DE3026565C2 - Elektrische Steuereinrichtung zur Steuerung einer Ventilanordnung in einem Speisekreis, bestehend aus hydraulischen Stellgliedern mit einer aus einer Neutralstellung nach beiden Richtungen verstellbaren Vorrichtung, insb. einer steuerbaren Speisepumpe und/oder eines Hydraulikmotors mit veränderlicher Verdrängung - Google Patents

Description

vor wie bei dem Gegenstand der eingangs genannten GB-PS 15 08 641.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die elektrische Steuereinrichtung init den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß für die im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierte hydraulische Stelleinrichtung trotz ihres einfachen Aufbaus eine große Genauigkeit und Zuverlässigkeit in der Steuerung gewährleistet wird, wobei das Anfahren und das Halten in der angefahrenen Stellung durch den einfach ausgebildeten Steuerkreis sichergestellt sein soll.

Diese Aufabe wird durch die Lehre nach Anspruch 1 gelöst.

Hierbei werden die beiden Zweistellungsventile in ihrer Neutralstellung von dem Leistungsverstärker der Steuereinrichtung in der elektromagnetischen Ausschaltstellung, d. h. in der hydraulischen Offenstellung gehalten. Tritt eine Fehlergröße aufgrund der Abweichung zwischzen Soll-Wert und Ist-Wert in einer der beiden Stellrichtungen auf, so sorgt der Komparatorkreis dafür, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung desjenigen Zweistellungsventils, dessen Stellglied eine Stellbewegung ausführen soll, geschlossen wird. Dies wird erreicht, indem über den Leistungsverstärker die betreffende elektromagnetische Betätigungseinrichtung eingeschaltet wird. Da das Zweistellungsventil des anderen Stellgliedes durch den Leistungsverstärker nicht betätigt wird, kann dieses Stellglied die Stellbewegung auch nicht behindern, da das Strömungsmittel frei zum Sumpf abfließen kann.

Durch die Ausbildung des Komparatorkreises wird sichergestellt, daß bei Abnahme des Fehlersignals während eines Stellvorganges und bei Erreichen von Übereinstimmung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert der Leistungsverstärker auch das zweite Ventil umschaltet, so daß nun beide Zweistellungsventile über den Leistungsverstärker eingeschaltet sind. Die Folge ist, daß beide Stellglieder in der erreichten Soll-Stellung hydraulisch verriegelt werden. Die Anordnung arbeitet außerordentlich sicher und einfach und führt die erforderlichen Stellbewegungen mit wenigen Schaltschritten aus. Die Sicherheit der Steuervorgänge läßt sich weiter durch die Lehre nach Anspruch 2 vergrößern. Hiernach weisen die Komparatoren des Komparatorkreises neben der üblichen symmetrischen Einzelhysteresis noch eine asymmetrische Hysteresis bezüglich der Umschaltung des ausgeschalteten !Comparators und damit des Schließens des zweiten Zweistellungsventiles auf. Dem gleichen Zweck dient auch die Lehre des Anspruchs 3.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der elektischen Steuereinrichtung ergibt sich, wenn man die Steuerung nicht nur der Speisepumpe, sondern auch des Hydraulikmotors über die gleiche Steuereinrichtung vornimmt. Dies geschieht vorteilhafterweise nach der Lehre des Anspruchs 4. Danach ist dem Steuerkreis für den Hydraulikmotor noch ein zusätzlicher Schaltkreis mit zwei Komparatoren zugeordnet. Diese steuern des Durchgang der Steuersignale von dem Haupt-Komparatorkreis zum Ausgangsverstärker für die Stellglieder des Hydraulikmotors jeweils über einen elektronischen Schalter. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß zunächst der gesamte Steuerbereich auf Seiten der steuerbaren Speisepumpe ausgeschöpft werden kann, während sich der Hydraulikmotor in seiner maximalen Verdrängungsstellung befindet. Erst nach Ausschöpfen des Regelbereiches der Speisepumpe erfolgt aufgrund der Ausbildung der zusätzlichen Komparatoren und der gesteuerten Schaltvorrichtungen eine Verstellung auch des Hydraulikmotors, und zwar im Sinne einer Erweiterung des Regelbereiches. Die Verstellung des Hydraulikmotors erfolgt dabei in Richtung kleinerer Verdrängungswerte und damit größerer Drehzahlen. Aufgrund dieser Weiterbildung der elektrischen Steuereinrichtung nach Anspruch 1 wird es möglich, auch die Stell glieder des Hydraulikmotors in der gleichen einfachen hydraulischen Weise zu steuern, wie dies schon für die Speisepumpe vorgesehen ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine aus einer steuerbaren Speisepumpe und einem Hydraulikmotor bestehende Einrichtung, die durch die elektrische Steuereinrichtung gesteuert wird. F i g. 1 zeigt die Einrichtung in einem neutralen Zustand.

F i g. 2 und 3 zeigen die Einrichtung nach F i g. 1 in von der Neutralstellung abweichenden Stellungen.

F i g. 4 ist ein Schaltplan der elektrischen Steuereinrichtung gemäß der Erfindung, die der Einrichtung nach F i g. 1 bis 3 zugeordnet ist

F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Einrichtung mit einer steuerbaren Speisepumpe und einem steuerbaren Hydraulikmotor und

F i g. 6 den Schaltplan der elektrischen Steuereinrichtung, die der Einrichtung nach F i g. 5 zugeordnet ist.

In Fig. 1 ist die elektrische Steuereinrichtung 11 in Verbindung mit einer aus einer Neutralstellung nach beiden Richtungen verstellbaren Vorrichtung 13 gezeigt, die aus einer steuerbaren Speisepumpe 15 und einem Hydraulikmotor 17 besteht. Die Speisepumpe wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit angetrieben. In Fi g. 1 ist die Einrichtung 13 in einer Neutralstellung gezeigt. Das System wird hydraulisch durch eine Speisepumpe P gespeist, deren Druckleitung mit 19 bezeichnet ist. Das Hydraulikfluid wird auf die Leitungen 21 und 23 verteilt. Die Leitung 21 führt über eine Drosselstelle 25 und ein Rückschlagventil 27 zu einer Aufzweigungsstelle, von der die Leitungen 29 und 31 ausgehen. Die Leitung 29 führt zu einem ersten hydraulischen Stellglied 35 der Speisepumpe 15. Die dazu parallele Leitung 31 führt über ein elektromagnetisch betätigbares Zweistellungsventil 33 zum Sumpf. Die andere, von der Pumpe P gespeiste Leitung 23 führt ebenfalls über eine Drosselstelle 36 und ein Rückschlagventil 39 zu einer Abzweigungsstelle, von der die beiden Leitungen 41 und 43 ausgehen. Die Leitung 43 führt zu dem zweiten Stellglied der Speisepumpe 15, während die Leitung 41 über ein zweites Zweistellungsventil 37 ebenfalls zum Sumpf führt. Durch die Drosselstellen 25,36 in den Leitungen 21 und 23 wird sichergestellte, daß hinter den Rückschlagventilen 27 und 39 gleiche Fluidparameter vorliegen. In der Neutralstellung sind die beiden Zweistellungsventile 33 und 37, wie dargestellt offen, so daß das Hydraulikfluid von der Pumpe fin der Neutralstellung in den Sumpf abfließen kann. Die Speisepumpe 15 wird über die Welle 17 angetrieben. Zur Verstellung der Leistung der Speisepumpe weist diese eine Taumelscheibe 55 für den Antrieb der Kolben der Speisepumpe 15 aui". Die Neigung der Taumelscheibe gegenüber der Drehachse der Welle 17 wird durch die Stellkolben 51 bzw. 53 der beiden Stellglieder 35 bzw. 45 bestimmt. Die zugehörige elektrische Steuereinrichtung 52 weist ein Potentiometer 59 auf, das die Ist-Stellung der Taumel-

scheibe wiedergibt und zu diesem Zweck mit der Taumelscheibe verbunden ist, wie dies durch die gestrichelte Linie 57 angedeutet ist. Ferner weist die Steuereinrichtung ein Potentiometer 49 zur Einstellung des Soll-Wertes der Taumelscheibe auf. Ferner weist die elektrische Steuereinrichtung einen Dreistellungsschalter 47 auf der betätigt wird, um einen Versteilvorgang aus der Neutralstellung heraus in die eine oder andere Verstellrichtung auszulösen. Entsprechende Stelisignaie werden den elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen der Zweistellungsventile 33, 37 zugeführt. Wird z. B. das Zweistellungsventil 33 geschlossen, so wird über das Stellglied 35 eine Verstellung der Taumelscheibe im Uhrzeigersinne bewirkt, wie dies F i g. 2 zeigt. Der Hydraulikmotor 16 wird somit von der Speisepumpe für eine bestimmte Drehrichtung angetrieben. Die Drehgeschwindigkeit wird bestimmt durch das Ausmaß der Neigung der Taumelscheibe gegenüber der Neutralstellung nach F i g. 1 (vgl. F i g. 2 und 3). Der Kolben des anderen Stellgliedes kann den Verstellbewegungen frei folgen, da das Zweistellungsventil 37 weiterhin offen ist. Die Veränderung der Neigung der Taumelscheibe 55 wird über das Ist-Wert-Potentiometer 59 an die elektrische Steuereinrichtung zurückgemeldet, die diesen Wert mit der Soll-Wert-Einstellung am Potentiometer 49 vergleicht

Sobald die gewünschte Leistung der Speisepumpe 15 durch entsprechende Neigung der Taumelscheibe 55 erreicht ist, wird die Lage der Taumelscheibe fixiert, in dem auch das zweite Zweistellungsventil 37 nach F i g. 3 geschlossen wird. Dadurch wird die stabile Lage der Taumelscheibe 55 durch gleiche hydraulische Druckbedingungen an beiden Stellgliedern 35,45 sichergestellt.

