DE3422880A1

DE3422880A1 - Fluidbetaetigte vorrichtung zum steuern der verdraengung einer pumpe

Info

Publication number: DE3422880A1
Application number: DE19843422880
Authority: DE
Inventors: Teruo Yokohama Kanagawa Akiyama; Tohru Kawasaki Kanagawa Nakatani
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1984-12-20
Also published as: US4600364A; GB2143058A; GB2143058B; GB8415772D0

Description

Fluidbetätigte Vorrichtung zum Steuern der Verdrängung einer Pumpe

Beschrei b__u_n__g

Die Erfindung bezieht sich auf eine fluidbetätigte Steuervorrichtung für wenigstens eine von einer Antriebsquelle, z.B. einer Brennkraftmaschine, angetriebene Pump« mit variabler Verdrängung beispielsweise in einem Material-Umschlagsfahrzeug., z.E.. einer Erdbewegungsmaschine. Die Erfindung richtet aiehv insbesondere auf eine Vorrichtung zum Steuern der Verdrängung wenigstens einer Pumpe pro Arbeitszyklus derselben zur Anpassung des Leistungsbedarfs der Pumpe oder Pumpen an verschiedene Betriebsbedingungen der Antriebsquelle und die von dieser jeweils abgegebene Leistung.

Bei einer typischen* Vorrichtung- der genannten Art zum Steuern der Verdrängung einer Pumpe ist der Leistungsbedarf, d.h. das Produkt aus ä&r Fördermenge und dem Druck, einer Pumpe mit variabler Verdrängung derart vorbestimmt _T daß er dem Ausgangsdrehmoment bzw. der Ausgangsleistung einer die Pumpe antreibenden Brennkraftmaschine entspricht. Dabei ₂g wird die Verdrängung der Pumpe so gesteuert, daß der Leistungsbedarf derselben auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird, unabhängig von mittels des Steuerhebels der Brennstoff-Einspritzpumpe eingestellten unterschiedlichen Ausgangsleistugnen der Maschine. Gegen diese Art der Steuerung der Pumpe unter konstantem Drehmoment besteht der Einwand, daß der Anstieg des Drehmoments der Antriebsmaschine, solange diese nicht mit höchster Leistungsabgabe arbeitet, nicht wirtschaftlich für den Antrieb der Pumpe ausgenutzt werden kann.

Ein weiterer Nachteil des Steuersystems für eine mit konstantem Drehmoment arbeitende Pumpe macht sich bemerkbar, wenn die Antriebsmaschine in einem Drehzahlbereich arbeitet,

in welchem das maximale Ausgangsdrehmoment niedriger ist als das Soll-Drehmoment. Unter diesen Betriebsbedingungen übersteigt der Antriebsbedarf der Pumpe die maximal von der Antriebsmaschine abgebbare Leistung, so daß die Maschine stehen bleiben kann. Aufgrund dieser Überlastung der Antriebsmaschine kommt es außerdem zu einem überhöhten Brennstoffverbrauch.

Die Erfindung behebt diese bekannten Mängel bekannter An-Ordnungen und ermöglicht die Steuerung des Leistungsbedarfs wenigstens einer Pumpe mit variabler Verdrängung in Übereinstimmung mit verschiedenen Betriebsbedingungen einer die Pumpe oder Pumpen antreibenden Brennkraftmaschine oder eines sonstigen Antriebs und mit der jeweils von dieser abgebbaren Leistung. Damit befähigt die erfindungsgemäße Steuervorrichtung die Pumpe oder Pumpen, die Ausgangsleistung der Antriebsmaschine über den vollständigen Drehzahlbereich derselben wirksam auszunützen. Ferner ist die Erfindung geeignet, einem Stehenbleiben oder Abwürgen der Antriebsmaschine beim Betrieb derselben im Teillastbereich vorzubeugen und den Wirkungsgrad der Maschine im Hinblick auf den Brennstoffverbrauch zu verbessern.

Im weitesten Sinne umfaßt die erfindungsgemäße Pumpen-Steuervorrichtung wenigstens eine Pumpe mit variabler Verdrängung und eine Pumpe mit unveränderlicher Verdrängung, von denen wenigstens die Pumpe mit variabler Verdrängung von einer Antriebsquelle angetrieben ist, welche unter einer Vielzahl von Betriebsbedingungen jeweils mit verschiedener Leistungscharakteristik arbeiten kann.Ein wichtiger Bestand teil der Steuervorrichtung ist ein fluidbetätigter Servomechanismus mit einer zum Variieren der von der Pumpe mit variabler Verdrängung pro Arbeitszyklus verdrängten Fördermenge mit dieser verbundenen Stelleinrichtung, einem Servoschieberteil zum Betätigen der Stelleinrichtung mittels von der Pumpe mit unveränderlicher Verdränung gelieferten Fluiddrucks, und einem Steeuerabschnitt für die gesteuerte Betätigung des Servoschieberteils in Abhängigkeit von der

Fluiddruckbetätigung. Die Stelleinrichtung, das Servoschieberteil und der Steuerabschnitt des Servomechanismus sind einander in der Weise zugeordnet, daß die gesteuerte Fluiddruckbetätigung des Steuerabschnitts eine gesteuerte Veränderung der Verdrängung und damit des Leistungsbedarfs der Pumpe mit variabler Verdrängung bewirkt. Die Fluiddruckbetätigung des Steuerabschnitts des Servomechanismus erfolgt

unter Verwendung eines Drehmoment-Steuerschiebers, über welchen der Steuerabschnitt des Servomechanismus mit einem gesteuerten Druck des von der Pumpe mit unveränderlicher Verdrängung gelieferten Fluids steuerbar ist, so daß der Servomechanismus den Leistungsbedarf der Pumpe mit variabler Verdrängung entsprechend verändert. Der Drehmoment-Steuerschieber selbst wird über eine Steuereinrichtung betätigt, welche einen Sensor zum Erfassen des jeweiligen Betriebszustands der Antriebsquelle und ein in Abhängigkeit vom Ausgang des Sensors arbeitendes Steuerteil aufweist, welches den Drehmoment-Steuerschieber in der Weise betätigt, daß dieses den Leistungsbedarf der Pumpe mit variabler Verdrängung in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Betriebszustand der Antriebsquelle steuert.

Die Änderung des Leistungsbedarfs der Pumpe mit variabler Verdrängung zur Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand der Antriebsquelle macht es möglich, den Leistungsbedarf automatisch in Übereinstimmung mit der dem jeweiligen Betriebszustand entsprechenden Leistungs- oder Drehmomentcharakteristik der Arrtriebsquelle zu steuern. Dadurch läßt sich die von der Antriebsquelle abgebbare Leistung über den gesamten Drehzahlbereich derselben wirksam für den Antrieb der Pumpe nutzen. In einem Betriebszustand der Antriebsquelle mit minimaler Ausgangsleistung läßt sich der Leisturigsbedarf der Pumpe soweit verringern, daß einem Stehenbleiben der Antriebsquelle vorgebeugt ist.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung der Gesamtanordnung einer Steuervorrichtung für die Steuerung zweier von einer gemeinsamen Brennkraftmaschine angetriebener Pumpen mit variabler Verdrängung in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte, schematisierte Ansicht von zu der Steueranordnung nach Pig. 1 gehörigen Einrichtungen für die Steuerung der einen Pumpe, wobei die andere Pumpe in gleicher Weise gesteuert ist,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Betätigungshub von Verbraucher-Steuerventilen und der Strömung des Druckmittelrüeklaufs in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen der Strömung des Druckmittelrüeklaufs und dem Differentialdruck-Ausgangssignal eines Rücklaufsensors in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,.

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Differentialdruck-Ausgangssignal des Rücklaufsensors und der in Abhängigkeit davon gesteuerten Förderleistung der Pumpe mit variabler Verdrängung in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen der Größe des Erregerstroms für eine Proportionalmagnetspule eines Drehmoment-Steuerventils und dem Schub eiens Magnetankers in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Schub des der Proportional-Magnetspule zugeordneten Ankers und dem Ausgangsdruck des Drehmomentsteuerschiebers in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen der Größe des Erregerstroms für die Proportional-Magnetspule des Drehmoment-Steuerschiebers und der Förderleistung der Pumpe mit variabler Verdrängung in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 9 eine grafische Darstellung der Ausgangs-Drehmoment-Charakteristik der Antriebsmaschine unter verschiedenen Betriebsbedingungen zur Erläuterung der Weise, in welcher die Verdrängung der Pumpe durch die in Fig. 1 und 2 dargestellte Steueranordnung in jedem Betriebszustand der Antriebsmaschine steuerbar ist,

Fig. 10 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Ausgangsdruck der Pumpe mit variabler Verdrängung und dem Ausgangsdruck eines Absperrventils in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 11 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Ausgangsdruck und der Förderleistung der Pumpe mit variabler Verdrängung unter Steuerung durch das Absperrventil in der Steueranordnung nach Fig. 1 und 2, ·

Fig. 12 eine schematisierte Darstellung der Gesamtanordnung einer Steuervorrichtung in einer anderen Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls für die Steuerung zweier von einer gemeinsamen Brennkraftmaschine angetriebener Pumpen mit variabler Verdrängung,

Fig. 13 eine teilweise im Schnitt gezeigte, schematisierte Darstellung von zu der Anordnung nach Fig. 12 gehörigen Einrichtungen für die Steuerung der einen Pumpe, wobei die andere Pumpe in gleicher Weise gesteuert ist,

Fig. 14 einegrafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Ausgangsdruck und der Förderleistugn der Pumpe

mit variabler Verdrängung in verschiedenen Betriebszuständen der Antriebsmaschine unter Steuerung durch die Anordnung nach Fig. 12 und 13,

Fig. 15 eine grafische Darstellung der Ausgangs-Drehmomentcharakteristiken der Antriebsmaschine in der Anordnung nach Fig. 12 und 13 unter verschiedenen Betriebszuständen, zur Erläuterung der Weise, in welcher die Verdrängung der Pumpe mittels der Anordnung nach
Fig. 12 und 13 steuerbar ist,

Fig. 16 eine Fig. 2 und 13 entsprechende Darstellung eienr Pumpen-Steueranordnung in noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
15

Fig. 17 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen dem Ausgangsdruck und der Förderleistung der Pumpe
mit variabler Verdrängung in verschiedenen Betriebszuständen der Antriebsmaschine unter Steuerung durch die Anordnung nach Fig. 16 und

Fig. 18 eine grafische Darstellung der Ausgangs-Drehmoment. Charakteristik der Antriebsmaschine der Pumpensteueranordnung nach Fig.. 16 unter verschiedenen
Betriebsbedingungen, zur Erläuterung der Weise,
in welcher die Verdrängung der Pumpe mittels der
Anordnung nach Fig. 16 steuerbar ist.

