[0001] Die Erfindung betrifft einen Summenleistungsregler zur Regelung der Summenleistung
mehrerer hydrostatischer Kolbenmaschinen sowie einen Druckmittler zur Erzeugung eines
mittleren Drucks für die Leistungsregelung.
[0002] Leistungsregler zum Regeln von Förderleistungen mehrerer hydrostatischer Kolbenmaschinen,
welche durch eine gemeinsame Antriebsquelle angetrieben werden, sind bekannt. Zum
Beispiel ist in der DE 33 23 278 C2 eine Vorrichtung offenbart, bei der insgesamt
drei Hydropumpen von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben werden. Die Pumpen
fördern ein Druckmittel in jeweils eine zugeordnete Arbeitsleitung. Zumindest zwei
der Hydropumpen sind verstellbar ausgeführt, wobei die Verstellvorrichtungen der beiden
Hydropumpen gemeinsam über einen sogenannten Hyperbelregler regelbar sind. Zur Betätigung
der Verstellvorrichtung der beiden Hydropumpen wird ein Stellkolben, der zwei gegenüberliegende
Kolbenflächen aufweist, auf einer Seite mit einem aus den beiden Arbeitsleitungen
der zu verstellenden Hydropumpen gemittelten Druck bedrückt. Diese erste Kolbenfläche
ist mit der ihr gegenüberliegenden zweiten Kolbenfläche über einen Kanal sowie ein
darin angeordnetes Regelventil verbunden. In Abhängigkeit von der Position des Regelventils
wird der Druck auf die zweite Kolbenfläche zwischen dem gemittelten Arbeitsdruck als
maximalem und dem Tankdruck als minimalem Druck geregelt. Die Position des Regelventils
ist von dem gemittelten Druck der Arbeitsleitungen sowie der Position des Stellkolbens
abhängig. Dabei wird durch die Position des Stellkolbens der Schwenkwinkel und damit
das Fördervolumen der verstellbaren Hydropumpen berücksichtigt. Die von der dritten
Hydropumpe aufgenommene Leistung wird dadurch berücksichtigt, daß der von der dritten
Pumpe erzeugte Druck in der Arbeitsleitung über ein Hebelwerk auf das Regelventil
übertragen wird und somit dessen Position beeinflußt.
[0003] Ein Druckmittler, der zum Erzeugen des gemittelten Arbeitsleitungsdrucks verwendet
wird, ist zum Beispiel aus der DE 34 07 827 C2 bekannt. Der Druckmittler umfaßt einen
Stufenkolben, welcher in einem Ventilgehäuse axial verschiebbar angeordnet ist. Er
weist zwei gleichsinnig orientierte Stufenkolbenflächen auf, welche jeweils mit den
Arbeitsleitungen der zu verstellenden Kolbenmaschinen verbunden sind. Die radial äußeren
Begrenzungen der Stufenkolbenflächen bilden mit dem Ventilgehäuse jeweils eine variable
Drossel aus. Die beiden Drosseln sind in Abhängigkeit von der Position des Stufenkolbens
gemeinsam variabel. Die Ausgangsseite der Drosseln ist über eine gemeinsame Zuleitung
mit einer entgegen den Stufenkolbenflächen orientierten Summenkolbenfläche verbunden.
Dabei verfügt jede Drossel über ein ihr zugeordnetes ausgangsseitig angeordnetes Rückschlagventil,
welches in Richtung der Summenkolbenfläche öffnet. Die Summenkolbenfläche wird dadurch
nur durch den jeweils größeren Druck der Arbeitsleitungen mit Druckmittel versorgt.
[0004] Die beschriebene Vorrichtung zum Regeln der Summenleistung von mehreren hydrostatischen
Kolbenmaschinen hat den Nachteil, daß zur Berücksichtigung einer dritten hydrostatischen
Kolbenmaschine eine komplizierte Abstimmung des Hebelwerks erforderlich ist, um deren
Leistung zu berücksichtigen. Weiterhin nachteilig ist, daß die beiden Verstellpumpen
nur gemeinsam verstellbar sind. Die vorgeschlagene Anordnung eignet sich daher nur
für den Betrieb zweier identischer Hydropumpen in Verbindung mit einer dritten Hydropumpe,
welche bei der Regelung der Förderleistung unberücksichtigt ist.
