DE19831587C2 - Power control device for controlling the hydraulic power of a hydraulic pump - Google Patents

Abstract

Eine Leistungsregelvorrichtung (1) dient zur Regelung der hydraulischen Leistung einer in eine Arbeitsleitung (3) fördernden Hydropumpe (2), deren Schwenkwinkel mittels einer Verstellvorrichtung (6) verstellbar ist. Mit der Arbeitsleitung (3) ist eine Stromregeleinrichtung (11) verbunden, die einem Nebenkreis (10) einen konstanten Volumenstrom zuführt. Ferner ist in dem Nebenkreis (10) eine Ablaufdrossel (12) vorgesehen, deren Drosselquerschnitt von dem Schwenkwinkel der Hydropumpe (2) abhängig ist. Ein Steuerventil (17) beaufschlagt mit zunehmendem Nebendruck in dem Nebenkreis (10) zwischen der Stromregeleinrichtung (11) und der Ablaufdrossel (12) die Verstellvorrichtung (6) in Richtung auf einen vergrößerten Schwenkwinkel der Hydropumpe (2).A power control device (1) is used to control the hydraulic power of a hydraulic pump (2) which pumps into a working line (3) and whose swivel angle can be adjusted by means of an adjusting device (6). A flow control device (11) is connected to the working line (3) and feeds a constant volume flow to an auxiliary circuit (10). Furthermore, a discharge throttle (12) is provided in the secondary circuit (10), the throttle cross section of which depends on the swivel angle of the hydraulic pump (2). A control valve (17) acts on the adjusting device (6) in the direction of an enlarged swivel angle of the hydraulic pump (2) with increasing secondary pressure in the secondary circuit (10) between the flow control device (11) and the discharge throttle (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungsregelvorrichtung zur Regelung der hydraulischen Leistung einer Hydropumpe, deren Schwenkwinkel mittels einer Verstellvorrichtung verstellbar ist.The invention relates to a power control device for Regulation of the hydraulic power of a hydraulic pump, the Swivel angle adjustable by means of an adjustment device is.

Eine Leistungsregelvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 26 793 C1 bekannt. In dieser Druckschrift wird eine hydraulische Regeleinrichtung beschrieben, die für zwei parallel arbeitende Hydropumpen jeweils eine Leistungsregel­ einrichtung umfaßt. Die beiden Leistungsregeleinrichtungen werden von einer den Hydropumpen gemeinsamen Druckregelein­ richtung angesteuert.A power control device is for example from the DE 196 26 793 C1 known. In this publication a hydraulic control device described for two hydraulic pumps operating in parallel each have a power rule device includes. The two power control devices are controlled by a pressure control common to the hydraulic pumps direction driven.

Die bekannten Leistungsregeleinrichtungen umfassen jeweils einen sogenannten Hyperbelregler, der über einen Schwenkhebel auf ein als Leistungsregelventil wirkendes Proportionalventil zurückwirkt. Dabei wirkt auf den Schwenkhebel eine dem Arbeitsdruck in der der Hydropumpe zugehörigen Arbeitsleitung proportionale Kraft ein, die über einen variablen Hebelweg ein variables Drehmoment hervorruft. Der Hebelweg hängt von der Stellung eines Stellkolbens der Verstellvorrichtung der Hydropumpe und somit von dem eingestellten Fördervolumen der Hydropumpe ab. Auf das Proportionalventil wirkt daher insgesamt ein Drehmoment ein, daß dem Produkt aus dem Arbeitsdruck in der zugehörigen Arbeitsleitung und dem eingestellten Fördervolumen der Hydropumpe, d. h. der geförderten hydraulischen Leistung der Hydropumpe, propor­ tional ist.The known power control devices each include a so-called hyperbola regulator, which has a swivel lever to a proportional valve acting as a capacity control valve reacts. One acts on the swivel lever Working pressure in the working line belonging to the hydraulic pump proportional force over a variable leverage causes a variable torque. The leverage depends on the position of an adjusting piston of the adjusting device Hydropump and thus from the set delivery volume of Hydraulic pump. Therefore acts on the proportional valve a total of a torque that the product of the Working pressure in the associated work management and the set delivery volume of the hydraulic pump, d. H. the promoted hydraulic power of the hydraulic pump, propor is tional.

Nachteilig bei dieser bekannten Bauweise einer Leistungsre­ gelvorrichtung ist jedoch der relativ komplexe mechanische Aufbau mittels des Schwenkhebels, der einen erheblichen kon­ struktiven Aufwand erfordert und zudem störanfällig ist. A disadvantage of this known construction of a performance However, the gel device is the relatively complex mechanical one Structure by means of the swivel lever, which has a considerable con structural effort required and is also prone to failure.  

