Die Erfindung betrifft eine Volumenstromversorgung, insbesondere für Closed-Center-LS-Systeme, mit einer Druckversorgungseinrichtung und einer Druckwaage als Komponenten eines Versorgungssystems zur Fluidversorgung eines daran anschließbaren hydraulischen Verbrauchers. Durch DE 10 2009 049 548 A1 ist eine Ventilanordnung bekannt zur Druckregelung eines Druckmittels von einer Druckmittelpumpe zu zumindest einem ersten Verbraucher, mit einem vorgesteuerten Druckregelventil, mit einem von dem Druckmittel beaufschlagten Hauptkolben und einem Vorsteuerkolben, wobei ein Druckraum zwischen einer Kolbenrückseite des Hauptkolbens und dem Vorsteuerkolben entlastet werden kann, wobei ein Entlastungsventil fluidführend mit dem Druckraum verbunden ist, welches bei einem Druckmittel Druck an dem Lastabgriff LS öffnet, der eine Außerbetriebstellung des Verbrauchers abbildet und Druckmittel mit geringem Druck in einen Druckmittelbehälter oder an die Druckmittelpumpe rückführt und wobei das Entlastungsventil schließt, wenn der Druckmitteldruck an dem Lastabgriff LS eine Inbetriebnahme des Verbrauchers abbildet.

Dergestalt ist eine Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels geschaffen, die eine weitere Minimierung des Druckverlustes, wenn kein Verbraucher geschaltet ist, ermöglicht. Dergestalt ist eine wesentliche Reduzierung der Druckverluste der Ventilanordnung im Vergleich zu bekannten Schaltungen mit Umlaufdruckwaagen erreicht.

Durch DE 10 2013 01 7 093 A1 ist eine Steuervorrichtung bekannt, insbesondere für die hydraulische Ansteuerung von Komponenten mobiler Arbeitsmaschinen, bestehend aus mindestens einem Druckversorgungs- und einem Tank- oder Rücklaufanschluss sowie zwei Nutzanschlüssen und zwischen die einzelnen Anschlüsse geschalteten Steuer- und/oder Regelventilen sowie mit zwei Steuerleitungen, die zumindest eines der Steuer- und/oder Regelventile ansteuern können, wobei an zumindest eine der Steuerleitungen ein modulartig aufgebauter Funktionsblock angeschlossen ist. Bei geeigneter Ausgestaltung des modulartig aufgebauten Funktionsblockes lassen sich eine Vielzahl weiterer Ausgestaltungen der Steuervorrichtungen konzeptionell überarbeiten und dergestalt lässt sich auch regelmäßig die Funktionssicherheit erhöhen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Eösungen unter Beibehalten ihrer Vorteile weiter zu verbessern. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Volumenstromversorgung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Druckversorgungseinrichtung für die Versorgung des hydraulischen Verbrauchers bedarfsorientiert Volumenstrom bereitstellt, indem die Druckwaage aus einer Umlaufdruckwaage gebildet ist, die einen etwaigen Überschussvolumenstrom aus dem Versorgungsstrom abführt und mit einer Regelung, die durch Ansteuern der Druckversorgungseinrichtung den Überschussvolumenstrom auf ein Minimum reduziert, ist eine konstruktiv einfache, kostengünstige, robuste und bedarfsorientierte Volumenstromversorgung für hydraulische Systeme geschaffen, wie Closed-Center-ES-Systeme. Eine solche bedarfsorientierte Volumenstromversorgung fördert im Fall der Überversorgung einerseits die Systemstabilität; andererseits bedingt der damit einhergehende Überschussvolumenstrom hydraulische Verluste, die es zu vermeiden gilt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich mittels der Regelung bedarfsorientiert Volumenstrom für den jeweils angeschlossenen hydraulischen Verbraucher bereitzustellen, wobei ein etwaiger Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage abgeführt wird, so dass die damit einhergehenden Verluste auf ein erforderliches Minimum reduziert werden können. Die jeweils zum Einsatz kommende Druckwaage respektive Umlaufdruckwaage kann mit der vorzugsweise jeweils zum Einsatz kommenden Blende respektive Messblende in einem Hauptsteuerblock integriert sein.

Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die Druckversorgungseinrichtung eine drehzahlvariable Hydropumpe aufweist, die von einem drehzahlvariablen Motor angetrieben ist, der von der Regelung gesteuert wird. Die aus dem Überschussvolumenstrom resultierenden Verluste können durch die bedarfsorientierte Regelung auf ein für die Systemstabilität erforderliches Minimum reduziert werden.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Volumenstromversorgung ist vorgesehen, dass die Regelung einen Regler mit einer vorgebbaren Führungsgröße aufweist, vorzugsweise in Form eines PID-Reglers, dessen Regelgröße durch Ausgabewerte eines Sensors gebildet ist, der als Drucksensor konzipiert Druckwerte auf der Ablaufseite der Umlaufdruckwaage und/oder als Wegesensor konzipiert die Verfahrposition des Ventilschiebers der Umlaufdruckwaage erfasst. Vorzugsweise ist dabei der Umlaufdruckwaage nachgeschaltet eine Messblende angeordnet, über die das Fluid zum Tank- oder Rücklaufanschluss und damit zu einem Vorratstank strömt. Die Druckdifferenz über der Messblende kann mit einem Drucksensor erfasst werden, wobei das Signal des Drucksensors als Regelgröße respektive Ist-Wert dient für den insoweit geschlossen ausgeführten Regelkreis. Durch die Regelung wird die Drehzahl der Hydropumpe dann derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße der Führungsgröße respektive dem Soll-Wert entspricht.

Dementsprechend wird mit der hier vorgestellten Regelung ein konstantes Ap über die Messblende eingeregelt, so dass innerhalb des Regelbereiches (n < n max) der Hydropumpe ein kontinuierlicher Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage fließt. Das System befindet sich dementsprechend in einer Überversorgung und arbeitet in einem stabilen Betriebspunkt. Die aus dem Überschussvolumenstrom resultierenden Verluste können durch die bedarfsorientiert arbeitende Regelung auf ein für die Systemstabilität erforderliches Minimum reduziert werden. Das dahingehend konzipierte Versorgungssystem erfordert lediglich einen einzelnen Drucksensor und weiter ist der erfasste Druck vor der Messblende unabhängig von der Last bzw. dem Lastdruck/Pumpendruck. Ein weiterer Vorteil ist das vergleichsweise geringe Druckniveau der Messblende, verglichen mit den lastabhängigen Drücken, so dass der zu erfassende Druckbereich durch den Sensor kleiner ausfällt und damit die Auflösung des Druckbereiches höher ist. Da dahingehend die Sensorgenauigkeit reduziert werden kann, ergibt dies einen Kostenvorteil.

Die Messblende wirkt dämpfend und die Messgröße ist unabhängig von der Last am hydraulischen Verbraucher. Dies wirkt sich positiv auf die Signalqualität des Sensors aus und verbessert die Regelgüte. Gegebenenfalls kann auf die Glättung des Signals verzichtet werden, was wiederum das Ansprechverhalten verbessert. Die Umlaufdruckwaage kann kleiner dimensioniert werden, da im Regelbetrieb nur ein kleiner Überschussvolumenstrom abgeführt werden muss.

Ferner besteht die Möglichkeit alternativ oder zusätzlich die Umlaufdruckwaage mit einem Messsystem auszustatten mit dem die Schieberposition der Umlaufdruckwaage erfasst wird. Dabei dient das Signal der Schieberposition als Regelgröße (Ist-Wert) für den geschlossen konzipierten Regelkreis. Durch die Regelung wird die Drehzahl für die Hydropumpe dann derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße wiederum der Führungsgröße (Soll-Wert) entspricht. Dementsprechend wird mit der hier vorgestellten Regelung eine konstante Schieberposition eingeregelt, die bei einem zu definierenden Nenndruck einem gewünschten Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage entspricht. Das System befindet sich dementsprechend wiederum in einer Überversorgung und arbeitet in einem stabilen Betriebspunkt. Im Übrigen ergeben sich auch hier die sonstigen Vorteile wie für die Drucksensorlösung aufgezeigt. Mit der hier vorgestellten Regelung wird eine konstante Schieberposition eingeregelt, die der gewünschte Druckdifferenz Apis entspricht. Die Schieberposition entspricht dem Öff- nungspunkt der Umlaufdruckwaage. Dergestalt ist eine frühzeitige Erkennung möglich, wann die Umlaufdruckwaage „in Regelung geht".

Der Überschussvolumenstrom ist bei konstanter Schieberposition lastabhängig und dementsprechend bei höheren Lastdrücken größer als bei kleineren. Möglichkeiten diesen Effekt zu reduzieren oder zu vermeiden, ist einen großen Feinsteuerbereich bei der Umlaufdruckwaage vorzusehen oder zusätzlich oder alternativ auf die Drucksensorlösung zur weiteren Kompensation innerhalb der Regelung zurückzugreifen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass parallel zu der genannten Messblende geschaltet eine Bypassleitung vorhanden ist, die besonders bevorzugt mindestens ein federbelastetes Rückschlagventil aufweist, das in Richtung einer Tank- oder Rücklaufleitung aufsteuert. Dergestalt kann insbesondere bei hohen Überschussvolumenströmen, z.B. im Standby-Betrieb, die Druckdifferenz über die Messblende begrenzt werden. Ein solcher Standby-Betrieb ergibt sich, wenn kein Verbraucher betätigt ist und die Hydropumpe aufgrund einer Mindestdrehzahl einen Volumenstrom Qmin fördert. Der Öffnungsdruck des Rückschlagventiles im Bypass muss oberhalb der Führungsgröße liegen. Im Standby-Betrieb wird da- mit der Umlaufdruck beschränkt und trägt zu einem energieeffizienten Betrieb der Druckversorgungseinrichtung mit bei. Darüber hinaus wird durch die Limitierung des Drucks der Drucksensor gegen einen Überlastdruck geschützt.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Volumenstromversorgung ist vorgesehen, dass parallel zu der einen Messblende und vorzugsweise in Strömungsrichtung gesehen vor dem Rückschlagventil mindestens eine weitere Messblende geschaltet ist, wobei vorzugsweise der freie Querschnitt der weiteren Messblende größer bemessen ist als die der einen Messblende. Dergestalt lässt sich ein Feinsteuerbereich erreichen und die weitere Messblende wird erst durchströmt, wenn der Öffnungsdruck des Bypass-Rückschlagventils überschritten ist. Dieser Punkt lässt sich durch einen Knick im Volumenstrom-Druckdiagramm erkennen. Weiter kann ein zusätzlicher Bypass, z.B. über ein Rückschlagventil, für die eine und die andere Messblende vorgesehen sein. Der Öffnungsdruck des Bypass-Rückschlagventils für die eine Messblende und die weitere Messblende liegt dann oberhalb des Bypass-Rückschlagventils für die eine Messblende. Hierdurch ergibt sich erneut eine Änderung im Volumenstrom-Druckdiagramm. Durch den angesprochenen Feinsteuerbereich wird der Erfassungsbereich der eingesetzten Sensorik erweitert. Darüber hinaus sind weitere Systemeingriffe vorstellbar, z.B. dass ein Ventil oder mehrere Ventile oberhalb eines gewissen Drucks über die Messblenden geschaltet werden (elektrisch oder hydraulisch-mechanisch).

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Durchführen einer bedarfsorientierten Volumenstromversorgung, insbesondere für Closed-Center-LS-Systeme, unter Einsatz der vorstehend aufgezeigten Versorgungsvorrichtung. Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Lösung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Figur 1 eine Ausführungsform einer Volumenstromversorgung;

Figur 2, 3 zwei Volumenstromdiagramme; und

Figur 4 ff. gegenüber der Figur 1 geänderte Ausführungsformen.

Die Figur 1 zeigt in der Art eines hydraulischen Schaltplans eine Volumenstromversorgung, insbesondere für sogenannte Closed-Center-LS-Systeme, von denen ein System in der Figur 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Fachsprachlich bezeichnet man ein solches System 10 auch als LS-MCV (Main Control Valve). Des Weiteren weist die Volumenstromversorgung eine als Ganzes mit 12 bezeichnete Druckversorgungseinrichtung auf und als Druckwaage eine sogenannte Umlaufdruckwaage 14. Die Druckversorgungseinrichtung 12 sowie die Druckwaage 14 sind Komponenten eines als Ganzes mit 16 bezeichneten Versorgungssystems zur Fluidversorgung eines daran anschließbaren als Ganzes mit 18 bezeichneten hydraulischen Verbrauchers.

Der hydraulische Verbraucher 18 weist zwei Hydromotoren 20 auf mit zwei möglichen Stromrichtungen. Der jeweilige Hydromotor 20 wird über ein elektrisch betätigbares 4/3-Proportional Wegeventil 22 sinnfällig angesteuert. Mittels des gezeigten Wechselventils 24 zwischen dem zuordenbaren Hydromotor 20 und dem Proportionalventil 22 wird der jeweils höhere Druck in der Zuführung zum Hydromotor 20 in eine LS (Load-Sensing)- Leitung 26 gemeldet und in diese Leitung ist ein 2/2-Wege-Ventil 28 mit seiner Steuerleitung 29 geschaltet. Dem jeweiligen Ventil 28 kommt in der gezeigten geöffneten Schaltstellung eine Druckbegrenzungsfunktion 74 zu und insoweit stellt das jeweilige Ventil 28 eine fluidführende Verbindung zwischen einer Druckversorgungsleitung P und einem Eingang des jeweiligen Ventils 22 her. Der andere Eingang des Ventils 22 ist auf die Tank- oder Rücklaufleitung T geschaltet, die zu einem Vorratstank 30 führt, der auch aus mehreren Tankkomponenten bestehen kann. Die gegenüberliegenden Ausgänge des jeweiligen Proportionalventils 22 sind auf die Ansteuerseiten des zugehörigen Hydromotors 20 geleitet. Hinter einer Abzweigstelle 32, in die die zuordenbare Steuerleitung 29 des Wegeventiles 28 mündet, ist in Richtung zu einer zentralen Load-Sensing (LS)-Leitung 34 ein Rückschlagventil 36 geschaltet, das in Richtung der zentralen LS-Leitung 34 öffnet und in der entgegengesetzten Richtung in seiner Schließstellung gehalten ist.

Die Druckversorgungseinrichtung 12 für die Versorgung des hydraulischen Verbrauchers 18 stellt diesem bedarfsorientiert Volumenstrom zur Verfügung, indem die Umlaufdruckwaage 14 einen etwaigen Überschussvolumenstrom aus dem Versorgungsstrom abführt, der von der Druckversorgungseinrichtung 12 in der Druckversorgungsleitung P zur Verfügung gestellt wird. Des Weiteren ist eine als Ganzes mit 28 bezeichnete Regelung vorhanden, die durch Ansteuern der genannten Druckversorgungseinrichtung 12 den Überschussvolumenstrom auf ein Minimum reduzieren hilft.

Wie sich des Weiteren aus der Figur 1 ergibt, weist die Druckversorgungseinrichtung 12 eine drehzahlvariable Hydropumpe 40 auf, vorzugsweise in Form einer Konstantpumpe, die von einem drehzahlvariablen Motor M, beispielsweise in Form eines Elektromotors, angetrieben ist, der wiederum von der Regelung 38 angesteuert wird. Die Regelung 38 weist einen Regler 42 auf, beispielsweise in Form eines PID-Reglers. Der Regler 42 weist eingangsseitig eine Führungsgröße 44 auf sowie eine Regelgröße 46. Die Führungsgröße 44 stellt insoweit den Soll-Wert dar und die Regelgröße 46 den jeweiligen Ist-Wert. Ausgangsseitig ist der Regler 42 an eine Motorsteuerung 48 angeschlossen, beispielsweise in Form eines Frequenzumrichters, der als Stellgröße die benötigte Drehzahl bei dem Elektromotor M vorgibt und damit drehzahlgesteuert die Hydropumpe 40 mit ihrer jeweiligen Abgabemenge einstellt, die sie aus dem Vorratstank 30 abholt und in die Druckversorgungsleitung P einspeist.

Die genannte Regelgröße 46 ist durch Ausgabewerte eines Drucksensors 50 gebildet. Dieser Drucksensor 50 erfasst Druckwerte auf der Ablaufseite 52 der Umlaufdruckwaage 14, wozu der Drucksensor 50 an eine Abzweigstelle 54 angeschlossen ist, die über eine weitere Tank- oder Rücklaufleitung 56 zum Vorratstank 30 führt.

Die Umlaufdruckwaage 14 ist eingangsseitig an die Druckversorgungsleitung P angeschlossen und zwar über eine weitere Abzweigstelle 58, die unmittelbar am Ausgang der Hydropumpe 40 angeordnet ist. Die Umlaufdruckwaage 14 ist in Schieberbauweise als direkt gesteuertes, federbelastetes Drosselventil ausgeführt, deren Ventilschieber 60 auf der einen Seite zusammen mit einem Energiespeicher, wie einer Druckfeder 62, einem LSDruck vonseiten des Verbrauchers 18 und auf der anderen Seite einem Steuerdruck über eine Steuerleitung 64 einem Steuerdruck ausgesetzt ist, der dem Ausgangs- oder Versorgungsdruck der Druckversorgungseinrichtung 12 entspricht, also dem jeweiligen Ausgangsdruck der Hydropumpe 40. Der angesprochene LS-Druck wird über eine LS-Steuerleitung 66 von der zentralen LS-Leitung 34 auf die eine Steuerseite der Um laufd ruckwage 14 weitergeleitet.

Dahingehende Umlaufdruckwaagen 14 in Schieberausführung können wie dargestellt direkt gesteuert und mit integrierter Druckbegrenzungsfunktion, beispielsweise als Einschraubventil konzipiert, bei der Schutzrechtsinhaberin bezogen werden, beispielhaft unter der Bestellnummer DWM12121 ZD. Dahingehende Druckwaagen 14 sind stufenlos regelnd und wie in Figur 1 dargestellt in Normalstellung geschlossen. Die Aufgabe einer solchen Druckwaage 14 ist es einen eingestellten Volumenstrom, unabhängig von Druckschwankungen, konstant zu halten. Als Regelventil in Kombination mit der Druckfeder 62 hält sie das Druckgefälle über die integrierte Messdrossel und somit den Zuschluss zum Verbraucher 18 bedarfsorientiert auf gleichem Niveau. Bei gleicher Messdrosselfläche bleibt so der Volumenstrom gleich. Sinkt in Load-Sensing-Systemen 10 der Lastdruck auf Tankdruck, indem alle Verbraucher 20 zum Tank entlastet sind, öffnet die Druckwaage 14 gleichfalls über die interne Messdrossel zum Vorratstank 30. Dergestalt kann eine solche Umlaufdruckwaage 14, beispielsweise beim Heben von variablen Lasten oder zum Antrieb eines Hydromotors 20 mit jeweils gleicher Geschwindigkeit, eingesetzt werden. Anstelle der direktgesteuerten Umlaufdruckwaage 14 kann bei der Realisierung der Schaltungslösung nach der Figur 1 alternativ auch eine vorgesteuerte Druckwaage Anwendung finden, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird.

Auf der gezeigten Ablaufseite 52 der Umlaufwaage 14, schließt sich eine Messblende 68 an, die in Richtung des Vorratstankes 30 hinter der Abzweigstelle 54 in die Tank- oder Rücklaufleitung 56 geschaltet ist. Dabei ist parallel zu der Messblende 68 in einer Abzweigleitung 70 ein federbelastetes Rückschlagventil 72 geschaltet, das in Richtung des Vorratstanks 30 öffnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein, dass eine weitere Messblende 74 mit gegenüber der ersten Messblende 68 größerem Querschnitt in die Abzweigleitung 70 parallel zur ersten Messblende 68 und in Durchströmungsrichtung vor dem Rückschlagventil 72 geschaltet ist. Zwingend ist ein dahingehender Aufbau jedoch nicht. Insbesondere kann die weitere Messblende 74 auch hinter dem Rückschlagventil 72 angeordnet sein.

Ein entstehender Überschussvolumenstrom wird über die Umlaufdruckwaage 14 aus dem System 10 derart abgeführt, dass der Umlaufdruckwaage 14 nachgeschaltet, die eine Messblende 68 angeordnet ist, über die das Fluid zum Vorratstank 30 strömt. Die Druckdifferenz über dieser Messblende 68 wird mit dem Drucksensor 50 erfasst und das Signal dieses Drucksensors 50 dient als Regelgröße (Ist-Wert) 46 für den geschlossen ausgeführten Regelkreis als der Regelung 38. Durch diese Regelung 38 wird die Drehzahl der Hydropumpe 40 derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße 46 als dem Ist-Wert der Führungsgröße 44 als dem Soll-Wert entspricht. Dementsprechend wird mit der hier vorgestellten Regelung nach der Figur 1 ein konstantes Ap über die eine Messblende 68 eingeregelt, so dass innerhalb des Regelbereiches, bei der die aktuelle Drehzahl in jedem Fall kleiner als die maximale Drehzahl der Hydropumpe 40 ist, ein kontinuierlicher Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14 fließt. Das Versorgungssystem befindet sich dementsprechend in einer Überversorgung und arbeitet in einem stabilen Betriebspunkt, wobei gleichzeitig der für die Systemstabilität benötigte Überschussvolumenstrom auf ein erforderliches Minimum reduziert ist, so dass hydraulische Verluste im Rahmen der Versorgung vermieden sind. Dergestalt ist ein Kompromiss geschaffen zwischen Systemstabilität und Verlustvermeidung.

Durch die Verwendung der zweiten Messblende 74, deren freier Querschnitt, vorzugsweise größer ist als die der ersten Messblende 68, lässt sich ein Feinsteuerbereich realisieren und der Erfassungsbereich der Sensorik mittels des Drucksensors 50 erweitern.

Mit einem drehzahlvariablen Aggregat, insbesondere in Form einer Konstantpumpe als der Hydropumpe 40, lässt sich bedarfsorientiert Volumenstrom bereitstellen, so dass der Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14, und die damit einhergehenden Verluste, auf ein erforderliches Minimum reduziert werden. Demgemäß wird ein Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14 aus dem System derart abgeführt, dass der Umlaufdruckwaage 14 nachgeschaltet mindestens eine Messblende 68 angeordnet ist, über die das Fluid zum Tank 30 strömt. Die Druckdifferenz über der Messblende 68 (p? = pu = 0 bar) wird mit einem Drucksensor 50 erfasst. Das Signal des Drucksensors 50 dient als Regelgröße (IST-Wert) für einen geschlossenen Regelkreis. Durch die Regelung wird die Drehzahl des Aggregats derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße der Führungsgröße (Soll-Wert) entspricht.

Dementsprechend wird mit der hier vorgestellten Regelung ein konstantes Ap über die Messblende 68 eingeregelt, das nicht gleichgesetzt werden darf mit APLS, SO dass innerhalb des Regelbereichs (n < n max, Aggregat ) ein kontinuierlicher Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14 fließt. Das System befindet sich dementsprechend in einer Überversorgung und arbeitet in einem stabilen Betriebspunkt.

Die aus dem Überschussvolumenstrom resultierenden Verluste können durch die bedarfsorientierte Regelung auf ein für die Systemstabilität erforderliches Minimum reduziert werden.

Das System erfordert lediglich einen Drucksensor 50, wohingegen sogenannte eLS-Systeme in der Regel mindestens zwei lastabhängige Sensorwerte benötigen, einmal in Form eines Pumpendruckes und einmal in Form eines LS-Druckes. Weiter ist der erfasste Druck vor der Messblende 68 unabhängig von der Last bzw. dem Lastdruck/Pumpendruck. Ein weiterer Vorteil ist das vergleichsweise geringe Druckniveau der Messblende 68 (voraussichtlich kleiner 10 bar, abhängig von der Blendenauslegung), verglichen mit den lastabhängigen Drücken mit Druckbereichen bis 250/350 bar, so dass der Druckbereich des Sensors kleiner ausfällt und damit die Auflösung des Druckbereichs höher ist. Demgemäß kann die Sensorgenauigkeit reduziert werden, was einen Kostenvorteil mit sich bringt. Die jeweilige Messblende 68 wirkt dämpfend und die Messgröße ist unabhängig von der Last. Dies wirkt sich positiv auf die Signalqualität des Sensors 50 aus und verbessert die Regelgüte. Gegebenenfalls kann auf eine Glättung des Signals verzichtet werden, was das Ansprechverhalten verbessert. Insgesamt kann die Umlaufdruckwaage 14 kleiner dimensioniert werden, da im Regelbetrieb nur ein kleiner Überschussvolumenstrom abgeführt werden muss.

Zusätzlich ist bei der Ausführungsform nach der Figur 1 ein Bypass-Ven- ti I/Rücksch lagventi I 72 mit vorgeschalteter weiterer Messblende 74 parallel zur Messblende 68 angeordnet, um bei einem hohen Überschussvolumenstrom, z. B. im Standby-Betrieb die Druckdifferenz über die Messblende 68 zu begrenzen. Im Dahingehenden Standby-Betrieb wird kein Verbraucher betätigt und das Aggregat fördert aufgrund einer Mindestdrehzahl einen Volumenstrom Qmin, Aggregat. Der Öffn ungsd ruck des Rückschlagventils 72 im Bypass muss oberhalb der Führungsgröße liegen. Im Standby-Betrieb wird damit der Umlaufdruck beschränkt und trägt zu einem energieeffizienten Betrieb des Aggregats bei. Darüber hinaus wird durch die Limitierung des Drucks der Sensor 50 gegen einen Überlastdruck geschützt.

