WO2011060929A1 - Hydraulikanordnung mit einer verstellpumpe und einem entlastungsventil - Google Patents

Hydraulikanordnung mit einer verstellpumpe und einem entlastungsventil Download PDF

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Edwin Heemskerk
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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system according to the preamble of claim 1.
  • a variable displacement pump and a control block are activated in dependence on a control signal.
  • the control signal is transmitted hydraulically or electrically from a joystick operated by an operator, for example, via an electronic control unit to the control block and to the variable displacement pump. Since the control electronics usually used in mobile hydraulics have a certain processing time, and a pump controller for controlling the variable displacement also requires a certain time for adjusting the variable by inertia, there is a time delay in the control of the variable. As a rule, this leads to the variable-displacement pump being triggered at a different time than the control block.
  • valve spools are driven at a higher speed into a desired position than the variable-displacement pump, which is only started with a delay. tion has a lower flow, resulting in high pressure peaks, which can lead to damage to the hydraulic system.
  • the invention is based on the object to provide a trained with low device complexity hydraulic system in which critical pressure spikes are substantially avoided.
  • a hydraulic arrangement has at least one variable-displacement pump which can be adjusted by a pump regulator as a function of a setpoint pressure.
  • This variable displacement pump serves to supply at least one consumer with a quantity of pressure medium, wherein the variable displacement pump is controlled by the pump regulator so that at the output of the variable displacement adjusts an output pressure tracked the target pressure.
  • a comparison valve is provided, via which the outlet pressure is degradable as a function of a pressure difference between the outlet pressure and the target pressure.
  • the comparison valve is a continuously adjustable directional control valve. To reduce the output pressure is via this a pressure medium connection between a variable displacement pump and the at least one
  • the comparison valve is a continuously adjustable directional control valve, which is used as a pilot valve for a relief valve.
  • the pressure medium connection between the pump line and the pressure medium sink is controllable.
  • the setpoint pressure can then be used as pilot pressure for the relief valve and is controlled via the comparison valve.
  • a valve spool of the comparison valve is acted upon in the opening direction by a spring force of a spring and the target pressure and in the closing direction by the outlet pressure.
  • the pressure difference between the setpoint and outlet pressure, at which the comparison valve opens simply corresponds to the spring force of the spring.
  • the outlet pressure opens the comparison valve as soon as the spring force and the setpoint pressure are lower than the outlet pressure.
  • valve spool instead of acting on the valve spool with the desired pressure and / or the spring force of this can also be acted upon by an approximately corresponding magnetic force of an actuator, whereby various hydraulic pressure medium lines can be saved.
  • a pressure-reducing valve can be provided for setting the target pressure, in which case the size of the target pressure is then preset by an electronic control unit which controls the pressure-reducing valve.
  • the control of the pressure reducing valve then takes place, for example, in response to an actuating signal from an operating unit, for example a joystick, from which the control electronics then calculates the setpoint pressure.
  • an actuating signal from an operating unit for example a joystick
  • the control electronics calculates the setpoint pressure.
  • Via the pressure reducing valve a supply pressure from a hydraulic pump to the target pressure can be reduced.
  • a control cylinder is arranged in a preferred embodiment.
  • This has an adjusting piston connected to a piston rod, which separates a ring from a cylinder space.
  • This is a usual and thus cost-effective actuating cylinder.
  • the adjusting piston for increasing the delivery volume of the
  • the control pressure is adjustable via a continuously adjustable control valve by comparing the target pressure with the output pressure. An increase or a decrease in the target pressure then leads to an increase or a decrease in the control pressure.
  • the adjusting piston can be acted upon to increase the delivery volume of the variable displacement from the annulus forth with the supply pressure, if this is greater than the output pressure, which for example at low output pressure, the setting energy is provided for adjusting the variable by the supply pressure.
  • the spring force of the spring of the comparison valve or the magnetic force of the actuator is variable.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a hydraulic system according to a first exemplary embodiment
  • Figure 2 is an enlarged detail A of the hydraulic arrangement of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of the hydraulic system in an enlarged detail according to a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a hydraulic system 1 according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment.
  • This has two driven by a drive unit 2 variable displacement pumps 4, 6 which serve to supply not shown consumers with a pump or outlet pressure.
  • variable displacement pumps 4, 6 is used in each case a pump regulator 8, 10.
  • a comparison valve 12 or 14 is assigned to reduce the respective output pressure as a function of a pressure difference between see a desired and the output pressure of each variable displacement pump 4 and 6, assigned.
  • variable displacement pumps 4 and 6 The device-technical structure and the hydraulic connections of the variable displacement pumps 4 and 6 with the respective pump regulator 8 or 10 and the respective comparison valve 12 or 14 is the same, which is why for the sake of simplicity in the following Essentially, the hydraulic structure with respect to the lower in Figure 1 variable displacement 6 is explained. Furthermore, only essential for understanding the invention elements of the variable displacement pumps 4, 6 and the pump regulators 8, 10 are shown and referenced for further information on the structure and operation on the leaflet RD 93010 of the applicant.
  • the drive unit 2 drives a drive shaft 16 of the upper actuating pump 4 in FIG. 1 via a coupling.
  • the drive shaft 16 additionally drives, via a gear 18, the lower variable displacement pump 6 at the same speed and a constant displacement pump 20 at a higher rotational speed, the latter supplying the pump regulators 8, 10 with a supply pressure via a supply pressure line 22.
