[go: up one dir, main page]

DE3441185C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3441185C2
DE3441185C2 DE3441185A DE3441185A DE3441185C2 DE 3441185 C2 DE3441185 C2 DE 3441185C2 DE 3441185 A DE3441185 A DE 3441185A DE 3441185 A DE3441185 A DE 3441185A DE 3441185 C2 DE3441185 C2 DE 3441185C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
control
speed
time constant
drive system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3441185A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3441185A1 (de
Inventor
Heinrich Prof. Dr.-Ing. Nikolaus
Frank Dipl.-Ing. 2000 Hamburg De Metzner
Walter Dipl.-Ing. 8770 Lohr De Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Priority to DE19843441185 priority Critical patent/DE3441185A1/de
Publication of DE3441185A1 publication Critical patent/DE3441185A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3441185C2 publication Critical patent/DE3441185C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46Automatic regulation in accordance with output requirements
    • F16H61/47Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/40Control devices
    • B66D1/42Control devices non-automatic
    • B66D1/44Control devices non-automatic pneumatic of hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/425Motor capacity control by electric actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/435Pump capacity control by electric actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46Automatic regulation in accordance with output requirements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6838Sensing gearing status of hydrostatic transmissions
    • F16H2059/6876Sensing gearing status of hydrostatic transmissions the motor speed

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.
Es wird hierbei von einem bekannten Antriebssystem ausgegangen (DE-OS 33 02 546), bei dem die Primäreinheit von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird und die Sekundäreinheit ein Fahrzeug antreibt. Es ist eine Druckregelung in dem die Pumpe mit der hydrostatischen Maschine verbindenden Leitungsstrang vorgesehen, um bei erhöhten Leistungsbedarf des Fahrzeugantriebes den Druck im Leitungsstrang aufrechtzuerhalten. Ferner ist für die Sekundäreinheit eine Drehzahlregelung vorgesehen, mit der die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden kann. Bei dem bekannten Antriebssystem wird der Steuerstrom zur Betätigung des Stellgliedes für die Primäreinheit von einer mit der Primäreinheit gekuppelten Pumpe als Signalgeber in Verbindung mit Drosselstellen als Dosiereinrichtungen erzeugt, während für die Drehzahlregelung der Sekundäreinheit ein Tachogenerator, eine Istwert/Sollwertvergleichsstufe und ein von dieser angesteuertes Ventil vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, für ein Antriebssystem, das aus einem hydrostatischen Getriebe besteht, eine Regelung vorzusehen, die eine rein elektrische Signalverarbeitung aufweist.
Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Antriebssystem mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen gelöst.
Die Regelung erfolgt auf rein elektrischem Wege, wobei lediglich der Druck in dem die Pumpe mit der hydrostatischen Maschine verbindenen Leitungsstrang und die Drehzahl der Sekundäreinheit gemessen werden. Der Druckregelkreis zur Aufrechterhaltung des Druckes im Leitungsstrang ist mit dem Drehzahlregelkreis zur Einstellung einer bestimmten Geschwindigkeit über einen Korrektur-Regelkreis verknüpft, der dafür sorgt, daß auch bei erhöhtem Leistungsbedarf der Sekundäreinheit der im Leitungsstrang erforderliche Druck aufrechterhalten wird, indem die Drehzahl der Sekundäreinheit in entsprechendem Maße abgesenkt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann der Drehzahlregelung ein weiterer Regelkreis überlagert sein, der bei Überlastung des Antriebsmotors der Primäreinheit die Drehzahl der Sekundäreinheit absenkt. Ferner ist ein Regelkreis vorgesehen, der den Druck langsam im Leitungsstrang absenkt, wenn die Sekundäreinehit gering belastet ist, wobei aber der Druck sofort erhöht wird, wenn die Belastung steigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein Signalflußplan der Regelung des hydrostatischen Antriebssystems dargestellt ist.
Ein Elektromotor 10 treibt eine hydrostatische Pumpe 11, z. B. eine Axialkolbenpumpe an, deren Fördervolumen vom Stellglied 12 eines Verstellzylinders 13 veränderbar ist. Die Pumpe 11 fördert Druckmittel in einen Leitungsstrang 14. Die Pumpe 11 stellt die Primäreinheit dar.
