DE2305825A1

DE2305825A1 - Einrichtung zur einstellung der schwenkstellung einer hydrostatischen pumpe

Info

Publication number: DE2305825A1
Application number: DE19732305825
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Ing Nikolaus
Original assignee: Brueninghaus Hydraulik GmbH
Current assignee: Brueninghaus Hydraulik GmbH
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1974-08-15
Also published as: DE2305825B2

Description

Einrichtung zur Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe mit einem doppelt wirkenden, über ein Seuerventil mit Druck beaufschlagbaren Zylinder als Verstellorgan, dessen Kolben durch eine Rückholfeder in Mittelstellung gehalten wird, und mit einer das Steuerventil steuernden Regeleinrichtung, zu der die zeitliche Ableitung der Regelgröße rückgeführt wird.
Es ist bekannt, daß in Regelkreisen hydrostatischer Antriebe häufig auf Instabilitäten der Regelung zurückzuführende Schwierigkeiten auftreten, die die Funktion einer geregelten Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe häufig infrage stellen. Man versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermindern, daß die Regelung in eine Grob- und Feinregelung mit unterschiedlicher Gewichtung der Regelanteile aufgeteilt wurde oder die zeitliche Änderung der Regelgröße zusätzlich rückgeführt wurde, die von einem eingebauten Meßfühler erfaßt wurde. Weitere Verbesserungen der Stabilität der Regelung konnten durch die zusätzliche Rückführung der zweiten zeitlichen Ableitung der Regelgröße erzielt werden. Diese Rückführung der ersten und zweiten zeitlichen Ableitung der Regelgröße erforderte neben dem Meßfühler für die Regelgröße zusätzliche Meßfühler.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe zu schaffen, bei der mit im Vergleich zu bekannten Einrichtungen geringerem gerätetechnischen Aufwand zur Verbesserung der Stabilität der Regelung die erste und zweite zeitliche Ableitung der Regelgröße erfaßt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung zur Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe mit einem doppelt wirkenden, über ein Steuerventil mit Druck beaufschlagbaren Zylinder als Verstellorgan, dessen Kolben durch eine Rückholfeder in Mittelstellung gehalten wird, und mit einer das Steuerventil steuernden Regeleinrichtung, zu der die zeitliche Ableitung der Regelgröße rückgeführt wird, dadurch gelöst, daß in einer der beiden zu dem Zylinder führenden Steuerleitungen eine Drossel liegt und zur Aufnahme der Regelgröße und der ersten und zweiten Ableitung der Regelgröße an den beiden Steuerleitungen des Zylinders ein Differenzdruckmesser liegt.
Mit einem einzigen Meßwert wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Summe der drei den Differenzdruck bestimmenden Größen, nämlich der Regelgröße X, der ersten und zweiten Ableitung # und # der Regelgröße. Der Differenzdruckanteil b p1 ist proportional der Pumpenschwenkstellung ( 4 p1 K1 . x), weil der Stellweg des Kolbens und damit auch die Pumpenschwenkstellung, proportional der Spannung der Rückholfeder des Zylinders ist. Der Differenzdruckanteil d, P2, der bei der Stellbewegung an der Drosselblende abfällt, ist proportional dem Quadrat der Stellgeschwindigkeit ( P2 = K2 . . IxD. Der dritte Differenzdruckanteil ist proportional dem Beschleunigungsdruck, der bei einer Änderung der Stellgeschwindigkeit % aufzubringen ist (#p3 = K3.X).
Vorzugsweise besteht der Differenzdruckmesser aus zwei in Differenz geschalteten Drucksufnehmern.
Um die Regelung weiter zu beruhigen, können im Signalfluß der Stellgröße Verzögerungsglieder liegen.
Im folgenden wird Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Ein Hydromotor 1 mit konstanter Schluckmenge je Ümdrehung und zwei Strömungerichtungen wird im geschlossenen Kreislauf von einer Hydropumpe 2 mit verstellbarer Fördermenge und zwei Förderrichtungen gespeist. Zur Verstellung der Fördermenge der Hydropumpe 2 ist ein doppelt wirkender Zylinder 3 mit einseitiger Kolbenstange 4 und eingebauten Rückholfedern 5, 6 für die Hullstellung des Kolbens 7 vorgesehen. der Zylinder 3 wird über ein 4/3 Wegeventil 8 mit Rückführung des Ventile in Mittellage durch Federkraft und mit elektromagnetischer Betätigung von einer Steuerpumpe 9 mit Druck beaufschlagt. Zwischen dem Wegeventil 8 und der Steuerpumpe 9 ist ein Druckbegrenzungsventil 10 angeschlossen In einer der beiden zu dem Zylinder 3 führenden Steuerleitungen 11, 12 liegt eine konstante Drossel 13. An den Steuerleitungen 11, 12 ist jeweils ein elektrischer Druckaufnehmer 14, 15 angeschlossen, wobei der Druckaufnehmer 14 zwischen der Drossel 13 und dem Wegeventil 8 angeschlosse- ist.
Die Ausgangsleitungen 16, 17 sind über eine Additionastelle, in der die Differens der beiden ankommenden Signale Xe1 und Xe2 gebildet wird mit einer Regeleinrichtung 19 verbunden Neben der Regelgröße X = Xe1 - Xe2 wird der Regeleinrichtung 19 die Führungsgröße W sugeführt. Die Stellgröße Y der Regeleinrichtung 19 wird in einer Steuerschaltung 20 in zwei abgewandelte Stellgrößen Y+ und Y++ transformiert, die elektromagnetische Betätigungsorgane 21, 22, z.B. Oleichstrom-Regelmagnete, des 4/3 Wegeventils 8 steuern. Als Steureinrichtung 20 kann die in der deutschen Patentanmeldung "Hydraulisches Wegeventil mit stotiger Stellfunktion" der Anmelderin vom 1. Februar 1973 beschriebene Steuereinrichtung verwendet werden. zwischen der Regeleinrichtung 19 und der Steuereinrichtung 20 oder zwischen der Steuereinrichtung 20 und den elektromagnetischen Betätigungsorganen 21, 22 können Zeitversögerungsglieder (RC-Glieder) eingeschaltet werden.
Die beidon elektrischen Druckaufnehmer 14, 15 liefern zuzammen mit der Additionsstelle 18 das Signal S als Regelgröße X, das der Gleichung genügt S = K1.X/K2.#.|#| + K3.# In dieser Gleichung entspricht der Differenzdruckanteil #P1 = K1 - X der Druckdifferenz #p am Zylinder 1 im stationären Zustand, die direkt proportional der Federvorspannung und damit der Pumpenschwenkstellung ist. Der Differenzdruckanteil #P2 = K2 . # . |#| entspricht dem Druckabfall an der Drossel 13 während der Stellbewegung.
Der Differenzdruckanteil #P3 = K3 . # entspricht dem Beschleunigungsdruck, der sich bein Ändern der Stellbewegung ergibt.
Durch konstruktive Naßnahnen (Querschnitt der Drossel 13, Querschnitt des Zylinders 1, Federkennlinie der Rüekholfedern 5, 6) können die Faktoren K1, K2, K3 aufeinander abgestimmt werden, so daß die Gleichnung ergibt S = K (X+# . |#| + #).
Durch Einschaltung von RC-Gliedern in den Signalfluß kann die Zeitkonstante der Signaländerung noch variiert werden S = K (1 - e-RCt) (X + # . |#| + #) Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein einziges Signal S für die Regelgröße X als Istwertgebersignal mit integrierter zweifacher dynamischer Rückführung (X, X, X) für eine Druck-, Leistungs- und Drenzahlregelung der Hydropumpe 2 bzw. des von der Hydropumpe 2 angetriebenen Hydromotors 1 verarbeitet. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird aus diesem Grunde die Stabilität der Regelung wesentlich verbessert, ohne daß weitere Signale aus dem Regelkreis rückgeführt werden müssen.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Einstellung der Schwenkstellung einer hydrostatischen Pumpe mit einem doppelt wirkenden, über ein Steurventil mit Druck beaufeschlagbaren Zylinder als Verstellorgan, dessen Kolben durch eine Rückolfeder in mittelstellung gehalten wird, und mit einer das Steuerventil steuernden Regeleinrichtung, zu die zeitliche Ableitung der Regelgröße rückgeführt wird, dadurch gekennzeicnnet, daß in einer der beiden zu dem zylinder (3) führenden Steuerleitungen (11, 129 eine drossel (13) liegt und daß zur Aufnahme der Regelgröße (X) und der ersten und zweiten Ableitung (X und X) der Regelgröße (X) an de beiden Steuerleitungen (11, 12) des Zylinders (3) ein Differenzdrucknesser (14, 15, 18) liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekbennzeichnet, daß der Differenzdruckmesser aus zwei in differenz geschalten Druckaufnehmern (21, 22) besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalflußweg der Stellgröße (Y) Verzögerungsglieder (RC - Glieder) liegen.