DE3920323C2

DE3920323C2 - Valve arrangement for speed control of several hydraulic drive motors

Info

Publication number: DE3920323C2
Application number: DE3920323A
Authority: DE
Inventors: Hans Woelfges
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: DE3920323A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Drehzahl regelung mehrerer hydraulischer Antriebsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for speed regulation of several hydraulic drive motors according to the Preamble of claim 1.

Aus EP 0021742 A2 ist ein vorgesteuertes Wegeventil zur Ein stellung der Druckmittelwege von einer Druckmittelquelle zu einem hydraulischen Motor bzw. Tank für die Drehzahleinstel lung des Motors über den elektrischen Antrieb des Vorsteuer ventils bekannt. Außerdem ist das Vorsteuerventil von dem an einer Meßblende stromauf des Motors gemessenen Druckunter schied beaufschlagt, um bei Ausfall des elektrischen Antrie bes ein Aufsteuern der Strömungsmittelwege zum Motor zu ver meiden. Aus EP 0020563 B1 ist eine Ventilanordnung bekannt, die den Ölstrom einer von einem Fahrzeugmotor angetriebenen Pumpe zwischen das Lenkgetriebe und einem hydraulischen An trieb für das Kühlgebläse aufteilt. Dabei liegen der Kühlge bläseantrieb und das Lenkgetriebe in Reihe und die Ventilan ordnung sorgt dafür, daß neben einer ausreichenden Kühllei stung auch dem Lenkgetriebe der erforderliche Ölstrom zur Verfügung steht. Ferner ist aus DE 35 38 643 A1 eine Verstell pumpe zum Antrieb eines Kühlgebläses bekannt, wobei von der Pumpendruckleitung eine Bypassleitung zum Tank abgezweigt ist, in der eine Drossel eingebaut ist, deren Querschnitt temperaturabhängig gesteuert wird. Der Druckunterschied stromauf und stromab der Drossel beaufschlagt den Verstell zylinder der Verstellpumpe.EP 0021742 A2 discloses a pilot-operated directional valve for on position of the pressure medium paths from a pressure medium source a hydraulic motor or tank for the speed setting the motor via the electrical drive of the pilot control valve known. In addition, the pilot valve is from that a pressure orifice measured upstream of the engine acted upon in the event of failure of the electric drive to control the fluid paths to the engine avoid. A valve arrangement is known from EP 0020563 B1, which is the flow of oil from a vehicle engine Pump between the steering gear and a hydraulic on drive for the cooling fan divides. Here are the Kühlge fan drive and the steering gear in series and the valves order ensures that in addition to sufficient cooling stung also the steering gear the required oil flow Available. Furthermore, an adjustment is known from DE 35 38 643 A1 Pump known to drive a cooling fan, of which Pump pressure line branched off a bypass line to the tank is in which a choke is installed, the cross section is controlled depending on the temperature. The pressure difference upstream and downstream of the throttle act on the adjuster variable pump cylinder.

Zur Drehzahlregelung der Antriebsmotore, insbesondere für die Schnecke und den Streuteller eines Salzstreuers lassen sich Stromregelventile verwenden, mit denen der Querschnitt für den Flüssigkeitsstrom und damit die Bewegungsgeschwin digkeit der Motoren geändert werden kann. Es sind auch Stromregelventile bekannt, die von einem Proportionalmagnet angesteuert werden, mit eingebauter Druckwaage zur lastunabhängigen Drehzahlregelung. Um die Motordrehzahl in engen Toleranzen zu halten, wird ein Regelkreis aufgebaut, in dem von einem Sensor die Motordrehzahl gemessen, einem Regler zugeführt und mit dem Sollwert aus der Differenz eine Stellgröße für den Stromregler gebildet wird. Insgesamt lassen sich so Ventilanordnungen aufbauen, die verhältnismäßig aufwendig sind und gerade bei Verwendung von Druckwaagen in Verbindung mit Drehzahlregelungen ein insta biles Regelverhalten hervorrufen.For speed control of the drive motors, especially for leave the snail and the spreading plate of a salt shaker use flow control valves with which the cross section for the liquid flow and thus the speed of movement can be changed. They are too Flow control valves known from a proportional solenoid can be controlled with built-in pressure compensator for load-independent speed control. To keep the engine speed in keeping tight tolerances, a control loop is set up, in which the engine speed measured by a sensor, one Controller supplied and with the setpoint from the difference one Manipulated variable for the current controller is formed. All in all can be constructed in this way, valve arrangements are relatively expensive and especially when using Pressure compensators in connection with speed controls an insta cause bile control behavior.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der angegebenen Art zu schaffen, um in Abhängigkeit vom Verbraucherdruck den Pumpendruck zu steuern, die Ventilanordnung möglichst einfach und billig aufzubauen und trotzdem eine verbesserte Regelstabilität für die Drehzahleinstellung der Antriebsmotore zu erhalten.In contrast, the invention has for its object to provide a valve assembly of the type specified in Depending on the consumer pressure the pump pressure too control, the valve arrangement as simple and cheap to build up and still an improved control stability for to get the speed setting of the drive motors.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. The object of the invention is through the features of Claim 1 solved.

