DE2954322C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art wirkt die Regelgröße auf die eine Steuereinrichtung des Wegeventils, und die Geber für die Führungsgröße wirken auf die andere Steuereinrichtung des Wegeventils. Da die Regelgröße und die Führungsgröße auf unterschiedliche Steuereinrichtungen des Wegeventils wirken, liegt eine reine Drucksteuerung vor. Der Steuerdruck ändert sich je nach der Einstellung der Führungsgröße durch entsprechendes Nachstellen der Regelgröße. Der Steuerdruck hängt vom Steuerumfang des Steuergeräts ab (DE-OS 27 31 164).

Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von der bekannten Vorrichtung, die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der eine zusätzliche Regelgröße eingeführt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst.

Die Einführung einer zusätzlichen Regelgröße ist durch die Hinzufügung eines zusätzlichen Brückenzweiges möglich, der über eine Verstelldrossel mit einer der Steuereinrichtungen des Wegeventils verbunden ist, wobei auch der andere Zweig über eine Verstelldrossel mit dieser Verstelleinrichtung in Verbindung steht. Die mechanische Kopplung der beiden Verstelldrosseln im umgekehrten Betätigungssinne ermöglicht die unterschiedliche Beeinflussung der Steuereinrichtung durch die beiden Brückenzweige. Mit Hilfe der zusätzlichen Regelgröße können z. B. bei einem Ackerschlepper die Lage des Pfluges oder die Zugkraft des Pfluges geregelt werden.

Die Möglichkeit zum raschen Verstellen des Schiebers im Wegeventil und damit des Stellgliedes bieten die Merkmale des Anspruches 2. Nach Beendigung der Schnellverstellung wird die vorher eingehaltene Regelgröße wieder eingefahren.

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 zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel,

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 Druck betätigbares ³/₃-Wege-Ventil 3 verbunden. An das Wegeventil 3 ist über eine Leitung 4 eine Pumpe 5 angeschlossen, deren Saugleitung 6 bis zu einem Vorratsbehälter 7 reicht, und über eine Leitung 8 ist der Vorratsbehälter 7 angeschlossen. 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 10.

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, 14 in Richtung des Pfeiles 15 oder 15 a zu verschieben suchen. Die beiden Steuerfedern 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 eine Steuerleitung 17 angeschlossen. Die Steuerleitung 16 steht mit einer Steuerleitung 18 in Verbindung, die an die Druckseite einer Steuerpumpe 19 angeschlossen ist, deren Saugleitung 20 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist. Ein Druckbegrenzungsventil 18 a ist mit der Steuerleitung 18 verbunden. An die Steuerleitung 18 ist 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.

Der Steuerkreis ist mit 29 bezeichnet.

Die Stelldrossel 22 ist als Sollwertgeber ausgebildet und die Stelldrossel 24 als mit dem bewegten Teil des Stellgliedes 1 mechanisch verbundener Regelgrößenaufnehmer. Die Steuereinrichtung 11 hat, um im eingeregelten Zustand Gleichgewicht am Steuerschieber zu erreichen, einen Wirkquerschnitt, der 30% bis 70%, vorzugsweise 50%, des Wirkquerschnitts der Steuereinrichtung 12 beträgt.

In Fig. 2 ist das durch das Wegeventil 3 hindurchströmende Volumen V in der Zeiteinheit, das von der Pumpe 5 gefördert wird, abhängig von dem auf die Steuereinrichtungen 11, 12 wirkenden Differenzdruck dp eingezeichnet. Wenn sich der Schieber des Wegeventils 3 in Mittelstellung befindet, so muß der Differenzdruck dp min aufgebracht werden, damit der Schieber seinen neutralen Bereich verläßt und Druckmittel gerade beginnt, durch das Wegeventil 3 hindurchzuströmen.

In Fig. 3 ist der Druck p zwischen den beiden Drosseln 22 und 24 bei konstantem Förderdruck p max der Steuerpumpe 19 abhängig von der Querschnittsfläche S der Drossel 24 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 Veränderung der Querschnittsfläche dS der Drossel sein muß, um zwischen den Steuereinrichtungen 11, 12 die Druckabweichung dp min in positivem oder negativem Sinn zu erzeugen.

Die Ansprechgenauigkeit, mit der der Schieber des Wegeventils 3 auf eine Querschnittsänderung einer oder beider der Stelldrosseln 22 oder 24 und damit auf einen bestimmten, auf die zugeordnete Steuereinrichtung 12 des Wegeventils 3 wirkenden Differenzdruck ansprechen muß, hängt von der in Prozent ausgedrückten Ansprechgenauigkeit G ab. Das Produkt aus dieser Ansprechgenauigkeit und einem Genauigkeitsfaktor F, mit dem dS multipliziert werden muß, um den für die Steuerung erforderlichen größten Durchflußquerschnitt der Drossel zu erhalten, beträgt 100. Bei einer Ansprechgenauigkeit von 2%, d. h., einem Druckbereich, der um 2% um den Wert schwankt, bei dem der Schieber des Wegeventils 3 eine bestimmte Steuerlage einnimmt (beim Ausführungsbeispiel 0,98 dp bis 1,02 dp), beträgt der Genauigkeitsfaktor F gleich 50. Der maximal verstellbare Durchflußquerschnitt der Drossel 22 ergibt sich aus der Summe der für die Steuerung der erforderlichen größten Querschnittsfläche (F×dS) und eines jeder Stelldrossel eigenen Minimaldurchflußquerschnittes.

Der maximale Durchflußquerschnitt ergibt sich aus folgenden Formeln:

Sadj = (dS×F) ≠ S min und F = 100/G.

Hierin bedeuten:

Sadj= maximal einstellbarer Durchflußquerschnitt,dS= geringster Durchflußquerschnitt, der zum Ansprechen des Wegeventils 3 genügt,S min= minimaler Durchflußquerschnitt für jede Drosselstelle und G= vorbestimmte Ansprechgenauigkeit des Ventils in Prozent ausgedrückt und F= Genauigkeitsfaktor.

Durch die Hintereinanderschaltung 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.

Als Variante des Ausführungsbeispieles ist in Fig. 1 an die Steuerleitung 16 eine strickpunktiert eingezeichnete Steuerleitung 26 angeschlossen, in der eine mit dem Vorratsbehälter 7 verbundene, ebenfalls strickpunktiert gezeichnete Drossel 27 liegt. Zwischen den Steuerleitungen 16 und 18 befindet sich bei der Variante eine ebenfalls strickpunktiert dargestellte Drossel 28. Dadurch soll der Steuerdruck reduziert werden. Diese Variante der Vorrichtung hat fertigungstechnische Vorteile. Die Steuereinrichtungen 11 und 12 können hierbei gleiche Wirkquerschnitte haben. Die beiden Drosseln 27, 28 können als Festdrosseln oder Stelldrosseln ausgebildet sein. Als Stelldrosseln bieten sie die Möglichkeit einer zusätzlichen Beeinflussung des Steuerkreises 29, insbesondere zum Zwecke des Justierens.

Die Drosseln 27 und 28 können unterschiedliche Durchflußquerschnitte haben. Wenn der Durchflußquerschnitt der Drossel 27 größer als der Durchflußquerschnitt der Drossel 28 ist, dann liegt der Druck unterhalb der Hälfte des Steuerdrucks und umgekehrt.

Die Steuerleitung 17 und eine Steuerleitung 17 a sind an unterschiedlichen Anschlußstellen eines ⁴/₃-Wegeventils 36 angeschlossen, von dem andere Anschlußstellen mit der Steuerleitung 21 und mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden sind. Das Wegeventil 36 ist von Hand betätigbar.

In die mit der Steuerleitung 23 verbundene Steuerleitung 17 a ist eine Stelldrossel 30 eingeschaltet. An die Steuerleitung 21 ist eine Stelldrossel 31 angeschlossen, die über eine Steuerleitung 32 mit einer Stelldrossel 33 verbunden ist, die über eine Leitung 34 in den Vorratsbehälter 7 mündet. Die Steuerleitung 32 ist über eine Stelldrossel 35 mit der Steuerleitung 17 a verbunden. Für die Ausbildung der Stelldrosseln 31 und 33 gelten die gleichen Grundsätze wie für die Ausbildung der Stelldrosseln 22 und 24. Die beiden Stelldrosseln 30 und 35 sind in der Weise mechanisch miteinander verbunden, daß in der einen Steuerendlage der beiden Stelldrosseln 30, 35 die eine Stelldrossel geschlossen und die andere geöffnet ist und in der anderen Steuerendlage umgekehrt. Dazwischen sind sämtliche Zwischenlagen möglich. Die beiden Stelldrosseln 22 und 31 können ebenfalls mechanisch miteinander verbunden sein.

Wenn die Vorrichtung zum Steuern des Hubwerkes eines Schleppers dient, sind die beiden Stelldrosseln 22 und 31 mechanisch miteinander verbunden und dienen als Führungsgrößengeber. Die Stelldrossel 24 dient als Regelgrößenaufnehmer für die Regelung der Lage des Hubwerkes und die Stelldrossel 33 als Regelgrößenaufnehmer für die Regelung der Zugkraft des Schleppers oder umgekehrt. Mittels der beiden Stelldrosseln 30, 35 kann der Einfluß der die Lage oder die Zugkraft des Pfluges bestimmenden Regelgröße auf den Regelkreis bestimmt werden.

In der in Fig. 1 dargestellten Steuerlage des Wegeventils 36 ist die Steuerleitung 23 über die Steuerleitung 17 a mit der an die Steuerleitung 17 angeschlossenen Steuereinrichtung 12 verbunden. Wird der Schieber in Fig. 1 gesehen gesenkt, so ist die Steuerleitung 21 mit der Steuereinrichtung 12 verbunden, wodurch der Schieber des Wegeventils 3 derart verschoben wird, daß die Pumpe 5 unmittelbar mit dem Stellglied 1 verbunden ist. Nimmt der Schieber im Wegeventil 36 die andere Lage ein, so wird der Schieber im Wegeventil 3 derart verschoben, daß das Stellglied 1 mit dem Vorratsbehälter 7 verbunden ist. Hierdurch kann das Stellglied 1 die eine oder andere Endlage einnehmen, ohne daß an der Einstellung des Führungsgrößengebers etwas geändert werden muß. Wird der Schieber des Wegeventils 36 wieder in seine Mittelstellung gebracht, so wird die vorherige Regelgröße wieder eingeregelt.

Die Regelgröße kann auch als Ist-Wert und die Führungsgröße als Soll-Wert bezeichnet werden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Regelung eines Stellgliedes (1) abhängig von Regelgröße und Führungsgröße, insbesondere zur Regelung eines einem Schlepper, einer Dreschmaschine oder dgl. zugehörigen Hubwerkes, mit einem in zwei Richtungen kraftbetätigbaren Wegeventil (3), dessen Steuerschieber unter dem Einfluß von zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Steuereinrichtungen (12, 11) steht, mit einer ersten einstellbaren Drossel (22), über die eine der beiden Steuereinrichtungen (12, 11) über eine Steuerleitung (21) mit einer Druckmittelquelle (19) verbunden ist, und mit einer zweiten einstellbaren Drossel (24), über die die gleiche Steuereinrichtung mit einem Vorratsbehälter (7) verbunden ist, wobei eine der beiden Drosseln als Führungsgrößenaufnehmer dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstelldrossel (30) zwischen die beiden Drosseln (22, 24) auf der einen Seite und der ersten Steuereinrichtung (12) auf der anderen Seite eingeschaltet ist, daß eine Verbindungsleitung (32) zweier ebenfalls hintereinander geschalteter und an die Steuerleitung (21) einerseits und an den Vorratsbehälter (7) andererseits angeschlossener Verstelldrosseln (31, 33) über eine andere Verstelldrossel (35) mit der gleichen Steuereinrichtung (12) verbindbar ist und daß die beiden dieser Steuereinrichtungs-Anschlußstelle benachbarten Verstelldrosseln (30, 35) im umgekehrten Betätigungssinne mechanisch miteinander gekoppelt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die erste Steuereinrichtung (12) des Wegeventils (3) und eine die beiden miteinander gekoppelten Verstelldrosseln (30, 35) verbindende Verbindungsleitung (17 a) ein Wegeventil (36) eingeschaltet ist, mit dem die Steuereinrichtung (12) wahlweise mit der Verbindungsleitung (17 a) oder mit der Druckmittelquelle (19) oder mit dem Vorratsbehälter (7) verbindbar ist.