DE3840549A1 - Vorrichtung zum ansteuern einer verstellpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum An­ steuern einer Verstellpumpe unter Zuhilfenahme eines hydraulisch angesteuerten Wegeventils, gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Verstellpumpen, deren Ausgangsdruckleistung dem jeweiligen Bedarf der Verbraucher optimal angepaßt ist, finden zuneh­ mend Anwendung, um den Energiebedarf der Hydraulikversor­ gung so gering wie möglich zu halten. Im Zuge dieser Entwicklung ist das Bedürfnis entstanden, derartige Ver­ stellpumpen in Regelkreise zu integrieren, um Verbraucher mit einem optimal geregelten Druckmittelstrom zu versor­ gen. Um das Ansprechen der Regelung so schnell wie möglich zu machen, wird regelmäßig von einem elektrischen Signal­ fluß Gebrauch gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es des­ halb, eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Verstellpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die es in einfacher Weise ermöglicht, die Verstellpumpe in geschlossenen elektrischen Regelkreisen zu betreiben.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß gelingt es durch Variation des Steuer­ stroms i für das elektrisch verstellbare Druckregelventil, die Verstellgeschwindigkeit der Verstellpumpe zu steuern, indem der Steuerstrom i um eine individuell wählbare Größe oberhalb eines mittleren Stromes i _m eingestellt wird. Auf diese Weise ergeben sich verbesserte Eigenschaften der Regelung in Bezug auf die Regelungsstabilität. Die Ver­ wendung des elektrisch verstellbaren Druckregelventils schafft ferner die Voraussetzung dafür, daß als Eingangs­ druck des Druckregelventils auch ein Druckvorrat verwend­ bar ist, dessen Druckniveau variabel ist. Dabei ergibt sich mit einfachem Aufbau der zusätzliche Vorteil, daß bei Ausfall der Versorgungsspannung des Druckregelventils bzw. bei Störungen in der Elektronik oder bei einem Durch­ brennen eines Schaltmagneten im Bereich des Druckregelven­ tils die Pumpe auf maximalen Leistungsdruck verstellt bzw. verschwenkt wird, wodurch die Betriebssicherheit der An­ steuerung verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ansteuern der Ver­ stellpumpe hat den weiteren Vorteil, daß durch eine zu­ sätzliche Zweigleitung von der Ausgangsseite der Verstell­ pumpe zur Ausgangsseite des Druckregelventils unter Zu­ hilfenahme eines einfachen Rückschlagventils für eine Maximaldruckbegrenzung des Pumpendrucks gesorgt werden kann. Diese Weiterbildung ist Gegenstand des Patentan­ spruchs 2.

Mit einem Mehrwege-Proportionalventil gemäß Patentanspruch 3 läßt sich das Ausgangsdrucksignal des elektrisch ver­ stellbaren Druckregelventils optimal, d.h. mit geringst­ möglicher Verzögerung auf den Verstellmechanismus der Verstellpumpe übertragen, was der Regelungsstabilität des Regelkreises für die Verstellpumpe zugute kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer schematischer Zeichnung erläutert. Diese zeigt einen Hydraulik-Schaltplan zur Ansteuerung einer Verstellpumpe.

In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 2 eine Verstell­ pumpe bezeichnet, die über eine Saugleitung 4 aus einem Tank 6 mit Hydraulik-Strömungsmittel gespeist wird. Die Verstellpumpe 2 verdrängt das Strömungsmittel in eine Arbeitsleitung 8, die zu einem oder mehreren Verbrauchern führt und in der der Pumpendruck P herrscht. Die Ver­ stellung der Verstellpumpe 2 erfolgt über einen schema­ tisch dargestellten Verstellmechanismus, der zwei Arbeits­ kammern 10 und 12 aufweist. Eine der Arbeitskammer, näm­ lich die Arbeitskammer 12 mit einer kleineren Kolbenwirk­ fläche ist über eine erste Speiseleitung 14 ständig mit Strömungsmittel unter dem Pumpendruck P versorgt. Der mit der Arbeitskammer 12 zusammenwirkende Kolben wirkt über ein nicht näher dargestelltes Gestänge auf die Verstell­ pumpe 2 auf der Weise ein, daß er die Ausgangsleistung und damit den Ausgangsdruck der Pumpe tendenziell anhebt. In diese Richtung wirkt auch eine in der Arbeitskammer 12 untergebrachte Druckfeder 16. Eine zweite Speiseleitung 18 für die andere Arbeitskammer 10, der ein in der Fläche größerer Arbeitskolben zugeordnet ist, ist über ein stetig verstellbares 3/3-Wegeventil, d.h. -Proportionalventil 20 geführt. Dieses Ventil 20 hat einen Eingangsanschluß 22 und einen Ausgangsanschluß 24 für die zweite Speiseleitung 18 sowie einen Tankanschluß 26 zu einer Entlastungsleitung 28. Auf den Ventilschieber 30 wirkt auf der einen Seite eine Rückstellfeder 32 und auf der anderen Seite die Kraft des Drucks in einer Steuerleitung 34. Die Rückstellfeder 32 ist bemüht, den Ventilschieber 30 in die (in der Figur gezeigte) Schaltstellung C zu bewegen, in der die Arbeits­ kammer 10 über den Tankanschluß 26 und die Entlastungs­ leitung 28 auf niedriges Druckniveau geschaltet ist. In dieser Schaltstellung C wird die Verstellpumpe 2 in Richtung einer vergrößerten Leistung verschwenkt.