Dabei ist für den ersten Motor ein Zweiwege-Proportional- Stromregler parallel zum Motor und für den zweiten Motor ebenfalls ein Zweiwege-Proportional-Stromregler in die zum Tank führende Leitung eingebaut. Somit wird die Motordreh zahl von der Differenzmenge der Pumpenfördermenge minus dem Durchfluß durch den Stromregler bestimmt. Dabei sind die Steuernuten der beiden Stromregler bei stromlosem Proportionalmagnet geöffnet. Es wird eine Konstantpumpe verwendet, wobei die Summe der beiden Motor- Verbraucherdrücke zuzüglich der Durchflußwiderstände durch die Stromregler den Pumpendruck ergibt. Erfindungsgemäß liegt ein besonderer Vorteil darin, daß sich bei stromlosem Stromregler ein geringerer Pumpenumlaufdruck ergibt, da der gesamte Pumpenförderstrom ohne nennenswerten Widerstand über die Bypass-Leitung zum Tank zurückgeführt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung wird auch auf Druckwaagen verzichtet, so daß das Stabilitätsverhalten des Drehzahlregelkreises verbessert ist. Insgesamt ist der Aufwand für die Ventilanordnung verhältnismäßig gering.For the first motor, a two-way proportional Current regulator parallel to the motor and for the second motor also a two-way proportional current regulator in the for Tank leading line installed. Thus the engine rotation number of the difference between the pump delivery volume minus the Flow determined by the current regulator. Here are the Control grooves of the two current regulators when there is no current Proportional magnet opened. It becomes a constant pump used, the sum of the two motor Consumer pressures plus the flow resistances through the current regulator gives the pump pressure. According to the invention there is a particular advantage in that when there is no current Current regulator results in a lower pump circulation pressure since the total pump flow without significant resistance over the bypass line can be returned to the tank. In the valve arrangement according to the invention, pressure compensators are also dispensed with, so that improves the stability behavior of the speed control loop is. Overall, the effort for the valve assembly relatively small.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch die Ventilanordnung mit den Antriebsmotoren dar gestellt ist.An embodiment of the invention is shown below the only figure of the drawing explained in more detail in the schematically represents the valve arrangement with the drive motors is posed.

In der Zeichnung fördert eine Konstantpumpe 1 in eine Zu laufleitung 2, an die ein erster Antriebsmotor 3 z. B. für die Schnecke eines Salzstreuers und hieran anschließend ein Antriebsmotor 4 beispielsweise für den Streuteller des Salz streuers angeschlossen ist. Beide Motoren sollen unabhängig voneinander in ihrer Drehzahl geregelt werden. Hierzu ist jeweils ein Zweiwege-Proportional-Regelventil 5 vorgesehen. Beide Ventile sind gleich aufgebaut und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. In the drawing, a constant pump 1 promotes in a running line 2 to which a first drive motor 3 z. B. for the screw of a salt spreader and then a drive motor 4 is connected for example for the spreading plate of the salt spreader. The speed of both motors should be controlled independently of each other. For this purpose, a two-way proportional control valve 5 is provided. Both valves have the same structure and the same components have the same reference numbers.

Das Ventil 5 besteht aus einem in einer Bohrung 6 verschieb baren Steuerkolben 7, der einerseits vom Stößel 8 eines Pro portionalmagneten 9 und gegensinnig von einer Feder 10 beaufschlagt ist, die in einem Federraum 11 angeordnet ist. Der Steuerkolben 7 weist Steuernuten 12 auf, die mit der Steuerkante 15 des Ringkanals 14 im Gehäuse zusammenwirken.The valve 5 consists of a displaceable in a bore 6 control piston 7 , which is acted on the one hand by the plunger 8 of a proportional magnet 9 and in the opposite direction by a spring 10 which is arranged in a spring chamber 11 . The control piston 7 has control grooves 12 which cooperate with the control edge 15 of the annular channel 14 in the housing.

Über den Ringkanal 14 ist die Zulaufleitung 2 unmittelbar mit dem Motor 3 verbunden. In dem dargestellten stromlosen Zustand ist jedoch der Durchgang des Strömungsmittels aus dem Ringkanal 14 über die Steuernuten 12 in den Federraum 11 offen, die Blende des Stromregelventils ist also geöffnet und der von der Pumpe 1 geförderte Flüssigkeitsstrom gelangt über eine Bypass-Leitung 20 in die Zulaufleitung 2′ stromab des Motors 3.The feed line 2 is connected directly to the motor 3 via the ring channel 14 . In the currentless state shown, however, the passage of the fluid from the ring channel 14 via the control grooves 12 into the spring chamber 11 is open, the orifice of the flow control valve is thus open and the liquid flow conveyed by the pump 1 reaches the feed line via a bypass line 20 2 'downstream of the engine 3 .

