DE4302928A1 - Gleichlaufsteuerung - Google Patents
GleichlaufsteuerungInfo
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- F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
- F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
- F15B2211/50545—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using braking valves to maintain a back pressure
Description
Die Erfindung betrifft eine Gleichlaufsteuerung für
hydraulische Verbraucher, die mindestens zeitweise aus
einer Energiequelle heraus gemeinsam in einem festen
Geschwindigkeitsverhältnis betrieben werden, wobei das
feste Geschwindigkeitsverhältnis durch einen Mengentei
ler, insbesondere einen rotatorischen Mengenteiler,
vorgegeben ist.
Das Aufteilungsverhältnis zwischen den Verbrauchern ist
durch die Dimensionierung des Mengenteilers festgelegt.
Eine Veränderung wird nach dem bekannten Stand der
Technik dadurch erreicht, daß man als Mengenteiler
z. B. Kolbenmaschinen mit einstellbarem Fördervolumen
verwendet, die es erlauben, die Fördermenge zu einem
der Verbraucher in bestimmten Grenzen zu verändern und
ggf. bis ganz auf Null herunterzufahren. Mit dieser Art
der Gleichlaufsteuerung ist es möglich, anlagenbedingte
Einflüsse aus Leckagen, Belastungen und Temperaturände
rungen innerhalb des Druckmediums zu kompensieren,
sowie auch gewollte Änderungen des Teilungsverhältnis
ses zwischen den beiden Verbrauchern einzustellen. Eine
derartige Gleichlaufsteuerung ist in vielen Fällen je
doch nicht anwendbar, weil sie einerseits aufwendige
Verstellpumpeneinheiten benötigt, andererseits insbe
sondere bei Hubeinrichtungen nicht die geforderte
Sicherheit bietet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Gleichlaufsteuerung der einleitend genannten Art derart
zu konstruieren, daß eine betriebssichere Einrichtung
mit einfachem Aufbau bereitgestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
parallel zum Mengenteiler für jeden Verbraucher ein
Korrekturventil angeordnet ist, das mit einer Steuerung
zur Vorgabe einer Ventilpositionierung verbunden ist
und daß der Mengenteiler ein konstantes Teilungsver
hältnis aufweist.
Es ist beispielsweise mögliche die Volumenstrom-Auftei
lung zwischen zwei Verbrauchern durch Mengenteiler mit
festem Teilungsverhältnis, z. B. zahnradpumpen, vorzu
nehmen, deren zugehörige Verbraucher mit zwei Korrek
turventilen versehen sind. Mit dieser Einrichtung liegt
bei nicht betätigten Korrekturventilen das fest einge
stellte Teilungsverhältnis jederzeit vor und kann nicht
verändert werden. Will man das Teilungsverhältnis auf
heben und z. B. einen Verbraucher nicht antreiben, so
genügt es, das zugehörige Korrekturventil zu öffnen.
Sollen darüber hinaus belastungs- und temperaturabhän
gige Abweichungen von dem gewünschten Teilungsverhält
nis korrigiert werden, so ist durch kurzfristige Betä
tigung der Korrekturventile diese Korrektur möglich.
Besonders universell wird deren Einsatz, wenn man sie
als Proportional-Ventile ausbildet und über eine Rege
lungselektronik ansteuert, welche das aktuelle Tei
lungsverhältnis zwischen den beiden Förderströmen
sensiert und durch Proportional-Ansteuerung der Korrek
turventile automatisch auf das Soll-Verhältnis zurück
führt.
Eine besonders sichere Ansteuerung erhält man, wenn man
diese Korrekturwerte zusätzlich zu digitalen Schaltim
pulsen auf die Korrekturventile gibt. Dadurch ist es
nämlich möglich, bei Ausfall der Regelung durch ein
fache Schaltvorgänge einen Notbetrieb aufrechtzuerhal
ten und die Anlage in einem sicheren Bereich zu halten.
Fehlende Schaltvorgänge bedeuten dann Einhaltung des
vorgegebenen Mengenverhältnisses. Zur Bereitstellung
der digitalen Schaltimpulse ist es möglich, zusätzlich
zu einer elektrischen oder mechanischen Ansteuerung der
Korrekturventile eine elektronische Steuereinheit vor
zusehen.
Der Anlagensicherheit dient auch die Anordnung des Men
genteilers im Zulauf zu den Verbrauchern, weil hier
durch die Verriegelung von Absenkeinrichtungen nur
durch den das Absenken bewirkenden Druck aufgehoben
wird. Ein Ausbleiben des Absenkdruckes für einen der
beiden Verbraucher, z. B. infolge eines Fehlers im Men
genteiler, führt nicht zur möglichen Entriegelung und
unkontrollierten Absenkbewegung, wie dies bei Mengen
teilern im Absenkvolumenstromkreis denkbar ist.
Der Vereinfachung der Steuerung dient weiterhin die
Aufteilung der Wahl der Bewegungseinrichtung und der
Geschwindigkeitssteuerung auf separate Ventile. Auf
diese Weisen ist es möglich, einfache Ventile zu verwen
den und vor allem das Proportionalventil als 2/2-Wege
Ventil auszubilden.
Es ist andererseits auch vorteilhaft, dieses Ventil als
4/3-Proportional-Wege-Ventil zu gestalten und nachge
schaltet Rückschlagventile in bestimmter Weise anzuord
nen, so daß für die eine Bewegungsrichtung andere Steu
erkanten zum Einsatz kommen als für die zweite Bewe
gungsrichtung. Man ist damit in der Lage, z. B. die
Steuer-Charakteristik an die unterschiedlichen Volumen
ströme der Kolben- und Bodenseite von Hydraulikzylin
dern anzupassen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer hydraulischen Ein
richtung mit Mengenteiler und parallel ge
schalteten Korrekturventilen und einem hinter
einer Hydraulikpumpe angeordneten Proportio
nalventil, das als 4/3-Wege-Ventil ausgebildet
ist
und
Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der das
Proportionalventil im Bereich der Hydraulik
pumpe als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet ist.
Zwei Hubkolbenzylinder (1, 2), die anzusteuernde Ver
braucher ausbilden, werden über einen rotatorischen
Mengenteiler (3) von einer Hydraulikpumpe (19)
angetrieben. Dabei wird die Bewegungsrichtung der
Hubkolbenzylinder (1, 2) durch Umsteuerventile (7, 8)
vorgegeben, die Bewegungsgeschwindigkeit wird von Pro
portionalventilen (6, 20) gesteuert. Das Druckmedium
wirkt in der in den Figuren gezeichneten Stellung der
Umsteuerventile (7, 8) über Senkbremsventile (11, 12)
und entsperrbare Rückschlagventile (13, 14) auf den
Bodenraum der Hubkolbenzylinder (1, 2). Voraussetzung
ist, daß der Förderdruck über Wechselventile (21, 22))
die Senkbremsventile (11, 12) in die Durchgangsposition
schaltet und gleichzeitig mechanischen Kolbenstangen
bremsen (9, 10) öffnet.
Die Mengenaufteilung des Pumpenstromes auf die beiden
Hubkolbenzylinder (1, 2) geschieht in dem konstruktiv
vorgegebenen Verhältnis des rotatorischen Mengenteilers
(3). Sind hierbei geringfügige Korrekturen erforder
lich, so werden erfindungsgemäß Korrekturventile (4,
5), die normalerweise geschlossen sind, angesteuert.
Dies kann digital geschehen, indem eines der Korrektur
ventile (4, 5) kurzzeitig geöffnet und wieder geschlos
sen wird. Dies kann jedoch auch über eine Regelstrecke
realisiert werden, welche fortlaufend die Soll-Positio
nen der Kolben in den Hubkolbenzylindern (1, 2) mit den
Ist-Positionen vergleicht und Abweichungen durch An
steuerung der Korrekturventile (4, 5) ausgleicht. Es
ist außerdem auch leicht möglich, bei Ausfall der Rege
lung die Korrekturventile (4, 5) so auszubilden, daß
sie mechanisch betätigbar sind.
Insbesondere ist daran gedacht, die Korrekturventile
(4, 5) als Proportionalventile auszubilden. Bei der
Durchführung von Korrekturvorgängen ist es möglich,
entweder beide Proportionalventile (4, 5) gemeinsam,
unterschiedlich oder wahlweise anzusteuern.
Die Aufteilung des Volumenstromes wie auch deren Kor
rektur über die Korrekturventile (4, 5) ist in gleicher
Weise möglich, wenn die Kolben der Zylinder (1, 2) ab
gesenkt werden, d. h., wenn die Umsteuerventile (7, 8)
in die zweite Position geschaltet werden. Auch in die
sem Fall ist die Kolbenbewegung erst freigegeben, wenn
die Senkbremsventile (11, 12) und die mechanischen Kol
benstangenbremsen (9, 10) durch den Druck hinter dem
Mengenteiler (3) umgeschaltet bzw. gelöst sind.
Für eine besonders feinfühlige und lastneutrale An
steuerung der Kolbenbewegungen ist es gemäß Fig. 1 vor
teilhaft, das für die Kolbengeschwindigkeit verantwort
liche Proportional-Ventil (6) als 4/3-Wege-Ventil aus
zubilden, wobei für die Hubbewegung andere Steuerkanten
zum Einsatz kommen als für die Senkbewegung. In diesem
Fall lassen sich die Steuerkanten an die unterschiedli
chen Volumenströme des Bodenraumes und des Stangenrau
mes der Hubkolbenzylinder (1, 2) anpassen. Rückschlag
ventile (15, 16, 17, 18) dienen dazu, die richtungsab
hängige Aufteilung der Volumenströme am Proportional
ventil (6) wieder aufzuheben, d. h., die Druckseite
jeder Schaltstellung auf den Mengenteiler (3) zu geben
und die Rücklaufseite jeder Schaltstellung ungehindert
in einen Tank (23) abfließen zu lassen.
Claims (9)
1. Gleichlaufsteuerung für hydraulische Verbraucher,
die mindestens zeitweise gemeinsam in einem festen
Geschwindigkeitsverhältnis zueinander betrieben
werden, wobei das feste Geschwindigkeitsverhältnis
durch einen Mengenteiler, insbesondere einen rota
torischen Mengenteiler, vorgegeben ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß parallel zum Mengenteiler (3) für
jeden Verbraucher ein Korrekturventil (4, 5) ange
ordnet ist, das mit einer Steuerung zur Vorgabe
einer Ventilpositionierung verbunden ist und daß
der Mengenteiler (3) ein konstantes Teilungsver
hältnis aufweist.
2. Gleichlaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet , daß die Korrekturventile (4, 5)
elektrisch angesteuert werden.
3. Gleichlaufsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrekturventile (4, 5)
mechanisch angesteuert werden.
4. Gleichlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturventile
(4, 5) zusätzlich aus einer elektronischen Steuer
einheit angesteuert werden.
5. Gleichlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenteiler (3)
im Zulauf zu den Verbrauchern angeordnet ist.
6. Gleichlaufsteuerung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ansteuerung von als Hubkolbenzylinder (1, 2) ausge
bildeten Verbrauchern, deren Kolbenstangen sowohl
durch das eingeschlossene Druckmedium als auch
durch hydraulisch entriegelbare Kolbenstangen-
Klemmungen gehalten werden und daß Sperrventile für
das eingeschlossene Druckmedium wie auch die
Klemmungen allein durch den die Bewegung der
Hubkolbenzylinder (1, 2) bewirkenden Druck des
Druckmediums geöffnet werden.
7. Gleichlaufsteuerung nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Geschwindigkeitssteuerung ein Proportionalventil
(6, 20) und zur Wahl der Bewegungsrichtung zwei
gesonderte Umsteuerventile (7, 8) vorgesehen sind.
8. Gleichlaufsteuerung nach mindestens einem der vor
hergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalven
til (6, 20) für die Geschwindigkeitssteuerung als
ein 2/2-Proportional-Wege-Ventil ausgebildet ist.
9. Gleichlaufsteuerung, nach mindestens einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Proportionalventil (6, 20) für die Geschwindig
keitssteuerung als ein 4/3-Proportional-Wege-Ventil
ausgebildet ist, dessen Steuerkanten an unter
schiedliche Volumenströme je nach Betätigungsrich
tung der Verbraucher angepaßt sind, wobei für die
Aufhebung einer vom 4/3-Wege-Ventil her gegebenen
Richtungsumkehr des Strömungsmittels Rückschlagven
tile (15, 16, 17, 18) vorgesehen sind.
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8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |