Leistungsregler für eine hydrostatische Pumpe

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Leistungsregler nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher ist in der nicht vorveröffentlichten DE-A-3 200 885 beschrieben. Mit einem derartigen bekannten Leistungsregler ist es möglich, die Arbeitspunkte angenähert auf eine Hyperbel in einem PQ-Diagramm zu legen. Eine derartige Einrichtung hat jedoch den Nachteil, dass Punkte unterhalb der Leistungshyperbel nur mittels Hilfsdruck angesteuert werden können, was unter Umständen zu Unfällen führen kann, oder dass im Hauptstrom eine verlustbehaftete Drossel angeordnet werden muss.

Vorteile der Erfindung

[0002] Der erfindungsgemässe Leistungsregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Zurückstellen der Pumpe über fallenden anstatt über steigenden Steuerdruck möglich ist. Es können gezielt Punkte unterhalb der Leistungshyperbei angefahren werden. Durch eine derartige Einrichtung wird die Unfallgefahr z. B. bei Ausfallen des Steuerdrucks beseitigt. Im übrigen werden Verluste durch eine häufig in der Haupt-Förderleitung angeordnete Drossel vermieden.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

[0004] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Leistungsregeleinrichtung mit Verstellpumpe in schematischer Darstellung, Figur 2 ein zweites ähnliches Ausführungsbeispiel, Figur 3 eine Einzelheit.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

[0005] In Figur 1 ist mit 10 eine Radialkolbenpumpe bezeichnet, deren Hubring 11 mit Hilfe zweier einander entgegenwirkender Stellkolben 12, 13 eingestellt wird. Der Stellkolben 12 hat einen wesentlich grösseren Durchmesser als der Stellkolben 13. Die Radialkolbenpumpe 10 saugt Druckmittel über eine Leitung 14 aus einem Behälter 15 an und fördert dieses in eine Förderleitung 16. Von der Förderleitung 16 zweigt eine Leitung 18 ab, welche zum Druckraum 21 einer den Stellkolben 13 aufnehmenden Bohrung 20 führt. Von der Förderleitung 16 geht weiterhin eine Leitung 22 aus, die an ein Steuerventil 23 führt, das als 3/3-Wegeventil mit den Schaltstellungen, I, II und 111 ausgebildet ist. Vom Steuerventil 23 geht eine Leitung 25 aus, die im ersten Druckraum 26 eines Gehäuses 27 mündet, in den ein Messkolben 28 eintaucht. Weiterhin taucht in den Druckraum 26 der Stössel 29 eines Differentialkolbens 30 ein, der in einer Bohrung 31 des Gehäuses 27 geführt ist. Der Kolbenteil 30 hat einen wesentlich grösseren Durchmesser als der Stössel 29. Auf den Kolbenteil 30 wirkt eine Druckfeder 32 ein, die im hinteren, dem Stössel 29 abgewandten Teil der Bohrung 31 liegt. In den vorderen Teil der Bohrung 31, der als Druckraum 33 bezeichnet ist, mündet eine Leitung 35, die von einer an eine Hilfspumpe 36 angeschlossenen Leitung 37 ausgeht; die Hilfspumpe saugt Druckmittel aus dem Behälter 15 an. Am Ende der Leitung 37 ist ein vorzugsweise verstellbares Druckbegrenzungsventil 38 angeordnet, in der Leitung 37 hinter der Pumpe eine Drossel 39.

[0006] Vom Steuerventil 23 führt eine Leitung 40 zu einem Druckraum 41 einer Bohrung 42, die den Stellkolben 12 aufnimmt. Weiterhin führt vom Steuerventil 23 eine Leitung 43 zum Behälter 15.

[0007] Auf das Steuerventil 23 wirken zwei Druckfedern 45, 46 ein, die in Figur 1 symbolisch dargestellt, jedoch in Figur 3 deutlicher zu erkennen sind. Sie wirken auf den Steuerschieber 23' des Steuerventils 23 ein, und zwar nacheinander. Die beiden Federn 45, 46 stützen sich an einem Federteller 47 ab, der an einer Nachführstange 48 befestigt ist, die sich selbst wieder am Boden des Stellkolbens 12 abstützt. Der Steuerschieber 23' liegt stets an der Feder 45 an, jedoch erst nach einem bestimmten Verstellweg an der Feder 46. Diese kommen also nacheinander in Eingriff, woraus sich angenähert ein Hyperbelkennlinie über Druck und Volumen ergibt. Derartige Anordnungen sind an sich bekannt. Die Nachführstange 48 dringt durch das hohle Innere des Steuerschiebers 23'.

[0008] Am Steuerventil 23 und der Pumpe abgewandt befindet sich ein Fortsatz 50, an dem der Arm 51 eines um einen gehäusefesten Drehpunkt 52 schwenkbaren Winkelhebels 53 angelenkt ist. An dessen Ende 53' legt sich der Messkolben 28 an. Der Winkelhebel 53 hat eine Verlängerung 55, die mit einem Anschlag 56 zusammenwirkt. Ein ähnlicher Anschlag 57 befindet sich am gegenüberliegenden Ende des Winkelhebels.

