WO2021204542A1 - Assembly consisting of a working system for carrying out work using a pressurized hydraulic fluid and a pump device - Google Patents

Assembly consisting of a working system for carrying out work using a pressurized hydraulic fluid and a pump device Download PDF

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WO2021204542A1
WO2021204542A1 PCT/EP2021/057560 EP2021057560W WO2021204542A1 WO 2021204542 A1 WO2021204542 A1 WO 2021204542A1 EP 2021057560 W EP2021057560 W EP 2021057560W WO 2021204542 A1 WO2021204542 A1 WO 2021204542A1
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WO
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pressure
hydraulic fluid
displacement
volume flow
group
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Application number
PCT/EP2021/057560
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Inventor
Christian Hans REESE JIMENEZ
Felix Fischer
Markus Gärtner
Katharina Schmitz
Original Assignee
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen
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Publication date
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    • F04B1/34Control not provided for in groups F04B1/02, F04B1/03, F04B1/06 or F04B1/26
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B49/24Bypassing

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of a work system for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a displacement pump with a control device for discreetly changing the system volume flow to be supplied to the work system as a proportion of its total volume flow, the work volume flow in the work system doing work and no work performing excess volume flow is divisible.
  • Positive displacement pumps with discretely variable displacement units have the potential to be a more energy-efficient alternative to conventional adjustable units.
  • a discretely adjustable displacement unit e.g. individual pistons are excluded from being conveyed into the work system to be operated during the conveying phase.
  • the arrangement of the type mentioned at the beginning is characterized in that the at least one displacement pump comprises several displacement units, in particular displacement spaces, the total number of all displacement units being divided into several displacement groups and each displacement group at least one displacement unit, preferably comprises at least two displacer units, and all displacer units are connected on the input side to a hydraulic fluid tank for the supply of hydraulic fluid, and the high-pressure lines of the displacer units on the output side are merged into a respective common group line in a respective displacer group, and all group lines open into a supply line, in particular directly or via a check valve, via which a system volume flow from the total volume flow of hydraulic fluid can be conveyed to the working system, and at least one group enline a switching valve is assigned, preferably a switching valve is assigned to all group lines, with which the respective assigned group line can be switched to the hydraulic fluid tank via a bypass to bypass the working system and via a throttle valve, preferably adjustable throttle valve common to all switchable group lines, with the switch
  • the invention provides that the system volume flow can be changed discretely to the extent that part of the total volume flow of the displacement pump of such an arrangement can be branched off by means of at least one switching valve, which is then used as the tank volume flow named in this description, i.e., bypassing the working system again Hydraulic fluid tank is supplied.
  • the system volume flow thus results from the total volume flow minus the tank volume flow diverted via at least one bypass.
  • the discretization takes place with the number of possible bypass connections of group lines to which a switching valve is assigned.
  • group lines that always feed into the work system without the option to switch to a bypass, and group lines to which a switching valve is assigned and whose volume flow can thus be bypassed the work system.
  • the invention preferably provides that all group lines provided have a respectively assigned switching valve with which the volume flow of the assigned group line can alternatively be switched to the bypass instead of to the working system.
  • Displacement pumps have displacement units, e.g. displacement spaces in piston pumps.
  • Displacement pumps can preferably be designed as piston pumps, the displacement units of which are formed by piston spaces.
  • Displacement pumps can, for example, also be designed as vane pumps, with a respective cell space between two vanes forming a displacement unit.
  • Displacement pumps can, for example, also be designed as gear pumps, the spaces enclosed between the gear wheels forming displacement units.
  • a displacer unit or several displacer units can form a displacer group. It is also possible for all displacement units of a displacement pump to form a displacement group. In such a case, the invention thus has at least two positive displacement pumps.
  • the invention provides at least one positive displacement pump in the arrangement, so it is also possible to use several, in particular several identical, but also several different displacement pumps in the arrangement.
  • displacement pumps can differ, for example, in terms of their delivery rate.
  • a displacement group has at least one displacement unit in each case, preferably at least two displacement units, in particular the same displacement pump, if several are used.
  • the invention can, for example, provide that the control pressure generated by the throttle valve, for example the differential pressure, is around the throttle valve results around or is a back pressure that prevails in the direction of fluid flow in front of the throttle valve.
  • control pressure is measured, e.g. as an electrical variable and converted into a control signal for controlling the switching valves by means of electronics.
  • a control signal can then be an electrical switching signal.
  • the invention makes the regulation accessible in a purely hydraulic manner.
  • the control pressure can be recorded hydraulically and used in the arrangement, e.g. directly or after conversion / conversion, hydraulically to control a respective valve, i.e. to trigger the switchover.
  • each switching valve can be hydraulically actuatable, in particular by the control pressure itself or by a switching pressure which acts on the respective valve as a function of the control pressure.
  • the pressure acting in the direction of fluid flow upstream of the throttle valve, in particular dynamic pressure, or the pressure difference acting around the throttle valve as control pressure can thus directly form the pressure for triggering the switching process of at least one, in particular all of the switching valves.
  • the control pressure can act, for example, by fluid connection of a line area upstream and / or downstream of the throttle valve with at least one of the switching valves, preferably with all switching valves in the respective piston chamber of the switching valve, in particular by virtue of the fluid connection opening directly into the respective piston chamber.
  • the control pressure at the throttle prevails directly in the piston chamber.
  • the switching valves can preferably be set up to effect the switching process in each case at different control pressures.
  • control valves of the invention can be constructed in such a way that they have a piston which is guided in a cylinder and which, by reversing its position in the control valve, redirects the volume flow of a group line instead of to the working system in the direction of the hydraulic tank via the bypass, in particular actually short-circuits it .
  • the piston can, for example, close a valve inlet to which an assigned group line is connected or switch to the bypass or at least in the direction of a bypass.
  • the piston can be moved against a restoring force by the control pressure or the force exerted by it on the piston, in particular with different large restoring forces or piston area sizes in the control valves that they trigger the switching process at different control pressures.
  • all control valves can have the same control pressure applied to them, but switch at different control pressures.
  • each switching valve can be assigned its own bypass line, which opens directly or via the bypass line of another switching valve into a line section common to all bypass lines in the flow direction upstream of the throttle valve.
  • At least one of the switching valves assigned to a group line is indirectly connected to the bypass line via another switching valve, in particular when the other switching valve is in a position blocking the connection between the bypass and its assigned group line.
  • this can be provided if there are only two switching valves in the arrangement, each of which is assigned to a group line.
  • the two group lines can, for example, convey differently large flow rates, for example by having these from two displacement groups with different numbers of displacement units are acted upon or by the fact that the group lines are acted upon by different displacement pumps (eg with different delivery rates).
  • operation can be carried out in such a way that when a first control pressure level is reached by initially two group lines conveying to the working system, one group line, preferably the one with the lower volume flow, is switched on by switching its assigned switching valve to the bypass via the second control valve of the other group line is switched.
  • one group line preferably the one with the lower volume flow
  • the group line preferably the one with the higher volume flow
  • the group line can be switched in the direction of the bypass by switching the second switching valve, whereby the other group line, in particular with the lower flow rate of both group lines, is separated from the bypass at the same time as this control valve is switched and promotes again in the direction of the work system, in particular what causes a switch between the group leaders.
  • An embodiment of the invention can also provide that the arrangement comprises an analog-digital converter unit which is set up to generate control signals as the control pressure rises, in particular, depending on which the group lines of different displacement groups can be successively connected to the bypass with the switching valves and / or the analog-digital converter unit is set up to generate control signals with falling control pressure, depending on which the group lines of different displacer groups can be switched off from the bypass successively with the switching valves.
  • the control pressure does not act directly in the control valves, but is preferably converted hydraulically in the converter unit in order to switch the control valves with the converted pressure as a control signal. This converted or converted pressure thus forms a switching pressure with which the switching of the respective switching valve is triggered.
  • this version with an analog-digital converter unit can also work electrically / electronically instead of hydraulically.
  • the control pressure is recorded by measurement and converted in the converter unit into an electrical control signal for controlling the respective electrical control valves.
  • each switching valve can furthermore preferably be actuated hydraulically and the analog-digital converter can therefore be used to generate a converted hydraulic switching pressure for each switching valve as a function of the control pressure dropping across the throttle valve.
  • the analog-digital converter is designed as a valve for generating a respective hydraulic switching pressure, with which either the low pressure level of the hydraulic fluid tank or the high pressure level as a converted switching pressure or control signal depending on the control pressure at a respective switching valve a pressure source can be switched on.
  • a pressure accumulator in particular a pressure accumulator charged by the hydraulic fluid of the system volume flow, preferably a pressure accumulator integrated in the working system, can be used as the pressure source.
  • the at least one displacement group conveying into the working system can be used as the pressure accumulator.
  • the valve in the analog-digital converter unit preferably comprises a valve element which is movable as a function of the control pressure and with which, depending on its position, the low pressure level of the hydraulic fluid tank or the high pressure level of the pressure source can be connected to the respective switching valve as switching pressure.
  • This is the varying, in particular, continuously varying control pressure at the throttle valve is converted into only two different pressure levels, with which the switching of a respective control valve takes place. Which of the multiple control valves is acted upon by the converted pressure level, in particular next, depends on the control pressure at the throttle valve with which the position, in particular the range of movement of the valve element in the converter unit is determined.
  • valve element can preferably be designed as a piston that is axially movable in a cylinder bore of the converter unit, with two axially spaced cylinder spaces being formed between the piston and the cylinder bore wall, one of which is connected to the hydraulic fluid tank by a line section in the flow direction upstream of the throttle and the other with the pressure source is connected and by displacement of the piston in the cylinder bore wall openings of control lines of the switching valves can be connected to one of the two cylinder chambers depending on the control pressure acting on an axial end face of the piston.
  • the openings can be successively connected to the cylinder space having the high pressure level with increasing control pressure and can be successively connected to the cylinder space having the low pressure level with falling control pressure.
  • the piston can preferably be axially movable against an acting counterforce, in particular with the counterforce being changeable as a function of the piston position, e.g. by a spring element exerting the counterforce with a non-linear characteristic.
  • the invention can provide that the working system is a working machine driven with pressurized hydraulic fluid of the at least one displacement group, one with pressurized one standing hydraulic fluid of the at least one displacement group of chargeable pressure accumulator and a pressure relief valve, preferably an adjustable pressure relief valve, wherein the system volume flow with the pressure relief valve can be divided into the working volume flow, which is performed while performing work through the working system to the hydraulic fluid tank and the excess volume flow, which bypassing the Working system is performed via the throttle valve to the hydraulic fluid tank.
  • a work machine is preferably a prime mover in which hydraulic energy can be converted into mechanical work, for example a hydraulic motor.
  • control pressure generated with the throttle valve is preferably generated by the excess volume flow alone when all displacement groups feed into the working system, or generated by the total volume flow from the excess volume flow and the tank volume flow when at least some of the displacement groups are connected to the bypass.
  • the switching pressure of the analog-digital converter converted from the control pressure acts against a counter pressure that is at most 5 to 20% less than the pressure of the pressure relief valve.
