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DE3140397A1 - Vorgesteuerte vorrichtung zur lastunabhaengigen regelung eines druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen eingangssignal - Google Patents

Vorgesteuerte vorrichtung zur lastunabhaengigen regelung eines druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen eingangssignal

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DE3140397A1
DE3140397A1 DE19813140397 DE3140397A DE3140397A1 DE 3140397 A1 DE3140397 A1 DE 3140397A1 DE 19813140397 DE19813140397 DE 19813140397 DE 3140397 A DE3140397 A DE 3140397A DE 3140397 A1 DE3140397 A1 DE 3140397A1
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DE
Germany
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pressure
control
valve
input
throttle
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DE3140397C2 (de
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Joachim Dipl.Ing. 7000 Stuttgart Heiser
Volkmar Dipl.Ing. 7251 Friolzheim Leutner
Berthold Ing.(grad) 7145 Markgröningen Pfuhl
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08Regulating by delivery pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

  • Vorgesteuerte Vorrichtung zur lastunabhängigen Regelung eines Druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen Bingangssignal Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer vorgesteuerten Vorrichtung zur lastunabhängigen Regelung eines Druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen Eingangs signal nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es Ifurde bereits eine solche Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Ventilmittel als ein Volumenstromsensor in Form eines 2-Wege-Einbauventils ausg&oildet sind. An dessen Ventilkörper wird der Hub über einen elektromechanischen T;egauSnehmer verfaßt und in einer elektrischen Ansteuereinrichtung zum Ansteuern eines elektrohydraulischen Proportional-Druckregelventils verarbeitet. Letzteres steuert ein Stellglied derart, daß der über den Volumenstromsensor fließende Druckmittel strom proportional zur Größe eines elektrischen Eingangssignals ist. Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist, daß bei ihr mit Hilfe der elektrischen Ansteuereinricatung neben der Regelung des Druckmittelstromes auch eine Druckbegrenzung steuerbar ist undYmit relativ geringen baulichen Aufwand auch zur Beeinflussung der Naximalleistung herangezogen werden kann. Dabei ist für die Strom-, Druck- und Leistungsregelung nur ein einziges elektromechanisches Druckregelventil notwendig. Der Nachteil der genannten Vorrichtung liegt jedoch in der hohen Anforderung an die Reibungsarnut des Volumenstromsensors, sowie in der dadurch begrenzten I$IeßgenauigReite Ferner ist aus der DE-OS 2 952 083 eine Regeleinrichtung für eine verstellbare Pumpe mit einer in der Förderleitung angeordneten Heßdrossel bekannt, deren Druckdifferenz an einem Pumpenregler wirksam wird0 Teilt dieser Regeleinrichtung ist auch eine kombinierte Strom und Druckregelung möglich, wobei entsprechend den beiden Funktionen zwei teuere, elektrofluidische Proportional-Regelventile verwendet werden0 Vorteilhaft bei solchen Regeleinrichtungen ist, daß sie auch noch in Bereichen mit maximalem Durchfluß und maximalem Druck verhältnismäßig genau arbeiten, Von Nachteil ist jedoch der hohe Aufwand für zwei Proportionalventile.
  • Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Nerkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie unter Vermeidung der Nachteile die Vorteile beider Systeme in sich vereinigt, indem sie eine kombinierte Strom-Druck-Regelung mit einem einzigen elektrofluidischen Pro-Sortional-Druckregelventil erlaubt. Der bauliche Aufwand ist damit relativ gering. Durch die Verwendung eines vom Druckregelventil hydraulisch angesteuerten Drosselventils werden die Probleme mit den Reibungseinfluß in einem lseßglied ausgeschaltet. Ferner läßt sich eine genauere Regelung von Druckmittelstrom und dessen Druck erreichen, vor allem wenn diese maximale Tjerte auSweisen. t/.eiterhin ist bei dieser Vorrichtung eine flexibel einstellbare, universelle teistungsregelung möglich.
