EP0423257B1 - Device for a variable displacement hydrostatic pump - Google Patents

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EP0423257B1
EP0423257B1 EP90903003A EP90903003A EP0423257B1 EP 0423257 B1 EP0423257 B1 EP 0423257B1 EP 90903003 A EP90903003 A EP 90903003A EP 90903003 A EP90903003 A EP 90903003A EP 0423257 B1 EP0423257 B1 EP 0423257B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
control
pump
delivery
control valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90903003A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0423257A1 (en
Inventor
Gerhard Nonnenmacher
Egon Tittmann
Heinz Walter
Walter Robeller
Dieter Bertsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0423257A1 publication Critical patent/EP0423257A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0423257B1 publication Critical patent/EP0423257B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure

Definitions

  • the invention relates to a device on an adjustable hydrostatic pump for regulating the flow rate and possibly also the discharge pressure of the same.
  • the demands on the actuating speed of such adjustable pumps have grown considerably.
  • One of the limits for this positioning speed is the pressure level of the positioning current. This is generally taken from the pump's own flow rate, which is why its pressure can reach a maximum of the pump outlet pressure. If the pump's working pressure is low, this inevitably leads to restrictions in the actuating speed.
  • solutions are known - for example according to FIG. 1 of the drawing - which connect the control system to an auxiliary pressure source in phases of low working pressure. This can be an external pressure supply or a pressure storage system that is recharged from the own pump circuit during the high pressure phase in the work cycle.
  • an adjustable pump with a pressure control has become known, a 3-way valve with two switching positions being arranged between the pressure control device and the adjusting cylinder. In one switch position, the control pressure-controlled cylinder space of the adjusting cylinder is brought into operative connection with the pressure control device and in the other switching position, the other control pressure-controlled cylinder space of the adjustment cylinder is brought into connection with the tank.
  • the aim of this is to ensure that the adjustable hydraulic pump operates with a reduced delivery rate during the start-up period of the electric drive machine, so that overloading of the drive machine is reliably prevented regardless of the pressure setting of the pressure control device. With this known pump or device, however, the aim of the present invention is not achieved.
  • a power piston is connected to the control piston, the piston chamber facing away from the control piston being directly connected to the pressure line connected to the pressure accumulator and its piston chamber facing the control piston to the cylinder chamber of the actuating cylinder controlled by the control valve.
  • the device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the control piston is supplied in the different positions of the control valve from different control pressure sources. This way you get. both a high actuating speed and an extremely precise setting of the pump or the pressure medium flow that it pumps. Further advantages of the invention emerge from the subclaims and the following description and drawing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for pressure and current control for an adjustable pump according to the prior art in FIG. 1, a first exemplary embodiment of the invention in FIG. 2, deviating from the above exemplary embodiment, and a modification of the inventive example according to FIG. 2 in FIG. 3 , in Figures 4 and 5 further modifications.
  • FIG. 1 which - as mentioned above - shows a device for regulating the delivery flow and - optionally - also the delivery pressure of an adjustable pump according to the prior art - 10 denotes an adjustable pump, the actuator 11 of which with the aid of two pressurized pumps , uneven area piston 12, 13 is set.
  • the pump 10 sucks pressure medium from a container 14 and displaces it into a delivery line 15 in which an adjustable measuring throttle 16 is arranged.
  • a line 17 is connected to the delivery line 15, which leads to the smaller-area control piston 13.
  • a line 19, which leads to an adjustable pilot valve 20 and in which a throttle 19 is arranged, is connected to the feed line 15 behind the measuring throttle 16.
  • a line 21 leads from line 19 to the right end face 22A of a 3/3 control valve 22 with the switching positions I to III with a smooth transition.
  • a regulator spring 23 also acts on the end face 22A.
  • a line 24 opens, which starts from a line 25 which is connected to the delivery line 15 and which via a first check valve 69 leads to a line 33, via a second check valve 70 to a line 36 and to a pressure accumulator 26 leads.
  • a line 27 continues from the delivery line 15, which opens into the line 36 via a check valve 28 and a throttle 35.
  • the pressure drop at this measuring throttle on the end faces 22A and 22B of the control valve 22 generates a force which corresponds to the force of the control spring 23 in the position II of the control valve.
  • a small current flows from the line 33, 30, which is at least under pump delivery pressure via the check valve 69, into the line 31.
  • An identical pressure medium flow from the line 31 to the tank 14 flows via line 34, control edge 67 and line 29 No current flows to the control piston 12 or back from there, the pump therefore maintains its current position.
  • the pressure difference at the measuring throttle 16 is smaller than that specified by the control spring 23, and the control valve is moved to position III. Thereupon the outflow from line 31 via control edge 67 to the tank is interrupted and instead a further connection to line 30 is opened, via which pressure medium flows to line 31. Now the pressure in the setting piston 12 rises and adjusts the pump to a larger delivery volume.
  • the control valve 22 becomes the pressure regulator.
  • the pilot valve (20) opens, the pressure in the line 21 drops suddenly, and the control valve 22 is switched to switch position I. Now the control piston 12 is connected to the container, while the control piston 13 resets the pump and lowers the delivery pressure. Without positions 20 and 18, the control valve 22 is a pure flow control.
  • the control valve must therefore correct the pressure divider ratio in the switching position II, which is decisive for the accuracy, with every fluctuation in the system pressure. This is done by a small change in the discharge cross-section at the control edge 67, that is to say by correcting the equilibrium position. As a result, the effective control pressure gradient fluctuates and the accuracy of the delivery flow deviates from the high standard that applies to identical control and working pressures.
  • a line 76 with a built-in throttle 72 is led from line 25 to a line 71 which starts from control valve 22 and leads to actuating piston 12 .
  • This is part of the line 31 according to the exemplary embodiment in FIG. 1, but is now omitted in its area from line 30 to line 34.
  • the high-pressure line 25 is now connected directly to the control line 71 to the control piston 12 via the throttle 72.
  • the actuating piston 12 is supplied in the different switching positions of the regulating valve 22 by different control pressure sources, that is, once directly from the pump delivery pressure via line 76, another time via line 30 from the pressure accumulator 26, provided that its pressure is higher than the pump pressure.
  • Position I The differential pressure force created by the pressure drop at the measuring throttle 16 or the throttle 18 is larger than the average force of the governor spring 23, that is, during the current controller is Q is greater than Q should, in the pressure regulator P is larger than P soll.
  • the control piston 12 is now connected to the container via the control valve. Due to the pressure acting on the actuating piston 13, the pump is adjusted in the direction of a smaller stroke volume.
  • control valve 22 In switch position II the control valve 22 is the differential pressure force is equal to the average force of the governor spring 23, that is, during the current controller Q is equal to Q should, in pressure regulation is P is equal to P.
  • a small flow of pressure medium flows from the high pressure side of the pump to the control piston 12 via the throttle 72.
  • pump position In the state of equilibrium of the control valve (pump position equals setpoint), an equally large flow of pressure medium flows from the control piston connection to the tank via the throttle control edge 67.
  • the current delivery position of the pump is therefore retained. Even small deviations from the setpoint briefly change the equilibrium position and the discharge cross-section. Such deviations thus lead to sensitive correction of the delivery volume in the usual way.
  • the choke 72 in line 76 which here as external Throttle is shown, can also within the control valve 22, for. B. be formed as a bevel on a control collar.
  • the pump controller according to the invention thus combines the high control accuracy of a conventional controller with the high actuating speed of a pump adjustment supplied with external pressure.
  • FIG. 3 shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the storage line 36 is routed to a special connection of the control valve 22.
  • four different switching positions are drawn for the control valve 22 (any number of intermediate positions can be represented in the smooth transition between the positions).
  • the mode of operation corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 3.
  • the control valve behaves in the switching positions I-III like a conventional regulator (eg that according to FIG. 1 without the external pressure line 36). The usual accuracy of a current or pressure current regulator is therefore fully retained.
  • the invention can also be implemented in a design with two separate control valves for current and pressure control.
  • the current regulator is designated 80, the pressure regulator 81.
  • the connection from the pressure accumulator 26 leads through both valves and then has a connection to the actuating piston 12.
  • the differential pressure at the measuring throttle 16 at the pressure regulator 81 the absolute delivery pressure of the pump .
  • the direct connecting line from the high-pressure side of the pump to the pressure connection for the actuating piston 12 is designated 82, the throttle arranged in it is 83.
  • a compression spring can be used as a counterforce to the actuating piston 12 instead of the actuating piston 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

