DE19606098A1

DE19606098A1 - Steueranordnung für ein hydrostatisches System

Info

Publication number: DE19606098A1
Application number: DE19606098A
Authority: DE
Inventors: Alan R Coutant; Jerry D Marr
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1996-08-22
Also published as: US5561979A; JPH08261205A

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Steuerung eines hydrostatischen Systems und insbesondere auf die Vorrichtung zur Steuerung einer Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung und eines Hydraulikmotors mit variabler Verdrängung.

Hintergrund der Erfindung

Es ist in der Technik wohl bekannt, die Verdrängung von sowohl einer Pumpe mit variabler Verdrängung als auch einem Motor mit variabler Verdrängung durch das Steuern einer Quelle von unter Druck gesetzten Strömungsmittel zu steuern, das zu den jeweiligen Verdrängungscontrollern gerichtet bzw. geleitet wird. In diesen bekannten Syste men werden die Verdrängungscontroller streng vom Druck gesteuert, der an sie gerichtet wird, und zwar anspre chend auf die Bedienerbewegung eines Eingabehebels. Beim Steuern der Verdrängungscontroller nur ansprechend auf eine Druckeingabe ist eine gewisse Art von Rückkoppe lungsvorrichtung notwendig, um sicherzustellen, daß der Controller sich zur gewünschten Verdrängungsposition be wegt hat, wie vom Eingabesignal befohlen. Die Zugabe der benötigten Rückkoppelungsvorrichtung fügt dem System Kom plikationen und Kosten zu.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ei nes oder mehrere der Probleme wie oben beschrieben zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steueranordnung vorgesehen zur Verwendung in einem hydrostatischen System mit einer Leistungsquelle, die treibend mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung ver bunden ist, mit einem Motor mit variabler Verdrängung, der strömungsmäßig verbunden ist mit der Pumpe mit varia bler Verdrängung und betätigbar bzw. betreibbar ist, um Ausgangsleistung an ein Arbeitssystem zu liefern, und zwar ansprechend auf einen Soll-Eingabebefehl, und mit einer Quelle von unter Druck gesetztem Pilot- bzw. Vor steuerströmungsmittel. Die Pumpe und der Motor mit varia bler Verdrängung besitzen jeweils daran einen Verdrän gungscontroller, der deren Verdrängung steuert. Die Steu eranordnung weist einen ersten Drehzahl- bzw. Geschwin digkeitssensor auf, der betreibbar ist, um ein elektri sches Signal zu erzeugen, das die Eingabegeschwindigkeit der Pumpe mit variabler Verdrängung darstellt, und einen zweiten Geschwindigkeitssensor, der betreibbar ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die Ausgangsge schwindigkeit des Motors mit variabler Verdrängung dar stellt. Ein erstes elektromagnetbetriebenes Proportional ventil ist vorgesehen und ist betreibbar, um selektiv bzw. wahlweise die Quelle von unter Druck gesetztem Vor steuerströmungsmittel mit dem Verdrängungscontroller der Pumpe mit variabler Verdrängung zu verbinden, um steuer bar deren Verdrängung zu verändern. Ein zweites elektro magnetberiebenes Proportionalventil ist vorgesehen und betreibbar, um selektiv die Quelle von unter Druck ge setztem Vorsteuerströmungsmittel mit dem Verdrängungs controller des Motors mit variabler Verdrängung zu ver binden, um steuerbar dessen Verdrängung zu ändern. Ein Microprozessor ist in der Steueranordnung vorgesehen und ist betätigbar, um die jeweiligen elektrischen Signale von den ersten und zweiten Geschwindigkeitssensoren zu empfangen, die Geschwindigkeitssignale mit Bezug auf das Soll-Eingangssignal und bekannte Parameter zu verarbei ten, und um ein erstes Steuersignal an das erste elektro magnetbetriebene Proportionalventil zu übertragen, um die Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung zwischen einer Minimal- und einer Maximalverdrängung zu steuern. Ein zweites Steuersignal wird vom Microprozessor an das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil über tragen, um die Verdrängung des Motors mit variabler Ver drängung zwischen einer Maximalverdrängung und einer Mi nimalverdrängung zu steuern, um die gewünschte Ausgangs geschwindigkeit zu erhalten, wie vom Eingangsbefehl fest gesetzt. Die Verdrängung des Motors mit variabler Ver drängung wird verringert, sobald die Verdrängung der Pum pe mit variabler Verdrängung ihre maximale Verdrängungs position erreicht.

Die Absicht der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steueranordnung vorzusehen, die die Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung und die Verdrängung des Motors mit variabler Verdrängung steuert, und zwar ansprechend auf Strömungsmittelfluß, entgegengesetzt dazu, daß sie auf Druck anspricht. Folglich werden keine speziellen Nachfolgemechanismen, wie beispielsweise Servoventile be nötigt, wodurch somit die Komplexität und die Kosten des Systems verringert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des hydro statischen Systems, das ein Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung verkörpert;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teils des hydrostatischen Systems der Fig. 1, das ein anderes Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verkörpert;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Teils des hydrostatischen Systems der Fig. 1, das wie derum ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert; und

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines an deren Teils des hydrostatischen Systems der Fig. 1, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung aufweist.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein hydrostatisches System 10 veranschaulicht und weist eine Pumpe 12 mit variabler Verdrängung auf, die einen Verdrängungscontroller bzw. eine Verdrängungssteuervorrichtung 14 besitzt, und einen Motor 16 mit variabler Verdrängung, der einen Verdrän gungscontroller 18 besitzt. Die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung wird von einer Leistungsquelle, wie bei spielsweise einem Motor 20 angetrieben, und zwar durch eine Pumpeneingangsantriebswelle 22. Der Motor 16 mit va riabler Verdrängung ist antriebsmäßig mit dem Arbeitssy stem 24 verbunden, und zwar durch eine Ausgangswelle 26. Das Arbeitssystem 24 kann irgendeine Art von Arbeitsgerät oder ein Antriebsmechanismus für eine Maschine sein. Das hydrostatische System 10 weist weiter eine Quelle von un ter Druck gesetztem Pilot- bzw. Vorsteuerströmungsmittel 30 auf, das betriebsmäßig Strömungsmittel von einem Re servoir oder Tank erhält und unter Druck gesetztes Strö mungsmittel liefert, um verlorenes Strömungsmittel im hy drostatischen System 10 auszugleichen und auch um ein un ter Druck gesetztes Strömungsmittel für das hydrostati sches System zu liefern.