  • Zudem können für diese Vorrichtung Standardkomponenten verwendet werden, insbesondere Schieber- oder Blockeinbauventile.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten ISaßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 10, wodurch sich trotz der sehr begrenzten Durchflußkapazität des Druckregelventils mit ihm Ventile größerer Nennweite ansteuern lassen, wobei kurze Stell zeiten erreicht werden. Während im Großsignalbereich das Volumenstromsignal des Druckregelventils erheblich verstärkt wird, arbeitet das Druckregelventil im Kleinsignalbereich mit seiner hohen, eigenen Dynamik ohne Parallelschaltung des Hilfsventils. Die Genauigkeit der Druckregelung kann noch erhöht werden, wenn das elektrofluidische Proportional-Druckregelventil gemäß Anspruch 11 in einen zusätzlichen Lageregelkreis geschaltet wird.
  • Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nacholgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbei spiel in einer sehr einfachen Schaltungsausführung, Figur 2 ein Durchfluß-Druck-Diagramm der Vorrichtung nach Figur 1 und Figur 3 den hydraulischen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels in vereinfachter Darstellunge Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt eine vorgesteuerte Vorrichtung 10 zur lastunabhängigen Regelung eines Druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen Eingangssignal. Sie weist eine verstellbare Druckmittel Versorgungseinrichtung 11 auf, an deren Ausgang 12 eine Förderleitung 13 angeschlossen ist. Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung 11 besteht in an sich bekannter Weise aus einer Verstellpumne 14, die Druckmittel aus einem Tank 15 saugt und der ein Regelventil 16 zugeordnet ist, das über einen Steueranschluß 17 ansteuerbar ist0 In die Förderleitung 13 ist ein hydraulisch angesteuertes Drosselventil 18 geschaltet, das die Förderleitung 13 in einen Zulauf 19 und in einen Ablauf 21 unterteilt0 Das Drosselventil 18 ist als 4-T.egeventil ausgebildet, das neben den Anschlüssen 22, 23 für den Zulauf 19 bzw. den Ablauf 21 einen Steueranschluß 24 sowie einen Rücklaufanschluß 25 aufweist, Der Steueranschluß 24 ist über eine erste Steuerverbindung 26 mit dem Steueranschluß 17 der Versorgungseinrichtung 11 verbunden und der Rücklaufanschluß 25 ist zum Tank 15 entlastet, Das Drosselventil 18 hat einen stetig verstellbaren Ventilkörper 27, der von einer Feder 28 sowie vom Druck in einem ersten Steueranschluß 29 in Richtung einer Arbeitsstellung 31 belastet wird. Auf seiner gegenüberliegenden Seite ist der Ventilkörper 27 von Druck in einem zweiten Steueranschluß 32 in Richtung einer Sperrstellung 33 belastet. In der Sperrstellung 33 sind der Zulauf 19 und der Ablauf 21 voneinander getrennt, während die erste Steuerverbindung 26 zum Tank 15 entlastet wird. In der Arbeitsstellung 31, die sich über einen bestimmten Hubbereich des Ventilkörpers.27 erstreckt, wobei die Verbindung zwischen den Anschlüssen 22 und 23 proportional zur Auslenkung mehr oder weniger stark aufgesteuert wird, ist der Rücklaufanschluß 25 blockiert. Ferner wird in dieser Arbeitsstellung 31 der Ablauf-Anschluß 23 stets mit dem Steueranschluß 24 verbunden. Der zweite Steueranschluß 32 steht über einen Steuerkanal 34 mit dem Zulauf 19 in Verbindung. Der erste Steueranschluß 29 des Drosselventils 18 ist über eine Steuerleitung 35 mit dem hydraulischen Eingang eines elektrohydraulischen Propovrtnional-Druckregelventils.
  • 36 verbunden, dessen Ventilgliedyeinem Proportionalmagneten 37 angesteuert wird. Ferner steht die Steuerleitung 35 über eine Drosselstelle 38 mit den Zulauf 19 in Verbindung. Der Ventilkörper 27 des Drosselventils 18 ist mit einem elektromechanischen TJegeaufnehmer 39 gekoppelt, der proportional zur Auslenkung des Ventilkörpers 27 elektrische Signale an einen Eingang 41 einer elektrischen Ansteuereinrichtung 42 gIbt.
  • Die elektrische Ansteuereinrichtung 42, die zur Ansteuerung des Proportionalmagneten 37 dient, hat einen ersten Eingang 43 zur Eingabe des Sollwertes für die Druckmittelmenge Das dort eingegebene Sollwertsignal wird über eine erste Begrenzer-Schaltvorrichtung 44 geführt, deren Ausgang 45 mit dem nicht invertierenden Eingang 46 eines ersten Differenzverstärkers 47 verbunden ist. Der invertierende Eingang 48 erhält ein lageabhängiges Signal von Istwerteingang 41. Das Ausgangssignal des ersten Differenzverstärkers 47 wird einer zweiten Begrenzer-Schaltvorrichtung 49 eingegeben. Das Spannungssignal an deren Ausgang 51 wird über einen ~ Verstärker 52 in ein entsprechendes Stromsignal umgewandelt, das am Ausgang 53 zur Ansteuerung des Proportionalmagneten 37 abgenommen werden kann. min Steuereingang 54 an der zweiten Begrerzer-Schaltvorrichtung 49 steht mit einem zweiten Eingang 55 in Verbindung, der zur Eingabe eines Sollwerts für die Druckbegrenzung des Druckmittelstroms diente Die Signale vom Istwert-Eingang 41 sowie vom Ausgang 51 der zweiten Begrenzer-Schaltvorrichtung 49 werden einen ftii'tilizierglied.56 eingegeben, dessen Ausgang 57 mit den invertierenden Eingang 58 eines zweiten Differenzverstärkers 59 in Verbindung steht. Der nicht invertierende Eingang 61 hat Verbindung mit einem dritten Eingang 62, in den der Sollwert für die Leistung eingegeben wird. Das Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers 59 wird an einen Steueranschluß 63 der ersten Begrenzer-Schaltvorrichtung 44 gelegt.
  • Die Wiririingsweise der Vorrichtung 10 wird wie folgt erläutert: Im folgenden wird zuerst auf die Regelung der Durchslußmenge eingegangen, wobei die Verstellpumpe 14 einen Druckmittelstrom erzeugt, der über den Zulauf 19 und das Drosselventil 18 in den Ablauf 13 und weiter zu einem nicht näher gezeichneten hydraulischen Verbraucher fließt0 Dabei herrsche am Ausgang 12 der Verstellpumpe 14 der Pa pendruck und im Ablauf 13 ein Lastdruck T--erner herrscht im Steueranschluß 17 der Versorgungseinrichtung 11 ein Reglerdruck, der zusammen mit der kraft einer Reglerfeder 64 entgegen dem Pumpendruck auf das Regelventil 16 einwirkt. In Arbeitsbetrieb herrscht am Regelventil 16 ein Regeldruckgefälle, das sich aus der Differenz von Pumpendruck minus Reglerdruck ergibt, das somit von der Kraft der Reglerfeder 64 abhängt und vor allem Itonstaut ist, Nun ist aber in Arbeitsstellung 31 des Ventilkörpers 27 der SteueranschluB 17 der Versorgungseinrichtung 11 über die Steuerverbindung 26 und den Steueranschluß 24 an Drosselventil 18 mit dem Ablauf 21 verbunden. Es gilt daher in erster Näherung, daß der Reglerdruck den Lastdruck gleicht.- Daraus ergibt sich aber auch, daß das in Arbeitsstellung 31 über den Ventilkörper 27 wirksame Druckgefälle zwischen Zulauf 19 und Ablauf 21 dem Regeldruckgefälle gleicht und damit ebenfalls konstant ist. Ist aber das Druckgefälle konstant, so ist die über das Drosselventil 18 in den Ablauf 13 fließende Druckmittelmenge proportional zu dem von Ventilköroer 27 jeweils aufgesteuerten Durchflußquerschnitt. Letzterer wiederum ist proportional zu dem vom Ventilkörper 27 ausgeführten Hub und damit auch proportional zum elektrischen Ausgangssignal des tiegaufnehmers im Istwert-Eingang 41 der elektrischen Ansteuereinrichtung 42. Daraus ergibt sich auch, daß die in den Ablauf fließende Druckmittelmenge nur abhängig ist von der Größe des Hubes des Ventilkörpers 27. Der Ventilkörper 27 selbst liegt aber in einem Lageregelkreis, wobei der elektromechanische egaufnebmer 39 ein entsprechendes elektrisches Signal an den Istwert-Eingang 41 meldet. Dieses Istwertsignal wird im ersten Differenzverstärker 47 mit dem entsprechenden Sollwertsignal für die Menge an ersten Eingang 43 verglichen und die sich daraus ergebende Differenzspannung wird nach Umwandlung in Verstärker 52 in ein proportionales Stromsignal am Ausgang 53 zur Ansteuerung des Proportionalmagneten 37 benutzt. Proportional zur Größe dieses Stromsignales steuert das Druckregelventil 36 den hydraulischen Druck in der Steuerleitung 35, wodurch der Ventilkörper 27 so lange vorgesteuert wird, bis die Regelabweichung zu Null wird. Der Ventilkörper 27 befindet sich dann in seiner gewünschten Lage, in der die zum Ablauf 13 fließende Druckmittelmenge proportional ist zur Größe des elektrischen Eingangssignals am ersten Eingang 43 für die Menge. Es sei dabei unterstellt, daß die erste und zweite Begrenzer Schalteinrichtung 449 49 noch nicht zur Wirkung kommen.
