AT394753B - Steuereinrichtung fuer eine hydrostatische maschine - Google Patents

Description

AT 394 753 B

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine hydrostatische Maschine mit einer Einrichtung zum Einstellen des Verdrängungs- bzw. Schluckvolumens und mit Anschlußleitungen an eine Hoch- und Niederdruckleitung, wobei in einer der Anschlußleitungen ein Schaltventil vorgesehen ist.

Bei einer sekundärgeregelten hydrostatischen Maschine ist es bekannt (R. Kordak: "Praktische Auslegung sekundärgeregelter Antriebssysteme" in o + p "Ölhydraulik und Pneumatik" 1982), die Maschine über ein sperrbares Rückschlagventil mit dem Ringleitungssystem zu verbinden. Das Rückschlagventil dient in Störungsfällen zum Abschalten der Maschine vom Drucknetz, wodurch von der Maschine nur mehr Druckmittel in die Ringleitung eingespeist werden kann. Somit erfüllt dieses Schaltventil eine Notfunktion.

Die Verstelleinrichtung einer hydrostatischen Maschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine, weist eine bestimmte Trägheit auf, die sich insbesondere dann als nachteilig erweist, wenn die Maschine plötzlich belastet wird. Durch die Verstelleinrichtung wird das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen der Maschine in der kürzest möglichen Zeit auf den größtmöglichen Wert verstellt, um hierdurch einen zu hohen Drehzahleinbruch zu vermeiden. In der Folge wird die Einstellung der Maschine auf einen solchen Wert zurückgenommen, der für die Beharrung erforderlich ist, wenn die Maschine mit einem bestimmten Drehmoment belastet ist und eine bestimmte Drehzahl einhalten soll.

Die Ausregelzeit, in der nach dem Aufbringen eines Lastmomentes die Nenndrehzahl der Maschine wieder erreicht wird, ist bei einer hydrostatischen Maschine verhältnismäßig lang. Da es jedoch z. B. bei Walzvorgängen darauf ankommt, das Material, dessen Querschnitt zwischen den Walzen reduziert wird, möglichst zugfrei und ohne Stauchung über das Gerüst zu fahren, da sonst Qualitätseinbußen bedingt werden, werden an die Dynamik des Antriebes hohe Anforderungen gestellt.

Demnach liegt der gegenständlichen Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ausregelzeit einer hydrostatischen Maschine zu verkürzen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß parallel zum Schaltventil ein Regelventil vorgesehen ist, das bei gesperrtem Schaltventil und im Leerlaufbetrieb der Maschine auf einen solchen Wert einstellbar ist, bei dem das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen einem vorbestimmten Lastdrehmoment entspricht.

Da sich hierdurch die Verstelleinrichtung der Maschine bereits vor dem Auftreten des Lastmoments in der dem Lastmoment entsprechenden Stellung befindet, wird die Ausregelzeit stark verkürzt, sobald beim erwarteten Auftreten des Momentes bzw. kurz vor Auftreten des Momentes das Schaltventil in Durchlaßstellung geschaltet wird. Das auf den verringerten Druckwert eingestellte Regelventil ermöglicht den Durchfluß der erforderlichen Strömungsmittelmenge zur hydrostatischen Maschine.

Die gegenständliche Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Ventilanordnung mit einem Stromregelventil für eine Axialkolben-maschine zum Antrieb eines Walzengerüstes, Fig. 2 eine Ventilanordnung mit einem Druckreduzierventil und Fig. 3 eine Ventilanordnung mit einem Druckbegrenzungsventil.

Gemäß Fig. 1 treibt eine Axialkolbenmaschine (10) über ein Getriebe (11) die beiden nicht dargestellten Walzen eines Walzenwerkgerüstes an. Der Axialkolbenmaschine (10) ist eine Verstelleinrichtung (12) zugeordnet, durch welche der Schwenkwinkel und damit das Schluckvolumen des Motors (10) einstellbar ist. Druckseitig ist der Motor (10) über eine Leitung (14) und einen Steuerblock (15) an eine Druckleitung (16) mit einem eingeprägten Systemdruck (P) angeschlossen. Ablaufseitig ist der Motor über eine Leitung (17) mit einer zum Tank (T) führenden Leitung (18) oder mit einer Niederdruckleitung verbunden. Weiters ist eine Leitung (19) vorgesehen, welche zu einer Leckölleitung (L) führt.

Der Steuerblock (15) enthält ein Schaltventil (20), das in der Zuflußleitung (14) angeordnet ist. Das Schaltventil (20) ist durch ein Rückschlagventil gebildet, das von einem Drucksignal in einer Steuerleitung (21) in die Durchlaßstellung schaltbar ist. Parallel zum Schaltventil (20) ist ein elektrisch ansteuerbares Stromregelventil (22) angeordnet.

Im Leerlaufbetrieb des Motors (10), in dem dieser lediglich die Walzen des Gerüstes antreibt, wird das Schaltventil (20) in die Sperrstellung geschaltet und wird das Stromregelventil (22) in Drosselstellung gebracht. Der in der Leitung (14) zwischen dem Steuerblock (15) und dem Motor (10) vorhandene Druck wird zum Tank hin abgebaut. Da der Motor (10) druckseitig die am Stromregelventil (22) eingestellte Flüssigkeitsmenge bei verhältnismäßig geringem Druck erhält, muß die Verstelleinrichtung (12) das Schluckvolumen des Motors (10) vergrößern, um hierdurch das Leerlaufmoment aufzubringen. Die Verstellung erfolgt in bekannter Weise abhängig vom Einlaßdruck der Maschine bzw. abhängig von der an der Maschine anstehenden Druckdifferenz.

Mittels der Einstellung des Stromregelventils (22) wird das Schluckvolumen des Motors (10) auf einen solchen Wert gebracht, den er im Beharrungszustand bei zwischen den Walzen eingefahrenem Material haben müßte. Dieses Schluckvolumen und der entsprechende Schwenkwinkel der Maschine können vorher bestimmt werden und sind somit bekannt. Sobald der Drehmomentstoß erfolgt, da das zu wälzende Material in den Walzenspalt eintritt, wird das Schaltventil (20) in die Durchlaßstellung umgeschaltet, wodurch der Motor (10) den vollen Druckmittelstrom erhält. Hierdurch entfällt der Zeitverlust, der zum Umstellen des Motors (10) vom Leerlauf auf Lastbetrieb erforderlich wäre.

Beim Aufsteuern des Schaltventils (20) verändert sich das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine und damit deren Schwenkwinkel nur geringfügig, wodurch die Ausregelzeit für die Drehzahl beim Aufschalten des Drehmomentes stark verkürzt ist Der Steuerblock (15) ist vorzugsweise unmittelbar auf dem Druckflansch der -2-

Claims (4)

1. AT 394 753 B Axialkolbenmaschine (10) montiert. Mit dem Schaltventil (20) läßt sich außerdem die Maschine (10) von der Druckleitung (16) abschalten, um beispielsweise die Energiezufuhr bei Not-Aus zu unterbrechen. Dann kann die Maschine noch generatorisch arbeiten und Energie über das sich öffnende Rückschlagventil an die Druckleitung (16) abgeben. Anstelle des Stromregelventils können auch Druckventile vorgesehen sein, die den Nachteil vermeiden, daß bei einer Hubverstellung der Maschine, also bei einer Schwenkwinkeländerung der Axialkolbenmaschine sich die Druckdifferenz am Stromregelventil und damit der Durchfluß ebenfalls ändern. Deshalb wird die Steuerung mit Druckventilen stabilisiert und die Druckkoppelung des sekundär geregelten Systems berücksichtigt, wogegen ein Stromventil lediglich die Stromkoppelung berücksichtigt Gemäß Fig. 2 liegt im Steuerblock (15) parallel zu dem Schaltventil (20) ein elektrisch verstellbares, vorgesteuertes Druckreduzierventil (25). Mit dem Druckreduzierventil (25) wird der Betriebsdruck (A) in der Leitung (14) und damit in der Anschlußleitung der Maschine (10) begrenzt. Da hierdurch der Druck in der Leitung (14) auf einen gegenüber dem Systemdruck in der Leitung (16) niedrigeren Wert reduziert wird, wird der Maschine (10) dann eine kleine Druckdifferenz angeboten, wenn im Leerlaufbetrieb das Schaltventil (20) in Sperrstellung geschaltet ist. Die Maschine (10) schwenkt deshalb aus, um bei der kleinen Druckdifferenz den Drehmomentenbedarf im Leerlauf zu decken. Der reduzierte Druck in der Leitung (14) wird durch das Druckreduzierventil (25) so eingestellt, daß die Verstelleinrichtung der Maschine ein solches Hubvolumen bewirkt, welches die Maschine braucht, um das erforderliche Lastmoment abzugeben, sobald das Schaltventil (20) geöffnet wird, wodurch der volle Betriebsdruck an der Maschine (10) ansteht. Dabei ändern sich das Hubvolumen der Maschine (10) und damit deren Schwenkwinkel entweder gar nicht oder nur sehr geringfügig. Es ist damit nicht müder Zeitverlust für den Schwenkvorgang beim Auftreten des Drehmomentstoßes vermieden, sondern es ist auch die Steuerung stabilisiert. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in die zur Tankleitung (18) führende Ausgangsleitung (17) der Maschine ein Druckbegrenzungsventil (26) eingeschaltet ist. Mit diesem Ventil (26) wird bei gesperrtem Schaltventil (20) am Anschluß (R) des Ventilblocks (15) ein Betriebsdruck und so an der Maschine (10) eine Druckdifferenz eingestellt, die ausreicht, um den Drehmomentbedarf der Maschine im Leerlauf zu decken. Hierdurch ist die Maschine durch die Verstelleinrichtung (12) auf ein solches Hubvolumen eingestellt, das zur Abgabe des Lastmomentes erforderlich ist, sobald das Schaltventil (20) geöffnet wird, wodurch an der Maschine (10) die volle Druckdifferenz wirksam wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Steuereinrichtung für eine hydrostatische Maschine mit einer Einrichtung zum Einstellen des Verdrängungs-bzw. Schluckvolumens, mit Anschlußleitungen an eine Hoch- und Niederdruckleitung, wobei in einer der Anschlußleitungen der Maschine ein Schaltventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Schaltventil (20) ein Regelventil (22, 25, 26) vorgesehen ist, das bei gesperrtem Schaltventil (20) und im Leerlaufbetrieb der Maschine auf einen solchen Wert einstellbar ist, bei dem das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen einem voibestimmten Lastdrehmoment entspricht.
2. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil durch ein Druckreduzierventil (25) gebildet ist, das in der mit der Druckleitung (16) verbundenen Anschlußleitung (14) angeordnet ist (Fig. 2).
3. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil durch ein Druckbegrenzungsventil (26) gebildet ist, das in der mit der Tankleitung (18) verbundenen Anschlußleitung (17) angeordnet ist (Fig. 3).
4. 4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (22, 25, 26) elektrisch verstellbar ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-