Die Gesamtanordnung einer Vorrichtung für die Steuerung
eienr Pumpe mit variabler Verdrängung geht am deutlichsten aus Fig. 1 hervor. Die dargestellte Steueranordnung ist vorzugsweise bestimmt für eine geländegängige Arbeitsmaschine . mit Eigenantrieb, mit zwei Pumpen 10,10' mit variabler
Verdrängung, welche von einer gemeinsamen Antriebsquelle,
z.B. einer Brennkraftmaschine 12, antreibbar sind. Die beiden Pumpen 10,.10' können von herkömmlicher Ausführung sein und jeweils eine Taumelscheibe 14, 14' aufweisen. Eine Änderung des Anstellwinkels der Taumelscheiben bewirkt eine

entsprechende Änderung der Verdrängung der Pumpen 10, 10' pro Arbeitszyklus. Die Maschine 12 treibt außerdem eine eine verringerte Förderleistung aufweisende Pumpe 16 mit unveränderlicher Versrängung an, welche einen Steuerdruck zum Verändern der Verdrängung der Pumpen 10, 10' liefert.

Die erste Pumpe 10 mit variabler Verdrängung liefert ein Druckmittel, vorzugswesie Hydrauliköl, über eine Zufuhrleitung 24 an eine Anordnung von parallel geschalteten Verbraucher-Steuerschiebern 18, 20, 22. Die Steuerschieber 18, 20, 22 sind als in drei Betriebsstellungen bringbare Umsteuerschieber ausgebildet und durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigbar, um Betätigungseinrichtungen von Arbeitsgeräten und dergl. wahlweise mit der Pumpe 10 oder einem Rücklaufbehälter 26 zu verbinden. Die Betätigungsein-, richtungen sind hier als ein Hydraulikmotor 28 und Druckzylinder 30, 32 dargestellt. Die zweite Pumpe 10' mit variabler Verdrängung ist in gleicher Weise über eine Zufuhrleitugn 24' mit einer anderen Gruppe von Steuerschiebern 18·, 20', 22' verbunden. Dem zweiten Satz Steuerschieber zugeordnet ist eine zweite Gruppe von Betätigungseinrichtungen 34, 36, 38, welche über den jeweiligen Steuerschieber wahlweise mit der Pumpe 10' oder mit dem' Rücklaufbehälter 26 verbindbar sind.

Zum Verändern der Verdrängung der Pumpen 10, 10' wird jeweils ein Servomechanismus 40 bzw. 40' verwendet, welcher auf die Taumelscheibe 14 bzw. 14' der jeweiligen Pumpe einwirkt und unter Steuerung durch einen gemeinsamen Drehmoment-Steuerschieber 42, zugeordneten Rücklaufsensoren 44 bzw. 44· und zugeordneten Absperrschiebern 46 bzw. 46' arbeitet.

Der Drehmoment-Steuerschieber 42 ist mit der Förderleitung 48 der Pumpe 16 mit unveränderlicher Verdrängung verbunden und steuert die Zufuhr des Ausgangsdrucks derselben zum jeweiligen Servomechanismus 40. 40·. Die Betätigung des Absperrschiebers erfolgt mittels einer Magnetspule, welche mit der Antriebsmaschine 12 zugeordneten elektrischen

Steuereinrichtungen 50 zusammenwirkt, so daß der jeweilige Servomechanismus 40, 40· in Tätigkeit tritt, um die Verdrängung der zugeordneten Pumpe zu verändern und sie dem jeweiligen Betriebszustand der Antriebsmaschine anzupassen. 5

Die Rücklaufsensoren 44, 44* sind in Rücklaufleitungen 52 bzw. 52' an der Abströmseite der beiden Gruppen von Steuerschiebern 18 bis 22 und 18' bis 22* angeordnet. Die Sensoren 44, 44" ermitteln den statischen und dynamischen Druck des in der genannten Leitung zurückfließenden Druckmittels und wirken auf den jeweiligen Servomechanismus 40 bzw. 40· ein, um die Verdrängung der Pumpe dem Bedarf der Betätigungseinrichtungen oder Antriebe 28 bis 32 bzw. 34 bis 38 anzupassen.

Die Absperrschieber 46, 46' stehen in unmittelbarer Strömungsverbindung mit den Auslässen der Pumpen 10 bzw. 10'. Bei einem Anstieg des Auslaßdrucks der Pumpen auf einen vorbestimmten Wert sprechen die Absperrschieber 46 bzw.. 46* an und wirken im Sinne eienr Verringerung der Verdrängung der Pumpen auf den jeweiligen Servomechanismus 40 bzw. 40' ein.

Die einzelnen Teile der vorstehend beschriebenen Gesamtan-Ordnung sind im folgenden anhand von Fig. 2 im einzelnen erläutert. Da die beiden Pumpen TO und 10' mit variabler Verdrängung in gleicher Weise arbeiten und gesteuert sind, zeigt Fig. 2 allein die erste Pumpe 1.0 mit dem ihr zugeordneten Servomechanismus 40, dem zugeordneten Drehmoment-Steuerschieber 42, dem Rücklaufsensor 44, dem Absperrschieber 46 und den elektrischen Steuereinrichtungen 50. Die vorstehend genannten Teile sind für beide Pumpen 10 und 10' identisch, der Drehmoment-Steuerschieber 42 und die elektrischen Steuereinrichtungen 50 sind beiden Pumpen 10 und 10' gemeinsam zugeordnet.

Der das Hauptteil der Steuervorrichtung insgesamt darstellende Servomechanismus 40 setzt sich in der Hauptsache aus

den folgenden Teilen zusammen: Einer diretk auf die Pumpe 10 mit variabler Verdrängung einwirkenden Stelleinrichtung 54, einem Servoschieber 56 für die Steuerung der Druckübertragung von der Pumpe 16 mit unveränderlicher Verdrängung auf die Stelleinrichtung 54 und einem Steuerteil 58 für die Betätigung des Servoschiebers 56. Die drei vorstehend genannten Häuptteile des Servomechanismus 40 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 60 untergebracht.

Die Servo-Stelleinrichtung 54 hat einen Kolben 62, welcher verschieblieh in einer Bohrung 64 des Gehäuses 60 geführt ist. Die Enden der Bohrung 64 sind jeweils durch einen Deckel 66, 68 verschlossen. Zwischen den Deckeln 66, 68 und dem Kolben 62 sind zu beiden Seiten des Letzteren zwei Druckmittelkammern 70 und 72 in der Bohrung 64 gebildet. Ein in den Kolben 62 eingelassener Betätigungsarm 74 steht durch einen Schlitz 76 hindurch aus dem Gehäuse 60 hervor. Das hervorstehende Ende des Betätigungsarms 74 ist derart mit der Taumelscheibe 14 der Pumpe 10 verbunden, daß eine lineare Verschiebung des Kolbens 62 in der Bohrung 64 eine Änderung der Verdrängung der Pumpe bewirkt. Die lineare Verschiebung der Kolbens 62. wir dadurch bewirkt, daß die einander gegenüberliegenden Druckmittelkammern 70 und 72 über das Servoventil 56 wahlweise mit der Pumpe 16 mit unveränderlicher Verdrängung in Strömungsverbindung versetzt werden. Eine zwischen dem Kolben 62 und dem linksseitigen Deckel 66 angeordnete Druckfeder 78 belastet den Kolben in Richtung auf die dargestellte rechte Endstellung, in welcher er die Pumpe 10 in der Betriebsstellung für kleinstmögliche Verdrängung hält.

Für die Zuleitung des von der Konstantverdrängungspumpe 16 gelieferten Druckmittesl wahlweise zu einer der Druckmittelkammern 70 oder 72 der Stelleinrichtung 54 hat der Servoschieber 56 einen Schieberkolben 80, welcher verschieblich in einer Buchse 82 geführt ist. Diese ist in enger Passung in eine Bohrung 84 des Gehäuses 60 eingesetzt, welche sich parallel zur Bohrung 64 der Stelleinrichtung 54 erstreckt.

Das linksseitige Ende der Buchse 82 ist unter Zwischenlage eines Federsitzes 88 und einer verschieblichen Druckscheibe 90 in Anlage an einer Einstellschraube 86 belastet. Die Einstellschraube 86 durchsetzt einen das linke Ende der Bohrung 84 abschließenden Deckel 92 und ist mittesl eienr Kontermutter 94 feststellbar. Das rechtsseitige Ende der . Buchse 82 stützt sich über eine weitere verschiebliche Druckscheibe 98 an einer zweiten Einstellschraube 96 ab. Diese durchsetzt einen das rechte Ende der Bohrung 84 abschließenden Deckel 100 und ist mittels einer Kontermutter 102 feststellbar.

Die Buchse 82 weist einen radialen Einlaß 104 und zwei radiale Auslässe 106 und 108 auf. Der Einlaß 104 ist über einen Einlaß 110 des Gehäuses 60 mit der Kons tan tve-rarän;-gungspumpe 16 strömungsverbunden. Die Auslässe 106 und 108 stehen über im Gehäuse 60 geformte Bohrungen 112 bzw. 114 mit den einander gegenüberliegenden Druckmittelkammern 70 bzw. 72 der Stelleinrichtung 54 in Strömungsverbindung:.

Der Kolben 80 des Servoschiebers hat drei ringförmige Nuten 116, 118, 120 und eine Axialbohrung 122. Eine Druckfeder 124 belastet den Kolben 80 nach rechts in der Büchse 82.

In einem den Kolben 80 des Servoschiebers durchsetzenden Durchlaß 126 ist ein Ende 128 eines Steuerhebels 130 verschwenkbar udn verschieblich geführt. Der Steuerhebel 130 erstreckt sich mit ausreichendem¹ Spiel durch eine radiale öffnugn 131 der Buchse 82 und einen im Gehäuse 60 geformten Durchlaß 132 hindurch zwischen den beiden Bohrungen 64 und 84. Das andere Ende des Steuerhebels 130 befindet sich in Eingriff mit einer im Kolben 62 der Stelleinrichtung 54 geformten Vertiefung. Der Steuerhebel 130 dient dazu, den Kolben 80 des Servoschiebers 56 zu bewegen und wird dazu in im folgenden beschriebener Weise mittels im Steuerteil 58 enthaltener Einrichtungen irr. Zusammenwirken mit dem Kolben 62 der Stelleinrichtung bewegt. Der Durchlaß 132 des Gehäuses 60 ist über die ringförmigen Nuten 118 und 120 und

die Axialbohrung 122 des Kolbens 80 des Servoschiebers mit den Auslassen 106 und 108 der Buchse 82 in Strömungsverbindung versetzbar.

Der Kolben 80 des Servoschiebers befindet sich normalerweise in der gezeigten Stellung, in welcher er die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 104 und den Auslässen 106 und 108 sperrt. Dadurch ist auch der Kolben 62 der Stelleinrichtung in der gezeigten Stellung gehalten, in welcher die Verdrängung der Pumpe am kleinsten ist. Bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 80 kommt der Einlaß 104 dann über die ringförmige Hut 116 in Strömungsverbindung mit. einem der Auslässe 106 oder 108, so daß der von der Konstantverdräiigungspumpe 16 gelieferte Druck den Kolben 62 der Stelleinrichtung beaufschlagt und ihn in der entsprechenden Richtung verschiebt.

Das der Betätigung des Steuerkolbens 80 über den Steuerhebel 130 dienende Steuerteil 58 enthält einen weiteren Steuerkolben 138, welcher verschieblich in einer zu den Bohrungen 64 und 84 des Gehäuses 60 parallelen Bohrung geführt ist. Der Steuerhebel 130 ist mittels eines Bolzens 142 am mittleren Teil des Steuerkolbens 138 angelenkt. An der rechten Seite hat der Steuerkolben 138 eine Verlängerung .144 mit verringertem Durchmesser.. Eine zwischen dem Gehäuse 60 und der Verlängerung T44 des Steuerkolbens angeordnete Druckfeder 146 belastet die Verlängerung 144 in Anlage an einem ersten Hilfskolben 148, welcher zusammen mit einem zweiten und einem dritten Hilfskolben 150 bzw. 152 in axialer Verlängerung des Steuerkolbens 138 angeordnet ist. Ein vierter Hilfskolben 154 ist zur Linken des Steuerkölbens 138 angeordnet und normalerweise in einen gewissen Abstand dazu gehalten.

Der erste Hilfskolben 148 hat eine ringförmige Stufe 156. Diese ragt in eine Druckmittelkammer 158, welche über eine Leitung 160 mit dem.Rücklaufsensor 44 strömungsverbunden ist. Eine ringförmige Stufe 162 des zweiten Hilfskolbens

ragt in eine weitere Druckmittelkammer 164, welche über eine Leitung 166 ebenfalls mit dem Rücklaufsensor 44 strömungsverbunden ist. Eine Endfläche 168 des dritten Hilfskolbens 152 begrenzt eine Druck mittelkamtner 170, welche über eine Leitung 172 mit dem Drehmoment-Steuerschieber strömungsverbunden ist. Die Endfläche 168 des dritten Hilfskolbens 152 befindet sich außerdem in Anlage an einer Einstellschraube 174, welche mittels einer Kontermutter 176 feststellbar ist. Eine ringförmige Stufe 178 des vierten Hilfskolbens 154 ragt in eine Druckmittelkammer 180, welche über eine Leitung 182 mit dem Absperrschieber 46 strömungsverbunden ist. An der rechten Seite hat der vierte Hilfskolben 154 eine Verlängerung 184 verringerten Durfhmessers, welche sich am gegenüberliegenden Ende des Steuerkolbens 138 abstützen kann. Eine Druckfeder I86 hält die Verlängerung 184 des vierten Hilfskolbens normalerweise außer Berührung mit dem Steuerkolben 138.

In Fig. 2 erkennt man ferner den Rücklaufsensor 44 für die Betätigung des Steuerkolbens 133 des Servomechanismus 40 in Abhängigkeit vom Druck des von den Steuerschiebern 18, 20 und 22 zurückfließenden Druckmittels. Der Rücklaufsensor 44 hat ein Gehäuse 188 mit einem Einlaß 190 für das. von den parallelgeschalteten Steuerschiebern 18 bis 22 zurücklaufende Druckmittel und einem Auslaß 192, welcher über die Leitung 52 mit dem Rücklaufbehälter 26 strömungsverbunden ist. Zwischen dem Einlaß 190 und dem Auslaß 192 ist im Gehäuse 188 eine Strömungsdrossel 194 ausgebildet. Ferner siid im Gehäuse I88 ein erster und ein zweiter Signaldruckausliß 196 bzw. 198 gebildet. Der erste Signaldruckauslaß 195 dient der Abgabe eines dem aus dem statischen und dem dynamischen Druck des zurückfließenden Druckmittels zusammengesetzten Gesamtdruck entsprechenden Drucksignals. Der zweite Signaldruckauslaß 193 dient der Abgabe eines dem statischen Druck des Druckmittels entsprechenden Drucksignals .

Der erste: Signaldruckauslaß 19c ist über die Leitung I60 mit

der Druckmittelkammer 158 des Steuerteils 58 des Sevormechanismus strömungsverbunden. Der zweite Signaldruckauslaß 198 ist über die Leitung I66 mit eier Druckmittelkammer 164 des Steuerteils 58 strömungsverbunden. Der Druck in der Druckmittelkammer 158 belastet den ersten Hilfskolben 14.8 in einer vom Steuerkolben 138 abgewandten Richtung, d.h. also im Sinne einer Verringerung der Verdrängung der Pumpe 10. Der Druck in der Druckraittelkammer 16 4 belastet den zweiten Hilfskolben 150 in einer Richtung auf den Steuerkolben 138 zu, d.h. also im Sinne einer Vergrößerung der Verdrängung der Pumpe. Auf diese Weise bewirkt der Rücklaufsensor 44 eine Verschiebung des Steuerkolbens 133 des Servomechanismus in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Gesamtdruck und dem statischen Druck des über die Leitung 52 zurückfließenden Druckmittels.

Wie man bei Betrachtung von Fig. 3 und 4 erkennt, spricht' der Rücklaufsensor 44 in Abhängigkeit von der Strömung des zurückfließenden Druckmittels auf den jeweiligen Betätigungshub der Steuerschieber 18 bis 22 an und ermitteis eine vom jeweiligen Betätigungshub abhängige Druckdifferenz. Eine Verringerung dieser Druckdifferenz hat eine Verschiebung des Steuerkolbens I38 des Servomechanismus nach links zur Folge, also im Sinne einer Vergrößerung der Verdränung der Pumpe 10. Wie man aus Fig. 5 entnehmen kann, weist die Verdrängung der Pumpe ihren kleinsten Wert auf, wenn die Druckdifferenz am größten ist, und umgekehrt.

Der ebenfalls in Fig. 2 dargestellte Drehmoment-Steuerschieber 42 ist in Form eines magnetbetätigten Reduzierschiebers ausgeführt. Er hat ein Schiebergehäuse 200 mit einem verschieblich darin geführten Schieberkolben 202 zum Verringern des Drucks eines von einem Einlaß 204 zu einem Auslaß 206 strömenden Druckmittels. Der Einlaß 204 ist über die Druckmittelleitung 48 mit der Konstantverdrängungspumpe 16 strömungsverbunden. Der Auslaß 206 steht über eine Leitung mit der Druckmittelkammer 170 des Steuerteils 58 des Servomechanismus in Strömungsverbindung.

Ein auf dem Schieberkolben 202 angebrachter Flansch 208 dient als Sitz für das eine Ende einer Druckfeder 210. Das andere Ende der Feder 210 stützt sich über eine verschiebliche Druckscheibe 216 an einer Einstellschraube 212 ab, welche mittels einer Kontermutter 214 feststellbar ist. Die von der Feder 210 ausgeübte, mittels der Schraube 212 einstellbare Kraft bestimtm das Maß, um welches der Schieberkolben 202 den Druck des Druckmittels reduziert.

Der Einstellung der von der Feder 210 ausgeübten Kraft dient außerdem eine Proportional-Magnetspule 218, welche mit einem sich am Schieberkolben 202 abstützenden Anker 220 zusammenwirkt. Eine^sogenannte "Proportional-Magnetspule" ist so ausgebildet, daß die von ihr auf den Anker ausgeübte Kraft proportional der Stärke des ihr zugeführten Erregerstroms ist. Der Erregerstrom wird hier von den elektrischen Steuereinrichtungen 50 her zugeleitet, wie nachstehend im einzelnen erläutert. In Abwesenheit eines Erregerstroms reduziert der Drehmoment-Steuerschieber 42 den von der Konstantverdrängungspumpe 16 gelieferten Druck in dem von der Kraft der Feder 210 bestimmten Maße für die Speisung der Druckmittelkammer 170 des Steuerteils 58 des Servomechanismus. Bei Erregung der Proportional-Magnetspule 218 reduziert der Drehmoment-Steuerschieber 42 den Druck des Druckmittels in einem größeren, von der Stärke des Erregerstroms abhängigen Maße.

Fig. 6 zeigt in grafischer Darstellung die Beziehungen zwischen der Stärke des der Proportional-Magnetspule 218 zugeleiteten Erregerstroms und der sich daraus ergebenden, auf den Anker 220 ausgeübten Kraft. Diese Kraft ist umgekehrt proportional dem Ausgangsdruck des Drehmoment-Steuerschiebers 42, wie ebenfalls grafisch in Fig. 7 dargestellt.Daraus ist somit ersichtlich, daß die Verdrängung der Pumpe 10 mit zunehmender Stärke des die Proportional-Magnetspule 218 erregenden Stroms abnimmt, wie in Fig.· 8 grafisch dargestellt.

V5 Vi

In enger Wirkbeziehung zum Drehmoment-Steuerschieber 42 stehen die in Fig. 1 und 2 schematisiert dargestellten elektrischen Steuereinrichtungen 50. In der dargestellten Ausführungsform gehören zu den elektrischen Steuereinrichtungen 50 ein potentiometrischer Stellungssensor 222, welcher auf die jeweilige Stellung eines Leistungshebels 224 für eine herkömmliche Brennstoff-Einspritzpumpe 226 der Brennkraftmaschine 12 anspricht, und ein Drehzahlsensor zum ermitteln der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 12.

Die Ausgangsspannungen des Stellungssensors 222 und des Drehzahlsensors 228 werden an eine Steuerschaltung 230 gelegt, welche in Abhängigkeit von den angelegten Spannungssignalen einen Strom von gesteuerter Stärke für die Erregung der Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42 abgibt.

