DE3500310A1 - Hydrauliksystem fuer regelpumpen - Google Patents

Description

• Hydrauliksystem für Regelpumpen
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem ur Regelpumpen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Solche Hydrauliksysteme finden beispielsweise zur Verscrgung der Regelpumpen der Lastkreise von landwirtschaftlichen Schleppern zunehmend Anwendung. Hierbei ist insoesondere darauf zu achten, daß die Versorgungssicherheit der Regelpumpe mit ausreichend druckbeaufschlagten Volumenströmen ausreichenden Fluidinhalts ständig gewährleistet ist, weil die Regelpu:npen sehr empfindlich auf zu niedrige Drücke auf der Ansaugseite reagieren.
• Bei bekannten Hydrauliksystemen erfolgt die kapazitive Auslegung der mit konstantem Volumenstrom arbeitenden Speisepumpe, für die in der Regel eine einfache Zahnradpumpe angewendet wird, derart, daß sie in der Lage ist, die Regelpumpe auch bei schweren Einsatzfällen vollstä.ndig mit Speisefluid zu versorgen. Beim betriebsmäßigen Einsatz landwirtschaftlicher Schlepper tritt jedoch nur in Ausnahmesituationen der Fall ein, daß die von der Regelpumpe abgefragte Leistung derer. Maximalleistung erreicht. Die für bekannte Hydrauliksysteme notwendigen Kapäzitatsanforderungen an deren Speuisekreis führen zu vergleichsweise groß dimensionierten Speiseyu..?en, die entsprechend hohe Kosten verursachen. Außerdem entstehen insbesondere im Standbybetrieb der Regelpupe, o. h. Im Bereitstellungsbetrieb mit sehr geringer Lastabfragung von der Regelpumpe, unnötig hohe hydraulische Verluste im Speisekreis.
• Der Erfindung liegt daher dle Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Hydrauliksystem fr Regelpumpen cerart weiterzubilden, daß die Speisepumpe des Systems energetisch günstig ausgelegt werden kann, wobei uenno cn gewährleistet ist, daß die Regelpumpe ständig lt ausreichenden Ansaugdrücken und Volumenströmen versorgt wird.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. bei einer derartigen Ausbildung des Hydrauliksystems kann die Dimensionierung der Speisepumpe so vorgenomme werden, daß deren Kapazität nur noch für einen sogenannten Grundlastbereich ausgelegt wird, während etwaig auftretende Spitzenanforderungen der Regelpumpe durch die Flüssigkeitsstrahlpumpe in Verbindung mit der Bypassleitung gedeckt werden.
• Um für das Hydrauliksystem und ein Getriebesystem, das aus Schmier-- und Kühlkreislauf besteht, nur einen Fluidhaushalt vorzusehen, wobei das Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, als Schmierstoff, Kühlmedium und Druckfluid fungiert, ist eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 2 vorteilhaft, denn demgemäß ist zur Versorgung von Hyiraulik- und Getriebesystem nur ein Speisekreis und somit auch nur eine Speisepumpe nötig.
• Bei derartigen Systemen mit einem gemeinsamen Hydraulikfluidhaushalt ist es möglich, da das Hydraulikül außer durch Abrieb infolge Verschleiß Insbesondere auch durch grobe Metallpartikel verunreinigt wird, dIe bei Schaltfehlern während der Bedienung des Getriebes entstehen können, Eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 3 stellt sicher, daß das Hydrauliköl zur Vermeidung von frühzeitigem Verschleiß und Totalausfall der Regelpumpe unt auch zum Schutz der weniger empfindlichen Speisepumpe während der Förderung durch die Pumpen ausreichend gereinigt ist. Die Flüssigkeitsstrahlpumpe auf der Ansaugseite der Regelpumpe dient hierbei auch dazu, Druckabfälle auszugleichen, die in der Bypassleitung wegen cer SauÕfilterung auftreten.
• Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 4, denn dadurch ist die Regelpumpe gegen ze-. auch in der Speisepumpe auftretenden Verschleiß gesichert.
• Eine Ausbildung gemäß Patentanspruch 5 ermöglich Anwendung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für Getriebe, die aufgrund Ihrer hohen Leistungsdichte neben einer Druckschmierung der Getriebekomponenten zusätzlicxh eine Ölkühlanlage zur Abführung der Verlustwärme benötigen. Die Anordnung der Ölkühlanlage erfolgt hierbei zweckmäßigerweise stromab, d. h. auf der Druckseite der Speisepumpe.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
• Die Figur zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsge- mäßen Hydrauliksystems.