[0009] Die Regeleinrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, dass der flächengrössere Stellkolben 12 den Hubring 11 der Pumpe ausgestellt hat und diese in die Förderleitung 16 Druckmittel verdrängt. Der in der Förderleitung herrschende Druck pflanzt sich über die Leitung 18 in den Druckraum 21 am Stellkolben 13 fort, sowie über die Leitungen 22 und 25 zum Druckraum 26 am Messkolben 28. Es sei weiterhin angenommen, dass die Hilfspumpe 36 voll fördere, wodurch der Differentialkolben 30 entgegen der Kraft der Feder 32 nach links gedrückt wird und der Stössel 29 nun den Messkolben 28 nicht berührt. Hat der Druck in der Förderleitung 16 einen bestimmten Grenzwert erreicht, dann wird der Winkelhebel 53 durch die Kraft des Messkolbens 28 um den Drehpunkt 52 verschwenkt und bringt das Steuerventil 23 von seiner vorherigen Neutralstellung 11 in die Stellung 111. Dadurch kann Druckmittel aus dem Druckraum 41 über die Leitungen 40, 43 zum Behälter 15 abströmen. Im Druckraum 21 herrscht nach wie vor der Förderdruck, so dass die Pumpe nun auf kleinere Fördermenge zurückgestellt wird. Dadurch werden die Federn 45 und 46 stärker gespannt, und sie stellen das Steuerventil 23 wieder in seine Neutralstellung II. Der Winkelhebel 53 schiebt dabei den Messkolben 28 in seine vorherige Lage.

[0010] Fällt umgekehrt der Druck, dann bringen die Druckfedern 45 und/oder 46 das Steuerventil 29 in seine Schaltstellung I, so dass nun Druckmittel über die Leitungen 22 und 40 in den Druckraum 41 eindringen kann und die Pumpe 10 wieder auf grössere Fördermenge einstellt. Dadurch sinkt die Kraft der Federn 45 und 46, der Messkolben 28 verschwenkt den Winkelhebel 53, und dieser bringt das Steuerventil 23 wieder in seine Neutralstellung II. Durch die Anordnung der beiden nacheinander in Eingriff kommenden Druckfedern 45, 46 erhält man eine angenäherte Leistungshyperbel in einem PQ-Diagramm.

[0011] Der in der Leitung 37 der Hilfspumpe 36 erzeugte Solldruck hängt ab vom Abschaltdruck des Druckbegrenzungsventils 38. Wird dieser Steuerdruck gegenüber dem jetzt vorliegenden Normalwert reduziert, z.B. durch Verminderung des Abschaltdrucks am Druckventil 38, dann fällt der Druck im Druckraum 33. Die Feder 32 drückt nun den Differentialkolben und damit dessen Stössel 29 gegen den Messkolben 28 und simuliert an diesem einen Arbeitsdruck, der grösser ist als der momentan in der Förderleitung 16 herrschende. Dadurch wird der Winkelhebel 53 verschwenkt, und das Wegeventil 23 wird - wie weiter oben beschrieben - so eingestellt, dass die Pumpe 10 auf kleinere Fördermenge eingestellt wird. Daraus ist zu erkennen, dass bei Ausfall oder willkürlicher Reduzierung des Steuerdrucks in der Leitung 37 das Rückstellen der Pumpe 10 über fallenden statt über steigenden Steuerdruck erfolgt. Hierdurch kann eine eventuell gegebene Unfallgefahr beseitigt werden.

[0012] Ergibt der tatsächlich in der Förderleitung 16 herrschende Arbeitsdruck eine höhere Kraft auf den Messkolben 28 als es durch die Wirkung von Federkraft 32 minus Steuerdruck 35 entspricht, folgt die Einstellung der Pumpe 10 wieder der oben genannten Leistungshyperbel. Damit ist sichergestellt, dass sich die Pumpe 10 immer auf den kleineren der beiden Sollwerte aus Arbeitsdruck in der Förderleitung 16 bzw. Steuerdruck in der Leitung 35 einstellt. Wird der Steuerdruck auf einen sehr niedrigen Wert oder auf Null abgesenkt, wird die Kraft der Feder 32 auf den Differentialkolben und damit auf den Messkolben 28 so gross, dass die Pumpe nach Null zurückgestellt wird.

[0013] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass nun von der Leitung 25 eine Leitung 60 abzweigt, die an die Stirnseite eines 3/2-Wegeventils 61 führt, das entgegen dieser Druckkraft von einer Feder 62 belastet ist. Das Wegeventil 61 ist in die Leitung 37 eingeschaltet.

[0014] Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der in der Leitung 37 herrschende Steuerdruck von dem in der Förderleitung 16 herrschenden Betriebsdruck beeinflusst werden. Hat letzterer eine gewisse Grösse erreicht, so wird das Wegeventil 62 von seiner Durchflussstellung I in die Stellung II geschaltet, wodurch Druckmittel unmittelbar aus der Leitung 37 zum Behälter 15 abströmt. Dadurch sinkt der Druck im Druckraum 33 sehr schnell, so dass die Pumpe 10 sofort zurückgestellt wird (Druckabschneidung).

[0015] In diesem Ausführungsbeispiel ist ausserdem der Differentialkolben aus fertigungstechnischen Gründen in einen getrennten Kolben 30' und einen Stössel 29' aufgeteilt. Die Funktion bleibt dadurch dieselbe wie zuvor.

Ansprüche

1. Leistungsregler für eine hydrostatische Pumpe, deren hubveränderndes Glied (11) mit Hilfe mindestens eines druckbeaufschlagten Kolbens (21) entgegen einer Gegenkraft eingestellt wird, der von einem Ventil (23) gesteuert wird, auf das einerseits zwei hubabhängig gegengelagerte Federn (45, 48) einwirken, andererseits eine dem Förderdruck proportionale Kraft über einen von diesem beaufschlagten Messkolben (28) und einen Hebel (51, 53), dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Messkolben (28) über ein Zwischenglied (29, 30) in derselben Wirkrichtung wie der Förderdruck zusätzlich eine Feder (32) einwirkt, und dass auf das Zwischenglied entgegen der Feder ein veränderbarer Steuerdruck aus einer zweiten Druckmittelquelle (36) einwirkt.

2.. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied ein Differentialkolben ist, auf dessen Ringfläche der Steuerdruck der zweiten Druckmittelquelle (36) einwirkt.

3. Regler nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle eine Hilfspumpe ist, an die parallel zum Zwischenglied ein Druckbegrenzungsventil (38) angeschlossen ist.

4. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Leitung der Hilfspumpe eine Drossel (39) eingeschaltet ist.

5. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckbegrenzungsventil (38) ein vom Arbeitsdruck der verstellbaren Pumpe beaufschlagtes Abschaltventil (61) vorgeschaltet ist, das Verbindung herzustellen vermag von der Förderleitung der Hilfspumpe (36) zum Behälter.

Claims

1. Power controller for a hydrostatic pump, the strokevarying member (11) of which is adjusted, by means of at least one piston (21) subjected to pressure, counter to an opposing force and controlled by a valve (23), on one side of which act two springs (45, 46) mounted so as to move relative to one another as a function of the stroke and on the other side of which a force proportional to the delivery pressure is exerted via a measuring piston (28) subjected to the latter and via a lever (51, 53), characterized in that a spring (32) acts additionally on the measuring piston (28) via an intermediate member (29, 30) in the same effective direction as the delivery pressure, and in that a variable control pressure from a second pressure-medium source (36) is exerted on the intermediate member counter to the spring.

2. Controller according to Claim 1, characterized in that the intermediate member is a differential piston, on the annular surface of which the control pressure from the second pressure-medium source (36) is exerted.

3. Controller according to Claim 1 and/or 2, characterized in that the pressure-medium source is an auxiliary pump, to which a pressure relief valve (38) is connected parallel to the intermediate member.

4. Controller according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a restrictor (39) is inserted in the line of the auxiliary pump.

5. Controller according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a cut-off valve (61) subjected to the working pressure of the variable pump precedes the pressure relief valve (38) and can make the connection from the delivery line of the auxiliary pump (36) to the tank.

Revendications

1. Régulateur de pression pour pompe hydrostatique où l'organe (11) modifiant la course est ajusté, à l'aide d'au moins un piston (21) soumis à une pression, contre une force antagoniste qui est commandée par une soupape (23), sur laquelle agissent, d'une part, deux ressorts (45,48) montés en sens contraire en fonction de la course et, d'autre part, une force proportionnelle à la pression d'alimentation, produite par un piston (28) de mesure soumis à cette pression et un levier (51, 53), régulateur caractérisé en ce que, sur le piston de mesure (28) agit, par l'intermédiaire d'un organe intermédiaire (29, 30) dans le même sens d'action que la pression d'alimentation, supplémentairement, un ressort (32) et que, sur l'organe intermédiaire agit, en sens opposé à celle du ressort, une force de commande variable provenant d'une seconde source (36) de fluide sous pression.

2. Régulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe intermédiaire est un piston différentiel, sur la surface annulaire duquel agit la pression de commande de la seconde source (36) de fluide sous pression.

3. Régulateur suivant l'une des revendications 1 et/ou 2, caractérisé en ce que la source de fluide sous pression est une pompe auxiliaire, à laquelle est raccordée, parallèlement à l'organe intermédiaire, une soupape (38) de limitation de la pression.

4. Régulateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est incorporé dans la conduite de la pompe auxiliaire, un organe étrangleur (39).

5. Régulateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est monté, en avant de la soupape (38) de limitation de la pression, une soupape d'interruption (61), alimentée par la pression de travail de la pompe réglable qui est apte à établir la liaison de la conduite d'alimentation de la pompe auxiliaire (36) jusqu'au réservoir.

Zeichnung