DE2048782A1

DE2048782A1 - Hydraulikanlage fur eine Maschine mit mehreren hydraulisch angetriebenen Be wegungsvornchtungen

Info

Publication number: DE2048782A1
Application number: DE19702048782
Authority: DE
Inventors: Leif Erik Rom So/rensen
Original assignee: ELEKTROHYDRAULISCHE ANLAGEN AN
Current assignee: ELEKTROHYDRAULISCHE ANLAGEN AN
Priority date: 1969-10-06
Filing date: 1970-10-05
Publication date: 1971-04-22
Also published as: BE757019A; US3678684A; ES384578A1; ZA704229B; FR2065002A5; NL7014491A; CH524772A

Description

Ludwissnafen /2H., 29.9.1970 P 4786 Al

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Vertreter*

Patentanwalt e

Dipl.-Ing. Adolf H. Flacher

Dipl.-Ing. Wolf-Dieter Jiecher

67 Ludwigshafen / Ekeln

ÄioJiarci-Waigner-Straße 22

Anmelder:

ANSTALT FÜR ELEKTROHYDRAULISCHE ANLAGEN

Vaduz» Hauptstraße 26 Liechtenstein.

Hydraulikanlage für eine Maschine mit mehreren hydraulisch angetriebenen Bewegungsvorrichtungen·

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage für eine Maschine, z.B. ein Bagger, ein Schwenkkran, eine Planierraupe oder eine entsprechende Baumaschine, mit mehreren hydraulisch angetriebenen Bewegungsvorrichtungen, die je mittels einer Reglervorrichtung regelbar und umsteuerbar sind, und die je mindestens einen hydraulisch doppelwirkenden Arbeitszylinder umfassen, und mit einer von einem Antriebsmotor z.B. einem Dieselmotor oder Elrootor angetriebenen Pumpeneinheit zur Erzeugung des nötigen hydraulischen Effektes versehen sind.

Bei den bisher bekannten Hydraulikanlagen dieser Art wird eine aus einer oder mehreren regelbaren Druckkompensationspumpen bestehende Pumpeneinheit verwendet, deren Druckseite, oft durch einen Druckakkumulator, mit dem Arbeitszylinder oder den Arbeitszylindern verbunden ist, indem in der Verbindung eine gewöhnlich als Steuerschieber

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ausgebildete Ventilvorrichtung eingeschaltet ist, wodurch der HydraulflUssigkeitstrom zum Arbeitszylinder an den einen oder den anderen der Eingänge dieses geleitet oder ganz abgebrochen werden kann, und indem der Abfluss vom Arbeitszylinder durch die Ventilvorrichtung mit einem HydraulflUssigkeitsbehKlter verbunden ist, womit auch die Ansaugseiten der Pumpe oder der Pumpen verbunden sind.

Bei einer derartigen Hydraulikanlage wird die Geschwindigkeit, womit sich der Kolben in einem Arbeitszylinder bewegt, ausser vom Offnungsgrad der Ventilvorrichtung hauptsächlich von den Kräften, die den Bewegungen des Kolbens entgegenwirken sowie, wenn mehrere Arbeitszylinder derselben Pumpe angeschlossen sind und gleichz eltig arbeiten, von wieviel Arbeitszylinder gleichzeitig der Pumpe angeschlossen sind, und vom Druck in dem am schwersten belasteten Arbeltszylinder abhängen.

Wenn dafür eine bestimmte Arbeitsgeschwindigkeit von einem Maschinenteil, der mittels eines Arbeitezylinders angetrieben wird, gewünscht wird, muss die Reglervorrichtung des Arbeitszylinders in jedem einzelnen Fall den Arbeitsbedingungen angepasst werden. In der Praxis wird dies indessen in vielen Fällen unterlassen, warum die Arbeit mit solchen Hydraulikanlagen in allzu vielen Füllen wesentlich langsamer erfolgt als an und für sich möglich, und wenn mehrere Arbeitszylinder von derselben Pumpe oder Pumpeneinheit angetrieben werden, wird es sogar oft nicht möglich sein, eine angestrebte Maksimalbewegungsgeschwindigkeit eines mit einem Arbeitszylinder verbundenen Maschinenteils zu erzielen. Ausserdem führt die Regulierung bei grösserer oder geringerer Drosselung der Hydraulflüssigkeit eine Erniederung des Wirkungsgrades der Hydraulikanlage mit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Hydraulikanlage der vorstehend erwähnten Art herzuschaffen, wobei es möglich wird,jeden-

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falls innerhalb des Belastungsgebietes des Antriebsmotors und der Maximalleistung des betreffenden Arbeitszylinders, eine beliebig gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit des Kolbens zwischen Null und einer Maxima!geschwindigkeit nur durch Einstellung der Reglervorrichtung der angestrebten Geschwindigkeit entsprechend zu erreichen. Wird somit die Seglervorrichtung von einem Servoantrieb gesteuert, der teils von einem z.B. mittels eines Handgriffes verstellbaren Soll-Wertgeber und einem von der Kolbenbewegung beeinflussten Ist-Wertgeber beeinflusst ist, wird die Geschwindigkeit unter normalen Arbeitsbedingungen allein von der Geschwindigkeit abhängen, womit der Handgriff des Soll-Wertgebers bewegt wird. "

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Pumpeneinheit für jede Bewegungsvorrichtung eine ausschliesslich damit verbundene regelbare Hydraulpumpe ist, die bei jeder Einstellung eine gleichbleibende Volumenleistung hat, und die auf an sich bekannte Weise mittels der Reglervorrichtung der betreffenden Bewegungsvorrichtung, vorzugsweise kontinuierlich, aber wenigstens stufenweise, von der Abgabe maximaler positiver Volumenleistung an den einen Eingang der Bewegungsvorrichtung Über eine Neutralstellung zur Abgabe von maximaler negativer Volumenleistung an den anderen ä

Eingang der Bewegungsvorrichtung verstellbar ist.

Die Ausdrücke "positive Volumenleistung¹¹ und "negative Volumenleistung¹¹ sind hier ausschliesslich um zwischen den beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens des Arbeitszylinders zu unterscheiden, verwendet, indem es vorkommen kann, dass die Arbeitsgeschwindigkeit bei Bewegung in der einen Richtung immer unter einem gewissen Wert gehalten werden muss, während eine entsprechende Begrenzung bei Bewegung in der umgekehrten Richtung nicht vorkommt, in welchen Fällen die zu einem Arbeitszylinder gehörende Pumpe derart einge-

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richtet werden kann, dass z.B. deren "maximale negative Volumenleistung" niedriger als deren "maximale positive Volumenleistung"ist.

Es sei jedoch bemerkt, dass eine Bewegungsvorrichtung gewöhnlich aus einem einzelnen oder mehreren zusanmengekuppelten Arbeitszylindern bestehen wird, es jedoch denkbar ist, dass die Bewegungsvorrichtung für eine gewöhnlich untergeordnete Vorrichtung der Maschine zwei oder mehr gegenseitig unabhängige Arbeitszylinder umfassen kann, zwischen welchen die Hydraulflüssigkeit mittels Ventilvorrichtungen mit fester oder regelbarer Einstellung verteilt wird.

Eine Hydraulpumpe der angegebenen Art wird bei jeder Stellung der Reglervorrichtung abgesehen von der Neutralstellung immer pro Zeiteinheit dieselbe Volumenmenge von HydraulflUssigkeit abgeben u.Z. ohne RUcksicht auf Gegendruck und wird somit bei jeder Einstellung der Reglervorrichtung dieselbe gleichbleibende Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens des Arbeitszylinders sichern, auf alle Fälle so lange der Gegendruck nicht so gross ist, dass er Überlastung des Antriebsmotors und damit Herabsetzung dessen normalerweise gleichbleibenden Drehzahl verursacht. Ausserdem wird, als die Regelung einer solchen Pumpe keinen Drosselungsverlust verursacht, die Hydraulanlage mit einem wesentlich grössoren Wirkungsgrad arbeiten können, als in Verbindung mit den bisher verwendeten ventilgesteuerten Hydraulikanlagen möglich. Ein wesentlicher Vorteil ist auch, dass bei erfindungsgemässen Anlagen mit mehreren, je mit ihrer Pumpe verbundenen Arbeitszylindern, können diese gleichzeitig und unter Erzielung der jederzeit am zweckma'ssigsten Geschwindigkeiten bedient werden, ohne dass die TStigkeit der einzelnen Arbeitszylinder diejenige der Übrigen beeinflusst, was zur Folge hat, dass einer erfindungsgemKssen Anlage dazu gebracht werden kann, wesentlich schneller zu arbeiten, als frliher bekannte Anlagen entsprechender Art mit ventilgesteuerten Arbeitszylindern. Diese Möglichkeit der gleichzeitigen

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Ausnutzung mehrerer Arbeitszylinder bei Erzielung der Höchstleistung jedes von diesen, vorausgesetzt dass der Antriebsmotor nicht dadurch Überlastet wird, hat weiter zur Folge, dass der Antriebsmotor jeweils Über wesentlich längere Perioden als bei bisher bekannten Anlagen der erwähnten Art dazu gebracht werden kann, in der Nähe von Vollbelastung zu arbeiten, und also mit möglichst grossem Wirkungsgrad, was auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert.

Die erwähnten Pumpen können vielerlei verschiedener Art sein,aber erfindungsgeraäss sollten die Hydraulpumpen der an sich bekannten Art sein, die eine Anzahl mit einer Antriebswelle Im Verhältnis zu einer Verteilungsscheibe rotierende hauptsächlich axial verlaufende Kolben- f pumpen aufweist, deren Kolben-Hubbewegung von einem Steuerring gesteuert ist, dessen Winkelstellung im Verhältnis zur Welle mittels der Reglervorrichtung verstellbar ist. Eine derartige an sich bekannte Hydraulpumpe ist verhältnismässig billig und kann bloss durch

Änderung der Winkelstellung der Steuerscheibe kontinuierlich eingestellt werden u.z. von Abgabe maximaler positiver Volumenleistung zur Abgabe maximaler negativer Volumenleistung.

Bei einer erfindungsgemässen Hydraulikanlage wird gewöhnlich

jede Hydraulpumpe mit damit verbundenem Arbeitszylinder derart ar- g

beiten, dass die von dem Arbeitszylinder abgehende HydraulflUssigkeit ganz oder teilweise zur Hydraulpumpe zurUckgeleitet wird. Dies bewirkt, dass in Fällen wo der Kolben des Arbeitszylinders von grossen Kräften beeinflusst ist, die in derselben Richtung wie die angestrebte Kolbenbewegung wirken, die Hydraulpumpe als Motor dient, der Energie zur Entlastung des Antriebsmotors abgibt. Die Volumenleistung der Hydraulpumpe an die Ansaugseite des Arbeitszylinders ist aber in diesem Falle bei der betreffenden Einstellung der Hydraulpumpe gleichbleibend, und dafür wird an der Ansaugseite ein derartiger

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Unterdruck entstehen können, dass Kavitäten in der Hydraulflüssigkeit auch in dem Teil derselben, der sich in der Hydraulpumpe befindet, erzeugt werden, was nicht allein eine kraftige Gerauschentwicklung in dieser, sondern auch auf die Dauer eine zu schnelle Zerstörung derselben verursacht.

Erfindungsgemäss kann dies dadurch vermieden werden, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen mindestens dem einen der Eingänge des Arbeitszylinders und dem entsprechenden Eingang der Hydraulpumpe eine Ventilanordnung eingeschaltet ist, die den Hydraulflüssigkeitsstrom in Richtung weg vom Arbeitszylinder drosselt, wodurch erreicht wird, dass an der Druckseite des Arbeitszylinders ein Gegendruck derartiger Grbsse erzeugt wird, dass kein kavitätsbildender Unterdruck an der Ansaugseite des Arbeitszylinders erzeugt wird·

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass ein derartiges Drosselventilanordnung ganz oder teilweise die potentielle oder kinetische Energie der Kolbenstange des Arbeitszylinders und damit verbundenen Organen aufnimmt und sie in Wärme umsetzt, sodass kein Bedarf für sonst oft notwendige und die Hydraulanlage verteuerende besondere Abbremsvorrichtungen, z.B. solche, die das Rasen des Antriebsmotors verhindern, vorliegt.

Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, welche mehrere AusfUhrungsbeispiele der Erfindung darstellen, entnommen werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel einer Hydraulikanlage mit drei Arbeitszylindern,

Fig. 2 schematisch ein anderes AusfUhrungsbeispie1 einer Hydraulikanlage, indem jedoch deutlichkeitshalber nur ein einzelner Arbeitszylinder mit dazugehörenden hydraulische» Anordnungen gezeigt ist, und indem die in den verschiedenen

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Leitungen herrschenden unterschiedlichen Druckverhältnissen, durch die Wahl verschieden dicker Strichdicken für die Leitungen angedeutet sind,

Fig. 3 schematisch, annähernd in der Form eines Blockdiagramms., eine zur Verwendung in einer erfindungsgemässen Hydraulikanlage vorgesehene Einrichtung zur Verhinderung von Überlastung, und

Fig. 4 entsprechend ein anderes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Verhinderung von Überlastung.

Fig. 1 zeigt wie erwähnt schematisch eine Hydraulikanlage mit drei hydraulische.- /-^beitszylindern IQA, 1OB und IOC.

In der Zeichnung sind die Bezugszeichen, welche Teile der nachstehend beschriebenen Hydraulikanlage angeben, die zu jedem dieser Arbeitszylinder 1OA, 1OB und 1OG gehören mit Buchstabenangaben entsprechend dean dazu gehörenden Arbeitszylinder versehen; der Einfachheit halber wird aber in der nachfolgenden Beschreibung dieser Teile nur die eigentlichen Bezugszeichen in solchen Fällen benutzt, wo nicht auf einen besonderen der drei Arbeitszylinder oder auf die dazu gehörende hydraulischen Anordnungen verwiesen wird.

Jeder Arbeitszylinder besteht aus einem Druckzylinder 11, worin ä

ein Kolben 12 mit dazu gehörender Kolbenstange 13 verschiebbar gelagert ist. Jeder Zylinder 11 hat zwei Eingänge, u.Z. einen Eingang 14, der in dem Zylinderraum vor dem freien Ende des Kolbens 12 einmündet, und einen Eingang 15, der in dem Zylinderraum einmündet, wodurch die Kolbenstange 13 geführt ist.

Die Hydraulikanlage Weist einen gemeinsamen Behälter 16 für die HydraulflUssigkeit auf, wozu eine Rückleitung 17 mit einem Rückschlagventil 18 und einem Filter 19 führt, und von wo eine Ansaugleitung 20 ausgeht. Die beiden Leitungen 17 und 20 sind ausserdem

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gegenseitig durch ein Rückschlagventil 21 verbunden, das den Durchlass von Flüssigkeit von der RUckleitung 17 zur Ansaugleitung 20 verhindert. Gemeinsam für die drei hydraulischen Anlagen ist ausserdem eine Sicherheitsröckleitung 22, die durch ein Überdruckventil 23 der RUckleitung 17 angeschlossen ist.

Die hydraulische Anlage für jeden Arbeitszylinder IO umfasst eine hydraulische Pumpe 24 wit zwei Eingängen 25 und 26. Die Pumpen 24A, 24B und 24C Sind mit einer gemeinsamen Triebwelle 27 verbunden, die von einem Antriebsmotor angetrieben wird, der durch einen kreisbogenförmigen Pfeil 28 angedeutet ist. In der Zeichnung sind der Einfachheit halber die Welle 27 und der Motor 28 für jede der Pumpen 24 eingezeichnet, wenn es sich auch um Teile handelt, die · für sämtliche Pumpen gemeinsam sind.

Jede Pumpe 24 ist vorzugsweise der allgemein bekannten Art, die einen in einem Gehäuse von der Welle 27 rotiererten Zylinderblock mit einer Anzahl in allem Wesentlichen axial verlaufender Zylinderbohrungen aufweist, welcher Zylinderblock am einen Ende mit einer im Gehäuse fest angeordneten Verteilungsplatte mit mindestens zwei gegen den Zylinderblock offenen und zur Zusammenarbeit mit den Zylinderbohrungen dienenden Kanälen zusam· e arbeitet, die mit je ihrem Eingang 25 und 26 der Pumpe verbunden sind, und in welchen Zylinderbohrungen Kolben verschiebbar angeordnet sind, deren sich von der Verteilungsplatte abkehrend befindlichen Enden vorzugsweise durch Pleuelstangen mit einem im Gehäuse angeordneten Steuerring verbunden sind, der so mit der Welle verbunden ist, dass er bei deren Rotation mitgenommen wird, und welcher derart im Gehäuse gelagert ist, dass der Winkel, den sein Rotationsplan mit der Welle bildet, mittels eines Regelorgans eingestellt werden kann. Wenn somit der genannte Rotationsplan senkrecht zur Welle steht, wird die Pumpe in Leer-

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lauf arbeiten, während bei Neigung des Rotationsplans in einer Richtung der eine Eingang 25 als Druckabgang, nad der andere Eingang 26 als Ansaugeingsng wird, wogegen bei Neigung des Rotationsplans in der entgegengesetzten Richtung der letztgenannte- Eingang

26 als Druckabgang, und der Eingang 25 als Ansaugeingang wirkt.

Ausserdem wird die von der Pumpe abgegebene Volumenleistung von dem Winkel abhängen, den der Rotationsplan mit dem Neutralplan bildet·

Die Einstellung der Winkellage des Steuerringes wird mittels eines Servoantriebes 29 bewirkt, dessen Wirkung in an sich bekannter Weise, teils von einem gewöhnlich manuell bedienten Soll-Wertgeberi teils von einem von der Lage im Zylinder 11 des dazu gehörenden "

Kolbens 12 abhängigen Ist-Wertgeber abhängig ist.

Der Pumpeneingang 25 ist mittels einer Verbindungsleitung 30, die einen beweglichen Teil 31 umfasst, mit dem Eingang 14 des dazu gehörenden Arbeitezylinders 10 verbunden, während der Pumpeneingang 26 durch eine Verbindungsleitung 32, die einen beweglichen Teil 33 umfasst, mit dem Eingang 15 des Arbeitszylinders verbunden ist. Die beiden Verbindungsleitungen 30 und 32 sind durch Rückschlagventile 34 bzw. 35 mit der SicherheitsrUckleitung 22 verbunden, jedes

welcher Rückschlagventile nur den Durchlass von Hydraulflüssigkeit ä

aus der dazugehörenden Verbindungsleitung 30 oder 32 zur SicherheitsrUckleitung zulasst, und nur wenn der Druck in der Verbindungsleitung unzulässig hoch wird, indem der Sicherheitsdruck vom Oberdruckventil 23 bestimmt wird.

Die Verbindungsleitung 32 ist ausserdem mit der Ansaugleitung 20 durch ein Rückschlagventil 36 verbunden, das nur Durchlass von Flüssigkeit aus der Ansaugleitung 20 zur Verbindungsleitung 32 ermöglicht. Die Verbindungsleitung 30 ist mit der RUckleitung 17 durch ein pilotgesteuertes Absperrventil 37 verbunden, das normaler-

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weise den Durchlass von Flüssigkeit aus der Verbindungsleitung zur RUckleitung 17 verhindert, das aber vom Druck in der Verbindungsleitung 32 gesteuert ist, sodass es öffnet, wenn der Druck in letzterer einen gewissen Wert Übersteigt. Diese Anordnung in Verbindung mit der Verbindung der Verbindungsleitungen 30 und 32 mit dem Behälter 16 ist darauf zurückzuführen, dass wenn die Pumpe einen Druck an den Eingang 24 abgibt, und der Kolben 12 sich somit abwärts in der Zeichnung bewegt, so wird vom Eingang 14 des Zylinders 10 eine gr'dssere Menge von Flüssigkeit abgegeben werden, als dem Arbeitszylinder durch den Eingang 15 zugeführt wird und somit eine grössere Menge von Flüssigkeit, als die Pumpe 24 ansaugen kann, weshalb der Ueberschuss an den Rückbehälter zurückgeleitet werden soll, während umgekehrt, wenn die Pumpe einen Druck auf den Eingang 25 abgibt, mehr Flüssigkeit zur Pumpe zugeführt werden soll, als vom Eingang 15 des Arbeitszylinders 10 abgegeben wird, sodass das Rückschlagventil 36 das Ansaugen von weiterer Flüssigkeit ermöglichen soll.

Die Pumpe 24 kann, wenn erforderlich, mit einem als Sicherheits-

ventil wirkenden Überdruckventil versehen sein, das durch eine Leitung 38 mit der RUckleitung 17 verbunden ist.

Wird den Arbeitszylinder 10A mit dazugehörender Hydraulikvorrichtung betrachtet, ist ersichtlich, dass falls gewünscht wird, dass der Kolben 12A schräg nach oben in der Zeichnung verschoben werden soll, und dadurch einen mit der Kolbenstange 13A verbundenen Maschinenteil entsprechend bewegen soll, so muss die Pumpe 24A derart eingestellt werden, dass sie einen Druck auf den Eingang 25A abgibt, und indem der Steuerscheibe der Pumpe 24A eine Neigung der Geschwindigkeit entsprechend gegeben wird, womit die Bewegung erfolgen soll. Als die Pumpe 24A eine mehrzylindrige Kolbenpumpe ist, und unter der Voraussetzung, dass die Welle 27 mit gleichbleibender Drehzahl rotiert wird, ist leicht verständlich, dass die Geschwindigkeit,

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womit sich der Kolben 12A nach oben bewegt, ausschliesslich von der Volumenleistung der Pumpe abhängt, die wiederum von der eingestellten Stellung des Steuerringes abhängt.

Die durch den Eingang 15A des Zylinders 1IA abgegebene HydraulflUssigkeit wird durch die Verbindungsleitung 32 nach dem als Ansaugseite wirkenden Eingang 2AA der Pumpe zurückgeleitet; da aber die abgegangene Menge geringer sein wird, als diejenige, die durch den Zylindereingang 14A zugeführt wird, muss die abgegangene Flüssigkeit mit Flüssigkeit ergänzt werden, die durch das Rückschlagventil 36A angesaugt wird.

Wird nunmehr vorausgesetzt, dass der mittels der Kolbenstange 13A angetriebenen Maschinenteil unter der genannten Bewegung infolge seiner Belastung einen Zug an der Kolbenstange 13A ausübt, kann dies bewirken, dass der Kolben sucht, sich mit einer Geschwindigkeit nach oben zu bewegen, die grosser ist als der von der Pumpe durch den Eingang 14A zugeführten Menge von Flüssigkeit entsprechend, wodurch Kavitäten an der Pumpedruckseite vorkommen können, die auf die Dauer die Pumpe zerstören können. Zur Verhinderung dessen, ist in der Verbindung zwischen dem Zylinderabgang 15A und der Verbindungsleitung 32A ein pilotgesteuertes Absperrventil 39A eingeschaltet, das derart ä

vom Druck in der Verbindungsleitung 3QA gesteuert ist, dass es erst dann öffnet und Abgang durch den Zylindereingang 15A ermöglicht, wenn die Pumpe einen gewissen Druck in der Verbindungsleitung 3OA aufgebaut hat, und indem deren Offnungsgrad von diesem Druck abhängt. Dies bewirkt, dass der Abgang vom Zylinder 11Δ so viel gedrosselt wird, dass die Bewegung des Kolbens 12A inner nur von der Hydraulflüssigkeitsmenge abhängig ist, die von der Pumpe 24A an den Eingang 14A geleitet wird.

Wenn der Kolben 12A die zu der gewünschten Stellung des entspre-

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chenden Maschinenelementes gehörende Stellung erreicht hat, wird der Steuerring der Pumpe 24A mittels des Servoantriebes 29A in Neutralstellung gebracht, und es ist leicht ersichtlich, dass die Flüssigkeit an beiden Seiten des Kolbens 12A bei einem solchen Schliessen abgesperrt ist, sodass der Kolben keine unbeabsichtigten Bewegungen vornehmen kann.

Eine entsprechende Sicherung gegen Antrieb des Kolbens 12A von dem dazugehörenden Maschinenteil in der Richtung gegen den Eingang 14A ist mittels eines zwischen dem Eingang 14A und der Verbindung 3OA eingeschalteten pilotgesteuerten Absperrventils 4OA., das von dem Druck in der Verbindungsleitung 32Δ gesteuert wird, verhindert.

Der Arbeitszylinder lOB 1st angenommen einem Maschinenteil angeschlossen zu werden, das nur eine antreibende Kraft auf den Kolben 12B bei dessen einwärtsgehender Bewegung ausüben kann. In Verbindung mit dem Arbeitszylinder 1OB ist dafür nur ein dem Absperrventil 40A entsprechendes Absperrventil 40B verwendet u.z. zwischen dem Zylindereingang 14B und der Verbindungsleitung 30B eingeschaltet. Entgegengesetzt ist der Arbeitszylinder IOC angenommen mit einem Maschinenteil verbunden zu sein, der nur eine auf dem Kolben 12C einwirkende Kraft durch Bewegung des Kolbens 12C in der Richtung gegen den Zylindereingang 15C ausüben kann, weshalb in Verbindung mit diesem Arbeitszylinder IOC nur ein dem pilotgesteuerten Absperrventil 39A entsprechendes Absperrventil 39C zwischen dem Zylindereingang 15C und der Verbindungsleitung 32C eingeschaltet ist, welches Absperrventil 39C vom Druck in der Verbindungsleitung 31C gesteuert ist.

Fig. 2 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgema"ssen Hydraulikanlage, indem jedoch in Fig. 2 nur ein einzelner von den von der Anlage umfassten Arbeitszylindern gezeigt ist. Diese Anlage enthält mit Hinzufügung der Buchstabenbezeichnung

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D Elemente entsprechend den Elementen 10-16, 24-26, 30 und 32 analog mit den in Verbindung mit Fig. 1 erklärten entsprechenden Elementen. Die Hydraulpumpe 24D wird auch bei diesem AusfUhrungsbeispiel mittels eines Servoantriebes gesteuert, der jedoch nicht gezeigt ist.

Bei dieser Anlage ist mit dem HydraulflUssigkeitsbehälter 16D eine Speiseleitung 50 verbunden, die für sämtliche der von der Hydraulikanlage umfassten hydraulischen Anordnungen gemeinsam ist. Zwischen den Pumpeneingängen 25D und 26D und den entsprechenden Verbindungsleitungen 30D bezw. 32D ist ein Rückschlagventil 51 bzw. eingeschaltet, das sich öffnet, wenn auf dem entsprechenden Purapeneingang Druck ist.

Das Stück zwischen den Pumpeneingängen 25D oder 26D und dem dazugehörenden Rückschlagventil 51 oder 52 ist durch ein durch Ansaugen sich öffnendes Rückschlagventil 53 und 54 mit einer Leitung 55 verbunden, die wiederum durch eine Leitung 56 mit der gemeinsamen Leitung 50 verbunden ist. Die beiden Verbindungsleitungen 30D und 32D sind unmittelbar mit den Eingängen 14D bezw. 15D des Arbeitszylinders IOD verbunden. Zwischen der Verbindungsleitung 30D und der Leitung 55 ist ein pilotgesteuertes Drosselventil 58 eingeschaltet,

i das zum Offnen von dem Druck in dem Teil der Verbindungsleitung 32 ™

gesteuert ist, der zwischen dem Pumpeneingang 26D und dem RUckschlagventil 52 liegt. Das Drosselventil 58 ist somit in einer Weise in einer Abzweigungsleitung 59 zwischen dem Eingang 14D des Arbeitszylinders IOD und dem AnsaugrUckschlagventil 53 eingeschaltet.

Ein entsprechendes pilotgesteuertes Drosselventil 60 ist in einer Abzweigleitung 61 zwischen dem Eingang 15D des Arbeitszylinders IOD und dem AnsaugrUckschlagventil 54 eingeschaltet und ist von dem Druck in der Leitungsverbindung zwischen dem Pumpeneingang 25D und dem Rückschlagventil 51 gesteuert.

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Eine nähere Erklärung der eigentlichen Steuerung des Arbeitszylinder IOD mittels der Hydraulpumpe 24D sollte unter Hinweis auf die vorstehende Erklärung der Fig. 1 unnötig sein.

Indessen soll jedoch bemerkt werden, dass falls der mit der Kolbenstange 13D verbundenen Teil der Haschine einen kräftigen in der Zeichnung schräg nach unten gerichteten Druck auf dem Kolben 12D ausübt, so wird in der Verbindungsleitung 3OD ein hoher Druck entstehen, weshalb diese Leitung mit einem besonders dicken Strich gezeichnet ist. Dieser Druck ist indessen wegen des RUckschiagventils 51 daran verhindert, sich direkt nach dem Pumpeneingang 25D zu verpflanzen, und wenn angenommen wird, dass die Hydraulpumpe 24D in Neutralstellung steht, so wird das pilotgesteuerte Drosselventil 58 geschlossen sein, und der Kolben 12D wird in der eingenommenen Stellung festgehalten. Soll der Kolben 1 2 D darauf in der Richtung des Druckes bewegt werden, wird die Pumpe dazu eingestellt einen Druck an den Pumpeneingang 26D und durch das Rückschlagventil 52, die Verbindungsleitung 32D und den Arbeitszylindereingang 15D an den Raum Über dem Kolben 12D abzugeben. Da dieser infolge des Rückschlagventils 51 und des Drosselventils 58 verhindert ist sich zu bewegen, steigt der Druck in der Verbindungsleitung 32D schnell, wodurch das Drosselventil 58 geöffnet wird, sodass die HydraulflUssigkeit vom Raum im Zylinder HD unter dem Kolben 12D gedrosselt durch das Drosselventil 58 im die Abzweigleitung 59 und durch das AnsaugrUckschlagventil 53 zum Eingang 25D der Pumpe 24D hineinströmen kann* Mögliche überschüssige HydraulflUssigkeit strömt durch die Leitung 56 und die

56/ gemeinsame Leitung 50 zum Behälter 16D zurück. Die Leitung kann, wenn gewünscht, verdoppelt sein, u.z. so, dass In der einen Leitung ein AnaaugrUckechlagventil eingeschaltet ist, das nur einen Flüssigkeitsstrom aus der Leitung 50 zur Leitung 55 ermöglicht, während in der

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anderen Leitung ein Überdruckventil eingeschaltet ist, das ein gewisser Überdruck in der Abzweigleitung 59 sichert, wodurch die Pumpe 24D als Motor wirken kann, der Energie zum Antriebsmotor abgibt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anlage ist ein pilotgesteuertes Drosselventil mit beiden Verbindungsleitungen 3OD und 32D verbunden} falls der Kolben 12D und der damit verbundene Maschinenteil aber nur zum Antrieb in einer Richtung beeinflusst werden kann, kann das eine der beiden pilotgesteuerten Drosselventile ausgelassen werden. In diesem Falle kann das sich davor befindliche Rückschlagventil 51 oder 52 auch ausgelassen werden.

Der Umstand, dass bei einer erfindungsgemässen Bydraulikanlage jeder Arbeitszylinder oder jeder Satz von zusammengekuppelten Arbeitszylindern mittels einer ausschliesslich zum Antrieb desselben oder des Satzes dienenden Pumpe angetrieben wird, im Vergleich mit entsprechenden Anlagen, bei welchen sämtliche Arbeitszylinder von einer einzelnen Pumpe angetrieben werden, führt eine wesentlich grössere Gefahr für Ueberlastung des Antriebsmotors mit, teils in solchen Fällen, wo mehrere Arbeitszylinder auf einmal unter grosser Belastung und mit grosser Geschwindigkeit angetrieben werden, teils ύ

falls ein Einzelteil der Maschine plötzlich auf unerwartet grossen Widerstand stösst, so wie es z.B. der Fall sein kann, wenn der Löffel einer Grabmaschine gegen einen Stein oder einen anderen schwerbeweglichen Gegenstand stösst.

Eine derartige Ueberlastung kann natürlich dadurch vorgebeugt werden, dass in der Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Antriebswelle der Pumpen, eine Ueberlastungssicherung eingeschaltet wird, aber dies wird bewirken, dass die ganze Anlage zum Stehen kommt.

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Es ist deshalb zweckmMssiger, falls erfindungsgemSss dafür gesorgt wird, dass eine Ueberlastung eine solche Einwirkung auf der Reglervorrichtung allenfalls der wesentlichsten Pumpen bewirkt, dass die Pumpenleistungen möglicherweise ganz auf Null reduziert werden. Auf der anderen Seite ist es beim Betrieb einer Hydraulikanlage der betreffenden Art am wirtschaftlichsten, falls der Antriebsmotor möglichst nahe seiner normierten Belastung arbeitet, und die Erfindung umfasst deshalb auch eine Überlastungsregelung, die sämtliche oder mindestens die wesentlichsten der Reglervorrichtungen der Pumpen beeinflusst, und indem laufend ein Vergleich zwischen dem Belastungsgrad und dem von den Hydraulpumpen zusammen abgegebenen Effekt vorgenommen wird, u.z. so, dass wenn letzterer den Belastungsgrad übersteigt, die Vorrichtungen zur Beeinflussung der Regelung der Hydraulpumpen zur Reduktion der Pumpenleistungen beeinflusst werden.

Ein derartiger Vergleich und eine derartige Verwertung des Ergebnisses zur Beeinflussung der Hydraulpumpen kann auf vielerlei Art und Weise gemache werden, von denen die beiden zur Zeit als am zweckmSssigsten angesehenen, nachstehend näher beschrieben werden u.z. an Hand der Fig. 3 und 4.

Fig, 3 zeigt schematisch eine elektronische Steuereinrichtung zur Einstellung z.B. der in Fig.l gezeigten Hydraulpumpen 24A, 24B und 24C der Arbeitszylinder 10a, 1OB und IOC.

In Fig. 3 sind sowohl die Pumpen als auch die Arbeitszylinder rein schematisch angedeutet, und die aus den Fig.l oder 2 hervorgehenden hydraulischen Verbindungen zwischen den Pumpen und den Arbeitszylindern sind der Ueberschaulichkeit halber ausgelassen.