Aus der DE 35 41 750 C2 ist ein Leistungsregelventil bekannt, das in der Arbeitsleitung der Hydropumpe angeordnet ist und nicht mit der Verstellvorrichtung der Hydropumpe gekoppelt sind. Dieses Leistungsregelventil weist einen Regelschlitz auf, der geometrisch so geformt ist, daß die Veränderung des Drosselquerschnitts als Funktion des Verschiebewegs des Ventilkörpers des Ventils nicht linear ist, sondern so bestimmt ist, daß das Produkt aus Arbeitsdruck und Drosselquerschnitt zumindest näherungsweise konstant ist. Nachteilig bei diesen Leistungsregelventilen ist jedoch die relativ ungenaue Regelcharakteristik und der relativ hohe bauliche Aufwand, da der Drosselquerschnitt diese Leistungs­ regelventile exakt dimensioniert und justiert werden muß. Der Fertigungs- und Montageaufwand ist daher erheblich. Ferner sind bei hohen Leistungen sehr hohe Federkräfte für die Rückstellung der Ventilkörper erforderlich, so daß die Rück­ stellfeder relativ groß ausgelegt werden müssen. Allgemein ist daher eine Leistungsregelung mit einem die Regelfunktion übernehmenden Ventil in der Arbeitsleitung in der Praxis unbefriedigend.A power control valve is known from DE 35 41 750 C2, which is arranged in the working line of the hydraulic pump and not coupled to the adjustment device of the hydraulic pump are. This power control valve has a control slot on, which is geometrically shaped so that the change of the Throttle cross section as a function of the displacement of the Valve body of the valve is not linear, but so it is determined that the product of working pressure and Throttle cross section is at least approximately constant. The disadvantage of these power control valves is, however relatively imprecise control characteristic and the relatively high construction effort, because the throttle cross section this performance control valves must be precisely dimensioned and adjusted. The Manufacturing and assembly work is therefore considerable. Further are very high spring forces for the Reset of the valve body required so that the return must be designed relatively large. General is therefore a power control with a control function valve in the work line in practice unsatisfactory.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsregelvorrichtung zu schaffen, die unmittelbar von der Verstellvorrichtung der Hydropumpe angesteuert wird, wobei die Leistungsregelfunktion jedoch nicht mechanisch über einen veränderlichen Hebelarm sondern hydraulisch realisiert ist.It is therefore the object of the present invention, a To create power control device that is immediate from the adjusting device of the hydraulic pump is controlled, but the power control function is not mechanical a variable lever arm but implemented hydraulically is.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the features of claim 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, bei einer Leist­ ungsregelvorrichtung anstatt eines bisher verwendeten Schwenkhebels mit variablem Hebelarm zur Erzielung der Leist­ ungsregelfunktion einen hydraulischen Nebenkreis vorzusehen mit einer Stromregeleinrichtung, die dem Nebenkreis einen konstanten Volumenstrom zuführt, und einer Ablaufdrossel, deren Drosselquerschnitt von dem Schwenkwinkel der Hy­ dropumpe eingestellt wird und die bei geeigneter Dimensio­ nierung die Leistungsregelfunktion gewährleistet. Da die die Leistungsfunktion realisierenden Ventile und Drosseln nicht in der Arbeitsleitung, sondern in einem mit einem nur gerin­ gen Volumenstrom durchströmten Nebenkreis angeordnet sind, unterliegen diese Ventile und Drosseln einem erheblich gerin­ geren Verschleiß. Ferner tritt eine nur geringe Verlustwärme auf, so daß diese Ventile relativ klein ausgelegt und zu einem gemeinsamen Ventilblock zusammengefaßt werden können. Der konstruktive Aufwand für die erfindungsgemäße Lösung ist daher relativ gering. Die erfindungsgemäße hydraulische Leistungsregelung ist gegenüber der bisher bekannten mecha­ nischen Leistungsregelung mit einem verstellbaren Schwenkhe­ bel wesentlich weniger störanfällig.The invention is based on the knowledge of a performance Control device instead of one previously used Swivel lever with variable lever arm to achieve the performance control function to provide a hydraulic auxiliary circuit  with a current control device that the secondary circuit constant volume flow, and an outlet throttle, the throttle cross section of the swivel angle of the Hy dropumpe is set and the appropriate dimensions performance control function guaranteed. Because the Valves and throttles that do not perform the power function in the management, but in one with only one a secondary circuit through which the volume flow flows are arranged, these valves and throttles are subject to a significant reduction less wear. Furthermore, there is only a small heat loss on, so that these valves are designed to be relatively small and too can be summarized in a common valve block. The design effort for the solution according to the invention is therefore relatively small. The hydraulic according to the invention Power control is compared to the previously known mecha African power control with an adjustable swivel bel much less prone to failure.

Die Ansprüche 2 bis 10 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.Claims 2 to 10 relate to advantageous developments the invention.

Entsprechend Anspruch 2 kann die Stromregeleinrichtung, die die Aufgabe hat, dem Nebenkreis einen konstanten Volumenstrom zuzuführen, aus einer in dem Nebenkreis angeordneten Drossel und einem entweder stromabwärts oder stromaufwärts der Drossel angeordneten Begrenzungsventil bestehen. Dabei wird das Begrenzungsventil von dem Druckabfall an der Drossel so angesteuert, daß der Öffnungsquerschnitt des Begrenzungsventils verringert wird, wenn sich der Druckabfall an der Drossel erhöht und umgekehrt der Öffnungsquerschnitt des Begrenzungsventil vergrößert wird, wenn sich der Druckabfall an der Drossel verringert. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Druckabfall an der Drossel stets konstant gehalten wird, was einen konstanten Volumenstrom zur Folge hat. Das Begrenzungsventil kann entsprechend Anspruch 3 beispielsweise als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein. According to claim 2, the current control device, the the task is to ensure a constant volume flow for the secondary circuit to supply, from a throttle arranged in the secondary circuit and one either downstream or upstream of the Throttle valve arranged. Doing so the relief valve from the pressure drop across the throttle so controlled that the opening cross section of the Limit valve is reduced when the pressure drop at the throttle and vice versa the opening cross section the limit valve is increased when the Pressure drop at the throttle reduced. That way ensures that the pressure drop across the throttle is always is kept constant, resulting in a constant volume flow Consequence. The limit valve can according to claim 3 For example, be designed as a 2/2-way valve.  

Entsprechend Anspruch 4 ist die Ablaufdrossel vorzugsweise so ausgelegt, daß sich deren Drosselquerschnitt mit zunehmendem Schwenkwinkel der Hydropumpe ausgehend von der Neutralstel­ lung vergrößert. Wenn die Leistungsregelvorrichtung die Lei­ stung der Hydropumpe auf eine konstante Maximalleistung begrenzt ist der Öffnungsquerschnitt der Ablaufdrossel entsprechend Anspruch 5 so auszulegen, daß der Öffnungsquerschnitt proportional zur Quadratwurzel des Tangens des Schwenkwinkels der Hydropumpe ansteigt.According to claim 4, the discharge throttle is preferably so designed that their throttle cross section with increasing Swivel angle of the hydraulic pump starting from the neutral position lung enlarged. If the power control device the Lei hydraulic pump to a constant maximum output the opening cross-section of the outlet throttle is limited to be interpreted according to claim 5 so that the Opening cross section proportional to the square root of the Tangent of the swivel angle of the hydraulic pump increases.

