DE3500310A1 - Hydraulic system for variable-delivery pumps - Google Patents

Hydraulic system for variable-delivery pumps

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DE3500310A1 DE19853500310 DE3500310A DE3500310A1 DE 3500310 A1 DE3500310 A1 DE 3500310A1 DE 19853500310 DE19853500310 DE 19853500310 DE 3500310 A DE3500310 A DE 3500310A DE 3500310 A1 DE3500310 A1 DE 3500310A1
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Abstract

A hydraulic system has a variable-delivery pump for supplying load circuits and a feed pump for supplying a feed circuit. The feed pump draws the hydraulic fluid from a reservoir. The pressure side of the feed pump is connected to the suction side of the variable-delivery pump. Arranged in the suction line of the variable-delivery pump is a liquid-jet pump which is directly connected to a fluid reservoir via a bypass line and can thus supply the suction side of the variable-delivery pump with an additional volumetric flow of pressure fluid while bypassing the feed pump.

Description

Hydrauliksystem für Regelpumpen Hydraulic system for regulating pumps

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem ur Regelpumpen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic system for variable speed pumps according to the preamble of claim 1.

Solche Hydrauliksysteme finden beispielsweise zur Verscrgung der Regelpumpen der Lastkreise von landwirtschaftlichen Schleppern zunehmend Anwendung. Hierbei ist insoesondere darauf zu achten, daß die Versorgungssicherheit der Regelpumpe mit ausreichend druckbeaufschlagten Volumenströmen ausreichenden Fluidinhalts ständig gewährleistet ist, weil die Regelpu:npen sehr empfindlich auf zu niedrige Drücke auf der Ansaugseite reagieren.Such hydraulic systems are used, for example, to supply the regulating pumps the load circuits of agricultural tractors are increasingly being used. Here it is particularly important to ensure that the supply security of the control pump with sufficiently pressurized volume flows of sufficient fluid content constantly is guaranteed because the control pumps are very sensitive to pressures that are too low react on the suction side.

Bei bekannten Hydrauliksystemen erfolgt die kapazitive Auslegung der mit konstantem Volumenstrom arbeitenden Speisepumpe, für die in der Regel eine einfache Zahnradpumpe angewendet wird, derart, daß sie in der Lage ist, die Regelpumpe auch bei schweren Einsatzfällen vollstä.ndig mit Speisefluid zu versorgen. Beim betriebsmäßigen Einsatz landwirtschaftlicher Schlepper tritt jedoch nur in Ausnahmesituationen der Fall ein, daß die von der Regelpumpe abgefragte Leistung derer. Maximalleistung erreicht. Die für bekannte Hydrauliksysteme notwendigen Kapäzitatsanforderungen an deren Speuisekreis führen zu vergleichsweise groß dimensionierten Speiseyu..?en, die entsprechend hohe Kosten verursachen. Außerdem entstehen insbesondere im Standbybetrieb der Regelpupe, o. h. Im Bereitstellungsbetrieb mit sehr geringer Lastabfragung von der Regelpumpe, unnötig hohe hydraulische Verluste im Speisekreis.In known hydraulic systems, the capacitive design takes place with a constant flow rate working feed pump, for which usually a simple one Gear pump is used in such a way that it is able to the The control pump needs to be completely supplied with feed fluid, even in heavy-duty applications. When using agricultural tractors on a farm, however, only occurs in Exceptional situations the case that the power requested by the control pump those. Maximum performance reached. The capacity requirements necessary for known hydraulic systems at their Speuisekreis lead to comparatively large-sized dining yu ..? en, which cause correspondingly high costs. In addition, occur especially in standby mode the control indicator, o. h. In staging operation with very little load polling from the control pump, unnecessarily high hydraulic losses in the feed circuit.

Der Erfindung liegt daher dle Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Hydrauliksystem fr Regelpumpen cerart weiterzubilden, daß die Speisepumpe des Systems energetisch günstig ausgelegt werden kann, wobei uenno cn gewährleistet ist, daß die Regelpumpe ständig lt ausreichenden Ansaugdrücken und Volumenströmen versorgt wird.The invention is therefore based on the object of the generic Hydraulic system for regulating pumps cerart that the feed pump of the system can be designed energetically favorable, with uenno cn it is guaranteed that the control pump is constantly supplied with sufficient suction pressures and volume flows will.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. bei einer derartigen Ausbildung des Hydrauliksystems kann die Dimensionierung der Speisepumpe so vorgenomme werden, daß deren Kapazität nur noch für einen sogenannten Grundlastbereich ausgelegt wird, während etwaig auftretende Spitzenanforderungen der Regelpumpe durch die Flüssigkeitsstrahlpumpe in Verbindung mit der Bypassleitung gedeckt werden.This task is made possible by the characteristics in the characterizing part of the Claim 1 solved. with such a design of the hydraulic system can the dimensions of the feed pump are made so that their capacity is only is still designed for a so-called base load range, while any Peak requirements of the regulating pump by the liquid jet pump in connection covered with the bypass line.

Um für das Hydrauliksystem und ein Getriebesystem, das aus Schmier-- und Kühlkreislauf besteht, nur einen Fluidhaushalt vorzusehen, wobei das Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, als Schmierstoff, Kühlmedium und Druckfluid fungiert, ist eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 2 vorteilhaft, denn demgemäß ist zur Versorgung von Hyiraulik- und Getriebesystem nur ein Speisekreis und somit auch nur eine Speisepumpe nötig.In order for the hydraulic system and a transmission system, which consists of lubrication and cooling circuit consists of providing only one fluid household, wherein the fluid, for example hydraulic oil, acts as a lubricant, cooling medium and pressure fluid, is a training according to claim 2 advantageous because accordingly is only a feed circuit to supply the Hyiraulik and transmission system and thus also only one feed pump is required.

Bei derartigen Systemen mit einem gemeinsamen Hydraulikfluidhaushalt ist es möglich, da das Hydraulikül außer durch Abrieb infolge Verschleiß Insbesondere auch durch grobe Metallpartikel verunreinigt wird, dIe bei Schaltfehlern während der Bedienung des Getriebes entstehen können, Eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 3 stellt sicher, daß das Hydrauliköl zur Vermeidung von frühzeitigem Verschleiß und Totalausfall der Regelpumpe unt auch zum Schutz der weniger empfindlichen Speisepumpe während der Förderung durch die Pumpen ausreichend gereinigt ist. Die Flüssigkeitsstrahlpumpe auf der Ansaugseite der Regelpumpe dient hierbei auch dazu, Druckabfälle auszugleichen, die in der Bypassleitung wegen cer SauÕfilterung auftreten.In systems of this type with a common hydraulic fluid balance it is possible that the hydraulic oil is not only due to abrasion due to wear and tear, in particular is also contaminated by coarse metal particles, which in the event of switching errors during the operation of the transmission can arise, a training according to claim 3 ensures that the hydraulic oil to avoid premature wear and total failure of the regulating pump and also to protect the less sensitive feed pump is adequately cleaned while it is being conveyed by the pumps. The liquid jet pump on the suction side of the regulating pump also serves to compensate for pressure drops, which occur in the bypass line due to the suction filtering.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 4, denn dadurch ist die Regelpumpe gegen ze-. auch in der Speisepumpe auftretenden Verschleiß gesichert.A training according to claim 4 is particularly advantageous, because this makes the control pump against ze-. also occurring in the feed pump Wear secured.

Eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 5 ermöglich Anwendung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für Getriebe, die aufgrund Ihrer hohen Leistungsdichte neben einer Druckschmierung der Getriebekomponenten zusätzlicxh eine Ölkühlanlage zur Abführung der Verlustwärme benötigen. Die Anordnung der Ölkühlanlage erfolgt hierbei zweckmäßigerweise stromab, d. h. auf der Druckseite der Speisepumpe.A training according to claim 5 enables application of the invention Hydraulic system for gearboxes which, due to their high power density, have a Pressure lubrication of the gear components also has an oil cooling system for discharge the heat loss need. The arrangement of the oil cooling system is expedient here downstream, d. H. on the pressure side of the feed pump.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to a schematic Drawing explained in more detail.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsge- mäßen Hydrauliksystems.The figure shows a block diagram of an inventive measure Hydraulic system.

Eine Speisepumpe 5 versorgt über eine Regelpumpe 12 verschiedene Lastkreise 16 und unmittelbar einen Schr.Ier-und Kühlkreislauf für ein Getriebe 15. Von einem Hydraulikreservoir 1 führt ei Ansaugleitungsabschnitt 2 zu einer Filterung 3, in der das Hydraulikfluid von Verunreinigungen, die durch Verschleiß in der. verschiedenen Abschnitten des Hydrauliksystems und durch möglicherweise im Getriebe auftretende Schaltfehler entstehen, gereinigt wird. Hinter der Filterung verzweigt sich der Ansaugleitungsabschnitt 2 in einen Ansaugleitungsabschnitt 4 und eine Bypassleitung 10.A feed pump 5 supplies various load circuits via a control pump 12 16 and immediately a Schr.Ier and cooling circuit for a gear 15. From one Hydraulic reservoir 1 leads ei suction line section 2 to a filter 3, in the hydraulic fluid of impurities caused by wear in the. different Sections of the hydraulic system and possibly occurring in the transmission Switching errors arise, is cleaned. The branches off behind the filter Suction line section 2 into a suction line section 4 and a bypass line 10.

Der Ansaugleitungsabschnitt 4 führt zu einer Speisepumpe 5.The suction line section 4 leads to a feed pump 5.

Diese Speisepumpe 5 ist in der Pegel eine eInfache Zahnradpumpe, durch die ein konstanter Volumenstrom auf ihrer Druckseite zur Verfügung gestellt wird. In der die Druckseite der Speisepumpe 5 bildenden Druckleitung 6 ist eine Kühlanlage 7 angeordnet, durch die dem Hydraulikfluid die bei der Kühlung des Getriebes gespeicherte Wärme entzogen wird. Hinter der Kühlanlage 7 verzweigt sich die Druckleitung 6 in eine Zuleitung 8 zum Getriebe 15 ,und eine Ansaugleitung 9, seren we terer Verlau später beschrieben wird.This feed pump 5 is a simple gear pump in terms of level which a constant volume flow is made available on its pressure side. In the pressure line 6, which forms the pressure side of the feed pump 5, there is a cooling system 7 arranged, through which the hydraulic fluid stored during the cooling of the transmission Heat is withdrawn. Behind the cooling system 7, the pressure line 6 branches into a feed line 8 to the transmission 15, and an intake line 9, seren we terer course will be described later.

Die Zuleitung 8 führt zum Getriebe 15, das über lese Zuleitung mit dem für Schmierung und Kühlung notwendigen Schmierstoff bzw. Kühlmedium versorgt wird. Nach Durchlauf durch das Getriebe 15 wird das Fluid durch die Rückleitung 17 wieder dem Fluidreservoir 1 zugeführt.The supply line 8 leads to the transmission 15, which is read via the supply line supplies the lubricant or cooling medium required for lubrication and cooling will. After passing through the transmission 15, the fluid is through the return line 17 fed back to the fluid reservoir 1.

Im weiteren Verlauf der Ansaugleitung 9, über die die Regelpumpe 13 versorgt wird, ist stromauf der Regelpum- pe 13 eine Flüssigkeitsstrahlpumpe 12, bzw. ein jektor, angeordnet, durch die, bzw. den der Ansaugleitung 9 ein zusätzlicher Volumenstrom durch die Bypassleitung 1G zugeführt werden kann, falls der aus der Druckleitung 6 in die Ansaugleitung 9 fliegende Volumenstrom n er Flüssigkeitstrahlpumpe 12 einen Unterdruck aufbaut, der ausreichend groß ist, Ü das Sperrventil 11 i cer Bypassleitung 10 zu öffnen, nach dessen Öffnung eine cie Speisepumpe 5 umgehende Verbindung zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 und Ansaugleitungsabschnitt 2 besteht Die Ansaugleitung 9 führt zu der Regelpumpe 13, die auf einer Antriebswelle 19 mit der Speisepumpe 5 angeordnet ist. Über ihre Druckleitung 14 versorgt die Regelpumpe 13 die hydraulischen Lastkrelse 16 des landwirtschaftlichen Schleppers, beispielsweise eine Hebevorrichtung, eine Winde oder dergleichen, mit dem zum Betrieb des jeweiligen Arbeitsgeräts notwendigen Druckfluidstrom.In the further course of the suction line 9, via which the control pump 13 is supplied, is upstream of the control pump pe 13 a liquid jet pump 12, or a jector, arranged through the or the suction line 9 an additional Volume flow can be fed through the bypass line 1G, if the from the Pressure line 6 in the suction line 9 flying volume flow n he liquid jet pump 12 builds up a negative pressure that is sufficiently large, Ü the shut-off valve 11 i cer Open bypass line 10, after which a cie feed pump 5 bypasses There is a connection between the liquid jet pump 12 and the suction line section 2 The suction line 9 leads to the control pump 13, which is carried on a drive shaft 19 the feed pump 5 is arranged. The regulating pump is supplied via its pressure line 14 13 the hydraulic load claw 16 of the agricultural tractor, for example a lifting device, a winch or the like, with which to operate the respective Work device necessary pressure fluid flow.

Nach Durchlaufen der Lastkreise tritt das Hydraulikfluid in eine Rücklaufleitung 18 ein, über die es ins Fluidreservoir 1 zurückgeführt wird.After passing through the load circuits, the hydraulic fluid enters a return line 18, via which it is returned to the fluid reservoir 1.

Im Standbybetrieb der Regelpumpe 13 wird seitens er Regelpumpe kein Hydraulikfluid aus der Druckleitung # des Speisekreises entnommen. Dieser Standbybetrieb umfaßt bis zu 70 % der gesamten Einsatzdauer bei landwirtschaftlichen Schleppern. Während dieses Zeitraums steht sämtliches Hydraulikfluid zur Versorgung vin Schmierung und Kühlung des Getriebesystems zur Verfügung. Das in der Bypassleitung 10 angeordnete Rückschlagventil 11 verhindert, daß Hydraulikfluid aus der Druckleitung 6 der Speisepumpe.5 über die Ansaugleitung 9 und die Bypassleitung iO in die Ansaugleitung 4 der Speisepumpe « zurückgelangen kann.In the standby mode of the regulating pump 13, he is not a regulating pump Hydraulic fluid taken from the pressure line # of the feed circuit. This standby mode covers up to 70% of the entire period of use in agricultural tractors. During this period, all hydraulic fluid for the supply of lubrication is available and cooling of the transmission system available. The arranged in the bypass line 10 Check valve 11 prevents hydraulic fluid from escaping from the pressure line 6 of the feed pump. 5 Via the suction line 9 and the bypass line OK into the suction line 4 of the feed pump «Can get back.

Falls die hydraulischen Lastkreise 16 des Schleppers mi voller Leistung beaufschlagt werden, d. h. bei voller Fördermenge der Regelpumpe 13, wird durch ie Ansaugleitung 9 mehr Druckfluid abgefragt, als aus dem Speisekreis zur Verfügung gestellt werden kann. In diesem Fall tritt die Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 in Aktion. Sobald der Druck in der Ansaugleitung c der Reg lu.. 13 absinkt, entwickelt sich aus der Ejektordüse der Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 ein Druckfluidstrahl, der aufgrund der Pumpwirkung der Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 entsteht.If the hydraulic load circuits 16 of the tractor mi full of Power can be charged, d. H. at the full delivery rate of the control pump 13, is queried through ie suction line 9 more pressure fluid than from the feed circuit for Can be provided. In this case, the liquid jet pump kicks in 12 in action. As soon as the pressure in the suction line c of the Reg lu .. 13 falls, develops from the ejector nozzle of the liquid jet pump 12, a pressure fluid jet, the arises due to the pumping action of the liquid jet pump 12.

Dadurch erfolgt ein Druckabbau in cem stromab des Rückschlagventils 11 angeordneten Abschnitt der Bypassleitung 10, der dazu führt, daß das Ruckschlagventil 11 öffnet, wodurch eine Leitungsverbindung zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 und Fluidreservoir 1 entsteht, dIe über die Bypassleitung 10, die Filterung 3 und die Ansaugleitung 2 läuft. Das heißt, die Regelpumpe 13 kann unter Umgegung der Speisepumpe 5 ihren zusätzlichen Fluidbedarf unmittelbar aus cem Fluidreservoir denken.This results in a pressure reduction in cem downstream of the check valve 11 arranged section of the bypass line 10, which leads to the check valve 11 opens, whereby a line connection between the liquid jet pump 12 and Fluid reservoir 1 arises, dIe via the bypass line 10, the filtering 3 and the Suction line 2 is running. That is, the control pump 13 can by surrounding the feed pump 5 think of your additional fluid requirements directly from the fluid reservoir.

Hierdurch wird eine 100 %ige Versorgung der Regelpumpe 13 gewärleistet. Die vkeitsstrahlpumpe 12 erniedrigt den durch die Saugfilterung 3 bedingten unter druck in der Bypassleitung 10 auf ein für die Regelpumpe 14 erträgliches Maß.This ensures a 100% supply to the control pump 13. The jet pump 12 lowers the lower caused by the suction filtering 3 pressure in the bypass line 10 to a tolerable level for the control pump 14.

Durch eine entsprechende Abstimmung zwischen dem Querschnittsverhältnis der Ejektordüse und den Schmierblenden kann gewährleistet werden, daß die fur den Schmier -und Kühlkreislauf zur Verfühung stehende Fluidmenge nie unter ein zulässiges Mindestmaß abfällt.By matching the aspect ratio accordingly the ejector nozzle and the lubricating orifices can be guaranteed that the for the The amount of fluid available in the lubrication and cooling circuit is never less than a permissible one Minimum drops.

Bei zunehmender Verschmutzung des Saugfilters 3 erhöh sich bei gegebener nurchflußmenge der Saugunterdruck.With increasing contamination of the suction filter 3 increases with a given flow rate of suction negative pressure.

Dieser bewirkt, daß mit zunehmender Verschmutzung die Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 immer weniger in der Lage ist, den Unterdruck in der Ansaugleitung des Speisekreises auf ein für die Regelpümpe zulässiges Maß zu verringern. Bei Überschreiten eines bestimmten Verschmutzungsmaßes öffnet daher das Ruckschlagventil 11 nicht mehr zur Ansaugleitung 2, 4. Die hydraulischen Lastkreise werden je nach Verhältnis des Ejektorquerschnitts zum Schmierblendenquerschnitt weiterhin im Speisetrieb versorgt, so daß wichtige Sicherheitsfunktionen, wie z. 3.This has the effect that the liquid jet pump with increasing contamination 12 is less and less able to control the negative pressure in the suction line of the feed circuit towards a level that is permissible for the control pump to decrease. When exceeded a certain degree of contamination therefore the check valve 11 does not open more about suction line 2, 4. The hydraulic load circuits are depending on the ratio of the ejector cross-section to the lubricating orifice cross-section continues to be supplied in the feeder, so that important safety functions, such as 3.

die Lenkung oder die Hydraulikhilfskreise cer Getriebe schaltung weiter versorgt werden. Durch eine Prioritätsschaltung innerhalb der Regelpumpe 13 werden dann weniger wichtige Hydraulikverbraucher, wie Wegeventile oder Kraftheber des Landwirtschaftlichen Schleppers, nicht mehr versorgt. Auf diese Weise erhält der 5 anrer eine einteutige Rückmeldung über den Betriebszustand des Hydrauliksystems.the steering or the hydraulic auxiliary circuits cer gear shift on are supplied. By means of a priority circuit within the regulating pump 13 then less important hydraulic consumers, such as directional control valves or power lifts Agricultural tractor, no longer supplied. In this way, the 5 others receive unequivocal feedback on the operating status of the hydraulic system.

-L e e r s e i t e--L e e r s e i t e-

Claims (5)

Patent ansprüche 1. Hydrauliksystem zur Versorgung von Lastkreisen Lurch eine Regelpumpe und eines Speisekreises durch eine Speisepumpe, die das Hydraulikfluid aus einem Fluidreservoir ansaugt, wobei die Regelpumpe auf ihrer Ansaugseite mit der Druckseite des Speisekreises in Verbindung ist, gekennzeichnet durch eine Flüsslgkeitsstrahlpumpe (12), die auf der Ansaugseite (9) der Regelpumpe (13) angeordnet ist und mittels eines Volumenstroms aus dem Speisekreis zur Regelpumpe (13) über e ne Bypassleitung (10) unter Umgehung der Speisepumpe (5) unmittelbar aus dem Fluidreservoir (1) Hydraulikfluid ansaugt und der Regelpumpe (13) zur Verfügung stellt. Claims 1. Hydraulic system for supplying load circuits Lurch a control pump and a feed circuit through a feed pump, which the hydraulic fluid sucks in from a fluid reservoir, the control pump with on its suction side the pressure side of the feed circuit is in connection, characterized by a liquid jet pump (12), which is arranged on the suction side (9) of the control pump (13) and by means of a volume flow from the feed circuit to the control pump (13) via a bypass line (10) bypassing the feed pump (5) directly from the fluid reservoir (1) hydraulic fluid and the regulating pump (13) makes it available. 2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisekreis einen Schmier- und Kühlkreislauf für das Getriebe (15) versorgt.2. Hydraulic system according to claim 1, characterized in that the Supply circuit supplies a lubrication and cooling circuit for the transmission (15). 3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (2) der rlUssigkeitsstrahlpumpe (12) und der Speisepumpe (5) eine Filterung (3) angeordnet ist.3. Hydraulic system according to claim 1 or 2, characterized in that that in the suction line (2) of the liquid jet pump (12) and the feed pump (5) a filter (3) is arranged. 4. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite der Speisepumpe (5) stromauf der Regelpumpe (13) eine Filterung angeordnet ist.4. Hydraulic system according to claim 1 or 3, characterized in that that on the pressure side of the feed pump (5) upstream of the control pump (13) a filtering is arranged. 5. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite der Speisepumpe (5) eine Kühlanlage (7) angeordnet ist.5. Hydraulic system according to one of claims 1 to 4, characterized in that that a cooling system (7) is arranged on the pressure side of the feed pump (5).
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