  • Steigt oder fällt hierbei der Lastdruck im Ablauf 13 infolge unterschiedlicher Belastung des angeschlossenen Verbrauchers, so wird durch entsprechende Ausgleichsbewegungen des Regelventils 16 die Verstellpumpe stets so gesteuert, daß der Druckabfall über das Drosselventil 18 konstant bleibt. Hit der Vorrichtung 10 kann somit eine lastunabhängige Regelung des Druckmittelstroms proportional zum jeweiligen elektrischen Signal am Eingang 43 erreicht werden, wie dies in Figur 2 durch die Durchflußkennlinien 69 veranschaulicht isto Neben der geschilderten Hengenregelung kann darüber hinaus mit der Vorrichtung 10 eine zusätzliche Drucksteuerung vorgenommen werden Dies wird vor allem durch die Art der hydraulischen Verschaltung von Druckregelventil 36 mit Drosselventil 18 und mit Versorgungseinrichtung 11 in Eombination mit der hierfür speziell ausgebildeten elektrischen Ansteuereinrichtung 42 erreicht, Wie bereits erwähnt, ist der vom Druckregelventil 36 gesteuerte Vorsteuerdruck in der Steuerleitung 35 proportional zur Größe des Stromsignals an elektrischen Ausgang 53. Da fernerhin die Druckabfälle im Drosselventil 18 sowie über die Drosselstelle 38 bei definierten Arbeitsstellungen des Ventilkörpers 27 konstant sind, gilt ferner auch, daß das Stromsignal an Ausgang 53 proportional ist zum Reglerdruck am Steueranschluß 17 der Versorgungseinrichtung 11. Tsenn man nun für das Drosselventil 18 den gleichen Arbeitsbereich wählt wie für das Regelventil 16, dann gilt auch, daß der Regeldruck im Steueranschluß 29 dem Lastdruck im Ablauf 13 gleicht. Daraus ergibt sich wiederum, daß der Lastdruck im Ablauf 13 proportional ist zum Stromsignal am Ausgang 53. Man erhält somit bei vorliegender Schaltung gleichzeitig elektrische Signale sowohl für die Durchflußmenge als auch für den Druck. Da das Stromsignal an Ausgang 53 proportional ist zum Spannungssignal am Ausgang 51 der zweiten Begrenzer-Schaltvorrichtung 49, kann durch einfache Begrenzung der Größe dieses Signals am Ausgang 51 auch der Druck in seiner Höhe begrenzt werden.
  • Durch Eingabe entsprechender Sollwertsignale am zweiten Eingang 55 läßt sich somit die Druckhöhe in beliebiger eise begrenzen, wie dies in den Diagramm nach Figur 2 beispielsweise durch die Druckkennlinien 71 veranschaulicht ist.
  • tbersteigt beispielsweise der Lastdruck im Ablauf 13 den an Eingang 55 vorgegebenen Sollwert für den Druck, so erhöht sich auch der Druck am Anschluß 17, was über das Regelventil 16 die Pumpe 14 zur Abgabe eines größeren Förderstromes in die Leitung 19 veranlaßt. Dadurch steigt der Druck in der Leitung 19 und über die Verbindungsleitung 34 auch am Anschluß 32 des Drosselventiles 18 und versucht dieses in Schließrichtung zu verstellen. T+Täre nun die Lageregelung des Drosselventils 18 durch die Begrenzerschaltung 49 nicht beeinträchtigt, würde sich das erzeugte elektrische Fehlersignal am Ausgang des Regelverstärkers 47 über die Begrenzerschaltung 49 auf den Verstärker 52 und das Druckregelventil 36 durchsetzen. tber den auf diese T,;eise erhöhten Druck an Anschluß 29 des Drosselventils 18 käme es zu einen neuen stationären Zustand bei unveränderter öffnung des Drosselventils 18 trotz angestiegenen Druckes in der Leitung 21 und 19.
