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    • 专利摘要:

    公开号:WO1985004455A1
    申请号:PCT/EP1985/000117
    申请日:1985-03-19
    公开日:1985-10-10
    发明作者:Hamma Karlmann
    申请人:Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag；
    IPC主号:F04B49-00
    专利说明:
    [0001] - -
    [0002] Hydraulikanlage für Fahrzeuge
    [0003] Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage für Fahrzeuge, insbesondere für die Arbeitshydraulik in Gabelstaplern, Ladern u.dgl., mit einer sauggeregelten Förderpumpe, mit über S euerventile zuschaltbare Verbraucher und mit einem Druckbegrenzungsventil.
    [0004] Es sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt, den För¬ derstrom einer• Pumpe und/oder den Systemdruck zu ändern, um die Hydraulikanlage besser an die jeweiligen Anforde¬ rungen anzupassen. So ist z.B. beim Laden von Gabelstap¬ lern, Ladern u.dgl. ein hoher Systemdruck zur Erzeugung einer großen Reißkraft erwünscht, während nur eine ge¬ ringe Geschwindigkeit des Volumens romes erforderlich ist. Andererseits ist zum Bewegen der Schaufel und beim Fahren ein hoher Volumenstrom erwünscht, während gleich¬ zeitig nur ein geringerer Druck erforderlich ist. Die Lei¬ stungsaufnahme einer Pumpe bestimmt sich bekanntlich aus dem Produkt aus dem Förderstrom multipliziert mit dem Druck. Änderungen des Druckes oder des Volumen¬ stromes wirken sich dementsprechend jeweils gegenseitig aus.
    [0005] Es sind bereits sauggeregelte Förderpumpen für Hydraulik¬ anlagen vorgeschlagen worden, bei denen diese im Ruhezu¬ stand nur einen niederen Druck anbieten, der klein ist im Verhältnis zum Maximaldruck. Durch diese Maßnahme soll eine Energieeinsparung erreicht werden. Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Systemdruck durch ein Druckbegrenzungs- ventil begrenzt wird und keine Einstellung des Ansaug¬ stromes zur Förderpumpe möglich ist.
    [0006] Bekannt sind auch Hydraulikanlagen mit Druckreglern, die eine Konstanthaltung des Druckes in dem Hydrauliksystem innerhalb des Regelbereiches der Pumpe bieten. Damit för¬ dert die Pumpe nur soviel Hydraulik lüssigkeit, wie von den Verbrauchern abgenommen wird.
    [0007] Ebenso ist auch eine kombinierte Druck-Förderstrom-Regelung durch entsprechende Regelventile bekannt. Zuzüglich zur Funktion des Druckreglers läßt sich damit ein konstanter Förderstrom bei variabler Antriebsdrehzahl erreichen. Da¬ bei erfolgt die Anpassung über den Dif erenzdruck einer in die Arbeitsleitung eingebauten variablen oder konstan¬ ten Blende. Nachteilig bei diesen bekannten Hydraulikanlagen ist je¬ doch, daß sie relativ aufwendig und teuer sind. So sind z.B. bei der Druck-Förderstrom-Regelung zwei Regelventile erforderlich und eine Regelung läßt sich überhaupt nur dann erreichen, wenn eine aufwendigerere Förderpumpe mit einer Versteileinrichtung vorhanden ist, durch die der Förderstrom geregelt werden kann.
    [0008] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun¬ de, eine Hydraulikanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln bei einer saug¬ geregelten Förderpumpe der Förderstrom derart eingestellt werden kann, daß die Förderung sich entsprechend den gewünsch¬ ten Anforderungen ergibt, wobei gleichzeitig auch bei einem nicht benötigten Förderstrom dieser bis auf einen Minimalwert (Pilotstrom) zurückgeht und auch eine stufenlose Regelung ermöglicht .
