EP0044518A1 - Vorrichtung zur Regelung einer Verstellpumpe - Google Patents

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EP0044518A1
EP0044518A1 EP81105539A EP81105539A EP0044518A1 EP 0044518 A1 EP0044518 A1 EP 0044518A1 EP 81105539 A EP81105539 A EP 81105539A EP 81105539 A EP81105539 A EP 81105539A EP 0044518 A1 EP0044518 A1 EP 0044518A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pressure
valve
spring
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP81105539A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Prof. Dr.-Ing. Backé
Yung-Hsiang Lu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0044518A1 publication Critical patent/EP0044518A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure

Definitions

  • the invention relates to a device for load-independent flow control and for power control of a variable pump by means of a piston-cylinder adjusting unit.
  • the previously known devices for flow rate control work with a barometric control of a pilot valve of the adjusting unit.
  • the volume flow conveyed by the pump is passed through a proportional directional control valve used as a metering orifice.
  • the pressure difference signal generated at the orifice plate is measured against a spring on the pilot valve designed as a pressure compensator. If there is a deviation from the nominal value, there is a displacement of the pressure compensator piston, which leads to a change in the control cross section of the pressure compensator. This results in a change in the control pressure in the adjustment unit.
  • the pump flow is adjusted and the error signal is corrected.
  • the object of the present invention is now to avoid the disadvantages of the relevant known devices and in particular to create a device with better internal damping and less energy loss.
  • a device of the type mentioned at the outset in that it has a volumetric flow sensor arranged in a housing in the form of a cartridge valve, the back of which is connected to the pressure behind the cartridge valve and the piston of which is connected to the housing via a first spring and via a second spring is supported on a pilot piston, which is acted upon by a force opposing the force of the spring, that the adjusting unit has a piston with two piston surfaces of unequal size, that the pressure between the variable pump and a consumer has a resistor with the larger piston surface and this one further resistor is connected to a tank, at least one of these resistors being formed by a control edge of the pilot piston, and in that the smaller piston area is connected to the pressure upstream of the cartridge valve.
  • a cylinder or an engine can be considered as a consumer.
  • a large volume flow gain of the pilot valve of the adjustment unit can be selected on account of the improved internal damping, whereby small static control deviations and high adjustment speeds can be achieved.
  • a device designed in this way enables expensive proportional valves to be replaced by inexpensive two-way built-in valves, which is particularly advantageous in the case of very large pump units.
  • the invention provides that the cartridge valve is arranged between the variable displacement pump and the consumer or behind the consumer and that the adjustment unit is supplied independently of the arrangement of the cartridge valve starting from the line between the variable displacement pump and the consumer.
  • the pressure applied to the larger piston surface is connected to the tank via a variable resistor formed by a control edge of the pilot piston.
  • the device can be designed such that both sides of the piston of the adjusting unit are connected to one another via an orifice.
  • the invention further proposes that the pilot piston be relieved of pressure.
  • the invention further proposes that the side of the pilot piston, on which the actuating force acts, is connected via an orifice to the pressure behind the built-in valve and is connected to a tank via a pressure relief valve. In this way it is possible to switch the device to pressure control.
  • a proportional magnet is provided in the device for the flow control, the tappet or armature of which acts on the pilot piston with a force proportional to an electrical input signal. So it will be without difficulty possible to integrate the device into electrical control loops.
  • a hydraulically or mechanically operated device can also be provided for generating a control force acting on the pilot piston.
  • the device for power control can be characterized in that a pressure present between the pump and the consumer is connected to an axially movable valve piston which is loaded with a travel-dependent actuating force and which is provided with a control cam on which an end of one Spring supports, the other end of which is supported on the pilot piston.
  • the control cam is then shaped in such a way that it adjusts the volume flow via a spring to the prevailing pressure, the product of which gives a constant output with the pressure.
  • valve piston is spring-loaded.
  • Fig. 1 shows a variable displacement pump 1, which is connected on the one hand via a line 2 to a tank 3 and on the other hand via a line 4 to a consumer 5 designed as a motor.
  • a line 6 then establishes a return connection between consumer 5 and tank 3.
  • a volume flow sensor 7 is also provided, which is connected via line 4 to the variable displacement pump 1 and the consumer 5.
