DE3018409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einer oder mehreren hydrostatischen Pumpen als Primäreinheit und einer oder mehreren hydrostatischen Arbeitsmaschinen mit verstellbarem Schluck- bzw. Fördervolumen als Sekundäreinheit gebildetes Antriebssystem, wobei Primär- und Sekundäreinheit druckgekoppelt sind entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches.

Der Signalgeber besteht bei diesem bekannten Antriebssystem aus einer kleinen als Pumpe oder Motor wirkenden hydrostatischen Maschine, die mit der hydrostatischen Arbeitsmaschine des Antriebssystems schlupffrei gekoppelt ist. Die Anschlüsse dieses Signalgebers sind mit den Zylinderräumen des Stellzylinders verbunden, wobei über eine als Stromregler ausgebildete Dosiereinheit einem der beiden Zylinderräume des Stellzylinders ein den Sollwert der Drehzahl der zugeordneten hydrostatischen Arbeitsmaschine des Antriebssystems festlegender Steuerölstrom zugeführt wird (US 32 13 763).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Antriebssystem nach dem Ober­ begriff des Anspruches dahingehend zu verbessern, daß eine Schwingungs­ stabilisierung mit rein regelungstechnischen Mitteln erzielt werden kann.

Durch die Kombination von elektrischem Tachogenerator und der Aufschaltung eines der Stellgeschwindigkeit der Stellzylindereinheit proportionalen Signals auf das Stellventil entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches wird die Stabilität des Regelkreises gewährleistet, weil durch dieses Signal die über den Regelprozeß variable Kreisverstärkung erfaßt und in einem Regler verarbeitet werden kann.

Durch die DE-OS 20 62 368 ist bei einer Leistungsbegrenzung für hydraulische Antriebe bereits die Verwendung eines mit dem Hydromotor gekoppelten Tachogenerators vorgeschlagen worden, um eine Verbesserung der Genauigkeit und Stabilität der Regelung zu erzielen. Hierbei wird das Tachosignal in einem zusätzlichen unterlagerten Regelkreis verwendet. Ferner ist es nach dem Fachbuch L. Merz, Grundkurs der Regelungstechnik, R. Oldenbourg München 1964, Absatz 2.3.3, Seiten A/13, A/14, bekannt, eine Störtendenzaufschaltung auf den Reglereingang vorzusehen, wobei u. a. aus der Strecke selbst ein Signal entnommen wird, das der zeitlichen Änderung der Regelgröße oder einer anderen Prozeßgröße entspricht. Bei vorliegender Erfindung ist durch die Druckkopplung zwischen Druck­ mittelquelle und hydraulischer Maschine keine feste Zuordnung zwischen Stellgliedlage und Drehzahl der Hydromaschine gegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von zwei Beispielen näher erläutert.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Solldrehzahl durch die zum Istwertgeber 22 im Bypass liegende einstellbare Drossel 52 eingestellt. Über die Zuführungsleitung 35 steht der eine Zylinderraum mit der kleineren Kolbenringfläche des Stellzylinders 21 mit der Steuermittel­ leitung 9 in dauernder Verbindung. Der gegenüberliegende Zylinderraum mit der größeren Kolbenringfläche des Stellzylinders 21 steht über eine Zuführungsleitung mit der zum Istwertgeber 22 führenden Leitung 33 in Verbindung. Damit wird der in diesem Zylinderraum wirkende Steuer­ druck von der Drehzahl des Istwertgebers 22 als Pumpe wirkend in Richtung der Steuermittelleitung 9 in Verbindung mit der Stellung der einstellbaren Drossel 52 festgelegt.

Ein Kräftegleichgewicht am Kolben des Stellzylinders 21 stellt sich ein, wenn der Druck im Zylinderraum (Fig. 2) mit der größeren Kolbenringfläche kleiner ist als im mit der Druckmittelquelle verbundenen Zylinderraum mit der kleineren Kolbenringfläche. Je größer der Durchflußquerschnitt der Dosiervorrichtung 52 gewählt wird, desto größer muß die Drehzahl des Istwertgebers 22 liegen, um den erforderlichen Druckabbau im Zylinderraum mit der größeren Kolbenringfläche zu bewirken. Wird die Dosiervorrichtung (52) geschlossen und damit der Bypass-Strom der Steuerflüssigkeit unterbrochen, wird die hydrostatische Arbeitsmaschine auf Drehzahl Null heruntergeregelt.

Nach der Erfindung ist an Stelle einer hydrostatischen Maschine ein elektrischer Tachogenerator als Istwertgeber vorgesehen, dessen elektrisches Signal unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Sollwert­ signals die in diesem Falle elektrisch betätigbare Dosiereinrichtung 52 zur Festlegung des Schluck- bzw. Fördervolumens der hydrostatischen Arbeitsmaschine steuert und deren Verstellung zusätzlich durch ein der Stellgeschwindigkeit der Stellzylindereinheit 21, 21′ proportionales elektrisches Signal 56 zu beeinflussen ist.

Der mit dem Stellzylinder 21 weiter gekoppelte Potentiometer 55 führt das Schluck- bzw. Fördervolumen der hydrostatischen Ar­ beitsmaschine 20 der Regeleinrichtung der Primäreinheit zur Anpassung der von der Sekundäreinheit geforderten Leistung als Führungssignal zu.

Das in der Druckleitung 23 in Durchflußrichtung gesehen hinter dem Speicher 19 angeordnete entsperrbare Rückschlagventil 53 wird über die Steuerleitung 54 von der Druckseite der Primär­ einheit aufgesteuert.

Dadurch ist sichergestellt, daß die hydrostatische Ar­ beitsmaschine nur in Betrieb zu setzen ist, wenn die Primäreinheit die erforderliche Arbeitsflüssigkeit liefert. Der Speicher 19 kann somit nicht unkontrolliert leergefahren werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Stell­ zylinder 21 für die hydrostatische Arbeitsmaschine 20 nicht unmittelbar von der Steuerflüssigkeit beaufschlagt, sondern mittelbar über ein zwischengeschaltetes stetig wirkendes hydraulisch zu betätigendes Wegeventil 57. Die von der Druck­ mittelquelle P1, Q1 über die Druckleitung 58 dem Wegeventil 57 zugeführte und von dort über die Arbeitsleitungen 80, 81 dem Stellzylinder 21 weitergeleitete Steuerflüssigkeit ist von der Steuermittelquelle Po, Qo unabhängig.

Das dem Wegeventil 57 zu- bzw. abgeführte Steueröl wird über die Steuerleitungen 32, 36, 32a, 36a und über das die Dosiervorrichtung bildende Propor­ tionalventil 25 geleitet. Dadurch, daß der eine Anschluß 30 des Istwertgebers 22 im Schaltbereich b des Proportional­ ventils 25 und der Anschluß 31 des Istwert­ gebers 22 im Schaltbereich a des Proportionalventils 25 mit dem Tank in Verbindung stehen, ist eine Regelung der hydrostatischen Arbeitsmaschine 20 in beiden Drehrichtungen sichergestellt. Der mit der hydrostatischen Arbeitsmaschine 20 gekoppelte als hydrostatische Maschine ausgebildete Istwert­ geber 22 arbeitet in beiden Drehrichtungen als Motor. Dies ist dadurch bedingt, daß der jeweilige Ausgang des Istwertgebers 22 über das Proportionalventil 25 mit dem Tank in Verbindung steht. Zwischen dem jeweiligen Ausgang des Istwertgebers 22 und dem Proportionalventil 25 muß zur Erzielung eines Kräftegleichgewichts am Steuerkolben des Wegeventils 57 ein solcher Druck erzeugt werden, daß an beiden Seiten des Steuerkolbens der gleiche Steuerdruck herrscht. Bei Erreichen des Druckgleichgewichts nimmt das Wegeventil 57 seine den Stell­ zylinder 21 festlegende Mittelstellung c ein. Besteht zwischen Ein- und Ausgangsseite des Istwertgebers 22 Druckungleich­ gewicht, wirkt sich das am Steuerventil 57 derart aus, daß sich dieses in eine der Schaltstellungen a oder b verschiebt und damit eine entsprechende Verstellung des Stellzylinders 21 herbeiführt, durch die eine solche Drehzahländerung der hydro­ statischen Arbeitsmaschine herbeigeführt wird, daß der mit letzterer gekoppelte als Motor wirkende Istwertgeber Druckgleichgewicht zwischen seinem Ein- und Ausgang wieder herstellt durch das das Wegeventil 57 wieder seine Ausgangs­ stellung c einnimmt, in der der Stellzylinder 21 hydraulisch blockiert ist. Da das Proportionalventil gleichzeitig die Dosiervorrichtung bildet, entspricht jede Drosselstellung dieses Ventils einer bestimmten Drehzahl der hydrostatischen Arbeitsmaschine 20.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Differential­ zylinder als Stellzylinder für die hydrostatische Arbeits­ maschine 20 kann selbstverständlich auch als Zylinder mit durchgehender Kolbenstange ausgebildet sein.

Bei Verwendung eines Tachogenerators als Istwertgeber entsprechend der Erfindung entfällt die hydraulische Ansteuerung des Wegeventils und damit auch das Proportionalventil 25 mit Zuleitungen zu der hydraulischen Maschine 22. Das Stellventil 57 wird abhängig vom elektrischen Signal des mit der hydraulischen Maschine 20 gekoppelten Tachogenerators in Verbindung mit der elektrisch aufbereiteten Stellgeschwindigkeit des Stellzylinders 21 über eine elektrische Stelleinrichtung (Proportional­ magneteinrichtung) angesteuert.

Claims (1)

1. Aus einer oder mehreren hydrostatischen Pumpen als Primärein­ heit und einer oder mehreren hydrostatischen Arbeitsmaschinen mit verstellbarem Schluck- bzw. Fördervolumen als Sekundärein­ heit gebildetes Antriebssystem, wobei Primär- und Sekundäreinheit druckgekoppelt sind und eine oder mehrere der hydrostatischen Arbeitsmaschinen mit einem Signalgeber zur Ab­ gabe einer von der Drehzahl der hydrostatischen Arbeitsmaschinen bestimmten Signalgröße für die Verstellvorrichtung der hydrosta­ tischen Arbeitsmaschine gekoppelt ist und die Verstellvorrichtung für die hydrostatischen Arbeitsmaschinen von hydraulischen Stell­ zylindern gebildet sind, die über ein ansteuerbares Wegeventil mit Steuerdruck zu beaufschlagen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Signalgeber als elektrischer Tachoge­ nerator ausgebildet ist, dessen elektrisches Signal ein elektrisch betätigbares Stellventil zur Festlegung des Schluck- bzw. Förder­ volumens der hydrostatischen Arbeitsmaschine steuert und zusätzlich das Stellventil durch ein der Stellgeschwindigkeit der Stellzylinder­ einheit (21, 21′) proportionales elektrisches Signal (56) zu beeinflussen ist.