  • FIG. 1 shows an embodiment with a positive displacement pump P1, for example a piston pump.
  • This has several displacement units VE, for example piston chambers VE, which are numbered consecutively in the displacement pump P1.
  • three displacement units VE are combined to form a displacement group and convey into a common group line G1, G2 or G3, in particular each via a check valve RV.
  • the displacement units 9, 3 and 6 promote in the group line G1, the displacement units 2, 8 and 5 promote in the Group management G2 and displacement units 1, 7 and 4 feed into group management G3.
  • Each group line G1, G2, G3 is connected to an assigned switching valve V1, V2 or V3 with the same number, with which the respectively assigned group line can be switched, in particular short-circuited, to the hydraulic fluid tank H via a respective bypass B1, B2 and B3 with the same number.
  • each switching valve V1, V2, V3 is connected with its piston chamber to an assigned control line K1, K2, K3 of an analog / digital converter unit ADW.
  • the control lines K3, K2 and K1 are switched on one after the other in this order from the low pressure level of the hydraulic tank H to the high pressure level of a pressure source DQ when the piston KO is in the Figure 1 is shifted to the right.
  • the control pressure in the piston chamber KR acts through a direct control pressure line connection SDL between the piston chamber KR and the throttle valve DR, the throttling effect of which can be adjusted.
  • the control pressure can be given by the back pressure which is generated with the throttle valve in the fluid flow direction upstream of the throttle valve.
  • the respective switching valve V1, V2 and V3 switches the assigned group line G1, G2, G3 to the bypass B1, B2, B3.
  • the volume flow in the group line is then passed as a tank volume flow via the respective bypass to the hydraulic fluid tank and adds up to the excess volume flow that is present in the working system AS Working machine AM, which is led from the circulation line U via the same throttle DR.
  • the pressure source DQ can be part of the work system AS, e.g. a membrane vessel, and can be charged by the pressure level that is present in the group lines G1, G2, G3 when these are connected to the work system AS.
  • This pressure level can preferably be defined by the pressure limiting valve.
  • all group lines G1, G2, G3 could initially be connected to the work system AS and, in total, provide the system volume flow.
  • the working system AS branches off the working volume flow required to carry out the work and sends the excess volume flow that is not required via the circulation line U and the throttle DR back to the hydraulic fluid tank H.
  • the control pressure at the throttle DR is generated from the excess volume flow. This is initially low and thus the piston KO is in the left position, all switching valves V1, V2, V3 are switched on to low pressure.
  • the excess volume flow then initially decreases. If the demand for the working volume flow continues to fall, the excess volume flow increases again and the next switching valve is switched in the same way, in particular until all group lines are switched to the bypass. In this condition the entire volume flow flows to the tank as a tank volume flow. The system volume flow is zero and therefore the excess volume flow is also zero.
  • the control pressure generated by the throttle is at its maximum, so that the piston KO of the analog-digital converter unit ADW Wert is shifted all the way to the right and the high pressure level from the pressure source DQ is applied to the switching valves V1, V2 and V3 via the cylinder chamber Z1. The regulation is then inactive.
  • the working system AS can then initially serve a new request from the pressure source DQ, as a result of which the pressure source DQ, which is designed as a pressure accumulator, is discharged. Therefore, the switching pressure applied to the valves V1 to V3 falls, since it comes from this pressure source DQ via the cylinder space Z1.
  • the control pressure generated at the throttle valve DR remains constant at its maximum value. The regulation therefore remains unaffected for the time being.
  • the switching pressure falls by an amount that corresponds to the counter pressure against which the switching pressure of one of the switching valves, in particular V1, acts, preferably falls by the aforementioned amount of 5-20%, because the pressure source DQ has discharged so far, then opens that concerning switching valve, in particular switching valve V1, whereby the volume flow from the group line G1 flows as a system volume flow to the working system.
  • the regulation starts again.
  • the switching valves will switch the group lines back on to the working system in reverse order, for which the low pressure in the cylinder chamber Z2 is switched on to the control lines K1, K2 and K3 in this order.
  • FIG. 1 shows another embodiment.
  • both pumps P1 and P2 initially convey the entire volume flow as a system volume flow to the working system AS via their group lines. It can be any work system AS that does not have to correspond to the work system of FIG. From this, the unused excess volume flow comes back via the circulation line U, which guides this excess volume flow via the throttle DR and generates the control pressure.
  • the system volume flow is thereby reduced by the volume flow of the displacement group of pump P2.
  • the second switching threshold of the switching valve V1 which is above the first switching threshold, is exceeded and the switching valve V1 is also switched, which causes the group line G1 to be switched to the bypass and, at the same time, the group line G2 to be switched back to the working system.
  • the working system acts as the system flow rate, i.e. first the flow rate from G1 and G2, then G2 is switched off, then G2 and G1 are switched over.
  • FIG. 3 shows a modified version compared to FIG. 2, in which the control pressure is generated by the differential pressure that is generated around the throttle valve DR.
  • Line areas L1 in front of and L2 behind the throttle valve DR are led into the respective piston chambers on both sides of the piston of the respective switching valve V1, V2, so that the differential pressure that is generated around the throttle valve DR also acts directly on the piston of each valve V1, V2.

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Abstract

The invention relates to an assembly consisting of a working system (AS) for carrying out work using a pressurized hydraulic fluid and a displacement pump (P1), comprising a regulating device for discreetly changing the system volumetric flow to be supplied to the working system (AS) as a proportion of the total volumetric flow of the system, said system volumetric flow being separable in the working system (AS) into a working volumetric flow which carries out work and an excess volumetric flow which does not carry out work. The at least one displacement pump (P1) comprises multiple displacement units (VE), wherein the total number of displacement units (VE) is divided into multiple displacement groups, and each displacement group comprises at least one displacement unit. All of the displacement units (VE) are connected to a respective hydraulic fluid tank (H) on the inlet side in order to be supplied with hydraulic fluid, and the outlet-side high-pressure lines of the displacement units (VE) in each displacement group are combined in order to form a respective common group line (G1, G2, G3). All of the group lines (G1, G2, G3) open into a supply line, via which a system volumetric flow can be conveyed from the total volumetric flow of hydraulic fluid to the working system (AS), and at least one group line (G1, G2, G3) is paired with a switch valve (V1, V2, V3), by means of which the respective paired group line (G1, G2, G3) can be switched to the hydraulic fluid tank (H) via a bypass (B1, B2, B3) in order to bypass the working system (AS) and via a throttle valve (DR) that is common to all of the switchable group lines (G1, G2, G3). After being connected to the bypass (B1, B2, B3), the switchable group lines (G1, G2, G3) allow a tank volumetric flow to be conveyed from the entire volumetric flow of hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank (H). The working system (AS) is connected to a circulation line (U), by means of which the hydraulic fluid of the excess volumetric flow can be recirculated into the hydraulic fluid tank (H) via the same throttle valve (DR). Each switch valve (V1, V2, V3) can be switched on the basis of a control pressure generated by the throttle valve (DR) using the sum of the tank volumetric flow and the excess volumetric flow.

Description

Anordnung aus einem Arbeitssystem zur Verrichtung von Arbeit mittels eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer Pumpvorrichtung Arrangement of a work system for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a pumping device
Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Arbeitssystem zur Verrichtung von Arbeit mittels eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer Verdrängerpumpe mit einer Regelvorrichtung zur diskreten Änderung des als Anteil aus seinem Gesamtvolumenstrom dem Arbeitssystem zuzuführenden Systemvolumenstroms, der im Arbeitssystem in einen Arbeit verrichtenden Arbeitsvolumenstrom und einen keine Arbeit verrichtenden Überschußvolumenstrom aufteilbar ist. The invention relates to an arrangement of a work system for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a displacement pump with a control device for discreetly changing the system volume flow to be supplied to the work system as a proportion of its total volume flow, the work volume flow in the work system doing work and no work performing excess volume flow is divisible.
Im Stand der Technik ist es allgemein bekannt Verdrängerpumpen mit verstellbaren Verdrängereinheiten einzusetzen, die mittels einer Regelung betreiben werden, um den zum Arbeitssystem geförderten Volumenstrom in Abhängigkeit des Bedarfs zu regeln. Eine solche Regelung erfolgt im Wesentlichen stufenlos. Solche Verdrängereinheiten haben den Vorteil, dass deren Schluckvolumen je nach Bedarf anpassbar ist und infolgedessen die Verlustleistung minimiert werden kann. Bei einer Verdrängerpumpe hat das Verkleinern des Schluckvolumens einen geringeren Energieverbrauch zur Folge. Bei konventionellen verstellbaren Verdrängereinheiten wird das Schluckvolumen z.B. verstellt, indem der Hub der Arbeitskolben variiert wird. Die Kolben sind jedoch mit der Hochdruckleitung bei der gesamten Förderphase verbunden. Da sowohl die Leckage, als auch reibungsbehaftete Verluste eine hohe Abhängigkeit vom Druck besitzen, bleiben diese bei einer auf diese Art und Weise erreichten Verringerung des Schluckvolumens unverändert. Eine kleinere Nutzleistung, aber gleichbleibende Verluste, führen zur einer niedrigen Effizienz bei kleineren Schluckvolumen. In the prior art, it is generally known to use positive displacement pumps with adjustable displacement units which are operated by means of a control system in order to regulate the volume flow conveyed to the working system as a function of demand. Such a regulation is essentially infinitely variable. Such displacement units have the advantage that their absorption volume can be adapted as required and, as a result, the power loss can be minimized. With a positive displacement pump, reducing the displacement results in lower energy consumption. With conventional adjustable displacement units, the displacement is adjusted, for example, by varying the stroke of the working piston. However, the pistons are connected to the high pressure line during the entire delivery phase. Since both leakage and friction-related losses have a high dependency on pressure, they remain at one achieved in this way Reduction in swallowing volume unchanged. A smaller useful power, but constant losses, lead to a low efficiency with smaller displacement.
Verdrängerpumpen mit diskret veränderbaren Verdrängereinheiten haben das Potential eine energieeffizientere Alternative zu den konventionellen verstellbaren Einheiten zu sein. Anders als bei den meisten Verstellmechanismen, werden bei einer diskret verstellbaren Verdrängereinheit z.B. einzelne Kolben bei der Förderphase von der Förderung in das zu betreibende Arbeitssystem ausgeschlossen. Positive displacement pumps with discretely variable displacement units have the potential to be a more energy-efficient alternative to conventional adjustable units. In contrast to most adjustment mechanisms, in the case of a discretely adjustable displacement unit, e.g. individual pistons are excluded from being conveyed into the work system to be operated during the conveying phase.
Diese ausgeschlossenen Kolben tragen in einem solchen Zustand nichts zum Fördervolumenstrom in Richtung zum Arbeitssystem bei, wodurch ebenso das Schluckvolumen der gesamten Pumpvorrichtung geändert werden kann. Mit solchen Pumpen können auch die Verluste bei einer Verringerung der Nutzleistung mit verkleinert werden. In such a state, these excluded pistons do not contribute anything to the delivery volume flow in the direction of the working system, whereby the displacement volume of the entire pump device can also be changed. With such pumps, the losses can also be reduced when the useful power is reduced.