    [0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich¬ nenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
    [0010] Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der Förderpumpe nun¬ mehr in Abhängigkeit von dem Differenzdruck, der an der Meßdrossel erzeugt wird. Bei einem geringenDi ferenz- druc wird nur ein geringer Volumenstrom erzeugt, während umgekehrt bei einem großen Differenzdruck ein hoher Vo¬ lumenstrom vorliegt. Diese Regelung erfolgt dabei über das vor der Förderpumpe liegende Regelventil. Aus diesem *
    [0011] Grunde kann als Förderpumpe eine einfache Förderpumpe ohne die Notwendigkeit einer eigenen Versteileinrichtung zur Regelung des Förderstromes verwendet werden.
    [0012] Da die Regelung der Förderpumpe nicht auf den Systemdruck selbst, sondern auf die Druckdifferenz reagiert, wird ein weiterer sehr großer Vorteil erreicht. Die Leistungs¬ aufnahme der Pumpe ist damit nicht mehr abhängig von deren maximalen möglichen Leistungsaufnahme,sondern deren Leistungsaufnah¬ me richtet sich automatisch nach den jeweiligen Verhält¬ nissen. Dies bedeutet, daß damit eine erhebliche Energie¬ einsparung erreicht wird und die Anlage selbs auch ein¬ facher ausgelegt werden kann. Insbesondere kann bei Leer¬ laufbetrieb die Leistungsaufnahme der Pumpe auf einen Mi¬ nimalwert zurückgenommen werden» wenn sowohl der Förder¬ strom als auch der Druck niedrig gehalten werden.
    [0013] Die erfindungsgemäße Lösung wird dabei mit einfachen Mit¬ teln erreicht. Es ist neben der bekannten MeUdros- sel lediglich ein Regelventil erforderlich. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß die wirksamen Kolbenflächen in dem Regelventil gleich groß sind. Es wurde nämlich festgestellt, daß nur in diesem Falle die Regelung des Förderstromes nur von der Druckdi erenz durch die Meßdrossel abhängig ist und zwar unabhängig davon, ob der Systemdruck z.B. 20 oder 200 bar beträgt. Als Pumpen sind alle Pumpen verwendbar, die geometrisch konstantes Verdränger-Volumeπ haben, dies sind z.B.. Radial¬ kolbenpumpen, Flügelzellenpumpeπ , Taumelscheibenpumpen und ggf. auch Zahnradpumpen, soweit es zu keinen Problemen be¬ züglich Kavitation kommen kann.
    [0014] In der Praxis wird stets ein Mindeststrom als sogenannter Pilotstrom erforderlich sein, da hinter der "erfindungsge¬ mäßen Meßblende stets ein Druck vorhanden sein sollte, damit das Regelventil ansprechen kann.
    [0015] In Weiterbildung der Erfindung kann hierzu hin er der Pumpe und vor der Meßdrossel ein an sich bekanntes Dr.. ck- begrenzungsventil angeordnet sein, über das bei Minimal¬ förderung der Pilotstrom abfließt.
    [0016] Statt über dieses Druckbegrenzungsventil kann der Pilot¬ strom ggf. auch über einen der Verbraucher abgeleitet wer¬ den. Wenn z.B. einer der Verbraucher eine hydrosta ische Servolenkung mit offener Mitte ist, welche selbst stets eine minimale Fördermenge benötigt, kann der Pilotstrom damit über diesen Verbraucher geleitet werden. In diesem Falle wird das Druckbegrenzungsventil der Lenkungssteue¬ rung auf einen niedrigeren Druck eingestellt « Die Regelung des Förderstromes kann dabei in dem Regel¬ ventil stufenlos erfolgen. Hierzu ist lediglich eine ent¬ sprechende Ausgestaltung des Regelventiles, welche an sich bekannt ist, erforderlich.
    [0017] Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem weitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen, anhand der Zeichnung prinzipmäQig beschrieben.
    [0018] Es zeigt:
    [0019] Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Hydraulikanlage,
    [0020] Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Taumel¬ scheibenpumpe mit in einem angeflanschten Gehäuse integrierten erfindungsgemäßen Regelventil und einer Meßdrossel,
    [0021] Fig. J einen Längsschnitt durch das erfindungs¬ gemäße Regelventil.
    [0022] Die erfindungsgemäße Förderstromregelung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz wird nachfolgend anhand der Fig. 1 erläutert.
    [0023] Eine Pumpe 1 saugt aus einem Behälter 2 über einen Saug¬ anschluß S, ein Regelventil 3 und den Kanal S1 die Hydrau¬ likflüssigkeit an. Über eine Meßdrossel 4, welche fest eingestellt oder ggf. auch einstellbar ist, wird die Hy¬ draulikflüssigkeit zum Verbraucher geleitet. Verbraucher 5, z.B. eine Lenkung, und Verbraucher 6 , z.B. eine Arbeits¬ hydraulik, werden über dazugehörige Ventile 5a und 6a ge¬ schaltet. Ein Prioritätsventil 7 versorgt die Lenkung vorrangig mit Öl.
    [0024] Die von der Förderpumpe 1 geförderte Hydrauli flüssigkeit erzeugt, beim Durchlauf durch die Meßdrossel 4 eine Druck¬ differenz am Drosseleingang 8 und am Drosselausgang 9.
    [0025] In der in der Fig. 1 dargestellten Schaltstellung ist kein Verbraucher e ngeschal et. Aus diesem Grunde fließt über die Meßdrossel nur Leckstrom der Ventile bzw. ein geringer Pilotstrom. Aus diesem Grunde befindet sich das Regelven¬ til 3 in der dargestellten Lage, in der nur ein Mindest¬ strom angesaugt werden kann, welcher u.a. auch zur Deckung der Leckagen im System und des Schmierölbedarfes erforder¬ lich ist..
    [0026] Wird nun einer der Verbraucher 5 oder 6 oder beide einge¬ schaltet, und zwar durch eine entsprechende Betätigung der Ventile 5a und/oder 6a, so wird an der
    [0027] Meßdrossel 4 ein Druckgefälle angezeigt mit Druckdif¬ ferenz zwischen dem Drosseleingang 8 und dem Drosselaus¬ gan 9. Diese Druckdifferenz schaltet das Regelventil auf Durchlauf in Abhängigkeit von den Druckkräften an 1 und an x , sowie der Schließkraft einer Feder 10. Die Pumpe 1 kann nun in entsprechendem Maße Hydraulikflüssig- ke.it ansaugen und den Verbrauchern 5 und/oder 6 die ge- wünchte Menge zur Verfügung stellen.
    [0028] Der Systemdruck wird über ein Druckbegrenzungsveπtil 11 begrenzt bzw. über die Last am Verbraucher eingestellt. Dabei bestimmt der Verbraucher mit dem höchsten Arbeits¬ druck das Druckniveau der Pumpe.
    [0029] Diese Schaltung trägt erheblich zur Verringerung des Energieverbrauchs bei gegenüber der bekannten Verwendung von Konstantpumpen oder sauggeregelten Pumpen, die bei den bekannten Systemen drehzahlabhängig, Leistung aufnehmen. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird weiterhin auch die Leistungsaufnahme bei abgeschalteten Verbrauchern auf die reine Leerlaufleistuπg der Pumpe reduziert.
    [0030] In der Fig. 2 ist in Prinzipdarstellung die Pumpe 1 als Taumelscheibenpumpe dargestellt, an die in einem Gehäuse 12 das "Regelventil 3 und die Meßdrossel 4 integriert sind. In dieser Figur sind auch zur besseren Übersicht die Punkte S, S' , P, x.. und x -. angegeben. Aufbau und Wir¬ kungsweise einer Taumelscheibenpumpe sind allgemein be¬ kannt, weshalb nachfolgend hier nicht näher darauf einge¬ gangen wird. Wie ersichtlich, erhalten über den Umfang verteilte Förderkolben 15 der Pumpe 1 über "S1" und eine Bohrung 13 die Hydraulikflüssigkeit. Eine Taumelscheibe 14 sorgt in üblicher Weise für den Hub der Förderkolben 15. Über einen Ringraum 16 sind die Förderkolbeπ 15 nach zuge¬ hörigen Rückschlagventilen 20 auf ihrer Druckseite miteinan¬ der verbunden. In dem Riπgraum 16 bzw. vor der Meßdrossel 4 befindet sich dann die Meßstelle 8, während sich die Me߬ stelle 9 hinter der Meßdrossel befindet.
