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DE3130660A1 - Steuer- und regeleinrichtung fuer eine einstellbare hydrostatische einheit - Google Patents

Steuer- und regeleinrichtung fuer eine einstellbare hydrostatische einheit

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Publication number
DE3130660A1
DE3130660A1 DE19813130660 DE3130660A DE3130660A1 DE 3130660 A1 DE3130660 A1 DE 3130660A1 DE 19813130660 DE19813130660 DE 19813130660 DE 3130660 A DE3130660 A DE 3130660A DE 3130660 A1 DE3130660 A1 DE 3130660A1
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DE
Germany
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control
pressure
line
piston
throttle point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813130660
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Backe
Hubertus Dipl.-Ing. 5100 Aachen Murrenhoff
Franz Dipl.-Ing. 5020 Frechen Weingarten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE19813130660 priority Critical patent/DE3130660A1/de
Priority to US06/404,330 priority patent/US4531367A/en
Priority to FR828213555A priority patent/FR2510699B1/fr
Publication of DE3130660A1 publication Critical patent/DE3130660A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/433Pump capacity control by fluid pressure control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46Automatic regulation in accordance with output requirements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/465Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target input speed

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

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LINDE AKTISNGESELLSCHAFT
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A 81/45 A 660 DP-St/As 14.7.81
teuer» und Reg©!einrichtung für @1h® einstellbare hydrostatische Einheit
ig Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regeleinrichtung für eine einstellbare hydrostatische Einheit, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung eine Steuerhilfspumpe aufweist, in deren Förderleitung eine DrosseIstelle* vorzugsweise eine einstellbare Drosselstelle* angeordnet ist, wobei der vor dieser angestaute Druck auf einen gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Kolben einwirkt und die Lage eines mit dem Stellglied der hydrostatischen Einheit verbundenen, in einem Stellzylinder verschiebbaren Stellkolbens beeinflußt. Die bisher bekannten Steuer- und Regeleinrichtung dieser
gg Art werden verwendet im Zusammenhang mit einer einstellbaren hydrostatischen Pumpe als die einstellbare hydrostatische Einheit, wobei die Steuerhilfskonstantpumpe mit der Antriebswelle der Pumpe verbunden ist (DE-AS 15 55 480)8 Vielfach werden solche Einrichtungen als "automotive
SO Steuerung" bezeichnet« In den meisten Fällen sind sie derart ausgelegt^ daß sie dann, wenn durch zu große Drehmomentaufnahme der Pumpe und damit Überlastung der antreibenden Brennkraftmaschine deren Drehzahl gedrückt wird, die Pumpe auf kleineres Hubvolumen pro Umdrehung regeln ("Grenzlastregelung")ο
Perm, srafr 7.79
1 Weiterhin sind hydrostatische Systeme bekannt, bei denen an eine Drucknetζleitung, in der ein möglichst konstanter Druck aufrechterhalten wird und in der bezogen auf den oder die angeschlossenen Verbraucher ein relativ unbeschränkter Strom 5fließen kann, einzelne einstellbare Hydromotoren angeschlossen werden. Da dem Hydromotor ein unbegrenzter Strom zufließt, erreicht der Motor eine unbegrenzt hohe Drehzahl, sofern nicht das Drehmoment an der Motorabtriebswelle gleich oder kleiner ist als das vom angetriebenen Verbraucher aufgenommene, aus 10dessen Widerstand resultierende Drehmoment. Durch Einstellen des Hubvolumens pro Umdrehung des Hydromotors wird das Verhältnis zwischen Druck in der Zulaufleitung und Drehmoment geändert. Durch Einstellen des Hubvolumens pro Umdrehung kann somit bei gegebenem Druck in der Zulaufleitung das Drehmoment 15an der Abtriebswelle geändert werden und, sofern der Widerstand des angetriebenen Verbrauchers geschwindigkeitsabhängig ist, kann somit bei gegebenem Druck in der Zulaufleitung durch Einstellen des Hubvolumens pro Umdrehung die Drehzahl bestimmt werden. Bei diesen bekannten Systemen wird der 20von der als Konstantpumpe ausgestalteten Steuerhilfspumpe ("Tachogenerator") erzeugte, der Antriebsdrehzahl proportionale Steuerhilfsstrom mit einem zweiten willkürlich gesteuerten, als Signal für die Solldrehzahl dienenden Steuerstrom verglichen und der Differenzwert beider Ströme 25zum Einstellen der hydrostatischen Einheit benutzt. Das hat die Nachteile, daß ein relativ großer Steuerhilfsstrom, der damit mit entsprechend großen EnergieVerlusten behaftet ist, erzeugt werden muß und daß die Drücke, deren Differenz · ausgewertet werden soll, auf beide Seiten des zum Steuern 30dienenden Kolbens geleitet werden müssen, so daß auf keiner Seite ein Druckraum für den Anschluß einer Dämpfungseinrichtung oder zum Aufschalten eines Signaldruckes zur Verfügung steht. Mit dieser Ausgestaltung ergibt sich aber auch ein durch die Volumenwirkung der Differenzströme zu-35mindest relativ labiles System, bei dem bei relativ zur
Form. 17» 7.71
Solldrehzahl steigender Drehzahl der hydrostatischen Einheit der zum Steuern zur Verfügung stehende Druck sinkt. ("Hydrostatische Fahr- und Windenantriebe mit Energierückgewinnung" in 0+P ölhydraulik wnd Pneumatik 25 (1981)
S Nr. 3s Beit® 193)
Der Erfindung liegt die Aufgab© zugrunde, die Steuer» und Regeleinrichtung, durch di^die Abtriebsdrehzahl eines an eine Drucknetζleitung mit zumindest annähernd konstantem
1© Druck angeschlossenen einstellbaren hydrostatischen Motors willkürlich auf ©inen bestimmten Wert gesteuert und auf den angesteuerten Wert eingeregelt werden kann, zu verbessern,, insbesondere ein deutliches Regelsignal zu erhalten, die Möglichkeit zum Anschluß eines weiteren
Ii Steuersignales und von Dämpfungseinrichtungen zu schaffen und durch Vermeiden von Regelsehwingungen die Regeistabi Iitat zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Einrichtung der im Oberbegriff genannten Gattung die dort genannte hydrostatische Einheit ein an eine Drucknetzleitung mit zumindest annähernd konstantem Druck angeschlossener hydrostatischer Motor ist und die Steuerhilfspumpe an dessen Abtriebswelle angeschlossen ist. Die Er-
il findung bezieht sich somit auch darauf, daß eine Steuer- und Regeleinrichtung der im Oberbegriff genannten Gattung angewendet wird zur Steuerung eines an eine Drucknetzleitung angeschlossenen hydrostatischen Motors, wobei die gattungsgemäße Steuerhilfspumpe an die Abtriebswelle dieses Motors angeschlossen iste und betrifft somit die An-Wendung der als "automotive Steuerung" bei Pumpen bekannten Einrichtung zum Zwecke des Steuerns eines Motors, das heißt einer Sekundärmaschinei, in einem "System mit eingeprägtem DruckM o Damit betrifft die Erfindung auch eine Steuer- und Regeleinrichtung für einen an eine Drueknetzleitung ange-
fem. B7g3 7.78
-σ-
schlossenen hydrostatischen Motor, an dessen Abtriebswelle eine als "Tachogenerator" dienende Steuerhilfspumpe angeschlossen ist, wobei gemäß der Erfindung wie ansich bekannt in der Förderleitung der Steuerhilfspumpe eine Drosselstelle angeordnet ist und der vor dieser angestaute Druck einen Kolben beaufschlagt, der die Lage des Stellgliedes des Hydromotors bestimmt. Die Erfindung betrifft somit auch einen einstellbaren Motor, an dessen Abtriebswelle eine Steuerhilfspumpe angeschlossen ist, in einem "System mit eingeprägtem Druck",wobei die Steuer- und Regeleinrichtung nach dem Prinzip der für Pumpen bekannten "automotiven Steuerung" aufgebaut ist.