[0005] Der verwendete Druckmittler hat zudem den Nachteil, daß die Flächen der Stufenkolben
gleichzeitig als variable Drosseln ausgebildet sind. Dies führt beim Betrieb des Druckmittlers
dazu, daß die Stufenkolbenflächen von dem strömenden Medium bedrückt werden. Durch
das direkte Nachfördern eines sich ändernden Volumens bei einer Stellbewegung des
Stellkolbens können dabei große Volumenströme in dem Druckmittler auftreten. Die Stellgenauigkeit
des Druckmittlers wird damit verringert.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Summenleistungsregelung und einen
Druckmittler einfacher Bauart für mehrere hydrostatische Kolbenmaschinen zu schaffen,
welche bzw. welcher über einen gemeinsamen Regelparameter verfügt und den Betrieb
von Hydropumpen verschiedener Leistungen ermöglicht.
[0007] Die Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Summenleistungsregler nach Anspruch
1 bzw. den Druckmittler nach Anspruch 8 gelöst.
[0008] Der erfindungsgemäße Summenleistungsregler hat den Vorteil, daß für jede Kolbenmaschine
eine individuelle Stellvorrichtung vorgesehen ist. Gleichzeitig wird als Regelparameter
eine gemeinsame Größe verwendet, die auf die Regelcharakteristik der Kolbenmaschinen
gemeinsam einwirkt. Damit wird die Leistung der jeweils anderen Kolbenmaschinen, die
von derselben primären Antriebsmaschine angetrieben werden, berücksichtigt.
[0009] Die eigentliche Stellenergie wird der jeweiligen Kolbenmaschine über die Arbeitsleitung
selbst entnommen. Durch den Druckmittler sind daher nur kleine Volumenströme nötig.
Dieser kleine Volumenstrom beeinflußt durch die getrennte Anordnung von dem Stufenkolbenflächen
und den Steuerkanten die Regelgenauigkeit des Druckmittlers nicht.
[0010] Weiterhin ist die Variabilität durch den zusätzlich am Hyperbelregler angeordneten
Meßkolben vergrößert. Ab einem Schwellwert für den gemittelten Druck, der für alle
Kolbenmaschinen gleich oder unterschiedlich sein kann, ist der Einfluß einer zweiten
Feder ausgeschaltet, wodurch eine zweite eventuell andere Regelcharakteristik abrufbar
ist. Eine Abstimmung des Summenleistungsreglers ist somit auch für Kolbenmaschinen
mit unterschiedlichen Maximalleistungen möglich.
[0011] Ein Ausführungsbeispiel eines erfingungsgemäßen Summenleistungsreglers sowie eines
dafür vorgesehenen Druckmittlers ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen hydraulischen Schaltplan für eine Summenleistungsregelung an drei hydrostatischen
Kolbenmaschinen;
- Fig. 2
- eine vergrößerte Darstellung im Ausschnitt II der Fig. 1; und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Summenleistungsreglers.
[0012] In Fig. 1 ist ein hydraulischer Schaltplan einer erfindungsgemäßen Summenleistungsregelvorrichtung
gezeigt, bei der eine Antriebsmaschine 1 über eine Abtriebswelle 2 und ein Vorgelege
3 mit drei hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5" verbunden ist. Bei Erläuterungen
bezüglich der hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' gleichwirkenden Bauteile
wird zur leichteren Verständlichkeit auf eine Nennung der einfach gestrichenen bzw.
zweifach gestrichenen Bezugszeichen verzichtet.