Der Motor 16 mit variabler Verdrängung ist strö mungsmittelmäßig in herkömmlicher Weise mit der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung verbunden, und zwar durch Lei tungen 34 bzw. 36. Eine typische Ablaß- und Nach füllanordnung 38 ist vorgesehen, um den Druck im hydro statischen System 10 zu steuern, und um Nachfüllströ mungsmittel dahin zu liefern, um jegliche Leckage im hy drostatischen System 10 auszugleichen. Die Ablaß- und Nachfüllanordnung 38 ist mit dem hydrostatischen System 10 durch Leitungen 40, 42 verbunden. Die Leitung 40 ist mit der Leitung 34 verbunden, während die Leitung 42 mit der Leitung 36 verbunden ist. Die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 ist verbunden mit der Ablaß- und Nachfüllanordnung 38 und zwar durch eine Vorsteuerleitung 44. Das unter Druck gesetzte Vorsteuer strömungsmittel wird an das hydrostatische System 10 ge leitet, und zwar durch Einwegrückschlagventile 46 bzw. 48. Typische Druckbegrenzungsventile 50, 52 sind jeweils verbunden mit den Leitungen 40, 42 und funktionieren der art, daß sie den Maximaldruck in den jeweiligen Leitungen 34, 36 des hydrostatischen Systems 10 begrenzen.

Eine Steueranordnung 56 ist im hydrostatischen Sy stem 10 vorgesehen und betreibbar, um die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung und die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung zu steuern. Die Steueranordnung 56 weist einen Microprozessor 58 auf, der verschiedene elektrische Signale vom System empfängt und die elektrischen Signale mit Bezug auf verschiedene Sy stemparameter verarbeitet. Ein Bedienereingabebefehl "I" wird an den Microprozessor 58 geleitet, und zwar durch eine elektrische Leitung 60 von einem Eingabecontroller 62. Der Eingabebefehl "I" stellt die Arbeit dar, von der der Bediener wünscht, daß sie vom Arbeitssystem 24 durch geführt wird.

Ein erster Geschwindigkeitssensor 64 ist betriebsmä ßig mit der Pumpeneingangsantriebswelle 22 assoziiert, um ein Geschwindigkeitssignal "R" zu erzeugen, das die Ge schwindigkeit bzw. Drehzahl der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung darstellt. Das Signal "R" wird an den Micro prozessor 58 durch eine elektrische Leitung 66 geliefert. Ein zweiter Geschwindigkeitssensor 68 ist betriebsmäßig mit der Ausgangswelle 26 assoziiert, um ein elektrisches Signal "S" zu erzeugen, das die Ausgangsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl des Motors 16 mit variabler Verdrängung darstellt. Das Signal "S" wird an den Microprozessor 58 durch eine elektrische Leitung 70 geliefert.

Die Steueranordnung 56 weist auch ein erstes elek tromagnetbetriebenes Proportionalventil 86 auf, das be triebsmäßig zwischen der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 und dem Verdrängungscontrol ler 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung angeordnet ist. Eine Vorsteuerleitung 88 verbindet die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 mit dem ersten elektromagnetbetriebenen Proportionalventil 86. Leitungen 90 bzw. 92 verbinden das erste elektromagnetbe triebene Proportionalventil 86 mit dem Verdrängungscon troller 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung. Eine Leitung 94 verbindet das erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86 mit dem Reservoir bzw. Tank 32.

Das erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86 ist federvorgespannt, und zwar auf eine erste Positi on, bei der die Quelle von unter Druck gesetztem Strö mungsmittel 30 verbunden ist mit einem Ende des Verdrän gungscontrollers 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrän gung, und wo das andere Ende des Verdrängungscontrollers 14 in Verbindung mit dem Reservoir 32 ist, und zwar durch die Leitung 94.

Ein erstes Steuersignal "P" wird durch den Micropro zessor 58 erzeugt und durch eine elektrische Leitung 96 an das erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86 geleitet. Das elektrische Signal "P" ist betreibbar, um das Ventil- bzw. Schließelement des ersten elektroma gnetbetriebenen Proportionalventils 86 gegen die Vorspan nung der Feder darin zu bewegen, und zwar in eine zweite Position, an der Strömungsmittelfluß zu und vom Verdrän gungscontroller 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung blockiert ist. Das erste elektromagnetbetriebene Propor tionalventil 86 ist in eine andere Position beweglich, an der die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströ mungsmittel 30 in Verbindung ist mit dem anderen Ende des Verdrängungscontrollers 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung und wobei das eine Ende davon in Verbindung mit dem Reservoir 32 ist, und zwar durch die Leitungen 92, 94. Der Grad an Bewegung des Verdrängungscontrollers 14 in irgendeiner Richtung ist direkt proportional zur Größe des ersten Steuersignals "P".

Ein Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100 ist Teil der Steueranordnung und ist betriebsmäßig in der vorliegenden Anordnung zwischen den Leitungen 90, 92 an geordnet. Der Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100 ist in eine erste Position federvorgespannt, in der eine Strömungsmittelverbindung bzw. -leitung dadurch blockiert ist, und ist in eine zweite Position beweglich, in der die Leitung 90 in Strömungsmittelverbindung mit der Lei tung 92 ist. Der Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100 ist in seine zweite Position beweglich, und zwar an sprechend auf den höchsten Druck im hydrostatischen Sy stem 10. Ein Wechsel- bzw. Resolverventil 102 ist mit den Leitungen 40 bzw. 42 verbunden und das höchste Drucksi gnal im hydrostatischen System 10 wird durch eine Leitung 104 und eine Leitung 106 an den Maximaldruckabschneide ventilmechanismus 100 geleitet. Sobald der höchste Druck im hydrostatischen System 10 ein vorbestimmtes Niveau er reicht, öffnet sich das Maximaldruckabschneideventil 100 progressiv, um die Leitungen 90, 92 zu verbinden, so daß die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung auf das Niveau verringert wird, das notwendig ist, um das System am gegebenen Maximaldruckpegel zu halten und um nicht zu gestatten, daß der Druckpegel den Maximalvorein stellpegel überschreitet.