Die Brennkraftmaschine 12 kann von herkömmlicher Ausführung sein und in verschiedenen Betriebszustände.n arbeiten, denen verschiedene Ausgangs-Drehmomentcharakteristiken zugeordnet sind, wie grafisch in Fig. 9 dargestellt. Der potentiometrische Stellungsse'nsor 222 ermitteis eine Komponente des jeweiligen Betriebszustands der Maschine 12 anhand der Stellung des Leistungshebels 224 der Einspritzpumpe. Das. dieser Komponente des jeweiligen Betriebsz-ustands entsprechende Ausgangssignal des Sensors 222 wird einem zur Steuerschaltung 230 gehörigen Speicher 232 zugeleitet. Im Speicher 232 ist eine-vorbestimmte Bezugsdrehzahl Nset für jeden Betriebszustand der Madchine 12 gespeichert. Wie man aus Fig. 9 erkentn, ist die Bezugsdrehzahl Nset für jeden Betriebszustand der Maschien vorzugsweise etwas außerhalb des Drehzahlbereichs gelegen, in welchem· die Maschine das größte Ausgangsdrehmoment abgibt. In Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stellungssensor 222 erzeugt der Speicher ein der vorbestimmten Bezugsdrehzahl Nset für den Betriebszustand, unter welchem die Maschien 12 gerade arbeitet, entsprechendes Signal, welches einer ebenfalls zur Steuerschaltung 230 gehörigen Rechnereinheit 234 zufließt.

* U Der Rechnereinheit 234 fließt außerdem das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 228 zu, welches der tatsächlichen Drehzahl zum jeweiligen Zeitpunkt entspricht. Die Rechnereinheit 23¹I vergleicht die tatsächliche Drehzahl N der Maschine fortlaufend mit der Bezugsdrehzahl Nset. Fällt dabei die tatsächliche Drehzahl N unter die Bezugsdrehzahl Nset der Maschine ab,, dann bewirkt die Rechnereinheit 234, daß die Steuerschaltung 230 die Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42 mit einem Erregerstrom speist, dessen Stärke der Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl N und der Bezugsdrehzahl Nset der Maschine entspricht. Wie vorstehend anhand von Fig. 6 bis 8 erläutert, verringert sich die Verdrängung mit zunehmender Stärke des die Proportional-Magnetspule 218 erregenden Stroms. Die Stromstärke nimmt ihrerseits mit dem Anwachsen der Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl N der Maschine und der Bezugsdrehzahl Nset zu. Mit dem Absinken der tatsächlichen Drehzahl N der Maschine unter die Bezugsdrehzahl Nset verringert sich somit die Verdrängung der Pumpe 10 gleichlaufend mit der Zunahme der Differenz Nset - N.

Der ebenfalls im einzelnen in Fig. 2 dargestellte Absperrschieber 46 hat ein Gehäuse 236 mit einer Bohrung 238, in welcher ein Kolben 240 verschieblich geführt ist. Das Gehäuse 236 hat ferner einen Einlaß 242, welcher über eine Leitung 244 mit der Pumpe 10 mit variabler Verdrängung in Strömungsverbindung steht, und einen Auslaß 246, welcher über eine Leitung 182 mit der Druckmittelkammer 180 des Steuerteils 58 des Servomechanismus strömungsverbunden ist.

Der Kolben 240 ist durch eine Druckfeder 248 in die gezeigte Stellung belastet, in welcher er die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 242 und dem Auslaß 246 sperrt. Der Kolben 240 hat außerdem eine Stufe 250, welche von dem von der Pumpe 10 erzeugten Druck beaufschlagt ist.

• Steigt der Druck in der von der Pumpe 10 ausgehenden Leitung 244 und damit auch in der Leitung 24 auf einen vorbestimmten Wert an, so wird der Kolben 240 gegen die von der

Feder 248 ausgeübte Belastugn verschoben, so daß er die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 242 und dem Auslaßt 246 freigibt. Der von der Pumpe 10 erzeugte Druck beaufschlagt dann, unter Druckminderung durch den Absperrschieber 46, den Hilfskolben 154 des Steuerteils 58 des Servomechanismus und verschiebt diesen entgegen der von der Feder 186 ausgeübten Belastung und einer gegebenenfalls vom Steuerkolben 138 ausgeübten, entgegenwirkenden Kraft. Dabei greift die Verlängerung 184 des Hilfskolbens 154 am Steuerkolben 138 an und verschiebt diesen nach rechts, bis sich die Verdrängung der Pumpe 10 auf ein Minimum verringert.

Aus Fig. 10 ist zu ersehen, daß der Absperrschieber 46 erst bei einem sehr hohen Eingangsdruck öffnet, welcher knapp unterhalb des durch ein der Pumpe 10 zugeordnetes (nicht gezeigtes) überdruckventil bestimmten Höchstdrucks für die gesamte Anlage liegt. Wie man außerdem in Fig. 11 erkennt, wird die Verdrängung der Pumpe 10 auf ein Minimum reduziert, während ihr Förderdruck seinen Höchstwert erreicht.

Die vorstehend beschriebene Steuervorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Es sei zunächst angenommen, daß sich der Leistungshebel 224 der Brennstoff-Einspritzpumpe· 226 in einer-Stellung befindet, in welcher die Maschine im mittleren Teillastbereich arbeitet, wie in der grafischen Darstellung von Fig. 9 durch die Bezugszahl 252 angegeben. Solange sich dabei die Steuerschieber 18 bis 22 für Geräte und Antriebe, in der'Neutralstellung befinden, weist die vom Rücklaufsensor 44 ermittelte Druckdifferenz ihren Höchstwert auf. Der Steuerkolben 138 des Steuerteils 58 des Servomechanismus befindet sich daher in der gezeigten Stellung und hält dadurch den Steuerkolben 80 des Servoventils 56 ebenfalls in der in Fig. 2 gezeigten Stellung. In dieser sperrt der Steuerkolben 80 die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 104 und den Auslassen 106 und 108. Dementsprechend verharrt der Betätigungskolben 62 der Betätigungseinheit 54 unter der Belastung durch die Feder 78 in der dargestellten rechten Endstellung, in wel-

eher er die Pumpe 10 im Betriebszustand der kleinsten Verdrängung hält.

Dabei ist die tatsächliche Drehzahl N der Maschine 12 nun c höher als die vorbestimtme Bezugsdrehzahl Nset für den Betriebszustand 252, unter welchem die Maschine arbeitet. Die Steuerschaltung 230 gibt daher keinen Erregerstrom an die Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42 ab, so daß dieser keinen Druck für die Betä-,Q tigung des Steuerkolbens 138 des Servomechanismus abgibt.

Wird nun einer der Schieber 18 bis 22 für die Speisung der jeweils zugeordneten Betätigungs- oder Antriebseinrichtung 28 bis 32 von Hand betätigt, so verringert sich die Strömung

-₅ des über die Leitugn 52 zurückfließenden Druckmittels. Daraus ergibt sich eine entsprechende Verringerung des vom Rücklaufsensor 44 gelieferten Differential-Ausgangsdrucks, wodurch der Steuerkolben 138 des Servomechanismus sich nach links bewegt und dabei den Steuerhebel 130 im _ Gegenzeigersinn um sein mit der Vertiefung 136 des Betätigungskolbens 62 in Eingriff stehendes Endstück 134 herum verschwenkt. Das im Durchlaß 126 des Steuerkolbens 80 des Servoventils geführte andere Endstück 128 des Steuerhebels 130 bewirkt dabei eine Verschiebung des Steuerkolbens 80

_._ nach links gegen die von der Feder 124 ausgeübte Belastung.

Dadurch steht dann der Einlaß 104 über die ringförmige Nut 116 des Steuerkolbens 80 in Strömungsverbindung mit dem Auslaß 108, so daß der von der Konstantverdrängungspumpe geliefert·? Druck nun über die Bohrung 114 des Gehäuses 60 in der rechtsseitigen Druckmittelkammer 72 der Bet'ätigungseinheit 5 l wirksam wird und den Kolben 62 unter Überwindung der von der Feder 78 ausgeübten Kraft nach links verschiebt, wodurch die Verdrängugn der Pumpe 10 vergrößert wird.

Durch die Verschiebung des Betätigungskolbens 62 nach links 35

wird der Steuerhebel im Uhrzeigersinn um den Anlenkbolzen 142 herurr verschwenkt, so daß sich der Steuerkolben 80 des Servoschiebers nach rechts verschiebt und die Strömungsver-

bindung zwischen dem Einlaß 104 und dem Auslaß 108 wieder sperrt. Damit vergrößert sich also die Verdrängung der Pumpe 10 gerade um das der Abnahme des vom Rücklaufsensor 44 gelieferten Differential-Ausgangsdrucks entsprechende Maß. Der Steuerhebel 130 dient somit der Rückübertragung der Verschiebung des Betätigungskolbens 62 auf den Steuerkolben 80 des Servoschiebers sowie der übertragung der Verschiebung des Steuerkolbens 138 des Steuerteils auf den Steuerkolben 80 des Servoschiebers.

Falls nun die tatsächliche Drehzahl N der Maschine unter die Bezugsdrehzahl Nset absinkt, erregt die Steuerschaltung 230 die Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42 mit einem Strom, dessen Stärke der Differenz' Nset - N zwischen der Bezugsdrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl entspricht. Dadurch verschiebt nun der Anker 220 der Magnetspule 218 den Kolben 202 des Drehzahl-Steuerschiebers in eine Stellung, in welcher er eine entsprechende Druckminderung des abgegebenen Druckmittels bewirkt. Die sich daraus ergebende Verringerung des Drucks in der Kammer 170 des Steuerteils 58 des Servomechanismus ermöglicht die Verschiebung des Steuerkolbens I38 nach rechts unter der Einwirkung der Feder 146. Dadurch kehren sich die vorstehend beschriebenen Vorgänge um, so daß sich die Verdrängung der Pumpe 10 wieder verkleinert.

Aus Vorstehendem ist zu erkennen, daß bei einem durch eine erhöhte Belastung des jeweils betätigten Verbrauchers verursachten Absinken der tatsächlichen Drehzahl der Maschine unter die Bezugsdrehzahl die Verdrängung der Pumpe 10 um ein durch die Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl der Maschine und der Bezugsdrehzahl bestimmtes Maß verringert wird. Auf diese Weise wire der Leistungsbedarf der Pumpe 10 in Übereinstimmung mit der Drehmomentkurve 252 der Maschine 2 unter den jeweiligen Betriebsbedingungen derselben variert. Der erhöhte Förderdruck der Pumpe 10 bleibt dabei gleichwohl niedriger als der Druck, bei welchem der Absperrschieber 46 öffnet.

In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird der jeweilige Leistungsbedarf der Pumpen und 10' mit variabler Verdrängung somit automatisch und individuell gesteuert und damit der Leistungscharakteristik der Antriebsmaschine unter den jeweiligen Betriebsbedingungen derselben angepaßt. Dadurch ist es möglich, die Leistung der Antriebsmaschine über den gesamten Drehzahlbereich mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen.

Die in Fig. 12 und 13 gezeigte zweite Ausführungsform der Erfindung arbeitet auf andere Weise, dabei jedoch ähnlich der in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform zur Anpassung der Verdrängung wenigstens einer Pumpe an die von der Maschine unter verschiedenen Betriebsbedingungen abgegebene Leistung.

Die in Fig. 12 dargestellte Anordnung umfaßt wiederum zwei Pumpen 10, 10' mit variabler Verdrängung sowie eine Konstantverdrängungspumpe 16, welche von einer Brennkraftmaschine angetrieben werden. Die erste Pumpe 10 mit variabler Ver- · drängung speist über eine Gruppe von parallel geschalteten Betätigungsschiebern 18, 20, 22 eine erste Gruppe von Betätigungseinrichtungen oder Antrieben 28, 30, 32. Die zweite Pumpe 10' speist eine zweite Gruppe von Betätigungseinrichtungen oder Antrieben 34, 36, 38 über eine zweite Gruppe von parallel geschalteten Betätigungsschiebern 18', 20', 22».

.Die Verdrängung der Pumpen 10, 10' ist mittels jeweils eines Servomechanismus 40a bzw. 40^fa variierbar. Die Steuerung jedes Servomechanismus 40a, 40'a erolgt über einen gemeinsamen Drehmoment-Steuerschieber 42a, zugeordnete Rücklaufsensoren 44 bzw. 44' und zugeordnete Absperrschieber 260 bzw. 260'. Die Betätigung des Drehmoment-Steuerschiebers 42a erfolgt mittels einer Magnetspule unter Steuerung durch der Brennkraftmaschine 12 zugeordnete elektrische Steuereinrichtungen 50a.

Von den vorstehend genannten Hauptteilen der in Fig. 12 und 13 gezeigten Anordnung sind allein die Rücklaufsensoren 44 und 44· identisch mit denen der ersten Ausführungsform. Im folgenden sind daher jeweils ein Servomechanismus 40a, 40'a, der Drehmoment-Steuerschieber 42a, die elektrischen Steuereinrichtungen 50a und jeweils ein Absperrschieber 260 oder 260' beschrieben. Da jeder Servomechanismus 40a, 40'a sowie jeder Absperrschieber 260, 260' den gleichen Aufbau hat wie der jeweils andere, ist im folgenden jeweils nur ein Seryomechanismus bzw. ein Absperrschieber beschrieben.

Der in Fig. 13 gezeigte, der ersten Pumpe 10 mit variabler Verdrängung zugeordnete Servomechanismus 40a umfaßt die Betätigungseinheit 54, den Servoschieber 56 und ein Steuerteil 58a, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 60 untergebracht sind. Die Betätigungseinheit 54 und der Servoschieber 56 sind in gleicher Weise ausgeführt wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, so daß eine erneute Beschreibung nicht notwendig ist. Die einzelnen Teile dieser Einheiten sind im folgenden, soweit notwendig, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Das abgewandelte Steuerteil 58a des Servomechanismus 40a weist einen verschieblich im Gehäuse 60 gelagerten Steuerkolben 138a auf. Dieser hat eine ringförmige Stufe 262, welche in eine Druckmittelkammer 264 hineinragt. Die Druckmittelkammer 264 kann über den Absperrschieber 260 mit Druck gespeist werden, um. eine nach links gerichtete Kraft auf den Steuerkolben 138a auszuüben. Mit dem linksseitigen Ende stützt sich der Steuerkolben 138a über eine Druckfeder 268 an einem Federsitz 266 ab. Eine weitere Druckfeder 270 ist zwischen dem Federsitz 266 und einer Halterung 272 angeordnet, welche durch die Feder 270 in Anlage an einer Einstellschraube 274 belastet ist. Durch einen in der Druckmittelkammer 264 herrschenden Druck ist der Steuerkolben 138a unter Überwindung der von den Federn 268 und 270 ausgeübten Kräfte nach links bewegbar.

Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Steuerhebel 130 in seinem mittleren Bereich mittels des Bolzens 142 am Steuerkolben 138a angelenkt und greift mit seinen einander gegenüberliegenden Enden 128 und 134 am Steuerkolben 80 des Servoschiebers 56 bzw. am Betätigungskolben 62 der Betätigungseinheit 54 an. Im unbetätigten Zustand hält der Steuerhebel 130 den Betätigungskolben 62 in der in Fig. 13 gezeigten Stellung-, in. welcher die Verdrängung der Pumpe 10 am kleinsten ist. Die übrigen Einzelheiten des Aufbaus des Servomechanismus 40a sidn der vorstehenden Beschreibung des Servomechanismus 40 anhand von Fig. 2 zu entnehmen.

Der abgewandelte Drehzahl-Steuerschieber 42a ist ebenfalls in Form eines mittels einer Magnetspuke betätigbaren, variablen Druckminderungsschiebers ausgeführt. Er hat ein Gehäuse 276 mit einer Bohrung 278, in welcher ein Steuerkolben 280, ein erster Hilfskolben 282, ein zweiter Hilfskolben 284 und ein dritter Hilfskolben 286 in eienr Reihe hintereinander verschieblich gelagert sind. Der Steuerkolben 280 steuert den Druck des von einem über eine Leitung 290 mit der Konstantverdrängungspumpe 16 verbundenen Einlaß 288 zu einem über eine Leitung 294 zum Absperrschieber 260 mit diesem verbundenen Auslaß 292 strömenden Druckmittels. Eine Druckfeder 296 erstreckt sich zwischen dem linksseitigen Ende des Steuerkolbens 280 und einem Sitz 298, welcher sich in Anlage an einer einen das linksseitige Ende der Bohrung 278 abschließenden Deckel 302 durchsetzenden Einstellschraube 300 befindet. Die Feder 296 belastet den Steuerkolben 280 im Sinne einer Erhöhung des Drucks des vom Einlaß 288 zum Auslaß 292 strömenden Druckmittels.

Der am rechtsseitigen Ende des Steuerkolbens 280 in Anlage befindliche erste Hilfskolben 282 hat eine ringförmige Stufe 304, welche in eine Druckmittelkammer 306 hineinragt. Diese Druckmittelkamraer 306 ist mit dem Auslaß 292 strömungsverbunden, so daß also der Auslaßdruck des Drehmoment-Steuerschiebers im Sinne einer Verringerung des Auslaßdrucks

der Feder 296 entgegengesetzt auf den Steuerkolben 280 einwirkt.

Der zweite Hilfskolben 284 hat eine ringförmige Stufe 308, welch in eine Druckmittelkammer 310 hineinragt. Diese Steht über einen Durchlaß 312 in Strömungsverbindung mit der Förderleitung 24 der Pumpe 10 mit variabler Verdrängung. Der dritte Hilfskolben 286 hat ebenfalls eine ringförmige Stufe 314, welche in eine Druckmittelkammer 316 hineinragt. · Diese steht über einen Durchlaß 318 in Strömungsverbindung mit der Förderleitung 24' der anderen Pumpe 10' mit variabler Verdrängung. Die in den Kammern 310 und 316 herrschenden Drücke wirken ebenfalls im Sinne einer Verringerung des Auslaßdrucks des Drehmoment-Steuerschiebers 42a auf den Steuerkolben 280 ein.

Am rechtsseitigen Ende des Gehäuses 276 des Drehmoment-Steuerschiebers ist die Proportional-Magnetspule 218 angeordnet, so daß der dazugehörige Anker 220 in Anlage am dritten Hilfskolben 286 bringbar ist. Die Proportional-Magnetspule 2i8 ist wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit den elektrischen Steuereinrichtungen 50a verbunden.

Zu den in Fig. 12 und 13 gezeigten elektrischen Steuereinrichtungen 50a gehört wiederum der Drehzahlsensor 228 , welcher die tatsächliche Drehzahl der Antriebsmaschine 12 ermittelt. Das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 228 fließt einer Steuerschaltung 230a zu, welche mit der Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a verbunden ist. In der Steuerschaltung 230a sind der Leistungscharakteristik der Antriebsmaschine 12 in ihren verschiedenen Betriebszuständen entsprechende Daten gespeichert, In Abhängigkeit vom Äusgangssignal. des Drehzahlsensors 228 erregt die Steuerschaltung 230a die Proportional-Magnetspule 218 mit einem Strom, dessen Stärke der Differenz zwischen dem Leistungsbedarf der Pumpe 10 unter den ermittelten Betriebsbedingugnen der Antriebsmaschine und dem

Leistungsbedarf der Pumpe beim Betrieb der Maschine 12 unter Vollastbedingungen entspricht, wie nachstehend im Zusammenhang mit der Wirkungsweise dieser Anordnung im einzelnen erläutert.
5

Zu dem Absperrschieber 260 gehören eine eigentliche Absperrschiebereinheit 320 und eine Negativ-Steuerschiebereinheit 322, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 324 untergebrwcht sind. Die Absperrschiebereinheit 320 hat einen Kolben 326, welcher verschieblich in einer Bohrung 328 des.Gehäuses gelagert ist. Der Kolben 326 ist durch eine zwischen seinem rechtsseitigen Ende und einer Einstellschraube 334 angeordnete Feder 332 nach links in Anlage an einem Hilfskolben 330 belastet. Dieser hat eine ringförmige Stufe 336, welche in eine Druckmittelkammer 338 hineinragt. Diese steht über einen Druckmitteleinlaß 340 in Strömungsverbindung mit der Förderleitung 24 der Pumpe 10 mit variabler Verdrängung. Der Hilfskolben 330 hat einen Abschnitt 342 verringerten Durchmessers, welcher sich von der ringförmigen Stufe 336 nach links erstreckt und in eine Druckmittelkammer 344 hineinragt. Diese steht über einen Durchlaß 346 in Strömungsverbindung mit einem weiteren Einlaß 348, welcher über die Leitung 294 mit dem Auslaß 292 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a strömungsverbunden ist. Der Kolben steuert die Strömungsverbindung zwischen dem Durchlaß 346 und dem Ein¹aß 348.

Die Negativ-Steuerschiebereinheit 322 steuert ihrerseits die Strömungsverbindung zwischen der Absperrschiebereinheit 320 und der Druckmittelkammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus in.Abhängigkeit vo vom Differentialdruck-Ausgangssignal des Rücklaufsensors 44. Zu der Einheit 322 gehört ein Kolben 350, welcher verschieblich in einer Bohrung 352 des Gehäuses 324 gelagert ist.¹ Das linksseitige Ende des Kolbens 350 liegt in einer Druckmittelkammer 354, welche über einen Einlaß 356 mit dem Signaldruckauslaß des Rücklaufsensors 44 in Strömungsverbindung steht. Wie vorstehend bereits anhand von Fig. 1 und 2 erläutert, er-

scheint am Signaldruckauslaß 198 des Rücklaufsensors UU ein Drucksignal, welches der statischen Druckkomponente des von den Betätigungsschiebern 18 bis 22 über die Leitung zurückfließenden Druckmittels entspricht. 5

Eine in der Druckmittelkammer 35U angeordnete Feder 358 belastet den Kolben 350 in Anlage an einem Hilfskolben 360. Dieser hat eine ringförmige Stufe 362, welche in eine über einen Durchlaß 368 mit einem Auslaß-366 strömungsverbundene Druckmittelkammer 364 hineinragt. Der Auslaß 366 ist mit der Druckmittelkammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus strömungsverbunden. Das rechtsseitige Ende des Hilfskolbens 360 befindet sich im Ruhezustand in Anlage an einem die Bohrung 352 abschließenden Deckel 370 und liegt in einer Druckmittelkammer 372, welche über einen Einlaß 374 mit dem Signaldruckauslaß 196 des Rücklaufsensors 44 strömungsverbunden ist. Dadurch ist die Druckmittelkammer 372 also vom Rücklaufsensor 44 mit einem Druck gespeist, welcher dem Gesamtdruck des zurückfließenden Druckmittels entspricht.

Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform arbeitet folgendermaßen:

Im Betrieb der in Fig. 12 und 13 dargestellten Anordnung ist der Rückfluß der Druckmittels über die Leitung 52 am stärksten, wenn sich alle Betätigungsschieber 18 bis 22 in der Neutralstellung befinden. Dementsprechedn besteht die größtmögliche Differenz zwischen den vom Rücklaufsensor ermittelten Gesamt- und statischen Drücken. Der Rücklaufsensor 44 übermitttelt das dem Gesamtdruck entsprechende Drucksignal an die Kammer 372 der Negativ-Steuerschiebereinheit 322 und das dem statischen Druck entsprechende Drucksignal an die Kammer 354 der gleichen Einheit. Die maximale Differenz zwischen den beiden Drucksignalen wirkt zusammen mit dem Druck in der mit dem Auslaß 117 strömungsverbundenen Kammer 364, um den Kolben 350 unter Überwindung der von der Feder 358 ausgeübten Kraft so weit nach links zu verschieben, daß sich der Auslaßdruck der Negativ-Steuerschiebereinheit 322 auf ein Mindestmaß verringert.

In diesem Zustand ist auch der Auslaßdruck der Pumpe 10 mit variabler Verdrängung auf ein Minimum reduziert- Dieser in der Druckmittelkammer 310 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a anstehende minimale Auslaßdruck der Pumpe 10 wird von der Feder 296 überwunden, so daß der Steuerkolben 280 in die rechtsseitige Endstellung verschoben wird, in welcher er die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 288 und dem Auslaß 292 freigibt. Dadurch gelangt der durch ein Überdruckventil 376 bestimmte volla Auslaßdruck der Konstantverdrängungspumpe 16 über den Drehmonent-Steuerschieber 42a an den Einlaß 348 des Absperrschiebers 320.

Gleichzeitig damit ist die Kammer 338 des Absperrschiebers 320 über den Einlaß 340 mit dem minimalen Auslaßdruck der Pumpe 10 gespeist. Demzufolge wird der Steuerkolben 326 des Absperrschiebers 320 durch die Feder 332 in die linksseitige Endstellung verschoben, in welcher er die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß 348 und dem Durchlaß 346 freigibt. Dadurch gelangt nun der volle Auslaßdruck der Konstant-Verdrängungspumpe 16 über den Drehmoment-Steuerschieber 42a und den Absperrschieber 320 zum Negativ-Steuerschieber 322.

Dabei ist der Negativ-Steuerschieber jedoch, wie vorstehend erläutert, auf den kleinstmöglichen Auslaßdruck eingestellt. Deshalb wird der volle Auslaßdruck der Konstant-Verdrängungspumpe 16 durch den Negativ-Steuerschieber 322 auf ein Mindestmaß reduziert, bevor er über den Auslaß 366 die Kammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus speist.

Der die Kammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus speisende niedrige Druck ermöglicht die Verschiebung des Steuerschiebers 138a nach rechts in Anlage an der Einstellschraube 274 unter Einwirkung der von den Federn 268 und ausgeübten Kräfte, wie in Fig. 13 dargestellt. Wie im Falle der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform hält der Steuerkolben 138a dabei den Betätigungskolben 62 über den Steuerhebel 130 in seiner rechten Endstellung, so daß die Verdrängung der Pumpe 10 auf das Mindestmaß verringert ist.

-27. SS

Bei Betätigung eiens der' Betätigungsschieber 18 bis 22 wird ein Teil des von der Pumpe 10 geförderten Druckmittels dem zugeordneten Antrieb bzw. der zugeordneten Betätigungseinrichtung 28 bis 32 zugeleitet, so daß sich die Strömung des über die Leitung 52 zurückfließenden Druckmittels entsprechend verringert. Dementsprechend verringert sich auch die vom Rücklaufsensor 44 ermittelte Differenz zwischen dem Gesamtdruck und dem statischen Druck, so daß sich der Kolben 350 des Negativ-Steuerschiebers 322 um ein Maß nach rechts bewegt, welches durch die verringerte Differenz zwischen der in der Kammer 354 auf ihn ausgeübten, nach rechts gerichteten Kraft zusammen mit der von der Feder 358 und der in der Kammer 372 auf ihn ausgeübten _r nach links gerichteten Kraft bestimmt ist. Das Ergebnis hiervon ist ein Anstieg des den Negativ-Steuerschieber 322 vom Absperrschieber 320 her durchströmenden Druckmittels bzw. des Drucks desselben. Der erhöhte Auslaßdruck des Negativ-Steuerschiebers 322 wird in der Kammer 364 des Steuerteils 58a des Servomechanismus wirksam und bewirkt eine Verschiebung des Steuerkolbens 138a nach links unter Überwindung der von den Feder 268 und 270 ausgeübten Kräfte. Dabei bewirkt der Steuerschieber 138a über den Steuerhebel 130 eine Verschiebung des Kolbens 80 des Servoschiebers 56 nach links, so daß die rechtsseitige Druckmittelkammer 72 der Betätigungseinheit 54 nun mit dem von der Konstant-Verdrärgmgspumpe geförderten Druckmittel gespeist wird. Die sich daraus ergebende Verschiebung des Betätigungskolbens 62 nach links hat eine vergrößerte· Verdrängung der Pumpe 10 zur Folge.

Durch die Verschiebung des Betätigungskolbens 62 nach links wird der Steuerhebel 130 im Uhrzeigersinn um den Anlenkbolzen 142 herum verschwenkt, um so den Servoschieber 56 wieder zu schließen. Die Verdrängung der Pumpe 10 erhöht sich daher nur in einem Maße, welches der Verringerung der vom Rücklaufsensor 44 ermittelten Druckdifferenz entspricht. • Das Ausmaß, in welchem der Steuerkolben 13Ba nach links verschoben wird, hängt zum Teil von den von den Federn 268. und 270 ausgeübten Kräften ab. Dementsprechend läßt sich die

Geschwindigkeit, mit welcher die Verdrängung der Pumpe 10 in Abhängigkeit von der Verschiebung des Steuerkolbens 138a nach links zunimmt, je nach Bedarf durch entsprechende Einstellung der von den Federn 269 und 270 ausgeübten Kräfte variieren.

Mit der Zunahme des Förderdrucks der Pumpe 10 steigt auch der Druck in der Druckmittelkammer 310 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a an, so daß über die Hilfskolben 282 und 284 eine erhöhte, nach links gerichtete Kraft auf den Kolben 280 ausgeübt wird. Dies bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 280 nach links unter Überwindung der von der Feder 296 ausgeübten Kraft, wodurch der Druck des von der Konstantverdrängungspumpe 16 zum Absperrschieber und Negativ-Steuerschieber 260 fließenden Druckmittels in zunehmendem Maße reduziert wird. Dementsprechend verringert sich auch der die Kammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus über den Absperrschieber und Negativ-Steuerschieber 260 speisende Druck, so daß sich der Steuerkolben 138a unter Einwirkung der von den Feder 268 und 270 ausgeübten Kräften nach rechts bewegen kann, wodurch die Verdrängung der Pumpe 10 verringert wird.

Steigt der Druck in der Förderleitung 24 der Pumpe 10 bis nahe an einen von dem in der Leitung 24 angeordneten (nicht gezeigten) Überdruckventil bestimtmen Höchstwert an, so ergibt sich ein entsprechender Druckanstieg auch in der Kammer 338 des Absperrschiebers 320, so daß dann der Hilfskolben 330 den Steuerkolben 326 unter Überwindung der von der Feder 332 ausgeübten Kraft nach rechts verschiebt. Dies bewirkt eine Verringerung des Drucks des dem Steuerteil 58a des Servomechanismus vom Drehmoment-Steuerschieber 42a über den Absperr- und Negativ-Steuerschieber 260 zufließenden Druckmittels.

Bei einem weiteren Anstieg des Drucks in der Förderleitung 24 reduziert der Absperrschieber 320 den Druck des vom Negativ-Steuerschieber 322 der Kammer 264 des Steuerteils 58a

des Servomechanismus zufließenden Druckmittels auf ein Minimum, was die Verringerung der Verdrängung der Pumpe 10 auf das geringste Maß zur Folge hat. Lediglich der Druck des Druckmittels steigt bis auf den für die gesamte Anlage zulässigen Höchstwert an und wird anschließend auf diesem Höchstwert gehalten.

Soweit bisher beschrieben, wurde in der in Fig. 12 und 13 gezeigten Anordnung die Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a von der Steuerschaltung 230a noch nicht mit einem Erregerstrom gespeist. Im folgenden sei daher die Arbeitsweise der Anordnung bei Erregung der Proportional-Magnetspule 218 von der Steuerschaltung 23Oa aus beschrieben.

Dabei sei zunächst angenommen, daß sich der Leistungshebel der Brennstoff-Einspritzpumpe in der Stellung für die größte Leistungsabgabe der Maschine 12 befindet. Solange die Maschine dabei unbelastet läuft, erzeugt der Drehzahlsensor 228 ein der Höchstdrehzahl der Maschine entsprechendes Ausgangssignal, welches der Steuerschaltung 230a zufließt. In diesem Betriebszustand der Maschine 12 liefert die Steuerschaltung 230a keinen Strom für die Erregung der Proportional-Magnetspule 218, so daß die Steuerung der gesamten Anordnung in der vorstehend beschriebenen Weise allein hydraulisch vor sich geht. Der Leistungsbedarf der Pumpe 10 entspricht dabei der Kurve 380 in Fig. 14. Die Kurve 382 in Fig. 15.entspricht dem von der Maschine 12 im Vollastbetriebszustand abgegebenen Drehmoment. Der Leistungsbedarf der Pumpe 10 entspricht dabei einem vorbestimtmen Punkt A auf der Drehmomentkurve 382. Dieser Punkt A entspricht vorzugsweise der Nennleistung der Maschine 12.

Befindet sich der Leistungshebel der Einspritzpumpe in einer einem Teillastbereich der Maschine 12 entsprechenden Stellung, in welcher die von der Maschine abgegebene Leistung der Drehmomentkurve 384 in Fig. 15 entspricht, so erzeugt der Drehzahlsensor 228 ein diesem Betriebszustand entspre-

chendes Ausgangssignal, welches wiederum der Steuerschaltung 230a zufließt. Die Steuerschaltung 230a speist daraufhin die Proportional-Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a mit einem Erregerstrom, dessen Stärke der Differenz zwischen dem Punkt A auf der dem Vollastbetrieb entsprechenden Kurve 382 und dem Punkt B auf der dem Teillastbereich entsprechenden Kurve 384 entspricht (Fig. 15).

Durch die vorstehend beschriebene Erregung der Magnetspule 218 bewegt sich der Anker 220 derselben mit einer der Stärke des Erregerstroms proportionalen Kraft nach links in Fig. 13. Dabei verschiebt er über die drei Hilfskolben 282, 284 und 286 den Steuerkolben 280 unter Überwindung der von der Feder 296 ausgeübten Kraft, wodurch sich der Auslaßdruck des Drehmoment-Steuerschiebers 42a um ein von der Stärke des Erregerstroms abhängiges Maß verringert. Dementsprechend verringert sich auch der Druck in der Kammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus, was zu einer entsprechenden Verkleinerung der Verdrängung der Pumpe 10 führt.

In Fig. 14 ist der verringerte Leistungsbedarf der Pumpe 10 bei in vorstehend beschriebener Weise verringerter Verdrängung durch die Kurve 386 angegeben. In dieser Figur ist zu erkennen, daß der Leistungsbedarf der Pumpe 10 im Teillastbereich der Maschine 12 kleienr ist als im Vollastbereich derselben. Die verringerte Leistungsaufnahme der Pumpe beugt einem Stehenbleiben der Maschine vor und verbessert deren Wirkungsgrad im Hinblick auf den Brennstoffverbrauch.

Wird der Leistungshebel der Einspritzpumpe in eine dem Nulllastbereich bzw. dem Leerlauf der Maschine 12 entsprechende Stellung zurückgenommen, dann entspricht das Ausgangsdrehmoment der in Fig. 15 dargestellten Kurve 388. Der Drehzahlsensor spricht auf den durch eine niedrige Drehzahl der Maschine gekennzeichneten Betriebszustand derselben an und erzeugt ein diesem entsprechendes Ausgangssignal, welches wiederum der Steuerschaltung 230a zufließt. Die Steuerschal-

tung 23Oa speist daraufhin die Magnetspule 218 des Drehmoment-Steuerventils 42a mit einem Erregerstrom, dessen Stärke der Differenz zwischen dem Punkt A auf der dem Vollastbereich der Maschine 12 entsprechenden Kurve 382 und einem Punkt C auf der dem Leerlaufbereich der Maschine entsprechenden Kurve 388 entspricht. Die auf diese Weise erregte Magnetspule 218 schiebt den Anker 220 darauf mit einer der Stärke des Erregerstroms proportionalen Kraft vorwärts.

Da die Differenz A-C größer ist als die Differenz A-B, bewegt sich der Steuerkolben 280 des Drehmoment-Steuerschiebers 42a in diesem Falle um ein größeres Stück nach links, d.h. also entgegen der von der Feder 296 ausgeübten BeIastung, als beim Betrieb der Maschine im Teillastbereich. Dadurch verringert sich der Auslaßdruck des Drehmoment-Steuerschiebers 42a und damit auch der Druck in der Kammer 264 des Steuerteils 58a des Servomechanismus in einem noch stärkeren Maße, was zu einer noch weiter gehenden Verringerung der Verdrängugn der Pumpe 10 führt.

Wie man anhand der Kurve 390 in Fig. 14 erkennt, verringert sich der Leistungsbedarf der Pumpe 10 dabei nochmals,, um einem Stehenbleiben der Maschine vorzubeugen und den Brennstoffverbrauch möglichst niedrig zu halten.

In der in Fig. 12 und 1'3 dargestellten Anordnung arbeitet der Drehmoment-Steuerschieber 42a außerdem in Abhängigkeit vom Auslaßdruck der anderen Pumpe 10' mit variabler Verdrängung. Dieser Auslaßdruck speist die Kammer 316 des Steuerschiebers 42a und beaufschlagt den Hilfskolben 386. Dies ermöglicht eine Steuerung der Verdrängung der Pumpen in Übereinstimmung mit der Summe der Auslaßdrücke beider Pumpen 10 und 10' Dieses Merkmal ist jedoch im Hinblick auf die Erfindung nacht ausschlaggebend. Falls die beschriebene Wirkung nicht benötigt wird, können der Hilfskolben 286 und die ihm zugeordnete Druckmittelkammer 316 auch weggelassen werden.

Fig. 16 zeigt eine detaillierte Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher es sich um eine Abwandlung der in Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführung handelt und welche der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 dahingehend ähnlich ist, als die Verdrängung der Pumpe auch hier derart gesteuert ist, daß sie den verschiedenen Betriebszustanden der Maschien angepaßt ist.

Wie man aus einem Vergleich von Fig. 13 und 16 erkentn, ist die dritte Ausführungsform identisch mit der Zweiten, ausgenommen die Ausbildung des Drehmoment-Steuerschiebers. Bei dem in Fig. 16 mit 42b bezeichneten abgewandelten Drehmoment-Steuerventil ist zusätzlich zu der Proportional-Magnetspule 218 am rechtsseitigen Ende des Schiebergehäuses 276 eine weitere Proportional-Magnetspule 400 am linksseitigen Ende des Gehäuses angebracht. Ein der zweiten Magnetspule 400 zugeordneter Anker 402 stützt sich am Sitz 298 der den Steuerkolben 280 nach rechts belastenden Feder 296 ab. In den übrigen Einzelheiten des Aufbaus ist der Drehmoment-Steuerschieber 42b im wesentlichen identisch mit dem in Fig. 13 gezeigten Drehmoment-Steuerschieber 42a.

Die beiden Proportional-Magnetspulen 218 und 400 sind elektrisch mit einer Steuerschaltung 230b der elektrischen Steuereinrichtungen 50b verbunden. Die Steuerschaltung 230b arbeitet auf etwas andere Weise in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drehzahlsensors 228.

Die in Fig. 16 dargestellte Ausführungsform der Erfindung arbeitet folgendermaßen:

Solange keine der beiden Magnetspulen 218, 400 des Drehmoment-Steuerventils 42b von der Steuerschaltung 230b mit einem Erregerstrom gespeist wird, entspricht die Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 16 derjenigen der Ausführungsform nach Fig. 12 und 13. Beim Betrieb der Maschine 12 in verschiedenen Lastbereichen arbeitet die Steuerschaltung wie nachstehend beschrieben:

Solange der Drehzahlsensor 228 ein dem Vollastbereich der Maschine 12 entsprechendes Ausgangssignal abgibt, speist die Steuerschaltung 230b keine der beiden Magnetspulen 218 und 400 mit einem Erregerstrom. Dabei arbeitet die in Fig. 16 dargestellte Anordnung in der gleichen Weise wie die in Fig. 12 und 13 Gezeigte ohne Magnetbetätigung des Drehmoment-Steuerschiebers 42a. Der Leistungsbedarf der Pumpe 10 entspricht in diesem Falle der Kurve 404 in Fig. 17, wobei ein Punkt D auf der in Fig. 18 dargestellten Drehmomentkurve 406 vorzugsweise der Nennleistung der Maschine 12 entspricht.

Wird der mit der Einspritzpumpe verbundene Leistungshebel in eine dem Teillastbereich entsprechende Stellung gebracht, dann bewirkt ein daraufhin vom Drehzahlsensor 228 erzeugtes Ausgangssignal, daß die Steuerschaltung 230b die linksseitige Magnetspule 400 des Drehmoment-Steuerschiebers mit • einem Erregerstrom speist, dessen Stärke der Differenz zwischen dem Punkt D auf der Vollastkurve 406 und einem vorbestimmten Punkt E auf einer in Fig. 18 dargestellten Teillastkurve 408 der Maschine entspricht. Dabei ist das dem Punkt E entsprechende Drehmoment größer als das der Nennleistung D entsprechende. Der Anker 402 übt dabei eine der Stärke des die Magnetspule 400 speisenden Stroms proportionale, nach rechts gerichtete Kraft auf den Steuerkolben aus und verschiebt im Zusammenwirken mit der Feder 296. Daraus ergibt sich eine Erhöhunh des Auslaßdrucks des Drehmoment-Steuerschiebers 42b und damit eine Vergrößerung der Verdrängung der Pumpe 10.

Dadurch wird also der Leistungsbedarf der Pumpe 10 größer, wie durch die Kurve 410 in Fig. 17 dargestellt, so daß das Ausgangsdrehmoment der Maschine 12 mit hohem Wirkungsgrad genutzt wird.

Bewegt man den Leistungshebel der Brennstoff-Einspritzpumpe zurück bis in die Leerlaufstellung, so bewirkt das daraufhin vom Drehzahlsensor 228 abgegebene Ausgangssignal, daß

1* HO die Steuerschaltung 23Ob die rechtsseitige Magnetspule des Drehmoment-Steuerschiebers 42b mit einem Erregerstrom speist, dessen Stärke der Differenz zwischen dem Punkt D auf der Vollastkurve 406 und einem vorbestimmten Punkt F auf der in Fig. 18 dargestellten Leerlaufkurve 412 entspricht. Dabei ist das dem Punkt F entsprechende Drehmoment kleiner als das der Nennleistung D zugeordnete. Aufgrund der Erregung der Magnetspule 218 übt der zugeordnete Anker eine der Stärke des Erregerstroms proportionale, "nach links gerichtete Kraft aus und verschiebt den Steuerkolben 280 gegen die von der Druckfeder 296 ausgeübte Kraft. Dementsprechend verringert sieh der Auslaßdruck des Drehmoment-Steuerschiebers 42b und damit auch die Verdrängung der Pumpe 10.

In Fig. 17 entspricht die Kurve 414 dem Leistungsbedarf der Pumpe 10 bei zur Anpassung an die Betriebsbedingung der Maschine 12 im Leerlauf verringerter Verdrängung. Dank diesem verringerten Leistungsbedarf der Pumpe ist einem Stehenbleiben oder Abwürgen der Maschine vorgebeugt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind lediglich als Beispiele zu verstehen. Dementsprechend erlaubt die Erfindung die verschiedensten Ab-Wandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche.

- Leerseite -

Claims

Fluidbetätigte Vorrichtung für die Steuerung der V^J^rdrängung einer Pumpe, gekennzeichnet durch eine unter verschiedenen Betriebsbedingungen.mit verschiedener Drehmomentcharakteristik betreibbare Antriebs-

30 quelle (12) ,

durch wenigstens eine von der Antriebsquelle angetriebene Pumpe (10) mit variabler Verdrängung zur Speisung von Betätigungseinrichtungen mit einem Druckmittel, durch eine Pumpe (16) mit konstanter Verdrängung,

35 durch einen Servomechanismus (40) mit

einem betätigungsübertragend mit der Pumpe mit variabler Verdrängung verbundenen Betätigungsteil (54) zum Variieren der Verdrängung derselben in Abhängigkeit vom Druck eines

von der Pumpe (16) mit konstanter Verdrängung gelieferten Druckmittels,

einem Servoschieberteil (56) zum Steuern der Strömungsverbindung zwischen der Pumpe mit konstanter Verdrängung und dem Betätigungsteil des Servomechanismus und einem mittels Fluiddruck^.betätigten Steuerteil (58) für die gesteuerte Betätigung ' des Servo-schieberteils , wobei das Betätigungsteil (54, das Servoschieberteil (56) und das Steuerteil (58) derart in gegenseitiger Wirkbe-Ziehung angeordnet sind, daß durch eine gesteuerte Druckmittelbetätigung des Steuerteils eine gesteuerte Änderung der Verdrängung der Pumpe )10) mit variabler Verdrängung bewirkbar ist, ferner

durch einen Drehmoment-Steuerschieber (42) für die gesteuerte Betätigung des Steuerteils (58) des Servomechanismus (40) mittels von der Pumpe (16) mit konstanter Verdrängung gelieferten Fluiddrucks zum entsprechenden Variieren der Verdrängung und demit des Leistungsbedarfs der Pumpe (10) mit variabler Verdrängung, und

durch Steuereinrichtungen (50) zum Ermitteln der jeweiligen Betriebsbedingungen der Antriebsquelle (12) und zum Betätigen des Drehmoment-Steuerschiebers (42) derart, daß der Leistungsbedarf der Pumpe (10) mit variabler Verdrängung über diesen in Abhängigkeit von den ermittelten Betriebsbedingungen der Antriebsquelle steuerbar ist, so daß das Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle über den gesamten Drehzahlbereich derselben mit hohem Wirkungsgrad nutzbar ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (50) einen Zustandssensor (222)' zum Ermitteln des jeweiligen Betriebszustands der Antriebsquelle (12), einen Drehzahlsensor (228) zum Ermitteln der jeweils, tatsächlichen Drehzahl der Antriebsquelle und eine mit den Ausgangssignalen des Zustandssensors und des Drehzahlsensors gespeiste Steuerschaltung (230) aufweist, mittels welcher der Drehmoment-Steuerschieber (42) bei einem Absinken der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsquelle unter eine

dem jeweiligen Betriebszustand zugeordnete Bezugsdrehzahl im Sinne einer Änderung der Verdrängung der Pumpe (10) mit variabler Verdrängung in einem von der Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsquelle und der Bezugsdrehzahl abhängigen Maße betätigbar ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Steuerschieber (42) mittels einer Proportional-Magnetspule (218) betätigbar ist, welche derart mit der Steuerschaltung (230) der Steuereinrichtungen· (50) verbunden ist, daß sie mit einem Strom erregbar ist, dessen Stärke der Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsquelle (12) und der Bezugsdrehzahl entspricht.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (50a) eine Einrichtung (228) zum Ermitteln des jeweiligen Betriebszustands der Antriebsquelle (12) und eine auf das Ausgangssignal der genannten Einrichtung ansprechende Steuerschaltung (230a) aufweist, über welche der Drehmoment-Steuerschieber (42a) in Abhängigkeit von einer Änderung des Betriebszustadns der Antriebsquelle von der größten zur niedrigsten Leistung im Sinne einer progressiven Verkleinerung der Verdrängung der Pumpe (10) mit. variabler Verdrängung betätigbar ist.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Steuerschieber (42a) mittels einer Proportional-Magnetspule (218) betätigbar ist, welche elektrisch mit der Steuerschaltung (2.30a) der Steuereinrichtung (50a) verbunden und von dieser in jedem Betriebszustand der Antriebsquelle (12) mit einem. Strom erregbar ist, dessen Stärke der Differezn zwisehen einem vorbestimmten Punkt (A) auf einer dem Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle im Vollastbetrieb entsprechenden Kurve (382) und einem vorbestimtmen Punkt (B, C) auf einer dem Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle im tatsächlichen Betriebszustand deerselben entsprechenden Kurve (384 bzw. 386) entspricht.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (50b) eine Einrichtung (228) zum Ermitteln des jeweiligen Betriebszustadns der Antriebsquelle (12) und eine mit dem Ausgangssignal der genannten Einrichtung gespeiste Steuerschaltung (230b) aufweist, mittels welcher der Drehmoment-Steuerschieber (42b) derart steuerbar ist, daß die Verdrängung der Pumpe (10) mit variabler Verdrängung in einem Teillast-Betriebszustand der Antriebsquelle größer und in einem Minimumlast-Betriebszustand der Antriebsquelle kleiner ist als im Vollast-Betriebszustand der Antriebsquelle .
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Steuerschieber (42b) mittels zweier Proportional-Magnetspulen (218, 400) betätigbar ist, welche elektrisch mit der Steuerschaltung (230b) der Steuereinrichtungen (50b) verbunden und in verschiedenen Betriebszuständen der Antriebsquelle selektiv von dieser mit einem Strom erregbar sind, dessen Stärke der Differenz zwischen einem vorbestimmten Punkt (D) auf einer dem Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle im Vollast-Betriebszustand entsprechenden Kurve (406) und einem vorbestimtmen Punkt (E, F) auf jeweils einer dem Ausgangsdrehmoment der Antriebsquelle im jeweiligen Betriebszustand entsprechenden Kurve (408, 412) entspricht.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomechanismus (40) ein Gehäuse (64), einen dem Betätigungsteil (54) zugeordneten, zum Variieren der Verdrängung der Pumpe (.10) betätigungsübertragend mit dieser verbundenen, verschieblich im Gehäuse gelagerten und in diesem zwei einander gegenüber liegende Druckmittelkammern (70, 72) begrenzenden Betätigungskolben (62), einen dem Servoschieberteil (56) zugeordneten, zum selektiven Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen der Pumpe (16) mit konstanter Verdrängung und einer der Druckmittelkammern (70, 72) an gegenüberliegenden

Seiten des Betätigungskolbens verschieblich im Gehäuse gelagerten Steuerkolben (80), wenigstens einen dem Steuerteil (58) zugeordneten, unter Steuerung durch den Drehmoment-Steuerschieber (42) durch Druckmittelbetätigung verschieblich im Gehäuse gelagerten Steuerkolben (132) und einen Steuerhebel (132) aufweist, welcher sich mit seinen einander gegenüberliegenden Enden (128, 134) in betätigungsübertragendem Eingriff mit dem Betätigungskolben und dem Steuerkolben des Servoschieberteils befindet und in seinem mittleren Bereich (142) gelenkig mit dem Steuerkolben des Steuerteils verbunden, ist, so daß der Steuerkolben des Servoschieberteils in Abhängigkeit von Bewegungen des Steuerkolbens des Steuerteils sowie in Abhängigkeit von Bewegungen des Betätigungskolbens bewegbar ist.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet

durch Geräte-Betätigungsschieber (18 bis 22) zum selektiven Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen Geräteantrieben oder -betätigungseinrichtungen (28 bis 32) und der Pumpe mit-variabler Verdrängung (10) oder einer Rücklaufleitung (52) und

durch einen zwischen den Geräte-Betätigungsschiebern und der Rücklaufleitung angeordneten Rücklaufsensor (44) für die Druckmittelbetätigung des Steuerteils (58) des Servomechanismus (40) in Abhängigkeit von der Strömung des von den Geräte-Betätigungsschiebern zurückfließenden Druckmittels.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufsensor (44) direkt mit dem Steuerteil (58) des Servomechanismus (40) strömungsverbunden ist.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch einen zwischen dem Drehmoment-Steuerschieber (42) und dem Steuerteil (58) des Servomechanismus (40) angeordneten Negativ-Steuerschieber

(322) zum Steuern des Steuerteila in Abhängigkeit van vom Rückflußsensor (44) geliefertem Fluiddruck.
12. Steuervorrichtung nach Anspruch ί1, ferner ·. ögekennzeichnet durch einen zwischen dom Drehmoment-Steuerschieber (42) und dem Negativ-Steuerschieber (322) angeordneten Absperrschieber (320) zum Verringern der Verdrängung der Pumpe (10) auf ein Mlisi&tiftfc bei . einem Anstieg des Auslaßdrucks derselben auf einen vorfoestimmten Wert.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch einen zwischen 4er Pumpe (10) mit variabler Verdrängung, und dem Steuert e&l.

(58) des Servomechanismus (40) angeordneten Absperrschieber (46) zum Verringern der Verdrängung der Pumpe (10) auf ein Minimum bei einem Anstieg des Auslaßdrucks derselben auf einen vorbestimmten Wert.