Die Figuren 2 und 3 geben für die Lösung nach der Figur 1 in Diagrammform den Volumenstrom V über den Druck p an der Messblende 68 als Regelgröße wieder. Dabei ist mit a der Öffnungsdruck „Bypass der Messblende 68 über Rückschlagventil 72" wiedergegeben. Ferner ist mit b der Feinsteuerbereich gekennzeichnet und mit c der Überschussvolumenstrom. Charakteristisch ist die Knickstelle KS 1 nach Verlassen des Feinsteuerbereichs b.

Bei dem Diagramm nach der Figur 3 ergibt sich eine weitere zweite Knickstelle KS 2 für den Fall, dass wie in der Lösung nach der Figur 1 dargestellt ein Bypass mit einer weiteren Messblende 74 neben der ersten Messblende 68 vorhanden ist. Dergestalt ist ein Feinsteuerbereich b wie in Figur 1 erreicht und die weitere Messblende 74 wird erst durchströmt, wenn der Öffnungsdruck des Bypass-Rückschlagventils 72 überschritten ist. Demgemäß wird der Feinsteuerbereich b erst erreicht, indem eine weitere Blende respektive Messblende 74, die vorzugsweise größer dimensioniert ist als die erste Messblende 68, vor oder hinter dem Bypass-Ventil respektive Rückschlagventil 72 der Messblende 68 angeordnet ist. Die Messblende 74 wird erst durchströmt, wenn der Öffnungsdruck des Bypass-Ventils respektive Rückschlagventils 72 überschritten wird und dieser Punkt ist wie bereits dargelegt in Figur 3 durch den Knick KS 2 im Volumenstrom- Druck-Diagramm erkennbar. Ist die Knickstelle KS 2 erreicht, erhöht sich der Druck p über der Messblende 68 nicht weiter; nur der Volumenstrom V steigt weiter an. In jedem Fall ist durch den angesprochenen Feinsteuerbereich b der Erfassungsbereich der Sensorik, insbesondere unter Einsatz eines Drucksensors 50, erweitert.

Es sind weitere Systemeingriffe vorstellbar, beispielsweise dass ein Ventil oder mehrere Ventile oberhalb eines gewissen vorgebbaren Drucks über die Messblenden 68, 74 geschaltet werden, sei es elektrisch oder hydraulisch-mechanisch.

Im Folgenden werden insbesondere ausgehend von der Lösung nach der Figur 1 weitere Ausführungsbeispiele beschrieben, die aber nur noch insofern erläutert werden, als sie sich wesentlich von der Ausführungsform nach der Figur 1 unterscheiden. Auch insoweit werden für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele für ein- und dieselben Baukomponenten dieselben Bezugszeichen verwendet wie für Figur 1 und die hierzu getroffenen Ausführungen gelten dann auch für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele.

Die Lösung nach der Figur 4 ist dahingehend geändert, dass die Umlaufdruckwaage 14 nunmehr ein Wegmesssystem, insbesondere in Form eines Wegsensors 76, aufweist, mit dem die Position des Ventilschiebers 60 in jeder Regelposition der Umlaufdruckwaage 14 erfasst wird. Das Signal der Schieberposition dient nunmehr als Regelgröße 46 und stellt den jeweiligen Ist-Wert für den geschlossenen Regelkreis in Form der Regelung 38 dar. Durch diese Art der Regelung 38 wird die Drehzahl der Hydropumpe 40 derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße 46 als dem Ist-Wert wiederum der Führungsgröße 44 als dem Sollwert entspricht. Dementsprechend wird mit der hier vorgestellten Regelung 38 nach der Figur 4 eine konstante Schieberposition eingeregelt und diese Schieberposition entspricht bei einem zu definierenden Nenndruck einem gewünschten Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14. Das System befindet sich dementsprechend wiederum in einer Überversorgung und arbeitet in einem stabilen Betriebspunkt unter Vermeidung von Verlustvolumen. Der Überschussvolumenstrom ist bei konstanter Schieberposition lastabhängig und dementsprechend ist der Überschussvolumenstrom bei höheren Lastdrücken größer als bei kleineren. Möglichkeiten diesen Effekt zu reduzieren oder ganz zu vermeiden, bestehen darin einen großen Feinsteuerbereich für die Umlaufdruckwaage 14 vorzusehen oder zusätzlich den Drucksensor 50 zur Kompensation innerhalb der Regelung 38 einzusetzen. Vorzugsweise weist der Ventilschieber 60 innerhalb der Umlaufdruckwaage 14 eine positive Überdeckung auf bei angepasster Federvorspannung/Federsteifigkeit der Druckfeder 62. Im Übrigen sind die in Figur 1 gezeigten zusätzlichen Messblenden 68 und 74 sowie das Rückschlagventil 72 in einer Bypassleitung in Wegfall geraten und die weitere Tank- oder Rücklaufleitung 56 als Abzweig mündet ausgangsseitig direkt in den Vorratstank 30 für Fluid ein.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 5 ist zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil 80 derart angeordnet, dass der über das Druckbegrenzungsventil 80 abgeführte Volumenstrom über die nachgeschaltete Messblende 68 bzw. Messblenden 68, 74 zum Tank 30 strömt. Das Druckbegrenzungsventil 80 öffnet bei Überschreiten des eingestellten Druckwertes, mechanisch; es ist aber auch eine elektrische Lösung realisierbar. Mit dieser Anordnung des Druckbegrenzungsventils 80 und der Umlaufdruckwaage 14 ist eine bedarfsorientierte Volumenstromversorgung mit zusätzlicher Druckabschneidung möglich, ohne einen zusätzlichen Drucksensor oder Druckschalter einzusetzen, um den Pumpen-ZSystemdruck zu erfassen, im System zu nutzen bzw. der bedarfsorientierten Regelung einen zusätzlichen Druckregler für die Druckabschneidung zu überlagern. Die Funktion einer Druckabschneidung ist dabei wie folgt: Der Fördervolumenstrom des jeweiligen Aggregats wird bei Erreichen eines eingestellten Drucks, gleich Einstellwert des Druckbegrenzungsventils 80, begrenzt bzw. verringert, um eine erhöhte Verlustleistung im System zu vermeiden.