Der Verdrängungscontroller 18 des Motors 16 mit va riable Verdrängung ist in die Maximalverdrängungsposition federvorgespannt und in die Minimalverdrängungsposition beweglich, und zwar auf den Empfang eines Drucksignals von der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströ mungsmittel 30 hin. Ein zweites elektromagnetbetriebenes Proportionalventil 108 ist in der Steueranordnung 56 vor gesehen und ist angeordnet zwischen der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 und dem Ver drängungscontroller 18 des Motors 16 mit variabler Ver drängung. Eine Leitung 110 verbindet die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 mit dem zwei ten elektromagnetbetriebenen Proportionalventil 108 und eine Leitung 112 verbindet das zweite elektromagnetbe triebene Proportionalventil 108 mit einem Ende des Ver drängungscontrollers 18, während eine Leitung 114 das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 mit dem Reservoir 32 verbindet.

Das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalven til 108 ist in eine Position federvorgespannt, in der die Leitung 112 in Verbindung ist mit der Leitung 114 und be weglich zu einer zweiten Position hin, an der die Leitung 112 in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel 30 ist, und zwar durch die Leitungen 110, 88. Das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 ist zur zweiten Position hin be weglich, und zwar ansprechend auf ein zweites Steuersi gnal "M", das vom Microprozessor 58 übertragen wird und an das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 durch eine elektrische Leitung 116 geliefert wird. Das zweite Steuersignal "M" ist betätigbar bzw. veränder bar, um progressiv das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 zwischen seinen Betriebspositionen zu bewegen. Die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung wird ansprechend auf ein ansteigendes zweites Steuersignal "M" verringert.

Ein elektromagnetbetreibendes Ventil 120 ist mit dem höchsten Drucksignal im hydrostatischen System 10 verbun den, und zwar dadurch, daß eine Leitung 122 mit der Lei tung 104 verbunden ist. Das elektromagnetbetriebene Ven til 120 ist mit der Federkammer des Verdrängungscontrol lers 18 verbunden, und zwar durch eine Leitung 124 und mit dem Reservoir 32 durch eine Leitung 126. Das elekto magnetbetriebene Ventil 120 ist in eine Position feder vorgespannt, an der die Leitung 122 mit der Federkammer des Verdrängungscontrollers 18 in Verbindung ist, und zwar durch die Leitung 124, und ist auf eine zweite Posi tion beweglich, an der die Federkammer des Verdrängungs controllers 18 in Strömungsmittelverbindung mit dem Re servoir 32 ist, und zwar durch die Leitungen 124, 126. Das elektromagnetbetriebene Ventil 120 ist in seine zwei te Position beweglich, und zwar ansprechend auf ein elek trisches Signal "H", das durch eine elektrische Leitung 128 vom Microprozessor 58 empfangen wird.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein anderes Ausführungs beispiel des Verdrängungscontrollers 18 des Motors mit variabler Verdrängung veranschaulicht, und zwar zusammen mit einem anderen Ausführungsbeispiel des zweiten elek tromagnetbetriebenen Proportionalventils 108 und des elektromagnetbetriebenen Ventils 120. Alle gleichen Ele mente haben gleiche Bezugszeichen. Der modifizierte Ver drängungscontroller 18A der Fig. 2 weist einen Betäti ger- bzw. Betätigungskolben 130 auf, der mit dem Verdrän gungseinstellmechanismus innerhalb des Motors 16 mit va riabler Verdrängung verbunden ist. Der Betätigungskolben 130 des Verdrängungscontrollers 18A ist in eine Maximal verdrängungsposition federvorgespannt, und zwar durch ei ne Feder 132, die in einer Federkammer 133 angeordnet ist. Ein Bolzen bzw. Kolben (slug) 134 ist gleitend in dem Verdrängungscontroller 18 angeordnet, und zwar an ei nem Ende davon benachbart zur Federkammer 133. Die Lei tung 124 verbindet das elektromagnetbetriebene Ventil 120 mit dem Bolzen 134. Unter Druck gesetztes Strömungsmittel in der Leitung 124, das auf den Bolzen 134 wirkt, erzeugt eine Kraft, die in Verbindung mit der Feder 132 betreib bar bzw. wirksam ist, um den Betätigungskolben 130 zu seiner Maximalverdrängungsposition hin vorzuspannen. Die Leitung 112 verbindet das modifizierte zweite elektroma gnetbetriebene Proportionalventil 108A mit dem Betäti gungskolben 130, und zwar durch eine Druckkammer 135 an seinem Ende gegenüberliegend der Federkammer 133. Eine Leitung 136 verbindet die Federkammer 133 mit dem modifi zierten zweiten elektromagnetbetriebenen Proportionalven til 108A. Das modifizierte zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108A ist in eine Position federvorge spannt, an der die Quelle von pilotbetätigtem Vorsteuer strömungsmittel 30 durch die Leitung 110 und die Leitung 136 mit der Federkammer 133 verbunden ist. Die Druckkam mer 135 ist durch die Leitungen 112 und 114 mit dem Re servoir 32 verbunden. Das modifizierte zweite elektroma gnetbetriebene Proportionalventil 108A ist in eine zweite und eine dritte Position beweglich, und zwar ansprechend auf das elektrische Signal "M", das vom Microprozessor 58 durch die elektrische Leitung 116 geliefert wird. In der zweiten Position des modifizierten zweiten elektromagnet betriebenen Proportionalventils 108A sind die Leitungen 112 und 136 sowohl von der Quelle von unter Druck gesetz tem Vorsteuerströmungsmittel 30 als auch dem Reservoir 32 blockiert bzw. abgeschnitten. In der dritten Position des modifizierten zweiten elektromagnetbetriebenen Proportio nalventils 108A ist die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 in Strömungsmittelbindung mit der Druckkammer 135 und der Betätigungskolben 130 und die Federkammer 133 sind in Verbindung mit dem Reservoir 32 durch die Leitungen 136, 114.

Mit Bezug auf Fig. 3 ist ein modifizierter Maxi maldruckabschneideventilmechanismus 100A veranschaulicht. Der modifizierte Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100A ist in den Leitungen 90, 92 angeordnet, und zwar zwischen dem ersten elektromagnetbetriebenen Proportio nalventil 86 und dem Verdrängungscontroller 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung. Der modifizierte Maxi maldruckabschneideventilmechanismus 100A ist in eine Po sition federvorgespannt, in der die Verbindung durch die Leitungen 90, 92 offen ist, und ist in eine zweite Posi tion beweglich, in der die Leitungen 90, 92 in Strömungs mittelverbindung mit dem Reservoir 32 sind, und zwar durch eine Leitung 138. Der modifizierte Maximaldruckab schneideventilmechanismus 100A ist in seine zweite Posi tion beweglich, und zwar ansprechend auf den höchsten Druck im hydrostatischen System 10, der durch die Leitun gen 104, 106 geliefert wird.