[0013] Das von der Antriebsmaschine 1 angetriebene Vorgelege 3 ist mittels einer Antriebswelle
4 mit der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 verbunden. Die hydrostatische Kolbenmaschine
5 ist in ihrem Fördervolumen einstellbar ausgeführt. Von der hydrostatischen Kolbenmaschine
5 wird ein geeignetes Druckmittel in eine Arbeitsleitung 6 gefördert. Die weiteren,
ebenfalls verstellbaren hydrostatischen Kolbenmaschinen 5' und 5'' fördern in jeweils
eine separate Arbeitsleitung 6' bzw. 6".
[0014] Die Verstellung des Fördervolumens der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 wird durch
einen Hyperbelregler 7 geregelt, welcher nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher
erläutert wird und der im wesentlichen eine Verstellvorrichtung 8, eine Rückstellvorrichtung
9 sowie ein Regelventil 10 und eine Meßkolben 11 umfaßt.
[0015] Als gemeinsamer Regelparameter wird allen drei Hyperbelreglern 7, 7' und 7" ein von
einem Druckmittler 12 gemittelter Druck zugeführt. Der von dem Druckmittler 12 gemittelte
Druck wird in einer Ausgangsdruckleitung 13 zur Verfügung gestellt. Im einfachsten
Fall ist der gemittelte Ausgangsdruck ein aus den in den Arbeitsleitungen 6, 6' und
6" herrschenden Arbeitsdrücke gebildeter arithmetischer Mittelwert. Über Arbeitsdruckverbindungsleitungen
14, 14' und 14'' sind die Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' mit dem Druckmittler 12 verbunden.
Die Arbeitsdruckverbindungsleitungen 14, 14' und 14'' münden in eine Verbindungsleitung
15, wobei in jeder Arbeitsdruckverbindungsleitung 14, 14' und 14'' ein Rückschlagventil
16, 16' und 16'' angeordnet ist, welches in Richtung der Verbindungsleitung 15 öffnet.
In der Verbindungsleitung 15 herrscht damit der jeweils höchste verfügbare Druck der
Arbeitsleitungen 6, 6' und 6".
[0016] Der in der Ausgangsdruckleitung 13 herrschende Druck wird von einem 3/2-Wegeventil
19 so eingestellt, daß die Summe der auf Meßflächen 17, 17' und 17'' wirkenden Kräfte
gleichgroß der auf die entgegengesetzt gerichtete Summenfläche 18 wirkende Kraft ist.
Die Summenfläche 18 wird hierzu über eine Rückkopplungsleitung 22 mit der Ausgangsdruckleitung
13 verbunden. Die Meßflächen 17, 17' und 17" werden entsprechend über Meßdruckleitungen
23, 23' und 23" mit den entsprechenden Arbeitsdruckverbindungsleitungen 14, 14' und
14'' verbunden.
[0017] Das 3/2 Wegeventil 19 ist zwischen zwei Endpositionen beliebig einstellbar, wobei
sich die Position des 3/2-Wegeventils in Abhängigkeit von der resultierenden Kraft
an den Meßflächen 17, 17' und 17'' sowie der entgegengerichteten Summenfläche 18 einstellt.
In einer ersten Endposition verbindet das 3/2-Wegeventil die Verbindungsleitung 15
mit der Ausgangsdruckleitung 13. In der zweiten Endposition wird die Ausgangsdruckleitung
13 über eine Rücklaufleitung 20 mit einem Tankvolumen 21 verbunden, so daß der in
der Ausgangsdruckleitung 13 herrschende Druck gegenüber dem Tankvolumen 21 entspannt
wird. Das 3/2 Wegeventil 19 kann jede beliebige Zwischenposition einnehmen.
[0018] Das Zusammenwirken zwischen dem Ausgangsdruck, welcher in der Ausgangsdruckleitung
13 durch den Druckmittler 12 erzeugt wird, und den Hyperbelreglern 7 wird nachstehend
unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.
[0019] Das Regeln der hydrostatischen Kolbenmaschine 5 erfolgt mittels der Verstellvorrichtung
8, welche die hydrostatische Kolbenmaschine 5 in Richtung großer Schwenkwinkel und
damit großen Fördervolumens V
max verstellt. In Richtung kleinen Fördervolumens V
min ist die hydrostatische Kolbenmaschine 5 durch die Rückstellvorrichtung 9 verstellbar.
[0020] Die Verstellvorrichtung 8 weist einen Stellkolben 25 mit einer Stellkolbenfläche
25a auf, die in einem Stelldruckraum 26 über eine Stelldruckleitung 27 aus der Arbeitsleitung
6 bedrückbar ist. Bei Erhöhung des Drucks in dem Stelldruckraum 26 wird der Stellkolben
25 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 28 axial verschoben. Dabei wird die hydrostatische
Kolbenmaschine 5 in Richtung größerer Schwenkwinkel ausgesteuert. Im rechten Winkel
zu der Bewegungsrichtung des Stellkolbens 25 ist in dem Stellkolben 25 ein bezüglich
seiner Längsachse verschieblich gelagerter Rückkopplungsstößel 29 angeordnet, wobei
über einen Stelldruckkanal aus dem Stelldruckraum 26 eine Stirnfläche 31 des Rückkopplungsstößels
29 bedrückt wird. Die von der Stirnfläche 31 abgewandte Seite des Rückkopplungsstößels
29 befindet sich in Anlage mit einem L-förmig ausgeführten Umlenkhebel 32, der in
einem Drehpunkt D drehbar gelagert ist und der einen ersten Schenkel 32a und einen
zweiten Schenkel 32b aufweist. Durch den auf die Stirnfläche 31 wirkenden Druck, der
identisch mit dem in dem Stelldruckraum 26 herrschenden Druck ist, wirkt auf das Regelventil
10 eine Kraft, die proportional zu der Kraft des Rückkopplungsstößels 29 auf den Umlenkhebel
32 sowie dem Abstand zwischen deren Angriffspunkt A und dem Drehpunkt D ist.
[0021] Der über den Umlenkhebel 32 erzeugten Kraft auf das Regelventil 10 ist eine Gegenkraft
entgegengerichtet, welche sich aus der Kraft einer ersten Druckfeder 34 sowie einer
Kraft einer zweiten Druckfeder 35 zusammensetzt. Dabei wirkt die zweite Druckfeder
35 auf den Meßkolben 11, wobei mittels einer Meßkolbenstange 36 axiale Kräfte ausschließlich
in Schubrichtung auf das Regelventil 10 übertragbar sind. Zum Einstellen des Hyperbelreglers
7 sind die erste Druckfeder 34, die unmittelbar auf das Regelventil wirkt, und die
zweite Druckfeder 35 in ihrer Vorspannung einstellbar ausgeführt.
[0022] Der Meßkolben 11 wird in einen Meßzylinder 33 geführt, der über die Zuführleitung
24 mit der Ausgangsdruckleitung 13 verbunden ist. Der in dem Meßzylinder 33 herrschende
Druck, der dem gemittelten Druck der drei Arbeitsleitungen 6, 6' und 6'' entspricht,
wirkt somit auf eine Meßkolbenfläche 36 und reduziert die auf das Regelventil 10 wirkende
Axialkraft der zweiten Druckfeder 35.
[0023] Das Regelventil 10 arbeitet in Abhängigkeit von der Kraft des Umlenkhebels 32 und
der entgegengesetzten, resultierenden Kraft zwischen zwei Endpositionen. In einer
ersten Endposition verbindet das Regelventil 10 die Stelldruckleitung 27 mit einer
Rückstellverbindungsleitung 38, welche in den Rückstelldruckraum 39 mündet. Mit dem
in dem Rückstelldruckraum 39 herrschenden Druck wird die Fläche 40a eines Rückstellkolbens
40 bedrückt. In der zweiten Endposition wird von dem Regelventil 10 eine Verbindung
zwischen der Rückstellverbindungsleitung 38 und dem Tankvolumen 21 hergestellt.
[0024] Das Regelventil 10 regelt das Verhältnis der in dem Stelldruckraum 26 sowie dem Rückstelldruckraum
29 wirkenden Drücke in Abhängigkeit von der Leistung der Kolbenmaschine 5. Durch den
Umlenkhebel 32 wird dabei auf das Regelventil 10 eine den beiden Druckfedern 34 und
35 entgegengerichtete Regelkraft erzeugt, die der Leistung proportional ist. Erhöht
sich beispielsweise in der Arbeitsleitung 6 der durch die hydrostatische Kolbenmaschine
5 erzeugte Druck, so wird über die Stelldruckleitung 27 und den Stelldruckkanal 30
an der Stirnfläche 31 des Rückkopplungsstößels 29 ebenfalls eine erhöhte Kraft wirksam,
welche im Angriffspunkt A wirkt und damit das Regelventil 10 in Richtung seiner ersten
Endposition verstellt. Durch die Verstellung des Regelventils 10 in Richtung seiner
ersten Endposition wird die Stelldruckleitung 27 zunehmend mit der Rückstellverbindungsleitung
38 verbunden. Der somit erhöhte Druck in dem Rückstelldruckraum 39 bedrückt die Fläche
40a des Rückstellkolbens 40 und der Schwenkwinkel der hydrostatischen Kolbenmaschine
5 wird verringert. Dabei wird gleichzeitig der Stellkolben 25 in axialer Richtung
so verschoben, daß der Abstand zwischen dem Angriffspunkt A und dem Drehpunkt D verringert
wird. Die Verschiebung des Stellkolbens 25 in Richtung kleinerer Schwenkwinkel erfolgt
so weit, bis sich an dem Regelventil 10 ein neues Kräftegleichgewicht eingestellt
hat.
[0025] Durch die Beaufschlagung der Meßkolbenfläche 37 mit dem aus den Arbeitsleitungen
6, 6' und 6'' gemittelten Arbeitsdruck ist der Einfluß der zweiten Druckfeder 35 stufenlos
zu verringern. Überschreitet der gemittelte Druck einen gewissen Schwellwert, so hebt
die Meßkolbenstange 36 vollständig von dem Regelventil 10 ab und die durch den Umlenkhebel
32. an dem Regelventil 10 erzeugte Regelkraft ist nur noch der ersten Druckfeder 34
entgegengerichtet. Durch die Verringerung der Federkraft, welche der Regelkraft entgegenwirkt,
wird das Druckverhältnis in dem Stelldruckraum 26 sowie dem Rückstelldruckraum 39
so verändert, daß die hydrostatische Kolbenmaschine 5 in Richtung kleineren Schwenkwinkels
verstellt wird.
[0026] Eine konstruktive Umsetzung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Summenleistungsreglers
sowie des Druckmittlers ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.
[0027] Das Regelventil 10 weist einen Regelkolben 41 auf, der in Abhängigkeit von der auf
ihn wirkenden resultierenden Kraft aus der einerseits angreifenden Regelkraft sowie
der Summe der entgegengesetzt angreifenden Kraft der ersten Druckfeder 34 und der
durch ihn auf die Meßkolbenfläche 37 wirkenden verminderten Kraft der zweiten Druckfeder
35 axial verschieblich ist. Durch Verringerung der radialen Ausdehnung des Regelkolbens
41 sind an dem Regelkolben 41 eine erste Steuerkante 42 und eine zweite Steuerkante
43 ausgebildet. Die beiden Steuerkanten 42 und 43 bilden zusammen mit dem nicht dargestellten
Ventilgehäuse zwei gemeinsam variable Drosseln aus. Durch Öffnung der durch die erste
Steuerkante 42 ausgebildeten Drossel wird dabei die Stelldruckleitung 27 zunehmend
mit der Rückstellverbindungsleitung 38 verbunden. Entsprechend wird die Verbindung
zwischen der Rückstellverbindungsleitung 38 und dem Tank 21 durch eine Verringerung
des Querschnitts der zweiten Drossel der Steuerkante 43 geschlossen. Ist die hydrostatische
Kolbenmaschine 5 durch Bedrücken des Rückstelldruckraums 39 auf ihren minimalen Schwenkwinkel
eingestellt, so wird der Rückstelldruckraum 39 über eine in dem Rückstellkolben 40
angeordnete Entlastungsleitung 44 mit dem Tank 21 verbunden.
[0028] Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Druckmittler 12 einen zweiteiligen
Stufenkolben 45, 46 auf, der einen ersten Stufenkolbenteil 45 und einen zweiten Stufenkolbenteil
46 umfaßt. Die beiden Stufenkolbenteile 45 und 46 sind in einem Ventilkörper 70 verschieblich
angeordent. An dem ersten Stufenkolbenteil 45 ist eine erste Meßfläche 17, eine zweite
Meßfläche 17' und eine dritte Meßfläche 17'' angeordnet. Im einfachsten Fall, bei
dem eine Bildung des arithmetisch gemittelten Drucks aus den drei Eingangsdrücken
erzeugt werden soll, sind die drei Meßflächen 17, 17' und 17'' gleich groß. Die drei
Meßflächen 17, 17' und 17'' sind als Stirnflächen der Querschnittsänderungen des ersten
Stufenkolbenteils 45 ausgebildet und gleichsinnig orientiert.
[0029] Die drei vor den Meßflächen 17, 17' und 17'' ausgebildeten Volumina zwischen dem
ersten Stufenkolbenteil 45 und dem Ventilkörper 70 werden über jeweils eine Meßdruckleitung
23, 23' und 23'' und über die entsprechenden Arbeitsdruckleitungen 14, 14' und 14''
mit dem entsprechenden Druck der Arbeitsleitungen 6, 6' und 6" bedrückt. Die Arbeitsdruckleitungen
14 und 14' sind mit zwei Eingängen eines ersten Wechselventils 47 verbunden. Die Ausgangsleitung
49 des Wechselventils 47 ist mit einem Eingang eines zweiten Wechselventils 48 verbunden,
dessen zweiter Eingang mit der Arbeitsdruckleitung 14'' verbunden ist. Der Ausgang
des zweiten Wechselventils 48 ist mit der Verbindungsleitung 15 verbunden.
[0030] An dem zweiten Stufenkolbenteil 46 sind durch radiale Verjüngungen eine erste Steuerkante
50 sowie eine zweite Steuerkante 51 angeordnet. Die erste und zweite Steuerkante 50
und 51 bildet mit dem Ventilkörper 70 zwei gemeinsam variable Drosselstellen aus.
Über die durch die erste Steuerkante 50 erzeugte Drossel ist eine Verbindung zwischen
der Verbindungsleitung 15 und der Ausgangsdruckleitung 13 herstellbar. Durch die zweite
Steuerkante 51 und die damit ausgebildete variable Drossel ist die Ausgangsdruckleitung
13 mit dem Tank 21 verbindbar. Das von der Summenkolbenfläche 18 und dem Ventilkörper
70 eingeschlossene Volumen 71 wird über die Rückkopplungsleitung 22 mit der Ausgangsdruckleitung
13 verbunden. Durch die an den Meßflächen 17, 17' und 17'' sowie der entgegengesetzt
orientierten Summenfläche 18 erzeugten Kräfte werden der erste Stufenkolbenteil 45
und der zweite Stufenkolbenteil 46 an einer Kontaktfläche 52 in Anlage gehalten. Die
Position der somit gemeinsam verschieblichen Stufenkolbenteile 45 und 46 wird dabei
so eingeregelt, daß sich die beiden Stufenkolbenteile 45 und 46 im Kräftegleichgewicht
befinden. Ein um die Kontaktfläche 52 ausgebildeter Raum 72 in dem Ventilkörper 70
ist über eine weitere Entlastungsleitung 60 mit dem Tank 21 verbunden.