The device disclosed comprises a regulating piston (12) for adjusting the control member (11) of the variable displacement pump (10). Said control member is acted on by a control pressure generated by a regulated valve (22) which is acted on by the differential pressure at a measurement choke (16) arranged in the delivery line (15) of the pump. In addition, a pressure spring (23) acts on the regulating valve against the higher pressure. In order to generate the control pressure, an external pressure supply (26) (pressure reservoir) is provided and, in addition, a direct connection (70) with choke (72) exists between the high pressure side and the control pressure connection for the regulating piston (12).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer verstellbaren hydrostatischen Pumpe zur Regelung des Förderstroms und gegebenenfalls auch des Förderdrucks derselben. Die Forderungen an die Stellgeschwindigkeit derartiger verstellbarer Pumpen sind erheblich gewachsen. Eine der Grenzen für diese Stellgeschwindigkeit liegt im Druckniveau des Stellstroms. Dieser wird im allgemeinen aus dem eigenen Förderstrom der Pumpe entnommen, weshalb auch sein Druck maximal die Höhe des Pumpenausgangsdrucks erreichen kann. Bei niedrigem Arbeitsdruck der Pumpe führt dies zwangsläufig zu Einschränkungen in der Stellgeschwindigkeit. Als Hilfe sind Lösungen - beispielsweise nach Figur 1 der Zeichnung - bekannt, die in Phasen niedrigen Arbeitsdrucks das Stellsystem mit einer Hilfsdruckquelle verbinden. Dies kann eine Fremddruckversorgung sein oder aber ein Druckspeichersystem, das jeweils während der Hochdruckphase im Arbeitszyklus aus dem eigenen Pumpenkreis nachgeladen wird. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist jedoch nachteilig, daß jetzt auch bei niedrigem Arbeitsdruck an der Steuerkante des Pumpenreglers ein hohes Druckniveau anliegt. Dadurch wird die hohe Regelgenauigkeit eines herkömmlichen Reglers - insbesondere in der Stromregelfunktion bei niedrigem Betriebsdruck - erheblich vermindert. Dies rührt davon her, daß der Druck, aus dem der Stelldruck gewonnen wird, zu dem im Verstellkolbenraum notwendigen Druck keine feste Beziehung mehr hat. Das Regelventil muß deshalb in der entscheidenden Stellung durch kleine Lageänderungen über seinen Drosselquerschnitt bei jeder Lastdruckschwankung das Druckteilerverhältnis korrigieren. Dabei ändert sich das effektive Regeldruckgefälle, und die Genauigkeit des Förderstroms weicht von dem hohen Standard ab, der für Steuerdruck gleich Arbeitsdruck gilt.The invention relates to a device on an adjustable hydrostatic pump for regulating the flow rate and possibly also the discharge pressure of the same. The demands on the actuating speed of such adjustable pumps have grown considerably. One of the limits for this positioning speed is the pressure level of the positioning current. This is generally taken from the pump's own flow rate, which is why its pressure can reach a maximum of the pump outlet pressure. If the pump's working pressure is low, this inevitably leads to restrictions in the actuating speed. As an aid, solutions are known - for example according to FIG. 1 of the drawing - which connect the control system to an auxiliary pressure source in phases of low working pressure. This can be an external pressure supply or a pressure storage system that is recharged from the own pump circuit during the high pressure phase in the work cycle. In these known devices, however, it is disadvantageous that a high pressure level is now present at the control edge of the pump regulator even when the working pressure is low. This makes the high control accuracy of a conventional regulator - especially in the current control function at low operating pressure - significantly reduced. This stems from the fact that the pressure from which the signal pressure is obtained no longer has a fixed relationship to the pressure required in the adjusting piston chamber. The control valve must therefore correct the pressure divider ratio in the decisive position by small changes in position over its throttle cross-section with every load pressure fluctuation. The effective control pressure gradient changes, and the accuracy of the flow rate deviates from the high standard that applies to control pressure equal to working pressure.