    [0031] In der Fig. 3 ist das Regelventil 3 dargestellt, mit dem eine stufenlose Regelung des Förderstromes möglich ist. Auch in dieser Fig. sind wiederum zur besseren Erläuterung
    [0032] die Punkte S, S' , x. und x - angegeben
    [0033] Das Regelven il weist zwei Kolben 17 und 18 auf, wobei deren wirksame Kolbeπflachen bei 1 und x - gleich groß sein müssen. Bei entsprechender Gehäuseausführung können die Kolben auch in einem Stück ausgeführt sein. Der Kolben 18 ist mit mindestens einer Bohrung 19 an seinem Umfang versehen, welche mit dem Pumpeneingang S' stufenlos zur Deckung gebracht werden kann. Je nach den vorhandenen Druckdifferenzen wird eine Überdeckung bzw. Absperrung durch die Stellung des Kolbens 17 bzw. 18 erreicht. Zum Absperren des S-Pumpeneinganges S' wird der Kolben 17 entsprechend in der Fig. 3 nach rechts verschoben, wo¬ durch der Kolben 18 ebenfalls so weit nach rechts ver¬ schoben wird, daß die gezeichnete Absperrstellung er¬ reicht wird. Umgekehrt wird bei einem höheren Druck bei x„ auf den Kolben 18 unter Berücksichtigung der Schlie߬ kraft der Feder 10 eine Öffnungsbewegung eingeleitet.
    权利要求:
    Claims

    to
    P a t e n t a n s p r ü c h e
    Hydraulikanlage für Fahrzeuge, insbesondere für die Ar¬ beitshydraulik in Gabelstaplern, Ladern u.dgl., mit ei¬ ner sauggeregelten Förderpumpe, mit über Steuerven ile zuschaltbare Verbraucher und mit einem Druckbegrenzuπgs- ventil , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in Förderrichtung vor der Förderpumpe (1) ein Regelven¬ til (3) und nach der Pumpe (1) und vor den Steuerventi¬ len (5a,6a) eine Meßdrossel (4) angeordnet ist, wobei in dem Regelventil (3) die für die von der Meßdrossel (4) erzeugte Druckdifferenz wirksamen Kolbenflächen gleich groß sind und wobei das Regelventil (3) in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zusammen mit einer Schließfeder (10) auf Durchlauf oder in Richtung Schließung schalt¬ bar ist.
    2. Hydraulikanlage nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einstellung des Durchlaufes von einer Minimal- bis zu einer Maximal förderung stufenlαs ist.
    3. Hydraulikanlage nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß hinter der Pumpe (1) und vor der Meßdrossel (4) das Druckbegrenzungsventil (11) angeordnet ist, über das bei Min ima1 förderung der Pilotstrom abfließt.
    4. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Regelven il (3) und die Meßdrossel (4) als eine Baueinheit (12) an die Förderpumpe (1) angeflansch bzw. in diese integriert sind.
    5. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u 'r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderpumpe eine Taumelscheibenpumpe (1) ist.
    6. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderpumpe eine Radialkolbenpumpe ist.
    7. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Förderpumμe eine Verdrängerpumpe ist.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3509856A1|1985-10-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1985-10-10| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP KR US Designated state(s): BR JP KR US |
    1985-10-10| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE |
    1986-01-16| WA| Withdrawal of international application|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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