  • the volume flow sensor 7 has a housing 8 with an inlet 9 and an outlet 10. Aligned with the inlet 9, the housing 8 has a bore 11.
  • a built-in valve piston 12 which is guided in the bore 11 in a sliding manner and forms a conical surface 13 which cooperates with a valve seat 14 of the housing 8.
  • a helical spring 16 is provided on its rear side 15, one end of which is supported on the built-in valve piston 12 and the other end of which is supported on the built-in valve piston 12.
  • Another coil spring 17 also engages with one end on the rear side of the built-in valve piston 12, while its other end is supported on the housing 8.
  • the pilot piston 18 is guided in a cylinder space 19. It has two control edges 20, 21.
  • the control edge 20 of the pilot piston 18 controls the cross section of a connecting line 22 starting from the line 4 and connects it via the cylinder space 19 and a line 23 to a piston-cylinder adjusting unit 24, while the second control edge 21 connects the cylinder space 19 via a line 25 connects a tank 26.
  • a control device 27 which receives a pressure-resistant proportional magnet 28, is placed on the housing 8.
  • An armature or tappet 29 of this proportional magnet 28 acts on the pilot piston 18, the force transmitted through the tappet 29 being proportional to the current flowing through a winding of the proportional magnet 28.
  • An adjusting spring 30 acts on the rear side of the proportional magnet 28, the spring tension of which can be adjusted by a spindle 31 in order to be able to carry out a zero point adjustment of the pilot stage, that is to say of the pilot piston 18.
  • the rear of the built-in valve piston 12 is connected to the outlet 10 via a line 32 in which an orifice 33 can be arranged.
  • the side of the pilot piston 18 facing the control device 27 is also connected to the outlet 10 via a line 34 and the line 22.
  • a further orifice 35 is located in line 34.
  • a pressure relief valve 36 is connected to line 34, which is connected on the other hand to a tank 37. The arrangement of the pressure relief valve 36 is only necessary if a switch to pressure control is desired.
  • the adjusting unit 24 consists of a piston 38, which has a larger piston surface 39 on one side and a smaller piston surface 40 on its other side, and a cylinder 41.
  • the line 23 is connected to the section of the cylinder 41 in which the larger piston area 39.
  • Another line 42 establishes a connection between the other section of the cylinder 41 and the connecting line 22.
  • the lines 42 and 23 are coupled in parallel to the adjusting unit 24 via a line 43 in which an orifice 44 is arranged for damping the leakage oil.
  • the piston 38 is coupled to an adjusting element of the adjusting pump 1, so that displacements of the piston 38 are transmitted to this adjusting element. Turning the adjustment element clockwise, i.e. to the right, increases the flow rate of the pump, while turning it counterclockwise, i.e. to the left, reduces the flow rate.
  • the built-in valve piston 12 lifts off from the valve seat 14 in accordance with the higher volume flow and exerts a force on the pilot piston 18 via the spring 16.
  • the force is balanced on the pilot piston 18. This creates a state of equilibrium on the piston 38 of the adjusting unit 24, so that this piston comes to a standstill.
  • variable displacement pump 1 promotes a volume flow corresponding to the setpoint and that the load on the consumer 5 now increases, the leakage oil of the pump 1 increases due to the increase in the system pressure, and the effective delivery flow in the line 4 decreases.
  • the volume flow sensor 7 registers the deviation as a change in the stroke of the built-in valve piston 12.
  • the built-in valve piston 12 is deflected in the direction of the valve seat 14, so that the spring force of the spring 16 on the pilot piston 18 is reduced.
  • the resulting change in the position of the pilot piston 18 causes the control pressure in the section of the cylinder 41 facing the larger piston surface 39 to drop due to the adjustment of the control edges 20, 21 and the associated cross sections pivoted until a force balance occurs on the pilot piston 18.
  • variable displacement pump 1 promotes a volume flow corresponding to the setpoint value and that that on the pilot piston 18 acting forces are balanced, and if one assumes that the pressure which is present on the side of the pilot piston 18, on which the actuating force acts, is reduced by the electrically controlled pressure relief valve 36, this pilot piston is deflected in the direction of the proportional magnet 28 and the control edges 20 and 21 are adjusted so that the pressure in the cylinder 41 increases on the side of the larger piston surface 39.