Weil die elektronischen Steuervorrichtungen f'Jr die verschiedenen Pumpen mit dazu gehörenden Arbeitszylindern gleich sind,wird nur die Steuervorrichtung des Arbeitszylinders 1OA naher beschrieben

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werden, weshalb in der Zeichnung nur die in Verbindung mit der Pumpe 24A und dem Arbeitszylinder 1OA vorhandenen Teile des elektronischen Steuerung der Hydraulikanlage mit Bezugszeichen versehen sind* Es sei auch bemerkt, dass die Steuerung einer beliebigen Anzahl von Pumpen mit dazugehörenden Arbeitszylindern angescMossen werden kann. .

Die direkte Steuerung erfolgt mittels eines Sollwertgebers 210, der als ein Spannungsteiler ausgebildet ist, dessen Schleifer mittels eines Reglerhandgriffes 212 eingestellt werden kann. Der Sol!wert-Spannungsteiler arbeitet mit einem Istwert-Spannungsteiler 213 zusammen, dessen Schleifer 214 derart mit der Kolbenstange 13A des Arbeitszylinders IQA antriebsverbunden ist, dass er proportional mit der Kolbenstange verschoben wird. Die Enden der beiden Spannungsteiler sind gegenseitig durch Leitungen 215 bzw. 216 verbunden, die mit je ihrem Pol einer als eine elektrische Batterie gezeigten Spannungsquelle mit Rahmenverbindung verbunden sind. Die Spannungsquelle 217 ist gemeinsam für die Steuervorrichtungen sämtlicher Arbeitszylinder 10.

Die beiden Schleifer 211 und 214 sind je ihrem Eingang eines Operatorverstärkers Al, der eine sehr kräftige Verstärkung gibt und eine Spannung abgibt, die sowohl in Bezug auf Vorzeichen und Grosse von dem Spannungsunterschied zwischen den beiden Eingängen abhängt. Der Ausgang des OperatorVerstärkers Al 1st durch zwei Widerstände Rl und R2, die zusammen einen Spannungsteiler bilden, dem Rahmen angeschlossen. Von der Verbindung zwischen den beiden Widerständen Rl und R2 geht eine Leitung 218 heraus, die durch einen Widerstand R3 dem einen Eingang eines Operatorverstärkers A2 angeschlossen ist, dessen anderer Eingang durch einen Widerstand R4 dem Rahmen angeschlossen ist. Der Ausgang des Verstärkers A2 ist durch

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eine Leitung 219 mit dem Eingang eines Servoaktivators 220 verbunden, dessen Ausgang dem Rahmen angeschlossen ist. Der Servoaktivator 220 ist schematisch als ein Solenoid mit einem Anker 221 gezeigt, der durch Federbelastung in einer Mittellage gehalten wird, und der mit dem als Pfeil 222 gezeigten Regelorgan der Pumpe 24A verbunden ist*

Es ist leicht ersichtlich, dass wenn das Verhältnis zwischen den Widerständen, die sich an je ihrer Seite des Schleifers 211 des Sollwert-Spannungsteilers 210 befinden, dasselbe ist, wie das Verhältnis zwischen den entsprechenden Widerständen, worin der Schleifer 214 den Istwert-Spannungsteiler 213 teilt, so werden die beiden Schleifer 211 und 214 dieselbe Spannung haben. Wird nun der Schleifer 211 des Sollwert-Spannungsteilers 210 nach oben in der Zeichnung verschoben, wird indessen dieser Schleifer eine vergrösserte Spannung und der Schleifer 214 eine reduzierte Spannung bekommen, sodass am Ausgang des Operatorverstärkers Al eine positive Spannung erzielt wird, die um viele Male grosser ist, als der Spannungsunterschied zwischen den Schleifer 211 und 214. Ein von den Grossen der Widerstände Rl und R2 abhängiger Teil dieser Spannung wird durch die Leitung 218 dem einen Eingang des Operatorverstärkers A2 aufgedruckt, und da der andere Eingang dieses Verstärkers Nullspannung hat, wird der Verstärker eine positive Spannung abgeben, die einen von der Grosse der Spannung abhängigen Stromdurchgang durch das Solenoid des Servoaktivators 220 zur Folge hat, was eine von dem Spannungsunterschied zwischen den Schleifer 211 und 214 abhängige Verschiebung des Ankers 221 und damit des Regelorgans 222 und in einer solchen Richtung bewirkt, dass die Kolbenstange im Arbeitszylinder sich aufwärts bewegt. Wegen des Spannungsteilers Rl, R2 und der beiden Widerstände R3 und R4 wird ein im voraus

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bestimmter verhältnismKssig kleiner Spannungsunterschied zwischen den Schleifer 211 und 214 die Einstellung der Hydraulpumpe 24A zur vollen Leistung mitführen, so dass, wenn der Handgriff 212 zu einer einer gewünschten Stellung der Kolbenstange 13A entsprechenden Stellung verschoben wird, die Kolbenstange mit maximaler Geschwindigkeit sich bewegen, bis kurz vor sie diese Stellung erreicht, wonach die Geschwindigkeit gleichmässig abnimmt, bis der Schleifer 214 des Istwert-Spannungsteilers 213 die Stellung erreicht hat, die die der eingestellten Stellung des Schleifers 211 des Sollwert-Spannungsteilers 210 entspricht.

Wird der Handgriff 212 dagegen in der Zeichnung nach unten ge- "

schoben im Verhältnis zum Schleifer 214 des Istwert-Spannungsteilers 213, wird am Ausgang des Operatorverstärkers Al eine negative Spannung vorhanden sein, warum die Hydraulpumpe 24A zur Abgabe von Hydraulflüssigkeit in der umgekehrten Richtung von dem, was bei der ersteren Einstellung des Reglerhandgriffes 212 der Fall war, eingestellt.

Zur Erzielung einer Überlastungssicherung in Verbindung mit der gezeigten elektronischen Steuerung der Hydraulpumpen 25 geht man bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 davon aus, dass die Hydraul- A

punpen 24 angetrieben werden von einem Dieselmotor mit einem heutzutage häufig verwendeten Regler der Art, die eine Reglerstange 225 beeinflusst, die bei normierter Drehzahl in Abhängigkeit der Belastung zur Regelung der Brennstoffzufuhr zwischen Stellungen kontinuierlich bewegt wird, die für das rechte Ende der Stange in der Zeichnung durch Stellungen A und B angegeben sind, indem die Stellung A Leerlauf und die Stellung B Vollbelastung entspricht. Der Dieselmotor kann indessen überlastet werden, was reduzierte Drehzahlen bewirkt, und bei maximaler Überlastung nimmt die Reglerstange 225

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2 O ΰ 2 : 3

die mit C bezeichnete Stellung ein. Bei weiterer Ueberlastung wird der Motor gewöhnlich halten. Die Reglerstange 225 hat eine weitere Stellung D ausserhalb der Stellung C, welche Stellung der Anlassstellung entspricht.

In dem gezeigten Ausfünrungsbeispiel ist vor dem Ende der Reglerstange 225 ein Gehäuse 226 angeordnet, wodurch sich eine verschiebbare Spindel 227 erstreckt, die einen Kopf 228 an dem sich gegen die Reglerstange 225 befindliche Ende und einen Anschlagsring

229 ausserhalb des entgegengesetzten Endes des Gehäuses 226 aufweist, und indem zwischen dem Kopf 228 und dem Gehäuse 226 eine Druckfeder

230 eingeschaltet ist, die den Kopf 228 möglichst weit weg vom Gehäuse 226 zu drücken sucht.

Im Gehäuse 226 ist ein Spannungsteiler 231 angeordnet, dessen Schleifer 232 an der Spindel 227 befestigt ist, u.Z. so dass er sich an dem sich nächst der Reglerstange 225 befindlichen Ende des Spannungsteilers 231 befindet, wenn der Kopf 228 am weitesten vom Gehäuse 226 weggedrückt ist. Das genannte Ende des Spannungsteilers

231 ist mit einer Leitung 233 und das entgegengesetzte Ende mit einer Leitung 234 verbunden, zwischen welchen beiden Leitungen eine Spannungsquelle 235 eingeschaltet ist. Der Schleifer 232 des Spannungsteilers 231 ist einer Leitung 236 angeschlossen.

Bei jeder der gezeigten elektronischen Steuervorrichtungen ist zwischen der Leitung 218 und dem Rahmen ein photoelektrischer Widerstand 237 eingeschaltet, z.B. solcher Art, dass er bei Dunkelheit einen Widerstand von rund 10 Ohm hat, während der Widerstand bei voller Beleuchtung auf 100 Ohm reduziert wird. Zur Beleuchtung dieses Photowiderstandes ist eine Glühlampe 238 vorgesehen, deren Glühfaden den vorstehend erwähnten Leitungen 233 und 236 angeschlossen ist.

Normalerweise wird bei der vorstehend erwähnten Stellung des

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Schleifers 232 kein Spannungsunterschiwd zwischen den Leitungen 233 und 236 vorhanden sein, sodass die Glühlampe 238 ausgeschaltet ist, und der photoelektrische Widerstand wird infolge seines sehr grossen Widerstandes die elektronische Steuerung nicht beeinflussen.

Das der Reglerstange 225 zukehrende Ende des Kopfes 228 wird vom Anschlagring 229 in einer solchen Lage gehalten, dass die Reglerstange 225 mit dem Kopf 228 in Eingriff kommt, unmittelbar vor dieser die Vollbelastung bei normaler Drehzahl entsprechende Stellung B erreicht. Dies hat zur Folge, dass dor Schleifer 232, wenn das

Ende der Reglerstange 225 die Stellung B einnimmt ein kleines Stück *

dem Spannungsteiler 231 entlang verschoben ist, sodass zwischen den Leitungen 233 und 236 ein Spannungsunterschied gerade dafür genügend, dass eine Vergrößerung dieses Spannungsunterschiedes mitführt,dass die Glühlampen 238 leuchten. Wird nun der Antriebsmotor überlastet, so wird sich die Reglerstange 225 zwischen den Stellungen B und C bewegen, wodurch der Schleifer 232 entsprechend dem Spannungsteiler 231 entlang verschoben wird, wodurch die Spannung zwischen den Leitungen 233 und 236 schnell ansteigt. Die Folge ist, dass die Glühlampe 238 kräftiger leuchtet, wodurch der Widerstand des Photowiderstandes 237 reduziert wird , was wieJerum bewirkt, dass die ™ Ausgangsspannung des Verstärkers A2 reduziert wird, wodurch der Servoaktivator 220 dazu gebracht wird, teilweise für die Pumpe 24A zu schliessen, indem das Schliessen allmählich erfolgt, und wenn die Reglerstange 225 in die Nähe der Stellung C gelangt, wird die Glühlampe 238 mit voller Stärke leuchten, was ein derartiger Spannungsabfall zwischen den beiden Eingängen des Verstärkers A2 zur Folge hat, dass der Servoaktivator 220 die Pumpe 24A in Neutralstellung bringt. Falls eine plötzliche Ueberlastung vorkommt, so wird sich die Reglerstange 225 sehr schnell an der Stellung B vorbei gegen die Stellung

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2 Ü ' ■'''

C bewegen, was bewirkt, dass die Lampe 238 sehr schnell mit voller Stärke leuchtet, sodass der Servoaktivator 220 ebenso schnell wirkt und so zu sagen die Pumpe 24A momentan in Neutralstellung bringt. Es sei bemerkt, dass man bei entsprechender Wahl der Widerstände R1-R4 der zu den verschiedenen Arbeitszylindern gehörenden Steuerstromkreise dafür sorgen kann, dass ein bestimmter Ueberlastungsgrad verschiedene Beeinflussung der dazu gehörenden Hydraulpumpen 24 zur Folge hat. In Verbindung mit einem Bagger kann man somit dafür sorgen, dass die Steuerstromkreise derjenigen Arbeitszylinder, die

^ zum Heben des Löffels derart eingerichtet sind, dass eine Ueber-

lastung auf die entsprechenden Hydraulpumpen wesentlich kräftiger einwirken als auf die übrigen Hydraulpumpen. Dieselbe Wirkung kann dadurch erzielt werden, dass in Verbindung mit den im übrigen einheitlichen Steuerstromkreisen verschiedene Filter zwischen den Glühlampen 238 und den photoelektrischen Widerständen 237 einschaltet.

Es sei bemerkt, dass der Spannungsteiler ausserdem derart ausgebildet ist, dass dessen Wicklungen über die Strecke kurzgeschlossen sind, entlang welcher sich der Schleifer 232 während der Bewegung der Reglerstange 225 zwischen den Stellungen C und D bewegt, sodass P die Glühlampen 238 auch beim Anlassen- des Dieselmotors mit voller Stärke leuchten.

Vorstehend ist erwähnt, dass die Reglerstange 225 verschiebbar ist. Es kommt indessen ebenso oft vor, dass die Reglerstange drehbar ist, in welchem Falle der Spannungsteiler 232 als einen Dreh·» potentiometer ausgeführt wird.

Eine elektronisch wirkende Steuervorrichtung für Hydraulpumpen 24 mit einer anderen Ueberlastungssicherung für den Antriebsmotor ist in Fig. 4 gezeigt. Die Steuerstromkreise der einzelnen Hydraulpumpen 24 mit einem Istwert-Geber und einem Sollwert-Geber sind die

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gleichen wie in Fig. 3 gezeigt, weshalb für diese Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet sind, wie auch diese Teile nicht näher beschrieben werden. Der zwischen dem Widerstand R3 und dem Ausgang des Operatorverstärkers A2 eingeschaltete Widerstand R5 ist ein Rückkupplungssperre.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an der Welle 27 des Antriebsmotors oder an einer anderen mit dem Motor verbundenen Welle ein z.B. viereckiges Sternrad 240 angeordnet» vor welchem ein magnetischer Fühler 241 ortsfest angeordnet ist* der einen Impuls abgibt jedes Mal das Streufeld vom Magnet des Fühlers von dem aus Stahl hergestellten Sternrad 240 geändert wirdj wodurch Sägezahnimpulse erzeugt werden, welche einem monostabilen Multivibrator 242 triggern, der eine Rechteckspannung gleichbleibender Höhe und Länge abgibt. Diese Rechteckspannung wird einem Mittelwertmesser 243 aufgedrückt, der eine Gleichspannung abgibt, die mit dem Mittelwert der Rechteckspannung mit einer passenden Zeitkonstante proportional ist. Diese Spannung wird somit mit der Drehzahl des Motors proportional sein, und innerhalb eines breiten Gebietes wird der vom Motor abgegebene Effekt auch mit der Drehzahl des Motors proportional sein. Eine weitere Annäherung der Spannung an den vom Motor abgegebenen m

Effekt kann indessen auch dadurch erzielt werden, dass man hinter dem Mittelwertmesser 243 ein Dioden-Widerstandsverstärkerschaltung einschaltete wodurch es möglich ist, die Mittelwertspannung einer Kurve folgen *u lassen, die über ein noch grösseres Gebiet der Abhängigkeit des Motoreffektes von der Drehzahl recht genau entspricht. Die erzielte Mittelwertspannung wird durch einen Widerstand R6 dem einen Eingang eines als Differenzverstärker dienenden Operator Verstärkers A3 aufgedrückt, welcher Eingang ausserdem durch einen Widerstand 7 am Rahmen angeschlossen ist.

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2 U 4 C .' 3

Der von jeder einzelnen Hydraulpumpe abgegebenen, oder wenn sie als Motor wirkt, empfangene Effekt, ist das Produkt der von der Pumpe pro Zeiteinheit abgegebenen FlUssigkeitsraenge und des Druckunterschiedes zwischen der Ansaug- und der Druckseite der Pumpe.

Die vom Ausgang des Operatorverstärkers A2 über die Spule des Bervoaktivators 220 aufgedrückte Spannung, ist mit der abgegebenen Menge von Flüssigkeit proportional. Zur Erzielung einer dem genannten Druckunterschied entsprechenden elektrischen Spannung, ist jede Pumpe 24 mit einem Druckdifferenzwandler verbunden, indem die Eingänge 25 und 26 der Pumpe mit je ihrem Ende eines Druckdifferenzmessers 244 verbunden sind, der mit dem beweglichen Schleifer eines Spannungsteilers 246 derart verbunden ist, dass wenn der Druckunterschied zwischen den beiden Eingängen 25 und 26 Null ist, der Schleifer 245 ihre Mittelstellung am Spannungsteiler 246 einnimmt. Der Multiplikation der Spannung, welche die Liefermenge der Pumpe angibt, mit der Spannung, welche den Druckunterschied zwischen den beiden Eingängen der Pumpe angibt, dient ein als Ganzes mit 247 bezeichneter Differentialverstärker. Dieser wird von einer Gleichstromquelle 248 gespeist, deren negative Spannung einer Leitung 249 aufgedrückt ist, während deren positive Spannung einer Leitung 250 aufgedrückt ist. Der Differentialverstärker 247 hat zwei NPN Transistoren Tl und T2 , deren Emitter durch gleich grösse Widerstände R8 und R9 einem Leiter 251 angeschlossen sind, der durch einen Widerstand 10 dem positiven Leiter 250 angeschlossen ist. Die Kollektoren der Transistoren sind durch gleich grosse Widerstände RIl und R12 dem negativen Leiter 249 angeschlossen. Der Widerstand RIO ist bedeutend grosser als die Summe der Widerstände R8 und RIl oder R9 und R12, so dass der Strom durch den Widerstand RIO annähernd gleichbleibend sein wird. Das Potentiometer des Druckdifferenzwandlers 244, 245, 246 ist zwischen den Kollektoren der Transistoren

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2 U 4 Γ-" 3

Tl und T2 eingeschaltet. Die Basis des Transistors Tl ist durch einen Widerstand R13 der vom Operatorverstärker A2 abgegebenen Spannung aufgedrückt j während die Basis des Transistors T2 durch einen ebenso grossen Widerstand R14 am Rahmen angeschlossen ist.

