DE10127907B4 - Actuator for a hydrostatic displacer unit - Google Patents
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Abstract
Stelleinrichtung für eine Schrägscheibe einer hydraulische Verdrängereinheit mit einem Aktuator und einem einen Stelldruck erzeugenden hydraulischen Ventil, wobei der Aktuator mit dem Ventil in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator von einem lagegeregelten Elektromagnet (6) mit einer integrierten Lageregelung gebildet ist, wobei das Ventil (2) von einem Längsschieberventil gebildet ist, das von einem Nachlaufregelventil gebildet ist, das einen in einer Hülse (4), die in einer Gehäusebohrung (5) längsverschiebbar ist, längsverschiebbaren Steuerschieber (3) aufweist, wobei an dem Nachlaufregelventil der Vergleich des Schwenkwinkelsollwertes mit dem Schwenkwinkelistwert erfolgt.Actuator for a swash plate of a hydraulic displacer unit with an actuator and a control pressure generating hydraulic valve, wherein the actuator is in operative connection with the valve, characterized in that the actuator is formed by a position-controlled electromagnet (6) with an integrated position control, wherein the Valve (2) is formed by a longitudinal slide valve, which is formed by a follower valve having a in a sleeve (4) which is longitudinally displaceable in a housing bore (5), longitudinally displaceable spool (3), wherein the follower valve of the comparison Swivel angle setpoint with the Schwenkwinkelistwert takes place.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung für eine Schrägscheibe einer hydraulische Verdrängereinheit mit einem Aktuator und einem einen Stelldruck erzeugenden hydraulischen Ventil, wobei der Aktuator mit dem Ventil in Wirkverbindung steht.The The invention relates to an adjusting device for a swash plate of a hydraulic displacement unit with an actuator and a hydraulic pressure generating hydraulic Valve, wherein the actuator is in operative connection with the valve.
Bei hydraulischen Verdrängereinheiten sind mechanische oder hydraulische Stelleinrichtungen bekannt, die mechanisch, hydraulisch oder elektrisch ansteuerbar und betätigbar sind.at hydraulic displacement units mechanical or hydraulic actuating devices are known which mechanically, hydraulically or electrically controlled and actuated.
Hydraulische Stelleinrichtungen weisen mindestens einen Stellzylinder auf, der mit einer Schrägscheibe einer beispielsweise als Axialkolbenmaschine ausgebildeten Verdrängereinheit in Eingriff steht und deren Schrägstellung und somit das Hubvolumen oder das Schluckvolumen der als Pumpe oder Motor arbeitenden Axialkolbenmaschine bestimmt. Die Beaufschlagung des Stellzylinders erfolgt hierbei durch das einen Stelldruck erzeugende Stellventil.hydraulic Adjusting devices have at least one actuating cylinder, the with a swash plate an example designed as an axial piston displacer unit engaged and their inclination and thus the displacement or the displacement of the pump or motor working axial piston machine determined. The admission of the Stellzylinders takes place here by the one actuating pressure generating Control valve.
Zur besseren Steuerung und Regelung der Stelleinrichtung ist es bekannt, die Stelleinrichtung elektrisch betätigbar auszuführen.to better control and regulation of the adjusting device it is known make the actuator electrically actuated.