• Eine Speisepumpe 5 versorgt über eine Regelpumpe 12 verschiedene Lastkreise 16 und unmittelbar einen Schr.Ier-und Kühlkreislauf für ein Getriebe 15. Von einem Hydraulikreservoir 1 führt ei Ansaugleitungsabschnitt 2 zu einer Filterung 3, in der das Hydraulikfluid von Verunreinigungen, die durch Verschleiß in der. verschiedenen Abschnitten des Hydrauliksystems und durch möglicherweise im Getriebe auftretende Schaltfehler entstehen, gereinigt wird. Hinter der Filterung verzweigt sich der Ansaugleitungsabschnitt 2 in einen Ansaugleitungsabschnitt 4 und eine Bypassleitung 10.
• Der Ansaugleitungsabschnitt 4 führt zu einer Speisepumpe 5.
• Diese Speisepumpe 5 ist in der Pegel eine eInfache Zahnradpumpe, durch die ein konstanter Volumenstrom auf ihrer Druckseite zur Verfügung gestellt wird. In der die Druckseite der Speisepumpe 5 bildenden Druckleitung 6 ist eine Kühlanlage 7 angeordnet, durch die dem Hydraulikfluid die bei der Kühlung des Getriebes gespeicherte Wärme entzogen wird. Hinter der Kühlanlage 7 verzweigt sich die Druckleitung 6 in eine Zuleitung 8 zum Getriebe 15 ,und eine Ansaugleitung 9, seren we terer Verlau später beschrieben wird.
• Die Zuleitung 8 führt zum Getriebe 15, das über lese Zuleitung mit dem für Schmierung und Kühlung notwendigen Schmierstoff bzw. Kühlmedium versorgt wird. Nach Durchlauf durch das Getriebe 15 wird das Fluid durch die Rückleitung 17 wieder dem Fluidreservoir 1 zugeführt.
• Im weiteren Verlauf der Ansaugleitung 9, über die die Regelpumpe 13 versorgt wird, ist stromauf der Regelpum- pe 13 eine Flüssigkeitsstrahlpumpe 12, bzw. ein jektor, angeordnet, durch die, bzw. den der Ansaugleitung 9 ein zusätzlicher Volumenstrom durch die Bypassleitung 1G zugeführt werden kann, falls der aus der Druckleitung 6 in die Ansaugleitung 9 fliegende Volumenstrom n er Flüssigkeitstrahlpumpe 12 einen Unterdruck aufbaut, der ausreichend groß ist, Ü das Sperrventil 11 i cer Bypassleitung 10 zu öffnen, nach dessen Öffnung eine cie Speisepumpe 5 umgehende Verbindung zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 und Ansaugleitungsabschnitt 2 besteht Die Ansaugleitung 9 führt zu der Regelpumpe 13, die auf einer Antriebswelle 19 mit der Speisepumpe 5 angeordnet ist. Über ihre Druckleitung 14 versorgt die Regelpumpe 13 die hydraulischen Lastkrelse 16 des landwirtschaftlichen Schleppers, beispielsweise eine Hebevorrichtung, eine Winde oder dergleichen, mit dem zum Betrieb des jeweiligen Arbeitsgeräts notwendigen Druckfluidstrom.
• Nach Durchlaufen der Lastkreise tritt das Hydraulikfluid in eine Rücklaufleitung 18 ein, über die es ins Fluidreservoir 1 zurückgeführt wird.
• Im Standbybetrieb der Regelpumpe 13 wird seitens er Regelpumpe kein Hydraulikfluid aus der Druckleitung # des Speisekreises entnommen. Dieser Standbybetrieb umfaßt bis zu 70 % der gesamten Einsatzdauer bei landwirtschaftlichen Schleppern. Während dieses Zeitraums steht sämtliches Hydraulikfluid zur Versorgung vin Schmierung und Kühlung des Getriebesystems zur Verfügung. Das in der Bypassleitung 10 angeordnete Rückschlagventil 11 verhindert, daß Hydraulikfluid aus der Druckleitung 6 der Speisepumpe.5 über die Ansaugleitung 9 und die Bypassleitung iO in die Ansaugleitung 4 der Speisepumpe « zurückgelangen kann.
• Falls die hydraulischen Lastkreise 16 des Schleppers mi voller Leistung beaufschlagt werden, d. h. bei voller Fördermenge der Regelpumpe 13, wird durch ie Ansaugleitung 9 mehr Druckfluid abgefragt, als aus dem Speisekreis zur Verfügung gestellt werden kann. In diesem Fall tritt die Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 in Aktion. Sobald der Druck in der Ansaugleitung c der Reg lu.. 13 absinkt, entwickelt sich aus der Ejektordüse der Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 ein Druckfluidstrahl, der aufgrund der Pumpwirkung der Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 entsteht.
• Dadurch erfolgt ein Druckabbau in cem stromab des Rückschlagventils 11 angeordneten Abschnitt der Bypassleitung 10, der dazu führt, daß das Ruckschlagventil 11 öffnet, wodurch eine Leitungsverbindung zwischen Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 und Fluidreservoir 1 entsteht, dIe über die Bypassleitung 10, die Filterung 3 und die Ansaugleitung 2 läuft. Das heißt, die Regelpumpe 13 kann unter Umgegung der Speisepumpe 5 ihren zusätzlichen Fluidbedarf unmittelbar aus cem Fluidreservoir denken.
• Hierdurch wird eine 100 %ige Versorgung der Regelpumpe 13 gewärleistet. Die vkeitsstrahlpumpe 12 erniedrigt den durch die Saugfilterung 3 bedingten unter druck in der Bypassleitung 10 auf ein für die Regelpumpe 14 erträgliches Maß.
• Durch eine entsprechende Abstimmung zwischen dem Querschnittsverhältnis der Ejektordüse und den Schmierblenden kann gewährleistet werden, daß die fur den Schmier -und Kühlkreislauf zur Verfühung stehende Fluidmenge nie unter ein zulässiges Mindestmaß abfällt.
• Bei zunehmender Verschmutzung des Saugfilters 3 erhöh sich bei gegebener nurchflußmenge der Saugunterdruck.
• Dieser bewirkt, daß mit zunehmender Verschmutzung die Flüssigkeitsstrahlpumpe 12 immer weniger in der Lage ist, den Unterdruck in der Ansaugleitung des Speisekreises auf ein für die Regelpümpe zulässiges Maß zu verringern. Bei Überschreiten eines bestimmten Verschmutzungsmaßes öffnet daher das Ruckschlagventil 11 nicht mehr zur Ansaugleitung 2, 4. Die hydraulischen Lastkreise werden je nach Verhältnis des Ejektorquerschnitts zum Schmierblendenquerschnitt weiterhin im Speisetrieb versorgt, so daß wichtige Sicherheitsfunktionen, wie z. 3.
• die Lenkung oder die Hydraulikhilfskreise cer Getriebe schaltung weiter versorgt werden. Durch eine Prioritätsschaltung innerhalb der Regelpumpe 13 werden dann weniger wichtige Hydraulikverbraucher, wie Wegeventile oder Kraftheber des Landwirtschaftlichen Schleppers, nicht mehr versorgt. Auf diese Weise erhält der 5 anrer eine einteutige Rückmeldung über den Betriebszustand des Hydrauliksystems.
• -L e e r s e i t e-

Claims (5)

1. Patent ansprüche 1. Hydrauliksystem zur Versorgung von Lastkreisen Lurch eine Regelpumpe und eines Speisekreises durch eine Speisepumpe, die das Hydraulikfluid aus einem Fluidreservoir ansaugt, wobei die Regelpumpe auf ihrer Ansaugseite mit der Druckseite des Speisekreises in Verbindung ist, gekennzeichnet durch eine Flüsslgkeitsstrahlpumpe (12), die auf der Ansaugseite (9) der Regelpumpe (13) angeordnet ist und mittels eines Volumenstroms aus dem Speisekreis zur Regelpumpe (13) über e ne Bypassleitung (10) unter Umgehung der Speisepumpe (5) unmittelbar aus dem Fluidreservoir (1) Hydraulikfluid ansaugt und der Regelpumpe (13) zur Verfügung stellt.
2. 2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisekreis einen Schmier- und Kühlkreislauf für das Getriebe (15) versorgt.
3. 3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (2) der rlUssigkeitsstrahlpumpe (12) und der Speisepumpe (5) eine Filterung (3) angeordnet ist.
4. 4. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite der Speisepumpe (5) stromauf der Regelpumpe (13) eine Filterung angeordnet ist.
5. 5. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite der Speisepumpe (5) eine Kühlanlage (7) angeordnet ist.