An den Leitungsstrang 14 ist eine hydrostatische Maschine 15 als Sekundäreinheit angeschlossen, deren Ausgangswelle mit einer Winde 16 gekuppelt ist. Die Maschine 15 kann sowohl als Pumpe wie auch als Motor arbeiten. Zum Verändern des Schluck- bzw. Verdrängungsvolumens der Maschine 15 ist ebenfalls ein Verstellzylinder 17 mit einem Stellglied 18 vorgesehen.
Arbeitet die Maschine 15 als Motor, um mit der Winde eine Last zu heben, so wird aus dem Leitungsstrang 14 Druckmittel entnommen. Wird beim Fieren einer Last die Maschine 15 angetrieben und arbeitet als Pumpe, so drückt sie Druckmittel in einen an den Leitungsstrang 14 angeschlossenen Speicher 20.
In der Darstellung arbeitet das hydrostatische Getriebe im geschlossenen Kreislauf. Ein die Pumpe 11 und die Maschine 15 verbindender Leitungsstrang 21 ist mit einem Speicher 22 zur Pufferung von Druckmittel versehen. Der Speicher 22 wird geladen, wenn die Maschine 15 als Motor läuft, und wird entladen, wenn die Maschine 15 als Pumpe angetrieben wird. Anstelle des geschlossenen Kreislaufes kann auch ein offener Kreislauf vorgesehen sein. Dabei ist der Leitungsstrang 21 an einen Tank angeschlossen und entfällt der Speicher 22.
Die Ansteuerung der Verstellzylinder 13 bzw. 17 erfolgt durch je ein elektrisches Servoventil 24 und 25, das als Wegeventil ausgeführt ist und jeweils einen der Zylinderräume mit einer Druckmittelquelle und den anderen Zylinderraum mit Tank verbindet, so daß das Stellglied 12 bzw. 18 entsprechend verschiebbar und damit das Fördervolumen der Pumpe 11 bzw. das Schluck- oder Fördervolumen der Maschine 15 einstellbar ist. Zwischen dem Stellglied 12 und dem Servoventil 24 ist eine Rückführung 26 und zwischen dem Stellglied 18 und dem Servoventil 25 eine Rückführung 27vorgesehen. Hieraus ist ersichtlich, daß im stationären Zustand der Regelung die Verstellung des Stellgliedes 12 bzw. 18 und damit der das Volumen bestimmende Schwenkwinkel der Pumpe 11 bzw. der Maschine 15 dem die Wicklung des Servoventils 24 bzw. 25 durchfließenden Strom entspricht. Die Rückführungen 26 und 27 können wie dargestellt in Form einer mechanischen Kraftrückführung oder als elektrische Stellwegrückführung vorgesehen sein.
Die Betriebsweise der Winde ist folgende: Wird nach Aufbringen einer Last das Hubvolumen der Sekundäreinheit 15 mittels des Verstellzylinders 17 und des Servoventils 25 verstellt, so bewegt sich die Last mehr oder weniger schnell nach oben oder unten. Dabei läßt sich durch entsprechende Einstellung des Hubvolumens leicht ein Gleichgewichtszustand herstellen, bei dem das an der Sekundäreinheit anstehende, aus dem Druck des Druckmittels im Leitungsstrang 14 und dem Hubvolumen gebildete Drehmoment dem äußeren Lastmoment die Waage hält. Dabei wird die Drehzahl der Sekundäreinheit zu Null, und die Last kann in diesem Betriebszustand beliebig lange in ihrer Position gehalten werden, ohne daß eine mechanische Bremse vorhanden sein muß.
Wird nun ausgehend von dieser Ruhelage der Schwenkwinkel der Maschine 15 und damit deren Hubvolumen vergrößert, so bewegt sich die Last nach oben. Eine Vergrößerung des Schwenkwinkels hat eine Änderung der Hievgeschwindigkeit (Beschleunigung) und einen höheren Förderstrombedarf bei gleichem Lastmoment zur Folge.
Wird ausgehend von der Ruhelage dagegen der Schwenkwinkel verringert, bleibt die Druckrichtung erhalten, und die Last fiert ab. Dabei arbeitet die Maschine 15 als Pumpe, wobei hydraulische Energie in den Speicher 20 zurückgespeist wird.