Da bei diesem System der von dem vor der Drosselstelle aufgestauten Druck beaufschlagte Kolben gegen eine Feder verschiebbar ist, kann bei diesem System die Aufgabe, ein zweites Steuersignal außer der Einstellbarkeit der Drosselstelle einzugeben, in einfacher und günstiger Weise gelöst werden, indem entweder die Vorspannung dieser Feder geändert wird und bzw. oder der druckfederseitige Raum vor dem Kolben als Druckraum ausgestaltet ist, in den ein weiteres Steuersignal in Form eines Steuerdruckes eingegeben werden kann.
Bei dieser Steuerung ergibt sich bei steigender Drehzahl ein steigender Staudruck vor der Drosselstelle und damit ein größer werdendes Regelsignal und damit eine günstigere Charakteristik als durch den Vergleich von zwei Strömen zu erzielen wäre. Die Drehzahlregelung des Hydromotors wird somit auf eine Druckregelung durch den vor der Drosselstelle angestauten Meßdruck zurückgeführt. Eine Möglichkeit, im Regelkreis das Vorzeichen zu ändern, bietet sich beispielsweise, in-dem man die Steuerhilfspumpe an das dem Hydromotor zufließende Hochdruckniveau anschließt. Eine Drehzahlerhöhung bedeutet; dam einen sinkenden Meßdruck,weil
Form. 8729 7.71
über die Drosselstell© nur ein begrenzter Strom fließt,von der Steuerhilfspumpe aber ein größerer Strom abgesaugt wird. Sine weitere Möglichkeit zu einer Vorzeichenumkehr bietet sich bei Vertauschung des Hochdruckanschlusses mit
s dem Niederdruckanschluß an dem Regelventil, das die Lage des Stellkolbens beeinflußt und dessen Regelkolben von dem Druck vor der Drosselstelle beeinflußt wird.
Wenn das Hubvolumen pro Umdrehung des Motors jeweils nur so weit vergrößert wird* daß das an der Welle unter Berücksichtigung des zufließenden Druckes abzugebende Drehmoment dem Drehmoment entspricht^ das bei der gewünschten Drehzahl von dem Verbraucher mechanischer Energi© aufgenommen wird« erfolgt eine Leistungsentnahme aus der Drucknetζleitung
1^ ohne unerwünschte Drosselverluste in der Hauptleitung. Lediglich zu Steuerhilfszwecken muß ein kleiner Steuerhilfsstrom mit niedrigem Druck durch eine Drosselstelle geleitet werden» Außer den Steuerverlusten fallen bei dieser Anordnung nur die durch den Motorwirkungsgrad gegebenen Verluste an.
^ Grundgedanke der Erfindung ist, den einstellbaren Hydromotor mit einer Regelung zu versehen, die dessen Drehzahl auf einem willkürlich vorgewählten Wert konstant hält, unabhängig von dem abzugebenden und von dem Verbraucher aufgenommenen Moment und unabhängig von einem schwankenden Druck
gs in der Drucknetζleitung, soweit die Schwankungen gewisse Grenzen nicht überschreiten» Wird das vom Verbraucher mechanischer Energie aufgenommene Drehmoment größer oder wird der Druck in der Drucknetzleitung geringer, so sinkt dadurch die Drehzahl des Motors innerhalb der Regelband-
s® breite ab und damit der Förderstrom der Steuerhilfspumpej, so daß das Regelsignal ausgelöst wird, welches zu einer Einstellung auf größeres Hubvolumen pro Umdrehung des Hydromotors führt und damit zu einem größeren Drehmoment und damit ansteigender Drehzahl- umgekehrt bei absinkendem Dreh» moment &n der Well® das Energi®Verbrauchers. Wird von dem
I5GfITi. 87SD 7.73
Verbraucher mechanischer Energie, beispielsweise in einem Bremszustand, ein Drehmoment auf den Hydromotor abgegeben, so wird der Motor über die Neutrallage in die Gegenlage ausgeschwenkt. Damit wird der Motor zur Pumpe und fördert einen Volumenstrom in die Drucknetζleitung zurück. Somit kann also auch im Bremszustand Leistung von dem als Verbraucher mechanischer Energie angetriebenen Gerät in die Drucknetzleitung zurückgespeist werden.
Die Wirkungsweise ist also umgekehrt wie bei der sogenannten C"" "automotiven Steuerung" einer Pumpe, bei der bei absinken-"-~ der Drehzahl das Hubvolumen pro Umdrehung verkleinert wird.
Soll der Hydromotor im "4-Quadranten-Betrieb" arbeiten können, das heißt in jeder der beiden möglichen Drehrichtungen sowohl treiben als auch bremsen (Drehenergie aufnehmen) können, müssen besondere Ausgestaltungen der' Steuereinrichtung vorgesehen sein. Zweckmäßige Ausgestaltungsformen hierzu sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
Bei allen derartigen Systemen kommt es darauf an, Regel- · schwingungen zu vermeiden. Maßnahmen zur Lösung dieser _ Unteraufgabe sind in den Unteransprüchen 6 bis 11 ange-
^ geben. Diese Weiterausgestaltungen sind besonders zweckmäßig bei einer Ausgestaltungsform der Steuerung gemäß Figur 1 und Kennzeichen des Anspruches 1 anzuwenden. Sie sind aber auch anwendbar bei anderen Regel- und Steuersystemen für die Steuerung der Drehzahl von an eine Druckleitung angeschlossenen Hydromotoren, sofern das jeweilige Regel- bzw. Steuersystemen die Elemente bzw. Bauteile aufweist, auf die die jeweilige Dämpfungseinrichtung einwirkt.
35
Form. 572» 7.71
In der Zeichnung sind Schaltschemata zu Ausführungsbei» spielen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Figur 1 zeigt das Sshaltschema zu einer einfachen Ausgestaltungsform einer Gesamteinriehtung.
Figur 2 zeigt das Schaltsehema su einer Variante zu Figur 1 für 4-Quadrantenbetrieb«,
Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Schaltschema gemäß Figur 2 mit zwei einstellbaren Drosseln.
Figur 4 zaigfc soheraatisch eine Variante zu einem Ausschnitt aus Figur J mit zwei gegensinnig einstellbaren Drosseln.
Figur 5 zeigt ein Gesamtschaltbild mit fünf verschiedenen Dämpfungseinrishtungen«
Die Figuren β bis 8 zeigen in jeweils schematischer Dar-
je
stellung/eine einzelne Dämpfungseinrichtung.
Die Drucknetζleitung 1 ist an eine Pumpe 2 angeschlossen, die auf konstanten Förderdruck eingeregelt ist und die über eine Leitung 5 aus der Niederdruckleitung 4 saugt, die an SB einen drucklosen Behälter95 angeschlossen ist und durch ein in der Zeichnung nicht mehr dargestelltes Vorspannventil oder dadurch* daß der Behälter^ höher liegt als die Leitung 4, derart ausgestaltet ist, daß sie immer mit Flüssigkeit gefüllt ist.
An die Drucknetζleitung 1 ist eine Zweigleitung 5 angeschlossen, die zu einem einstellbaren Hydromotor 6 führt, dessen Ablaufleitung 7 wiederum an die NiederdruckleÄung 4 angeschlossen ist„ An die Welle 8 des Hydromotors 6 ist Si ©in Verbrauoher 9 meehanisoher Energie angeschlossen.
Perm. S?28 7.70
Andererseits ist an die Welle 8 des Hydromotors 6 eine Steuerhilfspumpe 10 angeschlossen, die über eine Leitung 11 aus der Niederdruckleitung 4 saugt und in eine Steuerdruckförderleitung 12 fördert, in der eine einstellbare Drosselstelle 13 angeordnet ist. Zwischen der Steuerhilfspumpe 10 und der Drosselstelle 13 ist an die Steuerdruckförderleitung 12 eine Zweigleitung 14 angeschlossen, die zu einem Druckraum 15 führt, in dem die Stirnfläche eines Regelventilkolbens 1β beaufschlagt wird, der zu einem Regelventil 17 gehört.
Γ
^- An die Drucknetzleitung 1 1st weiterhin eine Leitung 18 angeschlossen, die über eine Leitung 19 zu einem Anschluß des Regelventils 17 führt, an dessen zweiten Anschluß eine Leitung 20 angeschlossen ist, die zu dem Druckraum 21 des Stellzylinders 22 führt, in dem ein Stellkolben 23 verschiebbar ist, mit dessen Kolbenstange 24 das Stellglied 25 des einstellbaren Hydromotors 6 verbunden ist. Der kolbenstangenseitige Druckraum 26,in dem eine Druckfeder 27 angeordnet ist, ist an die Leitung 18, 19 angeschlossen. An den dritten Anschluß des Regelventils 17 ist eine Leitung 28 angeschlossen, die ihrerseits art die Niederdruckleitung 4 angeschlossen ist. Der Kolben 16 ist C gegen eine Feder 29 verschiebbar, die andererseits gegen einen Federteller 30 abgestützt ist, der über eine Gewindeabstützung 31 zwecks Veränderung der Vorspannung der Feder 29 einstellbar ist. Der Druckraum 32, in dem die Feder 29 angeordnet ist, ist über eine Leitung 33 an eine Leitung 34 zwischen einer Drosselstelle 35 und einem willkürlich einstellbaren Druckregelventil 36* angeschlossen.
In die Leitung 7 ist ein Sicherheitsventil 37 eingebaut, das andererseits über eine Leitung 38 an die Steuerdruckförderleitung 12 vor der Drosselstelle 13 angeschlossen ist.
Form. 6729 7.7t
' Die Wirkungsweise ist folgende § Von der Pumpe 2 wird Druck«= mittel in die Druoknetζleitung 1 gefördert und fließt von dieser durch die Leitung 5 zu ö@m Hydromotor 6, der über die Welle 8 den Verbraucher 9 antreibt. Das abfließende e Druckmittel fließt durch die Leitung T in die Niederdruckleitung 4«, Die Solldrehzahl des Hydromotors 6 wird durch die der Drosselstelle 13 gegebene Einstellung und bzw. oder durch die der Feder 29 gegebene Vorspannung und bzw. oder durch den mittels des Ventils 3β willkürlich eingestellten Druck in der Leitung 33 bestimmt«, Die Drehzahl des Motors β stellt sich derart ein, daß dann* wenn der Verbraucher 9 mit steigender Drehzahl ein steigendes Drehmoment von der Welle 8 abnimmt, der Hydromotor β stets so eingestellt ist* daß das Verhältnis zwischen Druck in der Leitung 5 und Dreh»
^ moment an der Welle 8 derart eingestellt ist, daß das Drehmoment in der Welle 8 genau dem vom Verbraucher 9 aufgenommenen Drehmoment entspricht. Sinkt das vom Verbraucher aufgenommene Drehmoment ab oder steigt der Druck in der Drucknetζleitung 1 und damit in der Leitung 5, so steigt die Drehzahl des Hydromotors β und damit die Drehzahl der Steuerhilfspumpe 10 und damit deren Pörderstrom und damit aber auch der vor der Drosselstelle 13 angestaute Druck, der sich über die Leitung 14 in den Druckraum 15 mitteilt *' und hier auf die Stirnfläche, des Regelkolbens 16 wirkt* der gegen die Kraft der Feder 29 nach in der Zeichnung rechts verschoben wird (Verschiebeweg χ ). Dadurch wird im Regelventil 17 eine Verbindung zwischen der Leitung 19 und der Leitung 20 hergestellt und damit kann aus der Druck-= netzleitung 1 unter dem in dieser herrschenden Druck durch
m die Leitung IS1, 19 und 20 Druckmittel in den Druckraum 21 fließen und dadurch den Stellkolben 23 nach in der Zeichnung links verschieben^, so daß über die Kolbenstange 24 das Einstellglied 25 des Hydromotors β derart verstellt wird, daß dessen Hubvolumen pro Umdrehung verringert wird und damit
§i bei gegebenem Druek in der Leitung 5 das Drehmoment an der
-Form. STO 7.78
Welle 8 vermindert wird, so daß unter Berücksichtigung des von dem Verbraucher 9 aufgenommenen Drehmoments die Drehzahl des Hydromotors 6 sinkt.
