DE3227060A1

DE3227060A1 - Vorrichtung zum regeln eines stellgliedes, insbesondere zum regeln des hubwerkes eines schleppers, maehdreschers oder dgl.

Info

Publication number: DE3227060A1
Application number: DE19823227060
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 8770 Lohr-Wombach Kauß; Heinz 8772 Marktheidenfeld Schulte; Kurt 8770 Lohr Wittich
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1984-01-26

Description

"Vorrichtung zum Regeln eines Stellgliedes, insbesondere zum Regeln des
Hubwerkes eines Schleppers, Mähdreschers oder dgl." Zusatz zum Zusatzpatent ... (Zusatzpatentanmeldung P 31 06 086.2) zum Patent...(Patentanmeldung P 29 40 403.3).
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von der Vorrichtung nach dem Zusatzpatent die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher das Stellglied auch von anderer Stelle als von der Vorrichtung aus bedient werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Das Stromregelventil kann an anderer Stelle, insbesondere im Bereich des Hubwerkes angebracht werden, so daß dieses, zB. zum Anhängen eines Arbeitsgerätes an den Schlepper, in einfacher Weise eingestellt werden kann. Bei Verwendung des Stromregelventils braucht also der Fahrer des Schleppers, Mähdreschers usw. das Stellglied nicht vom Fahrersitz aus zu-betätigen, sondern kann dessen Betätigung auch vornehmen, wenn er neben dem Stellglied steht.
Da das Stromregelventil an anderer Stelle als die Vorrichtung zum Regeln des Steligliedes angebracht ist, hat dieses eine andere Temperatur als die ständig von Druckflüssigkeit durchflossene Vorrichtung. Bei Anwendung der Merkmale des Anspruches 2 wird von der Steuerpumpe geförderte Druckflüssigkeit auch durch das Stromregelventil hindurchgeführt.
Damit sich die Temperatur des Stromregelventiles an die Temperatur der zur Vorrichtung gehörenden Organe anpaßt, wird entsprechend den Merkmalen des Anspruches 3 das Stromregelventil von der von der Steuerpumpe geförderten Druckflüssigkeit durchflossen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist eine Vorrichtung zur Regelung des Hubwerkes eines Schleppers als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Schaltbild, Fig. 2 und 3 je ein Diagramm.
Ein als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildetes Stellglied 1 ist über eine Leitung 2 mit einem in beiden Richtungen durch Steuerdruck betätigbaren und als Proportionalventil wirkenden 3/3-Wegeventil 3 verbunden. An das Wegeventil 3 ist über eine Leitung 4 eine Pumpe angeschlossen, deren Saugleitung 6 bis zu einem Vorratsbehälter 7 reicht. Das Wegeventil 3 ist über eine Leitung 8 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden. Die Leitung 4 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 9 verbunden, dessen Auslaßseite an den Vorratsbehälter 7 angeschlossen ist. Die Teile 1 bis 9 bilden einen Arbeitskreis.
Das Wegeventil 3 hat zum Betätigen seines nicht dargestellten Schiebers beidseitig angeordnete Steuereinrichtungen 11 und 12, die bei Beaufschlagung durch ein Druckmittel (Flüssigkeit oder Gas) den Schieber entgegen der Wirkung einer der Steuerfedern 13 oder 14 in Richtung des in der jeweiligen Steuereinrichtung 11 bzw. 12 eingezeichneten Pfeiles 15, 15a zu verschieben suchen. Die beiden Steuer federn 13, 14 suchen bei nicht beaufschlagten Steuereinrichtungen 11, 12 den Schieber in seiner Mittenlage zu halten. An die Steuereinrichtung 11 ist eine Steuerleitung 16 und an die Steuereinrichtung 12 ist eine Steuerleitung 17 angeschlossen. Eine Steuerleitung 18 ist an die Druckseite einer Steuerpumpe 19 angeschlossen, deren Saugleitung 20 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist. Ein Druckbegrenzungsventil 18a ist mit der Steuerleitung 18 verbunden. An die Steuerleitung 18 ist über ein 2/2-Wegeventil 37 eine Steuerleitung 21 angeschlossen, die zu einer Stelldrossel 22 führt. Von dieser führt eine Steuerleitung 23 zu einer Stelldrossel 24, die über eine Leitung 25 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist. Die Steuerleitung 23 ist mit der Steuerleitung 17 verbunden.
Mit der Steuerleitung 16 sind über die Steuerleitung 26 zwei Stelldrosseln 27 und 28 verbunden, von denen jeweils die andere Seite der Stelldrossel 27 an den Vorratsbehälter 7 und der Stelldrossel 28 an die Steuerleitung 21 angeschlossen ist. Der Steuerkreis ist mit 29 bezeichnet.
Die Stelldrosseln 22 und 28 deren Stellglieder mittels eines mechanischen Gliedes 43 in gegenläufiger Weise miteinander verbunden sind, sind als Sollwertgeber ausgebildet und die Stelldrosseln 24 und 27 als mit dem bewegten Teil des Stellgliedes 1 mechanisch verbundene Regelgrößenaufnehmer (Istwertgeber). Die Steuereinrichtung 11 hat um im eingeregelten Zustand Gleichgewicht am Steuerschieber zu erreichen, vorzugsweise den Wirkquerschnitt der Steuereinrichtung 12.
Zwischen de Steuerleitungen 18 und 21 ist ein Schaltventil 37 eingeschaltet, mit dem die Verbindung zwischen der Steuerpumpe 19 und dem Steuerkreis 29 nach Belieben hergestellt oder getrennt werden kann.
Ein zweites Schaltventil 38 ist mit seinen drei Anschlußstellen mit je einer der Leitungen 16, 17 bzw. 21 verbunden. In der in der Zeichnung dargestellten Lage des Steuergliedes des Schaltventiles 38 sind die Leitungen 16, 17 und 21 durch das Steuerglied des Schaltventiles voneinander getrennt. In den beiden anderen Steuerlagen des Steuergliedes des zweiten Schaltventiles 38 ist die Leitung 21 entweder mit der Leitung 16 oder mit der Leitung 17 unmittelbar verbunden.
Das zweite Schaltventil 38 dient als Schnellschalter, mit dem eine rasche Betätigung des Stellgliedes 1 erzielbar ist. Hiermit kann eine der Steuereinrichtungen 11, 12 auf Steuerdruck geschaltet werden, wodurch dem Stellglied 1 sehr schnell Druckmittel zugeführt und dieses damit schnell betätigt wird. Der Zufluß von Druckmittel zu dem Steuerkreis 29 wird durch Schließen des Schaltventiles 37 unterbrochen, wenn das Stellglied 1 ausreichend betätigt, das heißt im Grenzfall der Arbeitskolben von dessen Arbeitszylinder ganz ein- oder ganz ausgefahren ist. Wenn das Steuerglied des Steuerventiles 38 wieder seine in der Zeichnung dargestellte Lage eingenommen hat, wird das Schaltventil 37 ebenfalls wieder in seine in der Zeichnung dargestellte Lage gebracht.
Ein Druckverhältnisventil 45, das nach Art eines 3/3-Proportionalventiles ausgebildet ist, hat zwei Steuereinrichtungen 47 und 48. Die Steuereinrichtung 47 hat eine kleinere Druckfläche als die Steuereinrichtung 48, wobei die Druckfläche der Steuereinrichtung 47 vorzugsweise halb so groß wie die Druck fläche der Steuereinrichtung 48 ist. Die Steuereinrichtung 47 ist an die Steuerleitung 21 angeschlossen, die auch zu einer Anschlußstelle des Druckverhältnisventiles 45 gefuhrt ist. Die zweite Steuereinrichtung 48 ist mit einer zweiten Anschlußstelle des Druckve.rhältnisventiles 45 sowie über eine einstellbare Drosselstelle 46 mit der Steuerleitung 16 verbunden.
Eire dritte Anschlußstelle des Druckverhältnisventiles ist über eine Leitung 49 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden. Bei offener Drossel 46 wirkt das Druckverhältnisventil 45 auf die Steuereinrichtung 11 des Wegeventiles 3, ohne daß die Drosseln 27, 28 zur Wirkung kommen. Jede Verstellung der Drosseln 27 und 28 wird durch das Druckverhältnisventil 45 ausgeglichen. Je stärker die einstellbare Drosselstelle 46 zu Wirkung kommt, desto geringer ist der Einfluß des Druckverhältnisventiles 45 auf die Steuereinrichtung 11.
Der Stelldrossel 22 ist ein Stromregelventil 50 mit veränderbarem Ausgangsstrom parallel geschaltet, bei dem eine einstellbare Drosselstelle 51 einer Druckwaage 52 nachgeschaltet ist. Der Einlaß der Druckwaage 52 ist an die Steuerleitung 21 angeschlossen und der Auslaß der Drosselstelle 51 ist über eine Leitung 53 mit der Leitung 23 verbunden. Das Stromregelventil 50 ist in einem besonderen Gehäuse 54 untergebracht, das im Bereich des Stellgliedes 1 angeordnet ist, so daß dieses entfernt von den nebeneinander angeordneten Betätigungsstellen der Stelldrosseln 22, 24, 27, 28 und 46 betätigt werden kann. Damit das das Stromregelventil 50 durchfließende Druckmittel etwa die gleiche Temperatur und damit die gleiche Viskosität wie das die Steuervorrichtung 29 durchfließende Druckmittel aufweist, wird entweder dessen Gehäuse 54 von der Leitung 21 durchflossen oder der Durchfluß von Druckmittel durch das Stromregelventil 50 kann nicht vollständig unterbunden werden. Beide Möglichkeiten können auch zusammen angewandt werden. Damit ständig Druckmittel durch das Stromregelventil 50 hindurchfließt, ist ein Anschlag vorgesehen, der das in seinem Durchflußquerschni t t veränderbare Stromregelventil am Schließen dieses Durchflußquerschnittes hindert. Damit das Gehäuse 54 von dem in der Steuerleitung 21 geförderten Druckmittel durchflossen wird, ist im Gehäuse ein Durchflußkanal vorgesehen, der auf der einen Seite an die Druckseite der Steuerpumpe 19 und auf der anderen Seite an den Ausgang der zum Strom regelventil 50 parallel geschalteten Stelldrossel 22 anschließbar ist.
In Fig. 2 ist das durch das Wegeventil 3 hindurchströmende und von der Pumpe 5 geförderte Volumen V in der Zeiteinheit abhängig von dem auf die Steuereinrichtungen 11, 12 wirkenden Differenzdruck dp eingezeichnet.
Wenn sich der Schieber des Wegeventiles 3 in Mittelstellung befindet, so muß der Differenzdruck dpmin aufgebracht werden, damit der Schieber seinen neutralen Bereich verläßt und Druckmittel gerade beginnt durch das Wegeventil 3 hindurchzuströmen.
In Fig. 3 ist die Querschnittsfläche S einer Drossel abhängig von dem vor der Drossel herrschenden Druck p bei konstantem Förderdruck pmax der Steuerpumpe 19 und einer dieser Drossel vorgeschalteten Drossel dargestellt. Der verstellbare Querschnitt der Stelldrosseln 22 und 24 wird wie folgt gewählt: In der Mitte des im wesentlichen geraden Bereiches der in Fig. 3 dargestellten Kurve wird festgestellt, wie groß die Verminderung der Querschnittsflächen dS der Drossel sein muß, um zwischen den Steuereinrichtungen 11, 12 die Druckabweichung dpmin in positivem oder negativem Sinn zu erzeugen.
Die Genauigkeit mit der der Schieber des Wegeventils 3 auf eine Querschnittsänderung einer oder beider der Stelldrosseln 22, 24 ansprechen muß, hängt von der in Prozent ausgedrückten Genauigkeit G ab. Das Produkt aus dieser Genauigkeit und einem Genauigkeitsfaktor F, mit dem dS multipluziert werden muß, um den für die Steuerung erforderlichen größten Durchflußquerschnitt der Drosseln zu erhalten, beträgt 100, das heißt bei einer Genauigkeit von 2 % beträgt der Genauigkeitsfaktor F gleich 50. Die maximal verstellbare Querschnittsfläche der Drossel 22 ergibt sich aus der Summe des für die Steuerung erforderlichen größten Durchflußquerschnittes (F x dS) und eines jeder Stelldrossel eigenen minimalen Durchflußquerschnittes.
Durch das Hintereinanderschalten der beiden Stelldrosseln 22, 24 ergibt sich praktisch eine Proportionalität der Strömungsmenge zur Regelgröße (jeweils im eingeregelten Zustand), wobei sich in der Leitung 23 immer der gleiche Druck einstellt.
Die Regelgröße kann auch als Istwert und die Führungsgröße als Sollwert bezeichnet werden. Bei der praktischen Ausbildung des Ausführungsbeispieles beeinflussen die Stelldrosseln 22, 24, die Hublage des Hubwerkes eines Schleppers, wogegen die Stelldrosseln 27 und 28 dessen Zugkraft beeinflussen.
Leerseite

Claims

Ansprüche Vorrichtung zum Regeln eines Stellgliedes (1) abhängig von Regelgröße und Führungsgröße, insbesondere zum Regeln eines einem Schlepper, einer Dreschmaschine oder dgl. zugehörigen Hubwerkes, mit einem Arbeitskreis (10), der ein in zwei Richtungen druckbetätigbares Wegeventil (3) aufweist, mit einem zum Betätigen des Wegeventils dienenden, mit einer Druckmittelquelle (19) verbunden Steuerkreis (29), der an die beiden Steuereinrichtungen (11, 12) des Wegeventiles angeschlossen ist und zwei verstellbare, an die Anschlußstelle des Steuerkreises an eine der beiden Steuereinrichtungen ary0schlossene Drosseln (22, 24) aufweist, von denen die erste Drossel (24) noch an einen Vorratsbehälter (7) und die zweite Drossel (22) noch an die Druckmittelquelle (19) angeschlossen ist, wobei die beiden hintereinander geschalteten Drosseln jeweils den gleichen maximalen Durchflußquerschnitt aufweisen und in gleicher Weise verstellbar sind, wobei der maximale Durchflußquerschnitt durch die beiden Drosseln in der Weise gewählt wird, daß zu einem vorbestimmten Mindestverstelldruck (dpmin), auf den der Schieber des Wegeventils (3) erst anspricht, aus einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt eines die Abhängigkeit des Druckes von dem Querschnitt der Drossel zeigenden Diagramms (Fig. 3) die minimal notwendige Querschnittsänderung der Drossel entnommen und mit einem vorgesehenen Genauigkeitsfaktor (F) multipliziert wird, der sich aus dem Quotienten aus der Zahl 100 und der gewünschten in Prozent ausgedrückten Genauigkeit (G) ergibt, wozu noch der für eine Drossel erforderliche Minimalquerschnitt addiert wird, wobei zwischen der Druckmittelquelle und der anderen Steuereinrichtung (11) sowie zwischen dieser Steuereinrichtung und dem Vorratsbehälter (7) je eine verstellbare Drossel (27, 28) angeordnet ist, wobei diese beiden hintereinander geschalteten Drosseln jeweils den gleichen Durchflußquerschnitt aufweisen und in gleicher Weise verstellbar sind und wobei der maximale Durchflußquerschnitt der dritten und der vierten Drossel in gleicher Weise wie der Durchflußquerschnitt der ersten und der zweiten Drossel gewählt wird nach Zusatzpatent...(-Zusatzpatentanmeldung P 31 06 086.2) zum Patent... (Patentanmeldung P 29 40 403.3), dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden im Steuerkreis vorhandenen und an je eine der beiden Steuereinrichtungen angeschlossenen Drosseln (22) ein Stromregelventil (50) parallel geschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß ein Anschlag vorgesehen ist, der das in seinem Durchflußquerschnitt veränderbare Stromregelventil am Schließen dieses Durchflußquerschnittes hindert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h -nest, daß im Gehäuse des Stromregelventiles ein Durchflußkanal vorgesehen ist, der auf der einen Seite an die Druckseite einer Steuerpumpe und auf der anderen Seite an den Ausgang der zum Stromregelventil (50) parallel geschalteten Drossel (22) anschließbar ist.