Demzufolge ist für das hydrostatische Getriebe eine Druckregelung erforderlich, durch die der Schwenkwinkel der Pumpe 11 so eingestellt wird, daß ein bestimmter Druck im Leitungsstrang 14 aufrechterhalten wird, sowie eine Drehzahlregelung der Sekundäreinheit, mit der die Geschwindigkeit beim Hieven und Fieren einer Last einstellbar ist. Diesen beiden Hauptregelkreisen sind mehrere Korrekturregelkreise überlagert, nämlich ein Überlastschutz für den Elektromotor 10, ein Schutz gegen zu hohen sekundärseitigen Leistungsbedarf, eine Druckabsenkung bei geringem sekundärseitigem Leistungsbedarf und eine Druckerhöhung bei erhöhtem sekundärseitigem Leistungsbedarf.
In allen Regelkreisen ist eine elektronische Signalverarbeitung vorgesehen, die im folgenden näher erläutert wird.
Der Regelkreis für die Druckregelung im Leitungsstrang 14 besteht aus einer Vergleichsstufe 30, an deren Eingängen der Sollwert des Druckes p HDsoll und der Istwert p HDist anliegen, der in dem an den Leitungsstrang 14 angeschlossenen elektrischen Druckaufnehmer 31 gemessen wird, einem an den Ausgang der Vergleichsstufe 30 angeschlossenen Druckregler 32 mit P-Verhalten, und einem Regelverstärker 33 besteht, dessen Ausgang an die Magnetwicklung des Servoventils 24 angeschlossen ist. Über den Regelkreis wird der Schwenkwinkel und damit das Hubvolumen der Pumpe 11 vergrößert, wenn infolge des Förderstrombedarfs der Sekundäreinheit 15 der Istwert des Druckes im Leitungsstrang 14 absinkt. Je größer die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Druckes im Leitungsstrang 14 ist, desto stärker wird die Pumpe 11 ausgeschwenkt, um das Fördervolumen zu erhöhen. Diese Druckregelung muß der schnellste aller Regelkreise sein und weist daher eine möglichst kleine Zeitkonstante T 1 auf.
Der Regelkreis für die Drehzahlregelung der Maschine 15 besteht aus einer Vergleichsstufe 40, an deren Eingängen ein korrigierter Sollwert n 2soll′ wie nachstehend erläutert läutert wird, und der von einem elektrischen Tachogenerator 41 gemessene Istwert für die Drehzahl n 2ist anliegen, einem an die Vergleichsstufe 40 angeschlossenen Drehzahlregler 42 mit P-Verhalten sowie einem elektrischen Regelverstärker 43, der mit der Magnetwicklung des Servoventils 25 verbunden ist, einer Korrekturstufe 44 zum Erzeugen des korrigierten Sollwerts n′ 2soll und einer Verzögerungsstufe 45 für die Eingabe des Drehzahlsollwerts n 2soll. Die Regelverstärker 32 und 43 können auch ein PI- oder PID-Übertragungsverhalten aufweisen.
Auch die Drehzahlregelung der Maschine 15 arbeitet in der Weise, daß das Stellglied der Maschine 15 um so stärker in die eine oder andere Richtung, ausgehend von dem durch die Last und Reibung sowie dem Druck im Leitungsstrang 14 vorgegebenen stationären Schwenkwinkel, ausgeschwenkt wird, je größer die Differenz zwischen dem Istwert der Drehzahl und dem korrigierten Sollwert der Drehzahl ist. Dabei wird in der Korrekturstufe 44 der von Hand mittels eines Potentiometers vorgegebene Sollwert der Windendrehzahl korrigiert, wenn die Maschine 15 infolge einer großen Last einen zu hohen Leistungsbedarf hat oder eine Überlastung des Antriebsmotors 10 der Pumpe 11 droht. Diese dem Drehzahlregelkreis überlagerten Korrekturregelkreise sind nachstehend beschrieben.
Die Drehzahlregelung ist ungefähr dreimal langsamer auszulegen als die Druckregelung, wobei die Zeitkonstante T 2 der Drehzahlregelung entsprechend der schnellstmöglichen Drehzahländerung festgelegt ist, die von der angekuppelten Trägheitsmasse und dem Lastmoment der Winde abhängig ist. Bei größeren Zeitkonstanten T 2 würde die Gefahr mehr oder minder heftiger Drehzahlschwankungen bestehen. Die Zeitkonstante T 2 des Drehzahlregelkreises wird dabei als einzige aller Zeitkonstanten von den äußeren Verhältnissen (Last, Trägheitsmasse, Reibung) und auch von den inneren Verhältnissen (Druck, Verdrängungsvolumen der Maschine 15) entscheidend bestimmt.