Mit Bezug auf Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungs beispiel zum Steuern des Maximaldruckabschneidepunktes veranschaulicht. In der vorliegenden Anordnung ist ein Zweipositionen- bzw. Zweiwegeproportionalventil 100B in der Leitung 88 angeordnet, und ein modifiziertes erstes elektromagnetbetriebenes Proportionalventil 86A ist stromabwärts davon vorgesehen. Das Zweipositionen- bzw. Zweiwegeproportionalventil 100B ist in eine Position fe dervorgespannt, an der die Quelle von unter Druck gesetz tem Vorsteuerströmungsmittel 30 darüber verbunden wird mit dem modifizierten ersten elektromagnetbetriebenen Proportionalventil 86A. Das Zweiwegeproportionalventil 100B ist in eine zweite Position beweglich, in der die Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel 30 bloc kiert ist, und das unter Druck gesetzte Strömungsmittel an das modifizierte erste elektromagnetbetriebene Propor tionalventil 86 durch die Leitung 138 an das Reservoir 32 geliefert wird. Das Zweiwegeproportionalventil 100B ist in die zweite Position beweglich, und zwar ansprechend auf das höchste Drucksignal im hydrostatischen System 10, wie durch die Leitung 106 übermittelt. Das modifizierte erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86A ist federvorgespannt auf die erste Position, an der die Lei tung 88 in Strömungsmittelverbindung mit der Leitung 90 ist, und die Leitung 92 ist in Verbindung mit dem Reser voir 32. Das modifizierte erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86 ist in eine zweite Position beweg lich, an der die Leitung 88 mit der Leitung 92 in Verbin dung ist, während die Leitung 90 mit dem Strömungsmittel reservoir 32 in Verbindung ist, und zwar durch die Lei tung 94, und in eine dritte Position, in der die Leitung 88 blockiert ist, und beide Leitungen 90, 92 in Strö mungsmittelverbindung mit dem Reservoir 32 sind, und zwar durch die Leitung 94. Das modifizierte erste elektroma gnetbetriebene Proportionalventil 86 ist in seine zweite und dritte Position ansprechend auf das elektrische Si gnal "P" beweglich, das vom Microprozessor 58 durch die elektrische Leitung 96 geliefert wird.

Es sei bemerkt, daß verschiedene Formen des vorlie genden hydrostatischen Systems 10 verwendet werden können ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen. Verschiedene hydraulische Ventilanordnungen können auch verwendet wer den um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen.

Industrielle Anwendbarkeit

Beim Betrieb eines typischen hydrostatischen Systems wird die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung durch die Pumpeneingangswelle 22 angetrieben und zwar durch einen Motor 20, und der Verdrängungscontroller 14 steuert das Volumen von Strömungsmittel, das daher geliefert wird. Wenn die Maschine nicht in Bewegung ist, ist der Verdrän gungscontroller 14 in eine Mittelposition federvorge spannt, in der die Pumpe mit variabler Verdrängung keine Strömung davon erzeugt. Wenn der Verdrängungscontroller 14 in Fig. 1 nach links bewegt, wird unter Druck gesetz tes Strömungsmittel an den Motor 16 mit variabler Ver drängung geliefert, und zwar durch die Leitung 34, was bewirkt, daß der Motor 16 mit variabler Verdrängung sich in einer Richtung dreht, und Leistung durch die Ausgangs welle 26 an das Arbeitssystem 24 liefert. Strömungsmit telfluß vom Motor 16 mit variabler Verdrängung wird durch die Leitung 36 zurück zur Pumpe 12 mit variabler Verdrän gung übertragen, und der Kreislauf schreitet fort. Auf eine Bewegung des Verdrängungscontrollers 14 in die ent gegengesetzte Richtung wird unter Druck gesetztes Strö mungsmittelfluß von der Pumpe mit variabler Verdrängung durch die Leitung 36 geliefert, und zwar an den Motor 16 mit variabler Verdrängung, was zur Folge hat, daß der Mo tor 16 mit variabler Verdrängung sich in der entgegenge setzten Richtung dreht, um die Ausgangswelle 26 in der entgegengesetzten Richtung zu drehen.

Unter Abwesenheit von irgendeinem Drucksignal in der Leitung 112 bleibt der Motorverdrängungscontroller 18 in seiner Maximalverdrängungsposition. In dieser Position wird das maximale Ausgangsdrehmoment des Motors 16 mit variabler Verdrängung erreicht. Irgendeine Bewegung des Verdrängungscontroller 18 des Motors 16 mit variabler Verdrängung in Fig. 1 nach rechts hat zur Folge, daß die Verdrängung des Motors 16 verringert wird, was in einer vergrößerten Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 26 resul tiert, und zwar für ein vorbestimmtes Volumen von Strö mungsmittel, das durch irgendeine der Leitungen 34, 36 geliefert wird. Um die Drehzahl des Motors 16 mit varia bler Verdrängung und folglich die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Ausgangswelle 26 zu erhöhen, wird die Ver drängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung angehoben oder die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrän gung wird verringert.

Wie in hydrostatischen Systemen wohl bekannt werden irgendwelche Strömungsmittelverluste dadurch ausgegli chen, daß unter Druck gesetztes Vorsteuerströmungsmittel von der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströ mungsmittel 30 durch die Leitung 44 geleitet werden, durch die Rückschlagventile 46 bzw. 48 und die Leitungen 40, 42 an die jeweiligen Leitungen 34, 36 des hydrostati schen Systems 10. Das Nachfüll- bzw. Ersatzströmungsmit tel kann leicht in die Niedrigdruckseite der hydrostati schen Schleife eintreten, um sicherzustellen, daß die hy drostatische Schleife bzw. das hydrostatische System kon tinuierlich mit Strömungsmittel gefüllt wird. Genauso werden, wie wohl bekannt ist, irgendwelche Druckpegel in den Leitungen 34, 36, die einen vorbestimmten Pegel über schreiten, durch die jeweiligen Druckbegrenzungsventile 50, 52 abgelassen und in die jeweilige Niedrigdruckseite der hydrostatischen Schleife durch die Einwegrückschlag ventile 46, 48.

In der vorliegenden Anordnung werden die Geschwin digkeit bzw. Drehzahl der Eingangswelle 22 und die Dreh zahl der Ausgangswelle 68 abgefühlt und an den Micropro zessor 58 geliefert. Wenn der Bediener eine Eingabe an den Eingangscontroller 62 macht wird das Befehlssignal "E" vom Eingangscontroller 62 an den Microprozessor 58 geliefert, wobei die Größe und die Menge an Arbeit bzw. Leistung angezeigt wird, die vom Arbeitssystem 24 ausge führt werden soll. Der Microprozessor 58 vergleicht die Geschwindigkeit- bzw. Drehzahlsignale der Pumpeneingangs antriebswelle 22 und der Motorausgangswelle 26 "R, S" mit Bezug auf das Soll-Eingangssignal "I" und bekannte Sy stemparameter und überträgt das erste Steuersignal "P" an das erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86. Anfangs, wenn keine Arbeit vom Arbeitssystem 24 ausge führt wird, ist das erste elektromagnetbetriebene Propor tionalventil 86 in der zweiten Position, an der der Ver drängungscontroller 14 davon federvorgespannt ist auf seine Mittelposition, an der die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung keinen Strömungsmittelfluß davon liefert bzw. vorsieht. Das erste Steuersignal "P" konditioniert bzw. veranlaßt das erste elektromagnetbetriebene Proportional ventil 86, sich in eine von seinen ersten oder dritten Positionen zu bewegen, was wiederum unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu einem Ende des Verdrängungscontrollers 14 leitet. Als eine Folge davon leitet die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung unter Druck gesetztes Strömungsmit tel an den Motor 16 mit variabler Verdrängung, was zur Folge hat, daß sich die Ausgangswelle 26 dreht, um Lei stung an das Arbeitssystem 24 zu liefern bzw. vorzusehen. Die Drehzahl der Ausgangswelle 26 wird abgefühlt durch den zweiten Drehzahlsensor 68, und das Signal "S" wird an den Microprozessor 58 geliefert, wo es mit dem Signal "R" verglichen wird, das die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Eingangswelle 22 darstellt, und mit dem Eingangs signal "I" vom Eingangscontroller 62. Sobald dem Ein gangsbefehlssignal "I" genüge getan ist, wird das Signal "P" an das erste elektromagnetbetriebene Proportionalven til 86 auf einem vorgegebenen Pegel aufrecht erhalten. Dies wiederum hält den Verdrängungscontroller 14 in einer gegebenen Position, um den benötigten Fluß an den Motor 16 mit variabler Verdrängung aufrecht zu erhalten, um die benötigte Drehzahl der Ausgangswelle 26 zu halten. Wenn die Drehzahl der Ausgangswelle 26 zu groß ist bzw. sich die Ausgangswelle 26 zu schnell dreht, wird das Signal "P" modifiziert, woraus somit folgt, daß das erste elek tromagnetbetriebene Proportionalventil 86 die Position verändert. Die Positionsänderung des ersten elektroma gnetbetriebenen Proportionalventils 86 gestattet es, daß sich der Verdrängungscontroller 14 zurückbewegt, und zwar zur Mittelposition hin, was den Fluß von der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung an den Motor 16 mit variabler Ver drängung verringert. Der verringerte Fluß an den Motor 16 mit variabler Verdrängung verringert die Drehzahl der Ausgangswellen 26. Solange wie das Eingangsbefehlssignal "I" nicht verändert wird schreitet der Microprozessor 58 fort, das erste Steuersignal "P" zu modifizieren, um die gewünschte Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 26 aufrecht zu halten.

Wenn es gewünscht ist, die Ausgangswelle 26 in die entgegengesetzte Richtung bei einer vorbestimmten Dreh zahl zu drehen, konditioniert das Signal "P" vom Micro prozessor 58 das erste elektromagnetbetriebene Proportio nalventil 86, den Verdrängungscontroller 14 in die entge gengesetzte Richtung zu bewegen. Dies leitet unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung zur anderen Seite des Motors 16 mit variabler Verdrängung, was zur Folge hat, daß die Ausgangswelle 26 sich in der entgegengesetzten Richtung dreht. Wie zuvor beschrieben, wird die Drehzahl der Ausgangswelle 26 abge fühlt und mit der Drehzahl der Eingangswelle 22 und dem Eingangsbefehlssignal "I" verglichen. Als Folge wird das erste Steuersignal "P" entsprechend eingestellt, um eine vorbestimmte Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Ver drängung durch den Verdrängungscontroller 14 aufrecht zu halten, was in einer gesteuerten Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 26 resultiert.

In dem Falle, daß das Eingangsbefehlsignal "I" eine Ausgangsdrehzahl anfordert, die höher ist als durch die maximale Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrän gung erreicht werden kann, wird die Verdrängung des Mo tors 16 mit variabler Verdrängung danach verringert. Zu sätzlich konditioniert bzw. veranlaßt das erste Steuersi gnal "P" das erste elektromagnetbetriebene Proportional ventil 86, zu bewirken, das der Verdrängungscontroller 14 der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung sich auf seine ma ximale Verdrängungsposition bewegt. An der Maximalver drängungsposition des Verdrängungscontrollers 14 wird die maximale Flußausgabe des Motors 16 erreicht. Dieser Maxi malausgangsfluß von der Pumpe 12 mit variabler Verdrän gung an den Motor 16 mit variabler Verdrängung resultiert darin, daß die Ausgangswelle 26 sich mit der höchstmögli chen Geschwindigkeit dreht, und zwar von der maximalen Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung. Die Maximalverdrängungsposition der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung wird in der vorliegenden Anordnung durch den Verdrängungssensor 76 abgefühlt, und das Verdrängungs signal "D" wird an den Microprozessor 58 geliefert. Es ist klar, daß die Maximalverdrängungsposition der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung auf andere Weisen detektiert werden kann, wie beispielsweise wenn eine höhere Drehzahl der Ausgangswelle 26 erwünscht ist, und ihre Drehzahl sich nicht über eine bestimmte Drehzahl hinaus für eine vorbestimmte Zeitperiode erhöht, fühlt der Microprozessor die vergangene Zeit und beginnt, die Verdrängung des Mo tors 16 mit variabler Verdrängung zu verändern. Wenn die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung keinen Verdrängungs sensor 76 hätte, könnte der Microprozessor detektieren, daß die Pumpe ihre maximale Verdrängungsposition erreicht hätte, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle 26 über eine kurze Zeitperiode nicht fortfährt anzusteigen. In jedem Zustand hält der Microprozessor das Signal "P" aufrecht, das das erste elektromagnetbetätigte Proportionalventil 86 veranlaßt, die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung in ihrer Maximalverdrängungsposition zu halten. Gleichzeitig damit wird ein zweites Steuersignal "M" an das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 geliefert, das das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 konditioniert bzw. veranlaßt, unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel 30 an den Verdrängungscontroller 18 zu liefern. Das Wirken des unter Druck gesetzten Vor steuerströmungsmittels auf den Controller 18 resultiert darin, daß der Verdrängungscontroller 18 die Verdrängung des Motors 16 verringert, was, wie zuvor bemerkt, darin resultiert, daß die Ausgangswelle 26 an Drehzahl zunimmt. Wie zuvor bemerkt überwacht der zweite Drehzahlsensor 68 die Drehzahl der Ausgangswelle 26 und liefert das dafür repräsentative Signal "S" an den Microprozessor 58. So bald die Soll-Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 26 er reicht wird, wie vom Eingabebefehl "I" vom Eingabecon troller 62 angefordert, wird das zweite Steuersignal "M" entsprechend eingestellt, um das zweite elektromagnetbe triebene Proportionalventil 108 in einer Position zu hal ten, die den Verdrängungscontroller 18 in der jeweiligen Position hält, die die Drehzahl der Ausgangswelle 26 steuert, und zwar auf das Niveau, das vom Eingabebefehl "I" gefordert wird. Wenn die Drehzahl der Ausgangswelle 26 größer ist, als die, die vom Eingangsbefehl "I" gefor dert wird, wird das Signal "M" eingestellt, um zu bewir ken, daß das zweite elektromagnetbetriebene Proportional ventil 108 das Signal an den Verdrängungscontroller 18 verringert. Dies hat zur Folge, daß die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung ansteigt, was zur Folge hat, daß die Drehzahl der Ausgangswelle abnimmt.