  • Sobald aber an Ausgang 51 der Begrenzerschaltung 49 sich das konstante Signal an den Eingang 54 durchsetzt, also dann, wenn der Lastdruck in der Leitung 21 größer ist als dieses sein zugehöriges Sollwert signal, kann das Druckregelventil 36 den zur Aufrechterhaltung der Position von Drosselventil 18 erforderlichen erhöhten Druck nicht aufbringen, das Drosselventil 18 verändert solange seine Position in Schließrichtung, bis ein neuer stationärer Zustand eintritt, bei dem der Lastdruck in der Leitung 21 dem Sollwert am Eingang 55 entspricht.
  • Neben der geschilderten Strom und Druck-Regelung kann mit der Vorrichtung 10 darüber hinaus eine Leistungs° regelung vorgenommen werden, da man bei der Vorrichtung 10 gleichzeitig elektrische Signale für die Durchfluß menge und den Druck erhält Werden zu diesem Zweck in dem kultiplizierglied 56 das durchflußabhängige Signal am Is-Gt(rert-Eingang 41 und das druckabhängige Signal am Ausgang 51 der zweiten Begrenzer=Schaltvorrichtung 49 miteinander multipliziert, so ergibt sich am Ausgang 57 ein Signal, das proportional ist zur abgegebenen Leistung bestehend aus Druckmittelmenge im Ablauf 21 mal den åeweiligen Lastdruck. Dieser Istwert für die Leistung wird nun im zweiten Differenzverstärker 59 mit einem Sollwert am Eingang 62 für die Leistung verglichen.
  • Bei zu hohem Wert des Druckes wirkt dann ein Fehlersignal des Differenzverstärkers 59 am Steueranschluß 63 der ersten Begrenzer-Schaltvorrichturg 44 und begrenzt dadurch die tienge. Auf diese Weise kann die abgegebene Leistung auf einen konstanten, beliebigen T.;ert begrenzt werden.
  • Die Figur 3 zeigt einen Teil der zweiten Vorrichtung 80, die sich vor allem durch eine geänderte hydraulische AnF steuerung des Drosselventils unterscheidet, wodurch auch Drosselventile größerer Nennweite mit kurzen Stell zeiten steuerbar sind. Die Vorrichtung 80 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 nach Figur 1 wie folgt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In die Steuerleitung 35 ist zwischen den ersten Steueranschluß 29 am Drosselventil 18 und die Drosselstelle 38 eine Hilf sdrossel 81 geschaltet. Die an dieser Hilfsdrossel 81 auftretende Druckdifferenz wird über Steuerleitungen 82, 83 auf Steueranschlüsse 84, 85 eines hydraulisch vorgesteuerten 3/3-Vegeventils 86 geleitet. Das Wegeventil 86 hat einen federzentrierten Steuerschieber 87, der eine mittige Sperrstellung 88, eine linke Entlastungsstellung 89 sowie eine rechte Durchgangsstellung 91 aufweist. Das Wegeventil 86 ist mit einem Zulaufanschluß 92 mit dem Zulauf 19, mit einen Rücklaufanschluß 93 mit dem Tank 15 und mit einem Verbraucheranschluß 94 mit dem ersten Steueranschluß 29 des Drosselventils 18 verbunden.