Beim Windenbetrieb muß zumindest für die beiden Quadranten, in denen von der Maschine 15 zum Hieven einer Last ein vorwärtsgerichtetes Drehmoment und zum Fieren einer Last ein rückwärtsgerichtetes Drehmoment ageggeben werden muß, wobei im ersten Fall Leistung abgegeben und im zweiten Fall Leistung aufgenommen wird, sichergestellt werden, daß bei maximaler Last, wenn also die Maschine 15 voll ausgeschwenkt ist und ihr größtmögliches Schluckvolumen erreicht hat, d. h. nicht weiter ausgeschwenkt werden kann, der Druck im Leitungsstrang 14 in jedem Fall aufrechterhalten wird. Dies wird durch einen dem Drehzahlregelkreis überlagerten druckabhängigen Regelkreis erzielt, durch den die Drehzahl der Maschine 15 und damit deren Druckmittelbedarf verringert wird, wenn dieser nicht allein von der Pumpe 11 gedeckt werden kann.
Der der Drehzahlregelung überlagerte druckabhängige Regelkreis besteht aus einer Vergleichsstufe 50, deren Eingängen wiederum der Istwert und Sollwert des Druckes im Leitungsstrang 14 zugeführt wird, einem Positiv-Wert-Unterdrücker 51, einem Verstärker 52 und einer Erkennungsschaltung 53 für die Drehrichtung der Maschine 15, wobei die Schaltung 53 mit dem Tachogenerator 41 verbunden ist. Wenn der Hochdruck-Istwert kleiner ist als der Hochdruck-Sollwert soll eine Drehzahlabsenkung erfolgen. Dabei ist die Druckdifferenz aus Soll- und Istwert kleiner Null. Also muß der Unterdrücker 51 die positiven Werte der Differenz zu null setzen. Die Erkennungsschaltung 53 ist notwendig, einerseits für die Erkennung des Zustands Motorbetrieb der Maschine 15 in Verbindung mit dem Vorzeichen des Schwenkwinkels α 2 (für die Druckabsenkung) und andererseits für die Drehzahlabsenkung: bei n 2 größer Null muß die Korrektur kleiner Null sein; bei n 2 kleiner Null muß die Korrektur größer Null sein. In dem Verstärker 52 wird somit die Drehrichtung der Maschine 15 berücksichtigt, da der überlagerte Regelkreis nur dann arbeiten soll, wenn eine schwere Last gehievt wird und dabei die Drehzahl entsprechend herabgesetzt werden muß. Fällt dabei der Istwert des Druckes im Leitungsstrang 14 unter den eingestellten Sollwert, so wird durch den überlagerten Regelkreis der Sollwert der Sekundärdrehzahl in der Korrekturstufe 44 abgesenkt, damit durch den sinkenden Volumenstrombedarf des Motors 15 der Druck im Leitungsstrang 14 schnell ansteigen kann. Der überlagerte Regelkreis hat eine Zeitkonstante T 3, die gleich der Zeitkonstante T 2 der Drehzahlregelung der Maschine 15 sein kann.
Ein weiterer der Drehzahlregelung überlagerter Regelkreis zum Absenken der Drehzahl der Maschine 15 bei Überlastung des Antriebsmotors 10 der Primäreinheit 11 besteht aus einer Vergleichsstufe 60, deren Eingängen der in einem Stromwandler 61 gemessene Motorstrom und ein Grenzwert i max zugeführt werden, einem an den Ausgang der Vergleichsstufe 60 angeschlossenen Positiv-Wert-Unterdrücker 62 und einem Verzögerungsglied 63, dessen Ausgang mit der Korrekturstufe 44 für die Drehzahl verbunden ist. Nur wenn die Stromaufnahme I ist des Motors 10 größer als die maximal zulässige ist, also die Differenz aus Maximalwert und Istwert kleiner als Null ist, dann soll die Drehzahl n 2 korrigiert werden. Also muß der Unterdrücker 62 die positiven Werte der Differenz zu Null setzen. Überschreitet der Motorstrom die Maximalstromaufnahme i max , so wird der Volumenstrombedarf der Sekundäreinheit 15 vermindert, indem der Sollwert der vorgegebenen Drehzahl entsprechend vermindert wird. Auf diese Weise kann der Druck im Leitungsstrang 14 unter allen Umständen, also auch bei Überlastung des Antriebsmotors 10 aufrechterhalten werden, indem die Sekundärdrehzahl abgesenkt wird, um die Gefahr eines Durchgehens der belasteten Winde zu vermeiden. Aufgrund der verhältnismäßig großen Überlastbarkeit elektrischer Maschinen kann die Zeitkonstante dieses überlagerten Regelkreises wesentlich größer als die Zeitkonstante T 1 der Druckregelung sein. Beispielsweise kann die Zeitkonstante T 4 dieser Überlastungsschutzregelung um den Faktor dreißig größer als T 1 gewählt werden.
