DE102012021498A1

DE102012021498A1 - Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit

Info

Publication number: DE102012021498A1
Application number: DE102012021498.7A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Eichner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-08
Also published as: US20140126099A1; CN103807126A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung (100) für eine hydrostatische Verdrängereinheit (110), mit einer elektrisch ansteuerbaren Verstelleinheit (120) und einer austauschbaren Vorschalteinheit (130, 131, 132), wobei die Vorschalteinheit (130, 131, 132) wenigstens einen Messumformer (141, 142) aufweist, welcher eine Stellgröße (p, s) für die Verstelleinrichtung (100) in ein elektrisches Steuersignal für die Verstelleinheit (120) umwandelt und an die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) überträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Verstelleinrichtung für hydrostatische Verdrängereinheiten, insbesondere Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise, sind bspw. aus der DE 32 13 958 A1 bekannt. Sie werden eingesetzt, um das Verdrängervolumen der Verdrängereinheit einzustellen. Sie weisen ein Stellglied, bspw. eine Ventil, auf, das auf ein das Verdrängervolumen (Förder- oder Schluckvolumen) der Verdrängereinheit bestimmendes Einstellmittel, bspw. einen Stellkolben, wirkt. Der Stellkolben wiederum wirkt z. B. auf einen Schwenkkörper, beispielsweise eine Schrägscheibe, und verändert dessen Schrägstellung. Gebräuchlich sind mechanische oder hydraulische Verstelleinrichtungen, die mechanisch (z. B. per Drehrad oder Seilzug), hydraulisch (per Steuerdruck) oder elektrisch (per Steuersignal) ansteuerbar und betätigbar sind.
Es ist wünschenswert, eine verbesserte Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit anzugeben, die vorzugsweise auch für verschiedene Ansteuerarten geeignet ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Verstelleinrichtung für eine hydrostatische Verdrängereinheit vorgeschlagen, welche eine elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (insbesondere mit einem analogen und/oder digitalen Strom- und/oder Spannungs- und/oder Frequenzeingang) und eine Vorschalteinheit (insbesondere mit einem entsprechenden analogen und/oder digitalen Strom-, Spannungs- und/oder Frequenzausgang) umfasst, wobei die Vorschalteinheit einen Messumformer aufweist, welcher eine Stellgröße in ein elektrisches Steuersignal umwandelt und an die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit überträgt. Die Verstelleinrichtung kann auch eine Regelung (d. h. mit einer Istwertrückführung) beinhalten
Vorteile der Erfindung
Durch Auswahl eines geeigneten Messumformers können vorteilhafterweise alle herkömmlichen Ansteuerverfahren realisiert werden. Das Eingangssignal eines Messumformers ist eine Stellgröße als physikalisch messbare Größe, wobei sich hier insbesondere Druck, Drehwinkel, Weg, Kraft, elektrische Spannung, elektrischer Strom eignen. Beispielsweise kann bei Einsatz eines Druckmessumformers die Steuerung der Verstelleinheit mittels Steuerdrucks erfolgen, bei Einsatz eines Wegmessumformers mittels mechanischer Längenänderungen (z. B. Bowdenzug) usw. Die Verstelleinheit selbst muss dabei nicht verändert werden. Die Erfindung erhöht damit den Anteil von Gleichteilen bei Verstelleinrichtungen, was die Herstellung, Wartung usw. vereinfacht. Verstelleinrichtungen im Feld können schnell an veränderte Gegebenheiten oder neue Maschinen angepasst werden. Dies führt zu einer deutlichen Kostenersparnis.
Vorzugsweise weist die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit wenigstens einen Eingang für das elektrische Steuersignal auf, der dazu eingerichtet ist, ein analoges und/oder digitales Signal zu empfangen. Als analoges Signal eignen sich besonders sog. normierte analoge Einheitssignale, z. B. Stromsignale 0...20 mA oder 4...20 mA oder ein Spannungssignal 0...10 V oder 2...10 V oder ein Frequenzsignal. Als Digitalsignale eignen sich besonders standardisierte Digitalsignale, wie z. B. Feldbussignale (z. B. CAN). In entsprechender Weise weist die Vorschalteinheit zweckmäßigerweise einen entsprechend eingerichteten Ausgang auf.
Indem im Wesentlichen mechanisch-hydraulische Regel- und Verstelleinrichtungen durch elektronische Vorschalteinheiten und eine elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit ersetzt werden, können unterschiedlichste Anforderungen flexibel mit einem Grundgerät (bestehend aus der elektrisch ansteuerbaren Verstelleinheit und vorzugsweise einer hydrostatischen Verdrängereinheit) und einer entsprechenden Vorschalteinheit erfüllt und umgesetzt werden. Es können insbesondere mechanische, hydraulische, pneumatische und elektronische Ansteuerungen mit derselben Verstelleinheit realisiert werden. Die Variantenvielfalt wird reduziert. Die Erfindung liefert einen Bausatz zum Bereitstellen einer Verstelleinrichtung aus einer elektrisch ansteuerbaren Verstelleinheit und einer Anzahl von Vorschalteinheiten unterschiedlichen Typs, wobei sich die Typen durch die Art der messbaren Stellgrößen unterschieden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
1 zeigt schematisch eine Anordnung aus einer hydrostatischen Verdrängereinheit und einer Verstelleinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist eine Anordnung 10 aus einer hydrostatischen Verdrängereinheit 110 und einer Verstelleinrichtung 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die hydrostatische Verdrängereinheit 110 verfügt über Arbeitsleitungsanschlüsse 111 und einen beispielsweise als Schrägscheibe (bei einer Axialkolbenmaschine) ausgebildeten Schwenkkörper 112.
Die Verstelleinrichtung 100 weist eine Verstelleinheit 120 auf, die an der hydrostatischen Verdrängereinheit 110 angebaut ist und mit dieser zusammen ein Hydrostatgrundgerät 15 bildet. Die Verstelleinrichtung 100 weist weiterhin eine Vorschalteinheit 130 auf, wobei in 1 zwei beispielhafte alternative Vorschalteinheiten 131, 132 unterschiedlichen Typs dargestellt sind.
Die Verstelleinheit 120 verfügt über eine Steuereinrichtung 121, welche mit einem Ventil 122 als Stellglied verbunden ist. Das Ventil 122 ist mit einem Stellkolben 123 als Einstellmittel verbunden, welcher die Schrägscheibe 112 beaufschlagt, um dadurch ein Verdrängervolumen der hydrostatischen Verdrängereinheit 110 zu verändern. Die Steuereinrichtung 121 ist elektrisch mit Aktoren (beispielsweise Elektromagneten) des Ventils 122 verbunden und dazu eingerichtet, das Ventil 122 anzusteuern. Die Steuereinrichtung 121 verfügt über einen oder mehrere Eingänge E zum Empfang eines elektrischen Steuersignals, beispielsweise eines analogen Strom- oder Spannungssignals oder eines Digitalsignals (PWM-Signal, Feldbussignal, z. B. CAN, usw.), welches einen Sollwert für einen Schwenkwinkel der Schrägscheibe 112 vorgibt.
Die Vorschalteinheit 131 eines ersten Typs (”Druckvorschalteinheit”) verfügt über einen Druckmessumformer 141, der nach Maßgabe eines Steuerdrucks p als eine Stellgröße eines ersten Typs ein elektrisches Steuersignal für die Steuereinrichtung 121 bzw. die Verstelleinheit 120 erzeugt. Das Steuersignal wird an einem Ausgang A der Vorschalteinheit 131 ausgegeben.
Die alternative Vorschalteinheit 132 eines zweiten Typs (”Wegvorschalteinheit”) verfügt über einen Wegmessumformer 142, der nach Maßgabe einer Längenänderung s als eine Stellgröße eines zweiten Typs ein elektrisches Steuersignal für die Steuereinrichtung 121 bzw. die Verstelleinheit 120 erzeugt. Das Steuersignal wird an einem Ausgang A der Vorschalteinheit 132 ausgegeben.
Auf diese Weise kann das Hydrostatgrundgerät 15 nur durch Austausch der Vorschalteinheit 130 für unterschiedliche Ansteuerverfahren (z. B. elektrisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch usw.) eingerichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3213958 A1 [0002]

Claims

Verstelleinrichtung (100) für eine hydrostatische Verdrängereinheit (110), mit einer elektrisch ansteuerbaren Verstelleinheit (120) und einer Vorschalteinheit (130, 131, 132), wobei die Vorschalteinheit (130, 131, 132) wenigstens einen Messumformer (141, 142) aufweist und dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (p, s) für die Verstelleinrichtung (100) in ein elektrisches Steuersignal für die Verstelleinheit (120) umzuwandeln und an die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) zu übertragen.
Verstelleinrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) wenigstens einen Eingang (E) für das elektrische Steuersignal aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein analoges und/oder digitales Signal zu empfangen.
Verstelleinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorschalteinheit (130, 131, 132) wenigstens einen Ausgang (A) für das elektrische Steuersignal aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein analoges und/oder digitales Signal auszugeben.
Verstelleinrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Messumformer (141, 142) als Druckmessumformer, Wegmessumformer, Spannungsmessumformer, Strommessumformer, Drehwinkelmessumformer oder Kraftmessumformer ausgebildet ist.
Hydrostatische Anordnung (100) mit einer verstellbaren hydrostatischen Verdrängereinheit (110) und einer Verstelleinrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Hydrostatische Anordnung (100) nach Anspruch 5, bei der die hydrostatische Verdrängereinheit (110) und die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) baulich zu einem Hydrostatgrundgerät (15) zusammengefasst sind.
Hydrostatische Anordnung (100) nach Anspruch 5 oder 6, bei der die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) ein Stellglied (122) aufweist, das auf ein Verdrängervolumen der hydrostatischen Verdrängereinheit (110) bestimmendes Einstellmittel (123) wirkt.
Hydrostatische Anordnung (100) nach Anspruch 7, wobei das Stellglied (122) ein elektrisch ansteuerbares Wegeventil aufweist.
Bausatz zum Bereitstellen einer Verstelleinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend die elektrisch ansteuerbare Verstelleinheit (120) und wenigstens zwei Vorschalteinheiten (131, 132) unterschiedlichen Typs, wobei eine Vorschalteinheit (131) eines ersten Typs dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (p) eines ersten Typs für die Verstelleinrichtung (100) in ein elektrisches Steuersignal für die Verstelleinheit (120) umzuwandeln, und wobei eine Vorschalteinheit (132) eines zweiten Typs dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (s) eins zweiten Typs für die Verstelleinrichtung (100) in ein elektrisches Steuersignal für die Verstelleinheit (120) umzuwandeln.