Wenn umgekehrt der Hydromotor 6 langsamer läuft als durch die Sollwertsignalgeber 13» 29 und 36 eingestellt, wird der Staudruck vor der Drosselstelle 13 geringer und somit wird der Regelkolben 16 unter der Kraft der Feder 29 nach in der Zeichnung links verschoben und stellt eine Verbindung zwischen der Leitung 20 und der Leitung 28 her, so daß aus dem Druckraum 21 des Stellzylindeis 22 Druck abgelassen wird und der Stellkolben 2j5 sich unter der Kraft der Feder 27 und dem im Druckraum 26 wirkenden Druck nach in der Zeichnung rechts verschiebt (Verschiebeweg: y) und die Einstellage des Stellgliedes 25 des Hydromotors 6 derart verändert, daß das Verhältnis zwischen Druck in der Leitung 5 und Drehmoment an der Welle 8 und damit dieses Drehmoment vergrößert wird und deshalb der Hydromotor 6 wieder beschleunigt wird, bis ein Gleichgewicht zwischen dem Drehmoment des Hydromotors 6 und dem von dem Verbraucher 9 aufgenommenen Drehmoment erreicht ist.
Die Solldrehzahl kann durch Verändern der Einstellung der Drosselstelle 13 oder durch Verändern der Vorspannung der Feder 29 oder durch Verändern des Drucks,auf den das Ventil 36 eingestellt Ist, verändert werden. Selbstverständlich genügt auch, daß eine dieser Einrichtungen 13 oder 31 für 29 oder 36 vorhanden ist, sofern nicht eine günstige Möglichkeit geschaffen sein soll, zwei oder drei Steuersignale zur Beeinflussung der Drehzahl des Hydromotors 6 einander zu überlagern.
In einer anderen,in der Zeichnung nicht dargestellten Ausgestaltungsform ist die Saugleitung 11 der Steuerhilfspumpe 10 an die Drucknetζleitung 1 angeschlossen für den
Form. 5729 7.7·
= 15
Pall, daB bei steigender Drehzahl ein sinkender auf das Regelventil 17 einwirkender Druck erwünscht ist. In diesem Fall muß dann die einstellbare Drosselstelle in der Saugleitung angeordnet sein, wobei wiederum die Verbindung zum . Druckraum des Regelventiles zwischen Drosselstelle und Steuerhilfspumpe angeschlossen ist. In diesem Falle saugt dann die Steuerhilfspumpe aus der Leitung hinter der Drosselstelle ab und senkt mit steigender Drehzahl den Druck hinter dieser« Da in diesem Falle die Steuerhilfspumpe zwischen Drucknetζleitung 1 und NJederdruckleitung 4 geschaltet ist,gibt sie ein zusätzliches Moment auf die Welle 8 ab„ In einer noch anderen Ausgestaltungsform kann aber auch vorgesehen- sein, daß sowohl die Saugleitung der Steuerhilfspumpe, als auch die Steuerdruckförderleitung der Steuerhilfspumpe hinter der Drosselstelle an die Druck= netzleitung 1 angeschlossen sind, wobei wiederum der Anschluß zum Druekraum des Regelventiles zwischen Steuerhilfspumpe und Drosselstelle angeordnet ist. In diesem Fall arbeitet die Regeleinrichtung mit einem höheren Druck-
bei
niveau,/dem gleichzeitig Schwankungen im Druck der Drucknet zleitung 1 berücksichtigt sind. Auch sind für das Regelventil 17 andere Ausgestaltungsformen möglich. Das Wesentliche ist, daß dann, wenn der Hydromotor 6 zu schnell läuft, dessen Einstellung in Richtung auf kleineres Hubvolumen pro Umdrehung verändert wird.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 sind alle T@iles die ein® gleiche Bezugszahl tragen wie ein Teil gemäß Figur 1, mit diesem gleich,,
Perm. S72S 7.78
Der Unterschied besteht darin, daß an die Förderleitung 42 der Steuerhilfspumpe 10, die an den Druckraum 15 angeschlossen ist, eine Zweigleitung 41 angeschlossen ist, an die zwei Leitungen 43 und 44 angeschlossen sind, wobei in der Leitung 43 eine Drosselstelle 45 angeordnet ist und in der Leitung 44 eine Drosselstelle 46 angeordnet ist, wobei die Leitung 43 an die Niederdruckleitung 4 angeschlossen ist und die Leitung 44 über die Leitungen 19 und 18 an die Drucknetzleitung 1 angeschlos· sen ist.
Die Wirkungsweise ist folgende: Die Steuerhilfspumpe 10 baut gegen ein hydraulisches Brückenhalbglied 44, 46, 43, 45, 41 einen Steuerdruck auf, der bei festen (konstanten) Drosselstellen 46 und 45 einer ganz bestimmten Drehzahl des Hydromotors 6 entspricht. Auch hierbei kann die Vorgabe des Sollwertes für die Drehzahl des Hydromotors 6 durch Verändern der Vorspannung der Feder 29 erfolgen oder dadurch, daß in den Druckraum 32 ein Steuerdruck eingegeben wird.
Es ist zweckmäßig, die beiden Drosselstellen 45 und 46 wirkungsgleich zu gestalten. Wenn in dem Druckraum 32 kein Druck ansteht und die Vorspannung der Feder 29
Form. 572» 7.7t
derart gewählt ist, daß das Regelventil 16 in seiner Schließlage stehtj, wenn der Druck im Druckraum 15 genau der Hälfte des Druekgefälles zwischen der Drucknetzleitung 1 und der Niederdruckleitung 4 entspricht, wird durch die Regelein=· S richtung das Stellglied 25 des Hydromotors 6 so eingestellt, daß der Pörderstrorn der Steuerhilfspumpe 10 im Druckraum 15 diesen Druck erzeugt. Bei gleichen Drosselstellen 45 und 46 entspricht dies gerade der Drehzahl Null, da der Druck nur auf diesem Niveau gehalten werden kann, wenn die Steuerhilfspumpe 10 kein Druckmittel in den Meßkreis einspeist oder aus diesem absaugt. Da die beiden Drosselstellen 46 und 45 hintereinander geschaltet sind und gleich sind* ist in der Leitung 41 der Druck gerade halb so groß, wie in der Drucknetζleitung 1 bezogen auf das Druckgefälle geig genüber der Niederdruckleitung 4« Wird jetzt die Vorspannung der Feder 29 derart geändert, daß ein größerer Druck im Druckraum 15 erforderlich ist,um das Regelventil 17 in Schließlage zu halten* muß die Steuerhilfspumpe 10 in die Förderleitung 42 Druckmittel hinein drücken* um diesen Druck zu erzeugen, das heißt* der Hydromotor 6 muß mit einer entsprechenden Drehzahl in der entsprechenden Drehrichtung laufen.
