DE3200126A1 - Control device for a variable displacement pump - Google Patents

Control device for a variable displacement pump

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DE3200126A1 DE19823200126 DE3200126A DE3200126A1 DE 3200126 A1 DE3200126 A1 DE 3200126A1 DE 19823200126 DE19823200126 DE 19823200126 DE 3200126 A DE3200126 A DE 3200126A DE 3200126 A1 DE3200126 A1 DE 3200126A1
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Abstract

A consuming unit is supplied with pressure medium by a variable displacement pump. If no pressure medium is drawn off by the consuming unit and the set maximum pressure is attained, the variable displacement pump adjusts to the zero-delivery range in which only the operating pressure is maintained. The drive output of the variable displacement pump necessary for this is relatively high. A fixed displacement pump with a smaller output, which is switched on as a function of the delivery of the variable displacement pump, is provided in parallel with the variable displacement pump. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Ver-The invention relates to a control device for a

stellpumpe, deren Verstellglied zur Einstellung des Förderstroms zu einem Verbraucher von einem Druck- oder Menenregler einstellbar ist.control pump, whose adjusting element to adjust the flow rate a consumer can be set by a pressure or menstrual regulator.

Solange am Druckregler der an der Feder eingestellte Betriebsdruck nicht erreicht ist, wird das Verstellglied der Verstellpumpe mit Systemdruck beaufschlagt, wodurch die Verstellpumpe auf maximales Verdrängungsvolumen eingestellt wird. Beim Erreichen des eingestellten Druckes wird der Kolben im Druckregler verschoben, wodurch das Verstellglied der Verstellpumpe mit einem reduzierbaren Druck beaufschlagt wird. Der Statorring der Verstellpumpe kann dann in Richtung Nullage verschoben werden, wobei sich der Förderstrom auf einen solchen Wert einstellt, daß der eingestellte Betriebsdruck seine Größe beibehält.As long as the operating pressure set on the spring on the pressure regulator is not reached, the adjusting element of the variable displacement pump is pressurized with system pressure, whereby the variable displacement pump is set to the maximum displacement. At the When the set pressure is reached, the piston in the pressure regulator is moved, whereby the adjusting element of the variable displacement pump is subjected to a pressure which can be reduced. The stator ring of the variable displacement pump can then be shifted towards the zero position, wherein the flow rate adjusts to such a value that the set Operating pressure maintains its size.

Wenn vom Verbraucher keine Flüssigkeit abgenommen und somit der eingestellte Höchstdruck erreicht wird, regelt die Verstellpumpe auf Förderstrom Null. Dies ist der sogenannte Nullhubbereich, in dem der Betriebsdruck aufrechterhalten und nur das Lecköl ersetzt wird. Obwohl die Verstellpumpe in der Nullhublage arbeitet, ist die benötigte Antriebsleistung verhältnismäßig hoch.If no liquid has been taken from the consumer and thus the set one If maximum pressure is reached, the variable displacement pump regulates the flow rate to zero. This is the so-called zero stroke range, in which the operating pressure is maintained and only the leakage oil is replaced. Although the variable displacement pump works in the zero stroke position, is the required drive power is relatively high.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Leistungsbedarf eines hydraulischen Systems mit Verstellpumpe zu verringern, wenn der Förderstrom zum Verbraucher auf sehr kleine Mengen zurückgeregelt wird.The object on which the invention is based is to reduce the power requirement a hydraulic system with a variable displacement pump to reduce the flow rate to the consumer is regulated back to very small quantities.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Regeleinrichtung der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß parallel zu der Verstellpumpe eine Konstantpumpe mit kleinerer Leistung vorgesehen ist und die Verstellpumpe bei Unterschreiten eines bestimmten Förderstroms vom Verbraucher abgetrennt und mit dem Tank verbunden wird und gleichzeitig die Konstantpumpe zur Aufrechterhaltung des Be- triebsdruckes zum Verbraucher geschaltet wird.According to the invention, this object is the case with the control device at the beginning described type solved in that a constant pump parallel to the variable displacement pump with lower power is provided and the variable displacement pump when falling below one certain flow rate is separated from the consumer and connected to the tank and at the same time the fixed displacement pump to maintain the operating pressure is switched to the consumer.

Die Verstellpumpe und eine Pumpe mit konstanter Verdrängung sind dementsprechend so geschaltet, daß die Verstellpumpe bis zum Schaltpunkt auf der Kennlinie mit dem Verbraucher verbunden ist und dann bei Unterschreiten eines bestimmten Förderstroms, wenn sie also in Nähe des Nullhubbereiches verstellt wird, ohne Druckverlust mit dem Tank verbunden wird.The variable displacement pump and a constant displacement pump are accordingly switched so that the variable displacement pump up to the switching point on the characteristic curve with the Consumer is connected and then when falling below a certain flow rate, if it is adjusted in the vicinity of the zero stroke range, without loss of pressure connected to the tank.

Die Konstantpumpe hat gegenüber der Verstellpumpe eine verhältnismäßig geringe Leistung; das Leistungsverhältnis beider Pumpen kann größer als 15 sein. So läßt sich zeigen, daß die Antriebsleistung für die Konstantpumpe zuzüglich der Drosselverluste der Verstellpumpe, wenn diese auf den Tank arbeitet, nur einen Bruchteil der Nullhubleistung einer Verstellpumpe beträgt.The fixed displacement pump has a ratio compared to the variable displacement pump low power; the power ratio of both pumps can be greater than 15. So it can be shown that the drive power for the fixed displacement pump plus the Throttle losses of the variable displacement pump when it is working on the tank are only a fraction is the zero lift capacity of a variable displacement pump.

Sobald der Umschaltpunkt erreicht ist, die Verstellpumpe also mit dem Tank verbunden ist, tritt keine Instabilität des Systems auf, da allein die Pumpe mit konstanter Verdrängung wirksam ist, die zusätzlich durch ein Druckbegrenzungsventil zur Einstellung und Aufrechterhaltung des Betriebsdruckes abgesichert ist.As soon as the switchover point is reached, so does the variable displacement pump is connected to the tank, there is no instability of the system, since only the Pump with constant displacement is effective, which is additionally through a pressure relief valve is secured for setting and maintaining the operating pressure.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims marked.

Nach Anspruch 2 ist der Umschaltzeitpunkt für die Verstellpumpe von einem Fördermengenmeßgerät und einer einstellbaren Bezugsspannung abhängig, sodaß bei Unterschreiten einer bestimmten Fördermenge ein Wegeventil in der Pumpendruckleitung angesteuert und die Umschaltung von Verstellpumpe auf Ronstantpumpe oder umgekehrt vorgenommen wird.According to claim 2, the switching time for the variable displacement pump is from a flow rate measuring device and an adjustable reference voltage dependent, so that a directional control valve in the pump pressure line if the delivery rate falls below a certain level controlled and the switchover from the variable displacement pump to the fixed displacement pump or vice versa is made.

Nach Anspruch 3 kann die Konstantpumpe mit dem Tank ver- bunden sein, solange die Verstellpumpe den Verbraucher beaufschlagt.According to claim 3, the fixed displacement pump can be connected to the tank bound as long as the variable displacement pump acts on the consumer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schaltplan der Regeleinrichtung in einer ersten Ausführungsform, und Fig. 2 die Kennlinie der Regeleinrichtung gemäß Fig. 1.An embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing explained in more detail. It shows: FIG. 1 a circuit diagram of the control device in a first embodiment, and FIG. 2 shows the characteristic curve of the control device according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist eine bekannte Verstellpumpe 10 dargestellt, deren nicht gezeigter Statorring in der dargestellten Regelstellung des Druckreglers 15 zwischen zwei vom Systemdruck in der Pumpendruckleitung 20 beaufschlagte Kolben 11 und 12 eingespannt ist.In Fig. 1, a known variable displacement pump 10 is shown, whose not shown stator ring in the illustrated control position of the pressure regulator 15 between two pistons 11 and 12 acted upon by the system pressure in the pump pressure line 20 is clamped.

Wenn vom Verbraucher keine Flüssigkeit abgenommen und somit der Höchstdruck erreicht wird, regelt die Verstellpumpe auf Förderstrom nahezu Null und wird der Druck, auch Nullhubdruck genannt, aufrechterhalten.If no liquid has been drawn from the consumer and thus the maximum pressure is reached, the variable displacement pump regulates the flow rate to almost zero and becomes the Maintain pressure, also known as zero stroke pressure.

Der jeweils gewünschte Nullhubdruck in der Pumpendruckleitung 20 wird an einer Feder 14 des Druckreglers 15 eingestellt. Die Feder 14 hält zunächst den Kolben des Druckreglers 15 in der Ausgangsposition, die der dargestellten Schaltstellung des Druckreglers entspricht, in der die Pumpendruckleitung 20 mit dem Raum hinter dem Kolben 12 verbunden ist. Dadurch wird der Statorring der Verstellpumpe auf maximales Fördervolumen eingestellt.The respective desired zero stroke pressure in the pump pressure line 20 is set on a spring 14 of the pressure regulator 15. The spring 14 initially holds the Piston of pressure regulator 15 in the starting position, that of the switching position shown of the pressure regulator corresponds, in which the pump pressure line 20 with the space behind the piston 12 is connected. This increases the stator ring of the variable displacement pump to its maximum Funding volume discontinued.