Sobald die ordnungsgemäße Geschwindigkeit der Ausgangs welle erreicht wird, wird das zweite Steuersignal "M" aufrecht erhalten, wobei somit die Ausgangsdrehzahl 26 auf einem Soll-Niveau aufrecht erhalten wird, wie vom Eingabebefehl "I" gefordert.

In der vorliegenden Anordnung wird, wenn der Ver drängungscontroller 14 der Pumpe 12 mit variabler Ver drängung in jeglicher Richtung zwischen seinen Minimal- und Maximalpositionen gesteuert wird, der Verdrängungs controller 18 des Motors 16 mit variabler Verdrängung in seiner Maximalverdrängungsposition gehalten. Um sicherzu stellen, daß sein Verdrängungscontroller 18 in seiner Ma ximalverdrängungsposition gehalten wird, wird der Druck von den Leitungen 34, 36 der hydrostatischen Schleife durch das Resolver- bzw. Wechselventil 102 geleitet, und zwar durch die Leitungen 104, 122, über das elektroma gnetbetriebene Proportionalventil 120 und die Leitung 124 zur Federkammer des Verdrängungscontrollers 18. Daher wird während der Steuerung der Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung der Verdrängungscontroller 18 des Motors 16 mit variabler Verdrängung an seiner Maxi malverdrängungsposition gehalten, und zwar nicht nur durch die Feder darin, sondern auch dadurch, daß das un ter Druck gesetzte Strömungsmittel dahin von der hydro statischen Schleife geleitet wird. Sobald die Pumpe 12 mit variabler Verdrängung ihre Maximalverdrängungspositi on erreicht und eine höhere Ausgangsdrehzahl der Aus gangswelle 26 erwünscht ist, leitet der Microprozessor 58 das Steuersignal "H" zum elektromagnetbetriebenen Ventil 120, wobei er es in seine zweite Betriebsposition bewegt. In seiner zweiten Position ist die Leitung 124 in Verbin dung mit dem Reservoir 32 und die Leitung 122 ist davon blockiert. Sobald das elektromagnetbetriebene Ventil 120 in seine zweite Position bewegt wird, schreitet der Microprozessor 58 damit fort, das zweite Steuersignal "M" an das zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108 zu liefern, um den Verdrängungscontroller 18 des Mo tors 16 mit variabler Verdrängung zu seiner Minimalver drängungsposition hin zu bewegen. In dieser Anordnung wird die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrän gung nicht variiert, bis die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung auf ihre Maximalverdrängungspositi on verändert worden ist. Folglich kann die Geschwindig keit der Ausgangswelle 26 kontinuierlich von Null- Drehzahl auf ihre maximal mögliche Drehzahl bzw. maximale Drehzahlmöglichkeit variiert werden.

Während des Betriebs des Systems, falls der Maxi maldruck in den Leitungen 34, 36 der hydrostatischen Schleife über einen vorbestimmten Pegel hinaus ansteigt, wird das höhere Drucksignal davon durch das Resolver bzw. Wechselventil 102 durch die Leitung 104, 106 an den Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100 geleitet, wo durch er auf seine zweite Position bewegt wird, um pro gressiv die Leitungen 90, 92 zu verbinden. Die Verbindung der Leitungen 90, 92 gestattet es den Zentrierfedern in dem Verdrängungscontroller 14, die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung zu verringern, wodurch somit der Druckpegel in den Leitungen 34, 36 des hydrostati schen Systems verringert wird. Der benötigte Druckpegel, um den Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100 in seine zweite Position zu bewegen, ist geringfügig niedri ger als der Druck, der notwendig ist, um die jeweiligen Druckbegrenzungsventile 50, 52 zu öffnen. Folglich wird Systemleistung konserviert, und zwar auf Grund der Tatsa che, daß das Maximaldruckabschneideventil 100 zur Folge hat, daß der Fluß der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung verringert wird. Anderenfalls würde der erzeugte Fluß über das Druckbegrenzungsventil 50, 52 geleitet werden, und zwar mit einem Druckpegel, der schädliche Extra-Lei stung vom Motor 20 braucht.

Mit Bezug auf den Betrieb der Fig. 2 wird der modi fizierte Verdrängungscontroller 18A veranschaulicht, und zwar zusammen mit einem assoziierten modifizierten zwei ten elektromagnetbetriebenen Proportionalventil 108A und dem elektromagnetbetriebenen Ventil 120. Der modifizierte Verdrängungscontroller 18A ist betreibbar, um die Ver drängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung von sei ner Maximalverdrängung auf seine Minimalverdrängung ein zustellen. Der Betätigungskolben 130 ist durch die Feder 132 federvorgespannt, und zwar in der Position, die den Motor 16 mit variabler Verdrängung in seiner Maximalver drängungsposition hält. Während des Betriebes ist das mo difizierte zweite elektromagnetbetriebene Proportionalven til 108A in seiner ersten Position, in der Strömungsmit tel von der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuer strömungsmittel 30 zur Federkammer 133 des modifizierten Verdrängungscontrollers 18A geleitet wird und wirkt zu sammen mit der Feder 132, um den Betätigungskolben 130 in der veranschaulichten Position zu halten. Gleichzeitig wird das höchste Drucksignal in der hydrostatischen Schleife, das sich in der Leitung 122 befindet, über das elektromagnetbetriebene Ventil 120 geleitet, und zwar durch die Leitung 124 und wirkt auf den Bolzen bzw. Kol ben 134, um weiter den Betätigungskolben 130 in der Posi tion zu sichern, um den Motor 16 mit variabler Verdrän gung an seiner Maximalverdrängungsposition zu halten. Wenn es erwünscht ist, das Volumen des Motors 16 mit va riabler Verdrängung zu verringern, wird das elektrische Signal "H" durch die elektrische Leitung 128 an das elek tromagnetbetriebene Ventil 120 geleitet, wodurch es auf seine zweite Betriebsposition bewegt wird, um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in die Leitung 124 zu ent lüften. Gleichzeitig damit oder darauf folgend wird das elektrische Signal "M" durch die elektrische Leitung 116 zum modifizierten zweiten elektromagnetbetriebenen Pro portionalventil 108A geliefert, wodurch es auf seine dritte Position bewegt wird, in der das unter Druck ge setzte Strömungsmittel in der Leitung 110 zur Druckkammer 135 geleitet wird. Der Druck in der Druckkammer 135 zwingt bzw. drückt den Betätigungskolben 130 von seiner gezeigten Position weg, was die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung verringert. Sobald die Verdrän gung des Motors 16 mit variabler Verdrängung die ge wünschte Verdrängung erreicht, wird das elektrische Si gnal "M" modifiziert, um das modifizierte zweite elektro magnetbetriebene Proportionalventil 108A zu seiner zwei ten Position hin zu bewegen, wobei somit der Betätigungs kolben 130 an der vorbestimmten Stelle gehalten wird, um die Soll-Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrän gung aufrecht zu erhalten. Wenn die Drehzahl der Aus gangswelle 26 zu hoch ist, wird das elektrische Signal "M" modifiziert, um das modifizierte zweite elektroma gnetbetriebene Proportionalventil 108A zu seiner ersten Position hin zu bewegen, um die Verdrängung des Motors 16 mit variabler Verdrängung zu vergrößern. Es ist klar, daß auf Grund der internen Leckage das modifizierte zweite elektromagnetbetriebene Proportionalventil 108A eventuell kontinuierlich eingestellt werden muß, und zwar um die Soll-Drehzahl der Ausgangswelle 26 zu halten. Die in Fig. 2 veranschaulichte Anordnung stellt weiter sicher, daß die Verdrängung des Motors an seiner Maximalverdrän gungsposition gehalten wird, wenn die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung zwischen ihren Mini mal- und Maximalpositionen variiert wird.

Mit Bezug auf den Betrieb der Fig. 3 wirkt bzw. funktioniert der modifizierte Maximaldruckabschneideven tilmechanismus 100A wie der modifizierte Druckabschneide ventilmechanismus 100 der Fig. 1, und zwar um die Ver drängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung zu ver ringern für den Fall, daß der Druck in irgendeiner der Leitungen 34, 36 der hydrostatischen Schleife einen maxi mal vorbestimmten Druckpegel überschreitet. In der vor liegenden Anordnung der Fig. 3 unterbricht der modifi zierte Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100A pro gressiv den Strömungsmittelfluß durch die Leitungen 90, 92 zum Verdrängungscontroller 14 ansprechend auf das höchste Drucksignal in den Leitungen 34, 36 der hydrosta tischen Schleife. Wenn der Strömungsmittelfluß durch die Leitungen 90, 92 unterbrochen wird, wird das Strömungs mittel im Verdrängungscontroller 14 progressiv an das Re servoir entlüftet bzw. abgelassen, und zwar durch die Leitung 138. Der modifizierte Maximaldruckabschneideven tilmechanismus 100A ist beweglich zwischen der weit ge öffneten Position und der Voll-Bypass-Position, um si cherzustellen, daß der Maximaldruck im hydrostatischen System 10 nicht den vorbestimmten Maximalpegel über schreitet.

Mit Bezug auf den Betrieb der Fig. 4 ist ein weite res Ausführungsbeispiel des Maximaldruckabschneideventil mechanismuses 100 veranschaulicht. In dieser Anordnung ist der Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100B in der Leitung 88 angeordnet und ist betätigbar, um progres siv den Fluß von der Quelle von unter Druck gesetzten Vorsteuerströmungsmittel 30 zu unterbrechen, und zwar an sprechend darauf, daß das höchste Drucksignal in den Lei tungen 34, 36 der hydrostatischen Schleife einen vorbe stimmten Pegel überschreitet, und zwar wie abgefühlt durch die Leitung 106. In der vorliegenden Anordnung ist der Maximaldruckabschneideventilmechanismus 100B strom aufwärts zum modifizierten ersten elektromagnetbetriebe nen Proportionalventil 86A gelegen. Das modifizierte er ste elektromagnetbetriebene Proportionalventil 86A funk tioniert wie das erste elektromagnetbetriebene Proportio nalventil 86 der Fig. 1, um progressiv die Verdrängung der Pumpe 12 mit variabler Verdrängung zwischen ihren Mi nimal- und Maximalpositionen in irgendeiner Richtung zu verändern, und zwar ansprechend auf das Steuersignal "P", das durch die elektrische Leitung 96 geleitet wird.

Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht of fensichtlich, daß die Steuerungsanordnung für ein hydro statisches System 10 eine Anordnung vorsieht, die wirksam die Verdrängung einer Pumpe 12 mit variabler Verdrängung und die Verdrängung eines Motors 16 mit variabler Ver drängung im hydrostatischen System steuert, und zwar an sprechend auf den Fluß in der hydrostatischen Schleife, um eine gewünschte Soll-Ausgangsgröße an ein Arbeitssy stem vorzusehen, ohne die Notwendigkeit von komplizierten Rückkoppelungsmechanismen und/oder Folge-Servos zu erfor dern.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung können aus einem Studium der Zeichnung der Offenbarung und der Ansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
In vielen hydrostatischen Systemen wird die Pumpe mit variabler Verdrängung durch einen Bediener gesteuert, der ein Richtungs- bzw. Wegesteuerventil bewegt, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel an deren Verdrängungsver änderungsmechanismus zu liefern, was wiederum die Ver drängung variiert, und zwar ansprechend auf den Grad, den unter Druck gesetztes Strömungsmittel zum Verdrängungsän derungsmechanismus geleitet wird. Um sicher zustellen, daß die Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung an der gewünschten Verdrängung ist, waren verschiedene Formen von. Folge- bzw. Prüfmechanismen erforderlich. Die se Folge-Mechanismen sind oft kompliziert und teuer dem hydrostatischen System hinzu zufügen. In der vorliegenden Anordnung wird die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Pum peneingangswelle und die Drehzahl der Pumpenausgangswelle abgefühlt (R, S) und die Signale werden an einen Micro prozessor gerichtet, der wiederum die Signale verarbei tet, und ein Steuersignal (P) an ein elektromagnetbetrie benes Proportionalventil richtet. Das elektromagnetbetrie bene Proportionalventil bewegt sich ansprechend auf das Steuersignal und leitet unter Druck gesetztes Strömungs mittel an den Verdrängungscontroller der Pumpe mit varia bler Verdrängung, um deren Verdrängung zu ändern. Sobald die Geschwindigkeit der Ausgangswelle erreicht wird, mo difiziert der Microprozessor das Steuersignal, um die Pumpe mit variabler Verdrängung an der notwendigen Ver drängungsposition zu halten, um die Soll-Drehzahl der Ausgangswelle zu einem Arbeitssystem hin zu halten. Diese Anordnung sieht eine genaue Steuerung der Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung vor, und zwar ohne die Notwendigkeit, komplizierte Folge-Mechanismen und/oder Servo-Mechanismen vorzusehen.

Claims

1. Steueranordnung für ein hydrostatisches System mit einer Leistungsquelle, die antriebsmäßig verbunden ist mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung, mit einem Motor mit variabler Verdrängung, der strömungsmittelmäßig verbunden ist mit der Pumpe mit variabler Verdrängung und der betreibbar ist, um Ausgangsleistung an ein Arbeitssy stem zu liefern, und zwar ansprechend auf einen Soll- Eingabebefehl, und mit einer Quelle von unter Druck ge setztem Vorsteuerströmungsmittel, wobei die Pumpe und der Motor mit variabler Verdrängung jeweils einen Verdrän gungscontroller (darauf) haben, wobei die Steueranordnung folgendes aufweist:
Einen ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor, der betreibbar ist, um ein elektrisches Signal zu erzeu gen, das die Eingangsgeschwindigkeit der Pumpe mit varia bler Verdrängung darstellt;
einen zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor, der betreibbar ist, um ein elektrisches Signal zu erzeu gen, das die Ausgangsdrehzahl des Motors mit variabler Verdrängung darstellt;
ein erstes elektromagnetbetriebenes Proportionalven til, das betreibbar ist, um selektiv die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel mit dem Verdrän gungscontroller der Pumpe mit variabler Verdrängung zu verbinden, um steuerbar deren Verdrängung zu ändern;
ein zweites elektromagnetbetriebenes Proportional ventil, das betätigbar ist, um selektiv die Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel mit dem Verdrängungscontroller des Motors mit variabler Verdrän gung zu verbinden, um steuerbar dessen Verdrängung zu än dern;
einen Microprozessor, der betreibbar ist, um die je weiligen elektrischen Signale von den ersten und zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensoren zu empfangen, die Drehzahlsignale zu verarbeiten, und zwar mit Bezug auf das Soll-Eingabesignal und bekannte Parameter, und ein erstes Steuersignal an das erste elektromagnetbetriebene Proportionalventil zu übermitteln, um die Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung zu steuern, und zwar zwi schen einer Minimal- und einer Maximalverdrängung, und ein zweite Steuersignal an das zweite elektromagnetbe triebene Proportionalventil zu übermitteln, um die Ver drängung des Motors mit variabler Verdrängung zu steuern, und zwar zwischen einer Maximalverdrängung und einer Mi nimalverdrängung, um die gewünschte Ausgangsdrehzahl zu erhalten, wie vom Eingabebefehl vorgegeben bzw. einge richtet, wobei die Verdrängung des Motors mit variabler Verdrängung verringert wird, sobald die Verdrängung der Pumpe mit variabler Verdrängung ihre Maximalverdrängungs position erreicht; und
einen Ventilmechanismus, der im Einsatz selektiv den Systemdruck an den Verdrängungscontroller des Motors mit variabler Verdrängung leitet, um positiv den Motor mit variabler Verdrängung an seiner Maximalverdrängungsposi tion zu halten, und zwar während der Zeit, wenn die Ver drängung der Pumpe mit variabler Verdrängung zwischen ih ren Minimal- und Maximalverdrängungspositionen gesteuert wird.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei der Ven tilmechanismus ein elektromagnetbetriebener Ventilmecha nismus ist, der auf eine Position federvorgespannt ist, die den Systemdruck mit dem Motorverdrängungscontroller verbindet, und ansprechend auf ein elektrisches Signal (H) vom Microprozessor beweglich ist, und zwar in eine Position, die den Systemdruck darüber blockiert.

3. Steueranordnung nach Anspruch 2, die ein Maxi maldruckabschneideventil aufweist, das zwischen der Quel le von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel und dem Verdrängungscontroller der Pumpe mit variabler Ver drängung angeordnet ist, und betätigbar ist, um den Sy stemdruck von einem Maximaldruckpegel auf einen vorbe stimmten Pegel zu begrenzen, und zwar durch steuerbares verringern der Verdrängung der Pumpe mit variabler Ver drängung ansprechend darauf, daß der Systemdruck den vor bestimmten Pegel erreicht.

4. Steueranordnung nach Anspruch 3, wobei das Maxi maldruckabschneideventil zwischen der Quelle von unter Druck gesetztem Vorsteuerströmungsmittel und dem ersten elektromagnetbetriebenen Proportionalventil angeordnet ist.

5. Steueranordnung nach Anspruch 3, wobei das Maxi maldruckabschneideventil zwischen dem ersten elektroma gnetbetriebenen Proportionalventil und dem Verdrängung scontroller der Pumpe mit variabler Verdrängung angeord net ist.