DE4118869A1 - Regelvorrichtung zur regelung des verdraengungsvolumens mehrerer hydrostatischer maschinen - Google Patents
Regelvorrichtung zur regelung des verdraengungsvolumens mehrerer hydrostatischer maschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung nach dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 zur Regelung des Verdrän
gungsvolumens mehrerer in Parallelschaltung an einen gemeinsa
men Verbraucher oder Antrieb angeschlossener hydrostatischer
Maschinen.
Aus der DE-PS 37 11 049 ist eine derartige Regelvorrichtung
bekannt, die je eine den einzelnen hydrostatischen Maschinen
zugeordnete Meß- und Steuereinheit mit einem Wegaufnehmer,
einer mit einer Drosselstelle versehenen Verbindungsleitung
und einem Ventil in Form eines Druckbegrenzungs- oder
alternativ eines Drosselventils umfaßt. Die Verbindungsleitung
verbindet den Eingang des Druckbegrenzungsventils bzw. des
Drosselventils mit einer an die Anschlußleitung der jeweiligen
hydrostatischen Maschine angeschlossenen Steuerdruckleitung,
in der der Systemdruck in der Hauptleitung als Steuerdruck
herrscht, und führt über eine Zweigleitung zu einem Federraum
des Vorsteuerventils. Eine Feder im Federraum erzeugt die
Gegenkraft, der die hydraulische Kraft des die erste Eingangs
größe darstellenden Steuerdrucks entgegensteht. Der Wegaufneh
mer besteht aus einer an der Kolbenstange des Verstellkolbens
des Verstellzylinders ausgebildeten Schrägfläche und einem
Abtaststift, der durch eine Feder, über die er auf den
Schieber des Druckbegrenzungsventils oder des Drosselventils
wirkt, in Anlage an die Schrägfläche gehalten ist. Das
Druckbegrenzungsventil oder das Drosselventil ist unter
Erzeugung eines entsprechend hohen, im Federraum des Vorsteu
erventils anstehenden weiteren Steuerdrucks als zweite Ein
gangsgröße geschlossen, wenn die zugeordnete hydrostatische
Maschine auf Null-Verdrängungsvolumen eingestellt ist. Es
spricht mit zunehmendem Ausschwenken der hydrostatischen
Maschine entsprechend der Bewegung der Schrägfläche unter
Reduzierung des weiteren Steuerdrucks vermehrt an.
Auf diese Weise nimmt die der Gegenkraft als Sollwert der
Regelgröße entgegenwirkende Differenz zwischen den beiden
Steuerdrücken mit zunehmender Verdrängungsvolumen-Einstellung
der jeweiligen hydrostatischen Maschine zu, so daß sich eine
fallende p -Q-Reglerkennlinie ergibt, die von dem der konstan
ten Gegenkraft entsprechenden Sollwert um die sogenannte
bleibende Sollwert-Abweichung abweicht. Derartig druckgeregel
te und parallelgeschaltete hydrostatische Maschinen weisen ein
sogenanntes Proportionalverhalten und infolgedessen u. a. den
Vorteil auf, daß sie bei gleicher Einstellung der Gegenkraft
ungeachtet unterschiedlicher Ausgangsstellungen auf gleiche
Verdrängungsvolumen-Einstellung, d. h. im Fall von beispiels
weise Axialkolbenmaschinen auf gleichem Schwenkwinkel, einge
regelt werden.
Diesem Vorteil steht jedoch der unerwünscht hohe konstruktive
Aufwand jeder Meß- und Steuereinheit mit ihrem Druckbe
grenzungsventil oder Drosselventil, ihrem Wegaufnehmer und
ihrer Verbindungsleitung mitsamt Drosselstelle gegenüber. Ein
weiterer Nachteil besteht in den ständigen Verlusten, die
durch das Drosselventil und die Drosselstellen entstehen und
zu einer nachteiligen Temperaturabhängigkeit führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Regelvorrichtung der
eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unter Aufrecht
erhaltung des Proportional- bzw. Regelverhaltens der parallel
geschalteten hydrostatischen Maschinen der konstruktive Auf
wand verringert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung verwendet statt der
jeder hydrostatischen Maschine zugeordneten Meß- und Steuer
einheit mit dem Druckbegrenzungs- oder Drosselventil, dem
Wegaufnehmer und der Verbindungsleitung mitsamt der Drossel
stelle lediglich das Meßelement, das die Verdrängungsvolumen-
Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine als
Ist-Wert der Regelgröße erfaßt. Dieser Ist-Wert ändert sich
ebenso wie die erste Eingangsgröße gleichsinnig mit der
Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen
Maschine und wird als zweite Eingangsgröße des jeweiligen
Vorsteuerventils verwendet, um dieses derart zu beaufschlagen,
daß mit zunehmender Verdrängungsvolumen-Einstellung, d. h. bei
Einstellung von beispielsweise Axialkolbenmaschinen auf größe
re Schwenkwinkel, die Resultierende sämtlicher am Vorsteuer
ventil angreifenden Kräfte abnimmt, bis Kraftgleichgewicht am
Vorsteuerventil herrscht. Unter der Voraussetzung, daß sämtli
che Vorsteuerventile von Gegenkräften gleicher Größe beauf
schlagt sowie gleiche Meßelemente verwendet werden und da der
Systemdruck für sämtliche Vorsteuerventile derselbe ist,
ergibt sich für sämtliche hydrostatischen Maschinen die
gleiche fallende, um die Summe der ersten und zweiten
Eingangsgröße von der konstanten Gegenkraft als Sollwert der
Regelgröße abweichende Kennlinie der oben genannten Resultie
renden und damit das gewünschte Proportionalverhalten sämtli
cher parallelgeschalteter hydrostatischer Maschinen bezogen
auf deren Verdrängungsvolumen-Einstellungen. Hydrostatische
Maschinen, deren tatsächliche Verdrängungsvolumina bzw. Volu
menströme aufgrund konstruktiver Unterschiede bei gleichen
Verdrängungsvolumen-Einstellungen voneinander abweichen, kön
nen zum Ausgleich dieser Unterschiede, d. h. zur Erzielung
gleicher tatsächlicher Verdrängungsvolumina, durch beispiels
weise Verwendung entsprechend unterschiedlicher Meßelemente
auf dementsprechend unterschiedliche Verdrängungsvolumen-
Einstellungen eingestellt werden.
Unterschiedliche Verdrängungsvolumen-Einstellungen bzw. unter
schiedliche tatsächliche Verdrängungsvolumina oder Volumen
ströme dieser Maschinen infolge von Störeinflüssen, wie etwa
unterschiedlichen Ausgangsstellungen, werden durch unter
schiedliche Verstellung der jeweiligen Vorsteuerventile unter
der Wirkung der entsprechend unterschiedlichen zweiten Ein
gangsgrößen ausgeglichen. Die Vorsteuerventile hydrostatischer
Maschinen mit zu hohen oder zu niedrigen Verdrängungsvolumen-
Einstellungen bzw. tatsächlichen Verdrängungsvolumina oder
Volumenströmen werden in Richtung Regelstellung und damit in
Richtung Null-Volumen bzw. in entgegengesetzte Richtung und
damit in Richtung Maximal-Volumen verstellt. Auf diese Weise
wird mit erheblich verringertem konstruktiven Aufwand, ohne
Drosselverluste und ohne Temperaturabhängigkeit infolge der im
Stand der Technik verwendeten Drosselstellen bzw. der Drossel
ventile, das Proportionalverhalten der parallelgeschalteten
hydrostatischen Maschine und damit der Vorteil, sie ungeachtet
von Störeinflüssen auf gleiche Verdrän
gungsvolumen-Einstellungen bzw. gleiche tatsächliche Verdrän
gungsvolumina oder Volumenströme einzuregeln, gewährleistet.
Das Meßelement ist vorzugsweise als Wegmeßfeder ausgebildet,
deren Federkraft als zweite Eingangsgröße auf das Vorsteuer
ventil einwirkt. Im Gegensatz zu einem Meßelement, dessen
Meßgröße ein Stellweg ist, kann durch entsprechende Wahl der
Federkennlinien der einzelnen Wegmeßfedern sowohl das Regel
verhalten sämtlicher parallelgeschalteter hydrostatischer
Maschinen in gleicher Weise verändert als auch der oben
erwähnte Ausgleich für konstruktive Unterschiede der einzelnen
hydrostatischen Maschinen erzielt werden, die trotz gleicher
Verdrängungsvolumen-Einstellungen unterschiedliche tatsächli
che Verdrängungsvolumina bzw. unterschiedliche Volumenströme
aufweisen.
Zweckmäßigerweise beaufschlagt das Meßelement mit zunehmender
Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen
Maschine das Vorsteuerventil in zunehmendem Maße in Richtung
Regelstellung, d. h. gleichsinnig mit dem von den parallelge
schalteten hydrostatischen Maschinen erzeugten Systemdruck als
Steuerdruck. Es ist auch die umgekehrte Anordnung möglich,
gemäß welcher das Vorsteuerventil mit zunehmender Verdrän
gungsvolumen-Einstellung vom Meßelement in abnehmendem Maße,
jedoch gegen den Systemdruck beaufschlagt wird.
Vorzugsweise greift das Meßelement direkt am Vorsteuerventil
an. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn das Meßelement an einem
Verstellelement der Verstelleinrichtung angreift.
Zweckmäßigerweise ist die Gegenkraft die Federkraft einer
Druckfeder, die eine einstellbare Druckfeder sein kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Vorsteuer
ventil eine vom Steuerdruck beaufschlagte, einen Steuerraum
abgrenzende Meßfläche und eine von einem einstellbaren
Gegensteuerdruck in entgegengesetzter Richtung beaufschlag
bare, einen Gegensteuerraum abgrenzende Gegenmeßfläche auf.
Vorzugsweise ist der Gegensteuerdruck der Druck hinter einer
zwischen dem Steuerraum und dem Gegensteuerraum angeordneten
Drossel und mittels eines sämtlichen Vorsteuerventilen gemein
samen Steuerventils einstellbar. Auf diese Weise ist es
möglich, das Regelverhalten sämtlicher parallelgeschalteter
hydrostatischer Maschinen gleichzeitig und gleichmäßig zu
beeinflussen. Hierbei ist es günstig, wenn das gemeinsame
Steuerventil als ein an die Gegensteuerräume sämtlicher
Vorsteuerventile angeschlossenes Fernsteuerventil, vorzugswei
se in Form eines Druckbegrenzungsventils, ausgebildet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedem Vorsteuer
ventil ein Schaltventil mit je einem Anschluß an den
jeweiligen Gegensteuerraum, an das gemeinsame Steuerventil und
an den Tank zugeordnet. Durch entsprechendes Schalten einzel
ner Schaltventile können die jeweils zugeordneten hydrostati
schen Maschinen willkürlich auf Null-Verdrängungsvolumen und
damit "weggeschaltet" bzw. auf Maximal-Verdrängungsvolumen und
damit "zugeschaltet" werden.
Zur Absicherung der maximalen Verdrängungsvolumen-Einstellung
ist jeder Gegensteuerraum über je ein Maximaldruckventil an
den Tank angeschlossen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Die Zeichnung umfaßt eine einzige Figur und zeigt einen
Schaltplan des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Regelvorrichtung, die zur Regelung der Verdrängungsvolumen-
Einstellung mehrerer parallelgeschalteter hydrostatischer
Maschinen ausgebildet ist.
Die in der Figur dargestellten drei oder mehr hydrostatischen
Maschinen sind als Verstellpumpen 1, 2, 3 mit einer Stromrich
tung ausgebildet und in Parallelschaltung über je eine
Anschlußleitung 4, 5, 6 im offenen Kreislauf an eine zu einem
gemeinsamen Verbraucher (nicht gezeigt) führende Hauptlei
tung 7 und je eine Saugleitung 8 an den Tank 9 angeschlossen.
Die Verstellpumpen 1, 2, 3 sind von einem gemeinsamen oder je
einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) angetrieben und führen
über je eine an den Tank 9 angeschlossene Leckölleitung 10 ihr
Lecköl ab. In jeder Anschlußleitung 4, 5, 6 ist ein in
Richtung der jeweiligen Verstellpumpe 1, 2, 3 sperrendes
Rückschlagventil 11 angeordnet.
Den Verstellpumpen 1, 2, 3 ist je eine Verstelleinrichtung in
Form je zweier Verstellzylinder 12, 13 zugeordnet. In jedem
Verstellzylinder 12, 13 ist ein einen Zylinderraum 14 bzw. 15
abgrenzender Verstellkolben 16 bzw. 17 mit je einer Kolben
stange 18 bzw. 19 verschiebbar angeordnet. Die Kolbenfläche 20
des Verstellkolbens 16 ist kleiner als die Kolbenfläche 21 des
Verstellkolbens 17.
Die Fördervolumen-Einstellung jeder Verstellpumpe 1, 2, 3
erfolgt mittels des Verstellzylinders 12 in Richtung Maximal-
Fördervolumen und des Verstellzylinders 13 in Richtung Null-
Fördervolumen; zu diesem Zweck sind die Kolbenstangen 18, 19
mit den entsprechenden, einander gegenüberliegenden Enden des
Stellteils 22 der jeweiligen Verstellpumpe 1, 2, 3 verbunden.
Der dem Zylinderraum 14 abgewandte Endabschnitt jedes Ver
stellkolbens 16 ragt aus dem jeweiligen Verstellzylinder 12
heraus. Eine auf diesem Endabschnitt sitzende, sich am
Verstellzylinder 12 als auch an einem Bund am freien Ende des
Endabschnitts abstützende Feder 23 druckbeaufschlagt den
Verstellkolben 16 in Richtung Maximal-Fördervolumen. Die
Zylinderräume 14, 15 sind über je einen Anschluß stelldruckbe
aufschlagbar. Sämtliche Federn 23 weisen die gleiche Kennlinie
auf.
Die Regelung der Stelldruckbeaufschlagung jeder Verstellein
richtung 12, 13 erfolgt über je ein Vorsteuerventil 24, 25, 26
in Form eines stetig verstellbaren 3/3-Wege-Schieberventils
mit je einem Anschluß zum Tank 9 sowie je einem Anschluß an
eine erste und eine zweite Stelldruckleitung 27 bzw. 28. Die
zweite Stelldruckleitung 28 führt zum Zylinderraum 15 des
Verstellzylinders 13 und die erste Stelldruckleitung 27 zum
Zylinderraum 14 des Verstellzylinders 12. Letztere Stelldruck
leitung 27 ist außerdem über einen Leitungsabschnitt 29 an
eine Steuerdruckleitung 30 angeschlossen, die an einer Abzwei
gung 31 von der Anschlußleitung 4, 5, 6 der jeweils zugeordne
ten Verstellpumpe 1, 2, 3 abzweigt. Der Stelldruck zur Stell
druckbeaufschlagung der Verstellzylinder 12, 13 wird somit von
dem in den Anschlußleitungen 4, 5, 6 und in der Hauptleitung 7
herrschenden Systemdruck abgeleitet. Die Abzweigung 31 befin
det sich zwischen dem Ausgang der jeweiligen Verstell
pumpe 1, 2, 3 und dem zugeordneten Rückschlagventil 11.
Die in der Zeichnung gezeigte Stellung der Vorsteuerven
tile 24, 25, 26 ist die Mittel- oder Schwimmstellung.
Zur Betätigung jedes Vorsteuerventils 24, 25, 26 sind je ein
Meßelement in Form einer Wegmeßfeder 32, eine einstellbare
Druckfeder 33 sowie je ein Anschluß an die Steuerdrucklei
tung 30 und an eine Gegensteuerdruckleitung 34 vorgesehen.
Sämtliche Wegmeßfedern 32 weisen identische Kennlinien auf.
Gleiches gilt für die Druckfedern 33. Falls die Wegmeßfedern
32 unterschiedliche Kennlinien aufweisen, wie dies z. B. zur
Einstellung sämtlicher Verstellpumpen auf gleiche tatsächliche
Fördervolumina gewollt ist, erfordert das vorliegende, auf die
Erzielung gleicher Fördervolumen-Einstellungen sämtlicher
Verstellpumpen gerichtete Ausführungsbeispiel, die Federn 23
ebenfalls unterschiedlich auszulegen, und zwar derart, daß die
Kennlinien der Wegmeßfeder 32/Feder 23-Anordnungen sämtlicher
Vorsteuerventile identisch sind.
Jede Wegmeßfeder 32 ist zwischen der in der Zeichnung rechten
Stirnfläche des Schiebers des jeweiligen Vorsteuerven
tils 24, 25, 26 und einer am Verstellkolben 16 des jeweils
zugeordneten Verstellzylinders 12 angeformten Nase 35 einge
spannt und beaufschlagt das jeweilige Vorsteuerven
til 24, 25, 26 in Richtung einer Regelstellung (in der
Zeichnung linke Endstellung), in der bei geschlossenem Tankan
schluß die Anschlüsse der Stelldruckleitungen 27, 28 offen
sind. Die Meßgröße der Wegmeßfeder 32 ist deren Federkraft
FWMF, die gleichzeitig als zweite Eingangsgröße für das
jeweilige Vorsteuerventil 24, 25, 26 dient.
Die Druckfeder 33 beaufschlagt die in der Zeichnung linke
Stirnfläche des Schiebers des jeweiligen Vorsteuerven
tils 24, 25, 26 in Richtung der in der Zeichnung rechten
Endstellung als weitere Regelstellung, in der der Anschluß der
ersten Stelldruckleitung 27 geschlossen ist und die verblei
benden Anschlüsse offen sind. Die jeweils eingestellte
Federkraft FDF der Druckfeder 33 bestimmt als Gegenkraft zur
Federkraft FWMF und zu einer noch zu erläuternden ersten
Eingangsgröße die jeweils maximale Fördervolumen-Einstellung
(Sollwert der Regelgröße) der jeweiligen Verstellpumpe
1, 2, 3.
Jedes Vorsteuerventil 24, 25, 26 weist einen Ansatzkolben 36
mit einer einen Steuerraum 37 abgrenzenden Meßfläche 38 und
einer Gegenmeßfläche 39 gleicher Größe auf, die einen dem
Steuerraum 37 gegenüberliegenden Gegensteuerraum 40 abgrenzt.
Der Steuerraum 37 ist an die Steuerdruckleitung 30 und über
den Leitungsabschnitt 29 an die erste Stelldruckleitung 27
angeschlossen, so daß der Systemdruck gleichzeitig den
Steuerdruck pST als erste Eingangsgröße für jedes Vorsteuer
ventil 24, 25, 26 darstellt. Der Gegensteuerraum 40 ist an die
Gegensteuerdruckleitung 34 angeschlossen. Eine Zweigleitung 41
mit einer Drossel 42 verbindet die Gegendrucksteuerleitung 34
mit einem weiteren Anschluß des Steuerraums 37. Die genannten
Anschlüsse des Steuerraums 37 und des Gegensteuerraums 40 sind
ungeachtet der jeweiligen Stellung des Schiebers jedes
Vorsteuerventils 24, 25, 26 stets offen.
Sämtliche Gegendrucksteuerleitungen 34 sind über je ein
Schaltventil 43 in Form eines willkürlich, vorzugsweise durch
Fernsteuerung betätigbaren 3/2-Wegeventils mit je einem
Tankanschluß an eine Fernsteuerleitung 44 angeschlossen, die
über ein sämtlichen Vorsteuerventilen 24, 25, 26 gemeinsames
Steuerventil 45 in Form eines fernbetätigbaren Druckbe
grenzungsventils zum Tank 9 hin entlastet werden kann. In der
in der Zeichnung dargestellten Schaltstellung ist bei geöffne
tem Tankanschluß der Anschluß jedes Schaltventils 43 an die
Fernsteuerleitung 44 geschlossen; dementsprechend sind die
Anschlußverhältnisse in der Ruhestellung umgekehrt. Zwischen
jedem Schaltventil 43 und dem zugeordneten Vorsteuerven
til 24, 25, 26 ist ein in Richtung des letzteren sperrendes
Rückschlagventil 46 angeordnet.
Die Gegensteuerräume 40 der Vorsteuerventile 24, 25, 26 und
die Zweigleitungen 41 sind an je ein Maximaldruckventil 47 mit
Anschluß zum Tank 9 hin angeschlossen.
Die Gesamtheit sämtlicher Vorsteuerventile 24, 25, 26 mitsamt
der jeweils zugeordneten Wegmeßfeder 32 bildet die erfindungs
gemäße Regelvorrichtung mit folgender Funktion:
Die angetriebenen und gemäß Zeichnung auf maximales Fördervo lumen eingestellten Verstellpumpen 1, 2, 3 erzeugen Förder ströme, die durch die Anschlußleitungen 4, 5, 6 in die Hauptleitung 7 strömen und sich dort zu einem Gesamtförder strom vereinigen, der mit einem in den Steuerdruckleitungen 30 als Steuerdruck pST sowie in den Stelldruckleitungen 27, 28 als Stelldruck herrschenden Systemdruck beladen ist. Entspre chend dem eingestellten Fördervolumen sind die Verstellkol ben 16 der Verstelleinrichtungen 12, 13 bei entspannten Fe dern 23 völlig ausgefahren. Dabei sind die Wegmeßfedern 32 gespannt und halten gemeinsam mit den Druckfedern 33 die Vorsteuerventile 24, 25, 26 lagefixiert in ihrer jeweiligen Mittelstellung, vorausgesetzt, daß sich die Schaltventile 43 in der Ruhestellung befinden und das Fernsteuerventil 45 geschlossen ist, so daß hydraulisches Kraftgleichgewicht an den Ansatzkolben 36 der Vorsteuerventile 24, 25, 26 herrscht.
Die angetriebenen und gemäß Zeichnung auf maximales Fördervo lumen eingestellten Verstellpumpen 1, 2, 3 erzeugen Förder ströme, die durch die Anschlußleitungen 4, 5, 6 in die Hauptleitung 7 strömen und sich dort zu einem Gesamtförder strom vereinigen, der mit einem in den Steuerdruckleitungen 30 als Steuerdruck pST sowie in den Stelldruckleitungen 27, 28 als Stelldruck herrschenden Systemdruck beladen ist. Entspre chend dem eingestellten Fördervolumen sind die Verstellkol ben 16 der Verstelleinrichtungen 12, 13 bei entspannten Fe dern 23 völlig ausgefahren. Dabei sind die Wegmeßfedern 32 gespannt und halten gemeinsam mit den Druckfedern 33 die Vorsteuerventile 24, 25, 26 lagefixiert in ihrer jeweiligen Mittelstellung, vorausgesetzt, daß sich die Schaltventile 43 in der Ruhestellung befinden und das Fernsteuerventil 45 geschlossen ist, so daß hydraulisches Kraftgleichgewicht an den Ansatzkolben 36 der Vorsteuerventile 24, 25, 26 herrscht.
Sobald das Fernsteuerventil 45 betätigt und dadurch die
Gegensteuerräume 40 der Vorsteuerventile 24, 25, 26 entlastet
werden, entsteht an jeder Drossel 42 eine Druckdifferenz, die
die Meßfläche 38 des jeweiligen Ansatzkolbens 36 beaufschlagt
und dadurch den Schieber des zugeordneten Vorsteuerventils
24, 25, 26 in Richtung der linken Endstellung verschiebt, in
der der Stelldruck bei geschlossenem Tankanschluß über die
miteinander verbundenen Stelldruckleitungen 27, 28 die Kolben
flächen 20, 21 der Verstellzylinder 12, 13 beaufschlagt. Unter
der Wirkung der an den größeren Kolbenflächen 21 entstehenden
hydraulischen Kräfte des Stelldrucks werden die Verstellkol
ben 17 aus- sowie die Verstellkolben 16 eingefahren und damit
sämtliche Verstellpumpen 1, 2, 3 in Richtung Null-Fördervolu
men zurückgeschwenkt, bis Gleichgewicht der Kräfte an den
Vorsteuerventilen 24, 25, 26 herrscht.
Sind die Druckdifferenzen so groß, daß ihre die Meßflächen 38
beaufschlagenden hydraulischen Kräfte gleich den Federkräften
FWMF der Wegmeßfedern 32 sind, werden die Verstellpumpen
1, 2, 3 auf Null-Fördervolumen eingestellt; dementsprechend
werden die Federn 23 völlig gespannt und die Wegmeßfedern 32
völlig entspannt. Bleibt das Fernsteuerventil 45 geschlossen,
kann durch Schalten einzelner Schaltventile 43 von der Ruhe
in die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung die oben
genannte Druckdifferenz an den jeweiligen Drosseln 42 erzeugt
und damit die jeweils zugeordnete Verstellpumpe 1, 2, 3 in der
vorbeschriebenen Weise zurückgeschwenkt werden.
Durch Aufheben des Betätigungs- bzw. Schaltdrucks werden das
Fernsteuerventil 45 bzw. die Schaltventile 43 in die geschlos
sene bzw. Ruhestellung überführt, die Druckdifferenzen an den
Drosseln 42 aufgehoben und auf diese Weise hydraulisches
Kraftgleichgewicht an den Schiebern der Vorsteuerventile
24, 25, 26 hergestellt, so daß die Verstellkolben 16 unter der
Wirkung der gespannten Federn 23 ausfahren und damit die
Verstellpumpen 1, 2, 3 auf maximales Fördervolumen ausschwen
ken. Dabei wird durch entsprechendes Spannen der Wegmeßfedern
32 das Gleichgewicht der Federkräfte FWFM und FDF aufrechter
halten.
Unterschiedliche Stellungen der Verstellkolben 16, 17 und
damit voneinander abweichende Fördervolumen-Einstellungen der
Verstellpumpen 1, 2, 3 werden mittels der Wegmeßfedern erfaßt
und ausgeglichen.