Wenn die Hydraulpumpe 24 in neutraler Stellung steht, d.h. wenn die vom Operatorverstärker A2. abgegebene Spannung Null ist, und der Schleifer 245 des Druckdifferenzwandlers 244, 245, 246 in der Mittelstellung steht, wird kein Spannungsunterschied zwischen den Kollektoren der beiden Transistoren Tl und T2 vorhanden sein, die die gleiche konstante Spannung haben werden. Falls eine positive Spannung am Ausgang des Operatorverstärkers A2 vorhanden ist, wird der Transistor Tl weniger Strom und der Transistor T2 entsprechend mehr Strom ziehen, da die Summe der Ströme durch diese beiden Transistoren gleichbleibend gehalten wird. Die Spannung am Kollektor des Transistors Tl wird deshalb mehr negativ und die Spannung am Kollektor des Transistors T2 mehr pcsitiv sein, aber die Spannung an der Mitte des Spannungsteilers 246 wird immer noch den ersteren gleichbleibenden Wert haben. Der Strom, der durch den Spannungsteiler 246 vom Kollektor des Transistors T2 zum Kollektor des Transistors Tl geht, wird mit der vom Operatorverstärker ™ A 2 abgegebenen Spannung mit Vorzeichen gerechnet proportional sein. Wenn dafür die Pumpe 24 arbeitet, und ein Druckunterschied über deren Eingänge vorhanden ist, so ist der Schleifer 245 vom Mittelpunkt des Spannungsteilers 246 entfernt worden. Deshalb wird die Spannung an dem Schleifer 245 mit sowohl der vom Operatorverstärker A2 abgegebenen Spannung als mit dem Abstand des Schleifers 245 von der Mittelstellung zuzüglich der gleichbleibenden Spannung proportional. ·

Ist die Belastung der Hydraulpumpe 24 dagegen derart,dass diese als Motor wirkt und Energie an den Antriebsmotor abgibt, so

1 0 9 8 T 7 / 1 3 B 3~

wird der Schleifer 245 nach der entgegengesetzten Seite der Mittelstellung verschoben werden,und eine Spannung mit umgekehrtem Vorzeichen wird abgegeben.

Die Spannung an dem Schleifer 245 wird durch einen Widerstand R15 an eine Sammelleitung 252 übertragen, womit die Schleifer 245 der Druckwandler sämtlicher Hydraulpumpen 24 entsprechend verbunden sind. Der Leiter 252 ist an dem einen Eingang eines Operatorverstärkers A4 angeschlossen, dessen zweite Eingang einem von den beiden Widerständen R16 und R17 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist, der den beiden Leitern 249 und 250 angeschlossen ist. Mittels dieses Spannungsteilers wird die vorstehend erwähnte gleichbleibende Spannung ausgeglichen. Dies hat zur Folge, dass die vom Ausgang des Operatorverstärkers A4 abgegebene Spannung mit der Summe der Effekte der Hydraulpumpen mit Vorzeichen gerechnet proportional ist.

Der Ausgang des Verstärkers A4, der durch einen Rückkupplungssperre R18 mit dem ersteren Eingang verbunden ist, ist durch einen Leiter 253, der durch einen Widerstand R19 am Rahmen verbunden ist, und einen Widerstand R20 dem zweiten Eingang des Operatorverstärkers A3 angeschlossen. Dieser Operatorverstärker nimmt einen Vergleich zwischen dem vom Antriebsmotor abgegebenen Effekt d.h. dem Belastungsgrad des Antriebsmotors, und dem von sämtlichen Hydraulpumpen 24 abgegebenen Effekt vor, und der Verstärker A3 wird eine Spannung abgeben, die mit dem Unterschied zwischen den beiden Effekten mit Vorzeichen gerechnet proportional ist, sodass sie positiv ist, wenn der von den Hydraulpumpen abgegebene Effekt grosser als dem Belastungsgrad des Motors entsprechend ist. Der Ausgang des Operatorverstärkers A3 ist durch einen Gleichrichter 254, der z.B. aus einer Diode bestehen kann, der einen der beiden mit den Glühlampen 238 verbundenen Leitungen 233 angeschlossen, während die andere

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dieser Leitungen 236 dem Rahmen angeschlossen ist. Der Gleichrichter sichert, dass Strom nur dann an die Leitung 233 geleitet werden kann, wenn der Pumpeneffekt den Belastungsgrad des Motors übersteigt, aber in dem Falle werden die Lampen 238 leuchten und die Photowiderstände 237 mit dem Erfolg beeinflussen, dass die Leistung der Hydraulpumpen 24 reduziert wird.

Da die Regelung erst unmittelbar vor der Ueberschreitung der Pferdestärkekurve des Antriebsmotors in Tätigkeit treten soll, und volle Regelung erst bei einer geringen Ueberlastung eintreten soll, soll der Operatorverstärker A3 dazu eingerichtet sein, volle Spannung bei einem kleinen Unterschied zwischen den Eingangsspan- "

nungen abzugeben, d.h. er soll für eine Spannung von einigen wenigen Prozenten der maximalen Eingangsspannung Übersteuert werden.

In den vorstehenden Beispielen ist eine Glühlampe 238 vor jedem Photowiderstand 237 angeordnet, es steht aber natürlich dem nichts im Wege, dass sämtliche oder mehrere der Photowiderstände 237 derart angeordnet sein können, dass sie von einer einzelnen Glühlampe 238 beleuchtet werden können.

Es sei auch bemerkt, dass eine Spannung, die mit der Effektabgabe der Hydraulpumpen 24 proportional ist, auf andere Weise g erzielt werden kann als durch Verwendung von Druckunterschiedswandlern 244, 245, 246 wie vorstehend erwähnt. So kann mit jedem Pumpeneingang ein einfacher Druckwandler verbunden sein, z.B. so dass jede der Spannungsteiler der beiden Sätze von Wandlern zwischen einer Abzweigung vom Ausgang und Rahmen des dazu gehörenden Operatorverstärkers A2 eingeschaltet ist, wahrend auch der Spannungsteilerschleifer mit dem Rahmen verbunden ist, und die beiden > ' Abzweigungen je ihrem Eingang eines Operatorverstärkers angeschlossen sind, der für die zu den verschiedenen Hydraulpumpen gehörenden

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Stromkreise gemeinsam sein kann, und dessen Ausgang einem dem Verstärker A3 in Fig. 4 entsprechenden Differenzverstärker angeschlossen ist.

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Claims

Patentansprüche.

ι ί.j Hydraulikanlage für eine Maschine, z.B. ein Bagger, ein Schwenkkran, eine Planierraupe oder eine entsprechende Baumaschine, mit mehreren hydraulisch angetriebenen Bewegungsvorrichtungen, die je mittels einer Reglervorrichtung regelbar und umsteuerbar sind, und die je mindestens einen hydraulisch doppelwirkenden Arbeitszylinder umfassen, und mit einer von einem Antriebsmotor z.B. einem Dieselmotor oder Elmotor angetriebenen Pumpeneinheit zur Erzeugung des

nötigen hydraulischen Effektes versehen sind, dadurch gekenn- ^

zeichnet, dass die Pumpeneinheit für jede Bewegungsvorrichtung (10) eine ausschliesslich damit verbundene regelbare Hydraulpumpe (25) ist, die bei jeder Einstellung eine gleichbleibende Volumenleistung hat, und die auf an sich bekannte Weise mittels der Reglervorrichtung (29 oder 222) der betreffenden Bewegungsvorrichtung, vorzugsweise kontinuierlich, aber wenigstens stufenweise, von der Abgabe maximaler positiver Volumenleistung an den einen Eingang (14) der Bewegungsvorrichtung Über eine Neutralstellung zur Abgabe von maximaler negativer Volumenleistung an den anderen Eingang (15) der Bewegungsvorrichtung verstellbar ist. ™
2. Hydraulikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hydraulpumpe (24) der an sich bekannten Art ist, die eine Anzahl mit einer Antriebswelle (27) im Verhältnis zu einer Verteilungsscheibe (112) rotierende hauptsächlich axial verlaufende Kolbenpuapen (116-118) aufweist, deren Kolben (118)-Hubbewegung von einem Steuerring (126) gesteuert ist, dessen Winkelstellung im Verhältnis zur Welle mittels der Reglervorrichtung verstellbar ist.

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3. Hydraulikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass in der hydraulischen Verbindung (30 oder 32) zwischen mindestens dem einen der Eingänge (14 oder 15) des Arbeitszylinders (10) und dem entsprechenden Eingang (25 oder 26) der Hydraulpumpe (24) eine Ventilanordnung (39, 40, 58 oder 60) eingeschaltet ist, die den Hydraulflüssigkeitsstrom in Richtung weg vom Arbeitszylinder drosselt.
4. Hydraulikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung einem vom Druck in der zum anderen Eingang (14 oder 15) des Arbeitszylinders (10) führenden hydraulischen Verbindung (30 oder 32) derart pilotgesteuerten Absperrventil (39 oder 40), das dessen Öffnungsgrad bei zunehmenden Druck am anderen Eingang zunimmt, ist.
5. Hydraulikanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung einem pilotgesteuerten Drosselventil (58 oder 60) ist, das in einer an eine zwischen dem betreffenden Eingang (14 oder 15) des Arbeitszylinders und dem der Pumpe (24) gehörenden Eingang (25 oder 26) verlaufende Leitung angeschlossen, ein darin eingeschalteten Abgangsrückschlagventil (51 oder 52), den Hydraulflüssigkeitsstrom vom Arbeitszylinder zur Pumpe verhindert, Überbrückenden Abzweigleitung (59 oder 61) angeordnet ist, und indem das pilotgesteuerte Drosselventil vom Druck in der zum anderen Eingang des Arbeitszylinders führenden hydraulischen Verbindung (32 oder 33) derart gesteuert ist, dass es bei einem Druck unter einem gewissen Minimumswert in dieser hydraulischen Verbindung geschlossen gehalten wird, während der Öffnungsgrad in übrigen bei steigendem Druck in letzterer hydraulischer Verbindung zunimmt.

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6. Hydraulikanlage nach Anspruch 5 mit einem Hydraulflüssigkeitsbehälter, dadurch gekennzeichnet , dass die Abzweigleitung (59 oder 61) mit dem Hydraulflüssigkeitsbehälter (16) verbunden ist, und dass in deren Verbindungsleitung zu der die Pumpe (24) und das Abgangssperrventil (51 oder 52) verbindende Leitung ein sich beim Saugen von der Pumpe öffnendes Ansaugrückschlagventil (53) eingeschaltet ist.
7. Hydraulikanlage nach Anspruch 5 oder 6 mit einem pilotgesteuerten Drosselventil in den beiden hydraulischen Verbindungen

zwischen Pumpe und Motor, dadurch gekennzeichnet, λ

dass jedes Drosselventil (58 oder 60) vom Druck in dem zwischen der Pumpe (24) und dem Abgangsrückschlagventil (53 oder 51) verlaufenden Teil der anderen hydraulischen Verbindung gesteuert ist.
8. Hydraulikanlage nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennz eichnet durch eine Vorrichtung zum Messen des Belastungsgrades des Antriebsmotors, eine Vorrichtung zum Messen des von den Hydraulpumpen zusammen abgegebenen _s Effektes, eine Vorrichtung zum Vergleich des Belastungsgrades und Effektes sowie Regelbeeinflussungsvorrichtung (238) die dazu eingerichtet sind λ die Reglervorrichtungen (222) der Hydraulpumpen zu beeinflussen, wenn der Effekt dem der Vollbelastung des Antriebsmotors entsprechenden überschreitet.
9. Hydraulikanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglerbeeinflussungsvorrichtungen aus einer Anordnung (238) zur Abgabe z.B. eines visuellen Warnsignales besteht.

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10. Hydraulikanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglerbeeinflussungsvorrichtungen (238) dazu eingerichtet sind, die Reglervorrichtungen (222) zur Regelung des abgegebenen Effektes der einzelnen hydraulischen Pumpen (24) zu beeinflussen.
11. Hydraulikanlage nach Anspruch 8 und 10 mit einem Verbrennungsmotor mit einem in Abhängigkeit der Belastung wirkenden Regler mit einer verschiebbaren oder drehbaren Reglerstange , welche die Brennstoffzufuhr beeinflusst, und die zwischen mindestens einer Stellung dem Leerlauf entsprechend, einer Stellung Vollbelastung bei maximaler Drehzahl entsprechend und einer Stellung Vollbelastung bei minimaler Drehzahl, d.h. maximaler Ueberlastung entsprechend, verstellbar ist, und bei welcher Anlage die Reglervorrichtungen der Hydraulpumpen je von einem dazugehörenden elektrisch gesteuerten Servoaktivator verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reglerstange (22) mindestens unter ihrer Wanderung zwischen der Stellung (B) Vollbelastung bei maximaler Drehzahl entsprechend und der Stellung (C) Vollbelastung bei minimaler Drehzahl entsprechend in ihrer Bewegung den beweglichen Schleifer (232) eines regelbaren elektrischen Widerstandes (231) z.B. eines Spannungsteilers derart mitzunehmen, dass die Spannung Über einen elektrischen Sicherungsstromkreis (233, 236) der durch den Widerstand gespeist wird, und der eine oder mehrere Beeinflussungsvorrichtungen (238) zur Beeinflussung einer Reglervorrichtung (237) im Speisekreislauf jedes einzelnen Servoaktivators (220) enthält, dadurch so geändert wird, dass die Leistung der zu jedem Servoaktivator gehörenden Hydraulpumpe (24) während der erwähnten Wanderung des Reglers reduziert wird.

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³³ 2CK
12. Hydraulikanlage nach Anspruch 8 und 10, bei welcher die Reglervorrichtungen der Hydraulpumpen je mit einem dazugehörenden elektrischen Servoaktivator verbunden ist und davon gesteuert wird, dadurch gekennz eichnet, dass mit dem Antriebsmotor eine elektronische Messvorrichtung (240-243) verbunden ist, die eine Steuerspannung abgibt, die in allem Wesentlichen mit dem Belastungsgrad des Antriebsmotors proportional ist, welche Spannung dem einen Eingang eines, z.B. als Operatorverstärker ausgebildeten Potentialunterschiedsmessers (A3) aufgedrückt ist, dass vom Speisestromkreis (A2)„jedes Servoaktivators (220) eine mit dem Speisestrom proportionale Spannung abgenommen ist, die dem einen Eingang (Tl) eines ä Differentialverstärkers aufgedrückt ist, dessen anderem Eingang (T2) eine gleichbleibende Spannung, vorzugsweise eine Null-Spannung aufgedrückt ist, und dessen zwei Ausgänge mit je ihrem Pol eines

Steur-,

'Spannungsteilers (245-246) verbunden sind, das einen Teil eines Druckunterschiedswandlers (244-246) ausmacht, der zwischen den zwei Ausgängen der dazugehörenden Hydraulpumpe eingeschaltet ist, und die Stellung dessen Schleifers von dem Druckunterschied zwischen diesen zwei Eingängen abhängig ist, wobei die Schleifer sämtlicher Druckunterschiedswandler zur Summierung gegenseitig elektrisch zusammengekuppelt vorzugsweise durch einen Verstärker (A4) mit dem anderen Eingang des Potentialunterschiedsraessers verbunden sind, während der Ausgang des Potentialunterschiedsmessers durch einen Gleichrichter (254) z.B. eine Diode, die nur Stromdurchgang in einer Richtung zulässt, mit einem elektrischen Sicherungskreislauf (233, 236) verbunden ist, und zur Erzeugung einer Speisespannung dafür dient, welcher Kreislauf eine oder mehrere Beeinflussungsvorrichtungen (238) enthält u.z. zur Beeinflussung einer Reglervorrichtung (237) im Speisekreislauf jedes einzelnen Servo-

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aktivators derart, dass die Leistung der zu jedem Servoaktivator gehörenden Hydraulpumpe in Abhängigkeit der dem Sicherungskreislauf vom Potentialunterschiedmesser aufgedrückten Spannung reduziert wird.
13. Hydraulikanlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Sicherungskreislauf (233, 236) mindestens eine elektrische Glühlampe (238) eingeschaltet ist, vorzugsweise eine für jeden Servoaktivator (244-246), und dass jeder Steuerkreislauf für jeden Servoaktivator einen lichtempfindlichen elektrischen Widerstand (237) umfasst, der von der Glühlampe oder eine dieser bleuchtet wird, und der derart im Steuerkreislauf eingeschaltet ist, vorzugsweise zwischen einer Verbindung darin, von deren Spannung der Speisestrom des Servoaktivators abhängt, und Null, dass eine Vergrösserung der Lichtstärke eine die Leistung der dazugehörenden Hydraulpumpe reduzierende Regelung des Servoaktivators bewirkt.
14. Hydraulikanlage nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Änderung der im Anspruch 13 angegebenen Hydraulikanlage, dass die Glühlampe direkt als Warnlampe dient, und dass die lichtempfindlichen Widerstände ausgelassen sind.

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