DE2062368B2

DE2062368B2 - Hydrostatisches Getriebe mit Leistungsbegrenzungssteuer

Info

Publication number: DE2062368B2
Application number: DE2062368A
Authority: DE
Inventors: Richard 8770 Lohr Friedrich
Original assignee: Indramat Gesellschaft fuer Industrie Rationalisierung und Automatisierung
Current assignee: Rexroth Indramat GmbH
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2062368A1; DE2062368C3

Description

a) das Fördermengen-Sollwertsignal (4) von einet Begrenzerstufe (23) überwacht wird, welche das Fördermengen-Sollwertsignal (4) auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt, der vom jeweiligen Getriebearbeitsdruck (15, 16) abhängt,

b) zur Einstellung der Begrenzerstufe (23) der Reziprokwert des jeweiligen Arbeitsdrucks!- gnals (=\lp) verwertet wird, wobei zur Umwandlung des jeweiligen Arbeitsdrucksignals dieses über ein Rechenglied (21) geleitet wird, und

c) zur willkürlichen Änderung der Leistungsgrenze dem Rechenglied (21) ein einstellbarer Verstärker (18) vorgeschaltet ist

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Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe mit einem elektrischen Regelkreis zur Leistungsbegrenzungssteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches.

In bekannter Weise ergibt sich die Leistung von hydraulischen Antrieben aus dem Produkt von Förderstrom und Arbeitsdruck. Zur Erzielung einer wirkungsvollen Leistungsbegrenzung von hydraulischen Antrieben ist es auf Grund der unmittelbaren Abhängigkeit von Arbeitsdruck und Förderstrom erforderlich, daß mit steigendem Arbeitsdruck der Förderstrom so weit verringert wird, daß das Produkt aus Arbeitsdruck und Förderstrom den zulässigen Wert nicht übersteigt

Bei Verwendung von Verstellpumpen in hydraulischen Antrieben ist der Grad der Pumpenverstellung ein Maß für den Förderstrom der Pumpe. Für diese Pumpengattungen besteht die Leistungsbegrenzung in bekannter Weise aus einem mit der Verstelleinrichtung der Verstellpumpe gekoppelten Stellzylinder, dessen Kolben in der einen Verschieberichtung vom Arbeitsdruck und in der anderen Verschieberichtung von einer Federkraft beaufschlagt ist. Der Arbeitsdruck verschiebt den Kolben im Sinne einer Förderstromverminderung und die Federkr?ft im Sinne einer Förderstromvermehrung. Da der Verstellweg des Kolbens ein Maß für den Förderstrom der Verstellpumpe ist, muß für eine konstante Leistung die Federkraft über den Feder- bzw. Kolbenweg einer Hyperbel folgen. Eine Änderung der Leistungseinstellung läßt sich mit dieser bekannten Leistungsbegrenzung nur in engen Grenzen vornehmen. Größere Leistungsänderungen erfordern jeweils den Einbau einer anderen Feder. Für programmierte Arbeitsabläufe mit größeren Leistungsänderungen sind deshalb diese bekannten Leistungsbegrenzungen nicht einzusetzen.

Durch die OE-OS 15 28434 ist eine hydraulische Reversiersteuerung mit Leistungsreglern bekanntgeworden, bei der eine Leistungsänderung mit Hufe elektrischer Mittel durchführbar ist Hierbei wird die Leistung als elektrischer Wert vorgegeben und mit dem aus dem Druck und der Fördermenge der hydraulischen Pumpe sich ergebenden entsprechenden elektrischen Wert verglichen. Der Vergleich erfolgt hierbei in Form von elektrischen Magnetkräften, die auf einen Steuerschieber wirken, der den die Fördermenge der Pumpe beeinflussenden Stellkolben steuert Zur Veränderung der Fördermenge der Pumpe unabhängig von der eingestellten Leistung ist ein weiteres elektrisches Regelgerät vorgesehen, das über einen weiteren Steuerschieber auf die Stellung des die Fördermenge der Pumpe beeinflussenden Stellkolben wirkt Damit durch eine solche Fördermengenveränderung die eingestellte Leistung nicht überschritten wird, ist es erforderlich, die beiden Steuerschieber miteinander hydraulisch zu koppeln, derart, daß eine Änderung der Fördermenge durch das Fördermengen-Regelgerät nur möglich ist, solange die vorgegebene Leistung noch nicht erreicht ist Sobald die Ist-Leistung der Soll-Leistung entspricht, ist im bekannten Falle eine Fördermengenveränderung auch in Richtung kleinerer Fördermenge nicht möglich. In vielen Einsatzfällen ist es jedoch erforderlich, eine Fördermengenveränderung und damit eine Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses bei hydraulischen Getrieben unabhängig von der erreichten Soll-Leistung in Richtung kleinerer Fördermenge durchführen zu können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer universell einsetzbaren Leistungsbegrenzung für hydraulische Anlagen, die einen besonders einfachen Aufbau aufweist und die auch bei Erreichen der vorgegebenen Soll-Leistung eine Förderrnengenveränderung der Pumpe und damit eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses von hydraulischen Getrieben in Richtung kleinerer Fördermenge gewährleistet

Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches erreicht.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leistungsbegrenzung anhand eines Blockschaltbildes, das in der Zeichnung dargestellt ist, beschrieben.

