DE2813486C2

DE2813486C2 - Steuervorrichtung für Hydraulikpumpen

Info

Publication number: DE2813486C2
Application number: DE2813486A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Tokio/Tokyo Uehara
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1986-06-26
Also published as: FR2385916B1; DE2813486A1; FR2385916A1; IT7848687A0; IT1101873B; US4203712A

Description

beaufschlagt oder den Kolben zum Tank entlastet und das auf den Pumpendruck der Hydraulikpumpe ansprechende zweite Abtastventil parallel zu der der Steuerölpumpe nachgeschalteten Drosselstelle angeordnet ist und die Drosselstelle oberhalb des vorgegebenen Pumpendruckes der Hydraulikpumpe zunehmend überbrückt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer hydraulischen Steuervorrichtung mit einem Abtastventil für eine einzelne Pumpe;

F i g. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung des Ausgangsdrehmoments des Antriebs und des Eingangsdrehmoments der Pumpe in bezug auf die Antriebsdrehzahl, bezogen auf F i g. 1;

Fig.3 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 1, zeigt jedoch eine Steuervorrichtung für zwei verstellbare Pumpen;

F i g. 4 ist ein Schnitt durch ein abgewandeltes Abtastventil in der Steuervorrichtung der F i g. 3 entlang der Linie 4-4 in F i g. 3;

F i g. 5 ist eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung;

F i g. 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Anpassung des Ausgangsdrehmoments des Antriebs und des Eingangsdrehmoments der Pumpe in der Steuervorrichtung der F i g. 5;

F i g. 7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Drehmomeniaripassung bei Verwendung einer Hydraulikpumpe mit Vorrangstellung und einigen verstellbaren Hydraulikpumpen mit demselben Hauptantrieb in der Steuervorrichtung der F i g. 5;

F i g. 8 ist eine schematische Darstellung eines abgewandelten Abtastventils für die Ausführungsform der K i g- 5.

Die hydraulische Steuervorrichtung der Erfindung ist in F i g. 1 in einer Ausführungsform gezeigt, die insbesondere für ^ie Einstellung des Ausstoßes oder die Regelung des Eingangsdrehmoments einer einzelnen Hydraulikpumpe 10 mit veränderlichem Ausstoß geeignet ist. Diese Pumpe wird direkt durch einen Hauptantrieb, wie etwa eine Brennkraftmaschine 11, angetrieben. Ein Servo-Motor 12 ist an der Hydraulikpumpe 10 angebracht und dient zur Änderung des Ausstoßes oder Hubes entsprechend Fluiddrucksignalen, die die Steuervorrichtung aufnimmt, wie anschließend genauer erläutert werden soll.

Mit 13 ist eine Pumpe -nit konstantem Ausstoß oder eine Steuerölpumpe bezeichnet, die gemeinsam mit der Hydraulikpumpe 10 durch die Brennkraftmaschine 11 angetrieben wird. Eine Auslaßleitung 14 der Steuerölpumpe 13 ist mit einer Drosselstelle 15 versehen, die nicht verstellbar ist und dazu dient, eine Druckdifferenz in dem Fluidausstoß der Steuerölpumpe herzustellen. Nach dem Verlassen der Drosselstelle 15 wird das Fluid der Steuerölpumpe 13 teilweise zu einem Behälter 16 über ein Überdruckventil 17 zurückgeführt und teilweise an den Servo-Motor 12 über eine Leitung 18 abgegeben. Ein weiterer Teil des Fluids gelangt an einen Einlaß eines Druckdifferenz-Abtastventils 19. Eine weitere Drosselstelle 20, die veränderlich ausgebildet ist, liegt parallel zu der ersten Drosselstelle 15.

Das erste Abtastventil 19 ist als normalerweise offenes Ventil mit zwei Positionen dargestellt, das auf die Druckdifferenz des durrb die Steuerölpumpe 13 ausgestoßenen Fluids anspricht. Der Ausgangsdruck des Abtastventils 19 kann wie folgt definiert werden:
P₃ = P₀ + <x(Px-P₂).

