DE4118869A1 - Control system for hydrostatic machines arranged in parallel - has first input pressure system with second making comparison of quantity of measuring element which adjusts pre-control valve - Google Patents
Control system for hydrostatic machines arranged in parallel - has first input pressure system with second making comparison of quantity of measuring element which adjusts pre-control valveInfo
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Abstract
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.The invention relates to a control device according to the Oberbe Handle of claim 1 to regulate the displacement volume of several connected in parallel to a common connected consumer or drive connected hydrostatic Machinery.
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. Such a control device is known from DE-PS 37 11 049 known, each one of the individual hydrostatic machines assigned measuring and control unit with a displacement transducer, a connecting line provided with a throttle and a valve in the form of a pressure relief or alternatively includes a throttle valve. The connecting line connects the inlet of the pressure relief valve or Throttle valve with one on the connecting line of the respective control pressure line connected to the hydrostatic machine, in which the system pressure in the main line as control pressure prevails, and leads via a branch line to a spring chamber of the pilot valve. A spring in the spring chamber creates the Drag force, the hydraulic force of the first input size representing control pressure. The way up mer consists of one on the piston rod of the adjusting piston of the adjusting cylinder and an inclined surface Stylus, held by a spring, over which it points Slider of the pressure relief valve or the throttle valve acts, is held in contact with the inclined surface. The Pressure relief valve or the throttle valve is under Generation of a correspondingly high level in the spring space of the input tax pending further control pressure as a second on gear size closed when the assigned hydrostatic Machine is set to zero displacement. It speaks as the hydrostatic swings out Machine according to the movement of the inclined surface under Reduction of the further control pressure increases.
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.In this way, the counterforce takes as the setpoint of the Control variable counteracting difference between the two Control pressures with increasing displacement setting of the respective hydrostatic machine, so that there is a falling p -Q controller characteristic curve results from that of the constant th counterforce corresponding target value by the so-called permanent setpoint deviation deviates. Such pressure control hydrostatic machines connected in parallel have so-called proportional behavior and consequently u. a. the Advantage on that with the same setting of the counterforce regardless of different starting positions to the same Displacement setting, i.e. H. in the case of example wise axial piston machines with the same swivel angle be regulated.
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.However, this advantage is the undesirably high structural Effort of each measuring and control unit with its Druckbe limit valve or throttle valve, its displacement sensor and opposite your connecting line with throttle. A Another disadvantage is the constant losses that caused by the throttle valve and the throttling points and lead to an adverse temperature dependence.
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.It is an object of the invention to provide a control device the kind mentioned in the beginning so that under upright preservation of the proportional or control behavior of the parallel switched hydrostatic machines the constructive on wall is reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
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.The control device according to the invention used instead of measurement and control assigned to each hydrostatic machine unit with the pressure relief or throttle valve, the Position transducer and the connecting line together with the throttle just place the measuring element that the displacement volume Setting the respective hydrostatic machine as Actual value of the controlled variable is recorded. This actual value changes just like the first input variable in the same direction as the Displacement setting of the respective hydrostatic Machine and is used as the second input variable of each Pilot valve used to pressurize it in such a way that with increasing displacement setting, d. H. at Setting, for example, axial piston machines to size right swivel angle, the resultant of all at the pilot Valves attacking forces decreases until the force balance on Pilot valve prevails. Provided that all che pilot valves of opposing forces of the same size strikes and the same measuring elements are used and since the System pressure is the same for all pilot valves, results for all hydrostatic machines same falling to the sum of the first and second Input variable from the constant counterforce as the setpoint of the Characteristic variable deviating characteristic of the above result and thus the desired proportional behavior hydrostatic machines connected in parallel on their displacement volume settings. Hydrostatic Machines whose actual displacement or volu flows due to constructive differences in the same Displacement settings may differ from one another to compensate for these differences, i. H. to achieve same actual displacement, by example wise use according to different measuring elements accordingly different displacement volumes- Settings can be set.
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.Different displacement volume settings or under different actual displacement volumes or volumes currents of these machines as a result of interference, such as different starting positions are indicated by under different adjustment of the respective pilot valves under the effect of the correspondingly different second one aisle sizes balanced. The pilot valves are more hydrostatic Machines with displacement volumes that are too high or too low Settings or actual displacement volumes or Volume flows are in the direction of the control position and thus in Towards zero volume or in the opposite direction and adjusted in the direction of maximum volume. In this way is done with significantly reduced design effort without Throttle losses and without temperature dependence due to the im State of the art used throttling points or the throttle valves, the proportional behavior of the parallel hydrostatic machine and therefore the advantage of it regardless from interference to equal displacement volume settings or the same actual displacement control volume or volume flows guaranteed.
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.The measuring element is preferably designed as a displacement spring, whose spring force is the second input variable on the input tax valve acts. In contrast to a measuring element, the Measured variable is an adjustment path, can be selected accordingly Spring characteristics of the individual position measuring springs are both the rule behavior of all parallel hydrostatic Machines changed in the same way as the one above mentioned compensation for constructive differences of the individual hydrostatic machines can be achieved despite the same Displacement settings different actual che displacement volumes or different volume flows exhibit.
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.The measuring element expediently acts with increasing Displacement setting of the respective hydrostatic Machine the pilot valve increasingly in the direction Control position, d. H. in the same direction as that of the parallelge switched hydrostatic machines generated system pressure as Control pressure. The reverse arrangement is also possible, according to which the pilot valve with increasing displacement volume setting of the measuring element in decreasing dimensions, however, is applied against the system pressure.
Vorzugsweise greift das Meßelement direkt am Vorsteuerventil an. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn das Meßelement an einem Verstellelement der Verstelleinrichtung angreift.The measuring element preferably engages directly on the pilot valve at. It is also advantageous if the measuring element on a Adjusting element of the adjusting device attacks.
Zweckmäßigerweise ist die Gegenkraft die Federkraft einer Druckfeder, die eine einstellbare Druckfeder sein kann.The counterforce is expediently the spring force of a Compression spring, which can be an adjustable compression spring.
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.According to a development of the invention, the input tax has valve a control room acted upon by the control pressure delimiting measuring surface and one of an adjustable Counter-pressure in the opposite direction bare counter measuring area delimiting a counter control space.
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.The counter-control pressure is preferably the pressure behind one arranged between the control room and the counter control room Throttle and common by means of all pilot valves same control valve adjustable. That way it is possible, the control behavior of all parallel hydrostatic machines simultaneously and evenly influence. It is beneficial if the common Control valve as one to the counter control rooms of all Pilot valve connected remote control valve, preferably two se in the form of a pressure relief valve.
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.According to a development of the invention, everyone is subject to input tax valve a switching valve with a connection to each respective counter control room, to the common control valve and assigned to the tank. By switching accordingly ner switching valves can the assigned hydrostati machines arbitrarily to zero displacement and thus "disconnected" or to the maximum displacement and to be "switched on".
Zur Absicherung der maximalen Verdrängungsvolumen-Einstellung ist jeder Gegensteuerraum über je ein Maximaldruckventil an den Tank angeschlossen.To ensure the maximum displacement volume setting each counter control room is connected via a maximum pressure valve connected the tank.
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.The invention is based on one embodiment game described in more detail with reference to the drawing. The drawing comprises a single figure and shows one Circuit diagram of the embodiment of the invention Control device used to control the displacement volume Setting of several hydrostatic connected in parallel Machines is trained.
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.The three or more hydrostatic machines shown in the figure are designed as variable pumps 1 , 2 , 3 with a flow direction and in parallel connection via a connecting line 4 , 5 , 6 in an open circuit to a main line leading to a common consumer (not shown) device 7 and each one suction line 8 connected to the tank 9 . The variable displacement pumps 1 , 2 , 3 are driven by a common or one drive motor (not shown) and discharge their leak oil via a leak oil line 10 connected to the tank 9 . In each connecting line 4 , 5 , 6 a check valve 11 is arranged in the direction of the respective variable pump 1 , 2 , 3 .
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. The adjusting pumps 1 , 2 , 3 are each assigned an adjusting device in the form of two adjusting cylinders 12 , 13 . In each adjusting cylinder 12 , 13 is a cylinder chamber 14 or 15 delimiting adjusting piston 16 or 17 , each with a piston rod 18 and 19 slidably arranged. The piston surface 20 of the adjusting piston 16 is smaller than the piston surface 21 of the adjusting piston 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.The delivery volume setting of each variable pump 1 , 2 , 3 is carried out by means of the adjustment cylinder 12 in the direction of the maximum delivery volume and the adjustment cylinder 13 in the direction of the zero delivery volume; For this purpose, the piston rods 18 , 19 are connected to the corresponding, opposite ends of the adjusting part 22 of the respective variable displacement pump 1 , 2 , 3 .
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.The end section of each adjusting piston 16 facing away from the cylinder chamber 14 protrudes from the respective adjusting cylinder 12 . A spring 23 seated on this end section and supported on the adjusting cylinder 12 as well as on a collar at the free end of the end section pressurizes the adjusting piston 16 in the direction of the maximum delivery volume. The cylinder spaces 14 , 15 can be added via a connection to Stelldruckbe. All springs 23 have the same characteristic.
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. The control of the actuating pressure of each Verstellein direction 12 , 13 is carried out via a pilot valve 24 , 25 , 26 in the form of a continuously adjustable 3/3-way slide valve, each with a connection to the tank 9 and a connection to a first and a second signal pressure line 27 and 28 respectively. The second signal pressure line 28 leads to the cylinder space 15 of the adjusting cylinder 13 and the first signal pressure line 27 leads to the cylinder space 14 of the adjusting cylinder 12 . The latter signal pressure line 27 is also connected via a line section 29 to a control pressure line 30 which branches off at a branch 31 from the connecting line 4 , 5 , 6 of the respective assigned variable displacement pump 1 , 2 , 3 . The signal pressure for pressurizing the adjusting cylinders 12 , 13 is thus derived from the system pressure prevailing in the connecting lines 4 , 5 , 6 and in the main line 7 . The branch 31 is located between the output of the respective variable displacement pump 1 , 2 , 3 and the associated check valve 11 .
Die in der Zeichnung gezeigte Stellung der Vorsteuerven tile 24, 25, 26 ist die Mittel- oder Schwimmstellung.The position of the pilot valves 24 , 25 , 26 shown in the drawing is the middle or floating position.
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.To actuate each pilot valve 24 , 25 , 26 are each a measuring element in the form of a position measuring spring 32 , an adjustable compression spring 33 and a connection to the Steuerdrucklei device 30 and a counter-control pressure line 34 are provided. All measuring springs 32 have identical characteristics. The same applies to the compression springs 33 . If the measuring springs 32 have different characteristics, as z. B. to set all displacement pumps to the same actual delivery volumes, the present embodiment, aimed at achieving the same delivery volume settings of all adjustment pumps, also requires the springs 23 to be designed differently, in such a way that the characteristics of the displacement spring 32 / spring 23 - Arrangements of all pilot valves are identical.
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.Each measuring spring 32 is clamped between the right face in the drawing of the slide of the respective pilot valve 24 , 25 , 26 and a nose 35 formed on the adjusting piston 16 of the respectively associated adjusting cylinder 12 and acts on the respective pilot valve 24 , 25 , 26 in the direction a control position (left end position in the drawing), in which the connections of the signal pressure lines 27 , 28 are open when the tank connection is closed. The measured variable of the displacement measuring spring 32 is its spring force F WMF , which also serves as the second input variable for the respective pilot valve 24 , 25 , 26 .
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.The compression spring 33 acts on the left end face of the slide valve of the respective pilot valve 24 , 25 , 26 in the direction of the right end position in the drawing as a further control position in which the connection of the first signal pressure line 27 is closed and the remaining connections are open . The respectively set spring force F DF of the compression spring 33 determines the maximum delivery volume setting (setpoint of the controlled variable) of the respective variable pump 1 , 2 , 3 as a counterforce to the spring force F WMF and to a first input variable to be explained.
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.Each pilot valve 24 , 25 , 26 has an extension piston 36 with a measuring surface 38 delimiting a control chamber 37 and a counter measuring surface 39 of the same size, which delimits a counter control chamber 40 opposite the control chamber 37 . The control chamber 37 is connected to the control pressure line 30 and via the line section 29 to the first signal pressure line 27 , so that the system pressure simultaneously represents the control pressure p ST as the first input variable for each pilot valve 24 , 25 , 26 . The counter control space 40 is connected to the counter control pressure line 34 . A branch line 41 with a throttle 42 connects the back pressure control line 34 to a further connection of the control chamber 37 . The mentioned connections of the control chamber 37 and the counter control chamber 40 are always open regardless of the respective position of the slide of each pilot valve 24 , 25 , 26 .
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.All back pressure control lines 34 are each connected via a switching valve 43 in the form of an arbitrarily, preferably by remote control 3/2-way valve with a tank connection to a remote control line 44 , which via all pilot valves 24 , 25 , 26 common control valve 45 in the form of a remote control Druckbe limit valve to the tank 9 can be relieved. In the switching position shown in the drawing, the connection of each switching valve 43 to the remote control line 44 is closed when the tank connection is opened; accordingly, the connection conditions are reversed in the rest position. Between each switching valve 43 and the associated pilot valve 24 , 25 , 26 , a non-return valve 46 is arranged in the direction of the latter.
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.The counter control rooms 40 of the pilot valves 24 , 25 , 26 and the branch lines 41 are each connected to a maximum pressure valve 47 with a connection to the tank 9 .
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.The entirety of all pilot valves 24 , 25 , 26 together with the respectively assigned displacement measuring spring 32 forms the control device according to the invention with the following function:
The driven and according to the drawing set to maximum Fördervo lumen variable pumps 1 , 2 , 3 generate flow rates that flow through the connecting lines 4 , 5 , 6 into the main line 7 and combine there to form a total flow, which with one in the control pressure lines 30th as the control pressure p ST and in the signal pressure lines 27 , 28 as the signal pressure prevailing system pressure. Corresponding to the set delivery volume, the adjusting pistons 16 of the adjusting devices 12 , 13 are completely extended when the springs 23 are relaxed. The position measuring springs 32 are tensioned and hold the pilot valves 24 , 25 , 26 fixed in position in their respective middle position together with the compression springs 33 , provided that the switching valves 43 are in the rest position and the remote control valve 45 is closed, so that hydraulic force balance at the Extension piston 36 of the pilot valves 24 , 25 , 26 prevails.
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.As soon as the remote control valve 45 is actuated and thereby the counter control spaces 40 of the pilot valves 24 , 25 , 26 are relieved, a pressure difference arises at each throttle 42 , which acts on the measuring surface 38 of the respective extension piston 36 and thereby the slide of the associated pilot valve 24 , 25 , 26 in Moves towards the left end position, in which the signal pressure with the tank connection closed via the interconnected signal pressure lines 27 , 28, the piston surfaces 20 , 21 of the adjusting cylinders 12 , 13 acted upon. Under the effect of the hydraulic forces of the signal pressure generated on the larger piston surfaces 21 , the adjusting pistons 17 are extended and the adjusting pistons 16 are retracted and thus all variable pumps 1 , 2 , 3 are pivoted back toward zero delivery volumes until the forces on the pilot valves are balanced 24 , 25 , 26 prevails.
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.If the pressure differences are so large that their hydraulic forces acting on the measuring surfaces 38 are equal to the spring forces F WMF of the position measuring springs 32 , the variable displacement pumps 1 , 2 , 3 are set to zero delivery volume; Accordingly, the springs 23 are fully tensioned and the measuring springs 32 completely relaxed. If the remote control valve 45 remains closed, the above-mentioned pressure difference can be generated at the respective throttles 42 by switching individual switching valves 43 from rest to the switching position shown in the drawing, and the associated variable displacement pumps 1 , 2 , 3 can thus be pivoted back in the manner described above.
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.By lifting the actuation or switching pressure, the remote control valve 45 or the switching valves 43 are transferred to the closed or rest position, the pressure differences at the throttles 42 are canceled and in this way hydraulic force balance on the slide valves of the pilot valves 24 , 25 , 26 is established , so that the adjusting piston 16 extend under the action of the tensioned springs 23 and thus the variable displacement pumps 1 , 2 , 3 swing out to the maximum delivery volume. The balance of the spring forces F WFM and F DF is maintained by appropriate tensioning of the position measuring springs 32 .
Unterschiedliche Stellungen der Verstellkolben 16, 17 und damit voneinander abweichende Fördervolumen-Einstellungen der Verstellpumpen 1, 2, 3 werden mittels der Wegmeßfedern erfaßt und ausgeglichen.Different positions of the adjusting pistons 16 , 17 and thus different delivery volume settings of the adjusting pumps 1 , 2 , 3 are detected and compensated for by means of the position measuring springs.
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.If, for example, the pressure differences at the throttles 42 differ from one another, the adjusting pistons 16 are retracted to different extents and the adjusting pumps 1 , 2 , 3 are pivoted back to correspondingly different delivery volume settings. The displacement springs 32 , like the springs 23 , are tensioned with correspondingly different spring forces. It follows that when the switching valves 43 or the remote control valve 45 are moved into the rest or closed position, the individual adjusting pistons 16 extend until the force equilibrium is reached on the respective pilot valve 24 , 25 , 26 by exactly the distance that the travel speaks ent, the net of the difference between the spring forces F DF and F WMF in the characteristic of the respective measuring spring 32 is assigned. In this way, all variable pumps 1 , 2 , 3 are pivoted out to the same maximum delivery volume setting.
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.This also applies in the event that individual springs 23 have a spring hardness which is lower than that of the compression springs 33 , so that when the switching valves 43 or the remote control valve 45 are moved into the rest or closed position, the associated adjusting pistons 16 under the effect of Spring 23 is not fully extended, ie not until the force equilibrium is reached on the respective pilot valve 24 , 25 , 26 and thus does not swing out the associated variable pumps 1 , 2 , 3 to the maximum delivery volume setting. In such a case, the slide of the pilot valves 24 , 25 , 26, which are not in the force equilibrium position, are shifted in the direction of the right end position, in which, when the connections to the respective actuating pressure line 28 and the tank and the connections to the respective actuating pressure line 27 are open, the latter is closed is directly connected to the associated Steuerdrucklei device 30 , so that the same adjusting pressure for all adjusting devices 12 , 13 extends the associated adjusting piston 16 until force equilibrium prevails at the respective pilot valves 24 , 25 , 26 and the associated adjusting pumps 1 , 2 , 3 are swung out to the maximum delivery volume setting.
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.According to an alternative embodiment, the measuring surfaces 38 can be larger than the counter measuring surfaces 39 in order to ensure in all operating conditions that when a permissible maximum system pressure is exceeded, the slide valves of the pilot valves 24 , 25 , 26 are displaced in the direction of the left end position and in this way the variable pumps 1 , 2 , 3 are pivoted back towards a lower delivery volume setting until force equilibrium prevails at the pilot valves 24 , 25 , 26 and the resulting system pressure is below the permissible maximum value.
Falls der Systemdruck und damit der Steuerdruck pST einen zulässigen Maximalwert überschreitet, wird er über die Maximal-Druckventile 47 zum Tank 9 hin entlastet.If the system pressure and thus the control pressure p ST exceeds a permissible maximum value, it is released to the tank 9 via the maximum pressure valves 47 .
Claims (13)
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.1.Control device for regulating the displacement volume of several hydrostatic machines which are connected via a connecting line in parallel to a main line leading to at least one common consumer or drive and are connected to an adjusting device which can be actuated by actuating pressure to adjust their displacement volume, each with each Adjustment device assigned pilot valve which is acted upon by a first input variable in the form of the hydraulic force of a control pressure in the direction of a control position against a counterforce and by a second input variable which corresponds to the displacement volume setting of the respective hydrostatic machine and in the control position the actuating pressure is applied Regulating device in the direction of a reduction in the displacement volume of the associated hydrostatic machine, characterized in that
that the first input variable of the system pressure generated by the hydrostatic machines ( 1 , 2 , 3 ) in the main line ( 7 ), and that the second input variable is the measured variable of a displacement element setting of the respective hydrostatic machine measuring element ( 32 ) and with increasing displacement volume setting of the respective hydrostatic machine ( 1 , 2 , 3 ), an adjustment of the pilot valve ( 24 , 25 , 26 ) in the direction of the control position causes.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |