DE1673578A1 - Hydraulisches Regelglied - Google Patents

Description

• Hydraulisches Regelglied Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Regelglied zur druckabhängigen Steuerung eines hydraulischen Stellgliedes;, °!,elches" an ein beidseitig durch Differenzdruck beaufschlagtes Mehrwegventil angeschlossen ist, das an einem hydraulischen System liegt. Bisher benötigen solche Vorrichtungen eunen besonderen Servokreis und außerdem müssen wenigstens zwei Messglieder vorhanden sein, wie beispielsweise zur Leistungsregelung ein Gerät zur Messung der Fördermenge und eines zur Druckmessung. Somit müssen zwei Signale verarbeitet werden und der Dignaleingang muss entsprechend au:gelei;t sein. Da durch den Signaleingang die Pärdermeng,e geregelt werden muss, gestaltet sich die Regelung verhältnismäßig langsam. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Regelglied zu schaffen, Jas in seinem Aufbau einfacher und außerdem universell anwendbar ist, z.B. Vix- be:lieb.ge Druckpumpen; ferner soll es geeignet sein

  durch. lilernsteuerunrbetätin-t zu -erden-.

  Die 7:üoun:-- ---urde darin cfiinden, daß der )chieberstößel des

  an@ beiden Enden @@-.@°af t;@chlüssig mit eins tell-

  1@ar>>n,ruckbeattfäch@a@:to@t Kolben verschiedener Querschnitte

  :in 'Terbindunn zte>it, v)ri denen der eine - bei. Anordnung eines

  c =ri@=:@.°ün S-i.mno.7.@~E@ber:; - an 2inen eiektrischen, mechanischen

  @@ehtrdrauli:,heg @n -@ Feber an::@e chlos@:n @i_^t. Per Ausgang

  dieses Si"#-nalgere^zi @_i.efvtt den untersetzten Steuerdruck,- ?iobei

  die kleinere Kolbenfläche mit dem 3rstemdruck in Verbindung

  steht.

  Das neuartige Segelglied benötigt nur ein Steuerglied, dessen

  eingehendes Steuersignal. der Regler mit einem hydraulischen

  Druckt-rert vergleicht. Analog der durch den Vergleich sich er-

  gebenden Diffeeenz ward der Schleberst¢Bel des 1ilehrtrregventils

  ausnelenkt und 'es kann damit ein. S-bellg@ied betätigt werden. .

  Das Eingangssinal kann elektrisch eder$ hydraullsah einge-

  steuert txterden:

  `erden zwei %nalgeber verwendet, au können die sich beidseitig

  des Igeh-il"eaventil.s befinden, wobei in einem bestimmten A.uSfüh-

  rungsfall lediglich ein Fsderteller durch einen federbelasteten

  ein stehraren hydraulischen Kolben erseht aiaxx "Trird. j

  Dia "Tru n :.-:' das @?eglera enthält eine Dose 1 und einen Druo'#Z--

  b4@;renzer 2. "@}.ie Düse 1 ist an einen Systemdruck PI augeschldssen:

  Der ?lrucl@hereztzer ?_ steuert den Druck Ire hinter der Düse

  am Ort 3. Das elektrische oder mechanische Eingangssigna-1

  bei 4 steuert die Druckhöhe des Druckbegrenzers 2, so Saß

  der Druck 112 eine zum Eingangssignal. ¢ 1_inear proportionale

  Größe ist) die immer rum ein Mehrfaches kleiner ist als der

  SystemdruclT F1.

  Ixt der Reglergruppe 111 ist in einer Einachraubhülse 5 ein

  hydraulischer Kolben G dichtend geführt, der mittel: eines

  Stiftes 7 und einer ITut 7a gegen Verdrehung ge,iciaert ist.

  Der Ko lhen 0 Megt gegen eine .Feder 8, Auf der ze°enüeite

  stützt ;ich die Feder 8 an der Durchf`!ußwcheibe y ab, die

  Nvisderuir, nit dem Sicherungsring 10 axia-. unverschiebbar fe-

  gen die 33.neeliraubhhUlse 5 a.t11i-t. IX-dtellrohr 11 stellt

  einen einstellbaren Anschlag des Ste? "1-#c#2 t-teri9 6 -fegen das

  Teil 14 der Ref"ler:;i#uiipe TI dar, mit cxe:.; seia fe die Snan-

  nung der Feder 8 Justiert -:erden kann. 11 ict

  die Sehraube 12 @°c-@£ c:i:;e:@t. ':-lie stell t eb;:=i.ifa' "_ --z einen axial

  einstel].baren Ansch! ar-, ge;Ten Glas 'e.1_3 1 1 der @e lerrLruppe II

  dar. DI.e:Ll@r aube 12 erla,a=it also die Zentrirun f; des üch- e-

  berstUßels 10-.

  Die crt--ruppe TI besteht: aus der Einsc hraal)liü l e 14, die

  eine 1"ect>-Dur:lif-@==3bohrung 14.a vtid einem Stufenkolben

  75. Die 15a des syt@@f:ati@? aetis 15 stel1_@; einen

  meczhr:.fte--Übertrrzf;er auf --lea 16 dar.

  Dl :iie 1 _ 'r des Stufenko, ,E3ii ~ 1:7 ig t immer u.--,i Sasse -l- t;e

  .lehrfache kleiner als die Beaufschlagungsfläche des Kolbens 6, um das der Druck P2 kleiner ist als der Druck P1.
• An die Heglereruppe II s=chließt sich die lleglergruppe IV an, Die Reglergruppe IV besteht aus einem Schiebergehäuse 17 und einem Schieberstößel 16. Beide'funktiönsteile stellen ein an' sich bekanntes 4/3-liege-Ventil dar, das undefinierte Schaltstellungen hat und das in der entsprechenden Richtung einen zur Schieberstößel-Bewegung proportionalen Durchfluß anoteuert. Der Schieberstößel 16 liegt mit seinem einen Ende gegen den Stufenkolben 15. Beide Enden des Stufenkolbens 15 sind ballig, damit Querkräfte, welche unnötif--e Reibungen verursachen würden, ausgeschaltet werden. Das rechte Ende des Schieberstößels 16. liegt wiederum gegen den Stufenkolben einer Reglergruppe II an. Auf der rechten leite schließt sich an eine Reglergruppe II die Reglergruppe I an.
• Die Reglergruppe I besteht aus der Einschraubhülse 18, in der ein Federteller 19 geführt ist. Der Pederteller 19 ist mittels Stift 20 und Nut 20a geeen Verdrehung gesichert und stützt sich eegen die Feder 21. Die Feder 21 liegt mit ihrem anderen Ende gegen die Durchflußscheibe 22, die ihrerseits mit dem Sicherungsring 23 legen die Einschrauhhülse 18 abgestützt ist. Der Federteller 19 ist genau wie der Kolben 6 in der.Reglergruppe III mit einem Einstellmechanismus versehen, der aus den Teilen 24 und 25 besteht. Der Federteller 19 ist auf einem Teilkreis mit Bohrungen 19a versehen, die einen Ausgleich des hydraulischen liediums über seinen Quersehnittsflä,chen gestatten. Das Teil- 25 der Reglergruppe I liegt e=en den Stufenkolben der 'Reglergruppe TI auf der rechten Seite des Kegelgerätes, wie das auch auf der linken Seite des Regelgerätes mit den Teilen 12 und 15 der Reglergruppe ITIund I1 der Fall ist. Damit, ist der Schieberkolben 16 zwischen den Heglergruppen IZ Links und rechts einge: pannt und kann aus seiner justierten Ilittell age heraus nur. gegen die eingestellten Kräfte der Federn 8 und 21 'Verstellt werden. Infolge der Einstellmechanismen der Reglergruppen I und III wird bei Beweguni des Schieberstößels 16 in Richtung B nur die Feder 21 gespannt, während die Feder 8 nicht entspannt -ird. Das.==el be gil': für eine Bewegung des Schieberstößels in _'..ichtun_; A in umgekehrter -lei_henfolge. Die Einstellmechanismen der angeführten zwei Reglergruppen erlauben die verschiedene Einstellung der Federvorspannung auf der linken oder rechten Seite des Schieberstößels, je nach der geforderten RegeIsymmetrie des Stellgliedes. Bei verschiedenen Steilheiten der Federn 8 und 21 läßt sich außerdem ein unterschiedliches Stell--..:eg-Differential des Schieberkolbens 16 zwischen den Bewegungsrichtungen A und B erzielen. Die Funktion des gesamten Regelgerätes besteht darin, daß der Druck P2, welcher in der Reglergruppe Y durch den Druckbegrenzer 2 herbeigeführt wird, die große Queraohnittsfläohe des Kolbens 6 beaufsehlagt und die dadurch erzeugte Kraft z.. B. auf der linken Seite dem Sohieberetößel 18 über den Stufenkolben 15 mitteilt. Auf der reohten@Seite des Regelgerätes liegt-der höhere Druck Px am Stufenkolben der Reglergruppe II an, wirkt über die Rin=-Querschnittsflä.che deo Stufenkolbens dieser Reglergruppe ebenfalls auf den Scrieberstößel 1F, so daß dieser entsprechend dem Kräfteverhältnis der beiden _be 1 auf schlagten Kolben 'eine Auslenkung erfährt, deren Gradient von der Steilheit der betreffenden Feder bestimmt wird. Die Auslenkung des k)chi.eberstößelÄ-, führt zu einer proportionalen Bewegung des Stell_gl iedes VI, deren Richtung und Größe dem Regler proportional sind.
• Infolge des Flächenverhältnisses der Kolben 6 und 25 kann das Gerät seine Regelaufgabe mit dem gleichen Systemdruck P1 durchführen, der auchdie Energie des Stellgliedes 6 darstellt. Das Stellglied 6 wird auf diese 'Meise so lange in einer Richtung bewegt, bis das Signal bei 4 am Druckbegrenzer 2 einen so hohen Druck P2 erzeugt hat, daß mit dem Druck Px Gleichgewicht hergestellt ist. In umgekehrter Richtung bev.egt sich das Stell-, glied VI wenn der Druck Px entsprechend dem Druck P2 zu klein ist. Wenn man mit dem Stellglied VI also ein MeBglied VII verbindet, dessen Messung mit irgendeiner Charakteristik, die der Rechner VIII herstellt, auf den Druckbegrenzer 2 bei 4 übertragen wird, so regelt das Stellglied VI die im Rechner VIII enthaltene Charakteristik aus, falls der Druck I>x in irgendeiner Abh-#irgigkeit zu dem Regelvorgang steht. Dem Druck Px kann ein zugeordneter Kompensationsdruck Py über die Querschnittsfläche des Stufenkolbens 15 entgegengesetzt werden. Es iat außerdem möglich, die Kombination der einzelnen Reglergruppen zwischen der linken und rechten Seite des Regelgerätes beliebig zu variieren. Insgesamt wird die Regelfunktion des Gerätes ohne Servokreis dadurch ermöglicht, daß die an sich bekannte Reglergruppe V an ein 4/3-V'ege-Ventil (Reglergruppe IV) angebaut ist, als Druckminderer funktioniert und den geminderten Druck P2 auf eine große Kolbenfläche erzeugt, während der zu vergleichende Druckanschl.uß - Px auf einen kleinen Kolben --irkt und beide Virkungen als Differenzkraft auf den Schieberstößel des 4/3-".'ege-Ventil s eingeleitet jeerden.

Claims (1)

1. JATENTAi'Y SPRÜCHE 1. Hydraulisches .:.Zegellied zur druckabhängigen Steue- rung eineu hydrauli;@chen Stellgliedes, welches an ein beidseitig, durch Differenzdruck beaufschlagtes T,Zehri@legventil angeschlossen ist, das an einem hydraulischen System liegt, d a d u r c- h . g e - k e n n z e i c h n e t , daß der Schieberstößel (16) des Meh rt=@enventil.,-1. (17) an beiden Enden kraftschlüssig nil einsteM-baren, druckbeaufschlagten Kolben (15,26) verschiedener Ouerschnitte in Verbindung pteht, von denen der eine (15) - bei Anordnung eines einzigen Signalgebers (V) - an einen elektrischen, mechani,:chen oder hydraulischen Signalgeber (Y)anbeschlossen ist, _ deseen Aii3gang den untersetzten Steuerdruck (P ?) für das "liegel_glied liefert, wobei die kleinere Kolbenfläche ni t dem Systemdruch in Vert@indun#7- steht. lte.-el;rlied nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - h e n ii z e i c h n e t , daß das P1ehrijegventil. als 4/3-'7eg-Ventil (16,17) ausgebildet ist. 3. Regelglied nach Anspruch "! oder 2, d ad u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die beidseitig mit dem Sohie- berstößel (16) des 4/3-*leg-Ventils kraft;chl.üseig ver- bundenen Kolben als Stufaukolben (15,26) ausgebildet sind. Regelglied nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n, -- e i o b n e t , daß die Stufenkolben (15v26) mit eine. $#deräelasteten einstellbaren hydraulsohiu Kolben (6) einerseits und einem Pederteller (19) andererseits in Verbindung stehen. Regelglied ob Anspruch 4# d a d u r o h g e x e n n -z e i c h n e t , daß der taderbolgetete einstellbare hydraulisbhe Kolben (6) durch den Ausgangs- bew. Steuer- druck (F) des tignalgebers (V) beaufschlagt ist. . 6. Regelglied nach einem vier vorhergehenden. eprüohe, dadur oh ge ke nne e i: ohne t # d&4 bei Anordnung von zwei Sißnalßebern# -diese sich beidseitig deg lJiehrwegventils (1Q) befinden) wobei der Poderteller (13) durch einen toderbelaateten einstellbaren hydrau- - Usohen Kolben ereetet let. 9.