In dieser Gleichung ist P₃ der Fluidausgangsdruck des Abtastventils 19, Po und α sind Konstanten, P\ ist der Fluiddruck stromaufwärts der Drosselstelle 15 und P₂ ist der Fluiddruck stromabwärts der Drosselstelle 15, wie es in F i g. 1 angegeben ist.

ίο Der Servo-Motor 12 ist als solcher bekannt und umfaßt einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 21, dessen Fluidkammer auf der Seite der Kolbenstange mit der Leitung 18 in Verbindung steht, und ein Folgeventil 22 mit drei Positionen zur Regelung der Verbindung zwischen der Leitung 18 und der gegenüberliegenden Fluidkammer des Hydraulikzylinders 21. Das Folgeventil 22 weist eine Steuerleitung 23 auf, die ständig mit dem Auslaß des Abtastventils 19 in Verbindung steht und daher dessen Ausgangsdruck P₁ ausgesetzt ist. Dieser Druck steuert somit die Verbindung zwischen der Leitung 18 und der betreffenden Fluidkc. ,->mer des Hydraulikzylinders 21.

Es ist bekannt, daß der Servo-Motor 12 dieser Bauweise den Ausstoß der Hydraulikpumpe 10 derart steuert, daß die Beziehung gilt:

ß(P, -P₀),

wobei (7der Pumpenausstoß und/?eine Konstante sind. Aus den Gleichungen 1 und 2 ergibt sieft der Austoß der Hydraulikpumpe 10 bei der angegebenen Steuerung wie folgt:

Q=Xf(P₁-P₂).

Die Bezugsziffer 24 bezieht sich auf ein zweites Abtastventii, das in das Regelsystem eingegliedert ist als Begrenzer für das Pumpen-Eingangsdrehmoment. Das Abtastventil 24 umfaßt ein Gehäuse, das sich im dargestellten Fall aus drei Gehäuseabschnitten 25, 26 und 27 zusammensetzt. Der Gehäuseabschnitt 25 auf der linken Seite in Fig. 1 weist einen Einlaß 28 und einen Auslaß 29 auf, die mit der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite der Drosselstelle 15 in Verbindung stehen.

Weiterhin befindet sich in dem Gehäuseabschnitt 25 eine Bohrung 30 unterschiedlichen Durchmessers, die an einem Ende teilweise durch einen Zapfen 31 ausgefüllt und druckdicht verschlossen ist. Dieser Zapfen weist im Inneren eine Bohrung 32 auf, die eine Verbindung zwischen dem Einlaß 28 und dem Auslaß 29 herstellt Daher bildet der Gehäuseabschnitt 25 eine Umgehung 33 für die Drosselstelle 15.

Die Bohrung 32 in dem Zapfen 31 ist an einem Ende kegelförmig ausgebildet, so daß ein konischer Kopf 34 eines Ventilgliedes J5 teilweise eingeführt we/den kann. Das Ventilglied steuert den Durchgang des Fluids aus der Steuerölpumpe 13 durch die Umgehung 33 mit einem dosierten Durchsatz. Der mit einer Bohrung versehene Zapfen 31 dient daher als Ventilsitz des Abtastventils 24. Das Ventilgiied 35 umfaßt einen Schaft 36, der sich nach rechts von dem Kopf 34 durch eins bohrung 37 im mittleren Gehäuseabschnitt 26 erstreckt und in eine Federkammer 38 eintritt, die im rechten Gehäuseabschnitt 27 ausgebildet ist.

Das rechte Ende des Ventil-Schaftes 36 erstreckt sich gleitend durch eine Bohrung in einem beweglichen Kolbensitz 39 und weist einen Flansch 40 auf, der den KoI-

bensitz erfaßt. Der Kolbensitz 39 wird außerdem durch einen Federteller 41 erfaßt, der in der Federkammer 38 in Axialrichtung des Ventilgliedes 35 gleitend angeordnet ist. Eine verhältnismäßig starke Druckfeder 42 erstreckt sich zwischen dem Federteller 41 und einem weiteren Federteller 43, der ebenfalls gleitend in der Federkammer 38 angeordnet ist. Die Kraft dieser Druckfeder 42 kann durch eine Einstellschraube 44 eingestellt werden, die gegen den Federteller 43 drückt. Eine weitere Druckfeder 45 erstreckt sich zwischen dem Flansch 40 auf dem Schaft 36 und dem Federteller 41, wie anschließend genauer erläutert werden soll.

