DE3535771C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb mit einer einstellbaren Pumpe und mehreren Verbrauchern und Bedarfsstromregelung (Load-sensing-Regelung) gemäß Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen bekannten Anlagen (DE 25 14 624 B2, DE-Zeitschrift: o+p "ölhydraulik und pneumatik" 25 (1981) Nr. 3, S. 189 bis 191) ist es möglich, daß das die Verbindung zu jeweils einem Verbraucher herstellende Ventil schneller geschlossen wird als die Pumpe in Richtung auf die Nullhublage zurück­ schwenken kann. Das hat die Folge, daß in der Pumpenförder­ leitung ein hoher Druck entsteht. Das zur Begrenzung dieses Druckes bisher bekannte Druckbegrenzungsventil mußte auf einen Druck eingestellt sein, der dem maximal zulässi­ gen Pumpenförderdruck entspricht. Da zudem ein solches, auf einen hohen Druck eingestelltes Druckbegrenzungsventil mit einer gewissen Trägheit anspricht, können insbesondere dann, wenn die Pumpe noch fördert, hingegen das Steuerwegeventil bereits weitgehend oder völlig gesperrt ist, hohe Druck­ spitzen entstehen, die die Pumpe und das Leitungssystem belasten und die dann, wenn das Steuerwegeventil auf eine kleine Bewegungsgeschwindigkeit eingestellt ist, infolge des hohen Druckes einen größeren Strom durchtreten lassen und damit dem Verbraucher einen höheren Strom zuführen als bei der Stellung des Steuerwegeventiles erwartet wird, so daß eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers als die erwartete auftritt. Das Steuerwegeventil ist meistens ein Schieber-Wege-Ventil, insbesondere Teil eines Blocksteuerge­ rätes.

Bei Antriebsanlagen mit einer Konstantpumpe ist es bereits bekannt, ein Load-sensing-Wegeventil mit Druckwaage vorzu­ sehen, welches bei derartigen Anlagen jedoch dem Zweck dient, die Druckdifferenz an der Kolbensteuerkante für die Mengen­ regelung konstant zu halten (DE 25 14 624 B2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Maximaldruck­ absicherung einer Pumpe mit Bedarfsstromregelung (Load- sensing-Lastanpassung) zu verbessern und das Entstehen hoher Druckspitzen zu vermeiden und damit die Belastungen für den Antriebsstrang so niedrig wie möglich zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnungsge­ mäßen Merkmale des Patentanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Hierbei wird also das zur Absicherung der Pumpenförder­ leitung dienende Druckbegrenzungsventil federseitig mit dem Druck der Steuerdruckleitung (Load-sensing-Signalleitung) belastet und auf einen Druck eingestellt, der weit unter dem maximal zulässigen Pumpenförderdruck liegt, jedoch höher ist als die Regeldruckdifferenz, auf die das Pumpeneinstellven­ til eingestellt ist. Ist beispielsweise vorgesehen, daß an dem Steuerwegeventil eine Druckdifferenz von 20 bar auftritt und ist entsprechend die Feder am Pumpeneinstellventil auf 20 bar eingestellt, kann die Vorspannkraft der Feder am Druckbegren­ zungsventil auf beispielsweise 50 bar eingestellt werden.

Damit wird ein Ansprechen des Druckbegrenzungsventiles auch bei Druckspitzen erzielt, die unterhalb des maximal zulässigen Druckes liegen, sofern der Druck in der Pumpenförderleitung hin­ reichend über dem durch den höchstbelasteten Verbraucher be­ stimmten Druck in der Steuerdruckleitung liegt.

Die Erfindung wird somit insbesondere in der Ausgestaltungsform der kombinierten Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Die Erfindung ist im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema zu einem hydrostatischen Antrieb mit Druckbegrenzungsventil.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei in einem Gehäuse angeordneten Druckbegrenzungsventilen.

Die einstellbare Pumpe 1 saugt über die Leitung 2 aus dem drucklosen Behälter 3 an und fördert in die Pumpen­ förderleitung 4, 5.

An die Pumpenförderleitung 5 ist eine Zweigleitung 6 angeschlossen, an die ein Steuerwegeventil 7 angeschlos­ sen ist, an das über die beiden Leitungen 8 und 9 ein Verbraucher 10 angeschlossen ist.

Weiterhin ist über die Zweigleitung 11 an die Pumpen­ förderleitung 5 ein Steuerwegeventil 12 angeschlossen, an das über die beiden Leitungen 13 und 14 ein Ver­ braucher 15 angeschlossen ist.

An die Pumpenförderleitung 5 ist weiterhin über eine Zweigleitung 16 ein Steuerwegeventil 17 angeschlossen, an das über die beiden Leitungen 18 und 19 ein weiterer, in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Verbraucher angeschlossen ist.

Die jeweilige Rücklaufleitung der beiden Leitungen 8 und 9 ist über das Steuerwegeventil 7 und jeweils eine der beiden Leitungen 20 mit der zum drucklosen Behälter 3 führenden Rücklaufleitung 23 verbunden. Ebenso ist die jeweils als Rücklaufleitung wirkende Leitung der beiden Leitungen 13 und 14 über das Steuerwegeventil 12 und jeweils eine der beiden Leitungen 22 mit der Rücklaufleitung 23 verbunden, die zu dem Behälter 3 führt. An jede der beiden Leitungen 22 ist eine Nachsaugeleitung 24 über jeweils ein Rücklauf­ sperrventil 25 angeschlossen, die mit Rücksicht auf die große Massenträgheit des von dem Hydromotor 5 angetriebenen Gerätes ein Nachsaugen erlaubt.

Ebenso ist die jeweilige Rücklaufleitung der beiden Leitungen 18 und 19 über eine von zwei Leitungen 26 mit der Rücklaufleitung 23 verbunden.

An jedes der Steuerwegeventile 7, 12, 17 sind zwei Steuer­ druckleitungen 27a und 28a, 27 und 28 bzw. 27b und 28b angeschlossen, die willkürlich wahlweise mittels jeweils eines Steuerdruckgebers mit Druck beaufschlagt werden können und zum Einstellen des Steuerventils 7 bzw. 12 bzw. 17 dienen.

An das Steuerwegeventil 7 sind weiterhin zwei Load-sensing- Signalleitungen 29 und 30 angeschlossen, und an das Steuer­ ventil 12 sind in ebensolcher Weise zwei Load-sensing- Signalleitungen 31 und 32 angeschlossen, und an das Steuer­ ventil 17 sind zwei Load-sensing-Signalleitungen 33 und 34 angeschlossen, die in dem Wegeventil 7 bzw. 12 bzw. 17 derart angeschlossen und geschaltet sind, daß in jeweils einer dieser Leitungen 29 bis 34 der Druck ansteht, der der höchste Druck ist von den Drücken, die in den Leitungen 8, 9, 13, 14, 18 und 19 anstehen. Alle diese Load-sensing-Signalleitungen 29 bis 34 sind an die Load- sensing-Signalleitung 35 angeschlossen, die zum feder­ seitigen Steuerdruckraum des Pumpeneinstellventils 36 führt, dessen zweiter Steuerdruckraum und dessen Eingang an die Pumpenförderleitung 4 angeschlossen ist.

Der Ausgang des Pumpeneinstellventils 36 führt über die Leitung 37 zu einem Eingang des Leistungsreglerventiles 38, dessen zweiter Eingang über die Leitung 39 unmittelbar an die Pumpenförderleitung 4 angeschlossen ist. Das Leistungsreglerventil 38 wird über einen Hebel 40 be­ tätigt, auf den andererseits der Druckmeßkolben 41 ein­ wirkt, auf den wiederum über die Leitung 42 der Pumpen­ förderdruck einwirkt. Der Zylinder, in dem der Druckmeß­ kolben 41 verschiebbar ist, ist mechanisch mit der Stell­ kolbenstange 43 verbunden, die ihrerseits mit dem Stell­ kolben 44 und dem Stellglied 45 der Pumpe 1 verbunden ist. Der Ausgang des Leistungsregelventils 38 ist über die Leitung 46 mit dem großen Druckraum des Stellzy­ linders 47 verbunden, während der kolbenstangenseitige Druckraum des Stellzylinders 47 über die Leitung 48 und die Leitung 42 mit der Pumpenförderleitung 4 verbunden ist.

Ein weiterer Anschluß des Pumpeneinstellventils 36 ist mit der zum Behälter 3 führenden Leitung 50 verbunden.

An die Pumpenförderleitung 5 ist über eine Leitung 51 das Druckbegrenzungsventil 52 angeschlossen, dessen Aus­ gang über die Leitung 53 an die Rücklaufleitung 23 ange­ schlossen ist. Der federseitige Druckraum des Druckbe­ grenzungsventils 52 ist über die Leitungen 54 und 55 an die Load-sensing-Signalleitung 35 angeschlossen. An die Leitung 55 ist weiterhin ein Eingang eines weiteren Druckbegrenzungsventils 56 angeschlossen.

Die Bedarfsstromregelung mit dem über die Load-sensing- Signalleitung 35 auf das Pumpeneinstellventil 36 wirkenden Load-sensing-Signal wirkt in üblicher Weise.

Das gemäß der Erfindung wesentliche Neue ist, daß das Druckbegrenzungsventil 52 federseitig mit einem Steuer­ druckraum versehen ist, der über die Leitungen 54 und 55 an die Load-sensing-Signalleitung 35 angeschlossen ist. Solange die Druckdifferenz zwischen dem in der Pumpen­ förderleitung 5 anstehenden Druck und dem in der Load- sensing-Signalleitung 35 anstehenden Druck in der Größen­ ordnung bleibt, die als Druckdifferenz in dem jeweils angesteuerten Steuerwegeventil 7 bzw. 12 bzw. 17 für die Bedarfsstromregelung vorgesehen ist, bleibt das Druck­ begrenzungsventil 52 geschlossen unabhängig davon, wie hoch der Druck in der Pumpenförderleitung 5 ist, da bei steigendem Druck in der Pumpenförderleitung 5 auch der Druck in der Load-sensing-Signalleitung 35 steigt und dieser Druck zusammen mit der Feder das Druckbegrenzungs­ ventil 52 geschlossen hält. Wird jedoch das jeweils ange­ steuerte Steuerwegeventil 7 bzw. 12 bzw. 17 geschlossen und steigt, da die Einstellung der Pumpe 1 nicht so schnell folgt, der Druck in der Pumpenförderleitung 5 an, während der Verbraucherdruck und damit der Druck in der Load- sensing-Signalleitung 35 absinkt, so wird die Druck­ differenz zwischen den Leitungen 51 und 54 größer als der Vorspannkraft der Feder am Druckbegrenzungsventil 52 entspricht und das Druckbegrenzungsventil 52 öffnet und läßt Druck aus der Pumpenförderleitung 5 über die Leitung 51 in die Leitung 53 und von dieser in die Rück­ laufleitung 23.

Eine praktische Ausführung eines solchen Ventils ist in Fig. 2 dargestellt.

In dem Gehäuse 60 ist eine Bohrung 61 vorgesehen, die an die Leitung 35 bzw. 55 gemäß Fig. 1 angeschlossen ist und von der aus eine Zweigbohrung 62 zu der Eingangs­ seite des Druckbegrenzungsventils 56 führt. Von der Bohrung 62 gehen Verbindungsbohrungen 63, 64 und 65 aus, die zu dem Innenraum 66 innerhalb des Federgehäuses 67 führen, in dem die Feder 68 des Druckbegrenzungsven­ tiles 52 angeordnet ist, dessen Eingangsseite über die Bohrungen 69 und 70 an die Pumpenförderleitung 5 ange­ schlossen ist. Die Ausgänge beider Druckbegrenzungsven­ tile 52 und 56 sind an die Ablaufleitung 53 angeschlossen, die an die Rücklaufleitung 23 angeschlossen ist.

Im Ausführungsbeispiel ist die Feder des Pumpeneinstell­ ventils 36 auf 20 bar, hingegen die Feder 68 auf 50 bar ausgelegt.

Claims (2)

1. Hydrostatischer Antrieb mit einer einstellbaren Pumpe (1) und mehreren Verbrauchern (10, 15), von denen wahlweise einer oder gleichzeitig mehrere mit der Pumpe (1) verbindbar sind, wobei die Verbindung zu jeweils einem Verbraucher (10 bzw. 15) durch ein willkürlich betätigbares Steuerwegeventil (7 bzw. 12 bzw. 17) bewirkbar ist, das in Zwischenstellungen drosselnd wirkt, wobei die Beaufschlagung des Einstellor­ ganes (43 bis 47) der Pumpe (1) von einem Pumpenein­ stellventil (36) gesteuert wird, das seinerseits von der an dem jeweils angesteuerten Steuerventil (7 bzw. 12 bzw. 17) auftretenden Druckdifferenz derart ge­ steuert wird, daß auf konstante Druckdifferenz ange­ steuert wird, wobei der in einer Leitung (8 bzw. 9 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 18 bzw. 19) zwischen dem jeweils angesteuerten Steuerwegeventil (7 bzw. 12 bzw. 17) und dem jeweils angesteuerten Verbraucher (10 bzw. 15) höchste herrschende Druck über eine Load-sensing-Signalleitung (35) zu dem federseitigen Steuerdruckraum des Pumpenein­ stellventils (36) geführt wird und wobei an die Pumpen­ förderleitung (5) ein Druckbegrenzungsventil (52) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (52) federseitig mit einem mit der Load-sensing-Signalleitung (35) verbundenen Steuerdruckraum versehen ist.

2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannkraft der Feder (68) des Druckbegrenzungsventiles (52) auf einen Druck, der über der am Steuerwegeventil (7 bzw. 12 bzw. 17) auftreten­ den Druckdifferenz liegt, aber wesentlich kleiner ist als der maximale Druck in der Pumpenförder­ leitung (5) eingestellt ist.