DE3823892A1

DE3823892A1 - Hydraulic system with several pumps

Info

Publication number: DE3823892A1
Application number: DE19883823892
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl Ing Olbrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 2008-07-15
Also published as: DE3823892C2

Abstract

The hydraulic system has several pumps (10, 11, 40) with constant delivery flow, a preferred consumer (VI) (primary circuit) being allocated to one pump (10). For both pumps, of which the first pump (10) is mainly allocated to the preferred consumer and the other to a secondary circuit (VII), a single flow-control valve (15) is allocated. The flow-control valve (15) is controlled and designed in such a way that, when required, it is able to control the delivery flow of the second pump to the preferred consumer or can feed the delivery flow of the first pump to the second consumer. <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage mit mehreren Pumpen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Hydraulikanlagen haben den Nachteil, daß sie für die Versorgung mehrerer Verbraucher auch mehrere Druckwaagen benötigen, d.h. jeder Pumpe ist eine eigene Druckwaage zugeordnet. Dies verteuert die Hydraulikanlage.The invention relates to a hydraulic system with several pumps the genus of the main claim. Such hydraulic systems have the Disadvantage that they are for the supply of several consumers too need several pressure compensators, i.e. each pump is its own Pressure compensator assigned. This makes the hydraulic system more expensive.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Hydraulikanlage mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie für mehrere Pumpen zur Versorgung mehrerer Verbraucher nur eine Druck waage benötigt. Dadurch wird die Hydraulikanlage einfacher und billiger. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Unteransprüchen. The hydraulic system according to the invention with the characteristic note Painting the main claim has the advantage that it for multiple pumps to supply multiple consumers only one pressure scales needed. This makes the hydraulic system easier and cheaper. Further advantageous embodiments of the invention result itself from the description and the subclaims.

drawing

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Fig. 1 eine Hydraulikanlage in schematischer Darstellung, in Fig. 2 eine Abwandlung eines Teils dieser Anlage, in Fig. 3 ein Strom regelventil in vereinfachter Darstellung im Längsschnitt, in Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hydraulikanlage ebenfalls in schematischer Darstellung, in Fig. 5 wiederum ein Stromregelventil im Längsschnitt, in Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Hydraulikanlage in schematischer Darstellung, in Fig. 6a eine Abwandlung eines Teils dieses Ausführungsbeispiels, in Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Hydraulikanlage ebenfalls in schematischer Darstellung und in den Fig. 8 und 9 wiederum einen Längsschnitt durch Stromregelventile, wie sie im vorherigen Ausfüh rungsbeispiel verwendet sind.Several embodiments of the invention are shown in the following description and in the drawing. In Fig. 1, this shows a hydraulic system in a schematic representation, in Fig. 2 shows a modification of part of this system, in Fig. 3, a flow control valve in a simplified representation in longitudinal section in Fig. 4, a second embodiment of a hydraulic system also in a schematic representation; in Fig. 5 again a flow control valve in longitudinal section, in Fig. 6 a third embodiment of a hydraulic system in a schematic representation, in Fig. 6a a modification of part of this embodiment, in Fig. 7 a fourth embodiment of a hydraulic system also in a schematic representation and in the FIGS. 8 and 9 is again a longitudinal section through the flow control valves, such as those used in the previous example exporting approximately.

Description of the embodiments

In Fig. 1 ist mit 10 und 11 jeweils eine Pumpe mit konstantem Fördervolumen dargestellt, wobei die Pumpe 10 eine geringere Förder menge aufweist als die Pumpe 11; beide Pumpen saugen Druckmittel aus einem Behälter 12 an. An die Pumpe 10 ist eine Förderleitung 13 angeschlossen, die zu einem Primärverbraucher VI führt, z.B. einer hydrostatischen Lenkung eines Fahrzeugs. Die Pumpe 11 fördert Druck mittel in eine Förderleitung 14, die zu einer Druckwaage 15 führt; dies kann auch ein sogenanntes Prioritätsventil sein. Von der Druck waage 14 setzt sich die Förderleitung - nun als 14 A bezeichnet - fort zu einem Wegeventil 16 in open center-Ausführung, das stark vereinfacht dargestellt ist, da es keine erfindungswesentliche Bedeutung hat und das einem nur symbolisch dargestellten Sekundär verbraucher VII zugeordnet ist, und führt dann weiter zum Behälter 12. An die Ausgangsseite der Druckwaage 15 ist eine Leitung 18 ange schlossen, die in die Förderleitung 13 mündet. In Fig. 1, 10 and 11 each represent a pump with a constant delivery volume, the pump 10 having a smaller delivery rate than the pump 11 ; both pumps draw in pressure medium from a container 12 . A pump line 13 is connected to the pump 10 and leads to a primary consumer VI, for example hydrostatic steering of a vehicle. The pump 11 promotes pressure medium in a delivery line 14 which leads to a pressure compensator 15 ; this can also be a so-called priority valve. From the pressure balance 14 , the delivery line - now referred to as 14 A - continues to a directional control valve 16 in the open center design, which is shown in a highly simplified manner since it has no significance for the invention and which is assigned to a symbolically represented secondary consumer VII , and then leads to container 12 . At the output side of the pressure compensator 15 , a line 18 is connected, which opens into the delivery line 13 .

Die Druckwaage ist an ihrer einen Stirnseite 15 A über eine an die Förderleitung 13 angeschlossene Leitung 20 beaufschlagt, an ihrer anderen Stirnseite über eine Leitung 21, von der eine Leitung 22 einerseits zum Behälter führt und andererseits eine Steuerleitung 23 zum Primärverbraucher VI, von wo sie den an diesem herrschenden Lastdruck auf die Stirnseite 15 B überträgt; in der Steuerleitung 23 ist eine Drossel 23 A angeordnet. Auf die Stirnseite 15 B wirkt außer dem eine Regelfeder 24 ein. An die Förderleitung 13 ist ein Druck begrenzungsventil 25 angeschlossen, das zur Rückleitung 22 entlastet ist, an die Förderleitung 14 ist ein Druckbegrenzungsventil 26 ange ordnet, das ebenfalls zur Rückleitung 22 entlastet ist. Das Druck begrenzungsventil 26 kann zweckmäßigerweise auf einen höheren Druck eingestellt sein als das Druckbegrenzungsventil 25. Aus Obigem ist zu erkennen, daß der Primärverbraucher VI hier in sogenannter load sensing-Technik geschaltet ist.The pressure compensator is acted upon on one end face 15 A via a line 20 connected to the delivery line 13 , on its other end face via a line 21 , from which a line 22 leads on the one hand to the container and on the other hand a control line 23 to the primary consumer VI, from where it transfers the prevailing load pressure to the end face 15 B ; A choke 23 A is arranged in the control line 23 . A control spring 24 also acts on the end face 15 B. At the delivery line 13 , a pressure relief valve 25 is connected, which is relieved to the return line 22 , a pressure relief valve 26 is arranged on the delivery line 14 , which is also relieved to the return line 22 . The pressure relief valve 26 can expediently be set to a higher pressure than the pressure relief valve 25 . It can be seen from the above that the primary consumer VI is connected here in what is known as load sensing technology.

Die Pumpe 10 versorgt ausschließlich den Primärverbraucher VI. Der Förderdruck dieser Pumpe wirkt über die Leitung 20 auf die linke Stirnseite 15 A der Druckwaage 15. Der tatsächliche Lastdruck am Ver braucher wirkt über die Steuerleitung 23 auf die rechte Stirnseite 15 B (Federseite) der Druckwaage. Die Pumpe 11 fördert Druckmittel über die Förderleitung 14 zur Druckwaage, und, wenn sich diese in einer entsprechenden Schaltstellung (I) befindet, über das Wege ventil 16 zum Sekundärverbraucher VII. Dazu ist zu bemerken, daß die Übergänge zwischen den einzelnen Schaltstellungen an der Druckwaage fließend sind. Die Fördermenge der Pumpe 10 ist so ausgelegt, daß ihr Förderstrom für den häufigsten Betrieb des Primärverbrauchers ausreicht. Benötigt sie jedoch mehr Druckmittel, d.h. sinkt das Regeldruckgefälle unter einen bestimmten Wert, dann wird die Druck waage so eingestellt (Schaltstellung III), daß nun ein Teil oder der volle Förderstrom der Pumpe 11 ebenfalls zum Primärverbraucher gelangt. The pump 10 exclusively supplies the primary consumer VI. The delivery pressure of this pump acts via line 20 on the left end face 15 A of the pressure compensator 15 . The actual load pressure at the consumer acts via the control line 23 on the right end face 15 B (spring side) of the pressure compensator. The pump 11 delivers pressure medium via the delivery line 14 to the pressure compensator, and, if this is in a corresponding switching position (I), via the directional valve 16 to the secondary consumer VII. It should be noted that the transitions between the individual switching positions on the pressure compensator are fluent. The delivery rate of the pump 10 is designed so that its flow rate is sufficient for the most frequent operation of the primary consumer. However, if it requires more pressure medium, ie if the control pressure drop falls below a certain value, the pressure balance is set (switch position III) so that part or the full flow of the pump 11 now also reaches the primary consumer.

Die Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 betrifft ledig lich die Versorgung des Sekundärverbrauchers VII. Dieser ist hier in load sensing-Technik geschaltet, d.h. es sind ein oder mehrere Ver braucher über die Leitung 14 A zu bedienen, wobei der Lastdruck an die load sensing-Druckwaage 29 weitergeleitet wird.The modification of the embodiment of FIG. 2 relates only to the supply of the secondary consumer VII. This is connected here in load sensing technology, ie one or more consumers are to be operated via line 14 A , the load pressure being applied to the load sensing - Pressure compensator 29 is forwarded.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt in etwas vereinfachter Darstellung die Druckwaage 15. Sie weist einen Steuerschieber 15 C mit entsprechenden Steuerbunden auf, wobei die Drücke der Pumpen 10 und 11 an Ringnuten 32, 33 im Gehäuse der Druckwaage anstehen. Der Druck der Pumpe 10 wird über einen internen Kanal 34 im Steuer schieber auf dessen Stirnseite 15 A übertragen. Die Regelfeder 24 befindet sich im linken Teil der Schieberbohrung, wo auch die Steuerleitung 23 mündet.The embodiment of FIG. 3 shows the pressure compensator 15 in a somewhat simplified representation. It has a control slide valve 15 C with corresponding control collars, the pressures of the pumps 10 and 11 being present at annular grooves 32 , 33 in the housing of the pressure compensator. The pressure of the pump 10 is transferred via an internal channel 34 in the control slide on the front 15 A. The control spring 24 is located in the left part of the slide bore, where the control line 23 also opens.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem vor herigen dadurch, daß zusätzlich zu den Pumpen 10, 11 eine dritte Pumpe 40 mit konstantem Fördervolumen vorgesehen ist, die Druck mittel in eine Förderleitung 41 fördert. Diese Leitung führt zu einer Druckwaage 42, welche nur für die Sekundärverbraucher vorge sehen ist. An diese Druckwaage ist auch die Förderleitung 14 A der zweiten Pumpe 11 angeschlossen. Die Pumpe 10 versorgt wiederum aus schließlich den Primärverbraucher, die Pumpe 11 deckt - wie im vorigen Ausführungsbeispiel - den Spitzenbedarf des Primärver brauchers und versorgt ansonsten wieder den Sekundärkreis VII. Zusätzlich versorgt die Pumpe 40 bei hohem Strombedarf den Sekundär kreis, und zwar über die Druckwaage 42, die entsprechend dem Last druck am Sekundärverbraucher eingestellt wird.The embodiment of FIG. 4 differs from that before that in that, in addition to the pumps 10 , 11, a third pump 40 is provided with a constant delivery volume, which promotes pressure medium in a delivery line 41 . This line leads to a pressure compensator 42 , which is only seen for the secondary consumers. The delivery line 14 A of the second pump 11 is also connected to this pressure compensator. The pump 10 in turn supplies the primary consumer, the pump 11 covers - as in the previous embodiment - the peak demand of the primary consumer and otherwise supplies the secondary circuit VII. In addition, the pump 40 supplies the secondary circuit when there is a high power requirement, via the pressure compensator 42 , which is set according to the load pressure on the secondary consumer.

Die Fig. 5 zeigt die Druckwaage 42 im Längsschnitt. Auf den Steuer schieber 43 wirkt einerseits über Kanäle 44 A, 44 B der Druck der Pumpe 11, über einen Kanal 45, 46 andererseits der Lastdruck in der Leitung 51 der Sekundärverbraucher und die Regelfeder 49. Die Pumpenanschlüsse 47, 48 an der Druckwaage führen über Kanäle zum Steuerschieber, der die entsprechenden Verbindungen steuert. Der Steuerschieber wird über den Pumpendruck einerseits und den Last druck in Kanal 45, 46 sowie die Reglerfeder 49 entsprechend einge stellt. FIG. 5 shows the pressure compensator 42 in longitudinal section. On the control slide 43 acts on the one hand via channels 44 A , 44 B of the pressure of the pump 11 , via a channel 45 , 46 on the other hand, the load pressure in line 51 of the secondary consumer and the control spring 49 . The pump connections 47 , 48 on the pressure compensator lead via channels to the control slide, which controls the corresponding connections. The spool is on the pump pressure on the one hand and the load pressure in channels 45 , 46 and the regulator spring 49 is set accordingly.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von den vor herigen grundsätzlich dadurch, daß hier die Pumpe 10 nicht allein den Primärverbraucher bedient, sondern daß sie auch dem Sekundärver braucher zugeschaltet werden kann, und zwar wieder über die Druck waage 15. Dabei kann der Sekundärverbraucher wieder - wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen - im open center-Kreis oder im load sensing-Kreis (Fig. 6a) geschaltet sein. Auf die konstruktive Aus bildung der Druckwaage 15 ist hier nicht näher eingegangen. Die genaue konstruktive Ausbildung der beschriebenen Druckwaagen ergibt sich für den Durchschnittsfachmann ohne weiteres aus der Kenntnis der schematischen Darstellungen.The embodiment of FIG. 6 differs fundamentally from the previous ones in that here the pump 10 not only serves the primary consumer, but that it can also be switched on to the secondary consumer, again via the pressure balance 15 . In this case, the secondary consumer may again - as in the previous embodiments - in the open center circuit or in the load sensing circuit may be connected (Fig. 6a). On the constructive education from the pressure compensator 15 is not discussed in detail here. For the average person skilled in the art, the precise design of the pressure compensators described is readily apparent from the knowledge of the schematic representations.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 stellt eine Erweiterung des jenigen nach Fig. 6 dar. Die Druckwaage 15 ist so ausgebildet, daß die beiden Pumpen 10, 11 zwei separate Ausgänge 55, 56 zum Sekundär kreis VII erhalten. Ist der Sekundärkreis in load sensing-Technik - siehe Fig. 7a - wieder wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit der einen Druckwaage 42 ausgestattet, dann ergibt sich eine beson ders vorteilhafte Betriebssituation. Benötigt der Sekundärver braucher nur geringen Strom, so fährt lediglich die Pumpe 10 auf Druck. Der Strom wird geregelt über die Druckwaage 42. Bei großem Strombedarf des Sekundärverbrauchers wird zusätzlich die Pumpe 11 auf Druck gefahren. Wird der Primärverbraucher parallel zugeschal tet, wird dieser vorrangig mit Druckmittel versorgt, geregelt durch die Druckwaage 15. Den dabei auftretenden Stromverlust am Sekundär verbraucher gleicht die Druckwaage 42 durch entsprechende Verschie bung aus. The embodiment of FIG. 7 represents an extension of that of FIG. 6. The pressure compensator 15 is designed so that the two pumps 10 , 11 receive two separate outputs 55 , 56 to the secondary circuit VII. If the secondary circuit in load sensing technology - see FIG. 7a - is again equipped with a pressure compensator 42 as in the exemplary embodiment according to FIG. 4, then there is a particularly advantageous operating situation. If the secondary consumer only needs a small amount of current, then only the pump 10 is running under pressure. The current is regulated via the pressure compensator 42 . If the secondary consumer requires a large amount of electricity, the pump 11 is additionally driven to pressure. If the primary consumer is switched on in parallel, it is primarily supplied with pressure medium, regulated by the pressure compensator 15 . The power loss occurring at the secondary consumer compensates for the pressure compensator 42 by appropriate displacement.

Mit diesem System ist es möglich, mit nur zwei Pumpen jeweils nur diejenige Pumpe auf Druck zu fahren, die den Stromverbrauch des Verbrauchers (gleichgültig ob Primär- oder Sekundärverbraucher), gerade deckt. Die nicht benötigte Pumpe läuft dann lediglich gegen Umlaufdruck.With this system it is possible with only two pumps each to drive the pump that will consume the electricity of the Consumer (irrespective of whether primary or secondary consumer), just covers. The unneeded pump then only runs against Circulation pressure.

Die Fig. 8 und 9 zeigen zwei realisierbare Ausbildungen der Druckwaage 15, wobei beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zusätz lich das Druckbegrenzungsventil 58 sowie zugehörige Rückschlag ventile 59, 60 zu erkennen sind. In der Ausführung nach Fig. 9 ist außerdem die Möglichkeit enthalten, den Anschluß 55 zu verschließen und die Stromaddition durch einen anderen Druckwaageschieber intern durchzuführen (obere Bildhälfte). Dadurch können Sekundärverbraucher in open center-Technik oder solche in load sensing-Technik mit Ein strom-Eingang leichter angeschlossen werden. Damit ist die gleiche Funktion möglich wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, aber wesentlich flexibler. FIGS. 8 and 9 show two feasible embodiments of the pressure compensator 15, which in the embodiment of FIG. 9 zusätz Lich the pressure relief valve 58 and associated non-return valves 59, 60 can be seen. In the embodiment of FIG. 9 also the possibility is included to close the port 55 and internally perform the current addition by another pressure compensator slide (upper half). This makes it easier to connect secondary consumers using open center technology or those using load sensing technology with one current input. The same function is possible as in the embodiment of FIG. 6, but much more flexible.

Der Antrieb der Pumpen kann sowohl von einem gemeinsamen Antrieb durch Tandemtechnik (Verbrennungsmotor) oder durch getrennte Aggre gate (Batterieantrieb, z.B. bei Elektrostaplern) erfolgen. Im letzteren Fall ist es z.B. sinnvoll, die Pumpe 10 als Lenkungspumpe durchlaufen zu lassen, während die Pumpe 11 nur bei Bedarf zuge schaltet wird - bei der Lenkung durch einen Schalter in der Speise stellung der Druckwaage 15, bei der Maststeuerung durch einen Elektroschalter an den Wegeventilen.The pumps can be driven either by a common drive using tandem technology (internal combustion engine) or by separate units (battery drive, eg for electric forklifts). In the latter case, it makes sense, for example, to run the pump 10 as a steering pump, while the pump 11 is only switched on when required - in the steering by a switch in the feed position of the pressure compensator 15 , in the mast control by an electric switch to the Directional control valves.

Claims

1. Hydraulic system with several pumps ( 10 , 11 , 40 ) with a constant delivery volume, one pump being assigned a preferred consumer (primary circuit VI), characterized in that the system has two pumps ( 10 , 11 ), one of which is the first pump ( 10 ) is assigned to the preferred consumer (VI), the other a secondary circuit (VII) and that both pumps are assigned a single flow control valve ( 15 ) which is controlled and designed in such a way that it provides the flow rate of the second pump as required feeds preferred consumers, on the one hand it is acted upon by the delivery pressure of the first pump, on the other hand by the load pressure on the first consumer and a regulator spring ( 24 ).

2. Plant according to claim 1, characterized in that each pump circuit is assigned its own pressure relief valve ( 25 , 26 ), the one ( 25 ) assigned to the primary circuit being set to a lower response pressure.

3. Plant according to claim 1 and / or 2, characterized in that the secondary circuit is an open center circuit or a load sensing circuit is.

4. Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that this is associated with a third pump ( 40 ) for the secondary circuit and that the second and third pumps are assigned a second flow control valve ( 42 ) that the flow rate of the third pump if necessary, the secondary circuit and that the second flow control valve ( 42 ) is acted on the one hand by the delivery pressure of the second pump ( 11 ) in the secondary circuit, on the other hand by the load pressure in the secondary circuit and a control spring ( 50 ).

5. Plant according to claim 4, characterized in that the second flow control valve is designed such that it has a separate input ( 47 , 48 ) for the secondary circuit in a particular for each pump and that it is on the one hand from the inlet pressure of the second pump in the secondary circuit is loaded, on the other hand by the load pressure in the consumer circuit and a regulator spring.

6. Hydraulic system with two pumps with a constant delivery volume and two pumps assigned a single flow control valve, characterized in that the flow control valve is designed and controlled so that it is the flow rate of the preferred United consumers (VI) substantially assigned pump ( 10 ) when needed feeds at least partially to the secondary circuit (VII) and which is acted upon on the one hand by the pressure in the primary circuit, on the other hand by the load pressure on the first consumer and a regulator spring.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the flow control valve has a longitudinal slide, which ent speaking of the requirements with tax bindings and printing areas formed and by the regulator spring against a liquid differential pressure is displaceable, the consumer pressure, load pressure and delivery pressure is formed.

8. Hydraulic system with two pumps with constant delivery volume and common pressure compensator, characterized in that the pressure compensator for both pumps has its own outputs ( 55 , 56 ) to the secondary circuit and that the secondary circuit is designed either in load sensing technology or in open center technology and that in the execution in load sensing technology, the secondary circuit is assigned its own pressure compensator ( 42 ).