DE3804744C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung
für einen hydraulischen Stellmotor, der in der Diagonalen
einer vier Magnetventile aufweisenden Brückenschaltung
angeordnet ist, wobei für jede Betätigungsrichtung je
zwei einander gegenüberliegenden Magnetventile eine
zwischen Druckquelle und Behälter liegende Reihenschaltung
bilden und in Abhängigkeit von einem Positions-Sollwert-
Istwert-Vergleich durch Steuerimpulse in den Öffnungszu
stand steuerbar sind.
Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art
(US-PS 44 16 187) sind sämtliche Magnetventile normalerweise
geschlossen. Sie werden paarweise durch die Steuerimpulse
ein und desselben Steuerimpulszuges geöffnet. Hiermit
lassen sich bestimmte Öffnungszeiten nicht unterschreiten.
Da der Stellmotor, wenn er seine Sollposition
erreicht hat, abwechselnd von links und rechts mit Druck
beaufschlagt wird, ergeben sich erhebliche Vibrationen.
Bei Stromausfall werden die Hubräume des Stellmotors
abgeschlossen, so daß nicht einmal durch äußeren Eingriff
eine Veränderung der Lage des Stellmotors möglich ist.
Bei einer anderen bekannten Steuereinrichtung
(SE-AS 77 14 476-4) ist der Hubraum eines in Gegenrichtung
durch eine Feder belasteten Stellmotors einerseits über
zwei in Reihe liegende Magnetventile mit einer Pumpe
und andererseits über zwei in Reihe liegende Magnetventile
mit dem Behälter verbunden. Zwei Impulsgeber arbeiten
mit der gleichen Frequenz, wobei der eine einen
festen Impulszug mit fester Phasenlage und Impulsdauer
erzeugt, während der andere Impulszug in der Phasenlage
oder in der Impulsbreite moduliert wird. Dies führt
zu variablen Überlappungszeiten, in denen beide Magnet
ventile erregt und daher geöffnet werden.
Bekannt ist auch eine Einrichtung zur Förderung von
Hydraulikmengen mit vorgegebenen Druck, zum Beispiel
Kraftstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen
(DE-PS 20 64 554), bei der zwei Magnetventile in Reihe geschaltet
sind. Durch zeitliche Überschneidung der Öffnungsphasen
beider Magnetventile können sehr kurze Öffnungszeiten
geschaffen werden. Hierbei ist das erste Magnetventil
normalerweise offen und das zweite Magnetventil normaler
weise geschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art die
Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß sich ein gutes
Auflösungsvermögen und eine hohe Betriebssicherheit
ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
jede Reihenschaltung im behälterseitigen Brückenzweig
ein normalerweise offenes Magnetventil, das durch Steuer
impulse eines ersten Impulszuges in den geschlossenen
Zustand steuerbar ist, und im pumpenseitigen Brückenzweig
ein normalerweise geschlossenes Magenventil, das durch
Steuerimpulse eines zweiten Impulszuges in den offenen
Zustand steuerbar ist, aufweist.
Ein normalerweise offenes Magnetventil, das durch Er
regung geschlossen gehalten wird, kann durch eine kurze
Steuerimpulslücke geöffnet und ohne zeitliche Verzöge
rung wieder geschlossen werden, weil aufgrund des zu
Beginn des nächsten Steuerimpulses vorhandenen Restma
gnetismus eine rasche Reaktion möglich ist. Dies steht
im Gegensatz zu normalerweise geschlossenen Magnetven
tilen, bei denen am Ende des für das Öffnen benötigten
Steuerimpulses das Magnetfeld erst wieder abgebaut werden
muß, ehe das Schließen erfolgt. Allein durch die An
steuerung des normalerweise offenen Magnetventils läßt
sich daher der Durchtritt sehr kleiner Druckmittelmengen
exakt steuern, was die gewünschte Auflösung ergibt.
Die in den pumpenseitigen Brückenzweigen befindlichen
Magnetventile, die normalerweise geschlossen sind, sorgen
bei Stromausfall dafür, daß die Druckmittelströmung
auf jeden Fall unterbrochen ist. Die im behälterseitigen
Brückenzweig angeordneten Magnetventile, die normaler
weise offen sind, sorgen dafür, daß bei Stromausfall
keine unzulässigen Druckbelastungen auf den Stellmotor
ausgeübt werden. Es bereitet keine Schwierigkeiten,
den Stellmotor durch eine äußere Kraft zu verändern,
beispielsweise durch Neutralstellungsfedern in eine
unschädliche Neustralstellung zu bringen. Dies führt
zu einer hohen Betriebssicherheit.
Zweckmäßigerweise ist die Impulsbreite zumindest beim
ersten Impulszug modulierbar. Auf diese Weise kann man
die Steuerimpulse bis zur unteren Grenze verkleinern
und entsprechend geringe Mengen der Druckmittelströmung
hindurchlassen, die zu einer entsprechend kleinen Ver
stellung des Stellmotors führen.
Bei einer bevorzugten Schaltung stellt der erste Impuls
zug eine phasengleiche Inversion des zweiten Impulszuges
dar. Es braucht daher lediglich ein einziger Impulszug
erzeugt und invertiert zu werden, was den Aufwand und
die Kosten erheblich verringert. Beide Magnetventile
werden daher gleichzeitig angesteuert und geöffnet.
Die Durchlaßzeit wird aber von dem schneller schließen
den normalerweise offenen Magnetventil bestimmt.
Eine noch weitere Verringerung der Durchlaßmenge ergibt
sich dadurch, daß die Breite der Impulslücke des ersten
Impulszuges auf kleinere Werte als die Impulsbreite
des zweiten Impulszuges modulierbar ist. Hiermit kann
man sogar erreichen, daß das normalerweise offene Magnet
ventil schon nach Erreichen einer Teilöffnung wieder
geschlossen wird, während das normalerweise geschlossene
Magnetventil den vollen Öffnungshub durchläuft.
Eine Alternative besteht darin, daß Impulse geringerer
Breite des ersten Impulszuges von Impulsen größerer
Breite des zweiten Impulszuges beidseitig überlappt
sind. Hierbei werden Teilmengen des Druckmittels mit
der doppelten Schaltfrequenz der Magnetventile hindurch
gelassen, was eine hohe Auflösung bei gleicher Geschwin
digkeit und ein schnelles Reaktionsvermögen ergibt.
Hierbei kann der erste Impulszug eine um die halbe Zy
klusbreite phasenversetzte Inversion des zweiten Impuls
zuges darstellen. Auch dies ergibt eine sehr einfache
Schaltung.
Von besonderem Vorteil ist der Stellmotor durch Neutral
stellungsfedern belastet und zu den normalerweise offenen
Magnetventilen je ein Rückschlagventil antiparallelge
schaltet. Bei Stromausfall geht der Stellmotor selbst
tätig in die Neutralstellung zurück. Die Neutralstellung
wird auch dann festgehalten, wenn eines der normalerweise
geschlossenen Ventile nicht ganz schließen sollte, z. B.
wegen einer Verschmutzung des Ventilsitzes. Sodann be
wirken auch Druckschwankungen im Behälter keine Über
lastung des Stellmotors, weil diese über die Rückschlag
ventile in beide Druckräume des Schiebers geleitet wer
den. So könnte bei Stromausfall der Behälterdruck an
steigen, wenn von einer durch den Stellmotor gesteuerten
Regelstrecke mehr Druckflüssigkeit zurückgeleitet als
angesaugt wird.
Günstig ist es auch, wenn die beiden normalerweise of
fenen Magnetventile in zeitlicher Überlappung miteinan
der in den Schließzustand steuerbar sind, wobei die
normalerweise geschlossenen Magnetventile nicht erregt
sind. Auf diese Weise läßt sich im normalen Betrieb
der Stellmotor gesteuert, aber ohne Zuführung von Druck
mittel in die Neutralstellung zurückführen.
Außerdem kann zwischen der Druckquelle und der Brücken
schaltung eine regelbare Drosselvorrichtung angeordnet
sein. Diese Drosselvorrichtung erlaubt es, die Menge
des zugeführten Druckmittels zu begrenzen, so daß die
bei geöffneten Magnetventilen dem Stellmotor zugeführte
Druckmittelmenge kleiner gehalten werden kann. Auch
dies erhöht die Auflösung.
Insbesondere kann die Drosselvorrichtung eine feste
Drossel aufweisen, die durch ein Magnetventil überbrückt
ist. Auf diese Weise kann die Drosselung wahlweise,
durch Öffnen oder Schließen des Magnetventils, unwirksam
oder wirksam gemacht werden. Wenn das Magnetventil mit
impulsbreitenmodulierten Erregerimpulsen betrieben wird,
läßt sich die Durchlaßmenge nach Wunsch einstellen.
Es hat sich als günstig erwiesen, daß ein Impulszug
in Abhängigkeit von der Regelabweichung, die aus der
Differenz zwischen einem Positions-Sollwert und einem
von einem Lagefühler am Stellmotor ermittelten Positions-
Istwert gebildet ist, modulierbar ist. Auf diese Weise
kann der Stellmotor genau die gewünschte Position ein
nehmen.
Hierbei empfiehlt es sich, daß eine Fehlerüberwachungs
schaltung Komparatoren für den Istwert, den Sollwert
und die Regelabweichung und eine logische Schaltung
zur Wertung der von den Komparatoren ermittelten Ergeb
nisse aufweist und daß die logische Schaltung beim Auf
treten einer vorgegebenen Ergebniskombination ein Neu
tralstellungssignal abgibt. Beim Auftreten eines System
fehlers geht daher der Stellmotor in die Neutralstellung
zurück.
Vorteilhaft ist es, daß das Neutralstellungssignal ab
gebbar ist, wenn der Positions-Sollwert und der Posi
tions-Istwert unterschiedliche Vorzeichen haben oder
der absolute Betrag des Sollwerts kleiner als der des
Istwerts ist. Dies ergibt eine besonders einfache Über
prüfungsmöglichkeit auf Systemfehler.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung
dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Steuer
einrichtung,
Fig. 2 Zeit-Diagramme für eine erste Ausführungsform,
Fig. 3 Zeit-Diagramme für eine zweite Ausführungsform
und
Fig. 4 Zeit-Diagramme für eine dritte Ausführungsform.
Bei der Steuereinrichtung nach Fig. 1 ist der Stellmotor
1 als Steuerventil für einen Verbraucher ausgeführt.
Er weist einen in einer Gehäusebohrung 2 beweglichen
kolbenartigen Schieber 3 auf, der unter dem Einfluß
von zwei Neutralstellungsfedern 4, 5 eine mittlere Neu
tralstellung N und nach Einleiten von Druckmittel in
einen der Druckräume 6, 7 eine Arbeitsstellung A bzw. B
einnehmen kann. Die Lage des Schiebers 3 wird durch
einen als Potentiometer ausgebildeten Positionsfühler
8 festgestellt, der Signale für den Istwert I der Posi
tion abgibt.
Der Stellmotor 1 befindet sich in der Diagonalen einer
Brückenschaltung 9, die in jedem Zweig ein Magnetven
til 10, 11, 12 und 13 aufweist. Die Brückenschaltung 9
wird von einer Druckquelle 14, z. B. einer Pumpe, gespeist
und ist am diagonal gegenüberliegenden Ende mit einem
Behälter 15 verbunden. Die Pumpe liegt in Reihe mit
einer regelbaren Drosseleinrichtung 16, die aus einer
festen Drossel 17 und einem diese überbrückenden Magnet
ventil 18, das normalerweise geschlossen ist, besteht.
Die beiden Magnetventile 10, 11 im pumpenseitigen Zweig
der Brückenschaltung 9 sind vom normalerweise (stromlos)
geschlossenen Typ. Sie werden also durch Zufuhr von
Erregerstrom geöffnet. Die Magnetventile 12, 13 im behäl
terseitigen Brückenzweig sind vom normalerweise (strom
los) offenen Typ. Sie werden daher durch Zufuhr von
Erregerstrom geschlossen. Außerdem sind sie durch Rück
schlagventile 12′, 13′ überbrückt.
Wenn der Schieber 3 aus der Neutralstellung N in Arbeits
stellung A gebracht werden soll, werden das normalerweise
geschlossene Magnetventil 11 und das normalerweise offene
Magnetventil 12 jeweils mit breitenmodulierten Erreger
impulsen versorgt, während das Magnetventil 13 geschlos
sen wird. Bei der entgegengesetzten Bewegungsrichtung
werden die Magnetventile 10, 13 bei geschlossenem Magnet
ventil 12 angesteuert. Die Rückschlagventile 12′, 13′
gestatten ein Nachfüllen des betreffenden Raums 5 bzw.
6 bei der Rückbewegung des Schiebers 3 in die Neutral
stellung N bei Stromausfall. Außerdem vermeiden sie
Überlastungen des Stellmotors bei Stromausfall durch
Behälterdruckschwankungen, weil diese über die Rück
schlagventile in beide Druckräume des Schiebers geleitet
werden. So könnte bei Stromausfall der Behälterdruck
ansteigen, wenn von einer durch den Stellmotor gesteuer
ten Regelstrecke mehr Druckflüssigkeit zurückgeleitet
als angesaugt wird.
Einem Regler 19 wird außer dem Signal für den Istwert I
der Position ein Signal für den Sollwert S der Position
des Stellmotors 1 von einem Sollwertgeber 20 zugeführt.
In Abhängigkeit von der Regelabweichung R, also der
Differenz zwischen Sollwert S und Istwert I, werden
die einzelnen Magnetventile 10 bis 13 und gegebenenfalls
18 mit entsprechenden Steuersignalen C 10, C 11, C 12,
C 13 und C 18 versorgt. Alle Steuersignale werden durch
Impulszüge gleicher Frequenz gebildet.
Einer Fehlerüberwachungsschaltung 21 werden Signale
für den Istwert I, den Sollwert S und die Regelabwei
chung R zugeführt. In einer Vergleicherschaltung 22
befindet sich ein Satz Komparatoren, die die drei Ein
gangssignale bezüglich ihres Wertes bzw. ihres Vorzei
chens werten. Insbesondere wird bezüglich der Regelab
weichung R festgestellt, ob sie von 0 abweicht und bezüg
lich des Istwertes I, des Sollwertes S und der Regelab
weichung R, ob sie positiv oder negativ sind. Eine Logik
schaltung 23 verwertet diese Ergebnisse. Wenn die Regel
abweichung 0 ist, wird angenommen, daß das System ein
wandfrei arbeitet, weil der Positions-Istwert I gleich
dem Positions-Sollwert S ist. Wenn aber der Istwert
I und der Sollwert S unterschiedliche Vorzeichen haben
oder der absolute Betrag des Istwerts I größer als der
des Sollwerts S ist, liegt ein Systemfehler vor, weil
sich der Schieber entgegengesetzt zu der gewünschten
Richtung oder über den absoluten Betrag des Sollwerts
hinaus bewegt hat. In diesem Fall gibt die Logikschaltung
ein Fehlersignal F ab.
Wenn I, S und R alle das gleiche Vorzeichen haben, be
deutet dies, daß der Sollwert S größer als der Istwert I
ist. Dies besagt, daß eine Aussteuerung gefordert wird,
die größer ist als diejenige, die der Stellmotor durch
führen kann, wahrscheinlich aufgrund einer mechanischen
Endlagenbegrenzung. In dieser Situation wird kein System
fehler registriert.
Wenn dagegen I und S das gleiche Vorzeichen haben und
R das entgegengesetzte Vorzeichen besitzt, bedeutet
dies, daß der Sollwert S numerisch kleiner ist als der
Istwert I und daher der Schieber 3 eine größere Verstell
bewegung durchgeführt hat, als es erwünscht ist. Diese
Situation wird als Systemfehler registriert.
