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Regeleinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung, vorzugsweise einen Leistungsregler
gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art ist das von dem Hebel
betätigte Steuerventil im Gehäuse des Reglers angeordnet (DE-OS 2 003 774). Das
hat die Folge, daß der Abstand zwischen dem Punkts an dem das Betätigungsglied des
Steuerventiles an dem Hebel anliegt und dem Schwenkpunkt des Hebels sich bei Verschieben
des Stellkolbens verändert und sich folglich auch der Hub und die Ansprechempfindlichkeit
des Steuerventiles abhängig von der Lage des Stellkolbens ändert. Weiterhin muß
bei dieser Anordnung der Hebel und bzw. oder das Steuerventil derart justiert werden,
daß bei Neutralstellung des Steuerventiles die Abtastkante des Hebels genau parallel
zur
Bewegungsrichtung des Stellkolbens liegt. Darüber hinaus ist
zum Herstellen der Verbindungskanäle zu dem Steuerventil im Gehäuse relativ viel
Aufwand erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bei jeder Lage des
Stellkolbens gleichmäßig befriedigend arbeitenden Regler mit geringem Herstellaufwand
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Dabei greift die von dem Steuerdruckmesskolben erzeugte druckabhängige
Kraft an dem Hebel in einem dem durch den Stellkolben eingestellten Hubvolumen der
Pumpe bzw. der Maschinen des hydrostatischen Getriebes proportionalen Abstand von
der Drehachse des Hebels an. Die Anordnung soll so getroffen sein, daß die Drehachse
des Hebels auf der Wirklinie der vom Steuerdruckmesskolben auf den Hebel ausgeübten
Kraft liegt, wenn der Stellkolben die Lage nimmt, die der Nullstellung der durch
den Stellkolben verstellten hydrostatischen Kolbenpumpe bzw. des Getriebes entspricht.
Das vorzugsweise als Feder gestaltete nachgiebige St-Utzorgan des. Hebels muß ein
konStantes Gegendrehmoment in den Hebel einleiten, welches der vom Getriebe übertragenen
Leistung bzw. der von der Pumpe aufgenommenen Leistung proportional ist. Das Steuerventil
im Stellkolben selbst
anzuordnen, ist an sich bekannt (beispielsweise
durch die DE-AS 1 267 092) jedoch nur in Zusammerihang und Zusammenwirken mit anderen
Hebelsystemen. In den Unteransprüchen sind durch die Erfindung ermöglichte zweckmäßige
Weiterausgestaltungen derselben angegeben. Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ermöglicht,den
Regler abhängig zu machen von den Förderdrücken in mehreren hydrostatischen Kreisläufen,
beispielsweise den Förderleitungen mehrerer hydrostatischer Pumpen, so daß sich
eine Summenleistungsregelung ergibt.
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Jede Pumpe ist dann mit einem gleichen Regler ausgestattet und sellt
sich selbsttätig gleich ein und zwar jeweils abhängig von der Summe der Leistungen
der verschiedenen Pumpen, so daß mehrere Pumpen zusammen immer eine konstante Leistung
aufnehmen.
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Als nachgiebiges Stützorgan für den Hebel muß nicht eine Feder vorgesehen
sein sondern es kann auch ein druckbeaufschlagter Kolben vorgesehen sein, wobei
sich der Druck abhängig von der Kolbenlage verändert, damit sich eine entsprechende
Charakteristik derStutang ergibt. Das ermöglicht aber gleichzeitig eine Fernsteuerung,
in dem der Druck von außen variiert wird. Besonders zweckmäßig ist eine Kombination,
bei der die Feder gegen einen druckbeaufschlagten Kolben abgestützt ist, do daß
durch die Feder die Federcharakteristik
erzielt wird und durch den
Kolben eine Fernsteuerung erzielt werden kann.
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Ist das nachgiebige Stützorgan durch eine Feder gebildet, so kann
diese auch einstellbar sein oder es können auch mehrere zueinander parallel geschaltete
Federn vorgesehen sein, von denen einzeine einstellbar sind. Die Parallelschaltung
mehrerer Federn hat den Vorteil, daß unter Umständen mehrere Federn im Stellkolben
besser untergebracht werden können.
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Die Ausgestaltung gemäß der Erfindung ermöglicht in besonders günstiger
Weise die Kombination mit einem sogenannten Druck abschneider, hei dem bei Erreichen
eines vorbestimmten Grenzdruckes der Raum vor der Stirnfläche des Sellkolbens, bei
dessen Beaufschlagung der Stellkolben in Richtung auf die Nullhublage fährt, derart
beaufschlagt wird, daß der Stellkolben in die Nullhublage fährt. Bei einem Differentialkolben
ist das der große Druckraum. Dabei muß dann aber berücksichtigt werden, daß auch
das Steuerventil durch den Druckabschneider gleichzeitig entsprechend mit beeinflußt
werden muß, damit nicht der über das Druckabschneidergrenzdruckventil in den genannten
Druckraum geführte Druck über das Steuerventil sofort wieder abgelassen wird.
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In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Figur 1 zeigt als teils im Schnitt gezeichnetes Schaltschema eine
einfache Ausgestaltungsform des Reglers.
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Figur 2 zeigt eine Ausgestaltungsform als Summenregler mit einstellbarer
Feder und Figur 3 zeigt eine technische Ausgestaltung hierzu und Figur 4 zeigt eine
ähnliche Ausgestaltung wie Figur 3, jedoch mit einer anderen Ausgestaltung der Feder.
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In dem Gehäuseteil 1 bildet die Bohrung 2 einen Zylinder großen Durchmessers,
der koaxial ist zu dem Zylinder 3 kleineren Durchmessers in dem Gehäuseteil 4. Die
beiden Ghhäuseteile 1 und 4 sind Teile eines gemeinsamen, insgesamt in der Zeichnung
nicht mehr dargestellten Gehäuses. In dem Gehäuseteil 1 ist eine weitere Bohrung
5 angeordnet, die einen Zylinder bildet, in der ein Steuerdruckmesskolben 6 verschiebbar
ist.
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In den Bohrungen 2 und 3 ist ein Stellkolben 7 verschiebbar, der mit
seinem in der Zeichnung rechten Teil in dem durch die Bohrung 3 gebildeten Zylinder
dichtend gerührt ist, und der in seinem in der Zeichnung linken Bereich eine Kolbenplatte
8 aufweist, die in dem durch die Bohrung 2 gebildeten Zylinder dichtend geführt
ist. Der Stellkolben 7 ist mit einem Stellhebel 9 fest verbunden, der seinerseits
mit dem Stellglied einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten einstellbaren
Kolbenpumpe verbunden ist. Insbesondere kann der Hebel 9 mittels eines Kugelkopfes
in den Schwenkschlitten einer Schwenkschlittenpumpe eingreifen.
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In dem Gehäuse 1, 4 ist ein Kanal 10 vorgesehen, der einerseits in
den Zylinder 3 mündet, andererseits in den Zylinder 5 mündet und übereinen Kanal
11 mit der (jeweiligen) Förderleitung der Pumpe verbunden ist. Der Innenraum des
Gehäuses, in dem sich der Hebel 9 bewegt, ist mit einem drucklosen Ablauf zu einem
Behälter verbunden.
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An dem Stellkolben 7 ist mittels eines Gelenkes 13,dessen Achse tangential
zur Achse des Stellkolbens 7 angeordnet ist, ein Hebel 12 gelagert, der sich an
seinem freien Ende gegen eine Feder 14 abstützt. Durch den die Feder 14 durchkreuzenden
Pfeil ist angedeutet, daß die Feder 14 einstellbar sein kann.