Wenn beispielsweise die Druckdifferenzen an den Drosseln 42
voneinander abweichen, sind die Verstellkolben 16 verschieden
weit eingefahren und die Verstellpumpen 1, 2, 3 auf entsprechend
unterschiedliche Fördervolumen-Einstellungen zurückgeschwenkt.
Die Wegmeßfedern 32 sind ebenso wie die Federn 23 mit
dementsprechend unterschiedlichen Federkräften gespannt. Da
raus folgt, daß bei Überführung der Schaltventile 43 bzw. des
Fernsteuerventils 45 in die Ruhe- bzw. geschlossene Stellung
die einzelnen Verstellkolben 16 bis zum Erreichen des Kraft
gleichgewichts am jeweiligen Vorsteuerventil 24, 25, 26 um
genau diejenige Strecke ausfahren, die dem Federweg ent
spricht, der in der Kennlinie der jeweiligen Wegmeßfeder 32
der Differenz zwischen den Federkräften FDF und FWMF zugeord
net ist. Auf diese Weise werden sämtliche Verstellpumpen
1, 2, 3 auf gleiche maximale Fördervolumen-Einstellung ausge
schwenkt.
Dies trifft auch für den Fall zu, daß einzelne Federn 23 eine
gegenüber den Druckfedern 33 geringere Federhärte aufweisen,
so daß bei Überführung der Schaltventile 43 bzw. des Fernsteu
erventils 45 in die Ruhe- bzw. geschlossene Stellung die
zugeordneten Verstellkolben 16 unter der Wirkung der Feder 23
nicht völlig, d. h. nicht bis zum Erreichen des Kraftgleichge
wichts am jeweiligen Vorsteuerventil 24, 25, 26 ausfahren und
somit die zugeordneten Verstellpumpen 1, 2, 3 nicht bis auf
maximale Fördervolumen-Einstellung ausschwenken. In einem
solchen Fall sind die Schieber der sich nicht im Kraftgleich
gewicht befindlichen Vorsteuerventile 24, 25, 26 in Richtung
rechter Endstellung verschoben, in der bei geöffneten An
schlüssen an die jeweilige Stelldruckleitung 28 sowie den Tank
und geschlossenen Anschlüssen an die jeweilige Stelldrucklei
tung 27 letztere direkt mit der zugeordneten Steuerdrucklei
tung 30 verbunden ist, so daß der für sämtliche Verstell
einrichtungen 12, 13 gleiche Stelldruck die zugeordneten
Verstellkolben 16 so weit ausfährt, bis Kraftgleichgewicht an
den jeweiligen Vorsteuerventilen 24, 25, 26 herrscht und die
zugeordneten Verstellpumpen 1, 2, 3 auf maximale Fördervolu
men-Einstellung ausgeschwenkt sind.
Gemäß einer alternativen Ausbildung können die Meßflächen 38
größer als die Gegenmeßflächen 39 sein, um bei sämtlichen
Betriebsverhältnissen sicherzustellen, daß bei Überschreiten
eines zulässigen maximalen Systemdrucks die Schieber der
Vorsteuerventile 24, 25, 26 in Richtung linke Endstellung
verschoben und auf diese Weise die Verstellpumpen 1, 2, 3 in
Richtung geringerer Fördervolumen-Einstellung zurückgeschwenkt
werden, bis Kraftgleichgewicht an den Vorsteuerventi
len 24, 25, 26 herrscht und der sich einstellende Systemdruck
unterhalb des zulässigen maximalen Wertes liegt.
Falls der Systemdruck und damit der Steuerdruck pST einen
zulässigen Maximalwert überschreitet, wird er über die
Maximal-Druckventile 47 zum Tank 9 hin entlastet.
