DE2146586C3 - Mit einer Konstantzug-Regelung versehener hydrostatischer Antrieb - Google Patents

Description

Arbeitsleitung 5 und 6 verbunden. Die Verstellung der Verstellpumpe 1 erfolgt von der von dem Hydrozylinder 7 gebildeten Verstellvorrichtung, indem die Kolbenstange 8 mit dem Verstellglied 9 der Verstellpumpe 1 gekoppelt ist Der kolbenstangenseitige Zylinderraum 10 des Hydrozylinders 7 ist über die Leitung 11 mit der Druckleitung 12 der die Steuermittelquelle bildenden Steuerflüssigkeitspumpe 13 unmittelbar verbunden. Mit der Druckleitung 12 der Steuerflüssigkeitspumpe 13 steht ein Druckbegrenzungsventil 14 in Wirkverbindung. Der kolbenseitige Zylinderraum 15 des Hydrozylinders 7 steht über die Steuerleitung 16, über die vom Druck in der Druckleitung 6 des von der Verstellpumpe 1 und dem Hydromotor 2 gebildeten hydrostatischen Antriebes zu beaufschlagenden Steuerventile 17 und 18, sowie über das Steuerventil 19 und über die Leitung 20 ebenfalls mit der Druckleitung 12 der Steuerflüssigkeitspumpe 13 in Verbindung. Außerdem steht dieser kolbenseitige Zylinderraum 15 über die Steuerventile 17, 18 oder 19 mit dem Tank T in Verbindung. Die Steuerleitungen 21 und 22 für die Steuerventile 17 und 18 sind über zwei Wegeventile 23 und 24 geführt, so daß ihre Verbindung zu der mit der Arbeitsleitung 6 in Verbindung stehenden Steuerleitung 25 unterbrochen werden kann. In der gezeigten Schaltstellung der zwei Wegeventile 23 und 24 sind die Steuerleitungen 21 und 22 der Steuerventile 17 und 18 unterbrochen, so daß letztere in Durchgangsstellung stehen und die von dem Steuerventil 19 wegführende Steuerleitung 26 mit der mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 15 des Hydrozylinders 7 in Verbindung stehenden Steuerleitung 16 verbinden. Das Steuerventil 19 wird hydraulisch betätigt, und zwar über die Steuerleitungen 27 und 28 von den Druckregelventilen 29 und 30, deren Regeldruck mittels des Handhebels 31 einzustellen ist. Der Eingang der Regelventile 29 und 30 ist über die Leitung 32 mit der Druckleitung der Steuerflüssigkeitspumpe 13 verbunden. Damit entspricht auch der Eingangsdruck dieser Druckregelventile dem Druck in der Druckleitung 12 der Steuerflüssigkeitspumpe 13. In der gezeigten Ausgangsstellung des Steuerhebels 31 sind die Steuerleitungen 27 und 28 über die Druckregelventile 29 und 30 mit dem Tank Tverbunden und die Leitung 32 abgeschlossen, so daß sich in den Steuerleitungen 27 und 28 kein Steuerdruck zur Betätigung des Steuerkolbens 19a des Steuerventils 19 aufba ien kann. Wird der Steuerhebel beispielsweise in Richtung 33 bewegt, wird die Feder 29a des Druckregelventils über die Platte 31a um einen bestimmten Betrag vorgespannt und gleichzeitig die Umalufstellung des Regelventils 29 zum Tank unterbrochen, so daß sich in der Steuerleitung 27 ein der Vorspannung der Regelfeder 29a entsprechender Druck aufbaut. Dieser Steuerdruck wirkt auf den Steuerkolben 19a des Steuerventils 19 und verschiebt diesen aus der gezeigten Ausgangsstellung b in Richtung der Schaltstellung a wobei durch die Kopplung des Steuerkolbens 19a über die Verbindungsstange 39 mit der an dem Kopplungsglied 37 sich abstützenden Druckfeder 38, der Steuerkolben 19a einen Schaltweg zurücklegt, der von der Größe des Steuerdruckes und der Kennlinie der Druckfeder 38 festgelegt ist. Da die Kennlinnie konstant bleibt, ist der Schaltweg des Steuerkolbens 19a von der Größe des vorgewählten Steuerdruckes unmittelbar zu beeinflussen. In der Schaltstellung a des Steuerkolbens 19a ist die Steuerleitung 20, die mit der Druckleitung 12 der Steuerflüssigkeitspumpe 13 in Verbindung steht, mit der Steuerleitung 26 verbunden, die ihrerseits über die Steuerventile 18 und 17 mit der mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 15 in Verbindung stehenden Steuerleitung 16 verbunden ist Damit ist der kolbenseitige Zylinderraum 15 vom Druck der Steuerölpumpe 13 beaufschlugt. Da im kolbenseitigen Zylinderraum 15 die volle Kolbenfläche 35a des Kolbens 35 vom Druck der Steuerflüssigkeit beaufschlagt ist während die kolbenstangenseitige Kolbenfläche 35£> um den Querschnitt der Kolbenstange 8 kleiner ist wirkt auf den Kolben 35 bei gleichzeitiger Druckbeaufschlagung der beiden Zylinderräume eine resultiernede Kraft die in Richtung des kolbenstangenseitigen Zylinderraumes 10 gerichtet ist und den Kolben mit Kolbenstange 8 in diese Richtung bewegt. Dadurch wird die Verstellpumpe ί atis ihrer Null- bzw. Umlaufstellung in Richtung größerer Fördermenge verstellt und bewirkt über den Hydromotor 2 mit angekoppelter Windentrommel 3 ein Hieven der Leine 4. Gleichzeitig wird über den Gelenkhebel 36, der über das Kopplungsglied 37 sowie die Druckfeder 38 und die Verbindungsstange 39 mit dem Steuerkolben 19a des Steuerventils 19 in kraftsch'üssiger Verbindung steht, der Steuerkolben 19a in Richtung seiner gezeigten Ausgangsstellung b bewegt Sobald oer Steuerkolben 19a durch die Verschiebung des Kolbens 35 wieder seine Ausgangsstellung b erreicht hat ist die Verbindung des kolbenseitigen Zylinderraumes 15, mit der die Steuermittekjuelle bildenden Steuerflüssigkeitspumpe 13 unterbrochen und damit eine weitere Verschiebung des Kolbens 35 in Richtung des kolbenstangenseitigen Zylinderraumes 10 unterbunden. Der Kolben 35 legt somit einen Weg zurück, der dem vom Steuerdruck festgelegten Schaltweg des Steuerkolbens 19a entspricht.

Der Verschiebeweg des Kolbens 35 mit Kolbenstange 8 ist gleichzeitig ein Maß für die Verstellung der Hydropumpe 1 und damit auch ein Maß für die Drehzahl des Hydromotors 2. Je größer der Steuerdruck zur Betätigung des Steuerventils 19 mittels des Steuerhebels 31 vorgewählt wird, um so weiter verschiebt sich der Kolben 35 in Richtung des kolbenstangenseitigen Zylinderraumes 10 und verstellt die Verstellumpe 1 in Richtung größerer Fördermenge.

Wird der Steuerhebel 31 in Druckventil der gestrichelten Linie 40 bewegt schaltet das Druckfentil 29 zunächst in Umlaufstellung, während das Druckregelventil 30 eine der Auslenkung des Steuerhebels 31 entsprechende Steuerstellung einnnimmt. Der damit verbundene Druckaufbau in der Steuerleitung 28 bewirkt eine Verschiebung des Steuerkolbens 19a aus der Schaltstellung b in die Schaltstellung c, wobei die Länge des Schaltweges ebenfalls von der Größe des Steuerdruckes mit dem der Steuerkolben 19a beaufschlagt wird, abhängig ist.

In dieser Schaltstellung ist der kolbenseitige Zylinderlaum 15 über die Leitung 16, die Steuerventile 17, 18 sowie über die Leitung 26 mit dem Tank Γ verbunden. Da der kolbenstangenseitige Zylinderraum 10 nach wie vor dem Steuerdruck beaufschlagt ist, verschiebt sich der Kolben 7 mit Kolbenstange 8 in Richtung des kolbenseitigen Z} 'inderraumes 15 und verstellt hierbei die Verstellpumpe 1 aus der Nullförderstellung in die Forderstellung, wobei die betreffende Förderrichtung der Verstellpumpe 1 über den mit der Windentrommel 3 gekoppelten Hydromotor 2 ein Fieren der Leine 4 bewirkt.