  • Die Wirkungsweise der hydraulischen Ansteuerung bei der Vorrichtung 80 wird wie folgt erläutert: Bei der hydraulischen Vorsteuerung des Drosselventils 18 mit Hilfe des Druckregelventils 36 fließt ein Steuerölstrom vom Zulauf 19 über die Drosselstelle 38 und die Hilfsdrossel 81 zum ersten Steueranschluß 29 hin oder es fließt ein Steuerölstrom vom ersten Steueranschluß 29 über die Hilfsdrossel 81 und das geöffnete Druckregelventil 36 zum Tank 15. Die Durchflußkapazität des proportional arbeitenden Druckregelventils 36 ist relativ klein. Wird nun mit einem solchen Druckregelventil 36 ein Drosselventil 18 vorgesteuert, das eine große Nennweite aufweist und dadurch einen großen Stellkolben hat, so können hierbei Stell zeiten von mehreren 100 msec auftreten, die nicht inmer erasünscht sind. Um bei solchen Verhältnissen Stellzeiten von insbesondere weniger als 100 msec zu erreichen, wird das Volumensignal des Druckregelventils 36 mit Hilfe der Hilfsdrossel 81 und des 3/3-Wegeventils 86 verstärkt. Solange das Druckregelventil 36 im Eleinsignalbereich arbeitet, ist die an der Hilfsdrossel auftretende Druckdifferenz zu gering und das l)egeventil 86 nimmt seine Sperrstellung 88 ein. Dadurch wird das Regelventil 36 allein wirksam und zwar mit seiner eigenen, hohen statischen Genauigkeit,die nicht durch Zwischenschaltung einer Stufe vermindert wird. Arbeitet das Druckregelventil 36 dagegen in Großsignalbereich, so erzeugt der durch die Hilfsdrossel 81 fließende Steuerölstrom eie Druckdifferenz, die den federgefesselten Steuerschieber 87 so auslenkt, daß der jeweilige Steuerölstrom entsprechend verstärkt wird.
  • Fließt der Steuerölstrom über die Hilfsdrossel 81 hin zum Steueranschluß 29 am Drosselventil 18, so schaltet der Steuerschieber 87 in seine Durchgangsstellung 91, wodurch ein paralleler Steuerölstrom unmittelbar vom Zulauf 19 über das Wegeventil 86 zum ersten Steueranschluß 29 gelangt. Fließt ein Steuerölstrom in umgekehrter Weise vom ersten Steueranschluß 29 über die Hilfsdrossel 81 und das Druckregelventil 36 zum Tank, so schaltet der Steuerschieber 87 in die Entlastungsstellung 89, wodurch ein paralleler Steuerölstrom vom ersten Steueranschluß 29 über das Wegeventil 86 zum Tank 15 fließt. Auf diese Weise wird bei im Großsignalbereich arbeitenden Druckregelventil 36 das Volumenstromsignal wesentlich verstärkt, wobei die Verstärkung den Baktor 10 erreichen kanne Auf diese Weise lassen sich Ventile großer Benngröße mit Druckregelventilen mit kleiner Durchflußkapazität ansteuern, wobei sich relativ kurze Stellzeiten realisieren lassen. Selbstverständlich ist diese Art der Ansteuerung nicht auf eine Anwendirng bei einem Drosselventil begrenzt, sondern kann auch auf andere hydraulisch angesteuerte Ventile mit ähnlichem Sachverhalt angewandt werden.
  • Selbstverständlich sind Snderungen an den gezeigten Ausführungsbeispielen möglich, ohne vom GedanOerl der Erfin dung abzuweichen. So kann die Druckmittel-Versorgungseinrichtung anstelle einer Verstellpumpe mit Regler auch aus einer Konstantpumpe mit einem zugeordneten Umschaltventil gebildet werden, wobei der Umschaltschieber einerseits vom Pumpendruck und auf seiner federbelasteten Seite vom Lastdruck beaufschlagt werden kann. Auch kann das Drosselventil 18 mit umgekehrter T irkrichtung, also drucklos geschlossen, ausgebildet sein. Auch eignet sich die gezeigte Vorrichtung zur Überwachung des tYtirkungsgradeß bzw. des Verschleißes, wenn durch geeignete Maßnahmen die Eingangs- und die Ausgangsleistung elektronisch verglichen werden. Auch weitere Änderungen sind möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
  • L e e r s e i t e

Claims (10)

  1. ansprüche Vorgesteuerte Vorrichtung zur lastunabhängigen Regelung eines Druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen Eingangssignal, mit zwiscben einen Zulauf und einen Ablauf geschalteten Ventilmitteln, von dessen zugebörigem, beweglichem Ventilkörper die Lage gemessen und als elektrisches Signal einer elektriscben Ansteuereinrichtung eingegeben wird, die wenigstens Sollwerteingänge für die Größe des Drucksittelstroms und dessen Druck aufweist und deren elektrisches Ausgangssignal ein elektrofluidiscbes Proportional-Druckregelventil steuert, sowie mit einer mit dem Zulauf verbundenen, verstellbaren Druckmittel-Versorgungseinrichtung9 dadurch gekennzeicbnet, daß die Ventilmittel als ein proportional arbeitendes Drosselventil (18) ausgebildet sind, daß das Drosselventil (18) fluidisch vom Proportional-Druckregelventil (36) angesteuert wird und daß eine den Druck im Ablauf (21) in die Druckmittel=Versorgungseinrichtung (11) übertragende Verbindung (31, 26) vorgesehen ist.
  2. 2. Vorrichtung nacb Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fluidische Eingang des Druckregelventils (36) mit einem ersten Steueranschluß (29) des Drosselventils (18) und über eine Drosselstelle (38) mit dem Zulauf (19) in Verbindung steht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenezeichnet, daß der Ventilkörper (27) des Drosselventils (18) vom Druck im ersten Steueranscbluß (29) und von einer Feder (28) in Richtung einer den Strom vom Zulauf (19) zum Ablauf (13) stärker aufsteuernde Arbeitsstellung (31) belastet wird, während ein gegenüberliegender, zweiter Steueranschluß (32) mit dem Zulauf (19) Verbindung bat, dessen Druck den Ventilkörper (27) in Richtung einer Sperrstellung (33) belastet.
  4. 4o Vorrichtung nacb einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lastdruck im Ablauf (21) zur Druckmittel-Versorgungseinrichtung (11) führende Verbindung (31, 26) vom Drosselventil (18) steuerbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (18) diese iiastdruck-Verbindung (26) in seiner Arbeitsstellung (31) offen hält und in der Sperrstellung (33) die Steuerverbindung (26) zum Tank (15) entlastet.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrischen Eingang (53) des Druckregelventils (36, 37) eine dessen Eingangssignal begrenzende Schaltvorrichtung (49) vorgeschaltet ist, deren Steuereingang (54) mit dem Sollwert-Eingang (55) für den Druck in Verbindung steht und deren Eingang das Ausgangssignal eines Differenzverstärkers (47) erhält, das aus einem lageabhängigen Ausgangssignal (41) eines dem Drosselventil (18) zugeordneten, elektromechanischen Wegaufnehners (39) und einem vom Sollwert für den fluidischen Strom abhängigen Sollwert-Signal (43) gebildet wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Ausgangssignal des t.Tegaufnehners (39) und das Ausgangssignal (51) der Begrenzer-Schaltvorrichtung (49) einem Iitiltiplizierglied (56) zugeführt werden, dessen Ausgang (57) mit dem invertierenden Eingang (58) eines zweiten Differenzverstärkers (59) verbunden ist, dessen nicht invertierender Eingang (61) mit einem dritten Sollwert-Eingang (62) für die Leistung in Verbindung steht, und daß das Jusgangssignal des zweiten Differenzverstärkers (59) eine zweite Begrenzerschaltvorrichtung (44) steuert, die dem ersten Sollwert-Eingang (43) für den Volumenstrom nachgeschaltet und dem ersten Differenzverstärker (47) vorgeschaltet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Versorgungseinv richtung (11) als Verstellpumpe (14) mit zugeordnetem Regelventil (16) ausgebildet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Versorgungseinrichtung als Konstantpumpe mit zugeordnetem Umschaltventil ausgebildet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (35) vom Zulauf (19) über die Drosselstelle (38) zum gesteuerten Steueranschluß (29) des Drosselventils (18) zwischen den Steueranschluß (29) und die Drosselstelle (38) eine Hilfsdrossel (81) geschaltet ist, deren Druckdifferenz bei ausreichender Größe ein N;egeventil (86) so steuert, daß es neben den über die Hilfsdrossel (81) zum Steueranschluß (29) hin bzw. von ihm weg fließenden Steuerölströmen jeweils dazu parallele, verstärkende Steueröl ströme über das liegeventil (86) vom Zulauf zum Steueranschluß (29) hin bzwe zum Tank entlastend steuert und bei Druckdifferenzen im Eleinsignalbereich diese Verbindungen blockiert 110 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil in einen zusätzlichen Lageregelkreis geschaltet ist
DE19813140397 1981-10-10 1981-10-10 Vorgesteuerte Vorrichtung zur lastunabhängigen Regelung eines Druckmittelstroms proportional zu einem elektrischen Eingangssignal Expired - Fee Related DE3140397C2 (de)

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