Das Steuerventil kann entsprechend Anspruch 6 ein 3/2-Wegeventil sein, daß einen ersten mit der Arbeitsleitung verbundenen Anschluß, einen zweiten mit einem Druckmedium- Tank verbundenen Anschluß und einen mittelbar oder unmittel­ bar mit der Verstellvorrichtung der Hydropumpe verbundenen dritten Anschluß aufweist. Vorzugsweise ist entsprechend Anspruch 7 zwischen dem Steuerventil und der Verstellvorrich­ tung der Hydropumpe ein Druckbegrenzungsventil angeordnet. Der Ventilkolben des Steuerventils wird entsprechend Anspruch 8 vorzugsweise von der Druckdifferenz zwischen dem in der Arbeitsleitung herrschenden Hochdruck und dem in dem Neben­ kreis zwischen der Stromregeleinrichtung und der Ablaufdros­ sel herrschenden Nebendruck beaufschlagt.The control valve can be according to claim 6 3/2-way valve that a first with the working line connected connection, a second with a pressure medium Tank connected connection and a direct or indirect bar connected to the adjustment device of the hydraulic pump has third connection. Is preferably corresponding Claim 7 between the control valve and the adjusting device device of the hydraulic pump arranged a pressure relief valve. The valve piston of the control valve is claimed accordingly 8 preferably from the pressure difference between that in the Working pressure prevailing high pressure and that in the side circuit between the flow control device and the drain valve sel prevailing secondary pressure.

Vorzugsweise ist das Steuerventil entsprechend Anspruch 9 so mit der Verstellvorrichtung verbunden, daß das Steuerventil mit zunehmendem Druck in dem Nebenkreis zwischen der Stromregeleinrichtung und der Ablaufdrossel einen Stellzylinder der Verstellvorrichtung zunehmend zu eine Druckmedium-Tank hin belüftet, um den Schwenkwinkel der Hydropumpe zu erhöhen. Die Ablaufdrossel ist entsprechend Anspruch 10 vorzugsweise so angeordnet, daß sie den Nebenkreis unmittelbar mit einem Druckmedium-Tank verbindet. Preferably, the control valve is according to claim 9 connected to the adjusting device that the control valve with increasing pressure in the secondary circuit between the Current control device and the flow restrictor one Adjusting cylinder of the adjusting device increasingly to one Pressure medium tank ventilated to the swivel angle of the Increase hydraulic pump. The flow restrictor is corresponding Claim 10 preferably arranged so that it Secondary circuit connects directly to a pressure medium tank.  

Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Invention is described below with reference to the drawing described in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 einen hydraulischen Schaltplan eines Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Leistungsregelvorrich­ tung; Figure 1 is a hydraulic circuit diagram of a game Ausführungsbei the power control device according to the invention.

Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines konstruktiven Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leistungsregelvorrichtung; Fig. 2 is a sectional view of a constructive embodiment of a power control device according to the invention;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2; und3 shows a section along the line III-III in Fig. 2. and

Fig. 4 eine ausschnittsweise Darstellung von Fig. 1. FIG. 4 shows a detail of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein hydraulisches Schaltbild eines Ausführungs­ beispiels der erfindungsgemäßen Leistungsregelvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Fig. 1 shows a hydraulic circuit diagram of an embodiment example of the power control device according to the invention, which is generally designated by the reference numeral 1 .

Eine Hydropumpe 2 saugt das Druckmedium aus einem Druckme­ dium-Tank 4 an und fördert das Druckmedium in einer Arbeits­ leitung 3, an die ein nicht dargestellter Verbraucher angeschlossen sein kann. Die Hydropumpe 2 wird über eine Antriebswelle 5 vorzugsweise mit konstanter Drehzahl ange­ trieben. Zur Verstellung des Schwenkwinkels der Hydropumpe 2 dient eine allgemein mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnete Verstellvorrichtung, die einen ersten Stellkolben 7a, einen ersten Stellzylinder 8a, einen zweiten Stellkolben 7b und einen zweiten Stellzylinder 8b aufweist. Im ersten Stell­ zylinder 8a befindet sich eine Stellfeder 9, die die Ver­ stellvorrichtung 6 der Hydropumpe 2 in Richtung auf maximales Fördervolumen beaufschlagt. Mit zunehmendem Druck in dem zweiten Stellzylinder 8b wird die Stellvorrichtung 6 der Hydropumpe 2 in Richtung auf minimales Verdrängungsvolumen zurückgeschwenkt. A hydraulic pump 2 sucks the pressure medium from a Druckme medium tank 4 and promotes the pressure medium in a working line 3 , to which a consumer, not shown, can be connected. The hydraulic pump 2 is preferably driven at a constant speed via a drive shaft 5 . To adjust the swivel angle of the hydraulic pump 2 is an adjusting device, generally designated by the reference numeral 6 , which has a first actuating piston 7 a, a first actuating cylinder 8 a, a second actuating piston 7 b and a second actuating cylinder 8 b. In the first actuating cylinder 8 a there is an actuating spring 9 which acts on the adjusting device 6 of the hydraulic pump 2 in the direction of the maximum delivery volume. With increasing pressure in the second actuating cylinder 8 b, the actuating device 6 of the hydraulic pump 2 is pivoted back in the direction of the minimal displacement volume.