[0031] Durch den beschriebenen Druckmittler 12 und die damit verbundene Summenleistungsregelung
ist es einfach möglich, auch hydrostatische Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' mit einem
gemeinsamen Regelparameter zu betreiben, wenn die hydrostatischen Kolbenmaschinen
5, 5' und 5'' unterschiedliche Nennleistungen aufweisen. Die Einstellung der Leistungsanteile
der hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5'' erfolgt dabei vorzugsweise so, daß
die Kraft, welche durch die erste Druckfeder 34 und die zweite Druckfeder 35 auf den
Regelkolben 41 des Regelventils 10 erzeugt wird, 100% der Leistung der zugeordneten
hydrostatischen Kolbenmaschine 5, 5' oder 5" entspricht. Ist der durch den Druckmittler
12 gemittelte Druck in der Ausgangsdruckleitung 13 so groß, daß der Meßkolben 11 von
dem Regelkolben 41 abhebt, so weist die hydrostatische Kolbenmaschine 5 eine Leistungsregelung
auf, welche ausschließlich durch die erste Druckfeder 34 bestimmt ist.
[0032] Damit wird durch Einstellen der ersten Druckfedern 34, 34' und 34'' eine individuelle
Abstimmung der Regelcharakteristik auf den Typ und die Leistung der entsprechenden
hydrostatischen Kolbenmaschinen 5, 5' und 5" ermöglicht. Weiterhin ist über die Auslegung
der Meßkolbenfläche 37, 37' und 37'' der Regelbeginn eines jeden Hyperbelreglers 7,
7' und 7" einstellbar. Besonders im Zusammenhang mit der Größe der einzelnen Meßkolbenflächen
37, 37' und 37" zusammen mit einer von dem arithmetischen Mittel abweichenden Mittelung
der Drücke in den Arbeitsleitungen 6, 6' und 6" durch Verwendung unterschiedlich großer
Meßflächen 17, 17' und 17'' kann der Einfluß einer einzelnen hydrostatischen Kolbenmaschine
5, 5'oder 5'' übergewichtet werden.
[0033] Die Verwendung eines geteilten Stufenkolbens 45, 46 mit einem ersten Stufenkolbenteil
45 und einem zweiten Stufenkolbenteil 46 erleichtert die Herstellung des erfindungsgemäßen
Druckmittlers 12 erheblich. Verspannungen wie sie durch die Bearbeitung eines einteiligen
Stufenkolbens während des Betriebs entstehen könnten, werden somit vermieden und die
Regelung arbeitet dementsprechend exakter. Der erfindungsgemäße Summenleistungsregler
ist auch für den Einsatz in Systemen mit mehr als drei hydrostatischen Kolbenmaschinen
geeignet.
1. Summenleistungsregler für mehrere hydrostatische Kolbenmaschinen (5, 5', 5''), deren
Fördervolumen mittels Verstellvorrichtungen (8, 9, 8', 9', 8'', 9'') einstellbar ist
und die ein Druckmittel in Arbeitsleitungen (6, 6', 6'') fördern, wobei die Verstellvorrichtungen
(8, 9, 8', 9', 8'', 9'') durch eine Hyperbelregelvorrichtung (7, 7', 7'') regelbar
sind und der Arbeitsdruck der hydrostatischen Kolbenmaschinen (5, 5', 5'') einem Druckmittler
(12) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Verstellvorrichtung(8, 9, 8', 9', 8'', 9'') der hydrostatischen Kolbenmaschinen
(5, 5', 5'') eine separate Hyperbelregelvorrichtung (7, 7', 7'') vorgesehen ist, der
einen Regelkolben (41, 41', 41'') und einen Meßkolben (11, 11', 11'') umfaßt, wobei
der Meßkolben (11, 11', 11'') durch eine Axialkraft vorbelastet ist, welche auf den
Regelkolben (41, 41', 41") übertragbar ist, und der eine Kraft entgegengerichtet ist,
die durch einen von dem Druckmittler (12) gemittelten Druck an einer Meßkolbenfläche
(37, 37', 37'') erzeugt wird.
2. Summenleistungsregler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Axialkraft auf den Meßkolben (11, 11', 11'') eine Druckfeder (35,
35', 35'') vorgesehen ist.
3. Summenleistungsregler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkolbenflächen (37, 37', 37'') der Meßkolben (11, 11', 11'') identisch sind.