Damit die Motorabtriebswelle sich nicht dreht, muß der Durchflußwiderstand durch das Ventil 5 und die Bypass- Leitung 20 kleiner sein als das Losbrechmoment des Motors 3. Um den Losbrechmoment gegebenenfalls zu erhöhen, ist stromab des Motors 3 ein Rückschlagventil 22 vorgesehen.So that the motor output shaft does not rotate, the flow resistance through the valve 5 and the bypass line 20 must be less than the breakaway torque of the motor 3 . In order to increase the breakaway torque if necessary, a check valve 22 is provided downstream of the engine 3 .

Die Motordrehzahl wird von einem Wandler 24 erfaßt und zusammen mit einem Sollwert für die Drehzahl einem Regler 25 zugeführt, der eine Stellgröße für den Proportionalmagnet 9 liefert. Zur Erhöhung der Drehzahl wird der Strom auf den Proportionalmagnet erhöht, so daß die Steuernuten 12 im Steuerkolben 7 in Schließrichtung verstellt werden, so daß über den Ringkanal 14 der Motor 3 mit Druckmittel beaufschlagt wird.The engine speed is detected by a converter 24 and, together with a setpoint value for the speed, fed to a controller 25 , which provides a manipulated variable for the proportional magnet 9 . To increase the speed, the current to the proportional magnet is increased so that the control grooves 12 in the control piston 7 are adjusted in the closing direction so that the motor 3 is pressurized via the annular channel 14 .

Der Steuerkolben 7 ist mit einer Bohrung 27 versehen, so daß das Ventil bzw. der Steuerkolben 7 druckausgeglichen ist. Auch der Innenraum des Proportionalmagneten ist über eine Bohrung 28 druckausgeglichen. The control piston 7 is provided with a bore 27 so that the valve or the control piston 7 is pressure balanced. The interior of the proportional magnet is also pressure-balanced via a bore 28 .

Das stromauf des Antriebsmotors 4 vorgesehene Stromregel ventil 5 ist in gleicher Weise aufgebaut und die Bypass- Leitung 20 wird hier von einer unmittelbar in den Tank führenden Leitung gebildet. Auch hier erfolgt die Drehzahl regelung für den Motor 4 über die Ansteuerung des Proportio nalmagneten, wodurch der Steuerkolben mehr oder weniger in Schließrichtung verstellt wird, um die dem Motor 4 zuzufüh rende Flüssigkeitsmenge zu erhöhen oder zu verringern.The upstream of the drive motor 4 provided flow control valve 5 is constructed in the same way and the bypass line 20 is formed here by a line leading directly into the tank. Again, the speed control for the motor 4 takes place via the control of the proportional magnet, whereby the control piston is more or less adjusted in the closing direction in order to increase or decrease the amount of liquid to be fed to the motor 4 .

Claims

1. Valve arrangement for speed control of several hydraulic drive motors, which are connected in series to a constant pump, the drive motors for adjusting the pressure medium flow to be supplied each with a flow control valve with a proportional magnet which is controlled by a control variable formed from the engine speed and a setpoint , characterized in that each flow control valve ( 5 ) is designed as a two-way flow control valve and is arranged in a bypass line ( 20 ) of each drive motor ( 3 , 4 ), the control grooves ( 12 ) of each flow control valve ( 5 ) with the associated currentless proportional magnet ( 9 ) are open.

2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that in the open position of the control grooves ( 12 ) the flow resistance through each flow control valve ( 5 ) to the respective bypass line ( 20 ) is smaller than the breakaway torque of the associated motor ( 3 , 4 ) .

3. Valve arrangement according to claim 2, characterized in that to increase the breakaway torque of each motor ( 3 , 4 ) a check valve ( 22 ) is provided on the output side of the drive motor.

4. Valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that each motor ( 3 , 4 ) via a ge-side annular groove ( 14 ) in the flow control valve ( 5 ) to the respective pressure line ( 2 , 2 ') is connected each respective control groove cross section is formed between a control piston ( 7 ) and a control edge ( 15 ), the respective control piston ( 7 ) is acted upon by a respective proportional magnet ( 9 ) against a spring ( 10 ) and each spring chamber ( 11 ) is connected to the respective associated bypass line ( 20 ) is connected.

5. Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the control piston ( 7 ) and the proportional magnet ( 9 ) are pressure balanced.