DE2711371A1

DE2711371A1 - Verlustlose, druckabhaengige oelmengenregelung

Info

Publication number: DE2711371A1
Application number: DE19772711371
Authority: DE
Inventors: Lothar Ing Grad Nemetz; Juergen Dr Ing Zick
Original assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Current assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Priority date: 1977-03-16
Filing date: 1977-03-16
Publication date: 1978-09-21

Description

Verlustlose, druckabhängige blmengenregelung
Die Erfindung betrifft eine verlustlose, druckabhängige 01-mengenregelung in elektrisch-hydraulisch gesteuerten Ölhydraulikkreisen mit einer oder mehreren, von einem Antriebsmotor angetriebene Schwenkpumpe(n) zum Betreiben von Arbeitsmotoren oder -zylinder, wobei über magnetbetätigte Druckregelventile mit Verstelldruck beaufschlagte Verstellorgane das Schwenken der Pumpe(n) bewirken und der jeweilige Verstelldruck proportional der aus einer Versorgungsspannung über ein Steuerpotentiometer angelegten Magnetspannung ist.
In ölhydraulischen Arbeitskreisen für Baumaschinen, Bagger u.dgl. mit Schwenkpumpen zur Ölmengenregelung ist meist erforderlich, daß an der Schwenkpumpe ein Leistungsregler angebracht ist, der verhindert, daß die der vorgegebenen Motorenleistung entsprechende Leistungshyperbel der Pumpe aus dem Produkt Ölmenge x ihrem Arbeitsdruck überschritten wird.
Die bekannten Einrichtungen und die bekannten Verstellorgane dieser Art haben den Nachteil, daß bei Überschreiten des höchst zulässigen Arbeitsdruckes weiterhin noch Öl gefördert wird und zwar die Menge, die sich aus der Leistungshyperbel für den höchst zulässigen Arbeitsdruck ergibt.
Zur Begrenzung des Arbeitsdruckes werden Druckbegrenzungsventile eingesetzt, über die das Öl in den Tank abspritzt, wobei sich das abgespritzte Öl stark erwärmt.
Um die Abspritzleistung zu verringern, sind Hydraulikschaltungen zur verlustarmen Druckbegrenzung bekannt, 5. z.B.
DT-OS 21 50 571. Aber auch bei diesen Lösungen fällt noch an eine ins Gewicht fallende Abspritzleistung, die auch noch zum unerwünschten Ansteigen der Öltemperatur führt.
Ziel der Erfindung ist es, daß die von der Pumpe abgegebene Leistung sich unter Berücksichtigung des Grenzdruckverlaufes möglichst stetig, stoßfrei und mit geringsten Überschwingungen an den Leistungsbedarf der Antriebsseite (Motor oder Zylinder) anpaßt. Auch soll vermieden werden, daß bei Erreichen des zulässigen Arbeitsdruckes Arbeitsöl in den Tank abgespritzt wird.
Dies wird erfindungsgemäB dadurch erreicht, daß in Reihe mit dem Steuerpotentiometer ein weiteres, mittels eines durch Feder vorgespannten Verstellzylinders durch den Arbeitsdruck betätigtes Potentiometer zur Druckbegrenzung liegt, wobei der Widerstand des Potentiometers, der Steuerzylinder und die Federkennlinie so abgestimmt sind, daß bei Erreichen des zulässigen Arbeitsdruckes die am Magnet des Druckregelventiles anliegende Spannung und damit der Verstelldruck so weit abgesenkt bzw. auf Null gesetzt wird, daß die Pumpe in Nullstellung zurückschwenkt.
Mit dieser Druckbegrenzungseinrichtung wird erreicht, daß die Pumpe auf Null zurUckschwenkt, wenn der höchst zulässige Arbeitsdruck erreicht ist, und kein Öl durch Abspritzen erwärmt wird.
Mit einer derartigen Arbeitsdruckbegrenzüngseinrichtung kann darüber hinaus auf die herkömnliche Leistungsregelung der Schwenkpumpe verzichtet werden, wenn diese dadurch ergänzt wird, daß weiterhin der Widerstand im Druckbegrenzungspotentiometer, der Verstellzylinder und die Federkennlinie so ausgelegt sind, daß im Bereich des zulässigen Arbeitsdruckes die Magnetspannung und damit der Verstelldruck und infolgedessen die Fördermenge so begrenzt wird, daß die der vorgegebenen Leistung des Antriebsmotors entsprechende Leistungshyperbel der Pumpe aus dem Produkt Ölmenge x ihrem Arbeitsdruck nicht überschritten wird.
Falls mehrere Pumpen an einem Antriebsmotor angeschlossen sind, zwar jede Pumpe für sich innerhalb ihrer Leistungshyperbel arbeitet, die Summe der Pumpenleistungen aber die Leistung des Antriebsmotors überschreitet und dadurch die Drehzahl des Antriebsmotors gedrückt wird, besteht die Möglichkeit, daß ein durch Uberlastung bewirkte Drehzahldrückung des Antriebsmotors ein Signal auslöst und bei einer, mehreren oder sämtlichen Pumpen die Versorgungsspannung und damit die Magnetspannung und infolgedessen den Verstelldruck mindert und daher die Pumpe(n) zurückschwenken, bis der Antriebsmotor wieder mit voller Drehzahl antreiben kann. Eine gleichwertige Grenzlastregelung ist in DT-OS 22 51 904 beschrieben.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber den bisher bekannten Regelsystemen liegt 1. in der hydraulisch verlustfreien Funktion der Steuerung, 2. in der leichten Anpassbarkeit an die Betriebsbedingungen, 3. in der Unempfindlichkeit gegen äußere Veränderungen, wie z.B. Verschmutzung des Arbeitsöles oder Temperaturerhöhung, die bei herkömmlichen Abspritzventilen zu Störungen führen können, 4. in der einfachen Auswechselung einzelner Regelorgane, 5. in der Unempfindlichkeit des Systems bei Neueinstellungen 6. in der einfachen Anpassung der Pumpenleistung an die vorgegebene Leistung des Antriebsmotors, 7. in der Geräuschminderung, da das sehr starke Geräusche verursochende Druckbegrenzungsventil nicht mehr anspricht, da keine Ölmenge mit übergroße Arbeitsdruck gefördert wird; infolgedessen kann auch auf das Druckbegrenzungsventil verzichtet werden. Erforderlich bleiben selbstverständlich die Sicherheitsventile für die Absicherung der Arbeitskreise.
Die beigefügte Figur zeigt einen geschlossenen Kreis, bestehend aus einer in beiden Förderrichtungen ansteuerbaren Schwenkpumpe (1), den zwei Hauptorbeitssträngen (2,3) sowie einem in beiden Arbeitsrichtungen arbeitenden Hydraulikmotor (4) (oder Zylinder). Die Hauptonsteuerung der Steuerpumpe erfolgt elektrisch über das Steuerpotentiometer (5). In Reihe mit dem Steuerpotentiometer liegt ein Druckbegrenzungspotentiometer (6), das von einem durch eine Feder vorgesponnten Verstellzylinder (9), der vom Arbeitsdruck beaufschlat wird, betätigt wird.
Über das Steuerpotentiometer wird eine Spannung an den Magneten des Druckregelventiles (8) gegeben. Der dadurch im Druckregelventil erzeugte Verstelldruck wirkt auf das Verstellorgan (9) für die Schwenkpumpe.
Falls der Arbeitsdruck über den zulässigen Wert ansteigt, bevirkt der Druckgeber, d.h. der Steuerzylinder (7) durch Betätigen des Druckbegrenzungspotentiometers (6) eine Herabsetzung der am Magneten des Druckregelventiles anliegenden Spannung bis auf Null bzw. nahezu Null, so daß der Verstelldruck abgebaut wird und das Verstellorgan der Pumpe in Nullstellung schwenkt. Der Widerstand im Potentiometer kann so mit dem Steuerzylinder und der Kennlinie seiner Vorspannfeder abgestimmt sein, daß das Druckbegrenzungspotentiometer über den Steuerzylinder derart betätigt wird, daß die Leistungshyperbel der Pumpe beim Betreiben der Arbeitsmaschine nicht überschritten wird.
Die beschriebene Regeleinrichtung ist doppelt vorhanden, da jede Förderrichtung der Pumpe angesteuert wird. Als Hilfsmittel für das Funktionieren der Regeleinheit sind notwendig, eine elektrische Versorgungsspannung (10), sowie ein hydraulisches Druckpotential aus einer hydraulischen Steuerpumpe (11) zur Versorgung der elektro-hydraulischen Druckproportionalventile vor dem Verstellorgan der Verstellpumpe.

Claims

Patentansprüche S Verlustlose, druckabhängige blmengenregelung in elektrischhydraulisch gesteuerten Ölhydraulikkreisen mit einer oder mehreren, von einem Antriebsmotor angetriebene Schwenkpumpe(n) zum Betreiben von Arbeitsmotoren oder -zylinder, wobei über magnetbetotigte Druckregelventile mit Verstelldruck beaufschlagte Verstellorgane das Schwenken der Pumpe(n) bewirken und der jeweilige Verstelldruck proportional der aus einer Versorgungsspannung über ein Steuerpotentiometer angelegten Magnetspannung ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Steuerpotentiometer ein weiteres, mittels eines durch Feder vorgespannten Verstellzylinders durch den Arbeitsdruck betätigtes Potentiometer zur Druckbegrenzung liegt, wobei der Widerstand des Potentiometers, der Steuerzylinder und die Federkennlinie so abgestimmt sind, daß bei Erreichen des zulässigen Arbeitsdruckes die am Magnet des Druckregelventiles anliegende Spannung und damit der Verstelldruck so weit abgesenkt bzw. auf Null gesetzt wird, daß die Pumpe in Nullstellung zurückschwenkt.
2. Verlustlose, druckabhängige Ölmengenregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Widerstand im Druckbegrenzungspotentiometer, der Vorstellzylinder und die Federkennlinie so ausgelegt sind, daß im Bereich unterholb des zulössigen Arbeitsdruckes die Magnetspannung und damit der Verstelldruck und infolgedessen die Fördermenge so begrenzt wird, daß die der vorgegebenen Leistung des Antriebsmotors entsprechende Leistungshyperbel der Pumpe aus dem Produkt Ölmenge x ihrem Arbeitsdruck nicht überschritten wird.