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Einrichtung zur Regelung einer Betriebsgröße mittels einer Drosselsteuerung
bei Pumpenhubverstellung Prei Einrichtungen zur Wegsteuerung mittels hydraulischer
Stellmotoren ist es aus Erwärmungsgründen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
zweckin:ißig, die hydraulische Verlustleistung durch :elbstt;itige Anpassung von
Fördermenge und Druck vier (las hydraulische Netz speisenden Olpumpe an die Jurch@Drelizahl
und Moment der hydraulischen Stellmotoren geforderten Werte klein zu halten.
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Für diese "Zwecke sind Einrichtungen bekannt, bei (leiten abhängig
voll der zu regelnden Betriebsgröße der flub der Druckölputiipc verstellbar ist.
Der \@'irkiiiigsgra(1 einer solchen Druckölsteuerung ist der bestmögliche. Dein
steht der Nachteil gegenüber, (laß für jeden Stellmotor eine besondere, regelbare
l )rtickf"ill>uml>e vorhanden sein muß. Der Regelkreis ist schwierig zti dämpfen.
Zur Erzielung größerer tJliertragungsgenauigkeiten müssen besondere D;inipfungseinrichtungen
vorgesehen werden. Bei Einrichtungen anderer Art ist im Druckölkreis eilte Regeldrossel
vorgesehen, die in Reihe mit dem Stellmotor liegt und abhängig voll der zu regelnden
Betriebsgröße verstellt wird. Eine solche Drosselregelung hat den Vorteil, daß beliebig
viele hydraulische Stellmotoren an das gleiche Druckölnetz angeschlossen und gleichzeitig
betrieben werden können. Der Regelkreis ist einfach zu dämpfen. Als Nachteil tritt
der schlechte hydraulische Wirkungsgrad in Erscheinung, der. um so schlechter wird,
je weiter sich Motordrehzahl und Moment von den durch die Druckölpumpe bestimmten
Höchstwerten entfernen.
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Der schlechte hydraulische Wirkungsgrad der letztgeschilderten Drosselregelung
kann durch eine zusätzliche Selbstregelung des hydraulischen Netzes mittels einer
Pumpenhubverstellung verbessert werden. Die Vorteile der Drosselregelung können
dabei
bestehenbleiben. Insbesondere können auch hier mehrere Stellmotoren von einer Druckölpumpe
ans versorgt werden. Der Regelkreis ist nach wie vor einfach. Allerdings muß die
Pumpe regelbar sein. [)er Wirkungsgrad ist nicht mehr von der Drehzahl und vom Moment,
sondern nur noch vom Moment abhängig. Die Drosselregelung mit zusätzlicher Pumpenregelung
wird also vorteilhaft dann angewendet, wenn der Nachlaufregler vorzugsweise finit
konstantem Moment und starken Drehzahlschwankungen betrieben wird, wie es z. B.
bei sämtlichen technischen Prozessen, bei denen eine vorzugsweise konstante Reibung
zu überwinden ist, der Fall ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kegeleinrichtung
der letztgenannten Art und besteht im wesentlichen darin, daß die Pumpenhubverstellung
im Sinneeines größer werdenden Hubes bei Einleitutig des Regelvorgangs schneller
erfolgt als bei lwendigung des Regelvorgangs im Sinne eines kleiner werdenden Hubes.
Dieser Ablauf des Regelvorg.tngs wird mit Vorteil dann erreicht, wenn bei hydT-aulischer
Pumpenhubverstellung in die Zuleitung zum Druckzylinder der Hubverstellvorrichtung
eine hydraulische Drossel geschaltet ist, deren Strö mungswiderstand von der Richtung
des durchfließenden Druckmittels abhängig ist. DieDrossel ist dann so auszubilden,
daß ihr Strömungswiderstand in der Flußrichtung des Druckäls, die eine Herabsetzung
der Pumpenfördermenge zur Folge hat, groß ist lind andererseits klein ist in der
Flußrichtung des I`rurküls: die eine Erhöhung der Pumpenförderung bewirkt.
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Die erfindungsgemäßen -\,laßnahmen halten zur Folge, daß die Pumpenregelung
praktisch ohne Rückwirkung auf den Nachlaufregelkreis bleibt und inf0ilgedessen
keine Störung des eigentlichen Regelvorgangs eintritt. Die regeltechnisch günstigen
Verh:iltnisse der Drosselregelung können mithin auch l)ei der 1'umpenhubregelung
erreicht werden.
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Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 his 3 ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Im Schaltschema der Fig. i bezeichnet io die Druckölpumpe, deren Fördermenge
durch die aus dem Stellkolhen i i, dem Druckzylinder 12 und der I#eder 13 bestehende
Hubverstellung veränderlich ist. Die Feder 13 wirkt dabei in Richtung des Maximalhubes,
während der Stellkolben i i die Pumpe io in Richtung des Nullhubes zu verstellen
sticht. 14 ist die Saugleitung und 15 die Druckleitung der Pumpe io. Die Leitung
16 verbindet den Druckzylinder 12 mit der Druckleitung 15. In die 1_eitung 16 ist
dabei die erfindungsgemäße richtungsempfindliche Drossel 17 eingeschaltet. i8 ist
das Sicherheitsventil des Druckölnetzes.
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Es bezeichnen weiter i9 die im Druckölkreis liegende Regeldrossel,
2o den Stellmotor für das Ar-I>eitSgCrät 21, 22 die vom Stellmotor 20 zur Regeldrossel
i9 und damit über diese zum Ölbehälter 23 führende Ölleitung, 24 einen durch Tauchspulenmellwerk
25 betätigten Vorsteuerschieber und 26 den das Tauchspulenmeßwerk 25 speisenden
Verstärker. 27 ist ein l-ml)fängerdrehmelder, 28 ein Geberdrehnielder und 29 der
Steuerhebel des Nachlaufregelkreises.
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I)ie Verstellbewegung des Steuerhebels 29 wird mittels des Geberdrehmelders
28 mit der Stellung des vom Stellmotor 20 betätigten .@rl>eitsgeräts 21 über den
Empfängerdrehmelder 27 verglichen. Sobald eine Stellungsabweichung von Geber 28
und Empfänger 27 vorhanden ist, entsteht eine Wechselspannung, die in dem phasenempfindlichen
Verstärker 26 verstärkt und gleichgerichtet wird und über das TauchspulenmeßNverk
23 und den Vorsteuerschieber 24 die Regeldrossel i9 betätigt.
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Die Pumpenhubverstellung i 1, 12, 13 arbeitet abhängig vom Druck in
der Leitung 15. Die Pumpe io wird zunächst durch die Feder 13 auf die größte Fördermenge
eingestellt. Ist die verlangte Drehzahl des Stellmotors 2o kleiner, als dieser maximalen
Fördermenge entspricht, so steigt der Druck in der Leitung 15 an, was wiederum eine
Verstellung des Pumpenhubes im Sinne einer kleineren Fördermenge zur Folge hat.
Diese Pumpenhubverstellung erfolgt so lange, bis die Fördermenge der Pumpe io gerade
der Drehzahl des- Stellmotors 2o entspricht. Das Sicherheitsventil 18 ist dabei
so eingestellt, daß sein Ansprechdruck oberhalb des Druckes liegt, der erforderlich
ist, um den Pumpenhub auf Null zu stellen.
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Die Pumpenhubverstellung bewirkt, daß immer nur so viel Öl gefördert
wird, wie der Stellmotor 20 auf Grund seiner Drehzahl benötigt. Der Regelkreis der
Pumpenhubverstellung ist nicht mehr Bestandteil des Nachlaufregelkreises. Um hierbei
eine Rückwirkung der Pumpenhubverstellung auf den Nachlaufregelkreis möglichst zu
vermeiden, ist die in Fig. i schematisch angedeutete und in Fig. 2 und 3 näher dargestellte
richtungsempfindliche Drossel 17 vorgesehen. Diese in die Pumpenhubverstelleitung
16 geschaltete Drossel 17 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 30 und
einem in diesem frei beweglichen, mit einer axialen Längsbohrung 31 versehenen Drosselkörper
32. Zylinder 30 und Drosselkörper 32 sind dabei, wie die Zeichnung erkennen
läßt, so angeordnet und ausgebildet, claß in Richtung zum Druckzylinder 12 ein hoher
hydraulischer Widerstand und in der entgegengesetzten Richtung ein niedriger hydraulischer
Widerstand gegeben ist. Die Folge davon ist, daß die Verstellung der Pumpe io auf
kleinste Fördermenge langsam erfolgt, die Verstellung auf große Fördermenge dagegen
rasch. Bei plötzlicher Drehzahlsteigerung des Stellmotors 20 wird daher die Fördermenge
in dem erwünschten Sinne rasch vergrößert, während sie bei plötzlicher Drehzahlverminderung
des Stellmotors 2o dagegen langsam verringert wird. Die Pumpenregelung bleibt infolgedessen
ohne merkliche Rückwirkung' auf den Nachlaufregelkreis, so claß ein Pendeln desselben
weitgehend ausgeschaltet wird.