DE3541998A1 - Steuereinrichtung fuer mehrere mechanisch gekuppelte hydrostatische maschinen mit veraenderlichem volumen in einem antriebssystem mit eingepraegtem druck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für mehrere mechanisch gekuppelte hydrostatische Maschinen mit veränderlichem Volumen in einem Antriebssystem mit eingeprägtem Druck.

Beim Einsatz von Sekundäreinheiten zum Antrieb von Maschinen werden häufig mehrere Einheiten mechanisch gekoppelt. Der Vorteil ist, daß die kleineren Arbeits­ maschinen leichter in der Anlage zu installieren sind, oder die Kräfte, wie bei Radfahrzeugen, leichter zu übertragen sind.

Immer sind die Motoren mechanisch verbunden. Das kann form- oder kraftschlüssig erfolgen.

Häufig ändert sich die Belastung der Sekundäreinhei­ ten in einem großen Bereich.

Bei geringerer Belastung und deshalb kleinem Schwenk­ winkel der Sekundäreinheiten verschlechtert sich die Regelbarkeit und es kommt zum unruhigen Lauf. Der Wirkungsgrad verschlechtert sich ebenfalls.

Ein Verringern des Betriebsdruckes ist nicht zweck­ mäßig, da dies nur im Verhältnis von ca. 1 : 2 bis 1 : 3 möglich ist. Außerdem werden dabei weitere Verbraucher beeinflußt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Regel­ barkeit zu verbessern und den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angeführten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß sind somit nur soviele Maschinen akti­ viert, wie tatsächlich benötigt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Steuereinrichtung für ein Antriebssystem mit zwei mechanisch gekuppelten Antrieben mit eingeprägtem Druck schematisch dargestellt ist.

Über eine nicht dargestellte Primäreinheit wird ein­ geprägter Druck auf das Leistungssystem 1 gegeben, an dem ein hydraulischer Speicher 2 und die Sekundärein­ heiten 3 und 4 angeschlossen sind.

Die Sekundäreinheiten 3 und 4 sind hydrostatische Ma­ schinen, insbesondere Axialkolbenmaschinen mit ver­ änderlichem Schluck- bzw. Fördervolumen. Die Einstel­ lung des Volumens der Sekundäreinheiten 3 und 4 er­ folgt durch Stellzylinder 5 und 6, deren Zylinder­ räume über Ansteuergeräte 7 und 8 mit einer Druckmittel­ quelle oder mit einem Tank verbindbar sind.

DieAnsteuergeräte 7 und 8 werden vom Ausgangssignal eines Drehzahlreglers 9 angesteuert, dem der Istwert der Drehzahl von einer mit der Einheit 3 gekuppelten Tachometermaschine 18 sowie der entsprechend ein­ stellbare Sollwert für die Drehzahl zugeführt werden.

Wie bei 19 angedeutet sind beide Sekundäreinheiten 3 und 4 mechanisch in irgendeiner Weise miteinander verbunden.

Der Schwenkwinkel der Sekundäreinheiten 3 und 4 stellt sich entsprechend dem Drehzahlregler 9 und der Bela­ stung ein. Die Verstellvorrichtung der Sekundäreinheit 3 betätigt ein Potentiometer 20, dessen Abgriffsspan­ nung auf der Leitung 21 einem ersten Schaltverstärker 16 zugeführt wird, in dem der Meßwert für den Schwenk­ winkel der Sekundäreinheit 3 mit einem oberen Schalt­ punkt verglichen wird, der an einem Potentiometer 17 beispielsweise auf 80% des maximalen Volumens der Se­ kundäreinheit 3 einstellbar ist. Ferner wird die Ab­ griffsspannung des Potentiometers 20 einem zweiten Schaltverstärker 10 zugeführt, in dem der Vergleich mit dem unteren Schaltpunkt durchgeführt wird, der beispielsweise 20% des maximalen Volumens der Sekun­ däreinheit 3 beträgt und an einem Potentiometer 11 einstellbar ist.

Der Ausgang des Schaltverstärkers 16 ist über eine Lei­ tung 22 mit dem Rücksetzeingang R des zweiten Schalt­ verstärkers 10 verbunden. Mit dem Ausgangssignal des zweiten Schaltverstärkers 10 wird eine Umschaltein­ richtung 12 angesteuert, die in einer vom Drehzahl­ regler 9 zum Ansteuergerät 8 der Sekundäreinheit 4 führenden Leitung 24/23 angeordnet ist, während das Ansteuergerät 7 der Sekundäreinheit 3 über die Lei­ tung 24 unmittelbar mit dem Drehzahlregler 9 verbun­ den ist.

In der Leitung 24/23 ist ferner zwischen der Umschalt­ einrichtung 12 und dem Ansteuergerät 8 ein Rampenbild­ ner 15 vorgesehen, der von einem Schalter 14 kurzge­ schlossen ist, wenn der Schalter 14 geschlossen ist,

und der bei geöffnetem Schalter 14 aktiviert ist. Der Schalter 14 wird von einem Schaltverstärker 13 ange­ steuert, dessen einer Eingang an die Leitung 24 und damit an den Ausgang des Drehzahlreglers 9 und dessen anderer Eingang über eine Leitung 23 an den Ausgang des Rampenbildners 15 angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise ist folgende: Sinkt der Schwenkwinkel der Sekundäreinheit 3 unter 20% des maximalen Wertes, so wird dies durch den Schaltverstärker 10 erkannt, dessen Schaltschwelle am Potentiometer 11 eingestellt ist. Der Schaltverstärker 10 schaltet die Umschaltein­ richtung 12 um und unterbricht dadurch die Verbindung zwischen dem Drehzahlregler 9 und dem Ansteuergerät 8. Durch die Umschalteinrichtung wird nun die Leitung 23 und damit das Ansteuergerät 8 über den geschlossenen Schalter 14 auf einen Sollwert 0 umgeschaltet.

Damit liegt am Schaltverstärker 13 eine Differenz zwi­ schen dem Ausgangssignal des Drehzahlreglers 9 auf der Leitung 24 und dem über des noch kurzgeschlossenen Rampenbildners 15 auf der Leitung 23 anliegenden Soll­ wert für das Volumen der Sekundäreinheit 4 an. Damit schaltet der Schaltverstärker um und erregt den Schal­ ter 14, der geöffnet wird. Dadurch wird der Kurzschluß des Rampenbildners 15 aufgehoben und der Sollwert wird rampenförmig reduziert. Es wird also beim Erreichen des unteren Schaltpunktes von beispielsweise 20% des maximalen Schwenkwinkels der Sekundäreinheiten 3 und 4 der Schwenkwinkel der Sekundäreinheit 4 über eine Rampe auf den Nullwert reduziert.

Das Drehmoment, das die Einheit 4 abgegeben hat, wird von der Einheit 3 übernommen, sodaß deren Schwenkwin­ kel auf 40% steigt. Die Verringerung des Drehmoments der Einheit 4 erfolgt allmählich, um Schläge im Ge­ samtsystem zu vermeiden.

Steigt aufgrund der Belastung der Schwenkwinkel der Einheit 3 und erreicht den oberen Schaltpunkt von bei­ spielsweise 80%, so spricht der Schaltverstärker 16 an, dessen Schaltpunkt am Potentiometer 17 eingestellt ist, und setzt über die Leitung 22 den Schaltverstärker 10 zurück. Dadurch wird die Umschalteinrichtung 12 zurück­ geschaltet, womit das Ausgangssignal des Drehzahl­ reglers 9 auf den Rampenbildner 15 gelangt.

Sobald der Ausgang des Rampenbildners 15 mit dem Signal auf der Leitung 24 übereinstimmt, wird durch Schaltverstärker 13 der Schalter 14 geschlossen und damit der Rampenbildner außer Funktion gesetzt, und der volle Stellwert des Drehzahlreglers 9 auf das Ansteuergerät 8 weitergegeben. Damit ist die bei Erreichen des unteren Schaltpunktes auf 0 zurückgeschwenkte Sekundäreinheit 4 über die Rampenfunktion des Ram­ penbildners 15 wieder aktiviert. Damit fällt der Schwenkwinkel der Einheit 3 auf 40%.

Es wird also der Schwenkwinkel oder der Stellwert für den Schwenkwinkel gemessen und mit Schaltpunkten in den Schaltverstärkern 10 und 16 verglichen. Die Messung kann mittels des Potentiometers 20 aber auch mit einem Endschalter erfolgen. Andererseits können die Schalt­ punkte auch durch den Sollwert für den Schwenkwinkel der Sekundäreinheiten vorgegeben werden.

Claims (9)

1. Steuereinrichtung für mehrere mechanisch gekuppelte hydrostatische Maschinen mit veränderlichem Volu­ men in einem Antriebssystem mit eingeprägtem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines unteren, einem vorbestimmten Volumen entsprechenden Schaltpunktes der Maschinen (3, 4) mindestens eine Maschine auf Nullvolumen verstellbar ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Erreichen eines oberen, einem vorbestimmten Volumen entsprechenden Schaltpunktes die auf Nullvolumen reduzierte(n) Maschine(n) auf Leistung verstellbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung von dem dem unteren Schaltpunkt entsprechenden Volumen auf das Nullvolumen und von dem Nullvolumen auf das dem oberen Schaltpunkt entsprechende Volumen über eine Rampenfunktion erfolgt.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel für die Verstellung der Maschinen gemessen und mit den Schaltpunkten verglichen wird.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellwert für die Verstellung der Maschinen mit den Schaltpunkten verglichen wird.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Maschinen ein Drehzahlregler (9) vorgesehen ist, dessen Ausgangs­ signal der Verstelleinrichtung (5, 7) mindestens einer Maschine (3) unmittelbar und der Verstellein­ richtung (6, 8) mindestens einer Maschine (4) über eine Umschalteinrichtung (12) zuführbar ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Umschalteinrichtung (12) ein Rampenbildner (15) angeschlossen ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rampenbildner (15) über einen Schalter (14) aktivierbar ist, der von einem Schalt­ verstärker (13) angesteuert ist, dessen Eingänge an den Eingang und den Ausgang der Umschalteinrich­ tung (12) angeschlossen sind.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert bzw. der Stellwert des Schwenkwinkels über einen ersten Schaltverstärker (16) zum Vergleich des Wertes mit dem oberen Schaltpunkt einen zweiten Schaltverstär­ ker (10) zum Vergleich des Wertes mit dem unteren Schaltpunkt ansteuert, dessen Ausgang die Umschalt­ einrichtung (12) betätigt.