Die Leistungsbegrenzung besteht nach der einzigen Figur aus einem Positionsregelkreis 5,7,9,25,27,28 für die Schwenkpumpe U und einer Rechenkette 2, 3, 16, 18, 19, 21, 23 zur Bildung des Begrenzungswertes für den Förderstrom-Sollwert bzw. die Position der Schwenkpumpe. Der Einfachheit halber ist die Pumpenverstellung als Maß für den Förderstrom herangezogen. Bei höheren Anforderungen an die Genauigkeit und Stabilität der Regelung wird statt dessen das Tachosignal 14 in einem zusätzlichen unterlagerten Regelkreis verwendet

Die Funktion ist wie folgt:

Über den Verstärker 2 wird der Sollwert 1 für den Förderstrom Q bzw. den Aussteuerungsgrad der Pumpe 11 in den Regelkreis eingegeben. Der Verstärker 2 hat die Aufgabe, das Sollwertsignal 1, das beispielsweise von einem übergeordneten Regelkreis gebildet ist, in ein für die weitere Verarbeitung normiertes Signal 4 umzusetzen, z.B. Q_max =100% = 10Volt. Dieses normierte Sollwertsignal 4 gelangt zum Regelverstärker 5 und bewirkt dort eine Aussteuerung 6, wodurch das

Servoventil 7 öffnet und über den Steuerölkreis 8 den Zylinder 9 in Bewegung setzt Die dadurch verursachte Pumpenverstelhing wird durch das Meßglied 25 erfaßt und Ober den ebenfalls der Normierung dienenden Verstärker 27 dem R egler 5 als Istwert 29 zugeführt Mit zunehmender Verstellung der Pumpe 11 wird dieses Signal 29 größer und ist schließlich gleich dem vorgegebenen Sollwertsignal 4. Damit wird aber die Aussteuerung 6 des Regelverstärkers 5 zu Null das Servoventil 7 schließt, und der Zylinder 9 bleibt stehen. Die vom Elektromotor 10 angetriebene Pumpe U fördert nun den vorgegebenen Förderstrom 12 und treibt den Hydromotor 13. Ober das Meßglied 16 wird der Arbeitsdruck 15 erfaßt und über den Verstärker 18 dem Rechenglied 21 zugeführt Dieses Rechenglied 21 formt das Drucksignal in die Funktion

um (22) und leitet es zur Begrenzerstufe 23. Diese bewirkt (24), daß das Sollwertsignal 4 für den Förderstrom Q hinter dem Verstärker 2 nicht größer werden kann als

(Q' = Grenzwertsignal für FörderstromsoIIwert, ρ = Arbeitsdruck).

An den Verstärkern 2, 18 und 27 ist sowohl die Verstärkung als auch die Stellgrenze (Signalhub) einstellbar (3,19 und 28).

Durch Verändern der Steilgrenzen wird der Verlauf

der Leistungshyperbel festgelegt, in dem aus der

Normalhyperbel, die dem Gerät 21 eingeprägt ist, jeder

beliebige Arbeitsbereich auszuwählen ist, und zwar mit dem Verstärker 18 der Druckbereich und mit dem

Verstärker 2 der Förderstrombereich. Die Endpunkte

der so ausgewählten Hyperbel stellen dann jeweils 100% der Größe dar, also Q_n^ und p™*

Durch Änderung der Verstärkung an den Verstärkern

ίο 2,18 und 27 wird die Zuordnung von Cw und p_mx zu einem konkreten Arbeitsdruck 15 und zu einem konkreten Förderstron: 12 bewirkt

Wird z. B. am Verstärker 27 die Verstärkung erhöht, so ist bereits bei kleinerer Pumpenverstellung das max.

is Signal 29 vorhanden, &L, die Pumpe 11 kann nicht mehr voll ausschwenken, der Förderstrom 12 ist begrenzt

Ebenso wird, wenn die Verstärkung des Verstärkers 18 erhöht wird, bereits bei kleinerem Arbeitsdruck 15 das max. Signal JO erreicht, d. h, die Begrenzung des

Förderstrom-Sollwertes 4 über das Rechenglied 21 und

das Begrenzerglied 23 beginnt bereits bei niedrigerem Druck.

Damit ist die Möglichkeit gegeben, die konkreten

Beträge von Q_miuc und p_m« frei vorzuwählen. Es ist ersichtlich, daß durch Variierung der Verstärkung 27 zu bestimmen ist, welcher tatsächliche Förderstrom 12 dem Wert Q_max entsprechen soll. Fener ist erkennbar, daß durch eine Veränderung der Verstärkung 18 vorzugeben ist welcher tatsächliche Arbeitsdruck 15 dem Wert p_mmi entsprechen soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Stufenlos einstellbares hydrostatisches Getriebe mit einem elektrischen Regelkreis zur Leistungsbegrenzungssteuerung für die Pumpenfördermenge und den Pumpendruck sowie einer Stelleinrichtung zur Veränderung der Pumpenfördermenge, wobei die jeweils gewünschte Pumpenfördermenge durch ein Fördermengen-Sollwertsignal der Stelleinrichtung eingebbar ist und das Fördermengen-Sollwertsignal über einen einstellbaren Verstärker einem Regelverstärker zuführbar ist, an dem das Fördermengsn-SoUwertsignal mit dem jeweiligen Fördermengen-Istwertsigna! zu vergleichen ist, dadurch gekennzeichnet, daß