Im Stand der Technik, z.B. aus der Publikation US 5,259738 A ist es beispielsweise bekannt zwei elektromagnetisch betätigte Schaltventile pro Kolben der Verdrängereinheit einzusetzen, die mit Hilfe eines teuren elektronischen Reglers und notwendiger Sensorik, den entsprechenden Kolben zwangsmäßig und unabhängig von Flublage mit dem Hydraulikfluidtank verbinden. In the prior art, for example from the publication US 5,259738 A, it is known, for example, to use two electromagnetically actuated switching valves per piston of the displacement unit, which with the help of an expensive electronic controller and necessary sensors, automatically and independently of the fluid position with the hydraulic fluid tank associate.
Obwohl diese Methode eine sehr hohe Flexibilität bei der Steuerung erlaubt, erhöht es die Komplexität des Systems erheblich, so dass es nicht nur teurer wird, sondern auch anfälliger für Störungen ist und eine externe Energiequelle zur Versorgung der elektronischen Bauteile benötigt. Although this method allows a very high degree of flexibility in the control, it increases the complexity of the system considerably, so that it is not only more expensive, but is also more prone to malfunctions and requires an external energy source to supply the electronic components.
Vor diesem Flintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Anordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die auf einfache und günstige Art und Weise eine diskrete Verstellung des Systemvolumenstromes erzielt, der einem Arbeitssystem zugeführt wird. Vorzugsweise soll die Regelung rein hydraulisch erfolgen, so dass elektronische / elektrische Komponenten sogar in diesem Fall vollständig entfallen können. Against this background, it is an object of the invention to provide an arrangement of the type mentioned at the beginning which achieves a discrete adjustment of the system volume flow that is fed to a work system in a simple and favorable manner. The regulation should preferably be purely hydraulic take place, so that electronic / electrical components can be completely omitted even in this case.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Anordnung der eingangs genannten Art sich dadurch auszeichnet, dass die wenigstens eine Verdrängerpumpe mehrere Verdrängereinheiten, insbesondere Verdrängerräume umfasst, wobei die Gesamtanzahl aller Verdrängereinheiten in mehrere Verdrängergruppen unterteilt ist und jede Verdrängergruppe wenigstens eine Verdrängereinheit, vorzugsweise wenigstens zwei Verdrängereinheiten umfasst, und alle Verdrängereinheiten eingangsseitig jeweils mit einem Hydraulikfluidtank zum Bezug von Hydraulikfluid verbunden sind, und die ausgangsseitigen Hochdruckleitungen der Verdrängereinheiten in einer jeweiligen Verdrängergruppe zu einer jeweiligen gemeinsamen Gruppenleitung zusammengeführt sind, und alle Gruppenleitungen in eine Zuführleitung münden, insbesondere unmittelbar oder über ein Rückschlagventil, über welche ein Systemvolumenstrom aus dem Gesamtvolumenstrom von Hydraulikfluid zum Arbeitssystem förderbar ist, und wenigstens einer Gruppenleitung ein Schaltventil zugeordnet ist, vorzugsweise allen Gruppenleitungen jeweils ein Schaltventil zugeordnet ist, mit dem die jeweilige zugeordnete Gruppenleitung über einen Bypass zur Umgehung des Arbeitssystems und über ein für alle schaltbaren Gruppenleitungen gemeinsames Drosselventil, vorzugsweise einstellbares Drosselventil an den Hydraulikfluidtank schaltbar ist, wobei mit den umschaltbaren Gruppenleitungen nach Anschaltung an den Bypass ein Tankvolumenstrom aus dem Gesamtvolumenstrom von Hydraulikfluid zum Hydraulikfluidtank förderbar ist, und das Arbeitssystem mit einer Tankleitung verbunden ist, mit dem das Hydraulikfluid des Arbeitsvolumenstromes in den Hydraulikfluidtank zurückführbar ist und mit einer Umlaufleitung verbunden ist, mit der das Hydraulikfluid des Überschußvolumenstromes, über dasselbe Drosselventil in den Hydraulikfluidtank zurückführbar ist, und jedes der Schaltventile in Abhängigkeit eines mit dem Drosselventil durch die Summe aus Tank- und Überschußvolumenstrom erzeugten Steuerdruckes schaltbar ist. Die Erfindung sieht es vor, den Systemvolumenstrom insoweit diskret verändern zu können, als dass von dem Gesamtvolumenstrom der Verdrängerpumpe einer solchen Anordnung ein Teil mittels wenigstens eines Schaltventiles abzweigbar ist, der sodann als in dieser Beschreibung benannter Tankvolumenstrom direkt, d.h. unter Umgehung des Arbeitssystems wieder dem Hydraulikfluidtank zugeführt wird. Der Systemvolumenstrom ergibt sich somit aus dem Gesamtvolumenstrom abzüglich des über wenigstens einen Bypass umgeleiteten Tankvolumenstromes.This object is achieved according to the invention in that the arrangement of the type mentioned at the beginning is characterized in that the at least one displacement pump comprises several displacement units, in particular displacement spaces, the total number of all displacement units being divided into several displacement groups and each displacement group at least one displacement unit, preferably comprises at least two displacer units, and all displacer units are connected on the input side to a hydraulic fluid tank for the supply of hydraulic fluid, and the high-pressure lines of the displacer units on the output side are merged into a respective common group line in a respective displacer group, and all group lines open into a supply line, in particular directly or via a check valve, via which a system volume flow from the total volume flow of hydraulic fluid can be conveyed to the working system, and at least one group enline a switching valve is assigned, preferably a switching valve is assigned to all group lines, with which the respective assigned group line can be switched to the hydraulic fluid tank via a bypass to bypass the working system and via a throttle valve, preferably adjustable throttle valve common to all switchable group lines, with the switchable group lines, after connection to the bypass, a tank volume flow from the total volume flow of hydraulic fluid can be conveyed to the hydraulic fluid tank, and the working system is connected to a tank line with which the hydraulic fluid of the working volume flow can be returned to the hydraulic fluid tank and is connected to a circulation line with which the hydraulic fluid of the excess volume flow can be returned to the hydraulic fluid tank via the same throttle valve, and each of the switching valves as a function of one with the throttle valve by the sum of the tank and surplus volume flow generated control pressure is switchable. The invention provides that the system volume flow can be changed discretely to the extent that part of the total volume flow of the displacement pump of such an arrangement can be branched off by means of at least one switching valve, which is then used as the tank volume flow named in this description, i.e., bypassing the working system again Hydraulic fluid tank is supplied. The system volume flow thus results from the total volume flow minus the tank volume flow diverted via at least one bypass.
Die Diskretisierung erfolgt dabei mit der Anzahl der möglichen Bypass- Aufschaltungen von Gruppenleitungen, denen ein Schaltventil zugeordnet ist. Insofern kann es also Gruppenleitungen geben, die ohne Schaltmöglichkeit auf einen Bypass immer in das Arbeitssystem fördern und Gruppenleitungen, denen ein Schaltventil zugeordnet ist und deren Volumenstrom somit am Arbeitssystem vorbeigeleitet werden kann. Vorzugsweise sieht die Erfindung vor, dass alle vorgesehenen Gruppenleitungen ein jeweils zugeordnetes Schaltventil aufweisen, mit dem der Volumenstrom der zugeordneten Gruppenleitung statt auf das Arbeitssystem alternativ auf den Bypass geschaltet werden kann. The discretization takes place with the number of possible bypass connections of group lines to which a switching valve is assigned. In this respect, there can be group lines that always feed into the work system without the option to switch to a bypass, and group lines to which a switching valve is assigned and whose volume flow can thus be bypassed the work system. The invention preferably provides that all group lines provided have a respectively assigned switching valve with which the volume flow of the assigned group line can alternatively be switched to the bypass instead of to the working system.
Verdrängerpumpen weisen Verdrängereinheiten auf, z.B. Verdrängerräume in Kolbenpumpen. Displacement pumps have displacement units, e.g. displacement spaces in piston pumps.
Verdrängerpumpen können vorzugsweise als Kolbenpumpen ausgebildet sein, deren Verdrängereinheiten durch Kolbenräume ausgebildet sind. Verdrängerpumpen können z.B. auch als Flügelzellenpumpen ausgebildet sein, wobei ein jeweiliger Zellraum zwischen zwei Flügeln eine Verdrängereinheit bildet. Verdrängerpumpen können z.B. auch als Zahnradpumpen ausgebildet sein, wobei die zwischen den Zahnrädern eingeschlossenen Räume Verdrängereinheiten bilden. Displacement pumps can preferably be designed as piston pumps, the displacement units of which are formed by piston spaces. Displacement pumps can, for example, also be designed as vane pumps, with a respective cell space between two vanes forming a displacement unit. Displacement pumps can, for example, also be designed as gear pumps, the spaces enclosed between the gear wheels forming displacement units.
Gemäß der Erfindung kann eine Verdrängereinheit oder können mehrere Verdrängereinheiten eine Verdrängergruppe bilden. Es können auch alle Verdrängereinheiten einer Verdrängerpumpe eine Verdrängergruppe bilden. In einem solchen Fall weist die Erfindung somit wenigstens zwei Verdrängerpumpen auf. According to the invention, a displacer unit or several displacer units can form a displacer group. It is also possible for all displacement units of a displacement pump to form a displacement group. In In such a case, the invention thus has at least two positive displacement pumps.
Die Erfindung sieht wenigstens eine Verdrängerpumpe in der Anordnung vor, es können also auch mehrere, insbesondere mehrere gleiche, aber auch mehrere unterschiedliche Verdrängerpumpen in der Anordnung eingesetzt werden. The invention provides at least one positive displacement pump in the arrangement, so it is also possible to use several, in particular several identical, but also several different displacement pumps in the arrangement.
Mehrere Verdrängerpumpen können sich z.B. in der Förderleistung unterscheiden.Several displacement pumps can differ, for example, in terms of their delivery rate.
Die Erfindung macht durch die Zuordnung von Verdrängergruppen zu einer jeweiligen Gruppenleitung, insbesondere auf den Bypass schaltbaren Gruppenleitung somit durch Schaltung den Förderstrom der jeweiligen Verdrängergruppe individuell für den Arbeitsvolumenstrom auswählbar. Dabei weist eine Verdrängergruppe zumindest jeweils eine Verdrängereinheit auf, vorzugsweise wenigstens zwei Verdrängereinheiten, insbesondere derselben Verdrängerpumpe, sofern mehrere eingesetzt sind. By assigning displacer groups to a respective group line, in particular group line switchable to the bypass, the invention makes it possible to select the delivery flow of the respective displacer group individually for the working volume flow by switching. In this case, a displacement group has at least one displacement unit in each case, preferably at least two displacement units, in particular the same displacement pump, if several are used.
Es können so mehrere Verdrängereinheiten, egal ob von einer oder mehreren Verdrängerpumpen, regelungstechnisch zusammengefasst werden, insbesondere wenn die mögliche Anzahl von diskreten Förderstufen reduziert werden soll. In this way, several displacement units, regardless of whether they are from one or more displacement pumps, can be combined in terms of control technology, in particular if the possible number of discrete delivery stages is to be reduced.
Die Führung des Überschußvolumenstromes durch dasselbe Drosselventil wie bei den jeweiligen über den Bypass geleiteten Tankvolumenströmen und die Abhängigkeit der Schaltung der Schaltventile von einem mit diesem Drosselventil erzeugten Steuerdruck führt zu dem Vorteil, dass eine Änderung des Überschußvolumenstromes im Arbeitssystem, z.B. aufgrund geänderter Anforderung zu einer Steuerdruckänderung führt, die eine Änderung der Schaltung der schaltbaren Ventile bewirkt. So wird eine Rückkopplung im Regelsystem erzielt, die durch Veränderung der Schaltzustände der Schaltventile den Systemvolumenstrom diskret verändern kann. The routing of the excess volume flow through the same throttle valve as with the respective tank volume flows routed via the bypass and the dependency of the switching of the switching valves on a control pressure generated with this throttle valve leads to the advantage that a change in the excess volume flow in the working system, e.g. due to a changed requirement for a change in control pressure leads, which causes a change in the switching of the switchable valves. In this way, feedback is achieved in the control system, which can discretely change the system volume flow by changing the switching states of the switching valves.
Die Erfindung kann beispielsweise vorsehen, dass der mit dem Drosselventil erzeugte Steuerdruck, z.B. der Differenzdruck ist, der sich um das Drosselventil herum ergibt oder auch ein Staudruck ist, der in Fluidflussrichtung vor dem Drosselventil herrscht. The invention can, for example, provide that the control pressure generated by the throttle valve, for example the differential pressure, is around the throttle valve results around or is a back pressure that prevails in the direction of fluid flow in front of the throttle valve.
Es kann in einer Ausführung vorgesehen sein, den Steuerdruck messtechnisch zu erfassen, z.B. als elektrische Größe und mittels einer Elektronik in ein Steuersignal zu Steuerung der Schaltventile umzusetzen. Ein solches Steuersignal kann sodann ein elektrisches Schaltsignal sein. In one embodiment it can be provided that the control pressure is measured, e.g. as an electrical variable and converted into a control signal for controlling the switching valves by means of electronics. Such a control signal can then be an electrical switching signal.
Vorzugsweise erschließt die Erfindung hingegen die Regelung auf rein hydraulische Art. Dafür kann der Steuerdruck hydraulisch erfasst und in der Anordnung z.B. direkt oder nach einer Umsetzung / Wandlung hydraulisch zur Steuerung eines jeweiligen Ventils eingesetzt sein, also um das Umschalten auszulösen. Preferably, however, the invention makes the regulation accessible in a purely hydraulic manner. For this, the control pressure can be recorded hydraulically and used in the arrangement, e.g. directly or after conversion / conversion, hydraulically to control a respective valve, i.e. to trigger the switchover.
Eine mögliche Ausführungsform kann dafür vorsehen, dass ein jedes Schaltventil hydraulisch betätigbar, insbesondere durch den Steuerdruck selbst oder durch einen in Abhängigkeit des Steuerdrucks das jeweilige Ventil beaufschlagenden Schaltdruck. A possible embodiment can provide for each switching valve to be hydraulically actuatable, in particular by the control pressure itself or by a switching pressure which acts on the respective valve as a function of the control pressure.
Vorzugsweise kann somit der in Fluidflußrichtung vor dem Drosselventil wirkende Druck, insbesondere Staudruck, oder die um das Drosselventil herum wirkende Druckdifferenz als Steuerdruck unmittelbar den Druck zur Auslösung des Schaltvorganges wenigstens eines, insbesondere aller vorhandener Schaltventile bilden. Dafür kann der Steuerdruck z.B. durch Fluidverbindung eines Leitungsbereiches vor und/oder nach dem Drosselventil mit wenigstens einem der Schaltventile, vorzugsweise mit allen Schaltventilen im jeweiligen Kolbenraum des Schaltventils wirken, insbesondere dadurch, dass die Fluidverbindung direkt in den jeweiligen Kolbenraum mündet. Abgesehen von evtl leitungsbedingten Verlusten herrscht somit im Kolbenraum direkt der Steuerdruck an der Drossel. Hierbei können bevorzugt die Schaltventile eingerichtet sein, jeweils bei unterschiedlich hohen Steuerdrücken den Schaltvorgang zu bewirken. Allgemein können Steuerventile der Erfindung so aufgebaut sein, dass diese einen Kolben aufweisen, der in einem Zylinder geführt ist und der durch eine Umsteuerung seiner Lage im Steuerventil den Volumenstrom einer Gruppenleitung statt auf das Arbeitssystem in Richtung zum Hydrauliktank über den Bypass umleitet, insbesondere faktisch kurzschließt. Dafür kann der Kolben z.B. einen Ventileingang, an dem eine zugeordnete Gruppenleitung angeschlossen ist schließen oder auf den Bypass oder zumindest in Richtung zu einem Bypass schalten. The pressure acting in the direction of fluid flow upstream of the throttle valve, in particular dynamic pressure, or the pressure difference acting around the throttle valve as control pressure can thus directly form the pressure for triggering the switching process of at least one, in particular all of the switching valves. For this purpose, the control pressure can act, for example, by fluid connection of a line area upstream and / or downstream of the throttle valve with at least one of the switching valves, preferably with all switching valves in the respective piston chamber of the switching valve, in particular by virtue of the fluid connection opening directly into the respective piston chamber. Apart from any line-related losses, the control pressure at the throttle prevails directly in the piston chamber. In this case, the switching valves can preferably be set up to effect the switching process in each case at different control pressures. In general, control valves of the invention can be constructed in such a way that they have a piston which is guided in a cylinder and which, by reversing its position in the control valve, redirects the volume flow of a group line instead of to the working system in the direction of the hydraulic tank via the bypass, in particular actually short-circuits it . For this purpose, the piston can, for example, close a valve inlet to which an assigned group line is connected or switch to the bypass or at least in the direction of a bypass.
Der Kolben kann durch den wirkenden Steuerdruck, bzw. die dadurch auf den Kolben ausgeübte Kraft gegen eine Rückstellkraft bewegt werden, insbesondere wobei durch unterschiedliche große Rückstellkräfte oder Kolbenflächengrößen bei den Steuerventilen bewirkt werden kann, dass diese bei unterschiedlichen Steuerdrücken den Schaltvorgang auslösen. So können z.B. alle Steuerventile mit demselben Steuerdruck beaufschlagt sein, aber bei verschiedenen Steuerdrücken schalten. The piston can be moved against a restoring force by the control pressure or the force exerted by it on the piston, in particular with different large restoring forces or piston area sizes in the control valves that they trigger the switching process at different control pressures. For example, all control valves can have the same control pressure applied to them, but switch at different control pressures.
Jedem Schaltventil kann in einer möglichen Ausführung eine eigene Bypassleitung zugeordnet sein, die direkt oder auch über die Bypassleitung eines anderen Schaltventils in einen für alle Bypassleitungen gemeinsamen Leitungsabschnitt in Flußrichtung vor dem Drosselventil mündet. In one possible embodiment, each switching valve can be assigned its own bypass line, which opens directly or via the bypass line of another switching valve into a line section common to all bypass lines in the flow direction upstream of the throttle valve.
In einer möglichen Ausführung kann z.B. auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der einer Gruppenleitung zugeordneten Schaltventile mittelbar über ein anderes Schaltventil mit der Bypassleitung verbunden ist, insbesondere, wenn das andere Schaltventil in einer die Verbindung zwischen Bypass und seiner zugeordneten Gruppenleitung sperrenden Stellung ist. Z.B. kann dies vorgesehen sein, wenn es in der Anordnung nur zwei Schaltventile gibt, die jeweils einer Gruppenleitung zugeordnet sind. Die beiden Gruppenleitungen können z.B. unterschiedlich große Förderströme fördern, z.B. dadurch, dass diese von zwei Verdrängergruppen mit unterschiedlicher Anzahl von Verdrängereinheiten beaufschlagt sind oder dadurch, dass die Gruppenleitungen von unterschiedlichen Verdrängerpumpen (z.B. mit verschiedener Förderleistung) beaufschlagt sind.In one possible embodiment, it can also be provided, for example, that at least one of the switching valves assigned to a group line is indirectly connected to the bypass line via another switching valve, in particular when the other switching valve is in a position blocking the connection between the bypass and its assigned group line. For example, this can be provided if there are only two switching valves in the arrangement, each of which is assigned to a group line. The two group lines can, for example, convey differently large flow rates, for example by having these from two displacement groups with different numbers of displacement units are acted upon or by the fact that the group lines are acted upon by different displacement pumps (eg with different delivery rates).
Mit einer solchen Anordnung kann z.B. steuerdruckabhängig der Betrieb so erfolgen, dass mit Erreichen eines ersten Steuerdruckniveaus von zunächst beiden zum Arbeitssystem fördernden Gruppenleitungen eine Gruppenleitung, vorzugsweise die mit dem geringeren Volumenstrom, durch Schaltung von deren zugeordnetem Schaltventil zum Bypass über das zweite Steuerventil der anderen Gruppenleitung geschaltet wird. Somit trägt zunächst der geringere Volumenstrom beider Gruppenleitungen nicht mehr zum Arbeitsvolumenstrom bei. Bei weiterer Erhöhung des Steuerdrucks kann durch Schaltung des zweiten Schaltventiles dessen Gruppenleitung, vorzugsweise die mit dem höheren Volumenstrom in Richtung zum Bypass geschaltet werden, wobei gleichzeitig mit dem Schalten dieses Steuerventils die andere Gruppenleitung, insbesondere mit dem geringeren Förderstrom beider Gruppenleitungen vom Bypass getrennt wird und wieder in Richtung zum Arbeitssystem fördert, insbesondere was ein Umschalten zwischen den Gruppenleitungen bewirkt. With such an arrangement, for example, depending on the control pressure, operation can be carried out in such a way that when a first control pressure level is reached by initially two group lines conveying to the working system, one group line, preferably the one with the lower volume flow, is switched on by switching its assigned switching valve to the bypass via the second control valve of the other group line is switched. Thus, initially the lower volume flow of both group lines no longer contributes to the working volume flow. If the control pressure is increased further, the group line, preferably the one with the higher volume flow, can be switched in the direction of the bypass by switching the second switching valve, whereby the other group line, in particular with the lower flow rate of both group lines, is separated from the bypass at the same time as this control valve is switched and promotes again in the direction of the work system, in particular what causes a switch between the group leaders.
In umgekehrter Reihenfolge kann bei fallendem Steuerdruck zurückgeschaltet werden. When the control pressure drops, it is possible to switch back in the reverse order.
Ersichtlich arbeitet diese Ausführung rein hydraulisch mit direkter Wirkung des am Drosselventil anliegenden Steuerdrucks in den Steuerventilen. It can be seen that this version works purely hydraulically with the direct effect of the control pressure applied to the throttle valve in the control valves.
