DE3525097A1

DE3525097A1 - Hydrostatische maschine

Info

Publication number: DE3525097A1
Application number: DE19853525097
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 8770 Lohr Kordak
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1985-07-13
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4736585A; JPS61215802A; AT394753B; JPH0648003B2; DE3525097C2; ATA49286A

Description

BESCHREIBUNG *

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine mit einer Verstelleinrichtung zum Einstellen des Verdrängungs- bzw. Schluckvolumens.

Grundsätzlich weist die Verstelleinrichtung einer hydrostatischen Maschine, beispielsweise einer Axialkolbenmaschine eine bestimmte Trägheit auf, die sich insbesondere dann als nachteilig erweist, wenn die Maschine plötzlich belastet wird. Dabei wird von der Verstelleinrichtung das Verdrängungsbzw. Schluckvolumen der Maschine in der kürζestmöglichen Zeit auf den größtmöglichen Wert verstellt,

um einen zu hohen Drehzahleinbruch zu vermeiden, worauf dann die Einstellung der Maschine auf einen Wert zurückgenommen wird, der für die Beharrung erforderlich ist, wenn also die Maschine mit einem bestimmten Drehmoment belastet ist und eine bestimmte

Drehzahl einhalten soll. Aufgrund ihrer Bauweise ist die Ausregelzeit, in der nach dem Aufbringen eines Lastmoments die Nenndrehzahl der Maschine wieder erreicht wird, bei einer hydrostatischen Maschine

verhältnismäßig lang.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Ausregelzeit einer hydrostatischen Maschine zu verkürzen.

° Diese Aufgabe ist mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angeführten Merkmalen gelöst.

Da sich somit die Verstelleinrichtung der Maschine bereits vor dem Auftreten des lastmoments in der dem Lastmoment entsprechenden Stellung befindet, wird die Ausregelzeit sehr stark verkürzt, wenn beim Auftreten des Moments das Schaltventil in Durchlaßstellung geschaltet wird. Der Zeitverlust für die Betätigung der Verstelleinrichtung ist somit kompen-¹ siert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ventilanordnung mit einem Stromregelventil für eine Axialkolbenmaschine zum Antrieb eines Walzengerüsts,

Fig. 2 eine Ventilanordnung mit einem Druckreduzierventil und

Fig. 3 eine Ventilanordnung mit einem Druckbegrenzungsventil.

Eine Axailkolbenmaschine 10 treibt über ein Getriebe 11 die beiden nicht dargestellten Walzen eines WaIzwerkgerüsts an. Bei dem Walzvorgang kommt es darauf an, das Material, dessen Querschnitt zwischen den Walzen reduziert wird, möglichst zucfrei und ohne Stauchung über das Gerüst zu fahren, da sonst Qualitätseinbußen in Kauf genommen werden müssen. Es werden deshalb hohe Anforderungen an die Dynamik des Antriebes gestellt.

Bei der Verstelleinrichtung 12 der Axialkolbenmaschine 1O handelt es sich um eine bekannte Einheit, mit der der Schwenkwinkel und damit das Schluckvolumen des Motors 10 einstellbar ist. Druckseitig ist der Motor 10 über eine Leitung 14 und einen Ventilblock 15 an eine Druckleitung 16 mit einem eingeprägten Systemdruck P angeschlossen. Ablaufseitig ist der Motor über eine Leitung 17 mit einer zum Tank T führenden Leitung 18 oder mit einer iSIiederdruckleitung verbunden. Mit 19 ist eine Leckölleitung bezeichnet.

Der Steuerblock weist ein Schaltventil 20 auf, das in der Zuflußleitung 14 angeordnet ist. Bei dem Schaltventil 20 handelt es sich um ein Rückschlagventil, das von einem Drucksignal in der Steuerleitung 21 in die Durchlaßstellung schaltbar ist.

Parallel zum Schaltventil 20 ist ein elektrisch ansteuerbares Stromregelventil 22 angeordnet.

Im Leerlaufbetrieb des Motors 10, in dem dieser lediglich die Walzen des Gerüsts antreibt, wird das Schaltventil 20 in die Sperrstellung geschaltet und das Regelventil 20 in Drosselstellung gebracht. In der Leitung 14 zwischen dem Steuerblock 15 und dem Motor 10 vorhandener Druck wird zum Tank hin abgebaut. Der Motor 10 erhält druckseitig die am Regelventil 22 eingestellte Flüssigkeitsmenge bei verhältnismäßig geringem Druck. Es muß also die Verstelleinrichtung 12 das Schluckvolumen des Motors 10 vergrößern, um das Leerlaufmoment aufzubringen. Die Verstellung erfolgt in bekannter Weise abhängig vom Einlaßdruck der Maschine bzw. abhängig von der an der Maschine anstehenden Druckdifferenz.

Mittels der Einstellung des Regelventils 22 wird auf diese Weise das Schluckvolumen des Motors 10 auf einen Wert gebracht, den er im Beharrungszustand bei zwischen den Walzen eingefahrenem Material haben müßte. Dieses Schluckvolumen und der entsprechende Schwenkwinkel der Maschine können vorher bestimmt werden und sind somit bekannt.

Erfolgt jetzt der Drehmomentstoß, wenn das zu walzende Material in den Walzenspalt eintritt, so wird nur das Schaltventil 20 in die Durchlaßstellung umgeschaltet und der Motor 10 erhält den vollen Druckmittelstrom. Es entfällt somit der Zeitverlust, der zum Umstellen des Motors 10 von Leerlauf auf Lastbetrieb erforderlich ist.

Beim Aufsteuern des Schaltventils 20 wird sich das Schluckvolumen der Axialkolbenmaschine und damit deren Schwenkwinkel nur geringfügig verändern. Die Ausregelzeit für die Drehzahl beim Aufschalten des Drehmoments ist stark verkürzt. Der Steuerblock 15 ist vorzugsweise unmittelbar auf dem Druckflansch der Axialkolbenmaschine 10 montiert. Mit dem Schaltventil 20 läßt sich außerdem die Maschine 10 von der Druckleitung 16 abschalten, um die Energiezufuhr beispielsweise bei Not-Aus zu unterbrechen. Dann kann die Maschine noch generatorisch arbeiten und Energie über das sich öffnende Rückschlagventil an die Druckleitung 16 abgeben.

Anstelle des Stromregelventils können auch Druckventile vorgesehen werden, die den Nachteil vermeiden,daß bei einer Hubverstellung der Maschine, also bei einer Schwenkwinkeländerung der Axialkolbenmaschine sich die Druckdifferenz an dem Stromregelventil und damit der Durchfluß ebenfalls ändern. Deshalb wird die Steuerung mit Druckventilen stabilisiert und die Druckkoppelung des

sekundär geregelten Systems berücksichtigt, während ein Stromventil lediglich die Stromkoppelung berücksichtigt.

In Figur 2 liegt in dem Steuerblock 15 parallel zu dem Schaltventil 20 ein elektrisch verstellbares, vorgesteuertes Druckreduzierventil 25. Mit dem Druckreduzierventil wird der Betriebsdruck A in der Leitung 14 und damit in der Anschlußleitung der Maschine 10 begrenzt. Es wird also der Druck in der Leitung 14 auf einen niedrigeren Wert als der Systemdruck in der Leitung 16 reduziert, sodaß der Maschine 10 eine kleine Druckdifferenz angeboten wird, wenn im Leerlaufbetrieb das Schaltventil 20 in Sperrstellung geschaltet wird.

Die Maschine 10 schwenkt somit aus, um bei der kleineren Druckdifferenz den Drehmomentenbedarf im Leerlauf zu decken. Der reduzierte Druck in der Leitung 14 wird an dem Druckreduzierventil 25 so eingestellt, daß die Verstelleinrichtung der Maschine ein Hubvolumen einstellt, das die Maschine braucht, um das erforderliche Lastmoment abzugeben, wenn das Schaltventil 20 geöffnet wird und damit der volle Betriebsdruck an der Maschine 10 ansteht. Dabei ändert sich das Hubvolumen der Maschine 10 und damit deren Schwenkwinkel entweder garnicht oder nur sehr geringfügig. Es ist damit nicht nur der Zeitverlust für den Schwenkvorgang beim Auftreten des Drehmomentstoßes kompensiert, sondern auch die Steuerung stabilisiert.

Eine abgeänderte Ausführungsform zeigt Figur 3, bei der in die zur Tankleitung 18 führende Ausgangsleitung 17 der Maschine ein Druckbegrenzungsventil 26 geschaltet ist. Mit diesem Ventil wird bei gesperrtem Schaltventil 20 am Anschluß R des Ventilblocks 15 ein Betriebsdruck und so an der Maschine 10 eine Druckdifferenz eingestellt, die ausreicht, um den Drehmemontbedarf der Maschine im Leerlauf zu decken, wenn

diese von der Verstelleinrichtung 12 auf das Hubvolumen eingestellt ist, das zur Abgabe :des Lastmoments erforlich ist, wenn das Schaltventil 20 geöffnet wird und damit die volle Druckdifferenz an der Maschine 10 wirksam wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE?

1. Hydrostatische Maschine mit einer Verstelleinrichtung zum Einstellen des Verdrängungs- bzw. Schluckvolumens, mit je einer Anschlußleitung an eine tfoch- und Niederdruckleitung , dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anschlußleitung der Maschine (10) ein Schaltventil (20) und parallel hierzu ein Regelventil vorgesehen ist, das

bei gesperrtem Schaltventil und im Leerlaufbetrieb der Maschine auf einen Wert einstellbar ist, daß die Verstelleinrichtung der Maschine deren Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen auf einen einem vorbestimmten Lastdrehmoment entsprechenden Wert einstellt, und daß beim Auftreten des vorbestimmten Lastdrehmoments das Schaltventil (20) in die Durchlaßstellung geschaltet wird.

2. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil ein gesteuertes, in Richtung zu einer Leitung (16) mit eingeprägtem Systemdruck sich öffnendes Rückschlagventil ist.

3. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil ein Stromregelventil (22) ist, das in der mit der Druckleitung (16) verbundenen Anschlußleitung (14) angeordnet ist.

4. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil ein Druckreduzierventil (25) ist, das in der mit der Druckleitung (16) verbundenen Anschlußleitung (14) angordnet ist.

¹

5. Hydrostatische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil ein Druckbegrenzungsventil (26) ist, das in der mit der Tankleitung (18) verbundenen Anschlußleitung (17) an-

° geordnet ist.

6. Hydrostatische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile jeweils elektrisch verstellbar sind. 10