Das Fehlersignal F wird einem Verzögerungsglied 24 zuge
führt, das der Tatsache Rechnung trägt, daß der Soll
wert S eine größere Änderungsgeschwindigkeit als die
maximale Schiebergeschwindigkeit haben kann. Dem Verzöge
rungsglied folgt ein Gedächtniselement 25, beispielsweise
ein Flip-Flop, das das Fehlersignal festhält, auch wenn
der Fehler selbst wieder verschwindet. Dieses Gedächt
niselement gibt ein Neutralstellungssignal G ab, das
dem Regler 19 zugeführt wird. Dieser sorgt dafür, daß
der Stellmotor 1 sofort in die Neutralstellung N zurück
kehrt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
von allen Magnetventilen der Erregerstrom abgeschaltet
wird, worauf der Schieber 3 unter dem Einfluß der Neu
tralstellungsfedern 4, 5 in die Neutralstellung N zurück
kehrt. Es kann aber auch eine forcierte Zwangssteuerung
erfolgen, indem sinnrichtig das Magnetventilpaar 10,
13 oder 11, 12 betätigt wird. Wenn also ein Fehler länger
als die Ansprechzeit der Verzögerungsschaltung 24 auf
tritt, wird er im Gedächtniselement 25 festgehalten,
und er kann nur von Hand wieder beseitigt werden.
Das Neutralstellungssignal G kann auch einer Anzeigevor
richtung, z. B. einer Leuchtdiode, oder einem externen
Relais, beispielsweise zur Abschaltung der Magnetventile
10 bis 13 oder zur Entlastung dieser Magnetventile vom
Steuerdruck zugeführt werden.
In Fig. 2 ist in den ersten beiden Zeilen veranschau
licht, daß die vier Magnetventile der Brückenschaltung
durch Impulszüge Z 1, Z 2 mit Steuerimpulsen, dargestellt
durch die logischen Werte 0 und 1, versorgt werden,
wobei der eine Impulszug eine phasengleiche Inversion
des anderen Impulszuges darstellt. Dies läßt sich mit
einer sehr einfachen Schaltung bewerkstelligen, die
lediglich den einen Impulszug in Abhängigkeit von der
Regelabweichung R breitenmoduliert und dann für den
zweiten Impulszug eine Inversionsstufe besitzt. In der
dritten Zeile sind die Öffnungswege S 1 der normalerweise
geschlossenen Magnetventile 10, 11 und in der vierten
Zeile die Öffnungswege S 2 der normalerweise offenen
Magnetventile 12, 13 veranschaulicht. Zum Zeitpunkt
t 1 beginnt ein Impuls des Impulszuges Z 1 und eine Impuls
lücke des Impulszuges Z 2. Mit der durch den Feldauf-
bzw. -abbau verbundenen Verzögerung beginnen die beiden
Ventile zum Zeitpunkt t 2 den Öffnungsvorgang. Die volle
Öffnung ist zum Zeitpunkt t 3 erreicht. Es sei angenom
men, daß der Impuls 26 und die Impulslücke 27 gerade
eine solche Breite b haben, daß sie zum Zeitpunkt t 3
beendet sind. Nunmehr bleibt der Öffnungszustand der
Magnetventile 10, 11 bis zum Zeitpunkt t 4 erhalten,
während bei den Magnetventilen 12, 13 wegen des vorhan
denen Restmagnetismus die Rückbewegung sofort erfolgt,
so daß diese bereits zum Zeitpunkt t 5 geschlossen sind.
Der Schließzeitpunkt der Magnetventile 10, 11 dagegen
würde erst zum Zeitpunkt t 6 erfolgen. Dadurch ergibt
sich eine Öffnungskennlinie K 1 für die normalerweise
geschlossenen Magnetventile 10, 11 sowie eine Öffnungs
kennlinie K 2 für die normalerweise offenen Magnetventilen
12, 13.
Die schraffierten Flächen unter der Kennlinie K 2 sind
daher ein Ausdruck für den dem Stellmotor zugeführten
zeitlichen Volumenstrom. Durch Vergrößerung oder Ver
kleinerung der Impulse 26 und der Impulslücken 27 kann
diese Menge den gewünschten Forderungen angepaßt werden.
Je kleiner die Fläche, um so größer ist das Auflösungs
vermögen bezüglich der Stellung des Stellmotors 1.
Mit Hilfe der normalerweise offenen Ventile 12, 13 lassen
sich daher kleinere zeitliche Volumenströme erreichen
als mit einem normalerweise geschlossenen Ventil.
Die Zykluszeit T beträgt beispielsweise 25 ms, was einer
Modulierungsfrequenz von 40 Hz entspricht.
Gemäß Fig. 3 ist es sogar möglich, die Impulslücke 27′
gegenüber dem Impuls 26 zeitlich noch zu verkürzen,
wobei er aber innerhalb der Impulszeit verbleibt, so
daß das betreffende Ventil 12 oder 13 nicht vollständig
öffnet, sondern schon vorher wieder zum Schließen ge
zwungen wird. Hierbei ergibt sich die Kennlinie K 2′.
Sie führt zu einer noch weiter verminderten Druckmittel-
Durchflußmenge.
In Fig. 3 liegt der Zeitpunkt t 7 des Beginns der Impuls
lücke 27′ etwas hinter dem Zeitpunkt t 1. Daher liegt
der Zeitpunkt t 8 des Beginns der Öffnungsbewegung des
Magnetventils 11 oder 13 nach dem Zeitpunkt t 2. Der
Zeitpunkt t 9 für das Ende der Impulslücke 27′ fällt
mit der Öffnungsbewegung des Magnetventils zusammen.
Da sofort anschließend die Schließbewegung einsetzt,
ist bereits zum Zeitpunkt t 10 das Magnetventil wieder
geschlossen, so daß sich ein sehr kleiner zeitlicher
Volumenstrom ergibt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Impulszug
Z 3 eine Inversion des Impulszuges Z 4, ihm gegenüber
jedoch um die Hälfte der Zykluszeit T phasenversetzt.
Die Breite des Impulses 28 entspricht daher der Breite
der Impulslücke 29. In diesem Fall hat das normalerweise
geschlossene Magnetventil 10 oder 11 die Öffnungskenn
linie K 3, während das normalerweise offene Magnetventil
12 oder 13 die Öffnungskennlinie K 4 besitzt. Da nur
dann ein Volumenstrom fließen kann, wenn beide Magnetven
tile geöffnet sind, ergibt sich die resultierende Öff
nungskennlinie K 5, welche dem tatsächlichen zeitlichen
Volumenstrom entspricht. Wie man sieht, treten in jedem
Zyklus T zwei Durchströmimpulse P 1, P 2 auf, was einer
Modulationsfrequenz von 80 Hz entspricht, obwohl die
Magnetventile nur mit einer Frequenz von 40 Hz betätigt
werden. Diese Impuls-Breiten-Differenzmodulation führt
daher zu einer besseren Auflösung bei gleicher Geschwin
digkeit und zu einem schnelleren Reaktionsvermögen.
Man kann diese Betriebsart auch verwenden, um mit glei
cher Modulationsfrequenz eine geringere Betätigungsfre
quenz der Magnetventile zu erreichen, so daß sich deren
Lebensdauer vergrößert.
Es sind nicht nur die Betriebsarten möglich, die durch
Betätigung einander diagonal gegenüberliegender Magnet
ventile 10, 13 bzw. 11, 12 zu einer Zwangsverstellung
des Schiebers 3 in die eine oder andere Betätigungsrich
tung führen. Vielmehr kann der Schieber 3 unter dem
Einfluß der Neutralstellungsfedern 4, 5 auch selbsttätig
in die Neutralstellung N zurückkehren. Dies kann bei
einem Stromausfall wichtig sein. Die Rückführbewegung
kann auch mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch
überlappende Betätigung der normalerweise offenen Magnet
ventile 12, 13 gesteuert werden. Es kann auch eine Zwangs
steuerung über die diagonal gegenüberliegenden Magnetven
tile 10, 13 bzw. 11, 12 erfolgen. Bei einer großen Regelab
weichung wird daher vorzugsweise von einer Modulations
steuerung mittels der Magnetventile 12, 13 auf eine Steue
rung mittels der Magnetventile 10, 13 umgeschaltet.
Das Magnetventil 18 kann vom Regler 19 durch Schließen
oder impulsbreitenmodulierte Ansteuerung des Magnetven
tils 18 so eingestellt werden, daß nur eine gedrosselte
Strömung über die Drosseleinrichtung 16 fließt, was
bedeutet, daß die effektive Durchflußmenge, wie sie
unter den Kennlinien K 2, K 2′ und K 5 dargestellt ist,
noch weiter vermindert werden kann.
Der Sollwertgeber 20 muß nicht von Hand betätigt werden,
er kann auch durch ein Programm oder einen Rechner ver
ändert werden. Die Steuereinrichtung läßt sich auch
ohne die Drosseleinrichtung 16 betreiben. Statt eines
Steuerventils kann der Stellmotor auch andere Arbeitsge
räte oder dergleichen verstellen. Er kann linear oder
rotierend arbeiten.
Claims (13)
1. Steuereinrichtung für einen hydraulischen Stellmotor,
der in der Diagonalen einer vier Magnetventile auf
weisenden Brückenschaltung angeordnet ist, wobei für
jede Betätigungsrichtung je zwei einander gegenüber
liegende Magnetventile eine zwischen Druckquelle
und Behälter liegende Reihenschaltung bilden und
in Abhängigkeit von einem Positions-Sollwert-Istwert-
Vergleich durch Steuerimpulse in den Öffnungszustand
steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Reihenschaltung im behälterseitigen Brückenzweig
ein normalerweise offenes Magnetventil (12; 13),
das durch Steuerimpulse eines ersten Impulszuges
(Z 2; Z 4) in den geschlossenen Zustand steuerbar ist,
und im pumpenseitigen Brückenzweig ein normalerweise
geschlossenes Magnetventil (10; 11), das durch Steuer
impulse eines zweiten Impulszuges (Z 1, Z 3) in den
offenen Zustand steuerbar ist, aufweist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Impulsbreite (b) zumindest beim
ersten Impulszug (Z 2) modulierbar ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Impulszug (Z 2) eine
phasengleichen Inversion des zweiten Impulszuges
(Z 1) darstellt.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite (b′) der Impulslücke
(27′) des ersten Impulszuges (Z 2) auf kleinere Werte
als die Impulsbreite (b) des zweiten Impulszuges
(Z 1) modulierbar ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Impulse geringerer Breite des
ersten Impulszuges (Z 4) von Impulsen größerer Breite
des zweiten Impulszuges (Z 3) beidseitig überlappt
sind.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Impulszug (Z 4) eine um die
halbe Zyklusbreite phasenversetzte Inversion des
zweiten Impulszuges (Z 3) darstellt.
7. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (1) durch
Neutralstellungsfedern (4, 5) belastet und zu den
normalerweise offenen Magnetventilen (12; 13) je ein
Rückschlagventil (12′; 13′) antiparallelgeschaltet
ist.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden normalerweise offenen
Magnetventile (12, 13) in zeitlicher Überlappung mitein
ander in den Schließzustand steuerbar sind, wobei
die normalerweise geschlossenen Magenventile (10, 11)
nicht erregt sind.
9. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckquelle
(14) und der Brückenschaltung (9) eine regelbare
Drosselvorrichtung (16) angeordnet ist.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drosselvorrichtung (16) eine feste
Drossel (17) aufweist, die durch ein Magnetventil
(18) überbrückt ist.
11. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulszug (Z 1 bis
Z 4) in Abhängigkeit von der Regelabweichung (R),
die aus der Differenz zwischen einem Positions-Soll
wert (S) und einem von einem Lagefühler (8) am Stell
motor (1) ermittelten Positions-Istwert (I) gebildet
ist, modulierbar ist.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Fehlerüberwachungsschaltung (Z 1)
Komparatoren (Z 2) für den Istwert (I), den Sollwert
(S) und die Regelabweichung (R) und eine logische
Schaltung (Z 3) zur Wertung der von den Komparatoren
ermittelten Ergebnisse aufweist und daß die logische
Schaltung beim Auftreten einer vorgegebenen Ergeb
niskombination ein Neutralstellungssignal (G) ab
gibt.
13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Neutralstellungssignal (G) abgeb
bar ist, wenn der Positions-Sollwert (S) und der
Positions-Istwert (I) unterschiedliche Vorzeichen
haben oder der absolute Betrag des Sollwerts (S)
kleiner als der des Istwerts (I) ist.
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