Der Förderstrom gelangt durch die Pumpendruckleitung 20, ein Wegeventil 21 und ein Fördermengenmeßgerät 22 zum Verbraucher 23.The delivery flow passes through the pump pressure line 20, a directional control valve 21 and a flow rate measuring device 22 to the consumer 23.

Ist der an der Feder 14 eingestellte Druck erreicht, so wird der Kolben im Druckregler 15 verschoben und gelangt dadurch der Druckregler 15 in eine Regelstellung, in der der Raum hinter dem Kolben 12 auf einen reduzierten Druck heruntergeregelt wird. Nun kann der Kolben 11 den Statorring verschieben und die Pumpe fördert nur die Menge, die der Verbraucher 23 gerade zur Aufrechterhaltung des eingestellten Nullhubdrucks benötigt. Die dazugehörige Kennlinie ist in Fig. 2 dargestellt.When the pressure set on the spring 14 is reached, the piston becomes shifted in the pressure regulator 15 and thereby the pressure regulator 15 reaches a control position, in which the room behind the piston 12 to a reduced pressure is turned down. Now the piston 11 can move the stator ring and the The pump only delivers the amount that the consumer 23 is currently required to maintain of the set zero stroke pressure is required. The associated characteristic is shown in Fig. 2 shown.

Wird die vom Verbraucher benötigte Fördermenge sehr gering, so gelangt die Verstellpumpe in den Nullhubbereich, in dem die Antriebsleistung für die Pumpe jedoch noch verh§Ltnismäßig hoch ist.If the delivery rate required by the consumer is very low, then it arrives the variable displacement pump in the zero stroke range, in which the drive power for the pump however, it is still relatively high.

Der Befehl zum Umschalten auf die Konstantpumpe 30 mit gegenüber der Verstellpumpe 10 verhältnismäßig geringer Leistung erfolgt durch Vergleich einer Sollwertspannung 24 mit der Istwertspannung des Fördermengenmeßgerätes 22 in einem Komparator 25, dessen Ausgangssignal eine Treiberstufe 26 aktiviert, von der das Wegeventil 21 umgeschaltet wird.The command to switch to the fixed displacement pump 30 with opposite the Variable displacement pump 10 of relatively low power is carried out by comparing a Setpoint voltage 24 with the actual value voltage of the flow rate measuring device 22 in one Comparator 25, the output signal of which activates a driver stage 26 from which the Directional valve 21 is switched.

In der umgeschalteten Schaltstellung des Wegeventils 21 ist nun die Verstellpumpe 10 mit dem Tank verbunden, wobei nur sehr geringe Drosselver'uste entstehen, während die Konstantpumpe 30 einen konstanten Förderstrom zum Verbraucher 23 liefert.In the switched position of the directional control valve 21 is now the The variable displacement pump 10 is connected to the tank, with only very low throttle losses arise while the constant pump 30 has a constant flow rate to the consumer 23 supplies.

In der Leitung 31 zwischen Konstantpumpe 30 und Wegeventil 21 ist ein Druckbegrenzungsventil 32 vorgesehen, das auf den Betriebsdruck eingestellt ist und über das der überschüssige Förderstrom der Konstantpumpe zum Tank abgeleitet wird.In line 31 between fixed displacement pump 30 and directional control valve 21 is a pressure relief valve 32 is provided, which is set to the operating pressure and through which the excess flow from the fixed displacement pump is diverted to the tank will.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Umschaltpunkt zum Abtrennen der Verstellpumpe 10 und zum Zuschalten der Xonstantpumpe 30 zum Zeitpunkt 33 erreicht. In diesem Fall ist das Druckbegrenzungsventil 32 genauso hoch eingestellt wie das Druckregelventil 15, um in beiden Betriebsarten denselben Maximaldruck zu erzielen, Wie die gestrichelte Linie in Fig. 2 zeigt, kann selbst- verständlich das Druckbegrenzungsventil 32 auch auf andere für den Verbraucher 23 benötigte Betriebsdrücke einstellen, sodaß sich ein Kennlinienfeld zwischen den beiden Drücken Pmin, nämlich dem Minimaldruck des Druckbegrenzungsventils 32 und dem Druck Pmax, nämlich dem zulässigen Maximaldruck der Konstantpumpe ergibt.As can be seen from Fig. 2, the switching point is for disconnection of the variable displacement pump 10 and to connect the constant displacement pump 30 at time 33. In this case, the pressure relief valve 32 is set as high as that Pressure control valve 15 to achieve the same maximum pressure in both operating modes, As the dashed line in Fig. 2 shows, even- understandable the pressure relief valve 32 also to other operating pressures required for the consumer 23 set so that a family of characteristics between the two pressures Pmin, namely the minimum pressure of the pressure relief valve 32 and the pressure Pmax, namely the permissible maximum pressure of the fixed displacement pump results.

