung unabhängig von den ausgeführten Arbeiten über die maximale Leistung verfügen können.In a hydraulic system with a group of constant flow pumps driven by a constant power motor, which is particularly the case with certain municipal work machines, one must in order to obtain a maximum Profitability of the device, regardless of the work carried out, have the maximum performance.
Bekanntlich ist die Leistung in einer Hydraulikanlage gleich dem Produkt aus der Fördermenge und dem Druck des von ihr verwendetenAs is well known, the performance in a hydraulic system is equal to the product of the flow rate and the pressure of the one used by it
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Druckmittels. Bestimmte Arbeiten, etwa das Fahren einer Maschine, benötigen eine große Fördermenge bei einem verhältnismäßig geringen Druck. Andere Arbeiten wiederum, etwa Erdbewegungen, Bohrarbeiten usw. ,erfordern einen großen Druck bei geringen Fördermengen. Es ist somit zu sehen, daß der in einer Hydraulikanlage herrschende Druck von dem Verwendungsfall der Maschine abhängt. Zum Aufrecherhalten einer optimalen Leistung muß daher in. Abhängigkeit von diesem veränderlichen Druck auf die Fördermenge eingewirkt werden. Wenn die Druckmittelquelle eine Gruppe von Pumpen mit konstanter Fördermenge ist, besteht eine der Arten für die Veränderung der Fördermenge ^n der Abänderung der Anzahl der in den Verbraucherkreis fördernden Pumpen.Pressure medium. Certain work, such as driving a machine, requires a large delivery rate at a relatively low pressure. Other jobs, such as earth moving, drilling, etc., require high pressure with low flow rates. It can thus be seen that the pressure prevailing in a hydraulic system depends on the application of the machine. In order to maintain an optimal performance, it is therefore necessary to act on the delivery rate as a function of this variable pressure. When the pressure medium source is a group of pumps with constant delivery, is one of the types of the change in the delivery rate of the variation of the ^ n number of promotional in the consumer circuit pump.
Ziel der Erfindung ist, diese Einstellungen der Fördermenge!! in jedem Augenblick des Betriebs einer Hydraulikanlage zuzulassen, um immer über eine maximale Leistung der Anlage zu verfügen, die gleich der vom Motor zugelassenen Leistung ist. Diese Einstellungen geschehen durch Hinzufügung oder Wegnahme wenigstens einer beliebigen in den Verbraucherkreis fördernden Pumpe. Im Gegensatz hierzu stehen die vorhandenen Vorrichtungen, die aufgrund ihrer Auslegung keine ausreichende Abstufung der Fördermenge einer Gruppe von Pumpen zulassen, um dieser maximalen Leistung am nächsten zu kommen.The aim of the invention is to make these adjustments to the delivery rate !! allow a hydraulic system to operate at any time in order to always have maximum system performance, which is equal to the power permitted by the engine. These settings are made by adding or subtracting at least one any pump delivering into the consumer circuit. In contrast to this are the existing devices, which are due to Their design does not allow sufficient gradation of the flow rate of a group of pumps to reach this maximum Performance closest to coming.
Die Erfindung hat zu diesem Zweck eine Vorrichtung zum Ziel zum Regeln der Verteilung eines Druckmittels in einem mit veränderlichem Druck arbeitenden Hydraulikkreis unter der Voraussetzung einer Druckmittelquelle, die von einer Gruppe von durch einen Motor mit konstanter Leistung angetriebenen Gruppe von Pumpen gebildet wird.To this end, the invention aims at a device for regulating the distribution of a pressure medium in a variable Pressure working hydraulic circuit on the assumption of a pressure medium source, which is from a group of through a Constant power motor driven group of pumps is formed.
Gemäß der Erfindung wird diese Vorrichtung durch ein mit einem Steuersystem versehenes Schieberelement gebildet, das in jeder Förderleitung der Pumpen angeordnet ist und wahlweise die Verbindung der Förderleitung mit dem Verbraucherkreis und mit einer Rücklaufleitung des Druckmittels herstellen kann mittels einesAccording to the invention, this device is formed by a slide element provided with a control system, which in each Delivery line of the pumps is arranged and optionally the connection of the delivery line with the consumer circuit and with a Can produce the return line of the pressure medium by means of a
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im Verbraueherkreis angeordneten Druckgebers und mittels einer mit logischen Kreisen versehenen Vorrichtung, die mit dem Eingang an den Druckgeber und mit dem Ausgang an jedes Steuersystem angeschlossen ist und in Richtung dieser Steuersysteme Steuersignale aussenden kann in Abhängigkeit von Ergebnissen eines Vergleichs, den sie anstellt zwischen einerseits dem von ihr am Eingang empfangenen Signal des Druckgebers und andererseits von ihr enthaltenen vorgegebenen Druckwerten.arranged in the consumer circuit pressure transducer and by means of a Logic circuit device with input connected to the pressure transducer and output connected to each control system and can send control signals to these control systems depending on the results of a comparison, which it sets between on the one hand the signal of the pressure transducer received by it at the input and on the other hand from it contained specified pressure values.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing. It shows:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Entwicklung der Leistung in Abhängigkeit von dem innerhalb einer Hydraulikanlage nach der Erfindung herrschenden Druck;1 shows a graph of the development of the performance as a function of that within a hydraulic system pressure prevailing according to the invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention.
Eine Hydraulikanlage wird von einer Gruppe von η von einem Motor mit konstanter Leistung angetriebenen Pumpen mit konstanter Fördermenge angetrieben. Q^, (^ ·.· Q sind die entsprechenden Fördermengen von Pumpen I9 2 ... η. Zur Vereinfachung der folgenden Erklärung wird eine Gruppe von drei Pumpen 1, 2 und 3 verwendet, deren konstante Fördermengen (L·, Q_ und Q3 entsprechend proportional 10, 20 und 40 sind. Die untenstehende Tafel, in der 0 angibt, daß die entsprechende Pumpe in den Verbraucherkreis fördert, und in der F angibt, daß diese Pumpe nicht in diesen Kreis fördert, zeigt in Abhängigkeit von möglichen Vereinigungen von Pumpen untereinander verschiedene Werte, denen die Fördermenge Q in diesem Kreis proportional ist.A hydraulic system is driven by a group of pumps with constant flow rate driven by a motor with constant power. Q ^, (^ ·. · Q are the corresponding delivery rates of pumps I 9 2 ... η. To simplify the following explanation, a group of three pumps 1, 2 and 3 is used whose constant delivery rates (L Q 3 are proportional to 10, 20 and 40. The table below, in which 0 indicates that the corresponding pump supplies the consumer circuit, and in which F indicates that this pump does not supply this circuit, shows depending on possible combinations different values between pumps, to which the flow rate Q in this circuit is proportional.
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-H--H-
Die Leistung einer Gruppe von Pumpen wird durch die Leistung des Antriebsmotors begrenzt. Diese maximale Leistung wird W^ genannt. Die in Fig. 1 gezeigte graphische Darstellung gibt ein Netz von Kurven (Geraden) an, die in einem rechtwinkeligen Koordinatensystem aufgetragen sind mit der Leistung W als Ordinate und dem im Verbraucherkreis herrschenden Druck ρ als Abszisse. The output of a group of pumps is limited by the output of the drive motor. This maximum power will be W ^ called. The graphic representation shown in Fig. 1 indicates a network of curves (straight lines), which in a right-angled The coordinate system are plotted with the power W as the ordinate and the pressure ρ in the consumer circuit as the abscissa.
Die Leistung W ist bekanntlich gleich dem Produkt Q χ p. Das aus Geraden bestehende Netz stellt daher im Koordinatensystem die Gleichung W = Q χ ρ dar mit den in der obigen Tafel angegebenen einzelnen Werten von Q^ bis Q^ + Qj + Q3. In dieser graphischen Darstellung ist ebenfalls die maximale Leistung Ww der Gruppe von Pumpen dargestellt. Diese Leistung darf nicht überschritten werden, damit der Antriebsmotor nicht überlastet wird. Um dieser Bedingung zu genügen, empfiehlt es sich daher, den im Verbraucherkreis herrschenden Druckmitteldruck zu überwachen und die Vereinigung von Pumpen zu verändern, die in diesen Kreis fördern, wenn das Produkt aus diesem Druck und der hergestellten Fördermenge in der Nähe des Werts W„ liegt. Es ist leicht, für diese Größe der Fördermenge die Größe des der maximalen Leistung entsprechenden Drucks ρ zu bestimmen.The power W is known to be equal to the product Q χ p. That A network consisting of straight lines therefore represents the equation W = Q χ ρ in the coordinate system with those given in the table above individual values from Q ^ to Q ^ + Qj + Q3. In this graphic representation is also the maximum power Ww the group of pumps shown. This power must not be exceeded so that the drive motor is not overloaded will. In order to meet this condition, it is therefore advisable to monitor the pressure medium pressure in the consumer circuit and to change the association of pumps that deliver into this circuit when the product of this pressure and the one produced The delivery rate is close to the value W ". It is easy to determine the size of the maximum for this size of the flow rate Power to determine the corresponding pressure ρ.
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Diese Werte erscheinen in der graphischen Darstellung der Fig. 1 als P1, ρ«-... p.. Wenn man somit von einem Vorgang, der eine große Fördermenge bei einem geringen Druck benötigt, zu einer Arbeit übergeht, die einen hohen Druck bei einer geringen Fördermenge erfordert, vollzieht sich die Entwicklung der Fördermenge im Verbraucherkreis sägezahnförmig entlang der graphischen Darstellung der Fig. 1 im Sinn von zunehmenden Werten von p. Es ist somit ersichtlich, daß der Antriebsmotor niemals überladen wird.These values appear in the graph of FIG. 1 as P 1 , ρ «-... p .. Thus, if one goes from a process that requires a large flow rate at a low pressure to a work that requires a high pressure In the case of a low delivery rate, the development of the delivery rate in the consumer circuit takes place in a sawtooth shape along the graph of FIG. 1 in the sense of increasing values of p. It can thus be seen that the drive motor is never overloaded.
Wenn man im Gegensatz hierzu von einer Arbeit mit hohem Druck und geringer Fördermenge zu einer Arbeit mit geringem Druck jedoch bedeutender Fördermenge übergeht, wird die graphische Darstellung im Sinn, von abnehmenden Werten von ρ durchlaufen.Conversely, moving from high pressure, low flow work to low pressure work however, the more significant flow rate passes, the graphic Representation in the sense of traversing decreasing values of ρ.
Es ist von Interesse zu bemerken, daß man durch das Spiel der Überwachung des Drucks im Verbraucherkreis immer die Neigung hat, mit einer ihrem maximalen Wert am nächsten liegenden Leistung zu arbeiten, da bei jedem Übergang des Drucks von Werten ρ ^ bis ρ2 die Vereinigung der im Betrieb befindlichen Pumpen verändert wird. Z.B. verläuft der von p., nach po abnehmende Druck ρ durch den Wert ^' Die Fördermenge, die jenseits von p~ Q1 + Q2 beträgt, wird diesseits hiervon zu Qo, d.h. nimmt zu, von wo aus eine Leistungszunahme verfügbar ist.It is of interest to note that the game of monitoring the pressure in the consumer circuit always has the tendency to work with a power closest to its maximum value, since with each transition of the pressure from values ρ ^ to ρ2 the union of the pumps in operation is changed. For example, the pressure ρ decreasing from p. To po runs through the value ^ ' The delivery rate, which is beyond p ~ Q 1 + Q 2 , on this side becomes Qo, ie increases from where an increase in power is available.
Auf diese Weise wurde die Verteilung eines Druckmittels in einem Verbraucherkreis sichergestellt ausgehend von einer Gruppe von Pumpen mit konstanter Fördermenge, und zwar in Abhängigkeit von dem in diese» Kreis herrschenden Druck, der aufgrund der Verwendungsbedingungen im wesentlichen veränderlich ist. Das bei dieser Verteilungverfolgte Ziel besteht darin, niemals die vom Antriebsmotor gelieferte maximale Leistung ζμ überschreiten und folglich in nächster Nähe dieser Leistung zu arbeiten. Die in Betrieb -gesetzten Einrichtungen gewährleisten diese Verteilung und werden bezüglich der Fig. 2 beschrieben.In this way, the distribution of a pressure medium in a consumer group was ensured based on a group of pumps with a constant flow rate, depending on the pressure prevailing in this »circuit, which is due to the Conditions of use is essentially variable. The goal of this distribution is to never use the exceed the maximum power supplied by the drive motor ζμ and consequently work in close proximity to this power. the devices which are in operation ensure this distribution and are described with reference to FIG.
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In Fig. 2 ist eine Vorrichtung schematisch dargestellt, die in einem Verbraucherkreis eine Abstufung von Fördermengen sicherstellen
kann, wie sie in der graphischen Darstellung von Fig. 1 gezeigt sind. Es sind daher drei Pumpen 1, 2 und 3 zu sehen, die
von einem Motor M mit konstanter Leistung angetrieben werden können. Diese drei' Pumpen sind mit einer mit einem Verbraucherkreis
4· verbundenen Förderleitung la, 2a bzw. 3a. versehen. Jede Förderleitung
ist mit einem mit einem Steuersystem 5a, 6a, 7a versehenen Elektroschieber 5, 6, 7 ausgestattet, der die Verbindung der Förderleitung
jeder Pumpe mit dem Verbraucherkreis 4 unterbrechen und eine Verbindung dieser Leitung mit einem Druckmittelbehälter
8 herstellen kann oder umgekehrt je nach d«m Erregungszustand
seines Steuersystems. Ein Druckgeber 9 ist in den Verbraucherkreis 4 eingebaut und kann·in Richtung des Eingangs einer Vorrichtung
10 mit logischen Kreisen ein Signal aussenden, das dem von ihm gemessenen Druck proportional ist. Die Ausgänge dieser
Vorrichtung 10 sind entsprechend an die Steuersysteme 5a, 6a
und 7a jedes Elektroschiebers 5, 6 und 7 angeschlossen.In FIG. 2, a device is shown schematically which can ensure a gradation of delivery rates in a consumer circuit, as shown in the graph of FIG. 1. There are therefore three pumps 1, 2 and 3 to be seen, which can be driven by a motor M with constant power. These three pumps are connected to a delivery line 1a, 2a or 3a with a consumer circuit 4. Mistake. Each delivery line is equipped with an electric slide valve 5, 6, 7 provided with a control system 5a, 6a, 7a, which can interrupt the connection of the delivery line of each pump with the consumer circuit 4 and establish a connection between this line and a pressure medium tank 8 or vice versa, depending on d «M state of excitement
its tax system. A pressure transducer 9 is built into the consumer circuit 4 and can send a signal in the direction of the input of a device 10 with logic circuits which is proportional to the pressure measured by it. The outputs of this device 10 are correspondingly to the control systems 5a, 6a
and 7a of each electric valve 5, 6 and 7 are connected.
Die Vorrichtung 10 enthält in an sich bekannter Weise logische Kreise, die den Vergleich des vom Geber 9 ausgesandten Signals
mit vorgegebenen Werten gestatten, die den in der graphischen
Darstellung von Fig. 1 angegebenen Werten der Drücke p^ bis pc
entsprechen, und in Abhängigkeit von den Ergebnissen dieses Vergleichs das Herstellen einer Verbindung irgendeiner der Pumpen
1, 2 oder 3 mit dem Kreis 4 zulassen oder nicht. Dies geschieht durch Lieferung eines Signals vom Teil der Vorrichtung 10 zu den
Steuersystemen 5a, 6a und 7a der Pumpen 5,6 und 7.The device 10 contains, in a manner known per se, logic circuits which allow the comparison of the signal transmitted by the transmitter 9 with predetermined values which correspond to those shown in the graphic
Representation of Fig. 1 correspond to the values of the pressures p ^ to pc given, and depending on the results of this comparison, allow or not to connect any one of the pumps 1, 2 or 3 to the circuit 4. This is done by delivering a signal from the part of the device 10 to the control systems 5a, 6a and 7a of the pumps 5, 6 and 7.
Die Vorteile dieser Vorrichtung beruhen in ihrer besseren Abstufung
der Fördermengen eines Druckmittels in einem gegebenen Kreis in Abhängigkeit von verschiedenen Anwendungsfällen dieses
Kreises. Auf diese Weise wird die Rentabilität des Geräts, in
das dieser Kreis eingebaut ist, dadurch vergrößert, daß in nach- ·
ster Nähe der gegebenen maximalen Leistung gearbeitet wird, ohneThe advantages of this device are based on its better graduation of the delivery rates of a pressure medium in a given circuit as a function of different applications of this circuit. In this way, the profitability of the device in
The fact that this circuit is built in is increased by working in close proximity to the given maximum power without
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sie jedoch zu überschreiten. Auf diese Weise wird die übermäßige Ermüdung eines überlasteten Motors vermieden.however, to exceed them. This avoids the excessive fatigue of an overloaded motor.
Die Erfindung findet eine interessante Anwendung im Bereich der kommunalen Maschinen.The invention has an interesting application in the field of municipal machines.
AO9881/0376AO9881 / 0376
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