DE10138554C1 - Steuerungseinrichtung für eine proportional verstellbare Hydraulikpumpe und Verstellpumpe für einen hydrostatischen Antrieb - Google Patents
Steuerungseinrichtung für eine proportional verstellbare Hydraulikpumpe und Verstellpumpe für einen hydrostatischen AntriebInfo
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Abstract
Es wird eine Steuerungseinrichtung für eine proportional verstellbare Hydraulikpumpe (1) eines geschlossenen Hydraulikkreislaufs vorgeschlagen, insbesondere eine aus einer Nullstellung in zwei Schwenkrichtungen verstellbare Axialkolbenpumpe, mit einer elektrohydraulischen Ventilkonfiguration (2) zum beiseitigen Ansteuern eines Kolbens (3) der Hydraulikpumpe (1) und mit einer Rückführeinrichtung (4), welche mit dem Kolben (3) verbunden ist und mittels welcher die Schwenkwinkelstellung des Kolbens (3) als Steuersignal an die Ventilkonfiguration (2) rückführbar ist, wobei die Ventilkonfiguration (2) ein Ventil (5, 6) für jede Schwenkrichtung des Kolbens (3) aufweist und dass die Rückführeinrichtung (4) aus zwei mechanischen Tastelementen (7, 8) besteht, welche jeweils mit einem der Ventile (5, 6) verbunden sind und welche gleitend mit dem Kolben (3) so in Eingriff stehen, dass bei Verlassen der Nullstellung die Tastelemente (7, 8) betätigt werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für eine proportional verstellba
re Hydraulikpumpe eines geschlossenen Hydraulikkreislaufes sowie eine Ver
stellpumpe für einen hydrostatischen Antrieb, wobei die Verstellpumpe aus einer
Nullstellung in zwei Schwenkrichtungen über eine Ventilkonfiguration hydrau
lisch betätigbar ist und die Pumpe insbesondere eine Axialkolbenpumpe ist. Zum
Verstellen der Hydraulikpumpe ist eine Ventilkonfiguration vorgesehen, welche
dem beidseitigen Ansteuern des Verstellkolbens dient. Derartige elektrohydrauli
sche Proportionalverstellungen von hydrostatischen Antrieben sind in vielfältiger
Form bekannt. Für die Steuerung des Verstellwinkels des Kolbens der Verstell
pumpe ist es erforderlich, eine Rückführung eines Verstellsignals zu der Ventil
konfiguration vorzusehen. Hierzu ist beispielsweise aus der US 5,205,201 eine
elektrisch-hydraulische Proportionalverstellung mit einer mechanischen Rück
führeinrichtung zwischen dem Servokolben und dem Regelventil offenbart.
In Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen ist das Prinzip des Schaltschemas einer
elektrohydraulischen Proportionalverstellung nach dem Stand der Technik, wie
sie die US 5,205,201 offenbart, dargestellt. Die Axialkolbenpumpe 1 weist einen
in zwei Schwenkrichtungen verstellbaren Kolben 3 auf, welcher über einen Re
gelschieber 2 angesteuert wird. Der Regelschieber 2 wird seinerseits über ein e
lektrisch verstellbares Vorsteuerventil 13 betätigt. Diese bekannte elektro
hydraulische Proportionalverstellung weist des weiteren eine mechanische Rück
führeinrichtung 4 auf, die über eine Regelfeder 14 und Rückführhebel 15 den
Verstellwinkel des Kolbens 3 zu dem Regelschieber 2 zurückführt. Diese mecha
nische Rückführung des Schwenksignals an den Regelschieber ist konstruktiv
aufwendig und erfordert zudem eine Einstellmöglichkeit der Nullstellung, welche
in der Regel durch mechanische Hebel ermöglicht wird. Nicht nur der Aufbau
dieser Steuerungsvorrichtung ist kompliziert, sondern es ist auch erforderlich,
nach der Montage eine Einstellung der Regelfeder sowie der Nullstellung des
Kolbens jeweils von Hand vorzunehmen, um eine präzise Steuerung des Kolbens
der Axialkolbenpumpe zu ermöglichen. Durch die mechanischen Rückführhebel
ergeben sich zudem Toleranzen in der Regelpräzision, welche zu einer unpräzisen
Ansteuerung der Axialkolbenpumpe führen können.
Aus der US 5,881,629 ist eine andere Steuerungsvorrichtung für eine elektro
hydraulische Proportionalverstellung von Axialkolbenpumpen bekannt, bei wel
cher mittels Winkelsensoren die Schwenkwinkelposition des Kolbens der Axial
kolbenpumpe ermittelt wird, so dass die mechanische Rückführeinrichtung der
zuvor beschriebenen Vorrichtung vollständig durch Sensoren ersetzt ist. Das
Schwenkwinkel-Positionssignal wird von den Winkelsensoren an eine elektroni
sche Steuerungsvorrichtung, insbesondere einen Digitalrechner, geliefert, über
welchen das elektro-hydraulische Ventil gesteuert wird, welches wiederum den
Kolben der Axialkolbenpumpe betätigt. Nachteilig ist jeweils, dass derartige
Winkelsensoren anfällig für Temperatur- und Schwingungseinflüsse sind, so dass
die Zuverlässigkeit und Präzision einer solchen Steuerungsvorrichtung in be
stimmten Anwendungsgebieten stark beeinträchtigt sein können.
Auch die DE 43 27 667 A1 beschreibt eine derartige Steuerungsvorrichtung
mit Winkelsensoren für die Erfassung des Schwenkwinkels einer verstellbaren
Hydromaschine. Es ergeben sich die gleichen Nachteile wie bei dem zuvor be
schriebenen Stand der Technik. Zudem ist bei Verwendung von Winkelsensoren
zur Erfassung der Winkelstellung des Kolbens der Axialkolbenpumpe eine Steue
rungsvorrichtung, wie z. B. ein Mikrocomputer oder ein Digitalrechner, erforder
lich.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Steuerungseinrichtung sowie
eine Verstellpumpe für einen hydrostatischen Antrieb mit elektro-hydraulischer
Proportionalverstellung bereitzustellen, welche konstruktiv möglichst einfach
aufgebaut ist und eine präzise Regelung bzw. Steuerung des Schwenkwinkels des
Kolbens einer Axialkolbenpumpe ermöglicht. Auch ist es Aufgabe der vorliegen
den Erfindung, ein möglichst kostengünstiges, einfaches Steuerungssystem für
Verstellpumpen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie durch eine Verstellpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs
9 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
jeweiligen Unteransprüche.
Die Steuerungseinrichtung für eine proportionale Verstellung einer Axialkolben
pumpe gemäß der Erfindung weist eine elektro-hydraulische Ventilkonfiguration
auf zum beidseitigen Ansteuern bzw. Betätigen eines Kolbens der Pumpe sowie
eine Rückführreinrichtung, über welche die Schwenkwinkelstellung des Kolbens
als Steuergröße zu der Ventilkonfiguration rückführbar ist. Die Ventilkonfigurati
on weist ein Ventil für jede Schwenkrichtung des Kolbens auf, und die Rückführ
einrichtung weist zwei mechanische Tastelemente auf, welche jeweils mit einem
der Ventile verbunden sind und welche gleitend mit dem Kolben so in Eingriff
stehen, dass bei Verlassen der Nullstellung die Tastelemente betätigt werden.
Durch das Vorsehen von jeweils separaten Ventilen für jede Schwenkrichtung des
Axialkolbens mit ihnen jeweils zugeordneten mechanischen Tastelementen, die
mit dem Kolben gleitend in Eingriff stehen, wird eine äußerst einfach aufgebaute
und effektive Ansteuerung des Kolbens sowie eine präzise Einstellung der Null
stellungsposition des Schwenkkolbens ermöglicht. Bei Verlassen der Nullstellung
wird je nach Schwenkrichtung eines der Tastelemente durch Gleitfuhrung am
Kolben betätigt, wobei die Betätigung des Tastelements ein Steuersignal erzeugt.
Dieses Steuersignal wird der Ventilkonfiguration zugeführt, welche ihrerseits den
Kolben in die erforderliche Richtung hydraulisch betätigt. Jedes Ventil der Ventilkonfiguration
ist somit nur für eine der beiden Schwenkrichtungen des Kolbens
der Axialkolbenpumpe zuständig. Die Aufnahme des Steuersignals der Schwenk
winkelstellung mittels mechanischer Tastelemente, die mit dem Kolben gleitend
in Eingriff stehen, ist äußerst präzise und erfordert keine komplizierten Rück
führmechaniken oder -elektroniken. Die Schwenkbewegung des Kolbens der A
xialkolbenpumpe wird sicher durch die mechanischen Tastelemente auch in ex
tremen Arbeitsumgebungen mit starker Hitze oder starken Schwingungen aufge
nommen und als Steuersignal der Ventilkonfiguration zugeführt. Die erfindungs
gemäße Steuerungseinrichtung ermöglicht somit auch in schwierigen Arbeitsum
gebungen mit einfachsten Mitteln eine effektive Steuerung der Schwenkwinkelpo
sition der Axialkolbenmaschine in hydrostatischen Systemen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stehen die Tastelemente
mit jeweils einer als schräge Fläche ausgebildeten Bahn in Eingriff, welche Bahn
an der Außenseite des Kolbens der Axialkolbenpumpe ausgebildet ist. Durch die
se einfache konstruktive Ausgestaltung der Außenseite des Kolbens kann über die
gleitenden Tastelemente eine mechanisch einfach aufgebaute Steuerung der
Schwenkwinkelstellung realisiert werden. Es ist lediglich erforderlich, an einer
Seite des Kolbens der Axialkolbenpumpe eine von außen zugängliche schräge
Bahn für jedes der Tastelemente, das jeweils mit einem der Ventile der Ventilkon
figuration in Verbindung steht, vorzusehen. Durch die relative Anordnung von
Tastelementen zu der Bahn an dem Kolben wird auf konstruktive Weise die Ein
stellung der Steuerungseinrichtung vorgenommen, ohne dass beim Montieren der
Ventilkonfiguration und der Axialkolbenpumpe eine Einstellung der Rückführein
richtung von Hand erfolgen muss. Hierdurch werden Kosten und Zeit in der Her
stellung reduziert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolben
an seiner Außenseite zwei kegelstumpfförmige Tastabschnitte sowie einen zwi
schen diesen beiden Abschnitten liegenden geradlinig und parallel zur Schwenk
achse des Kolbens verlaufenden Nullstellungsabschnitt auf. Der geradlinig verlaufende
Nullstellungsabschnitt kann dabei z. B. von der zylindrischen Außenwand
des Kolbens gebildet sein. Bei Verlassen der Nullstellung des Kolbens wird hier
durch je nach Schwenkrichtung immer eines der Tastelemente durch den Kolben
selbst betätigt, was eine Erzeugung eines Steuersignals entsprechend der Stärke
des Schwenkwinkels des Kolbens hervorruft. Die kegelstumpfförmige Ausbildung
der Tastabschnitte ergibt ein Steuersignal, das proportional zur Schwenkwinkel
position des Kolbens ist. Bei Erreichen des Nullstellungsabschnittes, welcher zwi
schen den beiden kegelstumpfförmigen Tastabschnitten am Kolben vorgesehen
ist, befinden sich die Tastelemente mit der Außenseite des Kolbens so in Eingriff,
dass kein Steuersignal erzeugt wird, so dass die Ventilkonfiguration unbetätigt
bleibt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilkon
figuration als einstufige, elektrohydraulische Proportionalverstellung ausgebildet.
Durch die einstufige Ausbildung ist in der Ventilkonfiguration nur eine geringe
Anzahl von Teilen erforderlich, d. h. je zwei elektrisch betätigbare Proportional
ventile, die direkt mit den mechanischen Tastelementen verbunden sind. Eine sol
che einstufige Ansteuerung ist konstruktiv sehr einfach und kostengünstig.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilkon
figuration zweistufig ausgebildet und weist eine Vorsteuerstufe auf. Die Vorsteu
erstufe ist beispielsweise durch elektronisch betätigbare Wegeventile realisiert, die
mittels eines Steuerdrucks ihrerseits die eigentlichen Betätigungsventile der Ven
tilkonfiguration ansteuern. Letztere sind mit den mechanischen Tastelementen so
verbunden, dass eine Bewegung bzw. Betätigung der Tastelemente durch eine
Schwenkbewegung des Kolbens der Axialkolbenpumpe auf die Ventile direkt
oder indirekt übertragbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventil
konfiguration zwei elektrisch betätigbare Druckminderventile auf. Diese Druck
minderventile sind gegenüber den konventionellen Regelschiebern, die in hydrostatischen
Antrieben üblicherweise verwendet werden, vereinfacht aufgebaut und
somit kostengünstig. Jedes der Druckminderventile ist separat für die Betätigung
von jeweils einer der Schwenkrichtungen des Kolbens der Axialkolbenpumpe
zuständig.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jedes Ventil
der Ventilkonfiguration ein separates Regelsystem vorgesehen zum Einstellen des
Regelbeginns der mechanischen Rückführeinrichtung. Hierdurch kann gezielt der
Regelbeginn für jede Seite separat eingestellt werden und anwendungsbezogen
optimiert werden. Gleichermaßen kann der Regelbeginn auch für beide Seiten
gleich auf einen präzisen Wert eingestellt werden. Die Variabilität der Steuerung
der Schwenkposition mittels der Steuerungseinrichtung wird so erhöht.
Die Verstellpumpe für einen hydrostatischen Antrieb mit einer axial verstellbaren
Kolben-Zylindereinheit gemäß Anspruch 9 ist aus einer Nullstellung in zwei ent
gegengesetzte Schwenkrichtungen mittels einer hydraulischen Ansteuerung
schwenkbar, wobei sie eine Steuerungseinrichtung mit einer Rückführeinrichtung
zur Rückführung eines Steuersignals aus dem Schwenkwinkel des Kolbens nach
einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist. Die Verstellpumpe weist somit eine äu
ßerst einfache, aber effektive Rückführung für den Schwenkwinkel auf, wodurch
die Proportionalverstellung der Axialkolbenpumpe wesentlich verbessert ist. Die
Verstellpumpe ist präzise in jeweils der gewünschten Position einer Nullstellung
eingestellt, ohne dass komplizierte mechanische Hebel an dem Kolben der Axial
kolbenpumpe vorzusehen sind. Des weiteren ist die Verstellpumpe unanfällig ge
genüber äußeren Einflüssen, wie Hitze, Schwingungen oder Verschmutzungen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Verstellpumpe zur Rückfüh
rung des Kolbens in seine Nullstellung eine Nullstellungsfeder im Inneren des
Kolbens auf, wobei die Federkraft an die erforderliche Verstellkraft des Kolbens
angepasst ist. Hierdurch sind die Ventile der Ventilkonfiguration lediglich zur
aktiven Betätigung des Kolbens vorgesehen, wobei die Rückführung des Kolbens
in seine Nullstellung über die Nullstellungsfeder der Nullstellungseinrichtung
erfolgt.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden detailliert un
ter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer elektrohydraulischen Proportionalver
stellung mit mechanischer Rückführeinrichtung nach dem Stand der Tech
nik;
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer Steue
rungseinrichtung gemäß der Erfindung mit einer einstufigen Ventilkonfi
guration;
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfin
dung mit einer Steuerungseinrichtung mit einer zweistufigen Ansteuerung
des Kolbens der Axialkolbenpumpe;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit ei
nem Regelsystem für die Einstellung des Regelbeginns; und
Fig. 5 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verstellpumpe gemäß der
Ausführungsform aus Fig. 3 mit einer zweistufigen Ansteuerung.
Fig. 2 zeigt schematisch das Schaltprinzip der Ansteuerung einer elektro
hydraulisch proportional verstellbaren Axialkolbenpumpe in einem hydrostati
schen Kreislauf gemäß der Erfindung. Eine Axialkolbenpumpe 1 wird über eine
Ventilkonfiguration 2 so betätigt, dass der Kolben 3 der Axialkolbenpumpe 1 aus
seiner in Fig. 2 dargestellten Nullstellungsposition in jeweils entgegengesetzte
Schwenkrichtungen ausgelenkt werden kann. Die Ventilkonfiguration 2 weist
zwei separate Ventile 5, 6 auf, die hier als 3/3-Wegeventile bzw. herkömmliche
Druckminderventile ausgebildet sind. Die Ventile 5, 6 sind elektrisch betätigbar.
Jedes der Ventile ist mit einem Tastelement 7, 8 verbunden, die jeweils mit einer
Bahn 9 auf der Außenseite des Kolbens 3 gleitend in Angriff stehen. Die Tastele
mente 7, 8 können mit den Ventilen 5, 6 mechanisch mittels einer Feder 14 ver
bunden sein oder alternativ auch hydraulisch mittels eines von ihnen erzeugten
Steuerdrucks. Die Außenseite des Kolbens 3 ist hierfür mit einer schrägen Fläche
bzw. Bahn für die Tastelemente 7, 8 ausgebildet, so dass kegelstumpfförmige
Tastabschnitte 10, 11 für die Tastelemente entstehen. Die Tastelemente 7, 8 sind
über Regelfedern 14 mit den Ventilen 5, 6 so verbunden, dass ein Steuersignal der
Schwenkwinkelposition des Kolbens 3 an die Ventile 5, 6 über die Tastelemente
7, 8 und die Regelfedern 14 übertragbar ist. Sobald der Kolben 3 von seiner (in
der Fig. 2 dargestellten) Nullstellung in die eine oder andere Schwenkrichtung
ausgelenkt wird, wird eines der Tastelemente 7, 8 betätigt und ein Steuersignal
erzeugt, bzw. eines der Ventile über die Tastelemente 7, 8 und die Regelfeder 14
so betätigt, dass der Kolben 3 hydraulisch beaufschlagt wird und sich wieder in
seine Nullstellung begibt. Wenn die eine Seite des Kolbens 3 von einem der Ven
tile 5, 6 angesteuert wird, so ist die andere Seite des Kolbens nicht aktiv und die
hydraulische Leitung ist mit dem Tank 16 verbunden. Da mit dieser erfindungs
gemäßen Steuerungseinrichtung der Kolben 3 jeweils nur aktiv von einer Seite
bzw. einem Ventil 5, 6 betätigt wird, ist im Innern des Kolbens 3 eine Nullstel
lungseinrichtung 17 vorgesehen. Die Nullstellungseinrichtung 17 weist eine Null
stellungsfeder 18 mit einer solchen Federkraft auf, dass der Kolben alleine durch
die Federkraft in seine Nullstellung zurückgeschwenkt wird. Der Kolben 3 ist auf
bekannte Weise mit einer Verstellpumpe des hydrostatischen Kreislaufs verbun
den.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild eines hydrostatischen Kreislaufs mit
elektro-hydraulischer Proportionalverstellung mit eines zweiten Ausführungsbei
spiels einer Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel ist gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel aus
Fig. 2 die Ventilkonfiguration mit einer Vorsteuerung versehen. Zwei elektrisch
betätigbare Vorsteuerventile 19, 20 erzeugen einen hydraulischen Steuerdruck,
welcher jeweils an zwei Regelventile 5, 6 der Ventilkonfiguration geliefert wird.
Dieser Vorsteuerdruck dient der eigentlichen Betätigung der Ventile 5, 6 zum
Auslenken des Kolbens 3 in seine Schwenkrichtungen je nach gewünschter
Fahrtrichtung des hydrostatischen Antriebs. Der sonstige Aufbau und die Funkti
onsweise sind die gleichen wie die aus dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2. Die
Vorsteuerventile 19, 20 sind 3/3-Regelventile mit einer elektromagnetischen Be
tätigung. Diese Ventile sind einfacher aufgebaut gegenüber dem in konventionel
len hydrostatischen Antriebssystemen verwendeten 4/3-Regelventilen.
In Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer konstruktiven Ausgestaltung eines dritten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung dargestellt.
Der Kolben 3 der Axialkolbenpumpe 1 ist mit einer Anlenkung 21 für die Schräg
scheibe versehen. Seitlich an dem Kolben 3 steht ein beweglicher Tastkolben 22
in Eingriff mit der Außenseite des Kolbens 3. Der Tastkolben ist von einer Regel
feder 14 beaufschlagt, die ihrerseits mit einem Steuerkolben 23 der Ventilkonfigu
ration in Verbindung steht. Am rückwärtigen Ende des Steuerkolbens 23 ist eine
Einstellfeder 24 sowie eine Einstellschraube 25 vorgesehen, mittels welchen die
Vorspannkraft der Regelfeder justierbar ist. Über den Steuerkolben 23 wird mit
tels hydraulischer Steueranschlüsse 26 ein Steuerdruck an den Servokolben ge
leitet. Die Federkraft der Einstellfeder 24 wirkt dabei auf der gleichen Seite des
Steuerkolbens 23 wie das Steuersignal. Dies ermöglicht, dass werkseitig der Re
gelbeginn auf einen sehr genauen Wert eingestellt werden kann. Damit wird das
"Erlernen" des Regelbeginns bei der Inbetriebnahme der Axialkolbenpumpe hin
fällig. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Ausschwenkbeginn der
Verstellpumpe in einem hydrostatisch angetriebenen Fahrzeug nicht eindeutig
erkennbar ist oder entsprechende Sensoren nicht vorhanden sind.
In Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung
mit zweistufiger Ansteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel entsprechend dem
schematischen Schaltbild aus Fig. 3 dargestellt. Der Kolben 3 ist mit einer Anlen
kung 21 für eine Schrägscheibe in konventioneller Weise versehen. Im Inneren
des Kolbens 3 ist eine Nullstellungseinrichtung 17 mit einer Nullstellungsfeder 18
vorgesehen. In der Fig. 5 befindet sich der Stellkolben 3 im Inneren des Zylinders
der Axialkolbenpumpe 1 in seiner Nullstellung.
An einer Seite des Kolbens 3 ist an seiner Außenseite eine Bahn 9 für zwei Tast
elemente 7, 8 vorgesehen. Die Tastelemente 7, 8 sind hier als Tastkolben ausge
bildet, welche rückseitig mit einer Regelfeder 14 jeweils beaufschlagt sind. Die
Regelfedern 14 sind ihrerseits mit einem Steuerkolben 23 verbunden, welcher
über ein hydraulisches Steuersignal an den Steueranschlüssen 26 angesteuert wird.
Die Ventilkonfiguration weist des weiteren eine Vorsteuerstufe mit zwei Vorsteu
erventilen 19, 20 auf. Bei Ansteuerung der Vorsteuerventile 19, 20 wird ein Steu
ersignal an die Kammer vor dem Steueranschluss 26 des zugehörigen Ventils 5, 6
geleitet. Der Steuerkolben 23 wird ausgelenkt und gibt ein hydraulisches Signal
an den Servokolben 3, der sich entsprechend verschiebt. Dieses führt zur Bewe
gung des Tastkolbens 7, 8 aufgrund der schrägen Bahn 9 an der Außenseite des
Kolbens 3. Damit ändert sich die Federkraft und der Steuerkolben 23 wird in seine
Neutralstellung geschoben, so dass sich der Stellkoben 3 nicht weiter bewegt. Nun
sind der hydraulische Signaldruck am Steueranschluss 26 und die Kraft der Regel
feder 14 im Gleichgewicht. Auf diese Weise ist eine äußerst präzise mechanische
Rückführeinrichtung einer Proportionalsteuerung realisiert, die nicht nur kon
struktiv äußerst einfach aufgebaut ist, sondern auch durch eine hohe Wirksamkeit
gekennzeichnet ist.
1
Axialkolbenpumpe
2
Ventilkonfiguration; Regelschieber
3
Kolben
4
Rückführeinrichtung
5
,
6
Regelventile
7
,
8
Tastelemente, bzw. Tastkolben
9
Bahn für Tastelemente
10
,
11
kegelstumpfförmige Tastabschnitte
12
Nullstellungsabschnitt
13
Vorsteuerventil
14
Regelfeder
15
Rückführhebel
16
Tank
17
Nullstellungseinrichtung
18
Nullstellungsfeder
19
,
20
Vorsteuerventile
21
Anlenkung Schrägscheibe
22
Tastkolben
23
Steuerkolben
24
Einstellfeder
25
Einstellschraube
26
Steueranschlüsse
Claims (10)
1. Steuerungseinrichtung für eine proportional verstellbare Hydraulikpumpe
(1) eines geschlossenen Hydraulikkreislaufs, insbesondere eine aus einer
Nullstellung in zwei Schwenkrichtungen verstellbare Axialkolbenpumpe,
mit einer elektrohydraulischen Ventilkonfiguration (2) zum beidseitigen
Ansteuern eines Kolbens (3) der Hydraulikpumpe (1) und mit einer Rück
führeinrichtung (4), welche mit dem Kolben (3) verbunden ist, und mittels
welcher die Schwenkwinkelstellung des Kolbens (3) als Steuersignal an
die Ventilkonfiguration (2) rückführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilkonfiguration (2) ein Ventil (5, 6) für jede Schwenkrichtung des
Kolbens (3) aufweist und dass die Rückführeinrichtung (4) aus zwei me
chanischen Tastelementen (7, 8) besteht, welche jeweils mit einem der
Ventile (5, 6) verbunden sind, und welche gleitend mit dem Kolben (3) so
in Eingriff stehen, dass bei Verlassen der Nullstellung, die Tastelemente
(7, 8) betätigt werden.
2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Tastelemente (7, 8) mit jeweils einer als schräge Fläche ausgebildeten
Bahn (9) an der Außenseite des Kolbens (3) in Eingriff stehen.
3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (3) an seiner Außenseite zwei kegelstumpfförmige Tast
abschnitte (10, 11) und einen dazwischenliegenden, geradlinig und parallel
zur Schwenkachse des Kolbens (3) verlaufenden Nullstellungsabschnitt
(12) aufweist.
4. Steuerungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Tastelemente (7, 8) mit einer Regelfeder
(14) gegen den Kolben (3) vorgespannt gehalten sind.
5. Steuerungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilkonfiguration (2) als einstufig elektro
hydraulische Proportionalverstellung ausgebildet ist.
6. Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Ventilkonfiguration (2) zweistufig ausgebildet ist
und eine Vorsteuerstufe aufweist.
7. Steuerungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ventilkonfiguration (2) zwei elektrisch betätigba
re Druckminderventile aufweist.
8. Steuerungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass für jedes Ventil (5, 6) ein separates Regelsystem
vorgesehen ist zum Einstellen des Regelbeginns der Rückführeinrichtung.
9. Verstellpumpe für einen hydrostatischen Antrieb mit einem Servosystem,
welche eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, die aus einer Nullstellung
in zwei Schwenkrichtungen mittels einer hydraulischen Ansteuerung
schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung
mit einer Rückführeinrichtung zur Rückführung eines Steuersignals ent
sprechend des Schwenkwinkels des Kolbens nach einem der Ansprüche 1
bis 8 vorgesehen ist.
10. Verstellpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rück
führung des Kolbens in seine Nullstellung eine Nullstellungsfeder im Innern
des Kolbens vorgesehen ist, wobei die Federkraft auf die erforderli
che Verstellkraft des Kolbens angepasst ist.
Priority Applications (3)
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Inventor name: GÖLLNER, WILHELM, 24539 NEUMÜNSTER, DE |
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