Eine Veränderung der Drehrichtung des Hydraulikmotors 16 erfolgt durch Umsteuerung der Speisepumpe 15, indem die Taumelscheibe 55 aus der Neutralstellung nach F i g. 1 in der gegenüber F i g. 2 entgegengesetzten Richtung verschwenkt wird. Der Steuervorgang ist entsprechend dem vorher beschriebenen. Wird der Dreistellungsschalter 47 in die Neutralstellung gestellt werden beide Zweistellungsventile 33, 37 wieder geöffnet, wodurch die Taumelscheibe durch die Stellglieder in ihre Stellung senkrecht zur Drehachse der Welle 17 bewegt wird.

F i g. 4 zeigt schematisch den Schaltplan der zugehörigen elektrischen Steuereinrichtung 52. Für auch in der F i g. 4 dargestellte Teile, die auch in F i g. 1 bis 3 vorkommen, sind die gleichen Bezugsziffern wie dort verwendet.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Soll-Wert- und Ist-Wert-Potentiometer 49 bzw. 53 mit dem Dreistellungsschalter 57 verbunden sind. Der verstellbare Abgriff des Soll-Wert-Potentiometers 49 wird einem Differenzverstärker 115 und das Ausgangssignal des Ist-Wert-Potentiometers 59 einem Filterkreis 119 zugeführt Der Differenzverstärker 115 steht mit dem Filterkreis in Verbindung, so daß er die Differenz der beiden Spannungssignale der Potentiometer 49 und 59 mit seinem Verstärkerteil 130 verstärkt Das verstärkte Differenzsignal wird als Fehlersignal zusammen mit einem Bezugsspannungssignal einem Komparatorkreis 121 zugeführt. Der Komparatorkreis liefert Signale über einen Störpegelfilter zu einem Ausgangsvestärkerkreis 125, der die Steuersignale den elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen der Stellglieder 33,37 zuführt.

In F i g. 4 ist der Dreistellungsschalter 47 in einer Stellung »F« gezeigt, die der Vorwärtsdrehrichtung des Hydraulikmotors 16 entspricht. Mit »N« ist die Neutralstellung und mit »R« die Rückwärtsdrehrichtung wiedergegeben. In der Stellung nach F i g. 4 wird das Ausgangssignal des Soll-Wert-Potentiometers 49 an den Pluseingang des Verstärkerteils 130 angelegt. Je nach der Einstellung des Potentiometers 49 liefert der Verstärker 130 ein entsprechend bemessenes Ausgangssignal. Dieses wird dem Plus-Eingang eines !Comparators 133 zugeführt, an dessen Minus-Eingang das Bezugsspannungssignal anliegt. Das Ausgangssignal des Differenz-Verstärkerteils 130 liegt außerdem an dem minus-Eingang eines !Comparators 141 an, an dessen Plus-Eingang ebenfalls das Bezugssignal anliegt. Das Ausgangssignal des !Comparators 133 gelangt über den Widerstand 120 und eine Diode 135 des Filters 123 an die Basis eines Transistors 137 des Ausgangsverstärkers, der einen zweiten Transistor 139 steuert, der die elektromagnetische Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventils 33 einschaltet
In der Stellung nach Fig.4 nimmt das Ausgangssignal der Differenzverstärkereinheit 130 zu. Dadurch wird das Ausgangssignal des zweiten !Comparators 141 herabgesetzt. Das Ausgangssignal des !Comparators 141 gelangt über Widerstand 121 und Diode 142 zur Basis des Transistors 143 des Ausgangsverstärkers der dadurch abschaltet und den Spannungswert an der Basis des Transistors 149 steigen läßt, so daß kein Strom zu der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventils 37 fließen kann.

Sobald während der Verstellung der Ist-Wert den Soll-Wert erreicht wird der Ausgang der Differenzverstärkereinheit 145 des Filterkreises 119 vergrößtert. Das Ausgangssignal der Differenzverstärkereinheit 130 des Differenzverstärkers nimmt damit entsprechend ab. Damit liegen auch am Plus-Eingang des !Comparators 133 und am Minus-Eingang des !Comparators 141 verringerte Spannungen an. Das Ausgangssignal des !Comparators 133 nimmt somit ab und das des !Comparators 141 zu. Damit wird die Zehner-Diode 142 des Filterkreises 123 leitend und der Transistor 143 gesättigt, so daß er den Einschaltzustand einimmt. Dadurch wird das Potential an der Basis des Transistors 149 verringert, so daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventil 37 mit Strom gespeist wird. Damit sind beide Zweistellungsventile 33, 37 in die Stellung nach F i g. 3 gesteuert, in der die Neigung der Taumelscheibe 55 auf hydraulischem Wege festgelegt oder gesperrt ist.