  • the adjusting element of the variable displacement pump 1 swivels back and the volume flow sensor registers a reduced volume flow. Consequently, the built-in valve piston 12 is deflected in the direction of the valve seat 14.
  • the spring force of the spring 16 on the pilot piston 18 is thereby reduced, whereby the forces acting on the pilot piston 18 are balanced. Accordingly, the variable displacement pump 1 is only pivoted out to the extent necessary to maintain the pressure set on the pressure valve 36.
  • FIG. 2 The embodiment of the invention shown in FIG. 2 will now be discussed. This embodiment largely corresponds to the embodiment already described.
  • the embodiment according to FIG. 2 only has a device 50 for power regulation instead of the control device 27 according to FIG. 1. This is a control that keeps the hydraulic output of the variable pump 1 constant regardless of the system pressure in line 4. The hydraulic output results from the product of the pressure in line 4 and the delivery flow of the variable pump 1.
  • the device 50 has a mechanical-hydraulic valve 51 which generates the force required to control the pilot piston 50.
  • the valve 51 has a valve piston 52 which is arranged in an axially movable manner in a housing 53 and is loaded by a spring 54. Against the force of the spring 54, the system pressure connected via a line 55, in which an orifice 56 is arranged, acts in front of the consumer 5.
  • the valve piston 52 carries a control cam 60, on which one end of a piston sleeve 57 engages, which is in alignment with the Pilot piston 18 is slidably disposed.
  • a spring 58 is supported in the piston sleeve 57, the other end of which engages the pilot piston 18.
  • the contour of the control cam 60 is determined so that the force of the spring 58 is changed so that the hydraulic power of the variable pump 1 is kept constant regardless of the load pressure in line 4.
  • the spring 54 engaging at one end on the valve piston 52 is supported at its other end on an adjusting screw 59, so that the bias of the spring 54 can be changed by means of this adjusting screw.
  • This change in the spring preload makes it possible to vary the corner power, that is to say the power resulting from the product of the maximum flow rate of the pump and the maximum load pressure.
  • this device can also be connected to a pressure control.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur lastunabhängigen Förderstromregelung sowie zur Leistungsregelung einer Verstellpumpe mittels einer Kolben-Zylinder-Verstelleinheit weist einen Volumenstromsensor in Form eines Einbauventils (12) auf, dessen Rückseite (15) an den Druck hinter dem Einbauventil (12) angeschlossen und dessen Kolben über eine erste Feder (17) am Gehäuse (8) und über eine zweite Feder (16) an einem Vorsteuerkolben (18) abgestützt ist, auf den eine der Kraft der Feder (16) entgegengerichtete Kraft einwirkt. Die Verstelleinheit (24) hat einen Kolben (38) mit zwei ungleich großen Kolbenflächen (39,40). Der Druck zwischen Verstellpumpe (1) und einem Verbraucher (5) ist über einen Widerstand (20) mit der größeren Kolbenfläche (39) und diese über einen weiteren Widerstand (21) mit einem Tank (26) verbunden, wobei mindestens einer dieser Widerstände von einer Steuerkante des Vorsteuerkolbens (18) gebildet ist. Die kleinere Kolbenfläche (40) ist an den Druck vor dem Einbauventil (12) angeschlossen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lastunabhängigen Förderstromregelung sowie zur Leistungsregelung einer Verstellpumpe mittels einer Kolben-Zylinder-Verstelleinheit.
  • Die bisher bekannten Vorrichtungen zur Förderstromregelung arbeiten mit einer barometrischen Ansteuerung eines Vorsteuerventils der Verstelleinheit. Hierbei wird der von der Pumpe geförderte Volumenstrom über ein als Meßblende eingesetztes Proportionalwegeventil geleitet. Das an der Meßblende erzeugte Druckdifferenzsignal wird an dem als Druckwaage ausgebildeten Vorsteuerventil gegen eine Feder gemessen. Bei Abweichung vom Sollwert ergibt sich eine Verschiebung des Druckwaagekolbens, die zu einer Veränderung des Steuerquerschnitts der Druckwaage führt. Hieraus folgt eine Änderung des Steuerdrucks in der Verstelleinheit. Der Pumpenförderstrom wird verstellt, und das Fehlersignal wird ausgeregelt.