Wird jedoch umgekehrt die Vorspannung der Feder 29 so ge- wählt, daß das Regelventil 17 sich nur dann in Schließstellung befindet, wenn der Druck im Druckraum 15 kleiner ist als der Hälfte des Druekgefälles zwischen der Drucknetzleitung 1 und der Niederdruckleitung 4 entspricht, so wird das Stellglied 25 des Hydromotors 6 derart verschwenkt, daß sich in der Steuerdruckförderleitung 42 dieser kleinere Druck aufbaut, wobei jetzt der Hydromotor 6 in einer anderen Drehrichtung laufen muß wie in dem eben beschriebenen Fall, da zum Erzeugen dieses geringeren Druckes die Steuer·» hilfgpumpe aus der Steuerdruckförderleitung 42 abpumpen 3g rauSe Aueh in diesem Falle ist dia Drehzahl des Hydromotors
Farm. STOß 7.K
vorgegeben durch die Größe der Vorspannung der Feder
Der nicht lineare Strom-Druckgefälle-Zusammenhang der Drosselstellen 45 und 46 und die hiermit bedingte Änderung der Kreisverstärkung z.B. bei großen Sollwerten für die Drehzahl des Hydromotors 6,kann bei einstellbaren Drosselstellen durch eine gleichsinnige Änderung der Einstellung der Drosselstellen 45 und 46 bewirkt werden. Eine entsprechende Ausgestaltung ist in Figur 3 dargestellt, bei der wieder Teile mit gleicher Bezugszahl die gleichen sind wie die Teile mit gleicher Bezugszahl in Figur 2 bzw. Figur 1. Der Unterschied der Ausgestaltungsform gemäß Figur 3 gegenüber der Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 besteht darin, daß anstelle der konstanten Drosselstellen 45 und 46 einstellbare Drosselstellen 55 und 56 vorgesehen sind, deren Stellglieder 54 und 53 durch eine Kuppelstange 52 miteinander zu gleichsinniger Verstellung gekuppelt sind.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 sind,um die Solldrehzahl in beiden Drehrichtungen vorgeben zu können, die Stellglieder 54 und 53 der Drosselstellen 55 und 56 über die Schubstangen 57 und 58 und das Kniehebelsystem 59 mit der Einstellstange 60 derart verbunden, daß die Drosseistellen 55 und 56 bei Verschieben der Stellstange 60 gegensinnig verstellt werden. In diesem Fall regelt die Drehzahlregeleinrichtung das Stellglied 25 des Hydromotors 6 derart, daß die Steuerhilfspumpe 10 den Druck im Druckraum 15 entsprechend dem durch die Vorspannung der Feder 29 festgelegten Wert konstant hält. Ist die Vorspannung der Feder 29 derart gewählt, daß das Regelventil 17 sich in Schließlage befindet, wenn der Druck im Druckraum 15 halb so groß ist, wie der Druck in der Drucknetzleitung 1, so müssen wiederum die beiden Drosselstellen
Form. S72( 7.71
"3 55 und 56 auf gleiche Größe eingestellt sein, wobei sich die Drehzahl Null des Hydromotors β und damit der Steuerhilf spumpe 10 einstellt, das heißt diese Einstellung der Sollwertvorgabe entspricht dem Stillstand des Hydromotors β gleichgültig, ob an dessen Welle 8 eine Belastung abgenommen wird oder nicht« Wird nun die Stellstange 60 derart verschoben* daß die Drosselstelle 55 erweitert wird und die Drosselstelle 56 verengt wirds so muß die Steuerhilf spumpe 10 zum Konstanthalten des Drucks im Druckraum
"3® 15* das heißt um zu Erzielen, daß das Regelventil 17 sich in seiner Schließlage befindet, aus der Leitung 42 abpumpen, das heißt, der Hydromotor muß sich mit einer vorgegebenen Drehzahl in einer solchen Richtung drehen, daß die Steuerhilfspumpe 10 aus der Steuerdruckleitung 42 saugt«, Wird nun weiterhin die hydraulische Halbbrücke verändert, indem die Drosselstelle 55 auf weitere Einstellung gestellt wird und infolge der Kupplung der Stellglieder 54 und 53 <3ie Drosselstelle 56 auf engere Einstellung gestellt wirdp muß die Steuerhilfspumpe 10
2© zum Konstanthalten des Druckes im Druckraum 15 einen Volumenstrom in die Steuerdruekförderleitung 42 pumpen» Zu diesem Zweck muß der Hydromotor 6 also im entgegengesetzten Drehsinn laufen wie in dem Drehsinn, in dem die Steuerhilfspumpe 10 aus der SteuerdruckfOrderleitung 42 abpumpt. Bei dieser Art der Drehzahlsollwert-Vorgabe ändert sich die Verstärkung des Meßkreises entsprechend dem Kennfeld des aus den Drosselstellen 55 und 56 bestehenden Systems»
§ö Bei der Äusgestaltungsform gemäß Figur 5 sind wiederum Teile, die gleich sind den Teilen in den vorausgegangenen Figuren mit gleichem Bezugszeichen versehen wie dort. Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 ist jedoch der Druckraum 26 ä®B Stellzylinders 22 durch eine Leitung 68 mit
BB d@r DrucknetEleitung 1 verbunden und an die Stelle des
F@fsn.S72S 7.78
Leitungssystems 18, 19 bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 tritt bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 die Leitung 69 zur Versorgung des Regelventils 17 mit Druck.
Ferner ist bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 der Regelkolben 16 koaxial zum Stellkolben 23 angeordnet. Der Druckraum 61, in dem ein Fortsatz 62 des Stellkolbens l6 verschiebbar ist, ist mittels eines willkürlich einstellbaren Druckregelventiles 63 mit Druck beaufschlagbar, so /-*■ daß hierdurch eine Möglichkeit geschaffen ist, ein Steuer-'^- drucksignal in das Regelsystem einzugeben, wobei das Steuerdruckventil 63 durch die Leitung 66 an den Druckraura 61 angeschlossen ist. Der Fortsatz 62 ist über einen Fortsatz 65 mit dem Regelkolben l6 verbunden, wobei der Fortsatz 62 kleineren Durchmesser hat als der Fortsatz 65, wobei die Ringfläche an der Stirnseite des Fortsatzes 65 in dem Druckraum 64 beaufschlagt wird, der über die Leitung 70 an die Leitung 20 angeschlossen ist. 20
In dem als Ausführungsbeispiel gezeichneten Schaltschema Figur 5 sind verschiedene Maßnahmen zur Dämpfung von Regelschwingungen gleichzeitig neben einander vorgesehen (in praktischen Ausführungen wird man jeweils nur eine einzelne davon benutzen).
