DE2011746A1

DE2011746A1 - Hydrostatic drive

Info

Publication number: DE2011746A1
Application number: DE19702011746
Authority: DE
Inventors: Walter 7000 Stuttgart Feuer bach Kobald
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1970-03-12
Publication date: 1971-09-30
Also published as: JPS4836262B1

Description

Hydrostatischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für eine Waschmaschine, mit einer verstellbaren Punpe, die in geschlossenem Kreislauf Druckmittel zu einem nicht verstellbaren Hydromotor fördert, sonne mit einer Steuer- und Regeleinrichtung, die wenigstens eine bestimmte der möglichen Abtriebsdrehzahlen des Hydromotors konstant hält. Hydrostatic drive The invention relates to a hydrostatic drive Drive, especially for a washing machine, with an adjustable pump that Conveys pressure medium in a closed circuit to a non-adjustable hydraulic motor, sun with a control and regulating device, the at least one of the possible output speeds of the hydraulic motor keeps constant.

Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Antrieben der untere Drehzahlbereich der Abtriebsdrehzahl durch Verstellen des Stellglieds der Pumpe bei weitem nicht genau eingehalten werden kann, wenn mit dem Stellglied auch hohe Drehzahlen eingestellt werden sollen. Wird beispielsweise eine Axialkolbenpumpe mit verschwenkbarer Schiefscheibe benutzt und soll die Höchstdrehzahl des Hydromotors etwa 2000 U/min betragen, was einem Schwenkwinkel der Schiefscheibe von 200 entspricht, die niedrigste Drehzahl etwa 70 U/min, so entspreche dies einem Schwenkwinkel von weniger als 1°. Bei einem so kleinen Schwenkwinkel läßt sich eine einigermaßen genaue Abtriebs-Drehzahl des Hydromotors nicht mehr einhalten, da der Druckmittel-Leckstrom, der mit Temperatur und Druck schwankt, schon so groß ist wie der effektive Förderstrom, der zum Erreichen der Drehzahl erforderlich ist.It has been shown that the lower speed range in such drives the output speed by adjusting the actuator of the pump is far from can be precisely adhered to if the actuator is also used to set high speeds should be. For example, an axial piston pump with a swiveling swash plate used and should be the maximum speed of the hydraulic motor about 2000 U / min, what corresponds to a swivel angle of the swash plate of 200, the lowest speed approximately 70 rpm, this corresponds to a swivel angle of less than 1 °. With one like that A reasonably accurate output speed of the hydraulic motor can be achieved with a small pivot angle no longer comply, since the pressure medium leakage flow that occurs with temperature and pressure fluctuates, is already as large as the effective flow rate required to reach the Speed is required.

Der maximale Schwenkwinkel der Schiefecheibe soll aber 200 nur wenig übersteigen. Ähnliches gilt für Pupen mit schwenkbaren Pumpengehäusen oder mit verschiebbaren tIub- oder Gleitrinn zwecks Verändern der Exzentrizität und damit der Fördermenge.The maximum swivel angle of the inclined plate should only be 200 a little exceed. The same applies to pupae with pivotable or displaceable pump housings tIub- or slide channel to change the eccentricity and thus the delivery rate.

Es ist bekannt, zu Einhalten einer bestimmten Drehzahl an der Abtriebswelle des Hydromotors ein DrelIzahlmeßgerftt, z. B. einen Fliehkraftregler anzuordnen, der über diverse Steuerventile die Fördermenge der Pumpe so verbndert, daß die Abtriebsdrehzall konstant gehalten wird. Eine derartige Anordnung ist allerdings teuer. Ist die konstant zu haltende Abtriebsdrehzahl niedrig, kann sie nur ungenau eingehalten werden, da Fliehkraftregler in diesen Bereich instabil und ungenau arbeiten.It is known to maintain a certain speed on the output shaft the hydraulic motor a DrelIzahlmeßgerftt, z. B. to arrange a governor, which connects the delivery rate of the pump via various control valves in such a way that the output speed is kept constant. However, such an arrangement is expensive. Is that constant output speed to be kept low, it can only be adhered to imprecisely because Centrifugal governors work unstably and imprecisely in this area.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hydrostatischen Antrieb der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der es ermölicht, mit möglichst geringem Aufwand wenigstens eine bestimmte Abtriebsdrehzahl, insbesondere eine niedrige, eines Hydromotors möglichst genau einzuhalten.The object of the invention is to provide a hydrostatic drive to create the type mentioned above, which makes it possible with as little as possible Outlay at least a certain output speed, in particular a low, of a hydraulic motor as precisely as possible.

Dies wird gemaß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Steuer-und Regeleinrichtung einen .ronstantstromregler enthält, der nur im Bereich der konstant zu haltenden Abtriebsdrehzahl mittel oder unmittelbar auf das Stellglied der Pumpe einwirkt, während alle anderen Abtriebsdrehzahlen ohne Mitwirkung des Konstantstromreglers steuerbar sind.This is achieved according to the invention in that the control and Control device contains a constant current regulator, which is only in the range of constant output speed to be maintained directly or indirectly on the actuator of the pump acts while all other output speeds without the involvement of the constant current controller are controllable.

Besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.Particularly useful developments of the invention emerge from the description, the drawing and the subclaims.

Eine Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt schematisch einen hydrostatischen Antrieb.An embodiment of the invention is shown in the drawing. This shows schematically a hydrostatic drive.

Mit 1 ist eine verstellbare Pumpe, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe mit schwenkbarer Schiefscheibe bezeichnet, die Druckmittel über Leitungen 2 und 3 - je nach Drehrichtung - zu einem Hydromotor 4 fördert. Dessen Drehrichtung kann außer durch Drehrichtungsumkehr der Pumpe auch durch ein 4/3-Wegeventil 5 mit drei Schaltstellungen I, II, III geändert werden. In diesem Fall bleibt die Drehrichtung der Pumpe stets dieselbe.With 1 is an adjustable pump, for example an axial piston pump labeled with a swiveling swash plate, the pressure medium via lines 2 and 3 - depending on the direction of rotation - to a hydraulic motor 4 promotes. Its direction of rotation can apart from by reversing the direction of rotation of the pump, also by means of a 4/3-way valve 5 with three Switching positions I, II, III can be changed. In this case, the direction of rotation remains always the same for the pump.

Die Pumpe 1 ist von einer Antriebsmaschine 6 angetrieben, die auch eine Hilfspumpe 7 zum Ergänzen der Leckverluste des geschlossenen Kreislaufs antreibt. Die Hilfspumpe 7 saugt Druckmittel aus einem Behälter 8 und fördert es über Leitungen 9, 10 mit Rückschlagventilen 11, 12 in bekannter eise in die jeweilige Niederdruckleitung 2 oder 3.The pump 1 is driven by a prime mover 6, which also drives an auxiliary pump 7 to supplement the leakage losses of the closed circuit. The auxiliary pump 7 sucks pressure medium from a container 8 and conveys it via lines 9, 10 with check valves 11, 12 in a known manner in the respective low-pressure line 2 or 3.

Das Stellglied 13 der Pumpe, z.B. die oben erwähnte SchvZenkscheibe, wird mit Hilfe eines Eraftverstärkers 14 eingestellt, der mechanisch steuerbar ist über ein an einer Kurvenscheibe 15 anliegendes Gestänge 16, oder hydraulisch über Leitungen 17,18.The actuator 13 of the pump, e.g. the pivot disc mentioned above, is set with the aid of an Eraft booster 14, which is mechanically controllable via a linkage 16 resting on a cam disk 15, or hydraulically via Lines 17, 18.

Die Leistung 18 mündet in eine Leitung 19, welche über ein Rúckschlagventil 20 oder 21 mit der jeweils den Hochdruck des Getriebes führenden Leitung 2 oder 3 verbunden ist. Die Leitung 19 selbst führt zu einem Regelventil 22, das von einem Differentialkolben 23 entgegen der Kraft einer Reglerfeder 24 betätigt wird.The power 18 opens into a line 19 which passes through a check valve 20 or 21 with the respective line 2 or leading to the high pressure of the transmission 3 is connected. The line 19 itself leads to a control valve 22, which is of a Differential piston 23 is actuated against the force of a regulator spring 24.

Die große Kolbenflüche des Differentialkolbens 23 begrenzt einen Druckraum 25, in den eine Leitung 26 mündet, die von der Leitung 2 ausgeht. Eine Leitung 26', die ebenfalls von der leitung 2 ausgeht,führt zu einem Steuerventil 27 mit zwei Stellungen I und II.The large piston area of the differential piston 23 delimits a pressure space 25, into which a line 26 opens from the line 2. A line 26 ', which also emanates from line 2, leads to a control valve 27 with two Positions I and II.

Die kleine Kolbenfläche des Differentialkolbens 23 begrenzt einen Druckraum 28, in den eine mit der leitung 2 verbundene Leitung 29 mündet. Zwischen den Iiündungsstellen der Leitungn 26 und 29 in die Leitung 2 ist in dieser eine Drossel 30 angeordnet. Hinter dieser Drossel mündet in die Leitung 2 noch eine Leitung 31, die vom Steuerventil 27 herkommt.The small piston area of the differential piston 23 limits one Pressure chamber 28 into which a line 29 connected to line 2 opens. Between the Iiündungsstellen the lines 26 and 29 in the line 2 is in this one Throttle 30 arranged. Behind this throttle, another line opens into line 2 31 coming from the control valve 27.

Vom 4/3-Wegeventil 5 führt eine Leitung 32 zum Behälter 8; am wegeventil mündet die Leitung 17, in die ein Steuerventil 33 mit zwei Schaltstellungen I und II eingeschaltet ist.A line 32 leads from the 4/3-way valve 5 to the container 8; at the directional control valve opens the line 17, in which a control valve 33 with two switching positions I and II is switched on.

An der Kurvenscheibe 15 sind drei Sektoren I, II, III ausgebildet, die den drei jeweils gewünschten Drehzahlen des Hydromotors zugeordnet sind.Three sectors I, II, III are formed on the cam disk 15, which are assigned to the three respective desired speeds of the hydraulic motor.

Als Beispiel sei angenommen, daß der Hydromotor 4 eine Waschhaben soll trommel antreibe, die im Waschgang eine Drehzahl von 75 U/min7und im Schleudergang eine Drehzahl von 2100 U/min. Als Antriebsmotor 6 diene ein Elektromotor, dessen Drehzahl konstant ist. Die verschiedenen Ventile seien elektromagnetisch betätigt.As an example, it is assumed that the hydraulic motor 4 has a wash should drive the drum with a speed of 75 rpm in the wash cycle and a spin cycle a speed of 2100 rpm. As a drive motor 6 is an electric motor, its Speed is constant. The various valves are operated electromagnetically.

Im Waschgang wird die Kurvenscheibe 15 so eingestellt, daß das Gestänge 16 an deren Sektor I anliegt. Die Schiefscheibe der im Beispiel angenommenen Axialkolbenpumpe 1 wird dabei auf einen sehr kleinen Schwenkwinkel eingestellt, z.B. 1°. Die Pumpe fördert dabei eine Druckmittelmenge, die etwa einer Drehzahl von 75 U/min des Hydromotors entspricht. Diese Drehzahl läßt sich durch diese maßnahme allein allerdings nicht auch nur annähernd konstant halten, da Schwankungen des Druckes und der Temperatur des Druckmittels schon solche Leckmengenunterschiede verursachen, daß die Drehzahl in weiten Grenzen streut.In the wash cycle, the cam 15 is set so that the linkage 16 to whose sector I is present. The swash plate of the axial piston pump assumed in the example 1 is set to a very small swivel angle, e.g. 1 °. The pump promotes an amount of pressure medium that has approximately a speed of 75 rpm of the hydraulic motor is equivalent to. However, this speed cannot be achieved by this measure alone also keep it approximately constant because of fluctuations in pressure and temperature of the pressure medium already cause such differences in the amount of leakage that the speed within wide limits.

Bei einem solch kleinen Schwenkwinkel kann der Leckstrom schon so groß sein wie der effektive Förderstrom.With such a small swivel angle, the leakage current can already be like this be as large as the effective flow rate.

Dies verhindert die erfindungsgemäße Anordnung. Das Steuerventil 27 befindet sich in seiner Sperrstellung II, das Steuerventil 33 in seiner Durchflußstellung II, das Wegeventil 5 in der Stellung I. Von der Pumpe gefördertes Druckmittel gelangt in die Leitung 2. Die Drossel 50 bewirkt, daß dem Hydromotor ein Strom konstanter Größe zufließt, der ihm sehr genau eine kann stante Drehzahl'von 75 U/min verleiht.The arrangement according to the invention prevents this. The control valve 27 is in its blocking position II, the control valve 33 in its flow position II, the directional control valve 5 in position I. Pressure medium delivered by the pump arrives into line 2. The throttle 50 causes the hydraulic motor to have a current that is more constant Size flows in, which gives it a very precise constant speed of 75 rpm.

Wird der Förderstrom der Pumpe nun aus irgendwelchen Grtinden größer als notwendig, so entsteht vor der Drossel 30 ein höherer Druck als zuvor, der sich über die Leitung 26 in den Druckraum 25 am Differentialkolben 28 fortpflanzt. Dieser wird entgegen der Kraft der Feder 24 verschoben und bringt das Regelventil 22 in seine Schaltstellung I, in der die beiden Leitungen 17 und 32 miteinander verbunden sind.Dies hat zur Folge, daß Druckmittel aus dem Kraftverstärker 14 zum Behälter 8 abströmen kann, worauf der Xraftverstärker 14 den Schwenkwinkel der Schiefscheibe etwas verringert. Dies ist dadurch möglich, daß diese sog. Drucksteuerung die willkürliche Steuerung durch die Kurvenscheibe und dasGestänge zu übersteuern vermag. Der von der Pumpe geförderte Druckmittelstrom wird verringert.If the flow rate of the pump increases for some reason than necessary, a higher pressure arises in front of the throttle 30 than before, which is via line 26 in the Pressure chamber 25 on differential piston 28 propagates. This is shifted against the force of the spring 24 and brings that Control valve 22 in its switching position I, in which the two lines 17 and 32 are connected to each other. This has the consequence that pressure medium from the booster 14 can flow off to the container 8, whereupon the force booster 14 adjusts the pivot angle the swash plate is somewhat reduced. This is possible because this so-called pressure control to override the arbitrary control by the cam and the linkage able. The pressure medium flow conveyed by the pump is reduced.

Sinkt die Fördermenge unter den Sollwert, dann wird der Druck vor der Drossel 30 geringer, und die Feder 24 bringt das Regelventil 22in die Schaltstellung III, in der Druckmittel aus der Leitung 2 über das Rückschlagventil 20, die Leitung 19, das Regelventil 22, die Zeitung 31, das Steuerventil 33 und die Leitung 17 dem Kraftverstärker 14 zuströmen kann. Dieser bringt die Schiefscheibe auf größeren Schwenkwinkel, so daß die Pumpe mehr Druckmittel fördert. Obwohl der Kraftverstärker über die Leitung 18 auch stets vdm Hochdruck beaufschlagt ist-, überwiegt jetzt die Kraft des in der Leitung 17 herrschenden Druckes die entgegengerichtete Kraft, da die Kolbenflächen des Kraftverstärkers üblicher und bekannter Bauart verschieden gr-oß sind.If the delivery rate falls below the setpoint, then the pressure increases the throttle 30 is lower, and the spring 24 brings the control valve 22 into the switching position III, in the pressure medium from the line 2 via the check valve 20, the line 19, the control valve 22, the newspaper 31, the control valve 33 and the line 17 dem Booster 14 can flow. This brings the swashplate to larger ones Swivel angle so that the pump delivers more pressure medium. Although the booster is also always acted upon by high pressure via the line 18, now predominates the force of the pressure prevailing in line 17 is the opposite force, since the piston surfaces of the power booster of the usual and known types are different are great.

Ist der Drehzahlsollwert erreicht, befindet sich das Regelventil in seiner Schaltstellung II. Aus dieser Funktionsweiseist zu erkennen, daß die Drossel 30 und; das Regelventil - 22 zusammen eine Konstantstromrogelung bilden.Once the speed setpoint has been reached, the control valve is in its switching position II. From this mode of operation it can be seen that the throttle 30 and; the control valve - 22 together form a constant flow control.

Die Drehrichtung des Hydromotors während des Waschgangs wird mit Hilfe- des 4/3-Wegeventils 5 umgekehrt. Dies ist wesentlich einfacher und schneller durchzuführen als die Umkehrung der Pumpenförderrichtung.The direction of rotation of the hydraulic motor during the wash cycle is of the 4/3-way valve 5 reversed. This is much easier and quicker to do than the reversal of the pump delivery direction.

Im Vorschleudergang werden die Steuerventile 27 und 33 in ihre ßchaltstellung I gebracht, wodurch die Konstantstromregelung stillgesetzt wird, Die Kurvens'cheibe--W4rd so eingestellt, daS~ t das Gestänge 16 an deren Sektor II anliegt. Dadurch wird die Schiefscheibe auf einen Schwenkwinkel von ca. 6,60 verstellt, was einer Hydromotordrehzahl von 700 U/min entspricht.In the pre-spin cycle, the control valves 27 and 33 are in their switching position I brought, whereby the constant current control is shut down, Die Kurvens'cheibe - W4rd set so that the linkage 16 rests against the sector II. As a result, the swash plate is adjusted to a swivel angle of approx. 6.60, what corresponds to a hydraulic motor speed of 700 rpm.

Im Vorschleudergang strömt das von der Pumpe 1 geförderte Druckmittel aus der Leitung 2 in die Leitung'26 und über das Steuerventil 27, die Leitung 31 und das sich in Schaltstellung I befindliche wegeventil 5 dem Hydromotor zu. Schwankungen der Leckmenge verändern die Solldrehzahl prozentual gemessen nur unbedeutend, so daß keine Regelung der Drehzahl erforderlich ist.The pressure medium delivered by pump 1 flows in the pre-spin cycle from the line 2 into the line'26 and via the control valve 27, the line 31 and the directional control valve 5 located in switching position I to the hydraulic motor. Fluctuations the amount of leakage change the nominal speed measured as a percentage only insignificantly, see above that no speed regulation is required.

Im Schleudergang wird die Kurvenscheibe 15 so eingestellt, daß das Gestänge 16 an deren Sektor III anliegt. Der Kraftverstärker bringt die Schiefscheibe nun auf einen Schwenkwinkel von 200, wodurch die Pumpe 1 einen Förderstrom fördert, der dem Hydromotor eine Drehzahl von 2100 U/min verleiht. Sämtliche Ventile sind so eingestellt wie im Vorschleudergang, und es gilt das dort Gesagte.In the spin cycle, the cam 15 is set so that the Linkage 16 rests against the sector III. The booster brings the swash plate now to a swivel angle of 200, whereby the pump 1 conveys a flow rate, which gives the hydraulic motor a speed of 2100 rpm. All valves are set as in the pre-spin cycle, and what is said there applies.

Bei abgeschalteter Antriebsmaschine 6 befindet sich das eeventil 5 in seiner Schaltstellung II, in der die beiden Leitungen 2 und 3 miteinander verbunden sind. Die Waschtrommel kann leicht von Hand gedreht werden.When the drive machine 6 is switched off, the eeventil 5 is located in its switching position II, in which the two lines 2 and 3 are connected to one another are. The washing drum can easily be turned by hand.

Die Drossel 30 des Konstantstromreglers Kann auch in der Rücklaufleitung des Hydromotors 4 angeordnet sein, d. h. ih der Leitung 3, wenn die Leitung 2 Druck- oder Förderleitung ist. Die Leitungen 26 und 29 gehen inn ebenfalls von der Leitung 3 aus und münden in derselben weise an den Druckräumen 25 und 28. Sämtliche andere Leitungen und Anschlüsse behalten ihre Lage bei. Die zuletzt genannte Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn am Hydromotor 4 stark unterschiedliche Leckmengen anfallen. Dann nämlich wäre die Regelung der Uiedrigdrehzahl etwas zu ungenau, wenn sie von der Leitung 2 aus vorgenommen würde.The throttle 30 of the constant current regulator can also be in the return line of the hydraulic motor 4, d. H. ih the line 3, if the line 2 pressure or delivery line is. Lines 26 and 29 also go from the line 3 and open in the same way at the pressure chambers 25 and 28. All others Lines and connections retain their position. The latter arrangement is advantageous if the hydraulic motor 4 has very different amounts of leakage. Then the regulation of the low speed would be a little too inaccurate if it were from the line 2 would be made.

Claims

Expectations:

S Hydrostatic drive, especially for a washing machine, with its adjustable pump, the pressure medium in a closed circuit to a promotes non-adjustable hydraulic motor, as well as with a control and regulating device, which at least one of the possible drive speeds of the hydraulic motor is constant holds, characterized in that the control and regulating device has a constant current relay (22, 24, 30), which is only in the range of the drive speed to be kept constant acts directly or indirectly on the actuator (13) of the pump (1) while all other drive speeds can be controlled without the involvement of the constant current controller are.

2. Hydrostatic drive according to claim 1, characterized in that that the constant current regulator is set to one of the actuators (1-3) of the pump (1) The force booster (14) acts.

3. Hydrostatic drive according to claim 1 or 2, characterized in that that the constant flow controller consists of one arranged in the pump delivery line (2) Throttle (30) and a control valve (22) consists of the generated on the throttle Pressure difference and one of these counteracting regulator spring (24) is actuated.

4. Hydrostatic coating according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the in the pump delivery line z arranged throttle (30) through a line (26, 29) which can be shut off with the aid of a control valve (27) can be bypassed.

5, hydrostatic drive according to one of claims 1 to 4, characterized £ e indicates that one from the control valve (22) to the booster (14) Line (17) can be shut off with the aid of a control valve (33).

6. Hydrostatic drive according to one of claims 1 to 5, characterized gekennzPichnet that the actuator (14) of the pump (1) with the help of a cam (15) is adjustable, on the several, assigned to the different speed ranges Sectors are formed.

7. Hydrostatic drive according to one of claims 1, 2 5 and 6, characterized characterized in that the throttle (30) is arranged in the return line (3), and that the control valve (22) is actuated by the pressure difference generated at the throttle will.