Eine Ausführung der Erfindung kann auch vorsehen, dass die Anordnung eine Analog-Digital-Wandlereinheit umfasst, die eingerichtet ist, mit steigendem Steuerdruck Steuersignale zu erzeugen, insbesondere in deren Abhängigkeit mit den Schaltventilen sukzessive nacheinander die Gruppenleitungen verschiedener Verdrängergruppen an den Bypass anschaltbar sind und/oder die Analog-Digital- Wandlereinheit eingerichtet ist mit fallendem Steuerdruck Steuersignale zu erzeugen, in deren Abhängigkeit mit den Schaltventilen sukzessive nacheinander die Gruppenleitungen verschiedener Verdrängergruppen vom Bypass abschaltbar sind. In einer solchen Ausführung wirkt demnach der Steuerdruck nicht direkt in den Steuerventilen, sondern wird in der Wandlereinheit vorzugsweise hydraulisch umgesetzt, um mit dem umgesetzten Druck als Steuersignal die Steuerventile zu schalten. Dieser umgesetzte bzw. gewandelte Druck bildet somit einen Schaltdruck mit dem das Umschalten des jeweiligen Schaltventils ausgelöst wird.An embodiment of the invention can also provide that the arrangement comprises an analog-digital converter unit which is set up to generate control signals as the control pressure rises, in particular, depending on which the group lines of different displacement groups can be successively connected to the bypass with the switching valves and / or the analog-digital converter unit is set up to generate control signals with falling control pressure, depending on which the group lines of different displacer groups can be switched off from the bypass successively with the switching valves. In such an embodiment, the control pressure does not act directly in the control valves, but is preferably converted hydraulically in the converter unit in order to switch the control valves with the converted pressure as a control signal. This converted or converted pressure thus forms a switching pressure with which the switching of the respective switching valve is triggered.
Diese Ausführung mit einer Analog-Digital-Wandlereinheit kann in einer Alternativen aber statt hydraulisch auch elektrisch / elektronisch arbeiten. In diesem Fall wird der Steuerdruck messtechnisch erfasst und in der Wandlereinheit in ein elektrisches Steuersignal zu Ansteuerung der jeweiligen elektrischen Steuerventile umgesetzt. As an alternative, this version with an analog-digital converter unit can also work electrically / electronically instead of hydraulically. In this case, the control pressure is recorded by measurement and converted in the converter unit into an electrical control signal for controlling the respective electrical control valves.
In der bevorzugten hydraulischen Variante ist weiter bevorzugt ein jedes Schaltventil hydraulisch betätigbar und mit dem Analog-Digitalwandler ist somit für jedes Schaltventil ein gewandelter hydraulischer Schaltdruck in Abhängigkeit des über dem Drosselventil abfallenden Steuerdruckes erzeugbar. Dafür kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Analog-Digital-Wandler zur Erzeugung eines jeweiligen hydraulischen Schaltdrucks als ein Ventil ausgebildet ist, mit dem in Abhängigkeit des Steuerdrucks an ein jeweiliges Schaltventil als gewandelter Schaltdruck bzw. Steuersignal entweder das Niederdruckniveau des Hydraulikfluidtanks oder das Hochdruckniveau einer Druckquelle anschaltbar ist.In the preferred hydraulic variant, each switching valve can furthermore preferably be actuated hydraulically and the analog-digital converter can therefore be used to generate a converted hydraulic switching pressure for each switching valve as a function of the control pressure dropping across the throttle valve. For this, it can preferably be provided that the analog-digital converter is designed as a valve for generating a respective hydraulic switching pressure, with which either the low pressure level of the hydraulic fluid tank or the high pressure level as a converted switching pressure or control signal depending on the control pressure at a respective switching valve a pressure source can be switched on.
Als Druckquelle kann z.B. ein Druckspeicher, insbesondere ein vom Hydraulikfluid des Systemvolumenstroms aufgeladener Druckspeicher, vorzugsweise ein im Arbeitssystem integrierter Druckspeicher eingesetzt sein. Ebenso kann als Druckspeicher die wenigstens eine in das Arbeitssystem fördernde Verdrängergruppe eingesetzt sein. For example, a pressure accumulator, in particular a pressure accumulator charged by the hydraulic fluid of the system volume flow, preferably a pressure accumulator integrated in the working system, can be used as the pressure source. Likewise, the at least one displacement group conveying into the working system can be used as the pressure accumulator.
Das Ventil in der Analog-Digital-Wandlereinheit umfasst vorzugsweise ein in Abhängigkeit des Steuerdrucks bewegliches Ventilelement, mit welchem in Abhängigkeit von dessen Stellung an das jeweilige Schaltventil das Niederdruckniveau des Hydraulikfluidtanks oder das Hochdruckniveau der Druckquelle als Schaltdruck anschaltbar ist. Hierdurch wird der variierende, insbesondere stufenlos variierende Steuerdruck am Drosselventil in nur zwei verschiedene Druckniveaus umgesetzt, mit denen die Umschaltung eines jeweiligen Steuerventils erfolgt. Welches der mehreren Steuerventile dabei, insbesondere als nächstes, mit dem umgesetzten Druckniveau beaufschlagt ist steht in Abhängigkeit vom Steuerdruck am Drosselventil, mit dem die Stellung, insbesondere Bewegungsweite des Ventilelements in der Wandlereinheit bestimmt ist. The valve in the analog-digital converter unit preferably comprises a valve element which is movable as a function of the control pressure and with which, depending on its position, the low pressure level of the hydraulic fluid tank or the high pressure level of the pressure source can be connected to the respective switching valve as switching pressure. This is the varying, in particular, continuously varying control pressure at the throttle valve is converted into only two different pressure levels, with which the switching of a respective control valve takes place. Which of the multiple control valves is acted upon by the converted pressure level, in particular next, depends on the control pressure at the throttle valve with which the position, in particular the range of movement of the valve element in the converter unit is determined.
Dafür kann bevorzugt das Ventilelement als ein in einer Zylinderbohrung der Wandlereinheit axial beweglicher Kolben ausgebildet sein, wobei zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrungswandung zwei axial beabstandete Zylinderräume ausgebildet sind, von denen einer mit dem Hydraulikfluidtank von einem Leitungsabschnitt in Flußrichtung vor der Drossel und der andere mit der Druckquelle verbunden ist und durch Verschiebung des Kolbens in der Zylinderbohrungswandung liegende Öffnungen von Steuerleitungen der Schaltventile in Abhängigkeit des auf eine axiale Stirnfläche des Kolbens wirkenden Steuerdruckes mit einem der beiden Zylinderräume verbindbar sind.For this, the valve element can preferably be designed as a piston that is axially movable in a cylinder bore of the converter unit, with two axially spaced cylinder spaces being formed between the piston and the cylinder bore wall, one of which is connected to the hydraulic fluid tank by a line section in the flow direction upstream of the throttle and the other with the pressure source is connected and by displacement of the piston in the cylinder bore wall openings of control lines of the switching valves can be connected to one of the two cylinder chambers depending on the control pressure acting on an axial end face of the piston.
Dadurch kann erzielt werden, dass die Öffnungen mit steigendem Steuerdruck sukzessive nacheinander mit dem das Hochdruckniveau aufweisenden Zylinderraum verbindbar sind und mit fallendem Steuerdruck sukzessive nacheinander mit dem das Niederdruckniveau aufweisenden Zylinderraum verbindbar sind. As a result, it can be achieved that the openings can be successively connected to the cylinder space having the high pressure level with increasing control pressure and can be successively connected to the cylinder space having the low pressure level with falling control pressure.
Der Kolben kann dabei vorzugsweise gegen eine wirkende Gegenkraft axial beweglich sein, insbesondere wobei die Gegenkraft in Abhängigkeit der Kolbenstellung änderbar ist, z.B. durch ein die Gegenkraft ausübendes Federelement mit nichtlinearer Kennlinie. The piston can preferably be axially movable against an acting counterforce, in particular with the counterforce being changeable as a function of the piston position, e.g. by a spring element exerting the counterforce with a non-linear characteristic.
Unabhängig davon auf welche Art die Schaltung der Schaltventile in Abhängigkeit des Druckes an der Drossel erfolgt kann die Erfindung vorsehen, dass das Arbeitssystem eine mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid der wenigstens einen Verdrängergruppe angetriebene Arbeitsmaschine, einen mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid der wenigstens einen Verdrängergruppe aufladbaren Druckspeicher und ein Druckbegrenzungsventil, vorzugsweise ein einstellbares Druckbegrenzungsventil umfasst, wobei der Systemvolumenstrom mit dem Druckbegrenzungsventil aufteilbar ist in den Arbeitsvolumenstrom, der unter Verrichtung von Arbeit durch das Arbeitssystem zum Hydraulikfluidtank geführt ist und den Überschußvolumenstrom, der unter Umgehung des Arbeitssystems über das Drosselventil zum Hydraulikfluidtank geführt ist. Eine Arbeitsmaschine ist vorzugsweise eine Kraftmaschine, in welcher hydraulische Energie in mechanische Arbeit umsetzbar ist, z.B. ein Hydraulikmotor. Regardless of the way in which the switching valves are switched as a function of the pressure at the throttle, the invention can provide that the working system is a working machine driven with pressurized hydraulic fluid of the at least one displacement group, one with pressurized one standing hydraulic fluid of the at least one displacement group of chargeable pressure accumulator and a pressure relief valve, preferably an adjustable pressure relief valve, wherein the system volume flow with the pressure relief valve can be divided into the working volume flow, which is performed while performing work through the working system to the hydraulic fluid tank and the excess volume flow, which bypassing the Working system is performed via the throttle valve to the hydraulic fluid tank. A work machine is preferably a prime mover in which hydraulic energy can be converted into mechanical work, for example a hydraulic motor.
Bei allen möglichen Ausführungen ist vorzugsweise der mit dem Drosselventil erzeugte Steuerdruck durch den Überschußvolumenstrom alleine erzeugt, wenn alle Verdrängergruppen in das Arbeitssystem fördern, oder durch den Summenvolumenstrom aus dem Überschußvolumenstrom und dem Tankvolumenstrom erzeugt, wenn wenigstens ein Teil der Verdrängergruppen an den Bypass angeschaltet sind. In all possible designs, the control pressure generated with the throttle valve is preferably generated by the excess volume flow alone when all displacement groups feed into the working system, or generated by the total volume flow from the excess volume flow and the tank volume flow when at least some of the displacement groups are connected to the bypass.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass in einem (jeweiligen) der Schaltventile der aus dem Steuerdruck umgesetzte Schaltdruck des Analog- Digital-Wandlers gegen einen Gegendruck wirkt, der höchstens 5 bis 20% kleiner ist als der Druck des Druckbegrenzungsventils. It can also be provided that in one (respective) of the switching valves the switching pressure of the analog-digital converter converted from the control pressure acts against a counter pressure that is at most 5 to 20% less than the pressure of the pressure relief valve.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Embodiments of the invention are described below with reference to the figures.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform mit einer Verdrängerpumpe P1, z.B. eine Kolbenpumpe. Diese weist mehrere Verdrängereinheiten VE, z.B. Kolbenräume VE auf, die in der Verdrängerpumpe P1 durchnummeriert sind. Jeweils drei Verdrängereinheiten VE sind zu einer Verdrängergruppe zusammengefasst und fördern in eine gemeinsame Gruppenleitung G1, G2 oder G3, insbesondere jeweils über ein Rückschlagventil RV. Die Verdrängereinheiten 9, 3 und 6 fördern in die Gruppenleitung G1 , die Verdrängereinheiten 2, 8 und 5 fördern in die Gruppenleitung G2 und die Verdrängereinheiten 1 ,7 und 4 fördern in die Gruppenleitung G3. FIG. 1 shows an embodiment with a positive displacement pump P1, for example a piston pump. This has several displacement units VE, for example piston chambers VE, which are numbered consecutively in the displacement pump P1. In each case three displacement units VE are combined to form a displacement group and convey into a common group line G1, G2 or G3, in particular each via a check valve RV. The displacement units 9, 3 and 6 promote in the group line G1, the displacement units 2, 8 and 5 promote in the Group management G2 and displacement units 1, 7 and 4 feed into group management G3.