  • Diese bekannte Konstruktion erreicht mit einfachen Mitteln eine stufenlose lastunabhängige Förderstromregelung. Nachteilig wirkt sich dabei allerdings die geringe Eigendämpfung der barometrischen Ansteuerung der Druckwaage aus, die zur Erzielung einer stabilen Regelung relativ große statische Regelabweichungen sowie eine relativ langsame Förderstromverstellung erforderlich macht. Außerdem ergibt sich ein hoher Leistungsverlust, da an der Meßblende ein relativ hoher Druckabfall zur Ansteuerung des Regelventils erforderlich ist.
  • Entsprechende Nachteile ergeben sich auch dann, wenn derartige bekannte Vorrichtungen zur Leistungsregelung eingesetzt werden, bei welcher der Pumpenförderstrom dem Lastdruck so nachgeführt wird, daß die hydraulische Leistung unabhängig vom Betriebspunkt konstant bleibt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Nachteile der einschlägigen bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung mit besserer Eigendämpfung und geringerem Energieverlust zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie einen in einem Gehäuse angeordneten Voluntenstromsensor in Form eines Einbauventils aufweist, dessen Rückseite an den Druck hinter dem Einbauventil angeschlossen ist und dessen Kolben über eine erste Feder am Gehäuse und über eine zweite Feder an einem Vorsteuerkolben abgestützt ist, auf den eine der Kraft der Feder entgegengerichtete Kraft einwirkt, daß die Verstelleinheit einen Kolben mit zwei ungleich großen Kolbenflächen aufweist, daß der Druck zwischen Verstellpumpe und einem Verbraucher über einen Widerstand mit der größeren Kolbenfläche und diese über einen weiteren Widerstand mit einem Tank verbunden ist, wobei mindestens einer dieser Widerstände von einer Steuerkante des Vorsteuerkolbens gebildet ist, und daß die kleinere Kolbenfläche an den Druck vor dem Einbauventil angeschlossen ist.
  • Als Verbraucher kommt ein Zylinder oder ein Motor in Betracht.
  • Bei dieser Vorrichtung kann auf Grund verbesserter Eigendämpfung eine große Volumenstromverstärkung des Vorsteuerventils der Verstelleinheit gewählt werden, wodurch geringe statische Regelabweichungen und große Verstellgeschwindigkeiten erzielt werden können. Außerdem ermöglicht eine so ausgebildete Vorrichtung den Ersatz teurer Proportionalventile durch preisgünstige Zwei-Wege-Einbauventile, was insbesondere bei sehr großen Pumpeneinheiten von Vorteil ist. Ferner ergibt sich eine Verringerung des Bauvolumens auf Grund der Verwendung von Zwei-Wege-Einbauventilen als Volumenstromsensor gegenüber einem als Meßblende wirkenden Proportionalventil.
  • Ferner sieht die Erfindung vor, daß das Einbauventil zwischen Verstellpumpe und Verbraucher oder hinter dem Verbraucher angeordnet ist und daß die Versorgung der Verstelleinheit unabhängig von der Anordnung des Einbauventils ausgehend von der Leitung zwischen Verstellpumpe und Verbraucher erfolgt.
  • Gemäß einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, daß der an der größeren Kolbenfläche anliegende Druck über einen variablen, von einer Steuerkante des Vorsteuerkolbens gebildeten Widerstand mit dem Tank verbunden ist. Ein optimales Regelverhalten ergibt sich aber, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Druck zwischen Verstellpumpe und Verbraucher mit der größeren Kolbenfläche der Verstelleinhait sowie der dort herrschende Druck mit dem Tank jeweils über einen variablen, von Steuerkanten des Vorsteuerkolbens gebildeten Widerstand verbunden ist.
  • Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß beide Seiten des Kolbens der Verstelleinheit über eine Blende miteinander in Verbindung stehen.
  • Weiter schlägt die Erfindung vor, daß der Vorsteuerkolben druckentlastet ist.
  • Weiter schlägt die Erfindung vor, daß die Seite des Vorsteuerkolbens, auf welche die Stellkraft einwirkt, über eine Blende an den Druck hinter dem Einbauventil angeschlossen ist und über ein Druckbegrenzungsventil mit einem Tank in Verbindung steht. Auf diese Weise ist eine Umschaltung der Vorrichtung auf Druckregelung möglich.
  • Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Förderstromregelung ein Proportionalmagnet vorgesehen, dessen Stößel oder Anker an dem Vorsteuerkolben mit einer einem elektrischen Eingangssignal proportionalen Kraft angreift. Somit wird es ohne Schwierigkeiten möglich, die Vorrichtung in elektrische Regelkreise zu integrieren. Anstelle des Proportionalmagneten kann aber auch eine hydraulisch oder mechanisch betätigte Vorrichtung zur Erzeugung einer auf den Vorsteuerkolben wirkenden Steuerkraft vorgesehen sein.
  • Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Vorrichtung zur Leistungssteuerung sich dadurch auszeichnen, daß ein zwischen Pumpe und Verbraucher vorliegender Druck an einem axial beweglichen, mit einer wegabhängigen Stellkraft belasteten Ventilkolben angeschlossen ist, der mit einem Steuernocken versehen ist, an dem sich ein Ende einer Feder abstützt, deren anderes Ende an dem Vorsteuerkolben abgestützt ist. Der Steuernocken ist dann so ausgeformt, daß er über eine Feder zu dem jeweils vorliegenden Druck den Volumenstrom einstellt, dessen Produkt mit dem Druck eine konstante Leistung ergibt.
  • Eine besonders einfache Ausführung zur Leistungssteuerung sieht vor, daß der Ventilkolben federbelastet ist.
  • Schließlich entspricht es noch einem Vorschlag der Erfindung, daß die den Kolben belastende Kraft der Feder einstellbar ist. Dies macht es möglich, die Eckleistung, welche sich aus dem maximalen Förderstrom der Pumpe und dem maximalen Lastdruck ergibt, zu variieren.
  • Im folgenden Teil der Beschreibung werden zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand von Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Proportionalmagneten zur Förderstromregelung und
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Einrichtungen zur Leistungsregelung.
  • Fig. 1 zeigt eine Verstellpumpe 1, die einerseits über eine Leitung 2 mit einem Tank 3 und andererseits über eine Leitung 4 mit einem als Motor ausgebildeten Verbraucher 5 verbunden ist. Eine Leitung 6 stellt dann eine Rücklaufverbindung zwischen Verbraucher 5 und Tank 3 her.
  • Es ist ferner ein Volumenstromsensor 7 vorgesehen, welcher über die Leitung 4 mit der Verstellpumpe 1 und dem Verbraucher 5 in Verbindung steht. Der Volumenstromsensor 7 hat ein Gehäuse 8 mit einem Zulauf 9 und einem Ablauf 10. Fluchtend zu dem Zulauf 9 weist das Gehäuse 8 eine Bohrung 11 auf. In einem erweiterten Abschnitt dieser Bohrung 11 sitzt ein Einbauventilkolben 12, der in der Bohrung 11 gleitend geführt ist und eine Kegelfläbhe 13 bildet, die mit einem Ventilsitz 14 des Gehäuses 8 zusammenarbeitet. Auf seiner Rückseite 15 ist eine Schraubenfeder 16 vorgesehen, deren eines Ende sich am Einbauventilkolben 12 und deren anderes Ende sich am Einbauventilkolben 12 abstützt. Eine weitere Schraubenfeder 17 greift mit ihrem einen Ende ebenfalls an der Rückseite des Einbauventilkolbens 12 an, während ihr anderes Ende sich am Gehäuse 8 abstützt. Der Vorsteuerkolben 18 ist in einem Zylinderraum 19 geführt. Er hat zwei Steuerkanten 20, 21.
  • Die Steuerkante 20 des Vorsteuerkolbens 18 steuert den Querschnitt einer von der Leitung 4 ausgehenden Anschlußleitung 22 und verbindet diese über den Zylinderraum 19 und eine Leitung 23 mit einer Kolben-Zylinder-Verstelleinheit 24, während die zweite Steuerkante 21 den Zylinderraum 19 über eine Leitung 25 mit einem Tank 26 verbindet.
  • Auf das Gehäuse 8 ist eine Ansteuervorrichtung 27 aufgesetzt, die einen druckfesten Porportionalmagneten 28 aufnimmt. Ein Anker oder Stößel 29 dieses Proportionalmagneten 28 wirkt auf den Vorsteuerkolben 18, wobei die durch den Stößel 29 übertragene Kraft proportional ist dem durch eine Wicklung des Proportionalmagneten 28 fließenden Strom. Auf die Rückseite des Proportionalmagneten 28 wirkt eine Justierfeder 30 ein, deren Federspannung durch eine Spindel 31 einstellbar ist, um eine Nullpunktjustierung der Vorsteuerstufe, also des Vorsteuerkolbens 18, vornehmen zu können.