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Der Steuerdruckmesskolben 6 ist mittels einer Stützrolle 15 gegen
die Abtastfläche 16 des Hebels 12 abgestützt. Mit seiner gegenüberliegenaen Seite
liegt der Hebel 16 gegen einen Taststift 17 an, der mit einem Steuerschieber 18
des Steuerventiles verbunden ist, Dieser Steuerschieber 18 ist in einer Bohrung
19 verschiebbar. In die Bohrung 19 mündet einerseits eine Bohrung 20 und andererseits
eine Bohrung 21, wobei die Bohrung 20 den Raum im Zylinder 3 mit der Bohrung 19
verbindet und die Bohrung 21 den Raum vor der Kolbenfläche 8 im Zylinder 2 mit de4Bohrung
19 verbindet.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Beginn des Betriebes ist der Kanal
11 und damit der Kanal 10 mit einem minimalen Druck beaufschlagt. Folglich übt der
Steuerdruckmesskolben 16 nur eine minimale Kraft auf den Hebel 12 aus, so daß dieser
von der Kraft der Feder 14 nach in der Zeichnung oben gedeckt wird2 Dabei nimmt
der Hebel 12 (infolge der Wirkung einer in der Zeichnung nicht :nehr dargestellten
Feder oder infolge einer gelankigen Verbindung zwischen Taststift 17 und Hebel 12)
den Steuerschieber 18 mit nach oben, so daß die Unterkante des Steuerschiebers 18
die Bohrung 21 mit der Bohrung 19 verbindet. Da in der Leitung 10 schon ein gewisser
Druck ansteht, wird durch diesen der Steuerkolben 7 nach in der Zeichnung linkes
gedrückt, wobei die Flüssigkeit vor der Stirnfläche
des Kolbens
8 durch die Leitung 21 in die Bohrung 9 verdrängt.wird und von dieser in den Innenraum
des Gehäuses abfließt. Der untere Bund des Steuerschiebers 18 schließt gleichzeitig
die Bohrung 20 ab, so daß sich im Zylinder 3 ein Druck aufbauen kann, unter dessen
Wirkung der Stellkolben 7 nach in der Zeichnung links wandert, bis er seine Endlage
erreicht hat, in der die mit dem Hebel 9 verbundene Pumpe ihre Einstellage größten
Hubvolumens pro Umdrehung erreicht hat. Steigt nun der Druck im Kanal 11 und damit
im Kanal 10 an, so drückt der Steuerdruckmesskolben 6 mit einer größeren Kraft auf
den Hebel 12, so daß dieser gegen die Kraft der Feder 14 zurückgedschwenkt wird,
bis der Steuerschieber 18 en die Bohrung 20 bis 21 miteinander verbindet, so daß
der Druck aus dem Zylinder 3 in den Zylinder 2 vor dem Kolben 8 geführt wird. Da
der Kolben 8 eine größere Stirnfläche hat als der Stellkolben 7 im Zylinder 3,hin
das die Folge, daß der Stellkolben nach in der Zeichnung rechts wandert. Dabei nimmt
der Stellkolben 7 den Hebel 12 mit, so daß der Abstand zwischen der Kraftwirkunslinie
des Steuerdruckmesskplbens 6 und der Gelenkachse 13 kleiner wird1 während der Abstand
der Wirkungslinie der Kraft der Feder 14 von der Gelenkachse 13 gleich bleibt, so
daß bei einer gewissen Lage die Kraft der Feder 14 ausreicht, den Steuerdruckmesskolben
6 zurückzudrücken, so daß der «euerschieber 18 mit seinem unteren Bund die Bohrungen
20
und 21 abschließt. In der dann erreichten Lage wird der Stellkolben 7 festgehalten,
da der Raum im Zylinder 2 vor dem Kolben 8 abgeschlossen ist. Steigt nunmehr der
Druck weiter wird wiederum gegen die Kraft der Feder 14 der Hebel 12 zurückgedrückt
und verschiebt den Steuerschieber 18 wiederum derart, daß dieser die Bohrungen 20
und 21 miteinander verbindet, bis der Stellkolben 17 die Lage erreicht hat, die
der Lage kleinsten Hubvolumens der Pumpe entspricht, vorzugsweise der Nullhublage.
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Bei der in Figur 2 dargestellten Einrichtung entsprechen die Teile
1 bis 4, 8, 12, 13, 17, 20 und 21 den in Figur 1 dargestellten und mit den gleichen
Bezugszeichen versehenen Teilen. Anstelle der Feder 14 ist eine Feder 24 vorgesehen,
die gegen einen Federteller 25 anliegt, dessen Lage gegenüber dem Hebel 12 mittels
einer Stellschraube 26 einstellbar ist.
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Darüber hinaus ist noch eine zweite Feder 27 vorgesehen, die in der
als Sackbohrung ausgebildeten Bohrung 29-abgestützt ist und andererseits gegen den
Steuerschieber 28 drückt, durch den wahlweise entweder die Bohrungen 20 und 21 abgesperrt
sind oder die Bohrung 20 mit der Bohrung 21 verbunden ist oder die Bohrung 21 mit
der Bohrung 30 verbunden ist, durch die das Druckmittel aus dem Raum vor der Stirnfläche
des Kolbens 8 in dem Zylinder 2 in den Innenraum des Gehäuses abfließen kann.
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Gegen die Fläche 16 des Hebels 12 liegt ein Druckkörper 31 an, der
in einer Bohrung 32 geführt ist, so daß durch die Reibung an der Fläche 16 entstehende
Seitenkräfte mit geringer Reibung in der Bohrung 32 aufgenommen werden und der Druckkörper
31 sich nur in Richtung der Achse der Bohrung 32 verschieben kann. In dem Gehäuseteil
33 sind zwei zueinander parallele Bohrungen 34 und 35 vorgesehen, wobei in der Bohrung
34 ein Kolben 36 verschiebbar ist und in der Bohrung 35 ein Kolben 37 verschiebbar
ist. Die Bohrung 35 ist mit einer Leitung 38 verbunden, die einerseits in den Zylinderrawn
3 führt und die andererseits an eine Leitung 39 angeschlossen ist, die ihrerseits
an die Förderleitung der Pumpe angeschlossen ist, deren Stellglied mit dem Stellkolben
7 verbunden ist. Die Bohrung 34 ist an die Leitung 40 angeschlossen, die ihrerseits
an die Förderleitung einer zweiten Pumpe angeschlossen ist, die mit einer eben solchen
Regeleinrichtung versehen ist.
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Auf den Druckkörper 31 wirkt somit die Summe der Kräfte, die von dem
Kolben 36 und 37 erzeugt wird. Damit die Regeleinrichtung auch dann funktionsfähig
bleibt, wenn die mit dem Zylinder 3 verbundene Förderdruckleitung drucklos ist,
kann gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ein in der Zeichnung nicht mehr
dargestelltes Umschaltventil vorgesehen
sein, durch das der Zylinder
3 auf jeden Fall mit einer Druck führenden Förderdruckleitung verbunden ist.
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An den Zylinderraum 2 ist noch eine Ablaßleitung 45 angeschlossen,
in der eine enge Drosselstelle angeordnet ist.
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Damit bei Zurückweichen des Hebels 14 unter der Kraft der Feder 14
der Steuerschieber 28 Druckmittel aus dem Zylinderraum 2 ablassen kann, ist im Stellkolben
7 eine Ablaßbohrung 30 vorgesehen, Die beiden zuletzt genannten Maßnahmen sind nicht
beide gleichzeitig erforderlich, jede für sich genügt.
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Die in Figur 3 aufgeführte Ausgestaltungsform entspricht weitgehend
der in Figur 2 dargestellten Ausgestaltungsform, wobei das Teil mit dem Bezugszeichen
101 weitgehend dem Teil mit dem Bezugs zeichen 1 in Figur 2 entspricht und sofort
alle Teile en mit den Bezugszeichen zwischen 101 und 140 den Teil mit einem entsprechenden
um 100 kleineren Bezugszeichen in Figur 2 entsprechen. Jedoch ist hier der Druckkörper
131 als Kolben ausgestaltet, der in dem Zylinder 132 verschiebbar ist, der durch
die Bohrung 134 mit dem in dem Ringraum 141 herrschenden Druck einer zweiten Pumpe
verbunden ist.
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Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform
gemäß Figur 3 im wesentlichen nur durch die Ausgestaltung der Feder 150 und deren
Lagerung
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