Zur Regelung der Verstellpumpe 2 ist die Steuerleitung 34 mit einer Ausgangsleitung 36 eines elektrisch verstell­ baren Druckregelventils 38 verbunden, das einen Eingangs­ anschluß 40 für den Pumpendruck P, einen Ausgangsanschluß 42 für den geregelten Druck p _C sowie einen Entlastungsan­ schluß 44 zur Verbindung mit der Entlastungsleitung 28. Durch Variation des Steuerstroms i wird der geregelte Druck p _C unabhängig vom Druck am Eingangsanschluß 40 ge­ regelt, um auf diese Weise die Verstellgeschwindigkeit der Verstellpumpe 2 zu ändern. Im einzelnen ist dabei das Maß Δ _i , um das der Steuerstrom i über einem mittleren Steuer­ strom i _m liegt, ausschlaggebend für die jeweilige, er­ wünschte Verstellgeschwindigkeit der Verstellpumpe 2. Durch den Ausgangsdruck p _C des Druckregelventils 38 wird der Ventilschieber 30 gegen die Kraft der Feder 32 (in der Figur nach rechts) in die Schaltstellung A verschoben, in der die zweite Speiseleitung 18 aufgesteuert und der Tank­ anschluß 26 gesperrt wird, was eine Zurückverschwenkung der Verstellpumpe 2 bewirkt.

Im stromlosen Zustand des elektrisch verstellbaren Druckregelventils 38 wird die Verstellpumpe 2 unter Ein­ wirkung der Feder 32 so weit ausgeschwenkt, daß sich ein maximaler Ausgangsdruck P _max einstellt. Um sicherzu­ stellen, daß dieser Maximaldruck nicht überschritten wird, wird das Druckregelventil 38 durch eine Steuerdruck-Zweig­ leitung 46 überbrückt, in der ein vom Ausgangsdruck der Verstellpumpe 2 aufsteuerbares Rückschlagventil 48, das als Maximaldruckbegrenzungsventil fungiert, eingegliedert ist. Wenn somit bei Ausfall der Versorgungsspannung des Regelkreises Störungen in der Elektronik bzw. ein Durchbrennen des Schaltmagneten erfolgen sollte, öffnet sich bei Erreichen des Maximaldrucks p _max das Rückschlag­ ventil 48, so daß dieser Maximaldruck auf die Steuer­ leitung 34 und somit auf die linke Steuerseite des Ventil­ schiebers 30 gegeben wird. Der Ventilschieber gelangt auf diese Weise schlagartig in die Schaltstellung A, wodurch die Verstellpumpe 2 zurückgeschwenkt wird. Es ergibt sich somit zusammenfassend, daß sich auf der Ausgangsseite der Verstellpumpe 2 in Abhängigkeit von der Höhe des Steuer­ stroms i die statischen Druckzustände p _standby und p _max einstellen.

Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Verstellpumpe unter Zuhilfenahme eines hydraulisch angesteuerten Wegeventils, über das in Abhängigkeit vom Steuerdruck zumindest eine der Arbeitskammern der Ver­ stellpumpe mit Druck beaufschlagbar bzw. entlastbar ist. Um es mit einem sehr einfachen vorrichtungstechnischen Aufwand zu ermöglichen, die Verstellpumpe im geschlossenen elektrischen Regelkreis zu betreiben, ist als Wegeventil ein Mehrwege-Proportionalventil vorgesehen, dessen Ventil­ schieber gegen die Kraft einer das Wegeventil in eine den Pumpendruck erhöhende Stellung vorspannenden Feder vom Ausgangsdruck eines elektrisch verstellbaren Druckregel­ ventils beaufschlagt ist.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Ansteuern einer Verstellpumpe, mit einem hydraulisch angesteuerten Wegeventil, über das in Abhängigkeit vom Steuerdruck zumindest eine der Arbeits­ kammern der Verstellpumpe mit Druck beaufschlagbar bzw. entlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Wegeventil ein Mehrwege-Proportionalventil (20) vorgesehen ist, dessen Ventilschieber (30) gegen die Kraft einer das Wege­ ventil (20) in eine den Pumpendruck (P) erhöhende Stellung (C) vorspannenden Feder (32) vom Ausgangsdruck (p _C ) eines elektrisch verstellbaren Druckregelventils (38) beauf­ schlagt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (38) von einer weiteren Steuer­ druckleitung (46) überbrückt ist, die von der Ausgangs­ seite der Verstellpumpe (2) abzweigt und in der ein vom Pumpendruck (P) aufsteuerbares Rückschlagventil (48) ein­ gegliedert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mehrwege-Proportionalventil (20) von einem stetig verstellbaren 3/3-Wegeventil gebildet ist, das einen Pumpendruckanschluß (22), einen Anschluß zu einer Arbeitskammer (10) der Verstellpumpe (2) und einen Tankanschluß (26) hat.