Einige Betätigungskolben 46 — im dargestellten Beispiel zwei — sind gleitend in entsprechende Bohrungen in dem mittleren Gehäuseabschnitt 26 derart eingesetzt, daß sie parallel zu dem Ventil-Schaft 36 verlaufen. Die Betätigungskolben 46 liegen mit ihren rechten Enden gegen den Koibensitz 39 innerhalb der Federkammer 38 an und treten mit ihren linken Enden in Drucksignalkammern 47 ein, die in offener Verbindung mit einer Drucksignalöffnung 48 im mittleren Gehäuseabschnitt 26 stehen. Diese Drucksignalöffnung ist über eine Steuerleitung 49 mit der Hydraulikpumpe 10 verbunden und nimmt ein Fluidsignal entsprechend dem Pumpenausgangsdruck Pp auf.

Die Kraft der erwähnten Druckfeder 45 ist so gewählt, daß in der in der Zeichnung gezeigten, festliegenden Position des Kolbensitzes 39 der Ventil-Kopf 34 gegen den Ventilsitz in dem Zapfen 31 gedrückt wird und das Ventil schließt, und zwar nur in einem solchen Ausmaß, daß unnötiger Verschleiß vermieden wird. In der dargestellten Normalposition des Abtastventils 24 besteht im übrigen ein geringer Zwischenraum 50 zwischen dem Kolbensitz 39 und dem Flansch 40 auf dem Schaft 36.

Bei Erhöhung des Druckes P_p des Fluidsignals, das von der Hydraulikpumpe 10 an die Drucksignalöffnung 48 des Abtastventils 24 abgegeben wird, gleiten die Betätigungskolben 46 gleichzeitig nach rechts und verschieben den Kolbensitz 39 und den Federteller 41 entgegen der Kraft der Druckfeder 42 nach rechts. Wenn sich der Signaldruck bis zu einem vorgegebenen Grenzdruck Ppc des Abtastventils 24 aufgebaut hat, bewegt sich der Kolbensitz 39 gegen den Flansch 40 auf dem Schaft 36, so daß der Kopf 34 nach und nach von dem Ventilsitz des Zapfens 31 abgehoben wird. Der Grenzdruck Ppc kann auf einfache Weise durch Drehung der Einstellschraube 44 am rechten Ende des rechten Gehäuseabschnittes 27 eingestellt werden.

Anschließend so!! die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert werden. Die durch die Brennkraftmaschine 11 angetriebene Steuerolpumpe 13 liefert einen Ladefluidstrom mit einem Durchsatz Q. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Fluidstrom der Steuerolpumpe nach dem Austritt aus der Drosselstelle IS teilweise in den Behälter 16 über das Überdruckventil 17 zurückgeführt, teilweise an den Servo-Motor 12 abgegeben und teilweise an das Abtastventil 19 weitergeleitet Der Öffnungsgrad der Drosselstelle 15 kann in geeigneter Weise geregelt werden durch die verstellbare Drosselstelle 20, die mit der ersten Drosselstelle parallel geschaltet isL

Die unterschiedlichen Fluiddrücke P\ und j°2 stromaufwärts und stromabwärts der Drosselstelle 15 wirken auf das Abtastventil 19 ein und bewirken, daß dieses einen Ausgangsdruck P₁ erzeugt, der durch die Gleichung (1) definiert ist und an die Steuerleitung 23 des Folgeventils 22 abgegeben wird. Der Servo-Motor 12 stellt den Ausstoß der Hydraulikpumpe 10 entspre chend der Gleichung (2) ein. Der auf diese Weise gcre gelte Ausstoß der Hydraulikpurnpe 10 ist durch cli Gleichung (3) bestimmt.

Bei der dadurch hervorgerufenen Zunahme des Aus gangsdrucks P₁, dor Hydniulikpumpc 10 bis /u dem vor bestimmten Grenzdruck /'_/v des Abiasiveniils 24 win dieses in der beschriebenen Weise betätigt, so daß di Umgehung 33 der Drosselstelle 15 geöffnet wird. Folglieh nimmt die Druckdifferenz zwischen den Drücken P\ und Pi auf der stromaufwärtigen und stromabwärtige Seite der Drosselstelle 15 ab, so daß der Ausstoß q dei Hydraulikpumpe 10 abnimmt. Daher ist das Eingangs drehmoment /dieser Hydraulikpumpe, das sich aus dei Beziehung T=P_pxq ergibt, bei einem Wert konst.nn bei dem sein Ausgangsdruck P₁, nicht geringer als de Grenzdruck Pp₁-des Abtaslventils 24 ist.

Das Eingangsdrehmonicnt Tilcr Hydniulikpumpe kann wie folgt definiert werden:

TaP₁,

In dieser Gleichung ist y eine Konstante, ao die Fläch der Strönringsbahn durch die Drosselstelle und a* die Fläche der Strömungsbahn durch das Abtastventil 24 Das Ventil übt daher die gewünschte Funktion als Be grenzer des Eingangsdrehmoments der Hydraulikpum pe aus, wenn folgende Beziehung gilt:

J°„c

ts sei insbesondere im Zusammenhang ttii'i dem Do sierventil 24 darauf hingewiesen, daß das Eingangsdreh moment der Hydraulikpumpe eng an den vorgegebene Maximalwert angenähert werden kann, da der Kopf 3* des Ventilgliedes 35 konisch ausgebildet ist. Theoretisc ist der Annäherungsfehler geringer als 1,5%, also außer ordentlich klein. Es liegt auf der Hand, daß das darge stellte Regelsystem sehr geeignet ist für Lastabtastun gen oder Abschaltsteuerungen, da der Ausgangsdruc Pi des Abtastventils 19 an eine Lastabtastungs- odei Abschaltregelungs-Schaltung abgegeben werden kann.

Im übrigen kann bei der dargestellten Steuervorrich tang das Eingangsdrehmornent der Hydrsuükpunipc ί wie folgt definiert werden:

Da die Hydraulikpumpe 10 mit veränderlichem Aus stoß und die Steuerolpumpe mit festliegendem Ausstol durch eine gemeinsame Brennkraftmaschine oder einer anderen Antrieb angetrieben werden, ergibt das Systen eine Ausstoßregelung entsprechend der Drehzahl de Antriebs.

F i g. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung de: Ausgangsdrehmoments t des Antriebs und des Ein gangsdrehmoments Tder Hydraulikpumpe in bezug au die Drehzahl. Da das System die Funktion einer auf di« Drehzahl ansprechenden Pumpenausstoßregeiung aus üben soll, kann das Ausgangsdrehmoment des Antrieb, auf einfache Weise an das Eingangsdrehmoment de:

Pumpe angepaßt werden. Der Schnittpunkt der Drehmomentkurven ist in F i g. 2 mit m bezeichnet. Die Grenze des Eingangsdrehmoments wird bestimmt durch die Fläche ao der Strömungsbahn durch die Drosselstelle 15 und durch eine einstellbare Drosselstelle 51 (Fig. 1), die zwischen der Drosselstelle 15 und dem Dosierventil 24 liegt.

Anschließend soll eine zweite Ausführungsform der Erfindurg erläutert werden.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist geeignet für die Verwendung im Zusammenhang mit einer Anzahl von Pumpen mit veränderlicheii; Ausstoß. Fig.3 veranschaulicht an einem Beispiel zwei Hydraulikpumpen 10 und 10' mit veränderlichem Ausstoß, deren Gesamteingangsdrehmoment durch das erfindungsgemäße Regelsystem begrenzt wird. Die Hydraulikpumpen 10 und 10' werden durch einen gemeinsamen Antrieb, wie etwa eine Brennkraftmaschine 11, angelrieben, und ihr Ausstoß wird durch Servo-Motor 12