Würde das Druckbegrenzungsventil 32 z.B. auf einen kleineren Wert eingestellt werden als das Ventil 15, dann würde beim Umschalten des Wegeventils 21, wenn also die Fördermenge einen bestimmten Wert unterschreitet, der Verbraucherdruck lediglich den am Druckbegrenzungsventil 32 eingestellten Druckwert erreichen können. Der Druck würde demnach beim Umschalten des Wegeventils 21 auf diesen Wert absinken, ohne daß damit eine Beeinflussung der Verstellpumpe 10 erfolgt. Diese fördert bei dieser anderen Schaltstellung des Wegeventils 21 mit maximaler Menge zum Tank, und zwar weitgehend drucklos.If the pressure relief valve 32 would, for example, be set to a smaller value be set as the valve 15, then when switching over the directional control valve 21, so if the delivery rate falls below a certain value, the consumer pressure can only reach the pressure value set at the pressure relief valve 32. The pressure would therefore drop to this value when the directional control valve 21 is switched over, without influencing the variable displacement pump 10 thereby. This promotes this other switching position of the directional control valve 21 with the maximum amount to the tank, and largely without pressure.

Anstelle des gezeigten Druckreglers 15 kann auch ein Mengen- oder Leistungsregler für die Verstellung der Verstellpumpe vorgesehen werden.Instead of the pressure regulator 15 shown, a quantity or Power regulator can be provided for adjusting the variable displacement pump.

Claims (3)

Patentansprüche t Regeleinrichtung für eine Verstellpumpe, deren Verstellglied zur Einstellung des Förderstroms zu einem Verbraucher von einem Druck- oder Mengenregler einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Verstellpumpe (10) eine Konstartpumpe (30) mit kleinerer Leistung vorgesehen ist, die Verstellpumpe bei Unterschreiten eines bestimmten Förderstroms vom Verbraucher (23) abgetrennt und mit dem Tank verbunden wird und gleichzeitig die Konstantpumpe zum Verbraucher geschaltet wird. Claims t control device for a variable displacement pump, whose Adjusting element for setting the flow rate to a consumer from a pressure or flow regulator is adjustable, characterized in that parallel to the variable displacement pump (10) a constant pump (30) with a lower output is provided, the variable displacement pump separated from the consumer (23) when the flow rate falls below a certain level and is connected to the tank and at the same time the constant pump to the consumer is switched. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pumpendruckleitung (20) ein Fördermengenmeßgerät (22) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal in einem Komparator (25) mit einem einstellbaren Bezugssignal verglichen wird, wobei das Ausgangssignal des Komparators ein zwischen dem Fördermengenmeßgerät und der Verstellpumpe vorgesehenes Wegeventil (21,210) ansteuert, das die Konstantpumpe (30) in die Pumpendruckleitung zuschalten und gleichzeitig die Verstellpumpe mit dem Tank verbindet.2. Control device according to claim 1, characterized in that in the pump pressure line (20) a flow rate measuring device (22) is provided, the Output signal compared in a comparator (25) with an adjustable reference signal is, the output signal of the comparator between the flow rate measuring device and the directional control valve (21,210) provided for the variable displacement pump, which controls the fixed displacement pump (30) in the pump pressure line and at the same time the variable displacement pump connects to the tank. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (21) in der einen Schaltstellung die Verstellpumpe (10) mit dem Verbraucher sowie die Konstantpumpe (30) mit dem Tank und in der anderen SchaltstellulAg die Verstellpumpe mit dem Tank und die Konstantpumpe mit dem Verbraucher verbindet.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that that the directional valve (21) in one switching position the variable displacement pump (10) with the Consumer as well as the constant pump (30) with the tank and in the other switching position connects the variable displacement pump with the tank and the fixed displacement pump with the consumer.
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