Jede Gruppenleitung G1, G2, G3 ist an ein zugeordnetes gleichnummeriertes Schaltventil V1, V2 bzw. V3 angeschlossen, mit dem die jeweils zugeordnete Gruppenleitung über einen jeweiligen gleichnummerierten Bypass B1, B2 und B3 an den Hydraulikfluidtank H geschaltet, insbesondere kurzgeschlossen werden kann. Each group line G1, G2, G3 is connected to an assigned switching valve V1, V2 or V3 with the same number, with which the respectively assigned group line can be switched, in particular short-circuited, to the hydraulic fluid tank H via a respective bypass B1, B2 and B3 with the same number.
Zur Umschaltung ist jedes Schaltventil V1, V2, V3 mit seinem Kolbenraum an einer zugeordneten Steuerleitung K1 , K2, K3 einer Analog/Digital-Wandlereinheit ADW angeschlossen. In Abhängigkeit der Stellung des Kolbens KO in der Wandlereinheit ADW werden nacheinander die Steuerleitungen K3, K2 und K1 in dieser Reihenfolge vom Niederdruckniveau des Hydrauliktanks H an das Hochdruckniveau einer Druckquelle DQ angeschaltet, wenn der Kolben KO durch steigenden Steuerdruck im Kolbenraum KR der Wandlereinheit in der Figur 1 nach rechts verschoben wird. Dafür wirkt der Steuerdruck im Kolbenraum KR durch eine direkte Steuerdruck-Leitungsverbindung SDL zwischen dem Kolbenraum KR und dem Drosselventil DR, das in seiner Drosselwirkung einstellbar sein kann. In dieser Ausführungsform kann der Steuerdruck durch den Staudruck gegeben sein, der mit dem Drosselventil in Fluidflußrichtung vor dem Drosselventil erzeugt ist.For switching, each switching valve V1, V2, V3 is connected with its piston chamber to an assigned control line K1, K2, K3 of an analog / digital converter unit ADW. Depending on the position of the piston KO in the converter unit ADW, the control lines K3, K2 and K1 are switched on one after the other in this order from the low pressure level of the hydraulic tank H to the high pressure level of a pressure source DQ when the piston KO is in the Figure 1 is shifted to the right. For this, the control pressure in the piston chamber KR acts through a direct control pressure line connection SDL between the piston chamber KR and the throttle valve DR, the throttling effect of which can be adjusted. In this embodiment, the control pressure can be given by the back pressure which is generated with the throttle valve in the fluid flow direction upstream of the throttle valve.
Fällt der Druck am Drosselventil DR so werden die Ausgangskanäle in umgekehrter Reihenfolge wieder vom Hochdruckniveau an das Niederdruckniveau geschaltet. If the pressure at the throttle valve DR falls, the output channels are switched back from the high pressure level to the low pressure level in reverse order.
Bei anliegendem Hochdruck schaltet das jeweilige Schaltventil V1 , V2 und V3 die zugeordnete Gruppenleitung G1, G2, G3, auf den Bypass B1, B2, B3. Der Volumenstrom in der Gruppenleitung wird dann als Tankvolumenstrom über den jeweiligen Bypass zum Hydraulikfluidtank geleitet und summiert sich mit dem Überschußvolumenstrom der in dem Arbeitssystem AS vorhandenen Arbeitsmaschine AM, der aus der Umlaufleitung U über dieselbe Drossel DR geführt ist. When high pressure is applied, the respective switching valve V1, V2 and V3 switches the assigned group line G1, G2, G3 to the bypass B1, B2, B3. The volume flow in the group line is then passed as a tank volume flow via the respective bypass to the hydraulic fluid tank and adds up to the excess volume flow that is present in the working system AS Working machine AM, which is led from the circulation line U via the same throttle DR.
Die Druckquelle DQ kann Teil des Arbeitssystems AS sein, z.B. ein Membrangefäß und durch das Druckniveau geladen werden, das in den Gruppenleitungen G1, G2, G3 vorliegt, wenn diese an das Arbeitssystem AS angeschaltet sind. Dieses Druckniveau kann vorzugsweise durch das Druckbegrenzungsventil definiert sein. The pressure source DQ can be part of the work system AS, e.g. a membrane vessel, and can be charged by the pressure level that is present in the group lines G1, G2, G3 when these are connected to the work system AS. This pressure level can preferably be defined by the pressure limiting valve.
In einer Arbeitssituation könnten zunächst z.B. alle Gruppenleitungen G1, G2, G3 an das Arbeitssystem AS angeschaltet sein und in Summe den Systemvolumenstrom bereitstellen. Das Arbeitssystem AS zweigt hieraus den zur Verrichtung der Arbeit benötigten Arbeitsvolumenstrom ab und schickt den nicht benötigten Überschußvolumenstrom über die Umlaufleitung U und die Drossel DR zurück zum Hydraulikfluidtank H. Aus dem Überschußvolumenstrom wird der Steuerdruck an der Drossel DR erzeugt. Dieser ist zunächst gering und somit der Kolben KO in linker Position, alle Schaltventile V1, V2, V3 sind an Niederdruck angeschaltet. In a work situation, for example, all group lines G1, G2, G3 could initially be connected to the work system AS and, in total, provide the system volume flow. The working system AS branches off the working volume flow required to carry out the work and sends the excess volume flow that is not required via the circulation line U and the throttle DR back to the hydraulic fluid tank H. The control pressure at the throttle DR is generated from the excess volume flow. This is initially low and thus the piston KO is in the left position, all switching valves V1, V2, V3 are switched on to low pressure.
Bei fallendem Bedarf an Arbeitsvolumenstrom erhöht sich der Überschußvolumenstrom und dadurch der Steuerdruck an der Drossel DR. Der Kolben KO bewegt sich nach rechts, wodurch als erster die Steuerleitung K3 an Hochdruckniveau angeschaltet wird, das im Zylinderraum Z1 wirkt. Das Hochdruckniveau wirkt als Schaltdruck am Schaltventil K3 und dieses schaltet die Gruppenleitung G3 an den Bypass B3, wodurch der Systemvolumenstrom um den Volumenstrom in der Gruppenleitung G3 reduziert wird, ein Tankvolumenstrom erzeugt wird und sich dieser zum Überschußvolumenstrom hinzuaddiert, was den Steuerdruck steigen lässt. When the demand for working volume flow falls, the excess volume flow and thereby the control pressure at the throttle DR increases. The piston KO moves to the right, whereby the control line K3 is first connected to the high pressure level, which acts in the cylinder chamber Z1. The high pressure level acts as switching pressure on switching valve K3 and this switches group line G3 to bypass B3, whereby the system volume flow is reduced by the volume flow in group line G3, a tank volume flow is generated and this is added to the excess volume flow, which increases the control pressure.
Der Überschußvolumenstrom nimmt hiernach zunächst ab. Fällt die Anforderung an Arbeitsvolumenstrom weiter, so nimmt der Überschußvolumenstrom wieder zu und in gleicher Wirkweise wird das nächste Schaltventil geschaltet, insbesondere bis das alle Gruppenleitungen auf den Bypass geschaltet sind. In diesem Zustand fließt der gesamte Volumenstrom als Tankvolumenstrom zumTank. Der Systemvolumenstrom ist null und demnach ist auch der Überschussvolumenstrom null. Der von der Drossel erzeugte Steuerdruck ist maximal, so dass der Kolben KO der Analog-Digital-Wandlereinheit ADW Wert ganz nach rechts verschoben ist und über den Zylinderraum Z1 das Hochdruckniveau aus der Druckquelle DQ an den Schaltventilen V1, V2 und V3 anliegt. Die Regelung ist dadurch inaktiv. The excess volume flow then initially decreases. If the demand for the working volume flow continues to fall, the excess volume flow increases again and the next switching valve is switched in the same way, in particular until all group lines are switched to the bypass. In this condition the entire volume flow flows to the tank as a tank volume flow. The system volume flow is zero and therefore the excess volume flow is also zero. The control pressure generated by the throttle is at its maximum, so that the piston KO of the analog-digital converter unit ADW Wert is shifted all the way to the right and the high pressure level from the pressure source DQ is applied to the switching valves V1, V2 and V3 via the cylinder chamber Z1. The regulation is then inactive.
Eine erneute Anforderung kann das Arbeitssystem AS hiernach zunächst aus der Druckquelle DQ bedienen, wodurch sich die als Druckspeicher ausgebildete Druckquelle DQ entlädt. Daher fällt der Schaltdruck der an den Ventilen V1 bis V3 anliegt, da dieser über den Zylinderraum Z1 aus dieser Druckquelle DQ kommt. Der an dem Drosselventil DR erzeugte Steuerdruck bleibt konstant auf maximalem Wert. Die Regelung bleibt daher zunächst unbeeinflusst. The working system AS can then initially serve a new request from the pressure source DQ, as a result of which the pressure source DQ, which is designed as a pressure accumulator, is discharged. Therefore, the switching pressure applied to the valves V1 to V3 falls, since it comes from this pressure source DQ via the cylinder space Z1. The control pressure generated at the throttle valve DR remains constant at its maximum value. The regulation therefore remains unaffected for the time being.
Wenn der Schaltdruck um einen Betrag fällt, der dem Gegendruck entspricht, gegen den der Schaltdruck eines der Schaltventile, insbesondere V1 wirkt, vorzugsweise um den zuvor genannten Betrag von 5-20% fällt, weil die Druckquelle DQ sich so weit entladen hat, dann öffnet das betreffend Schaltventil, insbesondere Schaltventil V1, wodurch der Volumenstrom von der Gruppenleitung G1 als Systemvolumenstrom zur Arbeitssystem fließt. Die Regelung setzt hierdurch wieder ein. If the switching pressure falls by an amount that corresponds to the counter pressure against which the switching pressure of one of the switching valves, in particular V1, acts, preferably falls by the aforementioned amount of 5-20%, because the pressure source DQ has discharged so far, then opens that concerning switching valve, in particular switching valve V1, whereby the volume flow from the group line G1 flows as a system volume flow to the working system. The regulation starts again.
Wenn hiernach der Steuerdruck an der Drossel DR fällt werden die Schaltventile in umgekehrter Reihenfolge die Gruppenleitungen wieder an das Arbeitssystem anschalten, wofür der Niederdruck im Zylinderraum Z2 an die Steuerleitungen K1 , K2 und K3 in dieser Reihenfolge angeschaltet wird. If the control pressure at the throttle DR then falls, the switching valves will switch the group lines back on to the working system in reverse order, for which the low pressure in the cylinder chamber Z2 is switched on to the control lines K1, K2 and K3 in this order.
Figur 2 zeigt eine andere Ausführung. Figure 2 shows another embodiment.
Hier bilden zwei unterschiedliche Verdrängerpumpen P1, P2 mit Ihren Verdrängereinheiten jeweils eine Verdrängergruppe, welche in die Gruppenleitungen G1 und G2 fördern. Beide Pumpen können von demselben Motor M angetrieben sein, da beide kontinuierlich fördern. An den zugeordneten Schaltventilen V1 und V2 liegt direkt der Steuerdruck von der Drossel DR über eine Verbindungsleitung L an. Der Steuerdruck ist z.B. wieder der Staudruck in Flußrichtung vor der Drossel DR. Here two different displacement pumps P1, P2 with their displacement units each form a displacement group, which convey into the group lines G1 and G2. Both pumps can be driven by the same motor M, since both deliver continuously. The control pressure from the throttle DR is applied directly to the assigned switching valves V1 and V2 via a connecting line L. The control pressure is again, for example, the back pressure in the direction of flow upstream of the throttle DR.
In einer angenommenen Situation fördern zunächst beide Pumpen P1 und P2 über ihre Gruppenleitungen den gesamten Volumenstrom als Systemvolumenstrom zum Arbeitssystem AS. Es kann sich um ein beliebiges Arbeitssystem AS handeln, das nicht dem Arbeitssystem der Figur 1 entsprechen muss. Aus diesem kommt der nicht genutzte Überschußvolumenstrom über die Umlaufleitung U zurück, die diesen Überschußvolumenstrom über die Drossel DR führt und den Steuerdruck erzeugt. In an assumed situation, both pumps P1 and P2 initially convey the entire volume flow as a system volume flow to the working system AS via their group lines. It can be any work system AS that does not have to correspond to the work system of FIG. From this, the unused excess volume flow comes back via the circulation line U, which guides this excess volume flow via the throttle DR and generates the control pressure.
Bei fallender Anforderung nimmt der Überschußvolumenstrom zu und der Steuerdruck an der Drossel DR steigt bis dass die erste Schaltschwelle des Schaltventils V2 erreicht wird. Dieses schaltet die Gruppenleitung G2 in Richtung zum Bypass B, aber nicht direkt, sondern mittelbar über das Schaltventil V1 der anderen Gruppenleitung G1. Diese verbindet die Gruppenleitung G2 durch zum Bypass solange es die Gruppenleitung G1 am Arbeitssystem belässt. When the demand falls, the excess volume flow increases and the control pressure at the throttle DR rises until the first switching threshold of the switching valve V2 is reached. This switches the group line G2 in the direction of the bypass B, but not directly, but indirectly via the switching valve V1 of the other group line G1. This connects the group line G2 through to the bypass as long as the group line G1 leaves the work system.
Der Systemvolumenstrom ist hierdurch um den Volumenstrom der Verdrängergruppe der Pumpe P2 reduziert. The system volume flow is thereby reduced by the volume flow of the displacement group of pump P2.
Steigt der Steuerdruck weiter, so wird die über der ersten Schaltschwelle liegende zweite Schaltschwelle des Schaltventils V1 überschritten und auch das Schaltventil V1 geschaltet, was bewirkt, dass die Gruppenleitung G1 an den Bypass geschaltet wird und gleichzeitig die Gruppenleitung G2 wieder an das Arbeitssystem angeschaltet wird. If the control pressure continues to rise, the second switching threshold of the switching valve V1, which is above the first switching threshold, is exceeded and the switching valve V1 is also switched, which causes the group line G1 to be switched to the bypass and, at the same time, the group line G2 to be switched back to the working system.
Es wirkt im Arbeitssystem als Systemförderstrom also zunächst der Förderstrom aus G1 und G2, dann wird G2 abgeschaltet, dann G2 und G1 umgeschaltet.In the working system, it acts as the system flow rate, i.e. first the flow rate from G1 and G2, then G2 is switched off, then G2 and G1 are switched over.
Mit fallendem Steuerdruck, bei erhöhtem Bedarf erfolgt die Schaltung in umgekehrter Reihenfolge. Die Figur 3 zeigt gegenüber der Figur 2 eine geänderte Ausführung, bei welcher der Steuerdruck durch den Differenzdruck erzeugt ist, der um das Drosselventil DR herum erzeugt ist. Leitungsbereiche L1 vor und L2 hinter dem Drosselventil DR werden beidseits des Kolbens des jeweiligen Schaltventils V1 , V2 in die jeweiligen Kolbenräume geführt, so dass der Differenzdruck, der um das Drosselventil DR herum erzeugt ist, auch direkt am Kolben jedes Ventils V1, V2 wirkt. With decreasing control pressure, with increased demand, the switching takes place in reverse order. FIG. 3 shows a modified version compared to FIG. 2, in which the control pressure is generated by the differential pressure that is generated around the throttle valve DR. Line areas L1 in front of and L2 behind the throttle valve DR are led into the respective piston chambers on both sides of the piston of the respective switching valve V1, V2, so that the differential pressure that is generated around the throttle valve DR also acts directly on the piston of each valve V1, V2.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Anordnung aus einem Arbeitssystem (AS) zur Verrichtung von Arbeit mittels eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids und einer Verdrängerpumpe (P1, P2) mit einer Regelvorrichtung zur diskreten Änderung des als Anteil aus seinem Gesamtvolumenstrom dem Arbeitssystem (AS) zuzuführenden Systemvolumenstroms, der im Arbeitssystem (AS) in einen Arbeit verrichtenden Arbeitsvolumenstrom und einen keine Arbeit verrichtenden Überschußvolumenstrom aufteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass a. wenigstens eine Verdrängerpumpe (P1 , P2) mehrere Verdrängereinheiten (VE), insbesondere Verdrängerräume (V) umfasst, wobei die Gesamtanzahl aller Verdrängereinheiten (V) in mehrere Verdrängergruppen unterteilt ist und jede Verdrängergruppe wenigstens eine Verdrängereinheit, vorzugsweise wenigstens zwei Verdrängereinheiten (V) umfasst, und b. alle Verdrängereinheiten (V) eingangsseitig jeweils mit einem Hydraulikfluidtank (H) zum Bezug von Hydraulikfluid verbunden sind, und c. die ausgangsseitigen Hochdruckleitungen der Verdrängereinheiten (V) in einer jeweiligen Verdrängergruppe zu einer jeweiligen gemeinsamen Gruppenleitung (G1, G2, G3) zusammengeführt sind, und d. alle Gruppenleitungen (G1, G2, G3) in eine Zuführleitung münden, insbesondere unmittelbar oder über ein Rückschlagventil (RV), über welche ein Systemvolumenstrom aus dem Gesamtvolumenstrom von Hydraulikfluid zum Arbeitssystem (AS) förderbar ist, und e. wenigstens einer Gruppenleitung (G1 , G2, G3) ein Schaltventil (V1 , V2, V3) zugeordnet ist, vorzugsweise allen Gruppenleitungen (G1, G2, G3) jeweils ein Schaltventil (V1, V2, V3) zugeordnet ist, mit dem die jeweilige zugeordnete Gruppenleitung (G1 , G2, G3) über einen Bypass (B1 , B2, B3) zur Umgehung des Arbeitssystems (AS) und über ein für alle schaltbaren Gruppenleitungen (G1 , G2, G3) gemeinsames Drosselventil (DR) , vorzugsweise einstellbares Drosselventil (DR) an den Hydraulikfluidtank (H) schaltbar ist, wobei mit den umschaltbaren Gruppenleitungen (G1 , G2, G3) nach Anschaltung an den Bypass (B1 , B2, B3) ein Tankvolumenstrom aus dem Gesamtvolumenstrom von Hydraulikfluid zum Hydraulikfluidtank (H) förderbar ist, und f. das Arbeitssystem (H) mit einer Tankleitung (TL) verbunden ist, mit dem das Hydraulikfluid des Arbeitsvolumenstromes in den Hydraulikfluidtank (H) zurückführbar ist und mit einer Umlaufleitung (U) verbunden ist, mit der das Hydraulikfluid des Überschußvolumenstromes, über dasselbe Drosselventil (DR) in den Hydraulikfluidtank (H) zurückführbar ist, und g. jedes der Schaltventile (V1 , V2, V3) in Abhängigkeit eines mit dem Drosselventil (DR) durch die Summe aus Tank- und Überschußvolumenstrom erzeugten Steuerdruckes schaltbar ist. 1. Arrangement of a work system (AS) for performing work by means of a pressurized hydraulic fluid and a displacement pump (P1, P2) with a control device for discreetly changing the system volume flow to be supplied to the work system (AS) as a proportion of its total volume flow, which is in the work system (AS) can be divided into a working volume flow performing work and an excess volume flow performing no work, characterized in that a. at least one displacement pump (P1, P2) comprises several displacement units (VE), in particular displacement spaces (V), the total number of all displacement units (V) being divided into several displacement groups and each displacement group comprising at least one displacement unit, preferably at least two displacement units (V), and b. all displacement units (V) are each connected on the input side to a hydraulic fluid tank (H) for drawing hydraulic fluid, and c. the outlet-side high-pressure lines of the displacement units (V) are brought together in a respective displacement group to form a respective common group line (G1, G2, G3), and d. all group lines (G1, G2, G3) open into a supply line, in particular directly or via a check valve (RV), via which a system volume flow from the total volume flow of hydraulic fluid can be conveyed to the working system (AS), and e. at least one group line (G1, G2, G3) is assigned a switching valve (V1, V2, V3), preferably all group lines (G1, G2, G3) are each assigned a switching valve (V1, V2, V3) with which the respectively assigned group line (G1, G2, G3) via a bypass (B1, B2, B3) to bypass the working system (AS) and via a throttle valve (DR), preferably adjustable throttle valve, common to all switchable group lines (G1, G2, G3) (DR) can be switched to the hydraulic fluid tank (H), with the switchable group lines (G1, G2, G3) being able to convey a tank volume flow from the total volume flow of hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank (H) after being connected to the bypass (B1, B2, B3) , and f. the working system (H) is connected to a tank line (TL) with which the hydraulic fluid of the working volume flow can be returned to the hydraulic fluid tank (H) and is connected to a circulation line (U) with which the hydraulic fluid of the excess volume flow is transferred the same throttle valve (DR) can be returned to the hydraulic fluid tank (H), and g. each of the switching valves (V1, V2, V3) can be switched as a function of a control pressure generated by the throttle valve (DR) by the sum of the tank and excess volume flow.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein jedes Schaltventil (V1 , V2, V3) hydraulisch betätigbar ist und der in Fluidflußrichtung vor dem Drosselventil (DR) wirkende Druck oder die um das Drosselventil (DR) herum wirkende Druckdifferenz unmittelbar den Steuerdruck zur Auslösung des jeweiligen Schaltventils (V1 , V2, V3) bildet, der durch Fluidverbindung (L, L1 , L2) eines Leitungsbereiches vor und/oder nach dem Drosselventil (DR) mit wenigstens einem der Schaltventile (V1 , V2, V3), vorzugsweise mit allen Schaltventilen (V1 , V2, V3) im jeweiligen Kolbenraum des Schaltventils (V1 , V2, V3) wirkt, weiter bevorzugt wobei die Schaltventile (V1 , V2, V3) eingerichtet sind, bei unterschiedlichen Steuerdrücken zu schalten. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each switching valve (V1, V2, V3) can be hydraulically actuated and the pressure acting in the direction of fluid flow upstream of the throttle valve (DR) or the pressure difference acting around the throttle valve (DR) directly determines the control pressure to trigger the respective switching valve (V1, V2, V3), which by fluid connection (L, L1, L2) of a line area before and / or after the throttle valve (DR) with at least one of the switching valves (V1, V2, V3), preferably acts with all switching valves (V1, V2, V3) in the respective piston chamber of the switching valve (V1, V2, V3), more preferably wherein the switching valves (V1, V2, V3) are set up to switch at different control pressures.
3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines (V2) der einer Gruppenleitung (G1 , G2) zugeordneten Schaltventile (V1 , V2) mittelbar über ein anderes Schaltventil (V1 ) mit der Bypassleitung (B) verbunden ist, insbesondere wenn das andere Schaltventil (V1 ) in einer die Verbindung zwischen Bypass (B) und seiner zugeordneten Gruppenleitung (G1) sperrenden Stellung ist. 3. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one (V2) of the switching valves (V1, V2) assigned to a group line (G1, G2) is indirectly connected to the bypass line (B) via another switching valve (V1), especially if the other switching valve (V1) is in a position blocking the connection between the bypass (B) and its assigned group line (G1).
4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Analog-Digital-Wandlereinheit (ADW) umfasst, die eingerichtet ist mit steigendem Steuerdruck Steuersignale zu erzeugen, in deren Abhängigkeit mit den Schaltventilen (V1 , V2, V3) sukzessive nacheinander die Gruppenleitungen (G1 , G2, G3) verschiedener Verdrängergruppen (V) an den Bypass (B1 , B2, B3) anschaltbar sind und/oder die Analog-Digital- Wandlereinheit (ADW) eingerichtet ist mit fallendem Steuerdruck Steuersignale zu erzeugen, in deren Abhängigkeit mit den Schaltventilen (V1 , V2, V3) sukzessive nacheinander die Gruppenleitungen (G1 , G2, G3) verschiedener Verdrängergruppen (V) vom Bypass (B1 , B2, B3) abschaltbar sind. 4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an analog-to-digital converter unit (ADC) which is set up to generate control signals with increasing control pressure, depending on which with the switching valves (V1, V2, V3) successively one after the other the group lines (G1, G2, G3) of different displacer groups (V) can be connected to the bypass (B1, B2, B3) and / or the analog-digital converter unit (ADC) is set up to generate control signals with falling control pressure, depending on which with the switching valves (V1, V2, V3) successively one after the other the group lines (G1, G2, G3) of different displacement groups (V) can be switched off from the bypass (B1, B2, B3).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein jedes Schaltventil (V1 , V2, V3) hydraulisch betätigbar ist und mit dem Analog- Digitalwandler (ADW) für jedes Schaltventil (V1 , V2, V3) ein hydraulischer Schaltdruck in Abhängigkeit des mit dem Drosselventil (DR) erzeugten Steuerdruckes erzeugbar ist. 5. Arrangement according to claim 4, characterized in that each switching valve (V1, V2, V3) can be operated hydraulically and with the analog-digital converter (ADW) for each switching valve (V1, V2, V3) a hydraulic switching pressure as a function of the the throttle valve (DR) generated control pressure can be generated.
6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler (ADW) zur Erzeugung eines jeweiligen hydraulischen gewandelten Schaltdrucks ausgebildet ist als Ventil, mit dem in Abhängigkeit des Steuerdrucks an ein jeweiliges Schaltventil (V1 , V2, V3) als Schaltdruck entweder das Niederdruckniveau des Hydraulifluidtanks (H) oder das Hochdruckniveau einer Druckquelle (DQ) anschaltbar ist. 6. Arrangement according to one of the preceding claims 4 and 5, characterized in that the analog-digital converter (ADC) for generating a respective hydraulically converted switching pressure is designed as a valve with which, depending on the control pressure, to a respective switching valve (V1, V2, V3) as switching pressure, either the low pressure level of the hydraulic fluid tank (H) or the high pressure level of a pressure source (DQ) can be switched on.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckquelle (DQ) ein Druckspeicher, insbesondere ein vom Hydraulikfluid des Systemvolumenstroms aufgeladener Druckspeicher (DQ), vorzugsweise ein im Arbeitssystem (AS) integrierter Druckspeicher (DQ) eingesetzt ist oder direkt die wenigstens eine in das Arbeitssystem (AS) fördernde Verdrängergruppe (V) eingesetzt ist. 7. The arrangement according to claim 6, characterized in that a pressure accumulator, in particular a pressure accumulator (DQ) charged by the hydraulic fluid of the system volume flow, preferably a pressure accumulator (DQ) integrated in the working system (AS), or the at least one directly, is used as the pressure source (DQ) is used in the work system (AS) promoting displacement group (V).
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen in Abhängigkeit des Steuerdrucks bewegliches Ventilelement (KO) umfasst, mit welchem in Abhängigkeit von dessen Stellung an das jeweilige Schaltventil (V1 , V2, V3) das Niederdruckniveau des Hydraulifluidtanks (H) oder das Hochdruckniveau der Druckquelle (DQ) als Schaltdruck anschaltbar ist. 8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the valve comprises a movable valve element (KO) as a function of the control pressure, with which the low pressure level of the hydraulic fluid tank (V1, V2, V3) depending on its position on the respective switching valve (V1, V2, V3) H) or the high pressure level of the pressure source (DQ) can be switched on as switching pressure.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (KO) als ein in einer Zylinderbohrung axial beweglicher Kolben (KO) ausgebildet ist, wobei zwischen dem Kolben (KO) und der Zylinderbohrungswandung zwei axial beabstandete Zylinderräume (Z1 , Z2) ausgebildet sind, von denen einer (Z2) mit dem Hydraulifluidtank (H) und der andere (Z1 ) mit der Druckquelle (DQ) verbunden ist und durch Verschiebung des Kolbens (KO) in der Zylinderbohrungswandung liegenden Öffnungen von Steuerleitungen (K1 , K2, K3) der Schaltventile (V1 , V2, V3) in Abhängigkeit des auf eine axiale Stirnfläche des Kolbens (KO) wirkenden Steuerdruckes mit einem der beiden Zylinderräume (Z1 , Z2) verbindbar sind, insbesondere die Öffnungen mit steigendem Steuerdruck sukzessive nacheinander mit dem das Hochdruckniveau aufweisenden Zylinderraum (Z1) verbindbar sind und mit fallendem Steuerdruck sukzessive nacheinander mit dem das Niederdruckniveau aufweisenden Zylinderraum (Z2) verbindbar sind. 9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the valve element (KO) is designed as a piston (KO) axially movable in a cylinder bore, with two axially spaced cylinder spaces (Z1, Z2) being formed between the piston (KO) and the cylinder bore wall of which one (Z2) is connected to the hydraulic fluid tank (H) and the other (Z1) is connected to the pressure source (DQ) and, by moving the piston (KO) in the cylinder bore wall, there are openings of control lines (K1, K2, K3) of the switching valves (V1, V2, V3) can be connected to one of the two cylinder chambers (Z1, Z2) depending on the control pressure acting on an axial end face of the piston (KO), in particular the openings with increasing control pressure successively with the cylinder chamber having the high pressure level (Z1) can be connected and, with falling control pressure, can be connected successively one after the other to the cylinder space (Z2) having the low pressure level.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (KO) gegen eine wirkende Gegenkraft axial beweglich ist, insbesondere wobei die Gegenkraft in Abhängigkeit der Kolbenstellung änderbar ist. 10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the piston (KO) is axially movable against an acting counterforce, in particular wherein the counterforce can be changed as a function of the piston position.
11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitssystem (AS) eine mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid der wenigstens einen Verdrängergruppe (V) angetriebene Arbeitsmaschine (AM), einen mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid der wenigstens einen Verdrängergruppe (V) aufladbaren Druckspeicher (DQ) und ein Druckbegrenzungsventil (DBV), vorzugsweise ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (DBV) umfasst, wobei der Systemvolumenstrom mit dem Druckbegrenzungsventil (DBV) aufteilbar ist in den Arbeitsvolumenstrom, der unter Verrichtung von Arbeit durch das Arbeitssystem (AS) zum Hydraulikfluidtank (H) geführt ist und den Überschußvolumenstrom, der unter Umgehung des Arbeitssystems (AS) über das Drosselventil (DR) zum Hydraulikfluidtank (H) geführt ist. 11. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the working system (AS) is a machine (AM) driven with pressurized hydraulic fluid of the at least one displacer group (V), one with pressurized hydraulic fluid of the at least one displacer group (V) chargeable pressure accumulator (DQ) and a pressure limiting valve (DBV), preferably an adjustable pressure limiting valve (DBV), wherein the system volume flow with the pressure limiting valve (DBV) can be divided into the working volume flow, which while performing work through the working system (AS) to the hydraulic fluid tank ( H) is performed and the excess volume flow, which is under Bypassing the working system (AS) via the throttle valve (DR) to the hydraulic fluid tank (H).
12. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck mit dem Drosselventil (DR) erzeugt ist durch den Überschußvolumenstrom alleine, wenn alle Verdrängergruppen in das Arbeitssystem (AS) fördern, oder durch den Summenvolumenstrom aus dem Überschußvolumenstrom und dem Tankvolumenstrom, wenn wenigstens ein Teil der Verdrängergruppen(V) an den Bypass (B, B1, B2, B3) angeschaltet sind. 12. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control pressure with the throttle valve (DR) is generated by the excess volume flow alone when all displacement groups deliver into the working system (AS), or by the total volume flow from the excess volume flow and the tank volume flow, if at least some of the displacer groups (V) are connected to the bypass (B, B1, B2, B3).
13. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Schaltventile (V1 , V2, V3) der umgesetzte Schaltdruck des Analog-Digital-Wandlers (ADW) gegen einen Gegendruck wirkt, der höchstens 5 bis 20% kleiner ist als der Druck des Druckbegrenzungsventils (DBV). 13. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in one of the switching valves (V1, V2, V3) the converted switching pressure of the analog-digital converter (ADC) acts against a back pressure which is at most 5 to 20% less than the pressure of the pressure relief valve (DBV).
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