Das Druckbegrenzungsventil 80 ist parallel zur Druckwaage 14 geschaltet und fluidführend mit der Druckversorgungsleitung der Hydropumpe 40 verbunden sowie mit den beiden Messblenden 68 und 74. Ferner ist im Bypass zu der zweiten Messblende 74 mit Rückschlagventil 72 ein zusätzliches Rückschlagventil 82 vorhanden, das zum Tank 30 hin öffnet. Mit der Schaltplanlösung nach der Figur 5 lässt sich ein Volumenstrom-Druck-Diagramm gemäß der Darstellung nach der Figur 3 erreichen.

Im Umfang der zu beherrschenden Volumenströme und Drücke kann im Bedarfsfall auch auf die weitere Messblende 74 mit Rückschlagventil 72 verzichtet werden. Ebenso können gemäß der Darstellung nach der Figur 6 aus vergleichbaren Überlegungen heraus zwei parallele Messblenden 74, 74' zum Einsatz kommen, die gemeinsam in Richtung des Rückschlagventils 72 ausmünden.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 7 wird als Eingangsgröße eine Solldrehzahl an die Motorsteuerung 48 weitergegeben, die beispielsweise aus einem üblichen Frequenzumrichter gebildet ist. Die Motorsteuerung 48 gibt dann als Stellgröße die jeweilige Drehzahl für den Motor M vor und als Hydropumpe 40 ist diesmal eine Verstellpumpe mit hydraulisch-mechanischer Regelung eingesetzt, die von einer Druckdifferenz über der Messblende 68 angesteuert wird, die hydraulisch zu der Verstellpumpe zurückgeführt wird. Die dahingehende Druckdifferenz wird vor der Messblende 68 und dem Rückschlagventil 82 abgegriffen. Die weitere Messblende 74 mit dem Rückschlagventil 72 entfällt bei dieser Lösung. Ansonsten lassen sich mit der Lösung nach der Schaltplandarstellung gemäß Figur 7 die vorteilhaften Ausgestaltungen wie vorstehend beschrieben erreichen. Des Weiteren kann der Drucksensor 50 oder eine sonstige Sensorik entfallen.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 8 kommt ein drehzahlvariables Aggregat mit Drehzahlregelung zum Einsatz. Die Drehzahl regel ung des Aggregats erfolgt dabei parallel zur Regelung der Hydropumpe 40 in Form einer Verstellpumpe. Dabei nutzt die Drehzahlregelung die Stellgröße der Verstellpumpenregelung, welche proportional zum Verstellwinkel ist, als Regelgröße (IST-Wert) für einen geschlossenen Regelkreis. Durch die Regelung wird die Drehzahl des Aggregats derart eingeregelt, dass im Idealfall die Regelgröße einer Führungsgröße (Soll-Wert) entspricht. Mit diesem Ansatz kann auf einen Sensor zur Erfassung des Schwenkwinkels der Verstellpumpe verzichtet werden.

Voraussetzung ist eine Verstellpumpe mit elektrischer Verstellung, die insbesondere elektrisch-proportional, arbeitet. Der Regler 42' ist wie der Regler 42 bevorzugt ein PID-Regler, der eingangsseitig eine Führungsgröße erhält sowie eine Regelgröße, die ausgangsseitig vom Drucksensor 50 stammt. Zur Ansteuerung der Verstellpumpe gibt dann der Regler 42' als Stellgröße beispielsweise einen Strom aus, welcher proportional zum Verstellwinkel der dahingehenden Hydropumpe 40 ist.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 9, die weitgehend der Lösung nach der Figur 8 entspricht, wird die Stellgröße des Reglers 42' als Regelgröße dem Regler 42 für die Motorregelung 38 zugeführt.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 10 wird nunmehr ein Aggregat mit Doppelpumpe eingesetzt, wobei beide Pumpen 40, 40' in das gleiche System fördern und mindestens eine der beiden Pumpen ist über ein Rück- schlagventil 84 vom System getrennt. Bei mindestens einer der Hydropumpen, hier die Hydropumpe 40', ist zusätzlich ein Umschaltventil 86 vor dem Rückschlagventil 84 angeordnet, das in Richtung des Umschaltventils 86 sperrt. Die Druckdifferenz über der Messblende 68 bzw. den Messblenden 68, 74 wird zusätzlich als hydraulisches Signal auf das Umschaltventil 86 rückgeführt.

