EP1683969A1

EP1683969A1 - Total power controller

Info

Publication number: EP1683969A1
Application number: EP06005942A
Authority: EP
Inventors: Reinhold Schniederjan
Original assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Current assignee: Brueninghaus Hydromatik GmbH
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2006-07-26
Also published as: EP1304482A3; EP1304482B1; DE10151401A1; DE50207984D1; EP1304482A2

Abstract

A first control edge is formed at a stepped piston. This sets up a first throttle, which is varied as a function of the axial position of the control piston in the valve body. The arrangement subjects the input side of the variable throttle to the highest input pressure from the pressure transmitter (12). On the output side, the sum piston surface (18) of the pressure transmitter (12) is subjected to the output pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Summenleistungsregler zur Regelung der Summenleistung mehrerer hydrostatischer Kolbenmaschinen sowie einen Druckmittler zur Erzeugung eines mittleren Drucks für die Leistungsregelung.The invention relates to a summation power controller for controlling the total power of several hydrostatic piston engines and a pressure transmitter for generating a mean pressure for the power control.

Leistungsregler zum Regeln von Förderleistungen mehrerer hydrostatischer Kolbenmaschinen, welche durch eine gemeinsame Antriebsquelle angetrieben werden, sind bekannt. Zum Beispiel ist in der DE 33 23 278 C2 eine Vorrichtung offenbart, bei der insgesamt drei Hydropumpen von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben werden. Die Pumpen fördern ein Druckmittel in jeweils eine zugeordnete Arbeitsleitung. Zumindest zwei der Hydropumpen sind verstellbar ausgeführt, wobei die Verstellvorrichtungen der beiden Hydropumpen gemeinsam über einen sogenannten Hyperbelregler regelbar sind. Zur Betätigung der Verstellvorrichtung der beiden Hydropumpen wird ein Stellkolben, der zwei gegenüberliegende Kolbenflächen aufweist, auf einer Seite mit einem aus den beiden Arbeitsleitungen der zu verstellenden Hydropumpen gemittelten Druck bedrückt. Diese erste Kolbenfläche ist mit der ihr gegenüberliegenden zweiten Kolbenfläche über einen Kanal sowie ein darin angeordnetes Regelventil verbunden. In Abhängigkeit von der Position des Regelventils wird der Druck auf die zweite Kolbenfläche zwischen dem gemittelten Arbeitsdruck als maximalem und dem Tankdruck als minimalem Druck geregelt. Die Position des Regelventils ist von dem gemittelten Druck der Arbeitsleitungen sowie der Position des Stellkolbens abhängig. Dabei wird durch die Position des Stellkolbens der Schwenkwinkel und damit das Fördervolumen der verstellbaren Hydropumpen berücksichtigt. Die von der dritten Hydropumpe aufgenommene Leistung wird dadurch berücksichtigt, dass der von der dritten Pumpe erzeugte Druck in der Arbeitsleitung über ein Hebelwerk auf das Regelventil übertragen wird und somit dessen Position beeinflusst.Performance regulators for controlling delivery rates of a plurality of hydrostatic piston engines driven by a common drive source are known. For example, DE 33 23 278 C2 discloses a device in which a total of three hydraulic pumps are driven by a common drive machine. The pumps promote a pressure medium in each case an associated working line. At least two of the hydraulic pumps are designed to be adjustable, wherein the adjusting devices of the two hydraulic pumps are controllable together via a so-called hyperbola regulator. To actuate the adjustment of the two hydraulic pumps, an actuating piston, which has two opposite piston surfaces, oppressed on one side with averaged from the two working lines of the hydraulic pumps to be adjusted pressure. This first piston surface is connected to the opposing second piston surface via a channel and a control valve arranged therein. Depending on the position of the control valve, the pressure on the second piston area between the averaged working pressure is regulated as the maximum pressure and the tank pressure as the minimum pressure. The position of the control valve depends on the average pressure of the working lines and the position of the actuating piston. It is taken into account by the position of the actuating piston of the swivel angle and thus the delivery volume of the adjustable hydraulic pumps. The power consumed by the third hydraulic pump is taken into account by the fact that the pressure generated in the working line by the third pump via a lever mechanism on the Control valve is transmitted and thus influences its position.

Ein Druckmittler, der zum Erzeugen des gemittelten Arbeitsleitungsdrucks verwendet wird, ist zum Beispiel aus der DE 34 07 827 C2 bekannt. Der Druckmittler umfasst einen Stufenkolben, welcher in einem Ventilgehäuse axial verschiebbar angeordnet ist. Er weist zwei gleichsinnig orientierte Stufenkolbenflächen auf, welche jeweils mit den Arbeitsleitungen der zu verstellenden Kolbenmaschinen verbunden sind. Die radial äußeren Begrenzungen der Stufenkolbenflächen bilden mit dem Ventilgehäuse jeweils eine variable Drossel aus. Die beiden Drosseln sind in Abhängigkeit von der Position des Stufenkolbens gemeinsam variabel. Die Ausgangsseite der Drosseln ist über eine gemeinsame Zuleitung mit einer entgegen den Stufenkolbenflächen orientierten Summenkolbenfläche verbunden. Dabei verfügt jede Drossel über ein ihr zugeordnetes ausgangsseitig angeordnetes Rückschlagventil, welches in Richtung der Summenkolbenfläche öffnet. Die Summenkolbenfläche wird dadurch nur durch den jeweils größeren Druck der Arbeitsleitungen mit Druckmittel versorgt.A pressure transmitter, which is used to generate the average working line pressure, is known for example from DE 34 07 827 C2. The diaphragm seal comprises a stepped piston, which is arranged axially displaceably in a valve housing. He has two equally oriented stepped piston surfaces, which are each connected to the working lines of the piston engines to be adjusted. The radially outer boundaries of the stepped piston surfaces form with the valve housing in each case a variable throttle. The two throttles are variable together depending on the position of the stepped piston. The output side of the throttles is connected via a common feed line with a counter-piston surfaces oriented against the master piston surface. In this case, each throttle has an assigned on the output side arranged check valve, which opens in the direction of the sum piston surface. The total piston area is thus supplied with pressure medium only by the respective larger pressure of the working lines.

Die beschriebene Vorrichtung zum Regeln der Summenleistung von mehreren hydrostatischen Kolbenmaschinen hat den Nachteil, dass zur Berücksichtigung einer dritten hydrostatischen Kolbenmaschine eine komplizierte Abstimmung des Hebelwerks erforderlich ist, um deren Leistung zu berücksichtigen. Weiterhin nachteilig ist, daß die beiden Verstellpumpen nur gemeinsam verstellbar sind. Die vorgeschlagene Anordnung eignet sich daher nur für den Betrieb zweier identischer Hydropumpen in Verbindung mit einer dritten Hydropumpe, welche bei der Regelung der Förderleistung unberücksichtigt ist.The described device for controlling the total power of a plurality of hydrostatic piston machines has the disadvantage that, in order to take into account a third hydrostatic piston machine complicated tuning of the lever mechanism is required to take into account their performance. Another disadvantage is that the two variable displacement pumps are only adjustable together. The proposed arrangement is therefore only suitable for the operation of two identical hydraulic pumps in conjunction with a third hydraulic pump, which is disregarded in the control of the flow rate.

Der verwendete Druckmittler hat zudem den Nachteil, dass die Flächen der Stufenkolben gleichzeitig als variable Drosseln ausgebildet sind. Dies führt beim Betrieb des Druckmittlers dazu, dass die Stufenkolbenflächen von dem strömenden Medium bedrückt werden. Durch das direkte Nachfördern eines sich ändernden Volumens bei einer Stellbewegung des Stellkolbens können dabei große Volumenströme in dem Druckmittler auftreten. Die Stellgenauigkeit des Druckmittlers wird damit verringert.The diaphragm seal used also has the disadvantage that the surfaces of the stepped piston are simultaneously designed as variable throttles. This leads to the operation of the Diaphragm seal to the fact that the stepped piston surfaces are depressed by the flowing medium. By direct Nachfördern a changing volume in an adjusting movement of the actuating piston can thereby large volume flows occur in the diaphragm seal. The positioning accuracy of the diaphragm seal is thus reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Summenleistungsregelung und einen Druckmittler einfacher Bauart für mehrere hydrostatische Kolbenmaschinen zu schaffen, welche bzw. welcher über einen gemeinsamen Regelparameter verfügt und den Betrieb von Hydropumpen verschiedener Leistungen ermöglicht.The invention has for its object to provide a total power control and a diaphragm seal simple design for several hydrostatic piston engines, which or which has a common control parameters and allows the operation of hydraulic pumps of different capacities.

Die Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Summenleistungsregler nach Anspruch 1 bzw. den Druckmittler nach Anspruch 8 gelöst.The object is achieved by the total power controller according to the invention according to claim 1 and the diaphragm seal according to claim 8.

Der erfindungsgemäße Summenleistungsregler hat den Vorteil, dass für jede Kolbenmaschine eine individuelle Stellvorrichtung vorgesehen ist. Gleichzeitig wird als Regelparameter eine gemeinsame Größe verwendet, die auf die Regelcharakteristik der Kolbenmaschinen gemeinsam einwirkt. Damit wird die Leistung der jeweils anderen Kolbenmaschinen, die von derselben primären Antriebsmaschine angetrieben werden, berücksichtigt.The total power controller according to the invention has the advantage that an individual actuating device is provided for each piston engine. At the same time a common variable is used as the control parameter, which acts in common on the control characteristics of the reciprocating engines. This takes into account the performance of the other piston engines driven by the same primary engine.

Die eigentliche Stellenergie wird der jeweiligen Kolbenmaschine über die Arbeitsleitung selbst entnommen. Durch den Druckmittler sind daher nur kleine Volumenströme nötig. Dieser kleine Volumenstrom beeinflusst durch die getrennte Anordnung von dem Stufenkolbenflächen und den Steuerkanten die Regelgenauigkeit des Druckmittlers nicht.The actual point energy is taken from the respective piston engine via the working line itself. Due to the diaphragm seal therefore only small volume flows are needed. This small volume flow does not affect the control accuracy of the diaphragm seal due to the separate arrangement of the stepped piston surfaces and the control edges.

Weiterhin ist die Variabilität durch den zusätzlich am Hyperbelregler angeordneten Messkolben vergrößert. Ab einem Schwellwert für den gemittelten Druck, der für alle Kolbenmaschinen gleich oder unterschiedlich sein kann, ist der Einfluss einer zweiten Feder ausgeschaltet, wodurch eine zweite eventuell andere Regelcharakteristik abrufbar ist. Eine Abstimmung des Summenleistungsreglers ist somit auch für Kolbenmaschinen mit unterschiedlichen Maximalleistungen möglich.Furthermore, the variability is increased by the additionally arranged on the hyperbola regulator volumetric flask. From a threshold for the averaged pressure, which may be the same or different for all reciprocating engines, the influence of a second spring is turned off, whereby a second possibly other control characteristic is retrievable. A vote of the total power controller is thus possible for reciprocating engines with different maximum power.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfingungsgemäßen Summenleistungsreglers sowie eines dafür vorgesehenen Druckmittlers ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen hydraulischen Schaltplan für eine Summenleistungsregelung an drei hydrostatischen Kolbenmaschinen;
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung im Ausschnitt II der Fig. 1; und
Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Summenleistungsreglers.

An exemplary embodiment of a summation power regulator according to the invention and a pressure transmitter provided therefor are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:

Fig. 1: a hydraulic circuit diagram for a total power control of three hydrostatic piston machines;
Fig. 2: an enlarged view in the detail II of Fig. 1; and
Fig. 3: a schematic representation of an embodiment of the sum of power controller according to the invention.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Schaltplan einer erfindungsgemäßen Summenleistungsregelvorrichtung gezeigt, bei der eine Antriebsmaschine 1 über eine Abtriebswelle 2 und ein Vorgelege 3 mit drei hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' verbunden ist. Bei Erläuterungen bezüglich der hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' gleichwirkenden Bauteile wird zur leichteren Verständlichkeit auf eine Nennung der einfach gestrichenen bzw. zweifach gestrichenen Bezugszeichen verzichtet.In Fig. 1 is a hydraulic circuit diagram of a total power control device according to the invention is shown, in which a prime mover 1 via an output shaft 2 and a countershaft 3 with three hydrostatic piston machines 5, 5 'and 5' 'is connected. In explanations with regard to the hydrostatic piston engines 5, 5 'and 5 "equivalent components is omitted for ease of reference to a reference to the single-coated or double-coated reference numerals.

Das von der Antriebsmaschine 1 angetriebene Vorgelege 3 ist mittels einer Antriebswelle 4 mit der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 verbunden. Die hydrostatische Kolbenmaschine 5 ist in ihrem Fördervolumen einstellbar ausgeführt. Von der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 wird ein geeignetes Druckmittel in eine Arbeitsleitung 6 gefördert. Die weiteren, ebenfalls verstellbaren hydrostatischen Kolbenmaschinen 5' und 5'' fördern in jeweils eine separate Arbeitsleitung 6' bzw. 6''.The driven by the prime mover 1 countershaft 3 is connected by means of a drive shaft 4 with the hydrostatic piston machine 5. The hydrostatic piston engine 5 is designed to be adjustable in its delivery volume. From the hydrostatic piston engine 5, a suitable pressure medium is conveyed into a working line 6. The other, also adjustable hydrostatic piston machines 5 'and 5''promote in each case a separate working line 6' and 6 ''.

Die Verstellung des Fördervolumens der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 wird durch einen Hyperbelregler 7 geregelt, welcher nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird und der im wesentlichen eine Verstellvorrichtung 8, eine Rückstellvorrichtung 9 sowie ein Regelventil 10 und eine Messkolben 11 umfasst.The adjustment of the delivery volume of the hydrostatic piston engine 5 is controlled by a hyperbola 7, which will be explained in more detail below with reference to FIG. 2 and which essentially comprises an adjusting device 8, a return device 9 and a control valve 10 and a volumetric flask 11.

Als gemeinsamer Regelparameter wird allen drei Hyperbelreglern 7, 7' und 7'' ein von einem Druckmittler 12 gemittelter Druck zugeführt. Der von dem Druckmittler 12 gemittelte Druck wird in einer Ausgangsdruckleitung 13 zur Verfügung gestellt. Im einfachsten Fall ist der gemittelte Ausgangsdruck ein aus den in den Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' herrschenden Arbeitsdrücke gebildeter arithmetischer Mittelwert. Über Arbeitsdruckverbindungsleitungen 14, 14' und 14'' sind die Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' mit dem Druckmittler 12 verbunden. Die Arbeitsdruckverbindungsleitungen 14, 14' und 14'' münden in eine Verbindungsleitung 15, wobei in jeder Arbeitsdruckverbindungsleitung 14, 14' und 14'' ein Rückschlagventil 16, 16' und 16'' angeordnet ist, welches in Richtung der Verbindungsleitung 15 öffnet. In der Verbindungsleitung 15 herrscht damit der jeweils höchste verfügbare Druck der Arbeitsleitungen 6, 6' und 6''.As a common control parameter, all three hyperbolic controllers 7, 7 'and 7 "are supplied with a pressure averaged by a pressure transmitter 12. The averaged by the pressure transmitter 12 pressure is provided in an output pressure line 13. In the simplest case, the averaged output pressure is an arithmetic mean formed from the working pressures prevailing in the working lines 6, 6 'and 6 ". About working pressure connection lines 14, 14 'and 14' 'are the working lines 6, 6' and 6 '' connected to the diaphragm seal 12. The working pressure connection lines 14, 14 'and 14' 'open into a connecting line 15, wherein in each working pressure connection line 14, 14' and 14 '' a check valve 16, 16 'and 16' 'is arranged, which opens in the direction of the connecting line 15. In the connecting line 15 thus prevails in each case the highest available pressure of the working lines 6, 6 'and 6' '.

Der in der Ausgangsdruckleitung 13 herrschende Druck wird von einem 3/2-Wegeventil 19 so eingestellt, dass die Summe der auf Messflächen 17, 17' und 17'' wirkenden Kräfte gleichgroß der auf die entgegengesetzt gerichtete Summenfläche 18 wirkende Kraft ist. Die Summenfläche 18 wird hierzu über eine Rückkopplungsleitung 22 mit der Ausgangsdruckleitung 13 verbunden. Die Messflächen 17, 17' und 17'' werden entsprechend über Messdruckleitungen 23, 23' und 23'' mit den entsprechenden Arbeitsdruckverbindungsleitungen 14, 14' und 14'' verbunden.The pressure prevailing in the outlet pressure line 13 is set by a 3/2-way valve 19 so that the sum of the forces acting on the measuring surfaces 17, 17 'and 17''is equal to the force acting on the oppositely directed cumulative surface 18. The sum area 18 is connected to the output pressure line 13 via a feedback line 22 for this purpose. The measuring surfaces 17, 17 'and 17 "are correspondingly connected via measuring pressure lines 23, 23' and 23" to the corresponding working pressure connection lines 14, 14 'and 14 ".

Das 3/2 Wegeventil 19 ist zwischen zwei Endpositionen beliebig einstellbar, wobei sich die Position des 3/2-Wegeventils in Abhängigkeit von der resultierenden Kraft an den Messflächen 17, 17' und 17'' sowie der entgegengerichteten Summenfläche 18 einstellt. In einer ersten Endposition verbindet das 3/2-Wegeventil die Verbindungsleitung 15 mit der Ausgangsdruckleitung 13. In der zweiten Endposition wird die Ausgangsdruckleitung 13 über eine Rücklaufleitung 20 mit einem Tankvolumen 21 verbunden, so dass der in der Ausgangsdruckleitung 13 herrschende Druck gegenüber dem Tankvolumen 21 entspannt wird. Das 3/2 Wegeventil 19 kann jede beliebige Zwischenposition einnehmen.The 3/2-way valve 19 is arbitrarily adjustable between two end positions, the position of the 3/2-way valve depending on the resulting force on the measuring surfaces 17, 17 'and 17' 'and the opposite total surface 18 sets. In a first end position, the 3/2-way valve connects the connecting line 15 to the outlet pressure line 13. In the second end position, the outlet pressure line 13 is connected via a return line 20 with a tank volume 21, so that the pressure prevailing in the outlet pressure line 13 with respect to the tank volume 21st is relaxed. The 3/2 way valve 19 can take any intermediate position.

Das Zusammenwirken zwischen dem Ausgangsdruck, welcher in der Ausgangsdruckleitung 13 durch den Druckmittler 12 erzeugt wird, und den Hyperbelreglern 7 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.The cooperation between the output pressure generated in the output pressure line 13 by the pressure transmitter 12 and the hyperbolic controllers 7 will be explained below with reference to FIG.

Das Regeln der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 erfolgt mittels der Verstellvorrichtung 8, welche die hydrostatische Kolbenmaschine 5 in Richtung großer Schwenkwinkel und damit großen Fördervolumens V_max verstellt. In Richtung kleinen Fördervolumens V_min ist die hydrostatische Kolbenmaschine 5 durch die Rückstellvorrichtung 9 verstellbar.The rules of the hydrostatic piston engine 5 by means of the adjusting device 8, which adjusts the hydrostatic piston engine 5 in the direction of large swivel angle and thus large displacement volume V _max . In the direction of small delivery volume V _min , the hydrostatic piston engine 5 is adjustable by the return device 9.

Die Verstellvorrichtung 8 weist einen Stellkolben 25 mit einer Stellkolbenfläche 25a auf, die in einem Stelldruckraum 26 über eine Stelldruckleitung 27 aus der Arbeitsleitung 6 bedrückbar ist. Bei Erhöhung des Drucks in dem Stelldruckraum 26 wird der Stellkolben 25 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 28 axial verschoben. Dabei wird die hydrostatische Kolbenmaschine 5 in Richtung größerer Schwenkwinkel ausgesteuert. Im rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung des Stellkolbens 25 ist in dem Stellkolben 25 ein bezüglich seiner Längsachse verschieblich gelagerter Rückkopplungsstößel 29 angeordnet, wobei über einen Stelldruckkanal aus dem Stelldruckraum 26 eine Stirnfläche 31 des Rückkopplungsstößels 29 bedrückt wird. Die von der Stirnfläche 31 abgewandte Seite des Rückkopplungsstößels 29 befindet sich in Anlage mit einem L-förmig ausgeführten Umlenkhebel 32, der in einem Drehpunkt D drehbar gelagert ist und der einen ersten Schenkel 32a und einen zweiten Schenkel 32b aufweist. Durch den auf die Stirnfläche 31 wirkenden Druck, der identisch mit dem in dem Stelldruckraum 26 herrschenden Druck ist, wirkt auf das Regelventil 10 eine Kraft, die proportional zu der Kraft des Rückkopplungsstößels 29 auf den Umlenkhebel 32 sowie dem Abstand zwischen deren Angriffspunkt A und dem Drehpunkt D ist.The adjusting device 8 has an actuating piston 25 with a control piston surface 25a, which can be pressed in a control pressure chamber 26 via a control pressure line 27 from the working line 6. When increasing the pressure in the control pressure chamber 26, the actuating piston 25 is axially displaced against the force of a return spring 28. In this case, the hydrostatic piston engine 5 is controlled in the direction of larger pivot angle. At right angles to the direction of movement of the actuating piston 25 is in the actuating piston 25 with respect to its longitudinal axis displaceably mounted feedback plunger 29th arranged, via an actuating pressure channel from the control pressure chamber 26 an end face 31 of the feedback ram 29 is depressed. The side facing away from the end face 31 of the feedback plunger 29 is in contact with an L-shaped running lever 32 which is rotatably mounted in a pivot point D and having a first leg 32a and a second leg 32b. By acting on the end face 31, which is identical to the pressure prevailing in the control pressure chamber 26, acts on the control valve 10, a force proportional to the force of the feedback plunger 29 on the lever 32 and the distance between the point A and the Fulcrum D is.

Der über den Umlenkhebel 32 erzeugten Kraft auf das Regelventil 10 ist eine Gegenkraft entgegengerichtet, welche sich aus der Kraft einer ersten Druckfeder 34 sowie einer Kraft einer zweiten Druckfeder 35 zusammensetzt. Dabei wirkt die zweite Druckfeder 35 auf den Messkolben 11, wobei mittels einer Messkolbenstange 36 axiale Kräfte ausschließlich in Schubrichtung auf das Regelventil 10 übertragbar sind. Zum Einstellen des Hyperbelreglers 7 sind die erste Druckfeder 34, die unmittelbar auf das Regelventil wirkt, und die zweite Druckfeder 35 in ihrer Vorspannung einstellbar ausgeführt.The force generated via the reversing lever 32 on the control valve 10 is counteracted by a counterforce, which is composed of the force of a first compression spring 34 and a force of a second compression spring 35. In this case, the second compression spring 35 acts on the volumetric flask 11, wherein axial forces can be transmitted to the control valve 10 exclusively in the thrust direction by means of a measuring piston rod 36. To set the hyperbola controller 7, the first compression spring 34, which acts directly on the control valve, and the second compression spring 35 are made adjustable in their bias.

Der Messkolben 11 wird in einen Messzylinder 33 geführt, der über die Zuführleitung 24 mit der Ausgangsdruckleitung 13 verbunden ist. Der in dem Messzylinder 33 herrschende Druck, der dem gemittelten Druck der drei Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' entspricht, wirkt somit auf eine Messkolbenfläche 36 und reduziert die auf das Regelventil 10 wirkende Axialkraft der zweiten Druckfeder 35.The volumetric flask 11 is guided into a measuring cylinder 33, which is connected via the supply line 24 to the outlet pressure line 13. The prevailing in the measuring cylinder 33 pressure corresponding to the average pressure of the three working lines 6, 6 'and 6' 'thus acts on a measuring piston surface 36 and reduces the force acting on the control valve 10 axial force of the second compression spring 35th

Das Regelventil 10 arbeitet in Abhängigkeit von der Kraft des Umlenkhebels 32 und der entgegengesetzten, resultierenden Kraft zwischen zwei Endpositionen. In einer ersten Endposition verbindet das Regelventil 10 die Stelldruckleitung 27 mit einer Rückstellverbindungsleitung 38, welche in den Rückstelldruckraum 39 mündet. Mit dem in dem Rückstelldruckraum 39 herrschenden Druck wird die Fläche 40a eines Rückstellkolbens 40 bedrückt. In der zweiten Endposition wird von dem Regelventil 10 eine Verbindung zwischen der Rückstellverbindungsleitung 38 und dem Tankvolumen 21 hergestellt.The control valve 10 operates in response to the force of the bell crank 32 and the opposite resultant force between two end positions. In a first end position, the control valve 10 connects the Stelldruckleitung 27 with a return connection line 38, which opens into the return pressure chamber 39. With the pressure prevailing in the return pressure chamber 39, the surface 40 a of a return piston 40 is depressed. In the second end position, a connection between the return connection line 38 and the tank volume 21 is established by the control valve 10.

Das Regelventil 10 regelt das Verhältnis der in dem Stelldruckraum 26 sowie dem Rückstelldruckraum 29 wirkenden Drücke in Abhängigkeit von der Leistung der Kolbenmaschine 5. Durch den Umlenkhebel 32 wird dabei auf das Regelventil 10 eine den beiden Druckfedern 34 und 35 entgegengerichtete Regelkraft erzeugt, die der Leistung proportional ist. Erhöht sich beispielsweise in der Arbeitsleitung 6 der durch die hydrostatische Kolbenmaschine 5 erzeugte Druck, so wird über die Stelldruckleitung 27 und den Stelldruckkanal 30 an der Stirnfläche 31 des Rückkopplungsstößels 29 ebenfalls eine erhöhte Kraft wirksam, welche im Angriffspunkt A wirkt und damit das Regelventil 10 in Richtung seiner ersten Endposition verstellt. Durch die Verstellung des Regelventils 10 in Richtung seiner ersten Endposition wird die Stelldruckleitung 27 zunehmend mit der Rückstellverbindungsleitung 38 verbunden. Der somit erhöhte Druck in dem Rückstelldruckraum 39 bedrückt die Fläche 40a des Rückstellkolbens 40 und der Schwenkwinkel der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 wird verringert. Dabei wird gleichzeitig der Stellkolben 25 in axialer Richtung so verschoben, dass der Abstand zwischen dem Angriffspunkt A und dem Drehpunkt D verringert wird. Die Verschiebung des Stellkolbens 25 in Richtung kleinerer Schwenkwinkel erfolgt so weit, bis sich an dem Regelventil 10 ein neues Kräftegleichgewicht eingestellt hat.The control valve 10 regulates the ratio of the pressures acting in the control pressure chamber 26 and the return pressure chamber 29 in dependence on the performance of the piston engine 5. By the reversing lever 32 is on the control valve 10 a the two compression springs 34 and 35 opposing control force generated, the power is proportional. If, for example, the pressure generated by the hydrostatic piston machine 5 increases in the working line 6, then an increased force acts on the end face 31 of the feedback tappet 29 via the actuating pressure line 27 and the actuating pressure channel 30, which acts on the point A and thus the control valve 10 in FIG Adjusted direction of its first end position. By adjusting the control valve 10 in the direction of its first end position, the control pressure line 27 is increasingly connected to the return connection line 38. The thus increased pressure in the return pressure chamber 39 depresses the surface 40 a of the return piston 40 and the pivoting angle of the hydrostatic piston machine 5 is reduced. At the same time the adjusting piston 25 is displaced in the axial direction so that the distance between the point A and the pivot point D is reduced. The displacement of the actuating piston 25 in the direction of smaller pivot angle takes place until a new equilibrium of forces has been established at the control valve 10.

Durch die Beaufschlagung der Messkolbenfläche 37 mit dem aus den Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' gemittelten Arbeitsdruck ist der Einfluss der zweiten Druckfeder 35 stufenlos zu verringern. Überschreitet der gemittelte Druck einen gewissen Schwellwert, so hebt die Messkolbenstange 36 vollständig von dem Regelventil 10 ab und die durch den Umlenkhebel 32 an dem Regelventil 10 erzeugte Regelkraft ist nur noch der ersten Druckfeder 34 entgegengerichtet. Durch die Verringerung der Federkraft, welche der Regelkraft entgegenwirkt, wird das Druckverhältnis in dem Stelldruckraum 26 sowie dem Rückstelldruckraum 39 so verändert, dass die hydrostatische Kolbenmaschine 5 in Richtung kleineren Schwenkwinkels verstellt wird.By the action of the measuring piston surface 37 with the working pressure averaged out of the working lines 6, 6 'and 6 ", the influence of the second compression spring 35 can be reduced steplessly. Exceeds the averaged Pressure a certain threshold, the measuring piston rod 36 completely lifts off from the control valve 10 and the control force generated by the reversing lever 32 on the control valve 10 is only the first compression spring 34 in the opposite direction. By reducing the spring force, which counteracts the control force, the pressure ratio in the control pressure chamber 26 and the return pressure chamber 39 is changed so that the hydrostatic piston engine 5 is adjusted in the direction of smaller pivot angle.

Eine konstruktive Umsetzung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Summenleistungsreglers sowie des Druckmittlers ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.A constructive implementation of the embodiment of the total power controller according to the invention and the pressure transmitter is shown schematically in Fig. 3.

Das Regelventil 10 weist einen Regelkolben 41 auf, der in Abhängigkeit von der auf ihn wirkenden resultierenden Kraft aus der einerseits angreifenden Regelkraft sowie der Summe der entgegengesetzt angreifenden Kraft der ersten Druckfeder 34 und der durch ihn auf die Messkolbenfläche 37 wirkenden verminderten Kraft der zweiten Druckfeder 35 axial verschieblich ist. Durch Verringerung der radialen Ausdehnung des Regelkolbens 41 sind an dem Regelkolben 41 eine erste Steuerkante 42 und eine zweite Steuerkante 43 ausgebildet. Die beiden Steuerkanten 42 und 43 bilden zusammen mit dem nicht dargestellten Ventilgehäuse zwei gemeinsam variable Drosseln aus. Durch Öffnung der durch die erste Steuerkante 42 ausgebildeten Drossel wird dabei die Stelldruckleitung 27 zunehmend mit der Rückstellverbindungsleitung 38 verbunden. Entsprechend wird die Verbindung zwischen der Rückstellverbindungsleitung 38 und dem Tank 21 durch eine Verringerung des Querschnitts der zweiten Drossel der Steuerkante 43 geschlossen. Ist die hydrostatische Kolbenmaschine 5 durch Bedrücken des Rückstelldruckraums 39 auf ihren minimalen Schwenkwinkel eingestellt, so wird der Rückstelldruckraum 39 über eine in dem Rückstellkolben 40 angeordnete Entlastungsleitung 44 mit dem Tank 21 verbunden.The control valve 10 has a control piston 41 which, depending on the resultant force acting on it from the one hand acting regulating force and the sum of the opposing acting force of the first compression spring 34 and acting on it by the measured piston surface 37 reduced force of the second compression spring 35th is axially displaceable. By reducing the radial extent of the control piston 41, a first control edge 42 and a second control edge 43 are formed on the control piston 41. The two control edges 42 and 43 together with the valve housing, not shown, two jointly variable throttles. By opening the throttle formed by the first control edge 42 while the control pressure line 27 is increasingly connected to the return connection line 38. Accordingly, the connection between the return connection line 38 and the tank 21 is closed by a reduction in the cross section of the second throttle of the control edge 43. If the hydrostatic piston engine 5 is set to its minimum pivoting angle by pressing the return pressure chamber 39, the return pressure chamber 39 is connected to the tank 21 via a relief line 44 arranged in the return piston 40.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Druckmittler 12 einen zweiteiligen Stufenkolben 45, 46 auf, der einen ersten Stufenkolbenteil 45 und einen zweiten Stufenkolbenteil 46 umfasst. Die beiden Stufenkolbenteile 45 und 46 sind in einem Ventilkörper 70 verschieblich angeordent. An dem ersten Stufenkolbenteil 45 ist eine erste Messfläche 17, eine zweite Messfläche 17' und eine dritte Messfläche 17'' angeordnet. Im einfachsten Fall, bei dem eine Bildung des arithmetisch gemittelten Drucks aus den drei Eingangsdrücken erzeugt werden soll, sind die drei Messflächen 17, 17' und 17'' gleich groß. Die drei Messflächen 17, 17' und 17'' sind als Stirnflächen der Querschnittsänderungen des ersten Stufenkolbenteils 45 ausgebildet und gleichsinnig orientiert.In the exemplary embodiment shown, the pressure transmitter 12 has a two-part stepped piston 45, 46, which comprises a first stepped piston part 45 and a second stepped piston part 46. The two stepped piston parts 45 and 46 are arranged displaceably in a valve body 70. A first measuring surface 17, a second measuring surface 17 'and a third measuring surface 17 "are arranged on the first stepped piston part 45. In the simplest case, in which a formation of the arithmetically averaged pressure is to be generated from the three input pressures, the three measuring surfaces 17, 17 'and 17 "are the same size. The three measuring surfaces 17, 17 'and 17' 'are formed as end faces of the cross-sectional changes of the first stepped piston part 45 and oriented in the same direction.

Die drei vor den Messflächen 17, 17' und 17'' ausgebildeten Volumina zwischen dem ersten Stufenkolbenteil 45 und dem Ventilkörper 70 werden über jeweils eine Messdruckleitung 23, 23' und 23'' und über die entsprechenden Arbeitsdruckleitungen 14, 14' und 14'' mit dem entsprechenden Druck der Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' bedrückt. Die Arbeitsdruckleitungen 14 und 14' sind mit zwei Eingängen eines ersten Wechselventils 47 verbunden. Die Ausgangsleitung 49 des Wechselventils 47 ist mit einem Eingang eines zweiten Wechselventils 48 verbunden, dessen zweiter Eingang mit der Arbeitsdruckleitung 14'' verbunden ist. Der Ausgang des zweiten Wechselventils 48 ist mit der Verbindungsleitung 15 verbunden.The three volumes formed in front of the measuring surfaces 17, 17 'and 17 "between the first stepped piston part 45 and the valve body 70 are each provided with a measuring pressure line 23, 23' and 23" and via the corresponding working pressure lines 14, 14 'and 14 ". with the corresponding pressure of the working lines 6, 6 'and 6' 'depressed. The working pressure lines 14 and 14 'are connected to two inputs of a first shuttle valve 47. The output line 49 of the shuttle valve 47 is connected to an input of a second shuttle valve 48, the second input to the working pressure line 14 '' is connected. The output of the second shuttle valve 48 is connected to the connection line 15.

An dem zweiten Stufenkolbenteil 46 sind durch radiale Verjüngungen eine erste Steuerkante 50 sowie eine zweite Steuerkante 51 angeordnet. Die erste und zweite Steuerkante 50 und 51 bildet mit dem Ventilkörper 70 zwei gemeinsam variable Drosselstellen aus. Über die durch die erste Steuerkante 50 erzeugte Drossel ist eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 15 und der Ausgangsdruckleitung 13 herstellbar. Durch die zweite Steuerkante 51 und die damit ausgebildete variable Drossel ist die Ausgangsdruckleitung 13 mit dem Tank 21 verbindbar. Das von der Summenkolbenfläche 18 und dem Ventilkörper 70 eingeschlossene Volumen 71 wird über die Rückkopplungsleitung 22 mit der Ausgangsdruckleitung 13 verbunden. Durch die an den Messflächen 17, 17' und 17'' sowie der entgegengesetzt orientierten Summenfläche 18 erzeugten Kräfte werden der erste Stufenkolbenteil 45 und der zweite Stufenkolbenteil 46 an einer Kontaktfläche 52 in Anlage gehalten. Die Position der somit gemeinsam verschieblichen Stufenkolbenteile 45 und 46 wird dabei so eingeregelt, dass sich die beiden Stufenkolbenteile 45 und 46 im Kräftegleichgewicht befinden. Ein um die Kontaktfläche 52 ausgebildeter Raum 72 in dem Ventilkörper 70 ist über eine weitere Entlastungsleitung 60 mit dem Tank 21 verbunden.At the second stepped piston part 46, a first control edge 50 and a second control edge 51 are arranged by radial tapers. The first and second control edge 50 and 51 forms with the valve body 70 from two common variable throttle points. About the throttle generated by the first control edge 50 is a connection between the connecting line 15 and the Output pressure line 13 can be produced. By the second control edge 51 and the variable throttle formed therewith, the output pressure line 13 with the tank 21 is connected. The volume 71 enclosed by the master piston surface 18 and the valve body 70 is connected to the output pressure line 13 via the feedback line 22. By the forces generated on the measuring surfaces 17, 17 'and 17 "and the oppositely oriented total surface 18, the first stepped piston part 45 and the second stepped piston part 46 are held in abutment against a contact surface 52. The position of the thus jointly displaceable stepped piston parts 45 and 46 is thereby adjusted so that the two stepped piston parts 45 and 46 are in equilibrium of forces. A trained around the contact surface 52 space 72 in the valve body 70 is connected via a further discharge line 60 to the tank 21.

Durch den beschriebenen Druckmittler 12 und die damit verbundene Summenleistungsregelung ist es einfach möglich, auch hydrostatische Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' mit einem gemeinsamen Regelparameter zu betreiben, wenn die hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' unterschiedliche Nennleistungen aufweisen. Die Einstellung der Leistungsanteile der hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' erfolgt dabei vorzugsweise so, dass die Kraft, welche durch die erste Druckfeder 34 und die zweite Druckfeder 35 auf den Regelkolben 41 des Regelventils 10 erzeugt wird, 100% der Leistung der zugeordneten hydrostatischen Kolbenmaschine 5, 5' oder 5'' entspricht. Ist der durch den Druckmittler 12 gemittelte Druck in der Ausgangsdruckleitung 13 so groß, dass der Messkolben 11 von dem Regelkolben 41 abhebt, so weist die hydrostatische Kolbenmaschine 5 eine Leistungsregelung auf, welche ausschließlich durch die erste Druckfeder 34 bestimmt ist.By the described diaphragm seal 12 and the associated sum power control, it is easily possible to operate hydrostatic piston engines 5, 5 'and 5' 'with a common control parameter when the hydrostatic piston engines 5, 5' and 5 '' have different power ratings. The adjustment of the performance of the hydrostatic piston engines 5, 5 'and 5' 'is preferably carried out so that the force which is generated by the first compression spring 34 and the second compression spring 35 on the control piston 41 of the control valve 10, 100% of the power associated hydrostatic piston engine 5, 5 'or 5' 'corresponds. If the pressure averaged in the outlet pressure line 13 by the diaphragm seal 12 is so great that the measuring piston 11 lifts off from the control piston 41, then the hydrostatic piston engine 5 has a power control which is determined exclusively by the first compression spring 34.

Damit wird durch Einstellen der ersten Druckfedern 34, 34' und 34'' eine individuelle Abstimmung der Regelcharakteristik auf den Typ und die Leistung der entsprechenden hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' ermöglicht. Weiterhin ist über die Auslegung der Messkolbenfläche 37, 37' und 37'' der Regelbeginn eines jeden Hyperbelreglers 7, 7' und 7'' einstellbar. Besonders im Zusammenhang mit der Größe der einzelnen Messkolbenflächen 37, 37' und 37'' zusammen mit einer von dem arithmetischen Mittel abweichenden Mittelung der Drücke in den Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' durch Verwendung unterschiedlich großer Messflächen 17, 17' und 17'' kann der Einfluss einer einzelnen hydrostatischen Kolbenmaschine 5, 5'oder 5'' übergewichtet werden.Thus, by adjusting the first compression springs 34, 34 'and 34''an individual vote of the control characteristics on the type and performance of corresponding hydrostatic piston machines 5, 5 'and 5''allows. Furthermore, on the interpretation of the measuring piston surface 37, 37 'and 37''the start of control of each hyperbola controller 7, 7' and 7 '' adjustable. Particularly in connection with the size of the individual measuring piston surfaces 37, 37 'and 37''together with a deviating from the arithmetic mean of the averages in the working lines 6, 6' and 6 '' by using different sized measuring surfaces 17, 17 'and 17 The influence of a single hydrostatic piston machine 5, 5 'or 5 "can be overweighted.

Die Verwendung eines geteilten Stufenkolbens 45, 46 mit einem ersten Stufenkolbenteil 45 und einem zweiten Stufenkolbenteil 46 erleichtert die Herstellung des erfindungsgemäßen Druckmittlers 12 erheblich. Verspannungen wie sie durch die Bearbeitung eines einteiligen Stufenkolbens während des Betriebs entstehen könnten, werden somit vermieden und die Regelung arbeitet dementsprechend exakter. Der erfindungsgemäße Summenleistungsregler ist auch für den Einsatz in Systemen mit mehr als drei hydrostatischen Kolbenmaschinen geeignet.The use of a divided stepped piston 45, 46 with a first stepped piston part 45 and a second stepped piston part 46 facilitates the production of the pressure transmitter 12 according to the invention considerably. Tensions as they could arise through the processing of a one-piece stepped piston during operation, are thus avoided and the control operates accordingly more accurately. The total power controller according to the invention is also suitable for use in systems with more than three hydrostatic piston machines.

Claims

Pressure transmitter for providing an averaged from at least two input pressures output pressure, with a in a valve body (70) displaceably arranged in the axial direction stepped piston (45, 46) whose at least two measuring faces arranged in the same direction (17, 17 ', 17''), each with a Input pressure can be acted upon and in opposite directions to the measuring surfaces (17, 17 ', 17'') arranged sum piston surface (18), which is acted upon by an outlet pressure,
characterized,
in that a first control edge (50) is formed on the stepped piston (45, 46), which forms a first variable throttle depending on the axial position of the stepped piston (45, 46) in the valve body (70), wherein an input side of the variable throttle the respective highest inlet pressure of the pressure transmitter (12) is acted upon and the output side, the sum piston surface (18) of the pressure transmitter (12) is acted upon by the outlet pressure.

Diaphragm seal according to claim 1,
characterized,
in that a second control edge (51) is formed on the stepped piston (45, 46) which forms a second throttle, which works in opposite directions to the first throttle and is jointly variable between the outlet pressure line (13) and a tank (21) is.

A diaphragm seal according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the stepped piston has a first stepped piston part (45) and a second stepped piston part (46).

Diaphragm seal according to claim 3,
characterized,
in that the measuring surfaces (17, 17 ', 17 ") acted on by the inlet pressures are arranged in the first stepped piston part (45) and the sum piston surface (18) is arranged on the second stepped piston part (46).

A pressure transmitter according to claim 3 or 4,
characterized,
in that the first and the second variable throttle are arranged on the same stepped piston part (46).