Bei bekannten elektrischen Stelleinrichtung wandelt ein Proportionalmagnet ein elektrisches Ansteuersignal in eine Magnetkraft um, die ein Druckminderventil entgegen einer Federkraft auslenkt. Das Druckminderventil ist an eine Steuerdruckquelle angeschlossen und erzeugt in Abhängigkeit von der Auslenkung einen Steuerdruck. Der Steuerdruck lenkt einen federkraftbeaufschlagten Steuerkolben aus, dessen Weg über ein mechanisches Zwischenglied auf das den Stelldruck erzeugende Ventil übertragen wird. Das Ventil wird somit vom Steuerdruck vorgesteuert und mittels des mechanischen Zwischengliedes betätigt. Das Ventil erzeugt aus einem Versorgungsdruck einen Stelldruck, mit dem der Stellzylinder der hydraulischen Stelleinrichtung beaufschlagt wird. Die Schrägscheibe wird daher verstellt. Der Verstellweg der Schrägscheibe wird über das mechanische Zwischenglied, das mit der Schrägscheibe in Verbindung steht, auf das Ventil rückgemeldet, wobei das Ventil bei Erreichen der gewünschten Schrägstellung der Schrägscheibe wieder in eine Sperrstellung beaufschlagt wird.at known electrical adjusting device converts a proportional magnet an electrical drive signal to a magnetic force to, the a Reduces pressure reducing valve against a spring force. The pressure reducing valve is connected to a control pressure source and generates in dependence from the deflection, a control pressure. The control pressure directs one spring-loaded control piston, whose way over a mechanical intermediate member transmitted to the signal pressure generating valve becomes. The valve is thus pre-controlled by the control pressure and by means of of the mechanical intermediate member actuated. The valve generates a supply pressure is a set pressure, with the actuating cylinder the hydraulic actuator is acted upon. The swash plate is therefore adjusted. The adjustment of the swash plate is about the mechanical intermediate link associated with the swashplate, confirmed on the valve, wherein the valve upon reaching the desired inclination the swash plate is acted upon again in a blocking position.
Zur Erzeugung des Schwenkwinkels an der Schrägscheibe der Verdrängereinheit sind bei derartigen Stelleinrichtungen mit einem vorgesteuerten Ventil neben dem Ventil das mechanische Zwischenglied, der Steuerkolben und für jede Schwenkrichtung ein von einem Proportionalmagneten angesteuertes Druckminderventil erforderlich.to Generation of the swivel angle on the swash plate of the displacer unit are in such actuators with a pilot operated valve next to the valve, the mechanical link, the control piston and for each pivoting direction is controlled by a proportional magnet Pressure reducing valve required.
In den federkraftbeaufschlagten Bauteilen der Stelleinrichtung tritt zudem Reibung auf, die sich bei diesen Stelleinrichtungen in Form von Hysterese auswirkt, wodurch sich eine Abweichung des durch das Ansteuersignal des Proportionalmagneten vorgegebenen Schwenkwinkels von dem eingestellten Schwenkwinkel der Schrägscheibe und somit eine ungenaue Verstellung der Schrägscheibe ergibt.In the spring-loaded components of the actuating device occurs In addition, friction, which is in these adjusting devices in shape of hysteresis, resulting in a deviation of the by the Control signal of the proportional solenoid predetermined pivot angle from the set swivel angle of the swash plate and thus an inaccurate Adjustment of the swash plate results.
Zudem sind bei derartigen Stelleinrichtungen für jede Schwenkrichtung der Verdrängereinheit ein von einem Proportionalmagneten gesteuertes Druckminderventil erforderlich. Hierdurch ergibt sich ein hoher Herstellaufwand mit hohen Herstellkosten. Zudem ergibt sich durch die Vorsteuerung des Ventils über den Steuerkolben und das mechanische Zwischenglied ein hoher Bauaufwand mit hohen Herstellkosten und hohem Platzbedarf.moreover are in such adjusting devices for each pivoting direction of displacement unit a controlled by a proportional solenoid pressure reducing valve required. This results in a high production costs high production costs. In addition, results from the feedforward of Valve over the control piston and the mechanical intermediate member a high construction cost with high production costs and high space requirements.
Aus
der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die bei einem einfachen Aufbau und geringen Herstellkosten eine genaue Verstellung der Verdrängereinheit ermöglicht.Of the present invention is based on the object, an adjusting device to provide the genus mentioned above, at a simple construction and low production costs a precise adjustment the displacer unit allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Aktuator von einem lagegeregelten Elektromagnet mit einer integrierten Lageregelung gebildet ist, wobei das Ventil von einem Längsschieberventil gebildet ist, das von einem Nachlaufregelventil gebildet ist, das einen in einer Hülse, die in einer Gehäusebohrung längsverschiebbar ist, längsverschiebbaren Steuerschieber aufweist, wobei an dem Nachlaufregelventil der Vergleich des Schwenkwinkelsollwertes mit dem Schwenkwinkelistwert erfolgt.These Task is inventively characterized solved, that the actuator of a position-controlled electromagnet with a integrated position control is formed, the valve by a longitudinal slide valve is formed, which is formed by a follower valve that one in a pod, in a housing bore longitudinally slidably is, longitudinally displaceable Has spool, wherein at the tracking control valve of the comparison of the swivel angle setpoint with the Schwenkwinkelistwert takes place.
Das den Stelldruck für den Stellzylinder erzeugende Ventil wird somit erfindungsgemäß durch einen lagegeregelten Elektromagneten beaufschlagt. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass das Ventil direkt von dem Aktuator ohne Zwischenschaltung eines hydraulischen Vorsteuerkreises beaufschlagt wird, wobei durch den lagegeregelten Elektromagneten erzielt wird, das sich für ein vorgegebenes Ansteuersignal des Elektromagneten eine definierte Auslenkung des Ventils einstellt und somit eine definierte Auslenkung der Schrägscheibe einstellt. Hierdurch kann auf einfache Weise eine exakte Verstellung der Schrägscheibe erzielt werden, wobei Reibung und Toleranzen durch den lagegeregelten Elektromagneten ohne Auswirkungen auf die Einstellung der Schrägscheibe bleiben. Für beide Schwenkrichtungen der Verdrängereinheit ist bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung lediglich ein Elektromagnet erforderlich. Durch die direkte Ansteuerung des Ventils durch den lagegeregelten Elektromagneten ergibt sich somit eine Stelleinrichtung, die mit geringem Platzbedarf und geringen Herstellkosten eine genaue Verstellung der Verdrängereinheit ermöglicht. Das Ventil ist als Längsschieberventil ausgebildet, wodurch sich ein geringer Bauaufwand ergibt, da ein Längsschieberventil auf einfache Weise von einem Elektromagneten betätigbar ist. Das Ventil ist als Nachlaufregelventil ausgebildet. An einem als Nachlaufregelventil ausgebildeten Ventil kann auf einfache Weise der von dem Elektromagneten vorgegebene Schwenkwinkelsollwert mit dem rückgemeldeten Schwenkwinkelistwert der Schrägscheibe der Verdrängereinheit verglichen werden und somit die Schrägscheibe eingestellt werden. Das als Nachlaufregelventil ausgebildete Längsschieberventil weist einen in einer Hülse, die in einer Gehäusebohrung längsverschiebbar ist, längsverschiebbaren Steuerschieber auf. Mit einem derartigen aus einer längsverschiebbaren Hülse, in der ein Steuerschieber verschiebbar angeordnet ist, ausgebildeten Längsschieberventil kann auf einfache Weise ein Nachlaufregelventil gebildet werden.The actuating pressure for the actuating cylinder generating valve is thus applied according to the invention by a position-controlled electromagnet. This achieves a simple way that the valve is acted upon directly by the actuator without the interposition of a hydraulic pilot circuit, which is achieved by the position-controlled electromagnet, which sets for a given drive signal of the electromagnet a defined deflection of the valve and thus a defined deflection of the Swash plate adjusts. In this way, a precise adjustment of the swash plate can be achieved in a simple manner, with friction and tolerances remain by the position-controlled electromagnet without affecting the setting of the swash plate. For both pivoting directions of the displacer unit only one electromagnet is required in the adjusting device according to the invention. The direct control of the valve by the position-controlled electromagnet thus results in a control device that allows a precise adjustment of the displacer unit with low space requirements and low production costs. The valve is designed as a longitudinal slide valve, resulting in a low construction cost, since a longitudinal slide valve