und 12' geregelt 2G

Zur Begrenzung des gesamten Eingangsdrehmoments der Hydraulikpumpen 10 und 10' wird das Abtastventil 24 der Fig. I geringfügig modifiziert, so daß sein Ventilglied 35 entsprechend der Summe der Pumpenausgangsdrücke Pp und P'p verschoben wird, die als Drucksignale an das Dosierventil über die Steuerleitungen 49 und 49' gelangen. Eine auf diese Weise modifizierte Abtastventilanordnung ist in F i g. 3 und 4 gezeigt und generell mit 24a bezeichnet.

Das modifizierte Abtastventil 24a unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur im Bereich des mittleren Gehäuseabschnitts 26a, der zwei Drucksignalöffnungen 48 und 48' aufweist, die offen miteinander verbunden sind und andererseits mit den Hydraulikpumpen 10 und 10' über Steuerleitungen 49 und 49' in Verbindung stehen. Andererseits ist die Drucksignalöffnung 48 mit zwei Drucksignalkammern 47 verbunden, wie es bei der vorangegangenen Ausführungsform der Fall ist, und die andere Drucksignalöffnung 48' steht mit zwei zusätzlichen Drucksignalkammern 47' in Verbindung.

In diese Drucksignalkammern 47 und 47' ragen die Betäligungskolben 46 und 46' jeweils mit einem Ende hinein. Die anderen Enden liegen gegen den Kolbensitz 39 in der Federkammer 38 an. Die vier Betätigungskolben 46 und 46' sind in gleichen Winkelabständen um die Achse des Ventilgliedes 35 herum angeordnet, so daß keine Torsionsspannungen auf dem Kolbensitz 39 und den Federteller 41 ausgeübt werden. Im übrigen stimmt das Regelsystem mit der ersten Ausführungsform der F i g. 1 überein.

l's liegt auf der Hand, daß das Ventilglied 35 des abgewandelten AbtaMventils 24;/ entsprechend der Summe der Ausgangst'luiddrüekc P_n und P_p' der beiden Hydraulikpumpen 10 und 10' verschoben wird. Das Abtastventil 24a gibt daher die Umgehung 33 der Drosselstelle 15 in dosierter Weise frei, solange die Summe der Fluiddrücke P_n und P_n' nicht kleiner als der Gesamtgrenzdruck des Ventils ist. Dieses System ist daher gut geeignet für die Verwendung im Zusammenhang mit zwei oder mehreren Pumpen mit veränderlicher Verdrängung.

Anschließend soll eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung, die in F i g. 5 gezeigt ist, wird das Regelsystem im Zusammenhang mit zwei Hydraulikpumpen 10 und 10' mit veränderlichem Ausstoß verwendet, die durch dieselbe Brennkraftmaschine 11 angetrieben und durch Servo-Motor 12 und 12' geregelt werden. Das Regelsystem umfaßt weiterhin die Steuerölpumpe 13, die ebenfalls durch die Brennkraftmaschine 11 angetrieben wird, die Drosselstellen 15 und 20, das Druckdifferenz-Abtastventil 19, das abgewandelte Abtastventil 24a, das in F i g. 5 nur angedeutet ist, etc.

Die Steuervorrichtung der Fig.5 zeichnet sich aus durch eine Ventilanordnung 60, die ein Ausgleichsventil 61 zwischen der Steuerölpumpe 13 und der Drosselstelle 15 aufweist, und ein einstellbares Drosselventil 62, das in einer Umgehung 63 des Ausgleichsventils 61 und der parallelen Anordnung der Drosselstelle 15 und des Abtastventils 24a angeordnet ist. Eine einstellbare Drosselstelle 64 liegt stromaufwärts des Regelventils 62.

Bei der Steuervorrichtung dieser Ausführungsform läßt sich das gesamte Eingangsdrehmoment der beiden Hydraulikpumpen 10 und 10' wie folgt definieren:

7", = Γ + Toc Pp χ q + Pp χ q'.

(7)

In dieser Gleichung ist T, das gesamte Eingangsdrehmoment der Pumpen, P' das Eingangsdrehmoment der zweiten verstellbaren Hydraulikpumpe 10' und q' der Ausstoß der Hydraulikpumpe 10'. Daraus ergibt sich in Verbindung mit Gleichung (4):

T, ·, -St-

2/·

In dieser Gleichung ist Qder Strömungsdurchsatz des Fluids, das aus dem Ausgleichsventil 61 in Richtung der parallelen Schaltung aus Drosselstelle 15 und Abtastventil 24a austritt.

Da das Abtastventil 24a der folgenden Gleichung folgt:

P + P

^rn ' ^r D

1,

(9)

läßt sich das gesamte Eingangsdrehmoment der beiden Hydraulikpumpen 10 und 10' wie folgt definieren:

00,

Das gesamte Eingangsdrehmoment T, wird daher nicht durch die Ausgangsdrücke P_p und P_p' der einzelnen Hydraulikpumpen 10 und 10' beeinflußt.

Das gesamte Eingangsdrehmoment T, kann somit wie folgt definiert werden:

_Tl-,

JtL)² („-J2L)¹.

a_QJ\ (ft J

(H)

In dieser Gleichung ist Qo der Strömungsdurchsatz des Ausstoßes der Steuerölpumpe 13 in mVmin, Q* der Strömungsdurchsatz der Umgehung 63 der Ventilanordnung 60 in mVmin, q₀ der Ausstoß der Steuerölpumpe in nWUmdrehung und N die Drehzahl der Steuerölpumpe in Umdrehung/min. Es ist daher erkennbar, daß die Charakteristik des gesamten Eingangsdrehmoments der Hydraulikpumpen 10 und 10' in einfacher Weise nach Wunsch modifiziert werden kann, indem der Strömungsdurchsatz Q* des Umgehungsfluids durch Ein-

stellung des Drosselventils 62 oder der Federkraft des Ausgleichsventils 61 eingestellt wird.

Ein Einstellhebel 65 an dem Drosselventil 62 der Ventilanordnung 60 kann mit einem nicht gezeigten Regelhebel der Brennkraftmaschine 11 verbunden sein. Auf diese Weise ist es möglich, das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine und das Eingangsdrehmoment der Pumpen in optimaler Weise in Einklang zu bringen, wie aus der Darstellung der F i g. 6 hervorgeht.

In diesem Diagramm gibt die Kurve a das Maschinenausgangsdrehmoment wieder, während sich die Kurven b auf das Eingangsdrehmoment der Pumpen beziehen. Wenn der nicht gezeigte Regelhebel der Maschine auf eine bestimmte Maschinendrehzahl eingestellt ist, wird das Drosselventil 62 entsprechend eingestellt, so daß sich der Durchsatz Qr* des Umgehungsfluids einstellt und das Ausgangsdrehmoment der Maschine mit dem Eingangsdrehmoment der Pumpe in dem Punkt A des Diagramms zusammentrifft. Dieser Schnittpunkt entspricht üblicherweise der Maximalleistung der Maschine.

Wenn der Regelhebel der Maschine auf eine niedrigere Drehzahl, beispielsweise 75% oder 50% der Nenndrehzahl eingestellt wird, wird das Drosselventil 62 automatisch nachgestellt, so daß der Durchsatz Q * des Umgehungsfluids entsprechend niedriger als der Nenndurchsatz Qr* bei Nenndrehzahl der Maschine ist. In diesen Fällen stimmt das Ausgangsdrehmoment der Maschine ebenfalls mit dem Eingangsdrehmoment der Pumpe an den optimalen Punkten B oder C in F i g. 6 überein.

F i g. 7 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Drehmoment-Verhaltens in dem Falle, daß eine Hydraulikpumpe, die eine Vorrangstelle einnimmt, durch dieselbe Maschine wie die Hydraulikpumpen mit veränderlichem Ausstoß angetrieben wird. Die Ventilanordnung 60 wird so eingestellt, daß der Strömungsdurchsatz Q * des Umgehungsfluids entsprechend dem Eingangsdrehmoment Tp der vorrangigen Pumpe vergrößert wird und das gesamte Eingangsdrehmoment konstant gehalten. Der umgeleitete Fluiddurchsatz Q * liegt größer als der Durchsatz Qr*, so daß die Summe des Eingangsdrehmoments der vorrangigen Pumpe T_p und des Eingangsdrehmoments der Pumpe mit veränderlichem Ausstoß konstant ist (Tr).

Die Ventilanordnung 60 der Fig.5 kann gemäß F i g. 8 abgewandelt werden. Bei dieser abgewandelten Ventilanordnung 60a ist nicht nur das Drosselventil 62, sondern auch das Ausgleichsventil 61 in die Umgehung 63 der Parallelschaltung aus Drosselstelle 15 und Drosselventil 24a eingeschaltet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

55

60

65

Claims

Patentanspruch:

Steuervorrichtung für wenigstens eine Hydraulikpumpe mit durch einen druckbeaufschlagten Servomotor veränderlicher Fördermenge, mit einer von dem Antrieb der Hydraulikpumpe angetriebenen Steuerölpumpe, einer Drosselstelle stromabwärts der Steuerölpumpe, deren Durchfluß proportional der Antriebsdrehzahl des Antriebs ist, wobei der Druck nach der Drosselstelle durch ein unmittelbar danach angeordnetes Druckbegrenzungsventil konstant gehalten wird und die Druckdifferenz der Drosselstelle ein erstes Abtastventil steuert, dessen Ausgangsdruck bei sinkender Antriebsdrehzahl durch Beaufschlagung des Servomotors die Fördermenge der Hydraulikpumpe zur Entlasung des Antriebs verringert, sowie einem auf den Pumpendruck der Hydraulikpumpe ansprechenden, zweiten Abtastventil, das bei Oberschreiten eines vorgegebenen Pumpendruckes zur Reduzierung der Fördermenge der Hydraulikpumpe auf den Servomotor einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (21) einen durch ein Folgeventil (22) gesteuerten, doppeltwirkenden Zylinder aufweist, dessen eine Seite im Sinne der Erhöhung der Fördermenge mit dem konstanten Druck nach der Drosselstelle und dessen andere Seite im Sinne der Reduzierung der Fördermenge mit dem konstanten Druck über das Folgeventil (22) beaufschlagbar ist, wobei das von der Druckdifferenz der Drosselsteüe (15,20) gesteuerte erste Abtastventil (19) entweder den Kolben des Folgeventils mit seinem . tusgangsdruck beaufschlagt oder den Kolbe-:) zum Tank entlastet und das auf den Pumpendruck der Hy Vaulikpumpe ansprechende zweite Abtastventil (24) parallel zu der der Steuerölpumpe (13) nachgeschalteten Drosselstelle (15) angeordnet ist und die Drosselstelle (15) oberhalb des vorgegebenen Pumpendruckes der Hydraulikpumpe (10) zunehmend überbrückt.

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für wenigstens eine Hydraulikpumpe mit durch einen druckbeaufschlagten Servomotor veränderlicher Fördermenge, mit einer von dem Antrieb der Hydraulikpumpe angetriebenen Steuerölpumpe, deren Durchfluß proportional der Antriebsdrehzahl des Antriebes ist, wobei der Druck nach der Drosselstelle durch ein unmittelbar danach angeordnetes Druckbegrenzungsventil konstant gehalten wird und die Druckdifferenz der Drosselstelle ein erstes Abtastventil steuert, dessen Ausgangsdruck bei sinkender Antriebsdrehzahl durch Beaufschlagung des Servomotors die Fördermenge der Hydraulikpumpe zur Entlastung des Antriebes verringert, sowie einem auf den Pumpendruck der Hydraulikpumpe ansprechenden, zweiten Abtastventil, das bei Oberschreiten eines vorgegebenen Pumpendruckes zur Reduzierung der Fördermenge der Hydraulikpumpe auf den Servomotor einwirkt.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der DE-OS 24 355 bekannt. Der Steuerölpumpe dieser Vorrichtung ist eine Drosselstelle nachgeschaltet, deren Druckdifferenz ein erstes Abtastventil steuert. Der Durchfluß an der Drosselstelle und damit die Drehzahl der Steuerölpumpe und zugleich des gemeinsamen Hauptantriebes sind proportional zu der auftretenden Druckdifferenz. Das auf diese Druckdifferenz reagierende erste Abtastventil nimmt bei sinkender Drehzahl den Ausstoß der regelbaren Hauptpumpe zur Entlastung des Antriebes zurück. Andererseits wird der Hochdruck der Hauptpumpe erfaßt und zur Regelung der Hauptpumpe herangezogen. Beide Regelungsmöglichkeiten werden nach der DE-OS alternativ eingesetzt Es besteht also nicht die Möglichkeit einer ständigen und gleichzeitigen

ίο Berücksichtigung des Pumpenhochdruckes und abnehmender Antriebsdrehzahlen.

Andererseits ist aus der DE-OS 19 49 687 eine Steuervorrichtung für eine Hydraulikpumpe bekannt, bei der der Pumpenhochdruck und die über eine Drosselstelle ermittelte Pumpendrehzahl miteinander zu einer Art von Summenleistungsregelung verknüpft werden. Der Schaltungsaufbau ist jedoch insgesamt verhältnismäßig kompliziert und entspricht im übrigen nicht der eingangs aufgeführten Gattung. Der Pumpenhochdruck der Hydraulikpumpe öffnet oberhalb eines vorgegebenen Wertes ein Abtastventil, das den Ausgang einer konstant fördernden Pumpe mit einem der Hydraulikpumpe zugeordneten Stellmotor im Sinne einer Verringerung des Ausstoßes der Hydraulikpumpe verbindet Der konstant fördernden Pumpe ist eine Drosselstelle nachgeschaltet, deren Druckdifferenz einen doppeltwirkenden Kolben beidseuig beaufschlagt, der seinerseits ebenfalls auf das Abtastventil einwirkt, und zwar derart, daß bei sinkender Druckdifferenz und damit sinkender Antriebsdrehzahl die Förderleistung der Pumpe zurückgenommen νατά. Weiterhin ist ein zweites Abtastventi! vorgesehen, das durch den Druck einer Steuerölpumpe derart angesteuert wird, daß bei sinkender Antriebsdrehzahl das zweite Abtastventil geöffnet wird und die Drosselstelle überbrückt so daß die Förderleistung der Hydraulikpumpe über den doppeltwirkenden Kolben und das erste Abtastventil auf die erwähnte Weise zurückgenommen wird. So soll der Steuerölpumpe bei starker Antriebsbelastung Vorrang eingeräumt werden.

Aus den verschiedenen, zuvor erläuterten Funktionen ergibt sich der verhältnismäßig komplizierte Aufbau der Steuervorrichtung.

Die DE-OS 26 03 563 beschreibt ein hydraulisches Steuersystem, bei dem eine Anzahl von regelbaren Hydraulikpumpen mit Hilfe von Stellkolben eingestellt wird, die vom Pumpenhochdruck beaufschlagt werden. Der Stellkraft der Stellkolben wird die Stellkraft einer weiteren Servoeinheit überlagert, die beeinflußt wird durch die Druckdifferenz an einer Drosselstelle, die eiiier konstant fördernden Steuerölpumpe nachgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine feinfühlige und glatte Steuerung des Ausstoßes einer Hydraulikpumpe unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Antriebsdrehzahl und des Pumpenhochdrukkes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuervorrichtung der obigen Art dadurch gelöst, daß der Servomotor einen durch ein Folgeventil gesteuerten, doppeltwirkenden Zylinder aufweist, dessen eine Seite im Sinne der Erhöhung der Fördermenge mit dem konstanten Druck nach der Drosselstelle und dessen andere Seite im Sinne der Reduzierung der Fördermenge mit dem konstanten Druck über das Folgeventil beaufschlagbar ist, wobei das von der Druckdifferenz der Drosselstelle gesteuerte erste Abtastventil entweder den Kolben des Folgeveniils mit seinem Ausgangsdruck