Als erste Einrichtung zur Dämpfung ist eine Feder 71 vorgesehen, die einerseits gegen den Stellkolben 23, andererseits gegen einen Fortsatz 72 am Regelkolben l6 abgestützt ist (eine derartige Feder zwischen einem Steuerventilkolben bzw. Regelventilkolben und Arbeitskolben bzw. Stellkolben zur Lagerückmeldung durch die von der Zusammendrückung abhängige Kraft der Feder ist an sich bekannt: DE-OS I9 55 926). Durch diese Feder wird eine
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Form. 5729 7.71
1
kraftmäßige Rückführung des Stellweges des Stellkolbens auf den Vorsteuerweg des Regelkolbens 16 bewirkt. Durch die bei diesem Ausführungsbeispiel gegebene Anordnung,, bei der der Stellkolben koaxial zum Regelkolben 16 angeordnet ist, kann die Feder 71 in einfacher Weise zwischen einem Fortsatz 72 des Regelkolbens 16 und dem Stellkolben 22 angeordnet und eingespannt werden. Falls um stationäre Fehler zu vermeiden,, die Rückführung nur dynamisch wirksam werden SoIl9 kann in Reihe mit der Feder ein Dämpfungsglied 10
geschaltet seine Ein Ausführungsbeispiel hierzu ist in der Prinzipskizze Figur β dargestellt«,
Das Regelventil 17 mit dem Regelkolben 16 und der Regelfeder 29 ist das Gleiche wie in den vorangegangenen Figuren. In diesem Falle ist jedoch der Stellzylinder verschiebbar, wobei das Teil 128 größeren Durchmessers der Kolbenstange gehäusefest montiert ist und eine Bohrung 126 aufweist, die an eine Leitung IIS angeschlossen ist, die ihrerseits an die Drucknetzleitung 1 angeschlossen sein kann. Der Stellkolben 123 trennt im Stellzylinder 122 zwei Druckräume ab^ von denen in den einen der Teil 128 größeren Durchmessers der Kolbenstange und in den anderen der Teil 129 kleineren Durchmessers der Kolbenstange hineinragt. Über das Glied 124 1st derate 11-zylinder 122 mit den in Figur β nicht mehr dargestellten Stellglied 25 des Hydromotors verbunden. Zwischen dem Gehäuse und dem Stellzylinder 122 kann ©ina Feder 127 eln-
Psrm. 6729 7.70
gespannt sein.
Der Dämpferkolben 173 ist mit geringem, eine Drosselwirkung verursachenden Spiel in dem Dämpfungszylinder 174 verschiebbar, der über das übertragungsglied 175 starr mit dem Stellzylinder 122 verbunden ist. Der Dämpfungskolben 123 ist durch die Koppelstange 76 mit der Feder 71 verbunden (falls die Rückwirkung nicht nur dynamisch wirken soll, kann die Stange 76 unmittelbar mit dem Glied 175 •JO verbunden sein und entsprechend der Dämpfungszylinder 174 mit den Dämpfungskolben 173 entfallen).
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 5 ist allerdings zu berücksichtigen, daß auf die die Wand des Druckraumes 21 durchdringende Stirnfläche des Fortsatzes am Regelkolben der Druck im Druckraum 21 einwirkt und somit eine die Regelfunktion störende,verfälschende Kraft erzeugen würde, wenn nicht in dem Druckraum 87, der über die Leitungen 20 und 70 von dem gleichen Druck beaufschlagt ist, eine gleichgroße Gegenkraft erzeugt wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß ein Fortsatz 73 mit dem gleichen Durchmesser wie der Fortsatz, der die Stirnwand des Druckraumes 21 durchdringt, in eine Bohrung des Stellkolbens 24 eintaucht, die über eine Bohrung 75 druckentlastet ist.
Eine zweite Dämpfungseinrichtung ist in Figur 5 dargestellt und gebildet dadurch, daß am Regelventil 17 ein Druckraum 77 gebildet ist, wobei der in diesem Druckraum 77 wirkende Druck auf die in Figur 5 rechte Ringstirnfläche des Regelkolbens 16 einwirkt. An diesen Druckraum 77 ist eine Leitung 78 angeschlossen, an die eine Leitung 79 angeschlossen ist, die ihrerseits an die Leitung 14, die zu dem Druckraum 15 führt, angeschlossen ist. In der Leitung 79 ist eine Efosselstelle 80 angeordnet und an
Form. 87» 7.7»
die Leitung 78 ist ein Druckspeicher 8l angeschlossen. Diese Bauteile bilden ein hydraulisches Zeitglied. In Figur sind diese Teile noch einmal herausgezeichnet gezeichnet„ Die Drosselstell© 80 bildet einen hydraulischen Widerstand S und der Druckspeicher 8l bildet eine hydraulische Kapazität„ Diese Bauteile dienen dazu, in dem Druckraum 77 einen Druck verzögert aufbauen zu könnenDie Zeitkonstante dieses Druckaufbaues ist gegeben durch die Größe des Widerstandes in der Drosselstelle 80 und das Speichervolumen in dem 1© Druckspeicher.8lο
Bei der in Figur 1 dargestellten Äusgestaltungsform wirkt im Druckraum I5 des RegeIventile's 17 der vor der Drossel= stelle 13 aufgestaute Meßdruckj, während der Druckraum
IS auf der entgegengesetzten Seit© des Regelkolbens 15 druckentlastet ist, sofern nicht willkürlich ein zusätzliches Drucksignal aufgegeben wird,, Hierdurch ist die "Verstärkung" des Regelventiles durch die Größe der linken Stirnfläche des Regelkolbens 16 und die Steifigkeit der Feder 29 gegeben. Da eine hohe "Verstärkung" zu Instabilität führt, wirkt gemäß dieser zweiten Dämpfungseinrichtung auf die in der Zeichnung rechte Ringstirnfläche des Regelkolbens l6 der Druck in dem Druckraum 77s der seinerseits aber verf3^ zögert Über die Drosselstelle 80 aufgebaut wird. Im
SB stationären Zustand* das hießt bei Gleichgewicht und entsprechend Stillstand am Regelkolben 16 liegt der vor der Drosselsteils 13 angestaute Meßdruck auf beiden Seiten des Regelkolbens 16, wobei jedoch auf der in der Zeichnung linken Seite die Stirnfläche größer ist. Ändert sich
3© jedoch infolge einer Drehzahländerung des Hydromotors 6 sehr schnell der vor der Drosselstelle 13 aufgestaute Druck* dann wirkt diese Druckänderung sehr schnell im Druckraum 15 auf die in der Zeichnung linke Seite des Hegelkolbens 16» während infolge der Drosselung in der
3S Drosselstelle 80 im Druckraum 77 noeh der bis zu diesem
Perm. B728 7.7«
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Zeitpunkt wirkende Druck wirkt. Somit ist die "Verstärkung" im Regelventil hoch. Somit kann bei geeigneter Wahl der durch das Produkt aus Widerstand in der'Drosselsteile 80 und Speicherkapazität 8l gegebenen Zeitkonstante g eine hohe dynamische Verstärkung erzielt werden, während im stationären Zustand nur die Verstärkung durch den auf beiden Seiten gleichen Druck auf die durch die Stirnflächen unterschiedlicher Größe auf beiden Seiten des Regelkolbens 16 gegebene Differenzfläche wirksam ist. Dadurch, daß der vor der Drosselstelle 13 aufgestaute Meßdruck über die Drosselstelle l8 nur verzögert auf die in der Zeichnung rechte Stirnfläche des Regelkolbens 16 wirkt, ergibt sich ein differenzierendes Verhalten des Regelventils 17.
Eine dritte Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen ist geschaffen worden, indem an die SteuerdruckfOrderleitung 12 zwischen der Steuerhilfspumpe 10 und der Drosselstelle 13 eine Leitung 82 angeschlossen ist, die zu einem
2Q Steuerdruckraum eines Zweistellung/Zweianschlußventils ("2/2-Ventil") 83 führt, das in der Leitung 5 angeordnet ist. Von der Leitung 82 führt eine Steuerzweigleitung Sauber eine Drosselstelle 85 zu einem Druckspeicher 86, wobei zwischen dem Druckspeicher 86 und der Drosselstelle 85 eine zweite Steuerdruckleitung 67 angeschlossen ist. Das Ventil 83 ist derart gestaltet, daß dann, wenn in beiden Steuerdruckräumen des Ventils 83 der gleiche Druck ansteht, ein freier Durchfluß durch die Leitung 5 freigegeben ist, während dann, wenn auf der an die Leitung 82 angeschlossenen Seite ein höherer Druck ansteht als auf der an die Steuerdruckleitung 67 angeschlossenen Seite, der Strom durch die Leitung 5 in dem Ventil 83 gedrosselt wird.
Die Wirkungsweise dieser dritten Dämpfungseinrichtung ist folgende: Bei raschem Anstieg der Drehzahl des Hydromotors
Form. 572» 7.7t
und damit raschem Anstieg dee Förderstromes der Steuerhilfs» pumpe 10, steigt der Staudruck vor der Drosselstelle 13 rasch an und wird durch die Steuerdruckförderleitung 12 und die Leitung 82 auf die in der Zeichnung rechte Seite des g Ventils 8j übertragen^ während auf der linken Seite dieses Ventils der Druck in der Steuerdruckleitung 67 nur sehr langsam steigen kann, da ein Druckanstieg verzögert wird, da durch die Drosselstelle 85 nur ein gedrosselter Flüssigkeitsstrom fließen kann* der in den Speicher 86 fließt und entsprechend dem geringen zufließenden Strom dort erst langsam den Druck erhöhen kann* Das hat die Folge, daß der dem Hydromotor 6 zufließende Strom gedrosselt wird und damit zumindest ein weiteres Ansteigen der Drehzahl des Hydromotors β verhindert wird, wenn nicht sogar ein Absinken der Drehzahl erzwungen wird, bis das Ventil 83 wieder öffnet. Durch die Bauteile 82 bis 86 ist also ein serielles Netzwerk geschaffen. Diese Dämpfungseinrichtung hat allerdings den Nachteil* daß unmittelbar der unter Hochdruck dem Hydromotor 6 zufließende Strom gedrosselt werden mußs wenn auch nur kurz-
SO fristig und im geringen Maße* Immerhin wird dadurch ein zu rasches Ansteigen der Drehzahl gedMmpft und damit die Anregung zu Schwingungen. Sollte durch eine analoge Einrichtung angestrebt werden, auch bei Absinken der Drehzahl eine Dämpfungswirkung zu erzielen, müsste der dem Hydromotor 6
2B zufließende Hauptstrom ständig gedrosselt werden und bei Absinken der Drehzahl diese Drosselwirkung ausgeschaltet werden. Mit Rücksicht auf die damit während des Hauptteiles der Zeit des Arbeitens auftretenden Verluste erscheint eine solche Anordnung als weniger empfehlenswert, selbst wenn es
3Q gelingt, den bei plötzlichem Drosseln in dem Ventil 83 unmittelbar vor diesem sich gegebenenfalls kurzfristig dynamisch anstauenden Staudruck auszunutzen, um einen weiteren Steuereffekt an einem drosselnden, dem Ventil 83 äquivalenten Ventil zu erzielen» Durch diese Dämpfungsanordnung wird
3g abhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Staudruck vor
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der Drosselstelle 13 ansteigt, der Zuführquerschnitt in der Leitung 5 zum Hydromotor 6 verkleinert und somit ein Druckabfall in dem Ventil 83 bewirkt, so daß dem Hydromotor 6 weniger Energie zufließt. Auch hier muß wieder für die
S richtige Abstimmung eine zweckmäßige Abstimmung zwischen der Größe der Drosselstelle 85 und dem Speiehervolumen des Speichers 86 erfolgen. Im stationären Zustand ist das Ventil 83 voll geöffnet.
Eine vierte Dämpfungsmöglichkeit ist geschaffen, indem der •-. in der Leitung 20 und damit im Druckraum 21 des Stellzy- ^1 linders 22 anstehende Regelstelldruck auf eine Ringfläche auf der in Figur 5 rechten Seite des Regelkolbens 16 in dem Druckraum 87 durch die Leitung 70 geleitet wird, wobei die Leitung 70 einerseits an die Leitung 20 und andererseits an diesen Druckraum 87 angeschlossen ist. Die in dem Druckraum 87 auf die Ringstirnfläche des Regelkolbens l6 wirkende Kraft ist eine Hilfsregelgröße, die wie eine Beschleunigungsrückführung des Stellkolbens auf die Vorsteuerung wirkt. Das Vorzeichen der Rückführung hängt davon ab, auf welcher Seite des Regelkolbens 16 die von dem in der Leitung 20 anstehenden Druck beaufschlagte Fläche vorgesehen wird. Bei der Auslegung der Einrichtung muß berück-'Λ sichtigt werden, daß die auf die Ringfläche wirkende Kraft bei der Auslegung der Sollwerteinstellung berücksichtigt werden muß.
Eine fünfte Dämpfunfismaßnahme ist gegeben dadurch, daß die Geschwindigkeit des Ein- und Ausströmens von Flüssigkeit aus und in den Stellzylinder 22 durch eine Drosselstelle begrenzt wird. Im Ausrührungsbeispiel ist diese Drosselstelle 88 in der Leitung 6V< vorgesehen, durch die Flüssigkeit in und aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum des Stellzylinders 22 strömt. Diese Dämpfungseinrichtung ist an sich an der optimalen Stelle im System angeordnet und besteht im
fotm. (729 7.7t '
Prinzip in der Rückführung der Stellgeschwindigkeit auf den Kraftsummenpunkt des Stellzylinders. Durch den Druckabfall bei Durchströmen der Drosselstelle 88 wird dem Stellvorgang Energie entzogen und damit die Stellgeschwindigkeit be-
§ grenzt.
Die sowohl bei der Einrichtung gemäß Figur 1 wie auch bei der Einrichtung gemäß Figur 5 vorhandene Sicherheitsventi!einrichtung 57 dient dazu, unzulässige Drehzahlen am ^ Hydromotor 6 zu verhindern, die beispielsweise dadurch entstehen können« daß bei auf größtes Schluckvolumen eingestelltem Hydromotor β diesem plötzlich kein Drehmoment mehr abgenommen wird oder der Druck in der Zuflußleitung
5 plötzlich sehr stark steigt oder in der Regelein-• "8^ richtung eine Störung auftritt, beispielsweise eine Steuerdruckleitung leck wird. In jedem solchen Falle einer unzulässig hohen Drehzahl des Hydromotors 6 fließt durch die Leitung 7 ein zu hoher Strom ab, der durch die Drosselventileinrichtung 57 gedrosselt wird, so daß in der
^0 Drosselventileinrichtung 57 Energie entnommen wird, die nicht dem Hydromotor 6 zufließen kann, da das Druckgefälle in diesem verringert wird, da in der Leitung 7 ein höherer Druck angestaut wird und damit das Druckgefälle zwischen ^ ^ den Leitungen 5 und 7 verändert wird. Da der höchstzulässige ^ in der Leitung 7 abfließende Strom von der dem Hydromotor
6 gegebenen Einstellung abhängig ist, wird als Signal für diese Einstellung in die Sicherheitsventileinrichtung
57 der in der SteuerdruckfOrderleitung 12 vor der Drosselstelle 15 angestaute Druck über die Leitung 38 als Signal- ®e größe eingegeben«
Stand der Technik? "Grundlagen hydrostatischer Getriebe Aufbau, Wirkungsweise und spezielle Anwendungen" in "Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft" Heft 42/1977, SS Seite 29P insbesondere Seite 52„
Perm. S72S ?.7S
1 DE-OS 27 59
"Neuartige Antriebskonzeption mit sekundär geregelten hydrostatischen Maschinen" in 0 + P ölhydraulik und Pneumatik 5 Krauskopf-Verlag 25 (1981, Nr. 5, Seite 287).
DE-AS 12 50
DE-PS 860 10
DE-OS 24 51
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Form. IT» 7.71

Claims (1)

  1. LINDE AKTIENOESELLSCHAFT
    A 81/45 § A A 660
    DP-St/As 14.7.81
    Patentansprüche
    /Steuer- und Regeleinrichtung für eine einstellbare hydrostatische Einheit, wobei die Regeleinrichtung eine Steuerhilfskonstantpumpe aufweist, in deren Förderleitung eine Drosselstelle angeordnet ist, wobei der vor dieser angestaute Druck auf einen Druckraum einwirkt, in dem ein gegen die Kraft einer Feder verschiebbarer, die Lage eines mit dem Stellglied der hydrostatischen Einheit verbundenen, in einem Stellzylinder verschiebbaren Stellkolbens beeinflussen- ' der Regelkolben verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit ein hydrostatischer Motor (6) ist und die Steuerhilfspumpe (10) an dessen Abtriebswelle (8) angeschlossen ist.
    2. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die SteuerdruckfOrderleitung
    (12) der Steuerhilfspumpe (10) außer der zu dem Druckraum (15)» in dem der Regelkolben (16) verschiebbar ist, führenden Leitung (14) vor der Drosselstelle (1J>) eine zweite Zweigleitung (44) angeschlossen ist, die 3g an die das Druckmittel zu dem Hydromotor (6) führende
    Form. 5728 7.71
    Leitung (5 bzw. 1) angeschlossen ist und daß in dieser Zweigleitung eine zweite Drosselstelle (56) angeordnet ist.
    δ 5. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drosselstellen (55 und 56) einander wirkungSKleich sind.
    4. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 2 mit einstellbaren Drosselstellen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drosselstellen (55 und 56) zu gleichsinniger Betätigung miteinander verbunden sind.
    5. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch' 2 mit einstellbaren Drosselstellen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drosselstellen (55 und 56) zu gegensinniger Betätigung miteinander verbunden sind.
    6. Steuer- und Regeleinrichtung insbesondere nach Anspruch 1 mit einer Steuereinheit, bei der der von dem vor der Drosselstelle angestaute Druck beaufschlagte, gegen die Kraft einer Feder verschiebbare Regelkolben ein das Beaufschlagen des Stellzylinders, in dem der Stellkolben gegen eine Gegenkraft verschiebbar ist, steuerndes Regelventil betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ei,n Glied der Steuereinheit mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (71 bis 75 oder 77 bis 79 oder 82 bis 86 oder 70, 87 oder 88) in Wirkverbindung steht.
    7. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem vor der Drosselstelle (13) angestaute Druck beaufschlagte Regelkolben (16) mittels einer Feder (71) gegen den Stellkolben (2?) abgestützt ist.
    Form. 372» 7.71
    8β Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die den vor der Drosselstelle (13) angestauten Druck führende Steuerdruckförderleitung (12) eine Zweigleitung (79) angeschlossen ist,
    s die zu einem Druckraum (77) vor der zweiten Seite des von dem vor der Drosselstelle (13) angestauten Druck be« aufschlagten Regelkolben (16) angeschlossen ist und daß in dieser Leitung (79) eine Drosselstelle (8θ) angeordnet ist und daß zwischen dieser Drosselstelle (80)
    ϊ und dem Druekraum (77) an die Leitung (78) ein Druckspeieher (81) angeschlossen ist„
    9* Steuer-= und Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnets daS in die Leitung (5) zwischen der Druckmittelnetzleitung (1) und der hydrostatischen Einheit (6) ein hydraulisch gesteuertes 2-Stellungs/ 2-Anschlußventil (83) eingebaut ist, das in der einen Schaltstellung die Leitung (5) ungedrosselt frei gibt und in der anderen Schaltstellung die Leitung (5) nur gedrosselt frei gibt, wobei der in Richtung Drosselstellung verschiebende Steuerdruekraum des Ventiles (83) an die Steuerdruckförderleitung (12) angeschlossen ist und der entgegengesetzte Druckraum des Ventils (83) an einen Druckspeicher (86) angeschlossen ist, der
    S über eine Zusatzdrosselstelle (85) an die Steuerdruckförderleitung (12) angeschlossen ist.
    10. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem vor der Drosselstelle
    ) (13) angestauten Druck beaufsehlagte Regelkolben auf der dem angestauten Druck entgegengesetzten Seite mit einer kleineren Kolbenfläche versehen ist und daß diese von dem auf dan Stellkolben wirkenden Druck beaufschlagt ist ο
    Fsfm. S7f8 7.78
    11. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckraum (21 oder 26) des Stellzylinders (22) über eine Dämpfungsdrosselstelle an eine andere Leitung angeschlossen ist. 5
    12. Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der angeschlossene Druckraum" des Stellzylinders (22) der kolbenstangenseitige Druckraum (26) ist und daß dieser über die Dämpfungsdrosselstelle (88) an die Drucknetzleitung (1) angeschlossen ist.
    13· Steuer- und Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der an'die das Druckmittel zu dem Hydromotor £)führende Leitung (5 bzw. 1) angeschlossenen Leitung vor der zweiten Drosselstelle (56) ein Druckminderventil angeordnet ist.
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    Form. (72t 7.7»
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