Das Umschaltventil 86 besitzt dabei eine Regelcharakteristik wie in Figur 1 1 näher dargestellt. Bei Überschreiten eines eingestellten Druckes, als dem oberen Einstellwert e, welcher mechanisch oder elektrisch vorgebbar ist, verbindet es eine der beiden Pumpen 40, 40' mit einem weiteren, dritten Druckniveau, welches unterhalb des Systemdrucks liegt; im Idealfall entspricht dieses Druckniveau dem Tankdruck im Tank 30. Erst bei Unterschreiten eines weiteren Druckwertes, als dem unteren Einstellwert f, schaltet das Umschaltventil 86 zurück und hebt die Verbindung in Richtung drittes Druckniveau (Tankdruck) auf. Dementsprechend weist das Umschaltventil 86, wie in Figur 1 1 dargestellt, eine Hysterese g bezüglich des Öff- nungs- und Schließdrucks auf. Die Drehzahlregelung des Antriebs M für beide Hydropumpen 40, 40', insbesondere in Form von Konstantpumpen, erfolgt parallel.

Die Ausführungsform nach der Figur 10 kann auch dahingehend geändert sein, dass die Regelung 38 für den Motor M entfällt und der Antrieb oder Motor M bei einer festen Solldrehzahl betrieben wird, (nicht dargestellt).

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, vergleichbar der Lösung nach der Figur 7, die Regelung 38 für den Motor M entfallen zu lassen und der Motorsteuerung 48 zur Vorgabe einer Drehzahl als Stellgröße oder Eingangswert ausschließlich eine Solldrehzahl vorzugeben. Die Ausführungsform nach der Figur 12 ist gegenüber den vorangehend beschriebenen Lösungen dahingehend geändert, dass nunmehr die Druckdifferenz über der Messblende 68 bzw. den Messblenden 68, 74 elektronisch von dem Drucksensor 50 erfasst wird, wobei das Signal dieses Sensor 50 zur Drehzahlregelung des Antriebs in Form des Motors M genutzt wird mittels der bereits beschriebenen Regelung 38. Weiter wird dieses Sensorsignal genutzt, um das Umschaltventil 86 elektrisch anzusteuern.

Hierfür dient wiederum eine Steuerung 42' , die als Eingangsgröße die (Druck-)Bedingung Zuschalten h erhält sowie die weitere (Druck-)Bedin- gung Abschalten i. Weiter kann als Eingangsbedingung eine (Drehzahl-)Be- dingung Abschalten j vorgegeben werden. Weitere Eingangsgrößen stammen von der Ausgangsseite des Drucksensors 50 und ferner wird als weitere Eingangsgröße die Stellgröße (Drehzahl) auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters 48 an den Regler 42' weitergegeben. Das Umschaltventil 86 nach der Figur 12 ist ein elektrisch betätigbares Umschaltventil mit (auch realisierbar mit normally open Ventilen), wobei ein Volumenstrom-Druck- Diagramm gemäß der Darstellung nach der Figur 1 1 realisiert wird, mit einem Hysterese-Verhalten g wie dargestellt. Dabei ist der untere Einstellwert f der (Druck-)Bedingung Zuschalten h gleichzusetzen und der obere Einstellwert e entspricht der (Druck-)Bedingung Abschalten i. In dieser elektrisch angesteuerten Variante ist die Hysterese in der Steuerung 42' realisiert.

Das Umschaltventil 86 kann ganz unterschiedlich ausgeführt sein und ist im vorliegenden Fall aus einem elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wege- Schaltventil gebildet, das ausgangsseitig an den Tank 30 angeschlossen ist. Allen Varianten gemein ist jedoch, dass bei Unterschreiten eines Druckwertes h, das Umschaltventil 86 in einer Stellung ist in der keine Verbindung zu einem Druckniveau unterhalb des Systemdrucks (Druck der weiteren Pumpenstufe) vorliegt. Bei Überschreiten eines weiteren Druckwertes i hingegen stellt das Umschaltventil 86 eine Verbindung zu einem weiteren Druckniveau her, welches unterhalb des Systemdrucks liegt; im Idealfall dem Tankdruck entspricht. Weiter kann, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist, dieser Vorgang auch an eine weitere Bedingung, beispielsweise an eine Drehzahlbedingung j, gekoppelt werden. Die Drehzahlregelung für den Antrieb M erfolgt parallel oder das Aggregat M kann wieder bei konstanter Drehzahl betrieben werden.

Allen Lösungen ist jedenfalls gemeinsam, dass eine einfache, kostengünstige, robuste und bedarfsorientierte Volumenstromversorgung für closed- sensor-Systeme erreicht ist und dass mit der Lösung bedarfsorientiert Volu- menstrom an Fluid bereitgestellt wird, wobei ein etwaiger Überschussvolumenstrom über die Umlaufdruckwaage 14 und die damit einhergehenden Verluste auf ein erforderliches Minimum reduziert sind.