4. Summenleistungsregler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkolbenflächen (37, 37', 37'') der Meßkolben (11, 11', 11'') unterschiedlich
sind.
5. Summenleistungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Summe aller in Richtung der Axialkraft an dem Regelkolben (41, 41', 41'') angreifenden
Kräfte bei druckloser Meßkolbenfläche (37, 37', 37'') gleich groß ist der in entgegengesetzter
Richtung bei Nennleistung der hydrostatischen Kolbenmaschine (5, 5', 5'') an dem Regelkolben
(41, 41', 41'') angreifenden Kraft.
6. Summenleistungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hyperbelregelvorrichtung (7, 7', 7") einen Umlenkhebel (32, 32', 32'') umfaßt,
auf den ein Drehmoment wirkt, das proportional zu dem Fördervolumen der hydrostatischen
Kolbenmaschine (5, 5', 5'') und proportional zu dem Druck in der Arbeitsleitung (6,
6', 6'') ist, wobei der Umlenkhebel (32, 32', 32'') eine dem Drehmoment entsprechende
Kraft auf den Regelkolben (41, 41', 41'') überträgt.
7. Summenleistungsregler nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Umlenkhebel (32, 32', 32") in einen Drehpunkt (D, D', D") drehbar gelagert ist
und auf einen ersten Schenkel (32a, 32a', 32a") des Umlenkhebels (32, 32', 32'') in
einem Angriffspunkt (A, A', A") eine Kraft wirkt, die proportional zu dem in der Arbeitsleitung
(6, 6', 6'') herrschenden Druck ist und daß der Abstand des Angriffspunkts (A, A',
A'') von dem Drehpunkt (D, D', D'') proportional zu dem eingestellten Schwenkwinkel
der hydrostatischen Kolbenmaschine (5, 5', 5'') ist und ein zweiter (32b, 32b', 32b'')
Schenkel des Umlenkhebels (32, 32', 32'') die dem resultierenden Drehmoment entsprechende
Kraft auf den Regelkolben (41, 41', 41'') überträgt.
8. Druckmittler zur Bereitstellung eines aus zumindest zwei Eingangsdrücken gemittelten
Ausgangsdrucks, mit einem in einem Ventilkörper (70) in axialer Richtung verschieblich
angeordneten Stufenkolben (45, 46), dessen zumindest zwei gleichsinnig angeordneten
Meßflächen (17, 17', 17'') mit jeweils einem Eingangsdruck beaufschlagbar sind und
einer gegensinnig zu den Meßflächen (17, 17', 17'') angeordneten Summenkolbenfläche
(18), welche mit einem Ausgangsdruck beaufschlagt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Stufenkolben (45, 46) eine erste Steuerkante (50) ausgebildet ist, welche
abhängig von der axialen Position des Stufenkolbens (45, 46) in dem Ventilkörper (70)
eine erste variable Drossel ausbildet, wobei eine Eingangsseite der variablen Drossel
mit dem jeweils höchsten Eingangsdruck des Druckmittlers (12) beaufschlagt wird und
ausgangsseitig die Summenkolbenfläche (18) des Druckmittlers (12) mit dem Ausgangsdruck
beaufschlagt ist.
9. Druckmittler nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Stufenkolben (45, 46) eine zweite Steuerkante (51) ausgebildet ist, welche
eine zweite, gegensinnig zu der ersten Drossel arbeitende, mit dieser gemeinsam variable
Drossel ausbildet, welche zwischen der Ausgangsdruckleitung (13) und einen Tank (21)
angeordnet ist.
10. Druckmittler nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stufenkolben einen ersten Stufenkolbenteil (45) und einen zweiten Stufenkolbenteil
(46) aufweist.
11. Druckmittler nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit den Eingangsdrücken beaufschlagten Meßflächen (17, 17', 17'') in dem ersten
Stufenkolbenteil (45) angeordnet sind und die Summenkolbenfläche (18) an dem zweiten
Stufenkolbenteil (46) angeordnet ist.
12. Druckmittler nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite variable Drossel an demselben Stufenkolbenteil (46) angeordnet
sind.