Für das Wirksamwerden der Konstantzug- bzw. Mooring-Regelung wird der Steuerhebel 31 in Richtung Hievbetrieb, d. h. in Richtung der strichpunktierten Linie 33 verschweiikt so daß über das Steuerventil 19

der Zylinderraum 15 mit der Druckflüssigkeitspumpe 13 in Wirkverbindung steht, und das Wegeventil 23 oder 24 wird aus der Schaltstellung b in die Schaltstellung a verschoben, so daß das Steuerventil 17 oder 18 über die Steuerleitung 21 oder 22, sowie über die mit der Arbeitsleitung 6 in Verbindung stehende Stcucrlcitung 25 mit dem in der Arbeitsleitung 6 herrschenden Druck beaufschlagt wird. Steigt bei einer bestimmten von der Einstellung des Druckregelventils 29 festgelegten Geschwindigkeit des Hydromotors 2 der Druck in der Arbeitsleitung 6 auf einen Wert an.derdie Druckeinstellung am Steuerventil 17 bzw. 18 übersteigt, schaltet das Steuerventil 17 bzw. 18 um und verbindet die mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 15 in Verbindung stehende Steuerleitung 16 über den Anschluß y mit dem Tank T, so daß die damit verbundene Stellbewegung des Hydrozylinders eine Verstellung der Verstellpumpe in Richtung kleinerer Fördermenge bewirkt und die Drehzahl des Hydromotors 2 um einen entsprechenden Betrag abnimmt lsi rjpr Πηιη]« in rW Arbei'.slei'.üf!" g auch in der Nullförderstellung der Verstellpumpe 1 noch größer als der am Steuerventil 17 bzw. 18 eingestellte Druck, wird die Verstellpumpe von dem Hydrozylinder 7 über Null hinaus verschwenkt, so daß sich deren Förderrichtung umkehrt und der Hydromotor im f'ierbetrieb arbeitet.

Sobald der Leinenzug wieder den am Steuerventil 17 oder 18 eingestellten Druck unterschreitet, wird über das Steuerventil 17 oder 18 die Verbindung des

to Zylinderraumes 15 des Hydrozylinders 7 mit dem Tank unterbrochen und die Verbindung mit der Steuermittelquelle 13 hergestellt, so daß entsprechend der Stellung des der Steuermittelquelle unmittelbar nachgeordneten Steuerventils 19 für den Hydrozylinder der Antrieb seine Richtung umkehrt und die Leine weiterhievt, wobei die Hievgesch'.vindigkeit so weit ansteigt, daß sich auf der Druckseite des hydrostatischen Antriebes ein dem am Steuerventil 17 oder 18 eingestellten Druck entsprechender Druck aufbaut und damit die Leine die

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mit einer Konstantzug-Regelung versehener hydrostatischer Antrieb, insbesondere für Winden auf Schiffen, wie Fischneuwinden, mit einer über Null zu verschwenkenden Verstellpumpe und mit einer von einem Hydrozylinder gebildeten Anstellvorrichtung, wobei in der Verbindung des einen vom Kolben des Hydrozylinders begrenzten Zylinderraums mit einer Steuermittelquelle ein vom Druck auf der Druckseite des hydrostatischen Antriebs (Hievbetrieb) gesteuertes Regelventil angeordnet ist, das bei Überschreiten des festgelegten Druckes den Zylinderraum mit dem Tank verbindet bei gleichzeitiger Unterbrechung der druckwirksamen Verbindung dieses Zylinderraums mit der Steuermittelquelle, und bei dem die Verbindung dieses Zylinderraums mit der Steuermittelquelle am Kolben eine in Richtung des anderen Zylinderraumes gerichtete resultierende Kraft wirksam ist, durch die eine Verstellung der Versteilpumpe in Richtung größer werdender Fördermenge bei Hievbetrieb bzw. kleiner werdender Fördermenge bei Fierbetrieb bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (p) des Regelventils (17, 18) mit dem Verbraucheranschluß eines als 3-Wegeventil mit drei Schaltstellungen (a, b, c) ausgebildeten, von einem Ansteuerungsgeber (29, 30, 31) hydraulisch angesteuerten Steuerventils (19) verbunden ist, dessen weitere Anschlüsse mit der Steuermitte^:quelle und mit dem Steuermitteltank in Verbindung stehen, und daß ^Aer Hydrozylinder (7) als Differenzialzylinder ausgebildet ist, dessen zweiter von der kleineren Xolbenfläche {35b) begrenzte Zylinderraum (10) unmittelbar mit der Steuermittelquelle (13) in Verbindung steht.

   Die Erfindung betrifft einen mit einer Konstantzug-Regelung versehenen hydrostatischen Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Konstantzug-Regelung ist aus der Broschüre »Brüninghaus-Hydraulik Verstellorgane« vom Januar 1970, Seite 9, bekannt. Das Steuerventil, das bei dieser bekannten Konstantzug-Rcgelung die Anstellvorrichtung mit der Steuermittelquelle und dem Tank verbindet und damit letzlich die Fördermenge der Pumpe und damit den Pumpendruck bestimmt, wird von einem Druckventil angesteuert, dessen Eingang mit der Druckseite des hydrostatischen Antriebes verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Steuerraum des Steuerventils, wobei eine Mindestmenge der dem Steuerraum des Steuerventils über das Druckventil zugeführten Steuerflüssigkeitsmenge über eine Drossel zum Tank abgeführt wird. Diese Konstantzug-Regelung läßt sich mit einer Steuervorrichtung für die Anstellvorrichtung der Verstellpumpe nur mit erheblichem schaltungstechnischen Aufwand wirkungsmißig vereinigen. Dies gilt auch für eine weitere bekannte Konstantzug-Regelung, bei der der Druck auf der Druckseite des hydrostatischen Antriebes in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt wird und ein Magnetventil steuert, das dem die Anstellvorrichtung bildenden Hydrozylinder zugeordnet ist.

   Der elektrische Teil dieser bekannten Konstantzug-Regelung ist zur Erzielung einer verhältnismäßig betriebsicheren Regelung ebenfalls sehr aufwendig.

   Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Konstantzug-Regelung so auszubilden, daß sie in wirtschaftlicher Weise durch Verbrauch geringer Steuerflüssigkeit zu betreiben ist und mit einfachen hydraulischen Mitteln mit einer Steuerung für die Anstellvorrichtung der Verstellpumpe wirkungsmäßig zu vereinigen ist und bei Hievbetrieb mit Erreichen

   ίο eines vorgegebenen Regeldruckes auf der Druckseite des hydrostatischen Antriebes unabhängig von der Stellung der Steuerung automatisch einsetzt und bei Unterschreiten dieses vorgegebenen Regeldruckes wieder unwirksam wird und gleichzeitig die Steuerung

   ι j wieder automatisch einsetzt

   Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den

   kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst Durch die deutsche Patentschrift 11 08 535 ist ein

   hydraulischer Windenantrieb bekanntgeworden, mit dem unabhängig von der Last eine vorgegebene Windengeschwindigkeit genau einzuhalten ist Bei einer Steuereinrichtung für hydraulische Winden gemäß der DD-PS 29 993 soll die Möglichkeit geschaffen werden, eine Last in einer festgelegten Lage zu halten. An diese Windenantriebe werden somit ganz andere Forderungen als an den anmeldungsgemäßen Windenantrieb gestellt Sie bieten deshalb keinen Beitrag zur Lösung der gestellten Aufgaöe.

   Dies gilt auch für die hydrostatischen Maschinen nach den DE-OS 15 23 567 und 19 29 645. Bei diesen hydrostatischen Maschinen wird deren Anstellvorrichtung von einem Differentialzylinder gebildet, dessen kolbenstangenseitiger Zylinderraum unmittelbar vom Druck der Steuermittelquelle und dessen kolbenseitiger Zylinderraum von einem vom Verbraucherdruck abhängigen Steuerdruck beaufschlagt ist Der vom Verbraucherdruck festgelegte Steuerdruck verstellt die Anstellvorrichtung in dem Sinne, daß das die Pumpenleistung darstellende Produkt aus Fördermenge und Förderdruck der Pumpe konstant bleibt Es handelt sich also um Leistungsregelungen.

   Bei der hydrostatischen Pumpe nach der DE-OS 19 29 645 wirkt der Förderdruck über einen Kraftkolben gegen die Kraft eines annähernd eine hyperbolische Kennlinie aufweisenden Federpaketes. Der sich hierbei ergebende Federweg des Federpaketes, der dem ' jeweiligen Förderdruck entspricht, wird auf ein hydraulisches Folgekolbensystem übertragen, das gemeinsam mit dem Federpaket mit vom Förderdruck beaufschlagten Kraftkolben ein Druckeinstellventil bildet, das den den kolbenseitigen Zylinderraum des die Anstellvorrichtung bildenden Differentialzylinders beajfschlagenden Steuerdruck zu entsprechenden Einstellung der Fördermenge der Pumpe festlegt.

   Durch die annähernd hyperbolische Kennlinie des Federpaketes wird die Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von derem Förderdruck im Sinne eines annähernden Konstanthaltens des die Leistung darstellenden Produktes aus Fördermenge und Förderdruck eingestellt.

   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt ein Schaltschema eines nach der Erfindung aufgebauten hydrostatischen Antriebes mit Konstantzug-Regelung.

   In der Figur ist mit 1 die Verstellpumpe und mit 2 der nicht verstellbare Hydromotor bezeichnet, an dem die Windentrommel 3 mit Leine 4 angekoppelt ist. Die Verstellpumpe 1 ist mit dem Hydromotor 2 über die