  • Die Rückseite des Einbauventilkolbens 12 ist über eine Leitung 32, in der eine Blende 33 angeordnet sein kann, mit dem Ablauf 10 verbunden. Die der Ansteuervorrichtung 27 zugekehrte Seite des Vorsteuerkolbens 18 ist über eine Leitung 34 und die Leitung 22 ebenfalls an den Ablauf 10 angeschlossen. In der Leitung 34 sitzt eine weitere Blende 35. Schließlich ist an die Leitung 34 noch ein Druckbegrenzungsventil 36 angeschlossen, das andererseits mit einem Tank 37 verbunden ist. Die Anordnung des Druckbegrenzungsventils 36 ist nur dann erforderlich, wenn eine Umschaltung auf Drucksteuerung gewünscht wird.
  • Die Verstelleinheit 24 besteht aus einem Kolben 38, der auf seiner einen Seite eine größere Kolbenfläche 39 und auf seiner anderen Seite eine kleinere Kolbenfläche 40 aufweist, sowie aus einem Zylinder 41. Die Leitung 23 ist an den Abschnitt des Zylinders 41 angeschlossen, in dem die größere Kolbenfläche 39 liegt. Eine weitere Leitung 42 stellt eine Verbindung zwischen dem anderen Abschnitt des Zylinders 41 und der Anschlußleitung 22 her. Die Leitungen 42 und 23 sind parallel zur Verstelleinheit 24 über eine Leitung 43 gekoppelt, in der zur Lecköldämpfung eine Blende 44 angeordnet ist. Der Kolben 38 ist mit einem Verstellorgan der Verstellpumpe 1 gekoppelt, so daß Verschiebungen des Kolbens 38 auf dieses Verstellorgan übertragen werden. Eine Drehung des Verstellorgans im Uhrzeigersinne, also nach rechts, erhöht den Förderstrom der Pumpe, während eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, also nach links, den Förderstrom reduziert.
  • Anhand der Fig. 1 soll nun die Funktion dieser Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Fließt kein elektrischer Strom zum Proportionalmagneten 28 oder reicht die Magnetkraft nicht dazu aus, die Vorspannung der Feder 17 zu überwinden, so ist der durch die Steuerkante 21 gesteuerte Querschnitt geschlossen und der durch die Steuerkante 20 gesteuerte Querschnitt geöffnet. Der Druck in dem Zylinder 41 auf die Kolbenflächen 39 und 40 ist demzufolge annähernd gleich dem Druck in der Leitung 4. Das Verstellorgan der Pumpe 1 schwenkt in der Zeichnung nach links bis zum Nullhubanschlag, der so gewählt ist, daß die Leckverluste im System ausgeglichen werden.
  • Wenn nun, ausgehend von der Nullhubstellung, ein bestimmter Volumenstrom eingestellt werden soll, dann wird eine dem Sollwert des Volumenstroms entsprechende Spannung an den Proportionalmagneten 28 angelegt. Es ergibt sich dann eine der Spannung bzw. dem Strom proportionale Magnetkraft, welche den Vorsteuerkolben 18 gegen die Feder 16 verschiebt. Durch diese Bewegung des Vorsteuerkolbens 18 schließt die Steuerkante 20 den ihr zugeordneten Steuerquerschnitt, während die Steuerkante 21 ihren Steuerquerschnitt öffnet. Dies bedeutet, daß die Leitung 23 mit dem Tank 26 in Verbindung gebracht wird, so daß der Druck in dem Zylinder 41 auf der Seite der größeren Kolbenfläche 39 abfällt. Der Kolben 38 wird daher in Fig. 1 nach rechts ausgelenkt, und das Verstellorgan der Verstellpumpe 1 wird entsprechend auf einen größeren Förderstrom eingestellt. Der Einbauventilkolben 12 hebt sich entsprechend dem höheren Volumenstrom von dem Ventilsitz 14 ab und übt über die Feder 16 eine Kraft auf den Vorsteuerkolben 18 aus. Wenn der Sollwert des Volumenstroms erreicht ist, so erfolgt der Kraftabgleich am Vorsteuerkolben 18. Dadurch entsteht ein Gleichgewichtszustand an dem Kolben 38 der Verstelleinheit 24, so daß dieser Kolben zum Stillstand kommt.