Erfindungsgemäß verzweigt von der Arbeitsleitung 3 ein Nebenkreis 10. Dem Nebenkreis 10 wird über eine allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete Stromregeleinrichtung aus der Arbeitsleitung 3 ein konstanter Volumenstrom zugeführt. Der Ablauf aus dem Nebenkreis 10 in den Druckmedium-Tank 4 erfolgt über eine variable Ablaufdrossel 12. Der Drossel­ querschnitt der Ablaufdrossel 12 hängt von dem Schwenkwinkel der Hydropumpe 2 ab.According to the invention, a secondary circuit 10 branches from the working line 3 . A constant volume flow is supplied to the secondary circuit 10 from the working line 3 via a flow control device, generally designated by the reference numeral 11 . The discharge from the secondary circuit 10 into the pressure medium tank 4 takes place via a variable discharge throttle 12 . The throttle cross section of the discharge throttle 12 depends on the swivel angle of the hydraulic pump 2 .

Die Stromregeleinrichtung 11 besteht im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einem Begrenzungsventil 13, das als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Stromabwärts des Begrenzungs­ ventils 13 befindet sich eine vorzugsweise einstellbare Drossel 14. Der Drosselquerschnitt der Drossel 14 ist zwar vorzugsweise zu Justagezwecken einstellbar, jedoch während des Betriebs der erfindungsgemäßen Leistungsregelvorrichtung 1 unveränderlich. In der in Fig. 1 dargestellten Grundstel­ lung wird der Ventilkolben des Begrenzungsventils 13 durch die Rückstellfeder 15 in die Durchlaßstellung beaufschlagt. Das Begrenzungsventil 13 wird von dem Druckabfall an der Drossel 14 angesteuert. Wenn der Druckabfall an der Drossel 14 ansteigt, verringert sich daher der Durchfluß durch das Begrenzungsventil 13. Wenn umgekehrt der Druckabfall an der Drossel 14 sich verringert, erhöht sich der Durchfluß durch das Begrenzungsventil 13. Durch diesen Regelmechanismus wird daher der Volumenstrom durch die Stromregeleinrichtung 11 unabhängig von dem in der Arbeitsleitung 3 herrschenden Hochdruck stets auf einen konstanten Wert eingeregelt.The flow control device 11 consists in the illustrated embodiment, for example, from a limiting valve 13 which is designed as a 2/2-way valve. Downstream of the limiting valve 13 there is a preferably adjustable throttle 14 . The throttle cross section of the throttle 14 is preferably adjustable for adjustment, however, invariably during operation of the power control device 1 according to the invention. In the basic setting shown in FIG. 1, the valve piston of the limiting valve 13 is acted upon by the return spring 15 in the open position. The limiting valve 13 is controlled by the pressure drop across the throttle 14 . Therefore, when the pressure drop across the throttle 14 increases, the flow through the limit valve 13 decreases. Conversely, if the pressure drop across the throttle 14 decreases, the flow through the limiting valve 13 increases . By means of this control mechanism, the volume flow through the flow control device 11 is therefore always adjusted to a constant value regardless of the high pressure prevailing in the working line 3 .

Der in dem Nebenkreis 10 zwischen der Drossel 14 und der Ablaufdrossel 12 herrschende Nebendruck wirkt auf ein Steuerventil 17 ein. Das Steuerventil 17 ist im Ausführungs­ beispiel als 3/2-Wegeventil ausgebildet und wird von der Druckdifferenz zwischen dem in der Arbeitsleitung 3 herr­ schenden Hochdruck und dem Nebendruck angesteuert. Das Steuerventil 17 weist einen mit der Arbeitsleitung 3 verbundenen ersten Anschluß 18, einen mit dem Druckmedium- Tank 4 verbundenen zweiten Anschluß 19 und einen über ein Druckbegrenzungsventil 21 mittelbar mit dem zweiten Stellzylinder 8b der Verstellvorrichtung 6 verbundenen dritten Anschluß 20 auf. Wenn der Nebendruck in dem Nebenkreis 10 gegenüber dem in der Arbeitsleitung 3 herr­ schenden Hochdruck ansteigt, wird eine über das Druckbegrenzungsventil 21 führende Verbindungsleitung 22 zu­ nehmend zum Druckmedium-Tank 4 hin belüftet.The secondary pressure prevailing in the secondary circuit 10 between the throttle 14 and the outlet throttle 12 acts on a control valve 17 . The control valve 17 is designed in the embodiment, for example, as a 3/2-way valve and is controlled by the pressure difference between the high pressure prevailing in the working line 3 and the secondary pressure. The control valve 17 has a first connection 18 connected to the working line 3 , a second connection 19 connected to the pressure medium tank 4 and a third connection 20 connected indirectly to the second actuating cylinder 8 b of the adjusting device 6 via a pressure relief valve 21 . When the secondary pressure in the secondary circuit 10 rises compared to the high pressure prevailing in the working line 3 , a connecting line 22 leading via the pressure limiting valve 21 is ventilated to the pressure medium tank 4 , increasing.

Das Druckbegrenzungsventil 21 wird von dem in der Arbeits­ leitung 3 herrschenden Hochdruck beaufschlagt. Wenn der in der Arbeitsleitung 3 herrschende Hochdruck einen mittels der Rückstellfeder 23 einstellbaren Schwellwert überschreitet, beaufschlagt das Druckbegrenzungsventil 21 den zweiten Stell­ zylinder 8b der Stellvorrichtung 6 mit dem in der Arbeits­ leitung 3 herrschenden Hochdruck, so daß die Stellvorrichtung 6 die Hydropumpe 2 in Richtung auf minimales Fördervolumen zurückschwenkt.The pressure relief valve 21 is acted upon by the high pressure prevailing in the working line 3 . If the pressure prevailing in the working line 3 High pressure exceeds an adjustable means of the restoring spring 23 threshold value, urges the pressure relief valve 21 to the second operating cylinder 8 b of the actuating device 6 to the circuit in the working 3 prevailing high pressure so that the actuator 6, the hydraulic pump 2 in the direction swings back to the minimum funding volume.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Leistungsregelvor­ richtung 1 ist folgendermaßen:The mode of operation of the power regulation device 1 according to the invention is as follows:

Wenn der Hochdruck in der Arbeitsleitung 3 ansteigt, hat dies zunächst keinen Einfluß auf den von der Stromregeleinrichtung 11 in den Nebenkreis 10 eingespeisten Volumenstrom, da die Stromregeleinrichtung unabhängig von dem in der Arbeits­ leitung 3 herrschenden Hochdruck dem Nebenkreis 10 stets einen konstanten Volumenstrom zuführt. Dieser Volumenstrom fließt durch die Ablaufdrossel 12 in den Druckmedium-Tank 4 ab. Bei einem zunächst konstanten Drosselquerschnitt der Ablaufdrossel 12 bleibt daher der Nebendruck im Nebenkreis 10 konstant. Der Ventilkörper des Steuerventils 17 wird aufgrund der erhöhten Differenz zwischen dem in der Arbeitsleitung 3 herrschenden Hochdruck und dem in dem Nebenkreis 10 herrschenden Nebendruck daher so verschoben, daß die Verbin­ dungsleitung 22 und somit der zweite Stellzylinder 8b mit einem erhöhten Stelldruck beaufschlagt werden. Die Hydropumpe 2 wird daher in Richtung auf ein verringertes Fördervolumen zurückgeschwenkt.If the high pressure in the working line 3 rises, this initially has no influence on the volume flow fed by the flow control device 11 into the secondary circuit 10 , since the flow control device always supplies the secondary circuit 10 with a constant volume flow regardless of the high pressure prevailing in the working line 3 . This volume flow flows through the outlet throttle 12 into the pressure medium tank 4 . With an initially constant throttle cross section of the outlet throttle 12 , the secondary pressure in the secondary circuit 10 therefore remains constant. The valve body of the control valve 17 is therefore due to the increased difference between the prevailing in the working line 3 high pressure and the prevailing in the secondary circuit 10 secondary pressure so that the connec tion line 22 and thus the second actuating cylinder 8 b are acted upon with an increased signal pressure. The hydraulic pump 2 is therefore pivoted back towards a reduced delivery volume.

Wenn umgekehrt der Hochdruck in der Arbeitsleitung 3 absinkt, hat dies zur Folge, daß das Druckgefälle an der Drossel absinkt. Der dem Nebenkreis 10 zugeführte Volumenstrom ist jedoch von dem in der Arbeitsleitung 3 herrschenden Hochdruck unabhängig, so daß der Nebendruck im Nebenkreis 10, wie in der obigen Betrachtung, konstant bleibt. Da sich der in der Arbeitsleitung 3 herrschenden Hochdruck gegenüber dem in dem Nebenkreis 10 herrschende Nebendruck absenkt, hat dies schließlich zur Folge, daß das Steuerventil 17 die Verbin­ dungsleitung 22 und somit den zweiten Stellzylinder 8b der Verstellvorrichtung 6 zum Druckmedium-Tank 4 hin belüftet. Die Hydropumpe 2 verschwenkt daher in Richtung auf ein erhöhtes Fördervolumen, bis die Gleichgewichtslage wieder erreicht wird. Dies ist dann der Fall, wenn der dem Nebenkreis 10 über die Stromregeleinrichtung 11 zuströmende Volumenstrom dem über die Ablaufdrossel 12 abströmenden Volumenstrom entspricht.Conversely, if the high pressure in the working line 3 drops, the result is that the pressure drop across the throttle decreases. However, the volume flow supplied to the secondary circuit 10 is independent of the high pressure prevailing in the working line 3 , so that the secondary pressure in the secondary circuit 10 remains constant, as in the above consideration. Since the prevailing in the working line 3 high pressure compared to the prevailing in the secondary circuit 10 secondary pressure, this finally has the consequence that the control valve 17 the connec tion line 22 and thus the second actuating cylinder 8 b of the adjusting device 6 to the pressure medium tank 4 vented out . The hydraulic pump 2 therefore pivots in the direction of an increased delivery volume until the equilibrium position is reached again. This is the case when the volume flow flowing to the secondary circuit 10 via the flow control device 11 corresponds to the volume flow flowing through the outlet throttle 12 .

Für eine quantitative Analyse sind in Fig. 4 die nachfolgend verwendeten mathematischen Größen nochmals wiedergegeben. Fig. 4 ist eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung von Fig. 1.For a quantitative analysis, the mathematical quantities used below are shown again in FIG. 4. FIG. 4 is an enlarged, fragmentary illustration of FIG. 1.

Zunächst ist als Gleichgewichtsbedingung davon auszugehen, daß der den Nebenkreis 10 über die Stromregeleinrichtung 11 zuströmende Volumenstrom Q_zu gleich dem aus dem Nebenkreis 10 über die Abströmdrossel 12 abströmende Volumenstrom Q_ab ist:
First, it must be an equilibrium condition thereof that the secondary circuit 10 through the current control device 11 inflowing volume flow Q _to the same from the auxiliary circuit 10 via the outflow throttle 12 outflowing volume flow is Q _from:

Q_zu = Q_ab (1)
Q _to = Q _ab (1)

Für den zuströmenden Volumenstrom und den abströmenden Volu­ menstrom gelten folgende Beziehungen:
The following relationships apply to the inflowing volume flow and the outflowing volume flow:

Dabei sind A_zu der Öffnungsquerschnitt der Stromregeleinrich­ tung 11, v_zu die Geschwindigkeit des zuströmenden Volumen­ stroms, A_ab der Drosselquerschnitt der Ablaufdrossel 12, v_ab die Geschwindigkeit des abströmenden Volumenstroms, Δp der Druckabfall an der Drossel 14, p_x der Nebendruck in dem Nebenkreis 10, ζ die Dichte des Druckmediums und α ein Reibungsbeiwert. Unter der Näherung
Here are A _to the opening cross section of the flow control device 11 , v _to the speed of the inflowing volume flow, A _from the throttle cross section of the outlet throttle 12 , v _from the speed of the outflowing volume flow, Δp the pressure drop at the throttle 14 , p _x the secondary pressure in the Secondary circle 10 , ζ the density of the pressure medium and α a coefficient of friction. Under the approximation

p_x = p_HD - Δp ≈ p_HD (4)
p _x = p _HD - Δp ≈ p _HD (4)

gilt
applies

A_zu √Δp = A_ab . √ (5)A _to √Δp = A _from . √ (5)

Der Drosselquerschnitt A_ab der Ablaufdrossel 12 ist eine Funktion des Schwenkwinkels β der Hydropumpe 2, d. h. es gilt
The throttle cross section A _from the outlet throttle 12 is a function of the swivel angle β of the hydraulic pump 2 , ie it applies

A_ab = f(β) (6)A _ab = f (β) (6)

Wenn die Leistungregelvorrichtung 1 die von der Hydropumpe 2 abgegebene hydraulische Leistung auf einen konstanten Wert einregeln soll, bedeutet dies, daß das Produkt aus dem in der Arbeitsleitung 3 herrschenden Hochdruck p_HD und dem von der Hydropumpe 4 geförderten Förderstrom Q_pump auf einen konstanten Wert eingeregelt wird, d. h. es gilt
If the power control device 1 is to regulate the hydraulic power output by the hydraulic pump 2 to a constant value, this means that the product of the high pressure p _HD prevailing in the working line 3 and the delivery flow Q _pump conveyed by the hydraulic pump 4 is regulated to a constant value will, ie it applies

P_HD . Q_Pumpe = const (7)P _HD . Q _pump = const (7)

Da der Förderstrom der Hydropumpe dem Hub der Zylinder pro­ portional ist und dieser wiederum dem Tangens des Schwenkwinkels β der Hydropumpe 2, gilt:
Since the flow rate of the hydraulic pump is proportional to the stroke of the cylinders and this, in turn, to the tangent of the swivel angle β of the hydraulic pump 2 , the following applies:

P_HD . tanβ = const (8)
P _HD . tanβ = const (8)

bzw.
respectively.

Durch Einsetzen der Gleichung (9) in die Gleichung (5) ergibt sich:
Substituting equation (9) into equation (5) gives:

bzw.
respectively.

Um zu Erreichen, daß die Leistungsregeleinrichtung 1 die Hydropumpe 2 auf eine konstante hydraulische Leistung einre­ gelt, muß daher der Drosselquerschnitt A_ab der Ablaufdrossel 12 so ausgelegt werden, daß dieser Drosselquerschnitt A_ab proportional der Wurzel des Tangens des Schwenkwinkels β der Hydropumpe 2 ist.To gel to ensure that the power control device 1 einre the hydraulic pump 2 to a constant hydraulic power, therefore, the throttle cross-section A _from the outlet throttle 12 must be designed so that this throttle cross section A β _from proportional to the root of the tangent of the pivot angle of the hydraulic pump. 2

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine konstruktive Realisierung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Leistungregelvor­ richtung 1. Dabei zeigt Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Leistungsregelvorrichtung 1 und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2. Figs. 2 and 3 show a constructive realization according to an embodiment of the device 1 Leistungregelvor. Here, Fig. 2 shows a longitudinal section through the power control unit 1 and Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2.

Die Elemente der Leistungsregelvorrichtung 1 sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel in einem ersten Gehäuseblock 40 und einem zweiten Gehäuseblock 41 integriert, die durch Schrauben 42 und 43 miteinander verschraubt sind. Einem Eingang 44 wird der in der Arbeitsleitung 3 herrschende Hochdruck zugeführt, während ein erster Ausgang 45 mit dem Druckmedium-Tank 4 verbindbar ist. Dagegen ist ein zweiter Ausgang 46 über die in Fig. 1 dargestellte Verbindungsleitung 16 mit dem Steuerventil 17 verbunden. Das Steuerventil 17 ist in den beiden Gehäusekörpern 40 und 41 nicht integriert, sondern extern angeordnet. Beispielsweise kann ein in einer konventionellen Förderstromregelvorrichtung vorgesehenes Förderstromregelventil die Aufgabe des erfindungsgemäßen Steuerventils 17 übernehmen. An den Eingang 44 schließt sich das als 2/2-Wegeventil ausgebildete Begrenzungsventil 13 der Stromregeleinrichtung 11 an. Stromabwärts des Begrenzungsventils 13 ist die Drossel 14 des Begrenzungs­ ventils 11 angeordnet.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the elements of the power control device 1 are integrated in a first housing block 40 and a second housing block 41 , which are screwed together by screws 42 and 43 . The high pressure prevailing in the working line 3 is fed to an inlet 44 , while a first outlet 45 can be connected to the pressure medium tank 4 . In contrast, a second outlet 46 is connected to the control valve 17 via the connecting line 16 shown in FIG. 1. The control valve 17 is not integrated in the two housing bodies 40 and 41 , but is arranged externally. For example, a flow control valve provided in a conventional flow control device can take over the task of the control valve 17 according to the invention. The limit valve 13 of the flow control device 11 , which is designed as a 2/2-way valve, connects to the input 44 . Downstream of the limiting valve 13 , the throttle 14 of the limiting valve 11 is arranged.

Eine erste Ventilkammer 47 des Begrenzungsventils 13 ist über eine Verbindungsleitung 48 mit dem stromaufwärtigen Abschnitt der Drossel 14 verbunden. Dagegen ist eine zweite Ventil­ kammer 49 des Begrenzungsventils 13 über eine Verbindungslei­ tung 50 mit dem stromabwärtigen Abschnitt der Drossel 14 ver­ bunden. Auf den Ventilkolben 51 wirkt daher das Druckgefälle an der Drossel 14 ein, wobei der Ventilkolben 51 in Fig. 2 weiter nach rechts verschoben wird und somit der Öffnungs­ querschnitt des Begrenzungsventils 13 verringert wird, wenn das Druckgefälle an der Drossel 14 zunimmt. Umgekehrt wird der Ventilkolben 51 in Fig. 2 nach links verschoben und das Begrenzungsventil 13 weiter geöffnet, wenn sich das Druckgefälle an der Drossel 14 verringert. Der Drosselquer­ schnitt der Drossel 14 wird durch den Abstand des kegelför­ migen Endabschnitts 52 des Gewindestifts 53 von der kegelför­ migen Ausnehmung 54 in dem ersten Gehäusekörper 40 festge­ legt. Durch Verdrehen des Gewindestifts 53 läßt sich daher der Drosselquerschnitt der Drossel 14 verändern und mittels einer Kontermutter 55 festsetzen.A first valve chamber 47 of the limiting valve 13 is connected to the upstream section of the throttle 14 via a connecting line 48 . On the other hand, a second valve chamber 49 of the limiting valve 13 is connected via a connecting line 50 to the downstream section of the throttle 14 . The pressure drop on the throttle 14 therefore acts on the valve piston 51 , the valve piston 51 being shifted further to the right in FIG. 2, and the opening cross section of the limiting valve 13 is thus reduced when the pressure drop on the throttle 14 increases. Conversely, the valve piston 51 is shifted to the left in FIG. 2 and the limiting valve 13 is opened further when the pressure drop across the throttle 14 decreases. The throttle cross-section of the throttle 14 is festge by the distance of the conical end portion 52 of the threaded pin 53 from the conical recess 54 in the first housing body 40 sets. By turning the threaded pin 53 , the throttle cross section of the throttle 14 can therefore be changed and fixed by means of a lock nut 55 .

Der Ventilkolben 51 des Begrenzungsventils 13 wird mittels einer Rückstellfeder 56 in die Öffnungsrichtung des Begren­ zungsventils 13 beaufschlagt.The valve piston 51 of the limiting valve 13 is acted upon by a return spring 56 in the opening direction of the limiting valve 13 .

Stromabwärts der Drossel 14 befindet sich die verstellbare Ablaufdrossel 12. Die Funktionsweise der variablen Ablauf­ drossel 12 läßt sich in Verbindung mit Fig. 3, die einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 zeigt, erkennen.The adjustable discharge throttle 12 is located downstream of the throttle 14 . The operation of the variable drain throttle 12 can be seen in connection with Fig. 3, which shows a section along the line III-III in Fig. 2.

Eine Schwenkwiege 60 oder Schrägscheibe der Hydropumpe 2 ist in Fig. 3 angedeutet. Die Schwenkwiege 60 ist mit einem Drehzapfen 61 drehfest verbunden, der beim Verschwenken der Schwenkwiege der Hydropumpe 2 entsprechend gegenüber dem feststehenden Einsatzteil 67 verdreht wird. Das feststehende Einsatzteil 67 ist über einen Zapfen 69 mit einem Gehäuseteil 40 verbunden. Der Drehzapfen 61 weist einen Einmündungsbe­ reich 62, einen Ausmündungsbereich 63 und eine Axialbohrung 64 auf, die den Einmündungsbereich 62 mit dem Ausmündungsbe­ reich 63 verbindet. An den Ausmündungsbereich 63 schließt sich ein mit dem ersten Ausgang 45 verbundener Spalt 65 an. Beim Verdrehen des Drehzapfens 61, wird eine Steuerkante 66 so verdreht, daß sie den Spalt 65 zunehmend absperrt und somit den Drosselquerschnitt der Ablaufdrossel 12 zunehmend verengt. Durch entsprechende Ausgestaltung der Länge des Spalts 65 läßt sich erreichen, daß der Drosselquerschnitt der Ablaufdrossel 12 proportional der Wurzel des Tangens des Schwenkwinkels β der Hydropumpe 4 bzw. des Drehzapfens 61 ist. Dazu ist der Spalt 65 beispielsweise so auszugestalten, daß dessen Länge senkrecht zu der Ebene der Fig. 2 nicht konstant sondern eine Funktion des Drehwinkels β ist. A swivel cradle 60 or swash plate of the hydraulic pump 2 is indicated in FIG. 3. The pivoting cradle 60 is connected in a rotationally fixed manner to a pivot pin 61 which, when the pivoting cradle of the hydraulic pump 2 is pivoted, is correspondingly rotated relative to the fixed insert 67 . The fixed insert 67 is connected to a housing part 40 via a pin 69 . The pivot 61 has a Einmündungsbe area 62 , an opening area 63 and an axial bore 64 which connects the opening area 62 with the Ausmündungsbe area 63 . A gap 65 connected to the first outlet 45 adjoins the outlet area 63 . When the pivot 61 is rotated, a control edge 66 is rotated so that it increasingly shuts off the gap 65 and thus increasingly narrows the throttle cross section of the outlet throttle 12 . By appropriately designing the length of the gap 65, it can be achieved that the throttle cross section of the outlet throttle 12 is proportional to the root of the tangent of the swivel angle β of the hydraulic pump 4 or of the pivot 61 . For this purpose, the gap 65 is to be designed, for example, so that its length perpendicular to the plane of FIG. 2 is not constant but a function of the angle of rotation β.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei­ spiel begrenzt. Beispielsweise können auch andere Ausgestal­ tungen der Ablaufdrossel 12 oder der Stromregeleinrichtung 11 Verwendung finden.The invention is not limited to the game shown Ausführungsbei. For example, other configurations of the flow restrictor 12 or the current control device 11 can also be used.