Claims (13)
1. Regelvorrichtung zur Regelung des Verdrängungsvolumens
mehrerer hydrostatischer Maschinen, die über je eine
Anschlußleitung in Parallelschaltung an eine zu wenigstens
einem gemeinsamen Verbraucher oder Antrieb führende Haupt
leitung angeschlossen und mit je einer stelldruckbeauf
schlagbaren Verstelleinrichtung zum Verstellen ihres Ver
drängungsvolumens verbunden sind, mit je einem jeder
Verstelleinrichtung zugeordneten Vorsteuerventil, das von
einer ersten Eingangsgröße in Form der hydraulischen Kraft
eines Steuerdrucks in Richtung einer Regelstellung gegen
eine Gegenkraft sowie von einer zweiten Eingangsgröße, die
der Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydro
statischen Maschine entspricht, beaufschlagt ist und in der
Regelstellung die Stelldruckbeaufschlagung der Verstellein
richtung in Richtung einer Verringerung des Verdrängungsvo
lumens der zugeordneten hydrostatischen Maschine regelt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Eingangsgröße der von den hydrostatischen Maschinen (1, 2, 3) erzeugte Systemdruck in der Hauptlei tung (7) ist, und daß die zweite Eingangsgröße die Meßgröße eines die Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine erfassenden Meßelements (32) ist und mit zunehmender Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine (1, 2, 3) eine Verstel lung des Vorsteuerventils (24, 25, 26) in Richtung Regel stellung bewirkt.
daß die erste Eingangsgröße der von den hydrostatischen Maschinen (1, 2, 3) erzeugte Systemdruck in der Hauptlei tung (7) ist, und daß die zweite Eingangsgröße die Meßgröße eines die Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine erfassenden Meßelements (32) ist und mit zunehmender Verdrängungsvolumen-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine (1, 2, 3) eine Verstel lung des Vorsteuerventils (24, 25, 26) in Richtung Regel stellung bewirkt.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßelement als Wegmeßfeder (32) ausgebildet ist,
deren Federkraft (FWMF) als zweite Eingangsgröße auf das
Vorsteuerventil (24, 25, 26) einwirkt.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßelement (32) mit zunehmender Verdrängungsvolu
men-Einstellung der jeweiligen hydrostatischen Maschine
(1, 2, 3) das Vorsteuerventil (24, 25, 26) in zunehmendem
Maße in Richtung Regelstellung beaufschlagt.
4. Regelvorrichtung nach wenigstens einem vorhergehenden
Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßelement (32) direkt am Vorsteuerventil
(24, 25, 26) angreift.
5. Regelvorrichtung nach wenigstens einem vorhergehenden
Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßelement (32) an einem Verstellelement (16) der
Verstelleinrichtung (12, 13) angreift.
6. Regelvorrichtung nach wenigstens einem vorhergehenden
Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenkraft die Federkraft (FDF) eine Druckfeder
(33) ist.
7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder (33) eine einstellbare Druckfeder ist.
8. Regelvorrichtung nach wenigstens einem vorhergehenden
Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorsteuerventil (24, 25, 26) eine vom Steuerdruck
(pST) beaufschlagte, einen Steuerraum (37) abgrenzende
Meßfläche (38) und eine von einem einstellbaren Gegen
steuerdruck (pGST) in entgegengesetzter Richtung beauf
schlagbare, einen Gegensteuerraum (40) abgrenzende Gegen
meßfläche (39) aufweist.
9. Regelvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gegensteuerdruck (pSTG) der Druck hinter einer
zwischen dem Steuerraum (37) und dem Gegensteuerraum (40)
angeordneten Drossel (42) und mittels eines sämtlichen
Vorsteuerventilen (24, 25, 26) gemeinsamen Steuerven
tils (45) einstellbar ist.
10. Regelvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gemeinsame Steuerventil (45) als ein an die
Gegensteuerräume (40) sämtlicher Vorsteuerventile
(24, 25, 26) angeschlossenes Fernsteuerventil ausgebildet
ist.
11. Regelvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fernsteuerventil (45) als Druckbegrenzungsventil
ausgebildet ist.
12. Regelvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis
11,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Vorsteuerventil (24, 25, 26) ein Schaltven
til (43) mit je einem Anschluß an den jeweiligen Gegen
steuerraum (40), an das gemeinsame Steuerventil (45) und
an den Tank (9) zugeordnet ist.
13. Regelvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis
12,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Gegensteuerraum (40) über je ein Maximaldruck
ventil (47) an den Tank (9) angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914118869 DE4118869C2 (de) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Regelvorrichtung zur Regelung des Verdrängungsvolumens mehrerer hydrostatischer Maschinen |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19914118869 DE4118869C2 (de) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Regelvorrichtung zur Regelung des Verdrängungsvolumens mehrerer hydrostatischer Maschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4118869A1 true DE4118869A1 (de) | 1992-12-10 |
| DE4118869C2 DE4118869C2 (de) | 1995-06-29 |
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ID=6433484
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| DE (1) | DE4118869C2 (de) |
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| DE4118869C2 (de) | 1995-06-29 |
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