Aus der DE-A 2 206 788 ist eine verstellbare Pumpe mit einer Druckregelung bekannt geworden, wobei zwischen dem Druckregelgerät und dem Verstellzylinder ein 3-Wege-Ventil mit zwei Schaltstellungen angeordnet ist. In dessen einer Schaltstellung wird der regeldruckgesteuerte Zylinderraum des Verstellzylinders mit dem Druckregelgerät und in der anderen Schaltstellung der andere regeldruckgesteuerte Zylinderraum des Verstellzylinders mit dem Tank in Wirkverbindung gebracht. Damit soll erreicht werden, daß während der Anlaufperiode der elektrischen Antriebsmaschine die verstellbare Hydropumpe mit verminderter Fördermenge arbeitet, so daß unabhängig von der Druckeinstellung des Druckregelgeräts eine Überlastung der Antriebsmaschine mit Sicherheit unterbunden ist. Mit dieser bekannten Pumpe bzw. Einrichtung wird jedoch das Ziel vorliegender Erfindung nicht erreicht.From DE-A 2 206 788 an adjustable pump with a pressure control has become known, a 3-way valve with two switching positions being arranged between the pressure control device and the adjusting cylinder. In one switch position, the control pressure-controlled cylinder space of the adjusting cylinder is brought into operative connection with the pressure control device and in the other switching position, the other control pressure-controlled cylinder space of the adjustment cylinder is brought into connection with the tank. The aim of this is to ensure that the adjustable hydraulic pump operates with a reduced delivery rate during the start-up period of the electric drive machine, so that overloading of the drive machine is reliably prevented regardless of the pressure setting of the pressure control device. With this known pump or device, however, the aim of the present invention is not achieved.

Weiterhin ist aus der DE-A 23 49 124 noch eine weitere hydraulische Verdrängungspumpe mit Druckregelung und veränderlichem Verdrängungsvolumen bekannt geworden, wobei die Verstellung des Verdrängungsvolumens ebenfalls über ein Steuerventil und einen von der Steuerflüssigkeit gesteuerten Verstellzylinder erfolgt und wobei in der Druckleitung zu den Verbrauchern ein Druckspeicher angeordnet ist. Das Schaltventil ist wiederum mit zwei Schaltstellungen ausgebildet, wobei die bereits oben geschilderte Einstellung erreicht wird. Darüberhinaus wird der Steuerkolben des Steuerventils in Schaltrichtung zur Verbindung des Anstellzylinders mit der Steuermittelquelle von einer Feder und in Gegenrichtung hydraulisch betätigt. Zur hydraulischen Betätigung der Steuerkolben steht ein Kraftkolben mit den Steuerkolben in Verbindung, wobei der dem Steuerkolben abgewandte Kolbenraum unmittelbar mit der mit dem Druckspeicher in Verbindung stehenden Druckleitung und dessen dem Steuerkolben zugewandter Kolbenraum mit dem vom Steuerventil gesteuerten Zylinderraum des Anstellzylinders in Verbindung steht. Auch hierfür gilt wiederum das oben Gesagte, daß nämlich der erfindungsgemäße Zweck noch nicht erreicht wird.Furthermore, from DE-A 23 49 124 a further hydraulic displacement pump with pressure control and variable displacement volume has become known, the displacement volume also being adjusted via a control valve and an adjustment cylinder controlled by the control fluid and with a pressure accumulator in the pressure line to the consumers is arranged. The switching valve is again designed with two switching positions, the setting already described above being achieved. In addition, the control piston of the control valve is in the switching direction to connect the adjusting cylinder to the control medium source by a spring and hydraulically actuated in the opposite direction. For hydraulic actuation of the control piston, a power piston is connected to the control piston, the piston chamber facing away from the control piston being directly connected to the pressure line connected to the pressure accumulator and its piston chamber facing the control piston to the cylinder chamber of the actuating cylinder controlled by the control valve. Again, what has been said above also applies here, namely that the purpose according to the invention has not yet been achieved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Stellkolben in den verschiedenen Stellungen des Regelventils von unterschiedlichen Steuerdruckquellen versorgt wird. Auf diese Weise erhält man. sowohl eine hohe Stellgeschwindigkeit als auch eine äußerst genaue Einstellung der Pumpe bzw. des von ihr geförderten Druckmittelstroms. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.The device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the control piston is supplied in the different positions of the control valve from different control pressure sources. This way you get. both a high actuating speed and an extremely precise setting of the pump or the pressure medium flow that it pumps. Further advantages of the invention emerge from the subclaims and the following description and drawing.

Zeichnungdrawing

Die Zeichnung zeigt in Figur 1 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Druck- und Stromregelung für eine verstellbare Pumpe nach dem Stand der Technik, in Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, abweichend vom obigen Ausführungsbeispiel, in Figur 3 eine Abwandlung des Erfindungsbeispiels nach Figur 2, in den Figuren 4 und 5 weitere Abwandlungen.The drawing shows a schematic representation of a device for pressure and current control for an adjustable pump according to the prior art in FIG. 1, a first exemplary embodiment of the invention in FIG. 2, deviating from the above exemplary embodiment, and a modification of the inventive example according to FIG. 2 in FIG. 3 , in Figures 4 and 5 further modifications.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1, das - wie oben erwähnt - eine Einrichtung zur Regelung des Förderstroms und - optional - auch des Förderdrucks einer verstellbaren Pumpe nach dem Stand der Technik zeigt - ist mit 10 eine verstellbare Pumpe bezeichnet, deren Stellglied 11 mit Hilfe zweier druckbeaufschlagter, flächenungleicher Stellkolben 12, 13 eingestellt wird. Die Pumpe 10 saugt Druckmittel aus einem Behälter 14 an und verdrängt dieses in eine Förderleitung 15, in welcher eine verstellbare Meßdrossel 16 angeordnet ist. An die Förderleitung 15 ist eine Leitung 17 angeschlossen, die zum flächenkleineren Stellkolben 13 führt. An die Förderleitung 15 ist hinter der Meßdrossel 16 noch eine Leitung 19 angeschlossen, die zu einem verstellbaren Pilotventil 20 führt und in der eine Drossel 19 angeordnet ist. Von der Leitung 19 führt eine Leitung 21 an die rechte Stirnseite 22A eines 3/3-Regelventils 22 mit den Schaltstellungen I bis III mit fließendem Übergang. Auf die Stirnseite 22A wirkt auch eine Reglerfeder 23 ein. An der linken Stirnseite 22B des Regelventils 22 mündet eine Leitung 24, die von einer Leitung 25 ausgeht, die an die Förderleitung 15 angeschlossen ist und die über ein erstes Rückschlagventil 69 zu einer Leitung 33, über ein zweites Rückschlagventil 70 zu einer Leitung 36 und zu einem Druckspeicher 26 führt. Von der Förderleitung 15 geht weiterhin eine Leitung 27 aus, die über ein Rückschlagventil 28 und eine Drossel 35 in die Leitung 36 mündet.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, which - as mentioned above - shows a device for regulating the delivery flow and - optionally - also the delivery pressure of an adjustable pump according to the prior art - 10 denotes an adjustable pump, the actuator 11 of which with the aid of two pressurized pumps , uneven area piston 12, 13 is set. The pump 10 sucks pressure medium from a container 14 and displaces it into a delivery line 15 in which an adjustable measuring throttle 16 is arranged. A line 17 is connected to the delivery line 15, which leads to the smaller-area control piston 13. A line 19, which leads to an adjustable pilot valve 20 and in which a throttle 19 is arranged, is connected to the feed line 15 behind the measuring throttle 16. A line 21 leads from line 19 to the right end face 22A of a 3/3 control valve 22 with the switching positions I to III with a smooth transition. A regulator spring 23 also acts on the end face 22A. On the left end face 22B of the control valve 22, a line 24 opens, which starts from a line 25 which is connected to the delivery line 15 and which via a first check valve 69 leads to a line 33, via a second check valve 70 to a line 36 and to a pressure accumulator 26 leads. A line 27 continues from the delivery line 15, which opens into the line 36 via a check valve 28 and a throttle 35.

An der Längsseite des Regelventils 22 münden zwei Leitungen 29, 30, von denen die Leitung 29 zum Behälter 14 führt und die Leitung 30 in die Leitung 33 mündet, und zwar zwischen den Rückschlagventilen 69, 70. Von der Leitung 30 zweigt über eine Drossel 32 eine Leitung 31 ab, die zum Verstellkolben 12 mit der größeren Kolbenfläche führt. Außerdem zweigt von der Leitung 31 noch eine Leitung 34 ab, die auf der anderen Seite des Regelventils 22 mündet. Dieses vermag - wie oben erwähnt - drei Schaltstellungen I, II und III mit fließenden Übergängen einzunehmen - wobei in der Mittelstellung II ein Drosselsymbol 67 eingezeichnet ist, das der Drosselstelle an einer Steuerkante des Regelventils beim Übergang zwischen den Schaltstellungen I und III entspricht.On the long side of the control valve 22, two lines 29, 30 open, from which the line 29 leads to the container 14 and the line 30 opens into the line 33, namely between the check valves 69, 70. From the line 30 branches via a throttle 32 a line 31 leading to the adjusting piston 12 with the larger piston area. In addition, a line 34 branches off from line 31, which opens on the other side of control valve 22. This can - as mentioned above - three switch positions I, II and III with flowing To take transitions - a throttle symbol 67 is drawn in the middle position II, which corresponds to the throttle point on a control edge of the control valve during the transition between the switching positions I and III.

Wenn die Pumpe 10 Druckmittel in die Förderleitung 15 fördert, entsteht an der Meßdrossel 16 eine Druckdifferenz, die über die Leitungen 25, 25 sowie 19, 21 am Regelventil 22 wirksam ist. Am flächenkleineren Stellkolben 13 herrscht stets der Förderdruck der Pumpe, am flächengrößeren Stellkolben 12 ein Steuerdruck, welcher durch die Einstellung des Regelventils 22 erzeugt wird.When the pump 10 pumps pressure medium into the delivery line 15, a pressure difference arises at the measuring throttle 16, which pressure difference is effective at the control valve 22 via the lines 25, 25 and 19, 21. The delivery pressure of the pump always prevails at the smaller-area control piston 13 and a control pressure at the area-greater control piston 12, which is generated by the setting of the control valve 22.

Stimmt der Förderstrom der Pumpe 10 mit dem an der Meßdrossel 16 eingestellten Wert überein, dann erzeugt das Druckgefälle an dieser Meßdrossel an den Stirnflächen 22A und 22B des Regelventils 22 eine Kraft, die mit der Kraft der Regelfeder 23 in der Stellung II des Regelventils übereinstimmt. Über die Drossel 32 fließt ein kleiner Strom aus der Leitung 33, 30, der über das Rückschlagventil 69 mindestens unter Pumpenförderdruck steht, in die Leitung 31. Über Leitung 34, Steuerkante 67 und Leitung 29 fließt ein identischer Druckmittelstrom aus der Leitung 31 zum Tank 14. Zum Stellkolben 12 oder von dort zurück fließt kein Strom, die Pumpe behält ihre augenblickliche Stellung deshalb bei.If the delivery flow of the pump 10 corresponds to the value set on the measuring throttle 16, then the pressure drop at this measuring throttle on the end faces 22A and 22B of the control valve 22 generates a force which corresponds to the force of the control spring 23 in the position II of the control valve. Via the throttle 32, a small current flows from the line 33, 30, which is at least under pump delivery pressure via the check valve 69, into the line 31. An identical pressure medium flow from the line 31 to the tank 14 flows via line 34, control edge 67 and line 29 No current flows to the control piston 12 or back from there, the pump therefore maintains its current position.

Ist der Förderdruck zu groß, dann ist die Druckdifferenz an Cer Meßdrossel 16 höher als durch die Regelfeder 23 vorgegeben, und das Regelventil 22 wird deshalb in Stellung I verschoben, worauf aus Leitung 31 über Leitung 34, Regelventil und Leitung 29 mehr Druckmittel zum Tank 14 abfließt als über die Drossel 32 nachfließen kann. Dadurch fällt der Druck im Stellkolben 12, und der im Stellkolben 13 herrschende Förderdruck verstellt die Pumpe auf kleineres Fördervolumen.If the delivery pressure is too high, the pressure difference across Cer measuring throttle 16 is higher than specified by the control spring 23, and the control valve 22 is therefore moved to position I, whereupon more pressure medium to the tank 14 from line 31 via line 34, control valve and line 29 flows off as can flow through the throttle 32. As a result, the pressure in the control piston 12 drops, and the delivery pressure prevailing in the control piston 13 adjusts the pump to a smaller delivery volume.

Ist der Förderstrom der Pumpe zu klein, dann ist die Druckdifferenz an der Meßdrossel 16 kleiner als durch die Regelfeder 23 vorgegeben, und das Regelventil wird in Stellung III verschoben. Darauf wird der Abfluß von Leitung 31 über Steuerkante 67 zum Tank unterbrochen, und stattdessen eine weitere Verbindung zur Leitung 30 geöffnet, über die Druckmittel zur Leitung 31 fließt. Jetzt steigt der Druck im Stellkolben 12 an und verstellt die pumpe auf größeres Fördervolumen.If the delivery flow of the pump is too small, the pressure difference at the measuring throttle 16 is smaller than that specified by the control spring 23, and the control valve is moved to position III. Thereupon the outflow from line 31 via control edge 67 to the tank is interrupted and instead a further connection to line 30 is opened, via which pressure medium flows to line 31. Now the pressure in the setting piston 12 rises and adjusts the pump to a larger delivery volume.

Wenn das Pilotventil 20 anspricht, wird das Regelventil 22 zum Druckregler. Wenn sich das Pilotventil (20) öffnet, fällt der Druck in der Leitung 21 schlagartig, und das Regelventil 22 wird in Schaltstellung I geschaltet. Nun wird der Stellkolben 12 zum Behälter verbunden, während der Stellkolben 13 die Pumpe zurückstellt und den Förderdruck senkt. Ohne die Positionen 20 und 18 ist das Regelventil 22 ein reiner Förderstromregler. Diese Einrichtungen sind hinlänglich bekannt.When the pilot valve 20 responds, the control valve 22 becomes the pressure regulator. When the pilot valve (20) opens, the pressure in the line 21 drops suddenly, and the control valve 22 is switched to switch position I. Now the control piston 12 is connected to the container, while the control piston 13 resets the pump and lowers the delivery pressure. Without positions 20 and 18, the control valve 22 is a pure flow control. These facilities are well known.

An die Stellgeschwindigkeit derartiger Einrichtungen werden immer höhere Anforderungen gestellt. Eine der Grenzen für diese Stellgeschwindigkeit liegt im Druckniveau des Stellstroms. Dieser wird im allgemeinen dem eigenen Förderstrom der Pumpe entnommen, weshalb auch sein Druck maximal die Höhe des Pumpenausgangsdrucks erreichen kann. Bei niedrigem Arbeitsdruck der pumpe führt dies zwangsläufig zu Einschränkungen in der Stellgeschwindigkeit. Als Abhilfe hat man nun eine Hilfskraftquelle - im Ausführungsbeispiel den Druckspeicher 26 - vorgesehen. Dieser wird während der Hochdruckphase im Arbeitszyklus über das Rückschlagventil 28 und die Drossel 35 aus dem Pumpenkreis nachgeladen. Die Leitung 33, die das Regelventil 22 mit Stellstrom versorgt, steht - ausgewählt durch die beiden Rückschlagventile 69 und 70 - mit dem jeweils höheren der beiden Drücke - Pumpendruck oder Hilfsdruck - in Verbindung.Ever increasing demands are being placed on the actuating speed of such devices. One of the limits for this positioning speed is the pressure level of the positioning current. This is generally taken from the pump's own flow rate, which is why its pressure can reach a maximum of the pump outlet pressure. If the pump's working pressure is low, this inevitably leads to restrictions in the actuating speed. As a remedy, an auxiliary power source - the pressure accumulator 26 in the exemplary embodiment - has now been provided. This is recharged from the pump circuit via the check valve 28 and the throttle 35 during the high pressure phase in the working cycle. The line 33, which supplies the control valve 22 with control current, is - selected by the two check valves 69 and 70 - with the higher of the two pressures - pump pressure or auxiliary pressure - in connection.

Bei der bekannten Lösung ist jedoch nachteilig, daß jetzt an der Drossel 32, die meist als Kerbe oder Anschliff in einem Steuerbund des Regelventils realisiert wird, auch bei niedrigem Arbeitsdruck ein hohe Druckniveau anliegt. Damit erzielt man zwar hohe Stellgeschwindigkeit, die hohe Regelgenauigkeit eines herkömmlichen Reglers wird aber - insbesondere in der Stromregelfunktion bei niedrigem Druck - erheblich vermindert. Dies rührt davon her, daß an der Hochdruckseite des in Schaltstellung II aus Drossel 32 und Steuerkanten-Drossel 67 gebildeten Druckteilers ein belastungsunabhängiger Fremddruck anliegt, obwohl der am Abgriff für den Kolben 12 benötigte Druck - schon über die Kraft des Stellkolbens 13 - stark vom Pumpendruck abhängt. Das Regelventil muß deshalb in der für die Genauigkeit maßgeblichen Schaltstellung II bei jeder Schwankung des Systemdrucks das Druckteilerverhältnis korrigieren. Dies geschieht über eine kleinere Änderung des Abflußquerschnitts an der Steuerkante 67, also durch eine Korrektur der Gleichgewichtslage. Dadurch schwankt das effektive Regeldruckgefälle, und die Genauigkeit des Förderstroms weicht von dem hohen Standard ab, der bei identischem Steuer- und Arbeitsdruck gilt.In the known solution, however, it is disadvantageous that a high pressure level is now present at the throttle 32, which is usually implemented as a notch or bevel in a control collar of the control valve. Although this achieves a high actuating speed, the high control accuracy of a conventional regulator is considerably reduced, particularly in the current control function at low pressure. This is due to the fact that a pressure-independent external pressure is present on the high-pressure side of the pressure divider formed in throttle position II from throttle 32 and control edge throttle 67, although the pressure required for the piston 12 at the tap - already via the force of the actuating piston 13 - strongly depends on the pump pressure depends. The control valve must therefore correct the pressure divider ratio in the switching position II, which is decisive for the accuracy, with every fluctuation in the system pressure. This is done by a small change in the discharge cross-section at the control edge 67, that is to say by correcting the equilibrium position. As a result, the effective control pressure gradient fluctuates and the accuracy of the delivery flow deviates from the high standard that applies to identical control and working pressures.

Um diesen Nachteil zu beheben, ist beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach Figur 2 - das weitestgehend mit dem von Figur 1 übereinstimmt - von der Leitung 25 eine Leitung 76 mit eingebauter Drossel 72 zu einer Leitung 71 geführt, die vom Regelventil 22 ausgeht und zum Stellkolben 12 führt. Dies ist ein Teil der Leitung 31 nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, die nun aber in ihrem Bereich von der Leitung 30 zur Leitung 34 entfällt. Die Hochdruckleitung 25 ist nunmehr direkt über die Drossel 72 mit der Steuerleitung 71 zum Stellkolben 12 verbunden.In order to remedy this disadvantage, in the exemplary embodiment according to the invention according to FIG. 2 - which largely corresponds to that of FIG. 1 - a line 76 with a built-in throttle 72 is led from line 25 to a line 71 which starts from control valve 22 and leads to actuating piston 12 . This is part of the line 31 according to the exemplary embodiment in FIG. 1, but is now omitted in its area from line 30 to line 34. The high-pressure line 25 is now connected directly to the control line 71 to the control piston 12 via the throttle 72.

Im Gegensatz zur eingangs beschriebenen Regleranordnung nach Figur 1 wird der Stellkolben 12 in den verschiedenen Schaltstellungen des Regelventils 22 von unterschiedlichen Steuerdruckquellen versorgt, das heißt einmal direkt vom Pumpenförderdruck über die Leitung 76, ein anderes Mal über die Leitung 30 vom Druckspeicher 26, vorausgesetzt daß dessen Druck höher ist als der Pumpendruck.In contrast to the regulator arrangement according to FIG. 1 described at the outset, the actuating piston 12 is supplied in the different switching positions of the regulating valve 22 by different control pressure sources, that is, once directly from the pump delivery pressure via line 76, another time via line 30 from the pressure accumulator 26, provided that its pressure is higher than the pump pressure.

Den drei fließend ineinander übergehenden Schaltstellungen des Regelventils 22 entsprechen im Regelbetrieb folgende Funktionen:The following functions correspond to the three switching positions of the control valve 22 flowing smoothly into one another:

Stellung I: Die durch das Druckgefälle an der Meßdrossel 16 oder an der Drossel 18 erzeugte Differenzdruckkraft ist größer als die mittlere Kraft der Reglerfeder 23, das heißt beim Stromregler ist Qist größer als Qsoll, beim Druckregler ist Pist größer als Psoll. Der Stellkolben 12 wird nun über das Regelventil mit dem Behälter verbunden. Durch den am Stellkolben 13 angreifenden Druck wird die Pumpe in Richtung auf kleineres Hubvolumen verstellt.Position I: The differential pressure force created by the pressure drop at the measuring throttle 16 or the throttle 18 is larger than the average force of the governor spring 23, that is, during the current controller is Q is greater than Q should, in the pressure regulator P is larger than P soll. The control piston 12 is now connected to the container via the control valve. Due to the pressure acting on the actuating piston 13, the pump is adjusted in the direction of a smaller stroke volume.

In Schaltstellung II des Regelventils 22 ist die Differenzdruckkraft gleich der mittleren Kraft der Reglerfeder 23, das heißt beim Stromregler ist Qist gleich Qsoll, bei Druckreglung ist Pist gleich Psoll. Über die Drossel 72 fließt ein kleiner Druckmittelstrom von der Hochdruckseite der Pumpe zum Stellkolben 12. Im Gleichgewichts zustand des Regelventils (Pumpenstellung gleich Sollwert) fließt über die Drosselsteuerkante 67 ein ebenso großer Druckmittelstrom vom Stellkolbenanschluß zum Tank. Die augenblickliche Förderstellung der Pumpe bleibt deshalb erhalten Schon kleine Abweichungen vom Sollwert verändern kurzzeitig die Gleichgewichtslage und den Abflußquerschnitt. Somit führen solche Abweichungen in üblicher Weise zu feinfühliger Korrektur des Fördervolumens. Da hierbei am Druckteiler (Drossel 72, Steuerkante 67) in gewohnter Weise der Systemdruck der Pumpe und nicht der Druck vom Druckspeicher 26 anliegt, unterscheidet sich die Funktion des Reglers in der Schaltstellung II nicht von einem herkömmlichen Regler mit seiner hohen Genauigkeit und Feinfühligkeit. Dies gilt auch für die Stromregelfunktion bei niedrigem Druck. Die Drossel 72 in Leitung 76, die hier als externe Drossel dargestellt ist, kann auch innerhalb des Regelventils 22, z. B. als Anschliff an einem Steuerbund, ausgebildet sein.In switch position II the control valve 22 is the differential pressure force is equal to the average force of the governor spring 23, that is, during the current controller Q is equal to Q should, in pressure regulation is P is equal to P. A small flow of pressure medium flows from the high pressure side of the pump to the control piston 12 via the throttle 72. In the state of equilibrium of the control valve (pump position equals setpoint), an equally large flow of pressure medium flows from the control piston connection to the tank via the throttle control edge 67. The current delivery position of the pump is therefore retained. Even small deviations from the setpoint briefly change the equilibrium position and the discharge cross-section. Such deviations thus lead to sensitive correction of the delivery volume in the usual way. Since the system pressure of the pump and not the pressure from the pressure accumulator 26 is applied to the pressure divider (throttle 72, control edge 67) in the usual way, the function of the controller in switch position II does not differ from a conventional controller with its high accuracy and sensitivity. This also applies to the flow control function at low pressure. The choke 72 in line 76, which here as external Throttle is shown, can also within the control valve 22, for. B. be formed as a bevel on a control collar.

In Schaltstellung III des Regelventils 22 ist die Differenzdruckkraft kleiner als die mittlere kraft der Meßfeder 23, das heißt bei Stromregelung ist Qist kleiner als Qsoll, bei Druckregelung ist Pist kleiner als Psoll. Über das Regelventil 22 fließt aus der Leitung 33, 30 ein Druckmittelstrom zur Leitung 71 und zum Stellkolben 12. Da in der Leitung 33 das jeweils höhere Niveau vom Pumpen- bzw. Hilfsdruck (ausgewählt durch die beiden Rückschlagventile 69 und 70) herrscht, wird die Pumpenstellung - selbst bei niederem Betriebsdruck - mit großer Kraftreserve und deshalb schnell in Richtung auf höheres Hubvolumen korrigiert. kurz vor dem Erreichen der neuen Gleichgewichtslage wird die Verbindung zur Leitung 30 unterbrochen, und das Regelventil 22 stellt in Schaltstellung II und deshalb mit Eigendruckversorgung - die Pumpe in die exakte neue Förderstellung.In switch position III the control valve 22, the differential pressure force is smaller than the mean power of the range spring 23, that is, at current control is Q is less than Q should, wherein pressure control is P is smaller than P soll. Via the control valve 22, a pressure medium flow flows from the line 33, 30 to the line 71 and to the actuating piston 12. Since the higher level of the pump or auxiliary pressure (selected by the two check valves 69 and 70) prevails in the line 33, the Pump position - even at low operating pressure - with a large reserve of power and therefore quickly corrected for a higher stroke volume. shortly before reaching the new equilibrium position, the connection to line 30 is interrupted, and the control valve 22 puts the pump into the exact new delivery position in switch position II and therefore with its own pressure supply.

Der erfindungsgemäße Pumpenregler verbindet somit die hohe Regelgenauigkeit eines herkömmlichen Reglers mit der hohen Stellgeschwindigkeit einer fremddruckversorgten Pumpenverstellung.The pump controller according to the invention thus combines the high control accuracy of a conventional controller with the high actuating speed of a pump adjustment supplied with external pressure.

In Figur 3 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Figur 2 dargestellt. Im Gegensatz zu diesem ist hier die Speicherleitung 36 an einen besonderen Anschluß des Regelventils 22 geführt. Nur der besseren Verständlichkeit halber sind für das Regelventil 22 vier verschiedene Schaltstellungen (bei dem fließenden Übergang zwischen den Stellungen können beliebig viele Zwischenpositionen dargestellt werden) gezeichnet. Die Wirkungsweise entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3. Das Regelventil verhält sich in den Schaltstellungen I-III wie ein herkömmlicher Regler (z. B. der nach Figur 1 ohne die Fremddruckleitung 36). Die gewohnte Genauigkeit eines Strom- oder Druck-Stromreglers bleibt somit voll erhalten. Bei großen negativen Regelabweichungen (Differenzdruckkraft deutlich unter der mittleren Kraft der Regelfeder) wird in Schaltstellung IV über eine zusätzliche Steuerkante des Regelventils 22 der Fremddruck des Druckspeichers 26 mit dem Stellkolben 12 verbunden, wodurch die Sollwertabweichung sehr schnell korrigiert wird. Trotzdem bleibt die hohe Genauigkeit der Regelung erhalten, weil das Regelventil - kurz vor Erreichen der neuen Gleichgewichtslage - wieder auf die Stelldruckversorgung aus dem Pumpendruck umschaltet.FIG. 3 shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. 2. In contrast to this, the storage line 36 is routed to a special connection of the control valve 22. Only for the sake of clarity, four different switching positions are drawn for the control valve 22 (any number of intermediate positions can be represented in the smooth transition between the positions). The mode of operation corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 3. The control valve behaves in the switching positions I-III like a conventional regulator (eg that according to FIG. 1 without the external pressure line 36). The usual accuracy of a current or pressure current regulator is therefore fully retained. With large negative control deviations (differential pressure force clearly under the average force of the control spring), the external pressure of the pressure accumulator 26 is connected to the actuating piston 12 in switching position IV via an additional control edge of the control valve 22, as a result of which the setpoint deviation is corrected very quickly. Nevertheless, the high accuracy of the control is retained because the control valve - shortly before reaching the new equilibrium position - switches back to the signal pressure supply from the pump pressure.

Die Erfindung kann, wie die Ausführungsbeispiele nach Figur 4 und 5 zeigen, auch in einer Bauart mit zwei getrennten Regelventilen für Strom- und Druckregelung verwirklicht werden. Hier ist der Stromregler mit 80 bezeichnet, der Druckregler mit 81. Der Anschluß vom Druckspeicher 26 führt durch beide Ventile hindurch und hat dann Anschluß zum Stellkolben 12. Am Stromregler 80 herrscht der Differenzdruck an der Meßdrossel 16, am Druckregler 81 der absolute Förderdruck der Pumpe. Die direkte Verbindungsleitung von der Hochdruckseite der Pumpe zum Druckanschluß für den Stellkolben 12 ist mit 82 bezeichnet, die in dieser angeordnete Drossel mit 83.As the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 show, the invention can also be implemented in a design with two separate control valves for current and pressure control. Here the current regulator is designated 80, the pressure regulator 81. The connection from the pressure accumulator 26 leads through both valves and then has a connection to the actuating piston 12. At the current regulator 80 there is the differential pressure at the measuring throttle 16, at the pressure regulator 81 the absolute delivery pressure of the pump . The direct connecting line from the high-pressure side of the pump to the pressure connection for the actuating piston 12 is designated 82, the throttle arranged in it is 83.

Als Gegenkraft zum Stellkolben 12 kann anstatt des Stellkolbens 13 eine Druckfeder verwendet sein.A compression spring can be used as a counterforce to the actuating piston 12 instead of the actuating piston 13.

Claims (5)

  1. Device on an adjustable hydrostatic pump (10) for controlling the delivery flow and, if need be, also the delivery pressure of the same, whose setting element (11) can be adjusted against an opposing force with the aid of at least one setting piston (12) which is subjected to a setting pressure or can be relieved from it, the setting pressure being formed in a control valve (22), and specifically in the care of approximate equilibrium between the actual and required valuer of delivery flow or delivery pressure by a pressure splitter, which consists of the combination of a fixed throttle (32, 72) and a variable throttle (67) in the control valve, on which the pressure difference of a measuring throttle (16) arranged in the delivery conduit (15) or the pressure difference of a throttle (18) arranged in the conduit (19) to a pilot valve (20) is effective, together with a control spring (23), which acts against the higher of the two pressures on the control valve (22), furthermore having an auxiliary pressure source (26), whore pressure can act indirectly or directly via the control valve on the setting piston (12), characterised in that the setting pressure is obtained, by means of the pressure splitter (72, 67), from the pressure of the delivery flow of the pump in the range of approximate agreement between the actual and required valuer (switch position II), originates from the higher pressure source at large deviation, on the other hand, in order to make the pump inoperative (switch position III or IV) and in that the setting piston (12) is relieved to the tank to reset the pump (switch position I).
  2. Device according to Claim 1, characterised in that a connecting conduit (76, 71), in which the fixed throttle (72) is arranged, leads from the delivery conduit (15) to the setting piston (12).
  3. Device according to Claim 1, characterised in that the connection from the delivery conduit (25) to the connecting conduit for the setting piston is indirect and leads via the control valve (22).
  4. Device according to Claim 1, characterised in that the control valve consists of two spatially separated valves, namely a flow control unit (80) and a pressure control unit (81).
  5. Device according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the auxiliary pressure source (26) is a pressure reservoir which is charged from the delivery conduit at high working pressure via a non-return valve (28) and a throttle (35).
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