DE102012020231A1 - Hydrostatic transmission for electrohydraulic device of electrohydraulic machine, has hydraulic coil that is provided with hydraulic inductor and connected between suction port of hydraulic pump and low pressure port of motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe mit einer Hydraulikpumpe und mit einem Hydraulikmotor.The present invention relates to a hydrostatic transmission with a hydraulic pump and with a hydraulic motor.
Stand der TechnikState of the art
Ein solches hydrostatisches Getriebe ist aus der
Zur Umwandlung der Energie von Meereswellen in elektrische Energie können z. B. Schwimmersysteme oder fest mit dem Meeresboden verbundene Systeme aus mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Körpern eingesetzt werden, wobei die Relativbewegung der Körper zueinander z. B. eine Kolbenpumpe als Linearpumpe antreibt. Hierbei muss eine Bereitstellung elektrischer Leistung aus einer stark schwankenden Eingangsleistung erfolgen. Problematisch ist dabei unter anderem, dass ein effizienter Betrieb eines Generators unter den gegebenen Bedingungen stark schwankender Amplituden und Frequenzen nicht möglich ist. In der
Es ist wünschenswert, ein hydrostatisches Getriebe mit höherem Wirkungsgrad und stärker Glättung der Ausgangsleistung zur Verfügung zu haben.It is desirable to have a hydrostatic transmission with higher efficiency and better output smoothing.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein hydrostatisches Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a hydrostatic transmission with the features of claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung verbessert die Dämpfungsregelung in einem gattungsgemäßen hydrostatischen Getriebe, indem zusätzlich eine Hydraulikspule niederdruckseitig zwischen Ventil und Hydraulikpumpe vorgesehen wird. Dies ermöglicht eine gezielte Regelung der Druckdifferenz zwischen Hochdruckleitung und Niederdruckleitung, um dadurch insbesondere eine Soll-Dämpfungskraft in der Hydraulikpumpe zu erzeugen. Die Erfindung erlaubt eine Kraftregelung bei unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten und gleichzeitig konstanter Abgabe elektrischer Leistung. Hierbei dient der Niederdruck als Steuergröße. Der Wirkungsgrad des hydrostatischen Getriebes wird erhöht.The invention improves the damping control in a generic hydrostatic transmission by additionally providing a hydraulic coil on the low pressure side between the valve and the hydraulic pump. This allows a targeted control of the pressure difference between the high-pressure line and the low-pressure line, in order to produce in particular a target damping force in the hydraulic pump. The invention allows a force control at different delivery speeds and at the same time constant delivery of electrical power. Here, the low pressure serves as a control variable. The efficiency of the hydrostatic transmission is increased.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine elektrohydraulische Vorrichtung mit einem hydrostatischen Getriebe und einer Recheneinheit vorgeschlagen, die programmtechnisch dazu eingerichtet ist, das Ventil zur Steuerung oder Regelung einer Druckdifferenz zwischen der Hochdruckleitung und der Niederdruckleitung anzusteuern, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Fördergeschwindigkeit der Hydraulikpumpe beispielsweise in Abhängigkeit von einer Kolbenbewegung einer Kolbenpumpe. Die Regelung kann auch in Abhängigkeit von einer Förderposition der Hydraulikpumpe erfolgen, bspw. in Abhängigkeit von der Position des Kolbens einer Kolbenpumpe (z. B. hohe Dämpfung in der Nähe der Endanschläge, geringe Dämpfung in der Mitte). Damit kann das hydrostatische Getriebe so betrieben werden, dass die Hydraulikpumpe eine erwünschte Dämpfungskraft erzeugt. Es findet eine Regelung über die Blindleistung statt. Die Erfindung ist in kraft- oder lagegeregelten Systemen vorteilhaft verwendbar, insbesondere zur Energiewandlung in Kraftwerken.According to the invention, an electrohydraulic device with a hydrostatic transmission and an arithmetic unit is also proposed, which is set up to control the valve for controlling or regulating a pressure difference between the high pressure line and the low pressure line, preferably as a function of a conveying speed of the hydraulic pump, for example as a function of one Piston movement of a piston pump. The control can also take place as a function of a delivery position of the hydraulic pump, for example as a function of the position of the piston of a piston pump (eg high damping in the vicinity of the end stops, low damping in the middle). Thus, the hydrostatic transmission can be operated so that the hydraulic pump generates a desired damping force. There is a regulation on the reactive power. The invention can be advantageously used in power or position-controlled systems, in particular for energy conversion in power plants.
Zur Vereinfachung des Aufbaus und zur Reduzierung von Wartungen ist der Einsatz eines Konstantmotors mit festem Schluckvolumen als Hydraulikmotor vorteilhaft. Die Erfindung kann jedoch auch mit einem Verstellmotoren mit verstellbarem Schluckvolumen realisiert werden.To simplify the construction and to reduce maintenance, the use of a constant-displacement fixed displacement motor is advantageous as a hydraulic motor. However, the invention can also be realized with an adjusting variable displacement with displacement.
Eine Sekundärregelung wird trotz konstanter Drehzahl möglich, da die Hydraulikspule aufgrund ihrer hydraulischen Induktivität eine Beeinflussung des Niederdrucks erlaubt. Vorzugsweise ist dazu niederdruckseitig auch ein Hydrauliktank vorgesehen, mit dem die Hydraulikspule verbunden ist und aus dem sie Fluid nachfordern kann. Die hydraulische Induktivität beschreibt einen Zusammenhang zwischen einer Druckdifferenz und einer Volumenstromänderung. Die hydraulische Induktivität der Hydraulikspule beträgt vorzugsweise wenigstens 107 kg m–4. Die Hydraulikspule hilft weiterhin, Druckstöße beim Öffnen und Schließen des Ventils zu vermeiden.A secondary control is possible despite constant speed, because the hydraulic coil allows due to their hydraulic inductance influencing the low pressure. Preferably, a hydraulic tank is provided on the low pressure side, with which the hydraulic coil is connected and from which it can demand fluid. The hydraulic inductance describes a relationship between a pressure difference and a volume flow change. The hydraulic inductance of the hydraulic coil is preferably at least 10 7 kg m -4 . The hydraulic coil also helps to prevent pressure surges when opening and closing the valve.
Eine bevorzugte Hydraulikspule weist wenigstens eine rotierende Masse, insbesondere bereitgestellt durch einen Hydraulikmotor und optional wenigstens eine davon angetriebene Schwungmasse, auf. Dadurch kann eine Hydraulikspule mit ausreichend hoher Induktivität bereitgestellt werden, beispielsweise von 108 kg m–4 oder mehr. Mehrere Schwungmassen können beispielsweise durch Kupplungen verbind- und trennbar sein. Mehrere Motoren können beispielsweise durch Ventile zu- und wegschaltbar sein. So kann die hydraulische Induktivität gezielt beeinflusst werden.A preferred hydraulic coil has at least one rotating mass, in particular provided by a hydraulic motor and optionally at least one driven flywheel. Thereby, a hydraulic coil with sufficiently high inductance can be provided, for example, 10 8 kg m -4 or more. Several flywheels can be connected and disconnected, for example, by couplings. Several motors can, for example, by valves and be wegschaltbar. This allows the hydraulic inductance to be influenced in a targeted manner.
Vorzugsweise ist an der Hochdruckleitung wenigstens ein Hochdruckspeicher angeschlossen. So kann die eingehende, meist stark schwankende Wellenleistung, gespeichert und vollständig genutzt werden.Preferably, at least one high pressure accumulator is connected to the high pressure line. Thus, the incoming, mostly strongly fluctuating wave power, stored and fully used.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine elektrohydraulische Maschine mit einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Vorrichtung und einem elektrischen Generator, der von dem Hydraulikmotor des hydrostatischen Getriebes angetrieben wird. Der Generator verfügt vorzugsweise über einen nachgeschalteten Zwischenkreis, über den eine Regelung einer elektrischen Last stattfinden kann.The invention further comprises an electrohydraulic machine having an electrohydraulic device according to the invention and an electric generator which is driven by the hydraulic motor of the hydrostatic transmission. The generator preferably has a downstream intermediate circuit, via which a regulation of an electrical load can take place.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenbeschreibungfigure description
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Das hydrostatische Getriebe
Von dem Förderanschluss
Vom Hydrauliktank
Die Hochdruckleitung
Zwischen dem Sauganschluss
Bei einer bevorzugten Verwendung der elektrohydraulischen Maschine zur Energieumwandlung zwischen mechanischer Wellenenergie und elektrischer Energie wird die Kolbenpumpe
Wie erläutert, entspricht der Speicherdruck ps (unter Vernachlässigung des Druckabfalls über den Rückschlagventilen) dem Hochdruck der Kolbenpumpe. Er ist von der Speicherladekurve des Hochdruckspeichers
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Druckdifferenz (und damit die von der Kolbenpumpe aufgebrachte Dämpfungskraft) in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Kolbens der Kolbenpumpe geregelt. Je größer die (z. B. mittels eines Sensors
In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform wird die Druckdifferenz (und damit die von der Kolbenpumpe aufgebrachte Dämpfungskraft) in Abhängigkeit von einer Position des Kolbens der Kolbenpumpe geregelt. Je weiter die (z. B. mittels eines Sensors
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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