Andererseits kann bei geringem Volumenstrombedarf, wenn also der Schwenkwinkel der Maschine 15 verhältnismäßig gering ist, der Druck im Leitungsstrang 14abgesenkt werden, um den Wirkungsgrad des Getriebes zu verbessern. Hierzu wird ein zulässiger Grenzschwenkwinkel α 2 grenz festgelegt. Der Winkel α 2 grenz kann als Funktion des Drucks pHD, des Verdrängungsvolumens der Maschine 15 und als Funktion des Wirkungsgrads etahm = f (pHD, a 2, n 2, Öltemperatur) vorgegeben werden. Bei mehreren Maschinen 15 wird immer der jeweils größte Schwenkwinkel α 2 hier berücksichtigt. Liegt der tatsächliche Schwenkwinkel α 2 der Maschine 15 unter dem Grenzschwenkwinkel, so wird der Druck p HD abgesenkt, indem der Sollwert für den Druck im Leitungsstrang erniedrigt wird.
Der Regelkreis zur Druckabsenkung besteht aus einem Verstärker 70, dessen Eingang das der Lage des Stellgliedes 18 proportionale Stromsignal unter multiplikativer Berücksichtigung der Drehrichtung von der Schaltung 53 zur Erkennung der Drehrichtung zugeführt wird, einem mit dem Ausgang des Verstärkers 70 verbundenen Negativ-Wert-Unterdrücker 71, einer Vergleichsstufe 72, die als invertierender Summierer ausgebildet ist und der der tatsächliche Schwenkwinkel sowie der Grenzwinkel zugeführt werden, einem Verstärker 73, einer Druckbereichsbegrenzung 74, einem Verzögerungsglied 75 und einem Komparator 76.
Die Betriebszustände
  • - Motorbetrieb vorwärts
    d. h. Schwenkwinkel α 2 größer Null und Drehzahl n 2 größer Null
    und die Bedingung α 2 grenz größer (α 2 mal vorzeichen n 2)
  • - Motorbetrieb rückwärts (Lastmasse der Winde kompensiert die Reibung im Antrieb nicht, z. B. im Leerhakenbetrieb, und daher muß beim Absenken angetrieben werden)
    d. h. α 2 kleiner Null und n 2 kleiner Null
    und die Bedingung α 2 grenz größer (α 2 mal Vorzeichen n 2)
  • - Pumpenbetrieb vorwärts und rückwärts
    d. h. (α 2 mal Vorzeichen n 2) kleiner Null
führen zur Absenkung des Hochdrucks.
Die Betriebszustände
  • - Motorbetrieb vorwärts
    d. h. α 2 größer Null und n 2 größer Null
    und die Bedingung α 2 grenz kleiner (α 2 mal Vorzeichen n 2)
  • - Motorbetrieb rückwärts (Lastmasse einer Winde kompensiert die Reibung in Antrieb nicht, z. B. im Leerhakenbetrieb, und daher muß beim Absenken angetrieben werden)
    d. h. α 2 kleiner Null und n 2 kleiner Null
    und die Bedingung α 2 grenz kleiner (α 2 mal Vorzeichen n 2)
führen zur Anhebung des Hochdrucks.
Also muß der Unterdrücker 71 die negativen Werte von (α 2 mal Vorzeichen n 2) zu Null setzen.