  • Geht man nun davon aus, daß die Verstellpumpe 1 einen dem Sollwert entsprechenden Volumenstrom fördert und daß nun die Belastung am Verbraucher 5 ansteigt, so nimmt durch das Ansteigen des Systemdrucks das Lecköl der Pumpe 1 zu, und der effektive Förderstrom in der Leitung 4 ab. Der Volumenstromsensor 7 registriert die Abweichung als Hubänderung des Einbauventilkolbens 12. Der Einbauventilkolben 12 wird nämlich in Richtung auf den Ventilsitz 14 ausgelenkt, so daß sich die Federkraft der Feder 16 auf den Vorsteuerkolben 18 verringert. Die sich hieraus ergebende Lageänderung des Vorsteuerkolbens 18 bewirkt durch die Verstellung der Steuerkanten 20, 21 und der zugehörigen Querschnitte ein Abfallen des Steuerdrucks in dem der größeren Kolbenfläche 39 zugewandten Abschnitt des Zylinders 41. Das Verstellorgan der Pumpe 1 wird in Fig. 1 weiter nach rechts verschwenkt, bis sich ein Kraftabgleich am Vorsteuerkolben 18 einstellt.
  • Geht man davon aus, daß die Verstellpumpe 1 einen dem Sollwert entsprechenden Volumenstrom fördert und daß die auf den Vorsteuerkolben 18 wirkenden Kräfte ausgeglichen sind, und unterstellt man, daß durch das elektrisch angesteuerte Druckbegrenzungsventil 36 der Druck gesenkt wird, welcher auf der Seite des Vorsteuerkolbens 18 vorliegt, auf welche die Stellkraft einwirkt, so wird dieser Vorsteuerkolben in Richtung auf den Proportionalmagneten 28 ausgelenkt und die Steuerkanten 20 und 21 werden so verstellt, daß der Druck im Zylinder 41 auf der Seite der größeren Kolbenfläche 39 ansteigt. Das Verstellorgan der Verstellpumpe 1 schwenkt zurück, und der Volumenstromsensor registriert einen verminderten Volumenstrom. Folglich wird der Einbauventilkolben 12 in Richtung auf den Ventilsitz 14 ausgelenkt. Die Federkraft der Feder 16 auf den Vorsteuerkolben 18 wird dadurch vermindert, wodurch die auf den Vorsteuerkolben 18 wirkenden Kräfte abgeglichen werden. Demzufolge wird also die Verstellpumpe 1 nur soweit ausgeschwenkt, wie es zur Aufrechterhaltung des am Druckventil 36 eingestellten Druckes erforderlich ist.
  • Es wird nun die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2 erörtert. Diese Ausführungsform stimmt zu einem großen Teil überein mit der bereits beschriebenen Ausführungsform. Lediglich anstelle der Ansteuervorrichtung 27 nach Fig. 1 weist die Ausführungsform nach Fig. 2 eine Vorrichtung 50 zur Leistungsregelung auf. Hierbei handelt es sich um eine Regelung, welche die hydraulische Leistung der Verstellpumpe 1 unabhängig von dem Systemdruck in der Leitung 4 konstant hält. Die hydraulische Leistung ergibt sich dabei aus dem Produkt des Drucks in der Leitung 4 und des Förderstroms der Verstellpumpe 1.
  • Die Vorrichtung 50 hat ein mechanisch-hydraulisches Ventil 51, welches die zur Ansteuerung des Vorsteuerkolbens 50 erforderliche Kraft erzeugt. Das Ventil 51 hat einen Ventilkolben 52, der in einem Gehäuse 53 axial beweglich angeordnet und durch eine Feder 54 belastet ist. Gegen die Kraft der Feder 54 wirkt der über eine Leitung 55, in der eine Blende 56 angeordnet ist, angeschlossene Systemdruck vor dem Verbraucher 5. Der Ventilkolben 52 trägt einen Steuernocken 60, an dem das eine Ende einer Kolbenhülse 57 angreift, welche fluchtend mit dem Vorsteuerkolben 18 verschiebbar angeordnet ist. In der Kolbenhülse 57 stützt sich eine Feder 58 ab, deren anderes Ende an dem Vorsteuerkolben 18 angreift.
