REGELEINRICHTUNG FÜR EINE HYDROPUMPE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Hydropumpe. Gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 soll mit dieser Regeleinrichtung die Hydropumpe, die eine hydraulische Verstelleinrichtung aufweist, zur Druckmittelversorung eines ersten hydraulischen Verbrauchers bedarfsstromgeregelt und zur Druckmittelversorgung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers druckgeregelt verstellbar sein, wobei in letzterem Falle der eingeregelte Druck und die Einstellung eines dem zweiten hydraulischen Verbraucher zugeordneten Steuerventils gemeinsam durch ein Steuersignal vorgebbar sind.

[0002] Die Bedarfsstromregelung einer hydraulischen Verstellpumpe wird auch als load-sensing-Regelung bezeichnet. Kennzeichnend für diese Art der Regelung ist, daß der Pumpendruck um ein bestimmtes Δp über dem höchsten Lastdruck aller in dieser Art und parallel zueinander angesteuerten hydraulischen Verbraucher liegt. Der Pumpendruck fällt über eine dem Verbraucher mit dem jeweils höchsten Lastdruck zugeordnete, verstellbare Blende auf den Lastdruck ab. Je nach dem Öffnungsquerschnitt der Blende muß die von der Pumpe geförderte Fluidmenge größer oder kleiner sein, um die vorgegebene Druckdifferenz aufrechtzuerhalten. Für diese Bedarfsstromregelung der Hydropumpe besitzt eine dieser zugeordnete Regeleinrichtung ein Regelventil, das in Richtung größeres Hubvolumen vom höchsten Lastdruck und von einer Feder und in Richtung kleines Hubvolumen vom Pumpendruck beaufschlagbar ist.

[0003] Aus der DE 43 08 004 Al ist eine Regelung für eine verstellbare Hydropumpe bekannt, die eine Druckregelung ist. Dabei ist der einzuregelnde Druck sowie die Einstellung eines Steuerventils, das einem von einer derart geregelten Hydropumpe mit Druckmittel vorsorgten hydraulischen Verbraucher zugeordnet ist, gemeinsam durch ein Steuersignal vorgebbar. Das Steuersignal kann z.B. ein Steuerdruck sein, der mit Hilfe eines Vorsteuergerätes eingestellt wird und der auf den Schieber des Steuerventils und auf den Regelkolben eines der Verstellpumpe zugeordneten Regelventils in Richtung größeres Hubvolumen wirkt. In Richtung kleineres Hubvolumen mag auf den Regelkolben des Regelventils der Pumpendruck wirken, wobei durch einen Größenunterschied der von den Drücken beaufschlagten Flächen eine Regelstellung des Regelkolbens möglich ist. Auch kann der Steuerdruck mit Hilfe eines Kopierventils auf das Niveau des Pumpendrucks angehoben werden, so daß gleich große beaufschlagbare Flächen am Regelkolben möglich sind. Bei einer Regelung gemäß der DE 43 08 004 Al werden ein bestimmter Pumpendruck eingeregelt und der Schieber eines Steuerventils in eine bestimmte Position gebracht, in der das Steuerventil auch schon offen sein kann. Ist der vorgegebene Pumpendruck kleiner als der zur Bewegung des Verbrauchers notwendige Druck, so bleibt der Verbraucher trotz des offenen Steuerventils in Ruhe. Erst wenn durch eine Erhöhung des Steuersignals der Pumpendruck den Lastdruck erreicht, fängt der Verbraucher an sich zu bewegen. Der Beginn dieser Bewegung liegt also bei einem um so größeren Öffnungsquerschnitt des Steuerventils, je höher die Last ist.

