DE3619147C2 - Verfahren zur Kompensation von Verlusten einer verstellbaren Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Hydraulikmaschinen, insbesondere elektrisch ansteuerbaren Verstellpumpen, verändert sich im Laufe der Betriebsdauer infolge von Leckverlusten der Wirkungsgrad. Es ist deshalb notwendig, einen periodischen Förderstrom- Abgleich zur Ermittlung der Leckage und Korrektur der Sollwerte durchzuführen.

Aus der DD 1 18 316 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Kompensation der Verluste einer verstellbaren Pumpe bekannt, bei dem lediglich deren druckabhängige Verluste so kompensiert werden, daß die Pumpe einen angeschlossenen Verbraucher stets mit einem konstanten Strom versorgt. Zu diesem Zweck wird vom Förderstrom der Pumpe ein Teilstrom über eine Blende zum Tank abgezweigt, wobei die Blende druckabhängig verstellbar ist und diesen Teilstrom im umgekehrten Verhältnis zum eigentlichen Leckölstrom der Pumpe steuert, so daß die Summe aus Leckölstrom und Teilstrom stets konstant bleibt. Ein im Lauf der Betriebsdauer durch Verschleißerscheinungen auftretender Wirkungsgrad kann nach diesem Verfahren nicht kompensiert werden.

Ferner ist aus der DE 34 22 089 A1 eine kombinierte Druck- Stromregelung mit einer elektrisch ansteuerbaren Verstellpumpe bekannt, bei der ein Drucksensor verwendet wird. Ein Verfahren zur Verluststromkompensation wird hier nicht angegeben.

Weiterhin ist aus der EP 87 773 A1 eine elektrohydraulisch verstellbare Pumpe bekannt, deren Verstellmechanismus mit einem Wegeventil arbeitet. Auch hier wird kein Verfahren zur Verluststromkompensation der Pumpe angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für einen Förderstrom-Abgleich einer elektrisch verstellbaren Pumpe anzugeben, mit dem auch durch Abnutzung der Pumpe bei längerer Betriebsdauer auftretende Leckverluste kompensiert werden können.

Dies wird ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dies hat den Vorteil, daß hiermit auf einfache Weise eine periodisch durchführbare Verluststromkompensation erreicht wird, bei der auch die infolge Verschleiß erhöhten volumetrischen Verluste kompensiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele von Einrichtungen an einer Pumpe in schematischer Dar­ stellung (Fig. 1 und 2), Fig. 3 zeigt ein Diagramm.

In der Zeichnung ist mit 10 eine verstellbare Pumpe be­ zeichnet, die Druckmittel aus einem Behälter 11 ansaugt und dieses in eine Förderleitung 12 verdrängt, die zu Verbrauchern führt. Die Fördermenge und der Förderdruck der Pumpe können mit Hilfe eines Stellglieds 13 verän­ dert werden. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Ver­ stelleinrichtung 14 vorgesehen, die von einem elektro­ nischen Steuergerät 15 angesteuert wird. In der Förder­ leitung ist ein 3/2-Wegeventil 16 angeordnet, das eben­ falls vom elektronischen Steuergerät 15 entgegen der Kraft einer Feder 17 betätigt wird, insbesondere über einen Elektromagneten 16A.

An einem Anschluß des Wegeventils 16 ist eine Leitung 19 angeschlossen, in der eine sogenannte Abgleichblende 20 angeordnet ist. Die Leitung 19 führt zum Behälter 11.

Zwischen dem Wegeventil und der Pumpe ist in der Förder­ leitung 12 noch ein Drucksensor 22 angeordnet, der den in dieser herrschenden Förderdruck ebenfalls als elek­ trisches Signal dem Steuergerät 15 eingibt. Dem Steuer­ gerät werden außerdem die Sollwerte für Fördermenge und Förderdruck der Pumpe 10 eingegeben.

Im Laufe der Betriebsdauer erleidet die Pumpe durch Ab­ nützung Leckverluste, die kompensiert werden müssen. Dies geschieht in den sogenannten Abgleichzyklen, z. B. wenn in Arbeitspausen die Verbraucher abgeschaltet werden. Das Wegeventil wird dann in seine Schaltstellung 11 geschaltet, in welcher der Förderstrom der Pumpe über die Abgleichblende 20 zum Behälter strömt. Der Förderstrom- Sollwert wird so lange erhöht, bis am Drucksensor 22 der Referenzdruck erreicht ist. Als Bei­ spiel sei angenommen, daß der Durchflußstrom durch die Abgleichblende 20 ein Viertel Q_max bei 200 bar ent­ spricht. Durch Leckage wird beispielsweise der Referenz­ druck 200 bar erst bei 30% Pumpenausstellung erreicht infolge Wirkungsgradverlust. Das elektronische Steuer­ gerät korrigiert nun den Sollwert so, daß der Pumpen­ wirkungsgrad berücksichtigt wird. Betrug beispielsweise die ursprüngliche Spannung für den richtigen Förderstrom­ sollwert beim Referenzdruck 2,5 Volt, so muß jetzt der Sollwert auf beispielsweise 3 Volt eingestellt werden, um beim Referenzdruck wieder ein Viertel Q_max zu er­ reichen. Es können auch andere Eichdrücke angefahren werden, um Eichkurven zu ermitteln.

Da volumetrische Verluste vom Verstellgrad der Pumpe weitgehend unabhängig sind, genügt die Messung mit einer Abgleichblende. Vorteilhafterweise mißt man bei kleiner Fördermenge, da die Verluste dann stärker ein­ gehen. Der Drucksensor ist so angeordnet, daß er im normalen Arbeitsspiel der Pumpe die Druckregelung oder Druckbegrenzung bewirkt. Das Wegeventil 16 muß so be­ messen sein, daß sein Durchströmungswiderstand klein ist im Vergleich zu dem der Abgleichsblende 20, oder er ist beim Abgleich zu berücksichtigen. Vorteilhaft bzw. wichtig ist es, die Messungen bei Betriebstemperatur durchzuführen. Bei zwei Eichdrücken (Druck 1, Druck 2) kann das Korrekturgesetz hinreichend genau ermittelt werden (siehe Diagramm).

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber dem vorhergehenden dadurch, daß an die Anlage ein zweiter Verbraucher angeschlossen ist. Deshalb sind auch zwei Wegeventile 25, 26 notwendig, die an einer Zweig­ leitung 27 der Förderleitung 12 liegen. Außerdem ist an die Zweigleitung 27 ein 2/2-Ventil 28 angeschlossen mit Elektromagnet 28A und mit einer vorgeschalteten Abgleich­ blende 29. Diese letztgenannten Teile dienen wieder dem Pumpenabgleich, so wie oben beschrieben. Dieser wird durchgeführt, wenn sich die Wegeventile 25, 26 in Null­ stellung a befinden.

Im Diagramm nach Fig. 3 sind auf der Abszisse die Soll­ werte aufgetragen, auf der Ordinate die Fördermengen. Die schräg verlaufende, durchgezogene Linie bedeutet: Pumpe neu, Druck 0 bar; die strichpunktierte Linie: Pumpe neu, Druck 200 bar; die gestrichelte Linie: Pumpe alt, Druck 200 bar. Bei zwei verschiedenen Eichmengen A, B (waagrechte Linien) ergeben sich an den Schnittpunkten zwei verschiedene Sollwertkorrekturwerte a, b.

Claims (1)

1. Verfahren zur Kompensation von Verlusten einer verstellbaren Pumpe mit einer Verstelleinrichtung, wobei an die Förderleitung der Pumpe ein Ventil angeschlossen ist, mit dessen Hilfe der Förderstrom der Pumpe zwecks Abgleich der Pumpe über eine Blende zu einem Behälter geleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) über eine elektrische Verstelleinrichtung (14) des Stellglieds derselben verstellbar ist und das Ventil ein den Förderstrom zur Blende (20) umleitendes Wegeventil (16) ist, und daß über einen Drucksensor (22) ein elektrisches Signal zu einem elektronischen Steuergerät (15) gelangt, das die elektrische Verstelleinrichtung (14) betätigt und das entsprechend einer ermittelten Eichkurve den Sollwert korrigiert, wozu bei einem Abgleichvorgang der Förderstrom der Pumpe (10) bis zum Erreichen eines der Abgleichmenge (A, B) der Blende (10) zugeordneten Druckwerts erhöht und dabei ein Sollwertkorrekturwert (a, b) ermittelt wird, der zur Korrektur der Ansteuerung der elektrischen Verstelleinrichtung (14) benutzt wird.