Zur Erzeugung einer Rückwärtsdrehung des Hydraulikmotors 16 wird der Dreistellungsschalter auf die Stellung »R« umgeschaltet. Über das Soll-Wert-Potentiorr.eter 49 kann die gewünschte Drehzahl des Motors eingestellt werden. Das entsprechende Signal gelangt an den Plus-Eingang der Verstärkereinheit 130. Bei der Rückwärtsdrehung ist durch die Stellung des Dreistellungsschalters 47 das an der Verstärkereinheit 130 anliegende Soll-Wert-Signal niedriger als bei der Vorwärtsdrehung. Entsprechend niedriger ist die Eingangsspannung an dem Komparator 133, so daß die Zehner-Diode 135 den Transistor 137 so vorspannt, daß dieser Abschaltet. Die höhere Spannung an der Basis des Transistors 139 sorgt dafür, daß der Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventils 33 Strom nicht zugeführt wird. Das an dem Komparator 141 anliegende Ausgangspotential der Verstärkereinheit 130 führt zu einem zunehmenden Ausgangssignal des Komparators 141, so daß die Zehner-Diode 142 leihtfähig wird. Die Transistoren 143 und 149 werden somit so beeinflußt, daß der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung des Zweistel-

lungsventils 37 ein Strom zugeführt wird. Das Zweistellungsvcntil 37 gelangt somit in die Schließstellung. Erreicht die Taumelscheibe 55 die Soll-Stellung liefert das Ist-Wert-Potentiometer 59 eine zunehmende Ausgangsspannung. Dadurch sinkt die Ausgangsspannung der Verstärkereinheit 145 mit der Folge, daß die Ausgangsspannung der Differenzverstärkereinheit 130 zunimmt, bis über den Komparator 133 die Zehner-Diode 135 leitfähig wird und über die Transistoren 137, 139 auch der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventils 33 Strom zugeführt wird, so daß nunmehr wieder die beiden Zweistellungsventile 33, 37 die Stellung nach F i g. 3 einnehmen. Dadurch wird die Lage der Taumelscheibe 55 in der gewünschten Stellung fixiert. Der Filterkreis 119 weist in Verbindung mit der Verstärkereinheit 155 Widerstände 151, 153 und einen Kondensator 155 auf. Es handelt es sich hierbei um einen Tiefpaß-Frequenzfilter. Da das Signal des Potentiometers 59 ein solches von niedriger Frequenz ist, wird es durch den Filterkreis nicht beeinträchtigt. Vielmehr werden nur Störsignale hoher Frequenz ausgefiltert. Der Komparatorkreis 121 stellt sicher, daß jeweils nur ein Zweistellungsventil 33 oder 37 umgeschaltet wird, um die Verstellung der Speisepumpe in der einen oder der anderen Richtung zu bewirken. Die Umschaltung beider Zweistellungsventile dient dagegen dazu, die eingestellte Stellung sicher zu fixieren.

Zu diesem Zweck weist der Komparatorkreis 121 neben einer symmetrischen Einzelhysteresis bezüglich des für die Umschaltung des Ausganges erforderlichen Verhältnisses der Werte der Eingangssignale der Komparatoren 133, 141 zugleich eine asymmetrische Hysteresis bezüglich der Umschaltung des jeweils ausgeschalteten Komparators und bezüglich des Schließens des zweiten Zweistellungsventils für den Augenblick auf, an dem während eines Verstellvorganges der Ist-Wert den eingestellten Soll-Wert erreicht. Die einfache Hysteresis wird durch die Widerstände 165 und 167 sowie die Komparatoren 133 und 141 erreicht. Die Folge der symmetrischen Hysteresis an einem Komparator ist die, daß der Nicht-Umkehr-Eingang dieses Komparators geringfügig zu höheren Werten gehen muß, als der Umkehreingang, bevor der Ausgang auf den höheren Zustand umschaltet. Dies bedeutet praktisch, daß der Nicht-Umkehr-Eingang eine geringfügig geringere Spannung als der andere Eingang haben muß, bevor der Eingang auf den niedrigeren Zustand umschaltet Die asymmetrische Hysteresis wird durch die Widerstände 171 und 169 sowie die Dioden 179 und 177 in Verbindung mit den Komparatoren 133 und 141 verwirklicht.

Durch diese Eigenschaft werden beide Zweistellungsventile in der Einschaltstellung verriegelt, wenn die gewünschte Einstellung der Taumelscheibe 55 erreicht worden ist. Wenn der Komparator 133 eingeschaltet ist und der Komparator 141 abgeschaltet wird, fließt ein Teil des Stromes vom Ausgang des Komparators 133 durch die Diode 179 und den Widerstand 171 zu dem Nicht-Umkehr-Eingang des Komparators 141, der sich im niedrigeren Zustand befindet, während der Ausgang des Komparators 133 den angehobenen Zustand einnimmt. Dieser zusätzliche Strom am Eingang des Komparators 141 läßt diesen leichter und sicherer Einschalten und in dem Einschaltzustand zuverlässiger verharren. Entsprechendes tritt auf, wenn der Komparator 141 eingeschaltet und der Komparator 133 abgeschaltet wird.

Bei eingeschaltetem Komparator 133 und abgeschalteten Komparator 141 besteht eine Tendenz, daß das

Potential den Nicht-Umkehr-Eingang des Komparators 133 über den Widerstand 199 in den niedrigeren Zustand zu treiben und den Ausgang des Komparators 133 in den niedrigeren Zustand umzuschalten. Dieser Strom wird jedoch durch die Diode 177 blockiert, so daß der Komparator 133 nicht in Richtung auf eine Abschaltung beeinflußt wird. Hierdurch wird zwar eine Erleichterung der Einschaltung aber nicht eine Erleichterung der Abschaltung erreicht. Deshalb wird in diesem Zusammenhang von einer asymmetrischen Hysteresis gesprochen. Der Filterkreis 123 sorgt dafür, daß die Zweistellungsventile nicht durch Lärmsignale von geringer Amplitude betätigt werden.

Nach der Ausführungsform nach F i g. 5 und 6 erfolgt eine Steuerung nicht nur der Speisepumpe 15a sondern auch des Hydraulikmotors 211. Die Speisepumpenseite der Einrichtung 13a in F i g. 5 ist ähnlich wie dies nach F i g. 1 bis 3. Für entsprechende Teile sind die gleichen Bezugsziffern verwendet. Die Speisepumpenseite braucht daher nicht näher beschrieben zu werden. Der Hydraulikmotor 211 weist ebenfalls eine in ihrer Neigung gegenüber der Ausgangswelle 213 verstellbare Taumelscheibe 215 auf, deren Neigung durch zwei hydraulische Stellglieder 221 bzw. 223 bestimmt wird. Zur Speisung der Stellglieder von der gemeinsamen hydraulischen Pumpe P aus dienen die gleichen hydraulischen Schaltkreiselemente wie sie zuvor beschrieben wurden im Zusammenhang mit der Steuerung der Speisepumpe 15 bzw. in F i g. 5 15a. Entsprechend ist jedem Stellglied des Hydraulikmotors 211 ein Zweistellungsventil 217 bzw. 219 zugeordnet. Die Stellung der Taumelscheibe 215 wird wieder durch ein Ist-Wert-Potentiometer 79 überwacht, das wirkungsmäßig gemäß der strichpunktierten Linie 216 mit der Taumelscheibe 215 verbunden ist. Sämtliche elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen der vier Zweistellungsventile sind mit der elektrischen Steuereinrichtung 52, 213 verbunden, die wiederum einen Dreistellungsschalter 47 und ein Soll-Wert-Potentiometer 49 zuzüglich eines weiteren Zweistellungs-Umschalters 227 aufweist.

Die Anordnung ist so getroffen, daß bei konstanter Eingangsdrehzahl der Welle 17 der Speisepumpe 15a die Ausgangswelle 213 mit zunehmender Geschwindigkeit angetrieben wird. Wenn die Verstellung der Speisepumpe 15a aus der Neutralstellung heraus zunimmt erreicht die Speisepumpe 15a die maximal mögliche Verstellung ihrer Taumelscheibe (entweder in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung) kann die Drehzahl der Ausgangswelle 213 des Hydraulikmotors 211 weiter dadurch gesteigert werden, daß man die Neigung der Taumelscheibe des Hydraulikmotors verringert. Die Steuerung der Verstellung der Neigung der Taumelscheibe 215 und die Feststellung ihrer Neigung erfolgt praktisch in gleicher Weise wie bei der Speisepumpe 15a, wobei jedoch in der Neutralstellung das Zweistellungsventil 217 betätigt wird, um eine maximale Neigung der Taumelscheibe 215 zu fixieren. Die erforderlichen elektronischen Elemente der elektrischen Steuereinrichtung sind für die Steuerung des Hydraulikmotors 211 im wesentlichen ähnlich denjenigen, die zur Steuerung der Speisepumpe 15a benötigt werden. Die Steuereinrichtung ist in F i g. 6 mit 213 bezeichnet. Die für die Steuerung der Speisepumpe 15a dienenden Kreise der Steuereinrichtung 52 sind in F i g. 6 nur blockschaltartig wiedergegeben. Man erkennt ferner, daß mit dem Dreistellungsschalter 47 beide Ist-Wert-Potentiometer 59 und 79 ebenso wie das Soll-Wert-Potentiometer 49 verbunden sind. Der Dreistellungsschalter ist in der Stellung für

Vorwärtsdrehrichtung gezeigt. Die Steuereinrichtung weist einen Steuerkreis 225 für den Hydraulikmotor auf. Diesem sind der Komparatorkreis 229, der Umschalter 227 auf der einen Seite und der Ausgangsverstärkerkreis 239 auf der anderen Seite zugeordnet.

Das Ist-Wert-Potentiometer 59 der Speisepumpe 15a liefert ein relativ niedriges Potential wenn die Speisepumpe sich in der maximalen Versteilung, z. B. in Richtung Vorwärtsdrehung, befindet sowie ein relativ hohes elektrischen Potential, wenn sich die Pumpe 15a in der maximalen Verstellung z. B. für die Rückwärtsdrehung befindet. Das Ausgangssignal des Potentiometers 59 gelangt an den Plus-Eingang oder Nicht-Umkehr-Eingang des Komparators 233 und an den Minus- oder Umkehr-Eingang des Komparators 235. Der andere Eingang des Komparators 233 liegt an einer Spannungsquelle Va an die so eingestellt ist, daß ihre Spannung gleich oder wenig kleiner ist als die Ausgangsspannung des Potentiometers 59, wenn sich die Pumpe 15a in ihrer maximalen Schwenkstellung in Richtung Rückwärtsdrehung befindet. Dem Plus-Eingang des Komparators 235 ist eine entsprechende Spannungsquelle Vr zugeordnet die so eingestellt ist, daß sie geringfügig größer oder gleich dem Ausgang des Potentiometers ist, wenn deren Taumelscheibe sich in der maximalen Schwenkstellung bei Drehen in Vorwärtsrichtung befindet. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Verstellung der Speisepumpe 15a kleiner als die maximale Verstellmöglichkeit ist der Ausgang beider Spannungskomparatoren unabhängig von der Drehrichtung absinkt. Dadurch wird der Transistor 238 so vorgespannt, daß er der Zehner-Diode 236 eine Vorspannung erteilt. Dadurch wird der Ausgangsverstärker 239 zur Betätigung des Mehrstellungsventils 217 veranlaßt, um die Anfangseinstellung der Taumelscheibe des Hydraulikmotors 211 festzuhalten. In diesem Zustand ist der Transistor umgekehrt vorgespannt und befindet sich im Abschaltzustand, so daß das Zweistellungsventil 219 nicht betätigt ist.

Im übrigen arbeitet die elektrische Steuereinrichtung 52, 231 wie folgt: Es wird angenommen, daß das die Drehzahl bestimmende Soll-Wert-Potentiometer 49 so eingestellt ist, daß die gewünschte Drehzahl nicht durch die Einstellung der Taumelscheibe 55 der Speisepumpe 15a in ihrer maximalen Vorwärtsdrehstellung erreicht werden kann. Der Steuerkreis 52 arbeitet in der zuvor beschriebenen Weise. Der Ausgang des Ist-Wert-Potentiometers 59 ist ausreichend niedrig um den Ausgangswert des Komparators 235 steigen zu lassen. Dadurch wird die Vorspannung am Transistor 235 umgekehrt und die Betätigungseinrichtung für das Ventil 217 abgeschaltet Die Ausgangsspannung am Komparator 249 reicht nicht aus um diese Betätigungseinrichtung erneut einzuschalten. Auch ist der Transistor 237 in Vorwärtsrichtung vorgespannt

Da die Ausgangsspannung des Ist-Wert-Potentiometers 79 bei maximaler Einstellung der Taumelscheibe relativ hoch ist, sorgen die Kreise 243 und 229, die den zuvor beschriebenen Kreisen 115 und 121 entsprechen, für ein ausreichendes Eingangspotential am Ausgangsverstärkerkreis 239, um die Betätigungseinrichtung des Zweistellungsventils 219 zu betätigen. Das hohe Ausgangspotential am Potentiometer 79 sorgt auch für ein Absinken des Ausgangspotentials am Komparator 249. Dadurch wird die Betätigungseinrichtung für das Ventil 217 abgeschaltet. Die Taumelscheibe 215 schwenkt in eine Richtung, welche ihre Neigung gegenüber der Drehachse des Hydraulikmotors 211 vermindert Wird die dem Soll-Wert entsprechende Stellung erreicht ist das Ausgangspotential im Potentiometer 79 ausreichend niedrig, so daß der Komparator 249 des Komparatorkreises 259 den Einschaltzustand einnimmt, so daß Betätigungseinrichtung des Ventils 217 erneut betätigt wird. Damit wird die erreichte Einstellung der Taumelscheibe festgelegt. Die Kreise 247, 243, 229 und 239 arbeiten jeweils in der gleichen Weise wie die Kreise 119,115,121 und 125 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles.