[0004] Aus der DE 43 08 004 A1 ist es auch bekannt, eine verstellbare Hydropumpe, die mehrere hydraulische Verbraucher mit Druckmittel versorgt, für erste Verbraucher bedarfsstromgeregelt und für zweite Verbraucher druckgeregelt zu verstellen. Nach welcher Art von Regelung verfahren wird, hängt davon ab, ob ein gemeldeter höchster Lastdruck der ersten Verbraucher oder das vorgegebene Steuersignal einen höheren Pumpendruck erfordert. Dazu wird der höchste Lastdruck oder ein aus dem Steuersignal mit Hilfe einer Düse und eines verstellbaren Druckbegrenzungsventils generierte Druck über ein Wechselventil zu einem Steuerraum eines Regelventils der Verstellpumpe durchgeschaltet.

[0005] Ziel der Erfindung ist es, für eine Hydropumpe, die bedarfsstromgeregelt und druckgeregelt verstellbar ist, eine Regeleinrichtung zu schaffen, für die auf ein Wechselventil verzichtet werden kann.

[0006] Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Regeleinrichtung ein erstes Regelventil für die Bedarfsstromregelung und ein zweites Regelventil für die Druckregelung umfaßt und daß die Verstelleinrichtung jeweils von dem Regelventil steuerbar ist, dessen Regelstellung entsprechend der Höhe des Steuersignals und des Lastdrucks den höheren Pumpendruck erfordert.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung kann man den Unteransprüchen entnehmen.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.

[0009] Nach der Zeichnung kann eine hydraulische Vertellpumpe 10 Druckmittel aus einem Tank 11 ansaugen und in eine Druckleitung 12 abgeben. Über diese Leitung sind erste hydraulische Verbraucher 13 load-sensing-geregelt und zweite hydraulische Verbraucher 14 druckgeregelt verfahrbar. Die Verstellpumpe 10 besitzt eine Verstelleinrichtung 15 in Form eines Hydrozylinders, dessen Kolben durch Beaufschlagung eines kolbenseitigen Druckraums 16 mit Druck gegen die Kraft einer Feder 17 in Richtung einer Verringerung des Hubvolumens der Pumpe verschoben werden kann. Bei einer Druckentlastung des Druckraums kann die Feder 17 den Kolben im Sinne einer Vergrößerung des Hubvolumens zurückschieben.

[0010] Die Verstelleinrichtung 15 wird von mehreren Regelventilen 18, 19 und 20 gesteuert, die alle als 3/2-Stetig-Wegeventil ausgebildet sind und jeweils einen axial beweglichen Regelkolben aufweisen. Alle Regelkolben sind in die eine axiale Richtung über jeweils eine Steuerleitung 21 vom in der Druckleitung 12 herrschenden Pumpendruck beaufschlagbar.

[0011] Der Regelkolben des ersten Regelventils 18 ist in die entgegengesetzte Richtung über eine Steuerleitung 22 vom höchsten an den gerade betätigten ersten Verbraucher 13 vorkommenden Lastdruck beaufschlagbar. In die gleiche Richtung wirkt eine Druckfeder 23, deren Vorspannung so bemessen ist, daß dann ein Kräftegleichgewicht am Regelkolben des Ventils 18 herrscht, wenn der Pumpendruck um 10 bis 20 bar höher ist als der höchste Lastdruck. Ein Ausgang des Regelventils 18 wird bei einem Übergewicht des Pumpendrucks mit einem Eingang verbunden, der an den Ausgang des zweiten Regelventils 19 angeschlossen ist. Bei einem Übergewicht des Lastdrucks in Verbindung mit der Kraft der Feder 23 ist der Ausgang direkt unter Umgehung des Regelventils 19 mit einer Tankleitung 24 verbunden.

[0012] Der Regelkolben des Regelventils 19 ist entgegen dem Pumpendruck über eine Steuerleitung 25 von einem Steuerdruck beaufschlagbar, der z.B. von einem auf der Basis von Druckreduzierventilen funktionierenden Vorsteuergerät vorgegeben werden kann. Während beim Regelventil 18 die vom Pumpendruck bzw. vom Lastdruck beaufschlagten Flächen am Regelkolben gleich groß sind, unterscheiden sich die Druckflächen am Regelkolben des Regelventils 19, da der Steuerdruck im allgemeinen wesentlich kleiner als der Pumpendruck ist. Die Fläche, an der der Steuerdruck wirkt, kann z.B. zehnmal so groß wie die andere Fläche sein, so daß bei einem gegenüber dem Pumpendruck zehnmal kleineren Steuerdruck ein Kräftegleichgewicht am Regelkolben des Regelventils 19 hergestellt werden kann. Der mit dem einen Eingang des Regelventils 18 verbundene Ausgang des Regelventils 19 ist bei einem Übergewicht des Pumpendrucks mit einem Eingang verbunden, der über eine Leitung 26 an die Druckleitung 12 angeschlossen ist. Bei einem Übergewicht des Steuerdrucks wird der besagte Ausgang mit der Tankleitung 24 verbunden. Der Regelkolben des Regelventils 19 wird noch von einer leicht vorgespannten Druckfeder 27 beaufschlagt, die dafür sorgt, daß der Regelkolben eine definierte Ruhelage einnimmt, wenn die Pumpe 10 ausgeschaltet ist. Für die Regelung ist dieser Feder nicht notwendig.

[0013] Mit dem dritten Regelventil 20 kann ein maximaler Systemdruck eingestellt werden. Der Regelkolben dieses Ventils wird entgegen dem Pumpendruck von einer einstellbaren Druckfeder 35 beaufschlagt, die unterhalb des maximalen Systemdrucks das Ventil in einer Position hält, in der der Druckraum 16 mit dem Ausgang des Regelventils 18 verbunden ist. Wenn der maximale Systemdruck erreicht wird, verbindet das Ventil 20 den Druckraum 16 mit der Druckleitung 12.

[0014] Bei ausgeschalteter Pumpe ist der Druckraum 16 über die Ventile 20 und 18, aber auch über eine in eine Verbindung zwischen dem Druckraum 16 und der Tankleitung 24 liegenden Düse 36 zur Tankleitung 24 hin entlastet. Die Pumpe 10 ist also auf maximales Hubvolumen eingestellt. Wird sie nun eingeschaltet, so baut sich in der Druckleitung 12 auch bei fehlenden Signalen in den Leitungen 22 und 25 ein Druck auf, der den Regelkolben des Ventils 18 verstellt, so daß der Druckraum 16 über die drei Regelventile mit der Druckleitung 12 verbunden wird und die Pumpe 10 zurückschwenkt. Es regelt sich ein solcher Pumpendruck ein, daß am Regelkolben des Ventils 18 ein Kräftegleichgewicht zwischen der vom Pumpendruck erzeugten Kraft und der Kraft der Feder 23 herrscht. Die Höhe des Drucks beträgt also je nach Vorspannung der Feder 23 10 bis 20 bar.

[0015] Bei einem Lastsignal in der Steuerleitung 22 wird der Druckraum 16 zunächst entlastet, so daß die Pumpe 10 ausschwenkt und der Druck in der Druckleitung 12 soweit ansteigt, bis am Regelkolben des Regelventils 18 wieder ein Kräftegleichgewicht besteht, das nun jedoch auf höherem Niveau liegt.

[0016] Wird nun ein Drucksignal auf die Steuerleitung 25 gegeben, so ändert sich am Zustand der Regelventile und der Verstelleinrichtung solange nichts, solange diesem Steuerdruck ein Pumpendruck entspricht, der unterhalb des schon aufgrund des Signals in der Steuerleitung 22 erreichten Pumpendrucks liegt. Steigt der Steuerdruck in der Steuerleitung 25 über einen Wert, der dem augenblicklichen Pumpendruck entspricht an, so wird der mit dem Regelventil 18 verbundene Ausgang des Regelventils 19 mit der Tankleitung 24 verbunden. Der Druckraum 16 wird druckentlastet, so daß die Pumpe 10 ausschwenkt und der Druck in der Druckleitung 12 über den dem Druck in der Steuerleitung 22 entsprechenden Druck bis zu einem solchen Wert ansteigt, daß in der Regelstellung des Regelkolbens des Regelventils 19 am Regelkolben ein Kräftegleichgewicht zwischen der vom Pumpendruck erzeugten Kraft und der vom Steuerdruck in der Steuerleitung 25 erzeugten Kraft hergestellt ist. Der höhere Pumpendruck verschiebt den Regelkolben des Regelventils 18 so, daß dessen Ausgang mit dem Ausgang des Regelventils 19 verbunden ist, so daß nun allein das Regelventil 19 regelt.

[0017] Die Verstelleinrichtung 15 wird also, sofern der Druck in der Steuerleitung 25 einen höheren Pumpendruck erfordert als der Druck in der Steuerleitung 22, allein vom Regelventil 19 und, sofern der Druck in der Steuerleitung 22 einen höheren Pumpendruck erfordert als der Druck in der Steuerleitung 25, allein vom Regelventil 18 gesteuert.

Ansprüche

1. Regeleinrichtung für eine Hydropumpe (10), die eine hydraulische Verstelleinrichtung (15) aufweist und die zur Druckmittelversorgung eines ersten hydraulischen Verbrauchers (13) bedarfsstromgeregelt und zur Druckmittelversorgung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers (14) druckgeregelt ist, wobei der eingeregelte Druck und die Einstellung eines dem zweiten hydraulischen Verbraucher (14) zugeordneten Steuerventils gemeinsam durch ein Steuersignal vorgebbar sind, gekennzeichnet durch ein erstes Regelventil (18), das in Richtung größeres Hubvolumen der Hydropumpe (10) vom Lastdruck des ersten Verbrauchers (13) und von einer Feder (23) und in Richtung kleineres Hubvolumen vom Pumpendruck beaufschlagbar ist, und durch ein zweites Regelventil (19), das in Richtung größeres Hubvolumen von einer dem Steuersignal entsprechenden Kraft und in Richtung kleineres Hubvolumen vom Pumpendruck beaufschlagbar ist, wobei die Verstelleinrichtung (15) jeweils von dem Regelventil (18, 19) steuerbar ist, dessen Regelstellung entsprechend der Höhe des Steuersignals und des Lastdrucks den höheren Pumpendruck erfordert.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Regelventil (19) über das andere Regelventil (18) mit der Verstelleinrichtung (15) und letzteres Regelventil (18) über ersteres Regelventil (19) mit der Druckseite (12) der Hydropumpe (10) verbindbar ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß des ersten Regelventils (18) unabhängig vom zweiten Regelventil (19) und ein Anschluß des zweiten Regelventils (19) unabhängig vom ersten Regelventil (18) mit einem Tank (11) verbunden ist.

4. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Regelventile (18, 19) 3/2-Stetig-Wegeventile sind, daß ein mit der Verstelleinrichtung (15) verbundener Anschluß des einen Regelventils (18) wechselweise mit einem an den Tank angeschlossenen Anschluß oder mit einem mit einem Anschluß des anderen Regelventils (19) verbundenen Anschluß des einen Regelventils (18) verbindbar ist und daß der mit dem einen Anschluß des einen Regelventils (18) verbundene Anschluß des an; deren Regelventils (19) wechselweise mit einem an den Tank (11) angeschlossenen Anschluß oder mit einem mit der Druckseite (12) der Hydropumpe (10) verbundenen Anschluß des anderen Regelventils (19) verbindbar ist.

Claims

1. A control device for a hydraulic pump (10) which has a hydraulic displacement device (15) and is controlled by load-sensing for the supplying of hydraulic fluid to a first hydraulic consumer (13) and controlled by pressure for the supplying of hydraulic fluid to a second hydraulic consumer (14), the pressure adjusted and the setting of a servo-valve associated with the second hydraulic consumer (14) being programmable jointly by a command signal, characterized by a first control valve (18) which can be acted on in the direction of a larger displacement volume of the hydraulic pump (10) by the load pressure of the first consumer (13) and by a spring (23), and, in the direction of a smaller displacement volume, by the pump pressure; and by a second control valve (19) which can be acted on in the direction of larger displacement volume by a force corresponding to the command signal and in the direction of a smaller displacement volume by the pump pressure, the displacement device (15) being controllable in each case by the control valve (18, 19), the control position of which requires the higher pump pressure corresponding to the height of the command signal and of the load pressure.