Claims (10)

1. Leistungsregelvorrichtung (1) zur Regelung der hydraulischen Leistung einer in eine Arbeitsleitung (3) fördernden Hydropumpe (2), deren Schwenkwinkel (β) mittels einer Verstellvorrichtung (6) verstellbar ist, mit
einer mit der Arbeitsleitung (3) verbundenen Stromregeleinrichtung (11), die einem Nebenkreis (10) einen konstanten Volumenstrom (Q_zu) zuführt,
einer in dem Nebenkreis (10) angeordneten Ablaufdrossel (12), deren Drosselquerschnitt (A_ab) von dem Schwenkwinkel (β) der Hydropumpe (2) abhängig ist, und
einem Steuerventil (17), das mit zunehmenden Nebendruck (p_x) in dem Nebenkreis (10) zwischen der Stromregeleinrichtung (11) und der Ablaufdrossel (12) die Verstellvorrichtung (6) in Richtung auf einen vergrößerten Schwenkwinkel (β) der Hydropumpe (2) beaufschlagt.1. Power control device ( 1 ) for controlling the hydraulic power of a hydraulic pump ( 2 ) conveying into a working line ( 3 ), the swivel angle (β) of which can be adjusted by means of an adjusting device ( 6 )
a flow control device ( 11 ) connected to the working line ( 3 ), which feeds a constant volume flow (Q _zu ) to a secondary circuit ( 10 ),
a discharge throttle ( 12 ) arranged in the secondary circuit ( 10 ), the throttle cross-section (A _ab ) of which depends on the swivel angle (β) of the hydraulic pump ( 2 ), and
a control valve ( 17 ) which, with increasing secondary pressure (p _x ) in the secondary circuit ( 10 ) between the flow control device ( 11 ) and the outlet throttle ( 12 ), moves the adjusting device ( 6 ) in the direction of an enlarged swivel angle (β) of the hydraulic pump ( 2 ) acted upon. 2. Leistungsregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregeleinrichtung (11) aus einer in dem Nebenkreis (10) angeordneten Drossel (14) und einem stromabwärts oder stromaufwärts der Drossel (14) in dem Nebenkreis (10) angeordneten Begrenzungsventil (13) besteht, wobei das Begrenzungsventil (13) von dem Druckabfall (Δp) an der Drossel (14) angesteuert wird.2. Power control device according to claim 1, characterized in that the current control device ( 11 ) from a throttle ( 14 ) arranged in the secondary circuit ( 10 ) and a downstream or upstream of the throttle ( 14 ) in the secondary circuit ( 10 ) arranged limiting valve ( 13 ) there, the limiting valve ( 13 ) being driven by the pressure drop (Δp) at the throttle ( 14 ). 3. Leistungsregelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungsventil (13) ein 2/2-Wegeventil ist.3. Power control device according to claim 2, characterized in that the limiting valve ( 13 ) is a 2/2-way valve. 4. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drosselquerschnitt (A_ab) der Ablaufdrossel (12) mit zunehmendem Schwenkwinkel (β) der Hydropumpe (2) ausgehend von der Neutralstellung vergrößert.4. Power control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the throttle cross section (A _from ) of the outlet throttle ( 12 ) increases with increasing pivot angle (β) of the hydraulic pump ( 2 ) starting from the neutral position. 5. Leistungsregelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelvorrichtung (1) die Leistung der Hydropumpe (2) auf eine konstante Maximalleistung begrenzt, wobei der Öffnungsquerschnitt (A_ab) der Ablaufdrossel (14) proportional zur Quadratwurzel des Tangens des Schwenkwinkels (β) der Hydropumpe (2) ist.5. Power control apparatus according to claim 4, characterized in that the power-control device (1) limits the capacity of the hydraulic pump (2) to a constant maximum capacity, the opening cross-section (A _ab) of the discharge throttle (14) is proportional to the square root of the tangent of the pivot angle (β ) the hydraulic pump ( 2 ). 6. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (17) ein 3/2-Wegeventil ist, mit einem mit der Arbeitsleitung (3) verbundenen ersten Anschluß (18), einem mit einem Druckmedium-Tank (4) verbundenen zweiten Anschluß (19) und einem zumindest mittelbar mit der Verstellvorrichtung (6) der Hydropumpe (2) verbundenen dritten Anschluß (20).6. Power control device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control valve ( 17 ) is a 3/2-way valve, with a with the working line ( 3 ) connected to the first connection ( 18 ), one with a pressure medium tank ( 4 ) connected second connection ( 19 ) and an at least indirectly connected to the adjusting device ( 6 ) of the hydraulic pump ( 2 ) third connection ( 20 ). 7. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerventil (17) und der Verstellvorrichtung (6) der Hydropumpe (2) ein Druckbegrenzungsventil (21) angeordnet ist.7. Power control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a pressure relief valve ( 21 ) is arranged between the control valve ( 17 ) and the adjusting device ( 6 ) of the hydraulic pump ( 2 ). 8. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkolben des Steuerventils (17) von der Druckdifferenz zwischen dem in der Arbeitsleitung (3) herrschenden Hochdruck (p_HD) und dem in dem Nebenkreis (10) zwischen der Stromregeleinrichtung (11) und der Ablaufdrossel (12) herrschenden Nebendruck (p_x) beaufschlagt wird.8. Power control device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a valve piston of the control valve ( 17 ) from the pressure difference between the prevailing in the working line ( 3 ) high pressure (p _HD ) and that in the secondary circuit ( 10 ) between the flow control device ( 11 ) and the outlet throttle ( 12 ) prevailing secondary pressure (p _x ) is applied. 9. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (17) mit zunehmendem Nebendruck (p_x) in dem Nebenkreis (10) zwischen der Stromregeleinrichtung (11) und der Ablaufdrossel (12) einen Stellzylinder (8b) der Verstellvorrichtung (6) zunehmend zu einem Druckmedium-Tank (4) hin belüftet, um den Schwenkwinkel (β) der Hydropumpe (2) zu erhöhen.9. Power control device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control valve ( 17 ) with increasing secondary pressure (p _x ) in the secondary circuit ( 10 ) between the flow control device ( 11 ) and the flow restrictor ( 12 ) an actuating cylinder ( 8 b ) the adjusting device ( 6 ) increasingly vented to a pressure medium tank ( 4 ) in order to increase the swivel angle (β) of the hydraulic pump ( 2 ). 10. Leistungsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ablaufdrossel (12) den Nebenkreis (10) mit einem Druckmedium-Tank (4) verbindet.10. Power control device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the discharge throttle ( 12 ) connects the secondary circuit ( 10 ) with a pressure medium tank ( 4 ).