is easily actuated by an electromagnet. The valve is designed as a follow-up control valve. On a valve designed as a follow-up control valve, the swivel angle setpoint predetermined by the electromagnet can be easily compared with the confirmed swivel angle actual value of the swash plate of the displacer unit and thus the swash plate can be adjusted. Trained as a follow-up control valve longitudinal slide valve has a in a sleeve which is longitudinally displaceable in a housing bore, longitudinally displaceable spool. With such from a longitudinally displaceable sleeve, in which a spool is slidably disposed, formed longitudinal slide valve can easily be formed a tracking control valve.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Elektromagnet als lagegeregelter Regelmagnet ausgebildet.According to one advantageous embodiment of the Invention, the electromagnet is designed as a position-controlled solenoid.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Elektromagnet als lagegeregelter Proportionalmagnet ausgebildet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein linearer Zusammenhang zwischen Ansteuersignal und Schwenkwinkel erzielt werden, wobei durch die integrierte Lageregelung eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Störgrößen, beispielsweise Reibung und Toleranzen, und eine hohe Wiederholgenauigkeit erzielt wird.Special Advantages arise when the electromagnet as position-controlled Proportional magnet is formed. This can be done on simple Way a linear relationship between the drive signal and swing angle achieved by the integrated attitude control a high Insensitivity to Disturbance variables, for example Friction and tolerances, and achieved a high repeatability becomes.
Ein geringer Bauaufwand ergibt sich hierbei, wenn das Ventil mit dem Elektromagneten und einem Positionsgeber der Verdrängereinheit in Wirkverbindung steht. Mit einem Positionsgeber kann auf einfache Weise die Position der Schrägscheibe auf das Ventil zurückgemeldet werden.One low construction costs arise here, when the valve with the Electromagnet and a position transmitter of the displacer unit is in active connection. Using a position sensor can be easy Make the position of the swashplate reported back to the valve become.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Steuerschieber mit dem Elektromagneten und die Hülse mit dem Positionsgeber in Wirkverbindung. Hierdurch kann auf einfache Weise der Schwenkwinkelsollwert durch die Auslenkung des Steuerschiebers vorgegeben und der Schwenkwinkelistwert durch die Auslenkung der Hülse zurückgemeldet werden.In a preferred embodiment the invention is the spool with the electromagnet and the sleeve with the position sensor in operative connection. This can be done on simple Way the swivel angle setpoint by the deflection of the spool given and the Schwenkwinkelistwert by the deflection of the Sleeve reported back become.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Steuerschieber mit dem Positionsgeber und die Hülse mit dem Elektromagneten in Wirkverbindung stehen. Hierdurch kann ebenfalls auf einfache Weise der Schwenkwinkelsollwert mit dem Schwenkwinkelistwert an dem Ventil verglichen werden.According to one another embodiment the spool with the position sensor and the sleeve with the electromagnet are in operative connection. This can also be done in a simple way, the swivel angle setpoint with the Schwenkwinkelistwert be compared at the valve.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Verdrängereinheit als hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildet.In Embodiment of the invention is the displacer unit as hydrostatic Axial piston machine in swash plate design educated.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Positionsgeber mit einer Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine in Wirkverbindung steht.in this connection It is advantageous if the position sensor with a swash plate the axial piston machine is in operative connection.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further Advantages and details of the invention will be apparent from the in the Schematic figure illustrated embodiment explained in more detail.
In
der Figur ist eine erfindungsgemäße Stelleinrichtung
Die
Stelleinrichtung
Der
Steuerschieber
Eine
Schrägscheibe
An
der Hülse
Zwischen
den Ringnuten
Die
Ringnuten
Der
Steuerschieber
In
der dargestellten Stellung des Ventils
Bei
einer Auslenkung des Steuerschiebers
Entsprechen
wird bei einer Auslenkung des Steuerschiebers
Der
Elektromagnet
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