2. A control device according to Claim 1, characterized in that the one control valve (19) can be connected via the other control valve (18) with the displacement device (15) and the latter control valve (18) can be connected via the first control valve (19) to the pressure side (12) of the hydraulic pump (10).

3. A control device according to Claim 1 or 2, characterized in that a port of the first control valve (18) is connected to a tank (11) independently of the second control valve (19) and a port of the second control valve (19) is connected to the tank (11) independently of the first control valve (18).

4. A control device according to Claims 3 and 4, characterized in that both control valves (18, 19) are 3/2 continuous-directional valves; that a port of the one control valve (18) which is connected with the displacement device (15) can be connected alternately with a port connected to the tank or with a port of the one control valve (18) connected with a port of the other control valve (19); and that the port of the other control valve (19) which is connected with the one port of the one control valve (18) can be connected alternately with a port connected to the tank (11) or with a port of the other control valve (19) which is connected to the pressure side (12) of the hydraulic pump (10).

Revendications

1. Un dispositif de régulation pour une pompe (10) hydraulique, laquelle présente un dispositif (15) de réglage hydraulique et laquelle est dotée d'un asservissement du débit nécessaire, afin de satisfaire à l'alimentation en moyen de pression d'un premier récepteur (13) hydraulique, ainsi que d'un asservissement de la pression, afin de satisfaire à l'alimentation en moyen de pression d'un second récepteur (14) hydraulique, cependant que la consigne de pression asservie et la consigne de réglage d'une valve de pilotage dédiée au second récepteur (14) hydraulique peuvent être données conjointement à l'aide d'un signal de pilotage, caractérisé par une première valve (18) de régulation, laquelle peut être soumise à la pression en charge du premier récepteur (13) ainsi que d'un ressort (23), dans le sens d'une plus grande cylindrée de la pompe (10) hydraulique, et à la pression de la pompe, dans le sens d'une cylindrée plus faible, et par une seconde valve (19) de régulation, laquelle peut être soumise à une force correspondant au signal de pilotage, dans le sens d'une plus grande cylindrée, et à la pression de la pompe, dans le sens d'une cylindrée plus faible, cependant que le dispositif (15) de réglage peut être piloté selon le cas par la valve (18, 19) de régulation, dont la position de régulation provoquera, en fonction de l'amplitude du signal de pilotage et de la pression en charge, une pression de la pompe plus élevée.

2. Un dispositif de régulation conforme à la revendication n° 1, caractérisé en ce que une première valve (19) de régulation peut être raccordée au dispositif (15) de réglage au travers de la seconde valve (18) de régulation, et cette dernière valve (18) de régulation peut être connectée au côté (12) pression de la pompe (10) hydraulique au travers de la première valve (19) de régulation.

3. Un dispositif de régulation conforme à la revendication n° 1 ou n° 2, caractérisé en ce que sont connectés au réservoir (11) un raccord de la première valve (18) de régulation, indépendamment de la seconde valve (19) de régulation, et un raccord de la seconde valve (19) de régulation, indépendamment de la première valve (18) de régulation.

4. Un dispositif de régulation conforme aux revendications n° 3 et n° 4, caractérisé en ce que les deux valves (18, 19) de régulation sont des distributeurs 3/2, qu'un raccord de la première valve (18) de régulation, lequel communique avec le dispositif (15) de réglage, peut être connecté alternativement sur un raccord communiquant avec le réservoir ou sur un raccord de la première valve (18) de régulation, lequel communique avec un raccord de l'autre valve (19) de régulation, et que le raccord de l'autre valve (19) de régulation, lequel communique avec le premier raccord de la première valve (18) de régulation, peut être connecté alternativement sur un raccord communiquant avec le réservoir (11) ou sur un raccord de l'autre valve (19) de régulation, lequel communique avec le côté (12) pression de la pompe (10) hydraulique.

Zeichnung