Werden die beiden Schalter 47 und 227 von der Stellung für Vorwärtsdrehrichtung in die Stellung für Rückwärtsdrehrichtung umgeschaltet, nimmt die Ausgangsspannung des Soll-Wert-Potentiometers 49 den niedrigeren Wert an. Dadurch wird die Spannung am Ausgang des Differenzverstärkers 245 entsprechend niedriger. Die Ausgangsspannung liegt am Nicht-Umkehr-Eingang des Komparators 249 und am Umkehr-Eingang des Komparators 254 an. Nimmt die Taumelscheibe 55 der Speisepumpe 15a ihre maximale Neigung an, ist die Spannung am Potentiometer 59 ausreichend hoch, so daß der Komparator 233 seinen oberen Einstellzustand annimmt. Die dadurch sich ergebende Vorspannung an den Transistoren 237 und 238 führt dazu, daß die Kreise 229 und 239 verbunden werden. Die niedrige Spannung am Ausgang des Verstärkers 245 führt die Ausgangsspannung des Komparators 254 nach oben und die des Komparators 249 nach unten. Die Folge ist, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung des Ventils 219 ein und die des Ventils 217 ausgeschaltet werden. Die Folge ist daß die Taumelscheibe des Hydraulikmotors 211 in Richtung auf eine geringere Neigung verstellt wird. Da die Polarität am Potentiometer 79 entsprechend umgekehrt worden ist, führt die Abnahme der Neigung der Taumelscheibe des Hydraulikmotors dazu, daß das Ausgangspotential am Ist-Wert-Potentiometer zunimmt. Die Taumelscheibe 215 des Hydraulikmotors setzt ihre Schwenkbewegung fort, bis die Ausgangsspannung des Potentiometers 79 ausreichend hoch ist um die Betätigungseinrichtung des Ventils 217 zurückzuschalten und die Taumelscheibe 215 in ihrer Einstellstellung hydraulisch zu verriegeln.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 len der hydrostatischen Pumpe bei etwa maximaler Patentansprüche: Verdrängung einstellbarer Größe zugeführt werden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei Ist-

1. Elektrische Steuereinrichtung zur Steuerung ei- Wert-Signalen von der hydrostatischen Pumpe die ner Ventilanordnung in einem Speisekreis, beste- 5 Ein/Ausschalter so gesteuert werden, daß der Hyhend aus hydraulischen Stellgliedern mit einer aus draulikmotor in der Stellung maximaler Verdräneiner Neutralstellung nach beiden Richtungen ver- gung festgestellt ist, während bei Auftreten vcn Fehstellbaren Vorrichtung, insb. einer steuerbaren Spei- lersignalen bei maximaler Verdrängungsstellung der sepumpe und/oder eines Hydraulikmotors mit ver- hydrostatischen Pumpe die Ein/Ausschalter (237, änderbarer Verdrängung, wobei die Ventilanord- 10 238) im Sinne einer Aufhebung der Stellung maximanung jeweils ein elektromagnetisch betätigbares ler Verdrängung und Steuerung zu niedrigeren Ver-Zweistellungsventil zwischen einem Sumpf und ei- drängungswerten des Hydraulikmotors betätigt ner Abzweigung der Verbindungsleitung der Speise- werden, pumpe mit einem Stellglied aufweist, und die Steuereinrichtung einen Soll-Wert-Signalerzeuger und ei- 15

nen auf die Ist-Stellung der Stellglieder ansprechenden Ist-Wert-Signalerzeuger aufweist, weiche jeweils entsprechende von der v"erstellrichtung und Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuereinrich-Verstellgröße abhängige Spannungssignale erzeu- tung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Angen, wobei die Differenz dieser beiden Spannungssi- 20 Spruchs 1. Ein elektrischer Steuerkreis dieser Art ist aus gnale als Fehlersignal zusammen mit einem Bezugs- der GB-PS 15 08 641 bzw. der US-PS 39 01 031 bekannt. Spannungssignal in einem Komp»r?^t^rkreis, der Bei dieser bekannten Steuereinrichtung ist der Kompamehrere Komparatorer aufweist, je eine·;· Kompa- ratorkreis mit dem Ausgangsverstärker so ausgebildet, rator zur Steuerung eines Ausgangstransistors in ei- daß von den bei abgeschalteter elektromagnetischer nem Leistungsverstärkerkreis zur Betätigung eines 25 Betätigungseinrichtung geschlossenen Zweistellungsder elektromagnetisch betätigbaren Zweistellungs- ventilen das eine geöffnet wird, um dem hydraulischen ventile zuführbar ist, dadurch gekennzeich- Hauptsteuerschieber ein Ausweichen in der betreffenn e t, daß bei Verwendung von Zweistellungsventi- den Richtung und so eine Umschaltung zu ermöglichen. len (33, 37), die im ausgeschalteten Zustand ihrer Dabei können auch im bekannten Fall über einen Zeit- Ί elektromagnetischen Betätigungseinrichtung offen 30 verzögerungskreis beide elektromagnetische Betäti-( sind, der Komparatorkreis (121) und der Ausgangs- gungseinrichtungen gleichzeitig betätigt werden. Auf verstärkerkreis (125) so ausgebildet sind, daß nach diese Weise wird eine schnelle Verstellung der Stellglie-Einschalten der Ausgangstransistoren (139 oder 149) der ermöglicht. Zur Verriegelung der Stellglieder nach aufgrund eines Fehlersignals der andere Ausgangs- erfolgter Verstellung wird über den Komparatorkreis transistor (149 oder 139) ebenfalls eingeschaltet 35 und den Ausgangsverstärker zunächst das Ventil abgewird, wenn das Fehlersignal Übereinstimmung zwi- schaltet, welches die Verschiebung des Hauptsteuerschen Soll-Wert und Ist-Wert anzeigt. Schiebers ausgelöst hatte. Auf diese Weise kann sich auf

2. Elektrische Steuereinricht'ing nach Anspruch 1, der betreffenden Seite des Hauptsteuerschiebers der dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoren erforderliche Verstelldruck aufbauen. Da auf der ande- (133,141) des Komparatorkreises (121) neben einer 40 ren Seite des Hauptsteuerschiebers der Verstelldruck symmetrischen Einzelhysteresis bezüglich des für voll anliegt, muß zusätzlich das zweite Ventil, das zuvor die Umschaltung des Ausganges erforderlichen Ver- geschlossen war, über den Komparatorkreis betätigt hältnisses der Werte ihrer Eingangssignale zugleich werden. Erst dann kann der Hauptsteuerschieber in seieine asymmetrische Hysteresis bezüglich der Um- ne Neutralstellung oder Mittelstellung zurückfahren, schaltung des jeweils ausgeschalteten Komparators 45 Darauf muß das zweite Ventil erneut umgeschaltet wer- und Schließen des zweiten Zweistellungsventils für den, damit der Hauptsteuerschieber durch ein hydrauliden Augenblick aufweist, an dem während eines sches Gleichgewicht in dieser Stellung auch festgehal-Verstellvorganges der Ist-Wert den Soll-Wert er- ten wird. Es ist so eine Folge von Schaltschritten über reicht, die elektrische Steuereinrichtung auszulösen, um die

3. Elektrische Steuereinrichtung nach Anspruch 2, 50 Verstellung vornehmen zu können und die eingestellte dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jedes Stellung zu verriegeln.

Komparators (133,141) einerseits über einen Wider- Bei einer anderen ähnlichen elektrischen Steuereinstand (165 bzw. 167) mit seinem Nichtumkehr-Ein- richtung gemäß der GB-PS 13 83 823 erfolgt die Vergang und andererseits über die Reihenschaltung ei- stellung des Steuerschiebers statt über zwei Vorsteuerner Diode und eines Widerstandes (179, 171 bzw. 55 ventile durch einen hydraulischen Servomotor. Dieser 177, 169) mit dem Nichtumkehr-Eingang des ande- wiederum wird durch mehrere Vorsteuerventile gesteuren Komparators verbunden ist. ert, so daß auch hier eine Reihe von Schaltvorgängen

4. Elektrische Steuereinrichtung nach einem der notwendig ist, um bestimmte Stellbewegungen ausführ-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ren und die erreichten Stellungen sichern zu können, beiden an die Ausgangstransistoren des Leistungs- 60 Von den hier verwendeten drei Vorsteuerventilen ist in verstärkungskreises (239) des Hydraulikmotors an- der normalen Stellung das eine geschlossen, während geschlossenen Ausgänge des dem Hydraulikmotor die beiden anderen offen sind. Die Folge ist, daß das zugeordneten Komparatorkreises (129) jeweils über Hauptsteuerventil mittels Hand beliebig verstellt werelektronische Ein/Ausschalter (237, 238) schaltbar den kann. Wenn dagegen eine Fernsteuerung des sind, die durch die Ausgangssignale zweier Kompa- 65 Hauptsteuerschiebers erwünscht ist wird das erste Vorratoren (233, 235) steuerbar sind, denen das Ist- steuerventil offengelassen, so daß nunmehr die Steuc-Wert-Signal der hydrostatischen Pumpe und Ver- rung des Servomotors mit Hilfe der Vorsteuerventile gleichssignalefVa, Vr) von einer den Ist-Wert-Signa- erfolgen kann. In soweit liegen ähnliche Verhältnisse