  • the supply pressure is limited by a connected to the supply line 22 and connected to a pressure medium sink pressure relief valve 24.
  • a further pressure line for supplying, for example, further pump regulators with a supply pressure is provided.
  • variable displacement pumps 4, 6 each convey pressurized fluid from a common tank line 26, which is connected to a tank 27, into an associated pump line 28 and 30, respectively, which are in pressure fluid communication with at least one consumer, not shown.
  • the supply line 22 branches downstream after a pressure medium filter 32 into a first and a second pressure medium branch 34 and 36, which are connected to the respective pump regulator 8 and 10, respectively.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail A of the hydraulic arrangement 1 from FIG. 1.
  • a pressure reducing valve 38 is connected to the second pressure medium branch 36 via a pressure connection P. With the pressure reducing valve 38, the supply pressure in the second pressure medium branch 36 can be reduced to a desired pressure.
  • a desired pressure line 42 connected to a working port A of the pressure-reducing valve 38 connects the pressure-reducing valve 38 to a control chamber of a control valve 44, via which a control cylinder 46 can be actuated to control the variable-displacement pump 6.
  • the control of the pressure reducing valve 38 and thus the size of the desired pressure via an unillustrated control electronics. Actuates a valve slide of the pressure reducing valve 38 is electrically connected via an actuator connected to the control electronics in the direction of opening positions in which the working port A is connected to the pressure port P. In the direction of a basic position, the valve spool of the pressure-reducing valve 38 is acted upon by a setpoint pressure in the setpoint pressure line via a control line, wherein in the basic positions the working connection A is connected to a tank connection T connected to a tank 27.
  • the control valve 44 is a continuously adjustable 3/2-way valve, the valve spool in the direction of in Figure 2 right basic positions a with the target pressure from the target pressure line 42 and with a spring force of an adjustable spring 48 and in the direction of working positions b with the output pressure or Supply pressure of a control line 50 is applied, which will be explained in more detail below.
  • Control line 50 is a continuously adjustable 3/2-way valve, the valve spool in the direction of in Figure 2 right basic positions a with the target pressure from the target pressure line 42 and with a spring force of an adjustable spring 48 and in the direction of working positions b with the output pressure or Supply pressure of a control line 50 is applied, which will be explained in more detail below. Control line 50.
  • the adjusting cylinder 46 has an adjusting piston 54 which is connected to a piston rod 52 and which separates an annular space 56 from a cylinder space 58 of the adjusting cylinder 46.
  • the cylinder chamber 58 is connected via a control pressure line 60 to a working port A of the control valve 44.
  • the control pressure line 60 is connected to a tank connection T connected to the tank 27 and in the working positions b via a pressure connection P to an intermediate Chen line 62 in pressure medium connection, which is connected to a control line 64.
  • the control line 64 connects the annular space 56 of the adjusting cylinder 46 via a shuttle valve 66 with the pressure line 30 or the second pressure medium branch 36.
  • the shuttle valve 66 is connected via a first intermediate line 68 to the pressure line 30 and with a second intermediate line 70 to the second pressure medium branch 36.
  • the annular space 56 of the adjusting cylinder 46 is thus connected either to the outlet pressure in the pressure line 30 or to the supply pressure in the second pressure medium branch 36, depending on which pressure is the higher.
  • the adjusting piston 54 of the adjusting cylinder 46 is acted upon in the direction of a reduction of the cylinder space 58 via a force acting on the piston rod 52 spring 72 with a spring force.
  • the mode of operation of the hydraulic arrangement 1 will be explained in conjunction with FIGS. 1 and 2.
  • the adjusting piston 54 of the actuating cylinder 46 is moved to the left and to the right to reduce.
  • the control valve 44 which in turn is controlled by the desired pressure preset via the pressure reducing valve 38, serves to control the adjusting cylinder 46.
  • the pressure-reducing valve 38 reduces the supply pressure of the fixed-displacement pump 20 to a desired pressure predetermined by the electronic control unit, which pressure is applied via the pressure line 42 to the valve spool of the control valve 44 in the direction of the basic position a.
  • the position of the adjusting piston 54 is determined by the control pressure in the cylinder chamber 58 and the pump or supply pressure in the annular space 56.
  • the control pressure is controlled by the control valve 44, the control position in turn depends on the output pressure of the control line 50 and the target pressure of the desired pressure line 42. The greater the target pressure compared to the outlet pressure, the lower is the control pressure in the cylinder chamber 58 of the control cylinder 46, whereby the adjusting piston 54 is moved to increase the delivery volume of the variable displacement pump 6 in Figure 1 to the left.
  • a sensor 74 may be arranged on the piston rod 52, which measures the stroke movement thereof.
  • the annular space 56 of the actuating cylinder 46 is connected via the shuttle valve 66 and the control line 64 to the intermediate line 70 and the adjusting piston 54 thus via the annular space 56 with the supply pressure is applied, which ensures that at low output pressure, a pivoting of the variable displacement pump 6 is made possible by the supply pressure.
  • this is relieved via a connected to the control pressure line 60 and a throttle having tank line to the tank 27.
  • the comparison valve 14 is provided. This is a continuously adjustable 2/2-way valve which is connected via a connecting line 76 and a pressure port P to the pressure medium line 30 and to a tank connection T and a tank line 78 to the tank 27. Via a valve spool of the comparison valve 14, the pressure medium connection between the connecting line 76 and tank line 78 and thus between the pressure line 30 and the tank 27 is controllable.
  • FIG. 3 shows section A of the hydraulic arrangement 1 from FIG. 1 according to a second exemplary embodiment.
  • the hydraulic arrangement 1 differs by a comparison valve 88 from the first embodiment of Figures 1 and 2.
  • the comparison valve 88 which instead of the comparison valve 14 of Figure 1 and
  • the control of the comparison valve 88 corresponds to that of Figure 2, wherein a valve spool in the direction of the first working position k with the target pressure via the control line 82 and the spring force of the adjustable spring 84 and in the direction of second working positions I via a connected to the pressure line 30 control line 90th is acted upon by the outlet pressure.
  • the comparison valve 88 is connected to the relief valve, not shown, via a cut line .92 connected to a working connection A.
  • Such relief valves are used, for example, in the control block 7M9-25 of the applicant.
  • the cut line 92 is in the working positions k via a tank connection T with the tank 27 and in the working positions I via a branching from the second pressure medium branch 36 and to a pressure port P of the comparison valve 88 connected supply pressure line 94 in pressure medium connection. Now exceeds the acting on the valve spool of the comparison valve 88 output pressure the counteracting target pressure and the spring force of the spring 84, then the cut line 92 is connected to the supply pressure line 94.
  • the supply pressure in the supply pressure line 94 then acts via the cut line 92 a valve element of the relief valve, which thereby produces a pressure medium connection between the pump line and a tank.
  • the supply pressure is thus used as pilot pressure for the relief valve, via which the pressure peaks of the outlet pressure are then reduced.
  • the comparison valves 12 and 14 of Figure 1 are each received in a valve housing 96 and 98 in this embodiment.
  • the pump regulators 8, 10 are arranged in a housing disk 100, the adjusting cylinders 46 in a further housing disk 102 and the variable displacement pumps 4, 6 and the fixed displacement pump 20 in a housing disk 104.
  • valve spool of the comparison valves 12, 14, 88 have a significantly lower inertia than the pump regulators 8 and 10, the adjusting cylinder 46 and the variable displacement pumps 4 and 6, whereby they react much faster and pressure peaks in the pressure lines 28, 30 are avoided.
  • the spring forces of the springs 48 and 84 of the comparison valve 14 and the directional valve 44 are approximately equal.
  • the spring force of the spring 84 corresponds for example to a pressure between 20 and 50 bar.
  • the hydraulic system 1 is a pressure-controlled system, which is designed as a closed center.
  • the pump regulators 8 and 10 of the variable displacement pumps 4 and 6 essentially set a constant outlet pressure.
  • the target pressure is varied depending on the respective driving situation of the consumer, for example via an operating console connected to the control electronics.
  • Disclosed is a hydraulic arrangement with at least one variable displacement pump. This is set by a pump controller as a function of a target pressure.
  • the at least one variable displacement pump serves to supply at least one consumer with a quantity of pressure medium.
  • a comparison valve is provided, via which the outlet pressure is reduced from a certain pressure difference to the target pressure. That is, if the output pressure exceeds the target pressure by a predetermined value, then the output pressure is reduced directly or indirectly via the comparison valve.

Abstract

Offenbart ist eine Hydraulikanordnung mit zumindest einer Verstellpumpe (4, 6). Diese wird von einem Pumpenregler (8, 10) in Abhängigkeit eines Solldrucks eingestellt. Die zumindest eine Verstellpumpe dient zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers mit einer Druckmittelmenge. Des Weiteren ist ein Vergleichsventil (12, 14) vorgesehen, über das der Ausgangsdruck ab einem bestimmten Druckunterschied zum Solldruck abgebaut wird. D. h., übersteigt der Ausgangsdruck den Solldruck um einen vorbestimmten Wert, dann wird der Ausgangsdruck direkt oder indirekt über das Vergleichsventil gemindert.

Description

HYDRAULIKANORDNUNG MIT EINER VERSTELLPUMPE UND EINEM ENTLASTUNGSVENTIL
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In der DE 10 2007 035 072 A1 der Anmelderin ist eine derartige Hydraulikanordnung gezeigt. Hierbei werden eine Verstellpumpe und ein Steuerblock in Abhängigkeit von einem Stellsignal angesteuert. Das Stellsignal wird hydraulisch oder elektrisch von einem beispielsweise von einem Bediener betätigten Joystick über eine Steuerelektronik zum Steuerblock und zur Verstellpumpe übertragen. Da die in der Mobilhydraulik üblicherweise eingesetzten Steuerelektroniken eine gewisse Verarbeitungszeit haben, und ein Pumpenregler zum Steuern der Verstellpumpe aufgrund von Trägheiten ebenfalls eine bestimmte Zeit zum Verstellen der Verstellpumpe benötigt, entsteht eine Zeitverzögerung in der Ansteuerung der Verstellpumpe. Dies führt in der Regel dazu, dass die Verstellpumpe zu einem anderen Zeitpunkt als der Steuerblock angesteuert wird. Bei durchschnittlichen Ansteuergeschwindigkeiten ist dies unkritisch, allerdings führt dies bei schnellen Ansteuergeschwindigkeiten zu Problemen. Beispielsweise bei einem Stellsignal zum Vermindern des Fördervolumens der Verstellpumpe werden Ventilschieber mit einer höheren Geschwindigkeit in eine gewünschte Position gefahren als die Verstellpumpe, die erst mit einer Verzöge- rung ein geringeres Fördervolumen aufweist, wodurch hohe Druckspitzen entstehen, die zu einer Beschädigung der Hydraulikanordnung führen können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand ausgebildete Hydraulikanordnung zu schaffen, bei der kritische Druckspitzen im Wesentlichen vermieden sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 .
Erfindungsgemäß weist eine Hydraulikanordnung zumindest eine Verstellpumpe auf, die von einem Pumpenregler in Abhängigkeit eines Solldrucks einstellbar ist. Diese Verstellpumpe dient zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers mit einer Druckmittelmenge, wobei die Verstellpumpe vom Pumpenregler so gesteuert wird, dass sich am Ausgang der Verstellpumpe ein dem Solldruck nachgeführter Ausgangsruck einstellt. Vorteilhafter Weise ist ein Vergleichsventil vorgesehen, über das der Ausgangsdruck in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen Ausgangs- und Solldruck abbaubar ist.
Überschreitet beispielsweise der Ausgangsdruck den Solldruck um einen bestimmten Wert, so wird der Ausgangsdruck über das Vergleichsventil abgebaut, wodurch Druckspitzen wie im eingangs erläuterten Stand der Technik vermieden sind. Unterschiedliche Ansteuergeschwindigkeiten beispielsweise eines Steuerblocks und der Verstellpumpe führen somit nicht mehr zu kritischen Drücken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Vergleichsventil ein stetig verstellbares Wegeventil. Zum Abbau des Ausgangsdrucks ist über dieses eine Druckmittelverbindung zwischen einer die Verstellpumpe und den zumindest einen
Verbraucher verbindende Pumpenleitung und einer Druckmittelsenke steuerbar, womit in einfacher Weise der Ausgangsdruck in Abhängigkeit des Solldrucks abgebaut werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ver- gleichsventil ein stetig verstellbares Wegeventil, das als Vorsteuerventil für ein Entlastungsventil eingesetzt ist. Über das Entlastungsventil ist dann die Druckmittelverbindung zwischen der Pumpenleitung und der Druckmittelsenke steuerbar. Der Solldruck kann dann als Vorsteuerdruck für das Entlastungsventil eingesetzt und wird über das Vergleichsventil gesteuert.
Vorzugsweise ist ein Ventilschieber des Vergleichsventils in Öffnungsrichtung von einer Federkraft einer Feder und dem Solldruck und in Schließrichtung von dem Ausgangsdruck beaufschlagt. Der Druckunterschied zwischen Soll- und Ausgangsdruck, bei dem das Vergleichsventil öffnet, entspricht dabei einfach die Federkraft der Feder. Der Ausgangsdruck öffnet das Vergleichsventil, sobald die Federkraft und der Solldruck kleiner als der Ausgangsdruck sind.
Anstelle der Beaufschlagung des Ventilschiebers mit dem Solldruck und/oder der Federkraft kann dieser auch mit einer etwa entsprechenden Magnetkraft eines Aktuators beaufschlagt sein, wodurch diverse hydraulische Druckmittelleitungen eingespart werden können.
Mit Vorteil kann zum Einstellen des Solldrucks ein Druckminderventil vorgesehen sein, wobei dann die Größe des Solldrucks von einer Steuerelektronik vorgege- ben ist, die das Druckminderventil steuert. Die Steuerung des Druckminderventils erfolgt dann beispielsweise in Abhängigkeit eines Stellsignals von einer Bedieneinheit, beispielsweise einem Joystick, woraus die Steuerelektronik dann den Solldruck berechnet. Über das Druckminderventil kann ein Versorgungsdruck von einer hydraulischen Pumpe zu dem Solldruck vermindert werden.
Zum Verstellen eines Schwenkwinkels der Verstellpumpe ist bei einem bevor- zugten Ausführungsbeispiel ein Stellzylinder angeordnet. Dieser hat einen mit einer Kolbenstange verbundenen Verstellkolben, der einen Ring- von einem Zylinderraum trennt. Hierbei handelt es sich um einen üblichen und somit kostengünstigen Stellzylinder. Bevorzugter Weise ist der Verstellkolben zum Erhöhen des Fördervolumens der
Verstellpumpe vom Ringraum her mit dem Ausgangsdruck und zum Senken des Fördervolumens vom Zylinderraum her mit einem vom Solldruck abhängigen Steuerdruck beaufschlagbar. Der Steuerdruck ist dabei über ein stetig verstellbares Regelventil durch Vergleich des Solldrucks mit dem Ausgangsdruck einstellbar. Eine Erhöhung oder eine Absenkung des Solldrucks führt dann zu einer Erhöhung bzw. einer Absenkung des Steuerdrucks. Der Verstellkolben kann zum Erhöhen des Fördervolumens der Verstellpumpe vom Ringraum her mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt werden, wenn dieser größer als der Ausgangsdruck ist, wodurch beispielsweise bei geringem Ausgangsdruck die Stellenergie zum Einstellen der Verstellpumpe durch den Versorgungsdruck bereitgestellt ist.
Um ein Einstellen der Druckdifferenz zwischen Soll- und Ausgangsdruck, bei der das Vergleichsventil den Ausgangsdruck zur Druckmittelsenke abbaut, zu ermöglichen, ist die Federkraft der Feder des Vergleichsventils oder die Magnetkraft des Aktuators veränderbar. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Besonders vorteilhaft ist die Hydraulikanordnung bei einem Einsatz in einem geschlossenen Kreislauf.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Schaltplan einer Hydraulikanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt A der Hydraulikanordnung aus Figur 1 ; und
Figur 3 einen Schaltplan der Hydraulikanordnung in einem vergrößerten Ausschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt einen schematischen Schaltplan einer erfinduhgsgemäßen Hyd- raulikanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Diese hat zwei über eine Antriebseinheit 2 angetriebene Verstellpumpen 4, 6 die zur Versorgung von nicht dargestellten Verbrauchern mit einem Pumpen- bzw. Ausgangsdruck dienen. Zum Steuern der Verstellpumpen 4, 6 dient jeweils ein Pumpenregler 8, 10. Zum Abbauen des jeweiligen Ausgangsdrucks in Abhängigkeit eines Druckunterschieds zwi- sehen einem Soll- und dem Ausgangsdruck ist jeder Verstellpumpe 4 und 6 ein Vergleichsventil 12 bzw. 14 zugeordnet.
Der vorrichtungstechnische Aufbau und die hydraulischen Verbindungen der Verstellpumpen 4 und 6 mit dem jeweiligen Pumpenregler 8 bzw. 10 und dem jeweiligen Vergleichsventil 12 bzw. 14 ist gleich, weswegen der Einfachheit halber im Fol- genden im Wesentlichen der hydraulische Aufbau bezüglich der in der Figur 1 unteren Verstellpumpe 6 erläutert wird. Des Weiteren werden nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente der Verstellpumpen 4, 6 und der Pumpenregler 8, 10 aufgezeigt und für weitere Informationen des Aufbaus und der Funktionsweise auf das Merkblatt RD 93010 der Anmelderin verwiesen.
Die Antriebseinheit 2 treibt über eine Kupplung eine Antriebswelle 16 der in Figur 1 oberen Stellpumpe 4 an. Die Antriebswelle 16 treibt zusätzlich über ein Getriebe 18 die untere Verstellpumpe 6 mit einer gleichen Drehzahl und eine Konstant- pumpe 20 mit einer höheren Drehzahl an, wobei letztere über eine Versorgungsdruckleitung 22 die Pumpenregler 8, 10 mit einem Versorgungsdruck versorgt. Der Versorgungsdruck wird über ein an die Versorgungsleitung 22 angeschlossenes und mit einer Druckmittelsenke verbundenes Druckbegrenzungsventil 24 begrenzt. Neben der Versorgungsleitung 22 ist noch eine weitere Druckleitung zur Versorgung von beispielsweise weiteren Pumpenreglern mit einem Versorgungsdruck vorgesehen.
Die Verstellpumpen 4, 6 fördern jeweils von einer gemeinsamen mit einem Tank 27 verbundenen Tankleitung 26 Druckmittel jeweils in eine zugeordnete Pum- penleitung 28 bzw. 30, die jeweils mit zumindest einem nicht dargestellten Verbraucher in Druckmittelverbindung stehen.
Die Versorgungsleitung 22 verzweigt sich stromabwärts nach einem Druckmittelfilter 32 in einen ersten und einen zweiten Druckmittelzweig 34 und 36, die mit dem jeweiligen Pumpenregler 8 bzw. 10 verbunden sind.
Im Folgenden wird der in Figur 1 untere Pumpenregler 10 zusammen mit der Verstellpumpe 6 und dem Vergleichsventil 14 zur besseren Darstellung vergrößert in der folgenden Figur 2 abgebildet. Figur 2 stellt einen vergrößerten Ausschnitt A der Hydraulikanordnung 1 aus Figur 1 dar. An dem zweiten Druckmittelzweig 36 ist ein Druckminderventil 38 über einen Druckanschluss P angeschlossen. Mit dem Druckminderventil 38 ist der Versorgungsdruck in dem zweiten Druckmittelzweig 36 zu einem Solldruck reduzierbar. Ei- ne an einen Arbeitsanschluss A des Druckminderventils 38 angeschlossene Solldruckleitung 42 verbindet das Druckminderventil 38 mit einem Steuerraum eines Regelventils 44, über das ein Stellzylinder 46 zum Steuern der Verstellpumpe 6 betätigbar ist. Die Steuerung des Druckminderventils 38 und somit die Größe des Solldrucks erfolgt über eine nicht dargestellte Steuerelektronik. Betätigt wird ein Ventil- Schieber des Druckminderventils 38 elektrisch über einen mit der Steuerelektronik verbundenen Aktuator in Richtung von Öffnungspositionen, in denen der Arbeitsanschluss A mit dem Druckanschluss P verbunden ist. In Richtung einer Grundposition ist der Ventilschieber des Druckminderventils 38 über eine Steuerleitung von dem Solldruck in der Solldruckleitung beaufschlagt, wobei in den Grundpositionen der Ar- beitsanschluss A mit einem Tank 27 verbundenen Tankanschluss T verbunden ist.
Das Regelventil 44 ist ein stetig verstellbares 3/2-Wegeventil, dessen Ventilschieber in Richtung von in Figur 2 rechten Grundpositionen a mit dem Solldruck aus der Solldruckleitung 42 und mit einer Federkraft einer einstellbaren Feder 48 und in Richtung von Arbeitspositionen b mit dem Ausgangsdruck oder dem Versorgungsdruck einer Steuerleitung 50 beaufschlagt ist, was im Folgenden noch genauer erläutert wird. Steuerleitung 50.
Der Stellzylinder 46 hat einen mit einer Kolbenstange 52 verbundenen Verstell- kolben 54 der einen Ringraum 56 von einem Zylinderraum 58 des Stellzylinders 46 trennt. Der Zylinderraum 58 ist über eine Steuerdruckleitung 60 mit einem Arbeitsanschluss A des Regelventils 44 verbunden. In den Grundpositionen a des Regelventils 44 ist die Steuerdruckleitung 60 mit einem mit dem Tank 27 verbundenen Tankanschluss T und in den Arbeitspositionen b über einen Druckanschluss P mit einer Zwi- schenleitung 62 in Druckmittelverbindung, die an eine Steuerleitung 64 angeschlossen ist.
Die Steuerleitung 64 verbindet den Ringraum 56 des Stellzylinders 46 über ein Wechselventil 66 mit der Druckleitung 30 oder dem zweiten Druckmittelzweig 36. Das Wechselventil 66 ist über eine erste Zwischenleitung 68 an die Druckleitung 30 und mit einer zweiten Zwischenleitung 70 an den zweiten Druckmittelzweig 36 angeschlossen. Der Ringraum 56 des Stellzylinders 46 ist somit entweder mit dem Ausgangsdruck in der Druckleitung 30 oder mit dem Versorgungsdruck in dem zweiten Druckmittelzweig 36 verbunden, je nachdem welcher Druck der höhere ist.
Der Verstellkolben 54 des Stellzylinders 46 wird in Richtung einer Verkleinerung des Zylinderraums 58 über eine an die Kolbenstange 52 angreifende Feder 72 mit einer Federkraft beaufschlagt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Hydraulikanordnung 1 in Zusammenschau der Figuren 1 und 2 erläutert. Zur Erhöhung des Fördervolumenstroms der Verstellpumpe 6 aus Figur 1 wird der Verstellkolben 54 des Stellzylinders 46 nach links und zur Verminderung nach rechts bewegt. Zur Steuerung des Stellzylin- ders 46 dient das Regelventil 44, das wiederum durch den über das Druckminderventil 38 vorgegebenen Solldruck gesteuert ist. Das Druckminderventil 38 mindert hierfür den Versorgungsdruck der Konstantpumpe 20 zu einem von der Steuerelektronik vorgegebenen Solldruck, der über die Druckleitung 42 auf den Ventilschieber des Regelventils 44 in die Richtung der Grundposition a beaufschlagt ist.
Die Position des Verstellkolbens 54 wird bestimmt durch den Regeldruck im Zylinderraum 58 und dem Pumpen- oder Versorgungsdruck in dem Ringraum 56. Der Regeldruck wird über das Regelventil 44 geregelt, dessen Regelposition wiederum vom Ausgangsdruck der Steuerleitung 50 und dem Solldruck der Solldruckleitung 42 abhängt. Je größer der Solldruck gegenüber dem Ausgangsdruck ist, desto geringer ist der Regeldruck im Zylinderraum 58 des Steuerzylinders 46, womit der Verstellkolben 54 zum Erhöhen des Fördervolumens der Verstellpumpe 6 in der Figur 1 nach links bewegt wird. Um die Verschiebung des Verstellkolbens 54 und somit die Einstellung des Schwenkwinkels der Verstellpumpe 6 zu überwachen kann ein Sensor 74 an der Kolbenstange 52 angeordnet sein, der deren Hubbewegung misst.
Ist der Ausgangsdruck in der Zwischenleitung 68 geringer als der Versorgungsdruck in der Zwischenleitung 70 der Konstantpumpe 20, so wird der Ringraum 56 des Stellzylinders 46 über das Wechselventil 66 und die Steuerleitung 64 mit der Zwischenleitung 70 verbunden und der Verstellkolben 54 somit über den Ringraum 56 mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt, womit gesorgt ist, dass bei niedrigem Ausgangsdruck ein Verschwenken der Verstellpumpe 6 durch den Versorgungsdruck ermöglicht ist. Zur Entlastung des Zylinderraums 58 des Stellzylinders 46 ist dieser über eine an die Steuerdruckleitung 60 angeschlossene und eine Drossel aufweisende Tankleitung zum Tank 27 entlastbar.
Um Druckspitzen des Ausgangsdrucks in der Druckleitung 30 zu vermeiden ist das Vergleichsventil 14 vorgesehen. Hierbei handelt es sich um ein stetig verstellbares 2/2-Wegeventil das über eine Anschlussleitung 76 und einem Druckanschluss P mit der Druckmittelleitung 30 und mit einem Tankanschluss T und einer Tankleitung 78 mit dem Tank 27 verbunden ist. Über einen Ventilschieber des Vergleichsventils 14 ist die Druckmittelverbindung zwischen der Anschlussleitung 76 und Tankleitung 78 und somit zwischen der Druckleitung 30 und dem Tank 27 steuerbar. Der Ventilschieber wird in Richtung einer Sperrposition 0 von dem Solldruck über eine von der Solldruckleitung 42 abzweigende Steuerleitung 82 und einer Federkraft einer einstellbaren Feder 84 und in Richtung von Öffnungspositionen h mit dem Ausgangsdruck über eine von der Anschlussleitung 76 abzweigende Steuerleitung 86 beauf- schlagt. Übersteigt nun der Ausgangsdruck eine von der Federkraft der Feder 84 vorgegebene Druckdifferenz zum Solldruck, dann öffnet das Vergleichsventil 14 durch Verschieben des Ventilschiebers in Richtung der Öffnungspositionen h eine Druckmittel- Verbindung zwischen der Druckleitung 30 und dem Tank 27, womit insbesondere eine Druckspitze abgebaut wird. Fällt der Ausgangsdruck dann wieder unterhalb des von der Federkraft der Feder und dem Solldruck vorgegebenen Gegendrucks am Ventilschieber des Vergleichsventils 14, dann schließt das Vergleichsventil 14. In Figur 3 ist der Ausschnitt A der Hydraulikanordnung 1 aus Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Hydraulikanordnung 1 unterscheidet sich durch ein Vergleichsventil 88 von dem ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 1 und 2. Das Vergleichsventil 88, das anstelle des Vergleichsventils 14 aus Figur 1 und
2 angeordnet ist, dient als Vorsteuerventil für ein nicht dargestelltes Entlastungsventil. Die Ansteuerung des Vergleichsventils 88 entspricht der aus Figur 2, wobei ein Ventilschieber in Richtung von ersten Arbeitsposition k mit dem Solldruck über die Steuerleitung 82 und der Federkraft der einstellbaren Feder 84 und in Richtung von zweiten Arbeitspositionen I über eine an die Druckleitung 30 angeschlossene Steuerleitung 90 mit dem Ausgangsdruck beaufschlagt ist. Anstelle mit dem Tank 27 aus Figur 2 ist das Vergleichsventil 88 mit den nicht dargestellten Entlastungsventil über eine an einen Arbeitsanschluss A angeschlossene Cut-Leitung .92 verbunden. Derartige Entlastungsventile sind beispielsweise in dem Steuerblock 7M9-25 der Anmelde- rin eingesetzt.
Die Cut-Leitung 92 ist in den Arbeitspositionen k über einen Tankanschluss T mit dem Tank 27 und in den Arbeitspositionen I über eine vom zweiten Druckmittelzweig 36 abzweigende und an einen Druckanschluss P des Vergleichsventils 88 an- geschlossene Versorgungsdruckleitung 94 in Druckmittelverbindung. Übersteigt nun der auf den Ventilschieber des Vergleichsventils 88 wirkende Ausgangsdruck den entgegenwirkenden Solldruck und die Federkraft der Feder 84, dann wird die Cut-Leitung 92 mit der Versorgungsdruckleitung 94 verbunden. Der Versorgungsdruck in der Versorgungsdruckleitung 94 beaufschlagt dann über die Cut-Leitung 92 ein Ventilelement des Entlastungsventils, welches hierdurch eine Druckmittelverbindung zwischen der Pumpenleitung und einem Tank herstellt. Der Versorgungsdruck wird somit als Vorsteuerdruck für das Entlastungsventil eingesetzt, über das die Druckspitzen des Ausgangsdrucks dann abgebaut werden.
Die Vergleichsventile 12 und 14 aus Figur 1 sind bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils in einem Ventilgehäuse 96 bzw. 98 aufgenommen. Die Pumpenregler 8, 10 sind in einer Gehäusescheibe 100, die Stellzylinder 46 in einer weiteren Gehäusescheibe 102 und die Verstellpumpen 4, 6 und die Konstantpumpe 20 in einer Gehäusescheibe 104 angeordnet.
Die Ventilschieber der Vergleichsventile 12, 14, 88 haben eine deutlich geringere Trägheit als die Pumpenregler 8 und 10, die Stellzylinder 46 und die Verstellpumpen 4 bzw. 6, wodurch diese deutlich schneller reagieren und Druckspitzen in den Druckleitungen 28, 30 vermieden werden.
Die Federkräfte der Federn 48 und 84 des Vergleichsventils 14 und des Wegeventils 44 sind etwa gleich. Die Federkraft der Feder 84 entspricht beispielsweise einem Druck zwischen 20 und 50 bar. Bei der Hydraulikanordnung 1 handelt es sich um ein druckgeregeltes System, das als Closed Center ausgeführt ist. Die Pumpenregler 8 und 10 der Verstellpumpen 4 bzw. 6 stellen im Wesentlichen einen konstanten Ausgangsdruck ein. Der Solldruck wird allerdings in Abhängigkeit von der jeweiligen Ansteuersituation der Verbraucher beispielsweise über eine mit der Steuerelektronik verbundene Bedienkonsole variiert. Offenbart ist eine Hydraulikanordnung mit zumindest einer Verstellpumpe. Diese wird von einem Pumpenregler in Abhängigkeit eines Solldrucks eingestellt. Die zumindest eine Verstellpumpe dient zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers mit einer Druckmittelmenge. Des Weiteren ist ein Vergleichsventil vorgesehen, über das der Ausgangsdruck ab einem bestimmten Druckunterschied zum Solldruck abgebaut wird. D. h., übersteigt der Ausgangsdruck den Solldruck um einen vorbestimmten Wert, dann wird der Ausgangsdruck direkt oder indirekt über das Vergleichsventil gemindert.
Bezuqszeichenliste
1 Hydraulikanordnung
2 Antriebseinheit
4 Verstellpumpe
6 Verstellpumpe
8 Pumpenregler
10 Pumpenregler
12 Vergleichsventil
14 Vergleichsventil
16 Antriebswelle
18 Getriebe
20 Konstantpumpe
22 Versorgungsleitung
24 Druckbegrenzungsventil
26 Tankleitung
27 Tank
28 Pumpenleitung
30 Pumpenleitung
32 Druckmittelfilter
34 erster Druckmittelzweig
36 zweiter Druckmittelzweig
38 Druckminderventil
42 Solldruckleitung
44 Regelventil
46 Stellzylinder
48 Feder
50 Steuerleitung
52 Kolbenstange
54 Verstellkolben 56 Ringraum
58 Zylinderraum
60 Steuerleitung
62 Zwischenleitung
64 Steuerleitung
66 Wechselventil
68 Zwischenleitung
70 Zwischenleitung
72 Feder
74 Sensor
76 Anschlussleitung
78 Tankleitung
82 Steuerleitung
84 Feder
86 Steuerleitung
88 Vergleichsventil
90 Steuerleitung
92 Cut-Leitung
94 Versorgungsdruckleitung
96 Ventilgehäuse
98 Ventilgehäuse
100 Gehäusescheibe
102 Gehäusescheibe
104 Gehäusescheibe
P Druckanschluss
A Arbeitsanschluss
T Tankanschluss a Grundposition b Arbeitsposition k Arbeitsposition I Arbeitsposition h Öffnungsposition 0 Sperrposition

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulikanordnung mit zumindest einer Verstellpumpe (4, 6), die von einem Pumpenregler (8, 10) in Abhängigkeit eines Solldrucks einstellbar ist, und die zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers mit einer Druckmittelmenge dient, wobei die Verstellpumpe (4, 6) vom Pumpenregler (8, 10) so gesteuert ist, dass sich an einem Ausgang der Verstellpumpe (4, 6) ein dem Solldruck nachgeführter Ausgangsdruck einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleichsventil (12, 14, 88) vorgesehen ist, über das der Ausgangsdruck in Abhängigkeit eines Druckunter- schieds zum Solldruck abbaubar ist.
2. Hydraulikanordnung nach Anspruch 1 , wobei das Vergleichsventil (12, 14) ein stetig verstellbares Wegeventil ist, über das zum Abbau des Ausgangsdrucks eine Druckmittelverbindung zwischen einer die Verstellpumpe (4, 8) und den zumin- dest einen Verbraucher verbindende Pumpenleitung (22, 30) und einer Druckmittelsenke (27) steuerbar ist.
3. Hydraulikanordnung nach Anspruch 1 , wobei das Vergleichsventil (88) ein stetig verstellbares Wegeventil ist, das als Vorsteuerventil für ein Entlastungsven- til eingesetzt ist, wobei über das Entlastungsventil die Druckmittelverbindung zwischen der Pumpenleitung (22, 30) und der Druckmittelsenke (27) steuerbar ist.
4. Hydraulikanordnung nach Anspruch 3, wobei der Solldruck als Vorsteuerdruck für das Entlastungsventil eingesetzt und über das Vergleichsventil (88) ge- steuert ist.
5. Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Ventilschieber des Vergleichsventils (12, 14, 88) in Öffnungsrichtung von einer Federkraft einer Feder (84) und dem Solldruck oder von einer dem Solldruck etwa entsprechen- den Magnetkraft eines Aktuators und in Schließrichtung von dem Ausgangsdruck beaufschlagt ist.
6. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Druckminderventil (38) zum Einstellen des Solldrucks, dessen Größe von einer das Druckminderventil (38) steuernden Steuerelektronik vorgegeben ist.
7. Hydraulikanordnung nach Anspruch 6, wobei über das Druckminderventil (38) ein Versorgungsdruck einer hydraulischen Pumpe (20) zu dem Solldruck reduziert wird.
8. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Stellzylinder (46) zum Verstellen eines Schwenkwinkels der Verstellpumpe (4, 6), der einen mit einer Kolbenstange (52) verbundenen Verstellkolben (54) aufweist, wobei dieser einen Ring- von einem Zylinderraum (56, 58) des Stellzylinders (46) trennt.
9. Hydraulikanordnung nach Anspruch 8, wobei der Verstellkolben (54) zum Erhöhen des Fördervolumens der Verstellpumpe (4, 6) vom Ringraum (56) her mit dem Ausgangsdruck und zum Senken des Fördervolumens vom Zylinderraum (58) her mit einem vom Solldruck abhängigen Steuerdruck beaufschlagt ist.
10. Hydraulikanordnung nach Anspruch 9, wobei über ein stetig verstellbares Regelventil (44) der Steuerdruck durch Vergleich des Solldrucks mit dem Aus- gangsdruck einstellbar ist, und wobei eine Erhöhung oder Absenkung des Solldrucks zu einer Erhöhung bzw. einer Absenkung des Steuerdrucks führt.
11. Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Verstellkolben (54) zum Erhöhen des Fördervolumens der Verstellpumpe (4, 6) vom Ringraum (56) mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt ist, wenn dieser größer als der Ausgangsdruck ist.
12. Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , wobei die Fe- derkraft der Feder (48, 84) des Vergleichsventils (12, 14, 88) und des Regelventils
(44) einstellbar ist.
13. Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Federkraft der Feder (48, 84) der Vergleichsventile (12, 14, 88) und die Federkraft des mit dem Vergleichsventil in Wirkverbindung stehenden Regelventils (44) etwa gleich sind.
14. Hydraulikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese einen geschlossenen Kreislauf hat.
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