  • Die Kontur des Steuernockens 60 ist so bestimmt, daß die Kraft der Feder 58 so geändert wird, daß die hydraulische Leistung der Verstellpumpe 1 unabhängig vom Lastdruck in der Leitung 4 konstant gehalten wird. Die mit einem Ende an dem Ventilkolben 52 angreifende Feder 54 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer Stellschraube 59 ab, so daß mittels dieser Stellschraube die Vorspannung der Feder 54 geändert werden kann. Diese Änderung der Federvorspannung ermöglicht es, die Eckleistung, also die aus dem Produkt von maximalem Förderstrom der Pumpe und maximalem Lastdruck sich ergebende Leistung,.zu variieren.
  • Auch diese Vorrichtung kann, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, mit einer Drucksteuerung verbunden sein.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur lastunabhängigen Förderstromregelung sowie zur Leistungsregelung einer Verstellpumpe mittels einer Kolben-Zylinder-Verstelleinheit, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen in einem Gehäuse (8) angeordneten Volumenstromsensor in Form eines Linbauventils (12) aufweist, dessen Rückseite (15) an den Druck hinter dem Einbauventil (12) angeschlossen ist und dessen Kolben über eine erste Feder (17) am Gehäuse (8) und über eine zweite Feder (16) an einem Vorsteuerkolben (18) abgestützt ist, auf den eine der Kraft der Feder (16) entgegengerichtete Kraft einwirkt, daß die Verstelleinheit (24) einen Kolben (38) mit zwei ungleich großen Kolbenflächen (39, 40) aufweist, daß der Druck zwischen Verstellpumpe (1) und einem Verbraucher (5) über einen Widerstand (20) mit der größeren Kolbenfläche (39) und diese über einen weiteren Widerstand (21) mit einem Tank (26) verbunden ist, wobei mindestens einer dieser Widerstände von einer Steuerkante des Vorsteuerkolbens (18) gebildet ist, und daß die kleinere Kolbenfläche (40) an den Druck vor dem Einbauventil (12) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauventil (12) zwischen Verstellpumpe (1) und Verbraucher (5) oder hinter dem Verbraucher (5) angeordnet ist und daß die Versorgung der Verstelleinheit (24) unabhängig von der Anordnung des Einbauventils (12) ausgehend von der Leitung (4) zwischen Verstellpumpe (1) und Verbraucher (5) erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an der größeren Kolbenfläche (39) anliegende Druck über einen variablen, von einer Steuerkante (21) des Vorsteuerkolbens (18) gebildeten Widerstand mit dem Tank (26) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zwischen Verstellpumpe (1) und Verbraucher (5) mit der größeren Kolbenfläche (39) der Verstelleinheit (24) sowie der dort herrschende Druck mit dem Tank (26) jeweils über einen variablen, von Steuerkanten (20, 21) des Vorsteuerkolbens (18) gebildeten Widerstand verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten (39, 40) des Kolbens (38) der Verstelleinheit (24) über eine Blende (44) miteinander in Verbindung stehen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerkolben (18) druckentlastet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite des Vorsteuerkolbens (18), auf welche die Stellkraft einwirkt, über eine Blende (35) an den Druck hinter dem Einbauventil (12) angeschlossen ist und über ein Druckbegrenzungsventil (36) mit einem Tank (37) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur lastunabhängigen Förderstromregelung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Proportionalmagnet (28) vorgesehen ist, dessen Stößel (29) an dem Vorsteuerkolben (18) mit einer einem elektrischen Eingangssignal proportionalen Kraft angreift.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Leistungssteuerung einer Verstellpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Pumpe (1) und Verbraucher (5) vorliegender Druck an einen axial beweglichen, mit einer wegabhängigen Stellkraft belasteten Ventilkolben (52) angeschlossen ist, der mit einem Steuernocken versehen ist, an dem sich ein Ende einer Feder (58) abstützt, deren anderes Ende an dem Vorsteuerkolben (18) abgestützt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (52) federbelastet (54) ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilkolben (52) belastende Kraft der Feder (54) einstellbar ist.
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