Mit dem Druckbereichsbegrenzer 74 kann der zu fahrende Druckbereich in den Grenzen pHDmin und pHDmax in Abhängigkeit des Signals S vom Verstärker 73 eingestellt werden, wobei der Vorzeichenwechsel durch die Vergleichsstufe 72 berücksichtigt (V = -1!< werden muß. Es sind die folgenden vier Fälle zu unterscheiden:
  • 1. a 2 größer Null und n 2 größer Null (Motorbetrieb 15 vorwärts):
    d. h. (α 2 mal Vorzeichen n 2) größer Null
    α 2 grenz größer (a 2 mal Vorzeichen n 2):S kleiner Null
    Druck absenken
    α 1 kleiner α 2 grenz kleiner (α 2 mal Vorzeichen n 2):S größer Null
    Druck anheben
    α 1 größer
  • 2. α 2 kleiner Null und n 2 kleiner Null (Motorbetrieb 15 rückwärts):
    d. h. (α 2 mal Vorzeichen n 2) größer Null
    α 2 grenz größer (α 2 mal Vorzeichen n 2):S kleiner Null
    Druck absenken
    α 1 kleiner α 2 grenz kleiner (α 2 mal Vorzeichen n 2):S größer Null
    Druck anheben
    α 1 größer
  • 3. α 2 größer Null und n 2 kleiner Null (Pumpenbetrieb 15 rückwärts):
    d. h. (α 2 mal Vorzeichen n 2) kleiner Null also wegen 71 gleich Null:S kleiner Null
    Druck absenken
    α 1 kleiner
  • 4. α 2 kleiner Null und n 2 größer Null (Pumpenbetrieb 15 vorwärts):
    d. h. (α 2 mal Vorzeichen n 2) kleiner Null also wegen 71 gleich Null:S kleiner Null
    Druck absenken
    α 1 kleiner
Der Komparator 76 ist ein Bauteil, das jeweils den größeren der beiden anliegenden Spannungswerte für den Drucksollwert durchläßt. Im vorliegenden Fall wird der Sollwert für den Druck p HDsoll erniedrigt, wenn der Leistungsbedarf der Maschine 15 entsprechend gering ist. Dieser Regelkreis hat ein verzögertes Zeitverhalten mit einer Zeitkonstante T 5, die um den Faktor 100 gegenüber der Zeitkonstante T 1 der Druckregelung größer sein kann, da dieser Regelkreis nur zum Verbessern des Wirkungsgrades erforderlich ist.
Schließlich ist noch ein Regelkreis zur Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 vorgesehen, der aus einem Betragsbildner 80, einer Vergleichsstufe 81, einem Positiv-Wert-Unterdrücker 82, einem Verstärker 83 und dem Komparator 76 besteht. Dabei ist der Betragsbildner 80 an den Ausgang der Vergleichsstufe 40 angeschlossen und liefert ein Signal entsprechend der Differenz des Drehzahl-Sollwerts n′ 2soll und des Drehzahl-Istwerts n 2ist . Solange diese Differenz Δ n oberhalb einer zulässigen Differenz Δ ngrenz liegt, wenn also der Istwert der Drehzahl dem korrigierten Sollwert der Drehzahl nicht schnell genug folgt, wird am Ausgang der Vergleichsstufe 81 und damit des Verstärkers 83 ein Signal p HDsoll2 erzeugt, das dem zweiten Eingang des Komparators 76 zugeführt wird und den Sollwert p HDsoll1 für den Druck im Leitungsstrang 14 erhöht. Nur wenn der Drehzahl-Istwert dem Drehzahl-Sollwert nicht folgt, also wenn die Differenz aus Grenzdifferenz und dem Betrag der Differenz aus Soll- und Istwert kleiner als Null ist, soll der Druck erhöht werden. Werte größer Null werden deshalb im Unterdrücker 82 unterdrückt. Die Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 dient auch zur Sicherheit gegen Überlastung der Winde. Der Komparator 76 ist so geschaltet, daß der größere Sollwert stets die Priorität erhält, so daß die Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 gewährleistet ist.
Die Zeitkonstante T 6 des Regelkreises für die Druckerhöhung ist etwa gleich der Zeitkonstante T 1 für die Druckregelung.

Claims (14)

1. Antriebssystem mit einer von einem Motor angetriebenen verstellbaren hydrostatischen Maschine als Primäreinheit, die als Pumpe arbeitend Druckmittel in einen Leitungsstrang fördert, an den eine verstellbare hydrostatische Maschine als Sekundäreinheit angeschlossen ist, die mit einer Last, insbesondere mit einer Winde, gekuppelt ist und als Motor oder Pumpe arbeitend Druckmittel aus dem Leitungsstrang zu der Primäreinheit oder einem Tank bzw. umgekehrt fördert, und mit einem mit dem Leitungsstrang verbundenen hydraulischen Speicher sowie mit je einem Wegeventil zur Betätigung der Verstellzylinder der hydrostatischen Maschinen, wobei der Verstellzylinder der Primäreinheit mittels eines vom Druck in dem Leitungsstrang abhängigen Steuerstroms und der Verstellzylinder der Sekundäreinheit mittels eines von der Drehzahl abhängigen Steuerstroms einstellbar ist und für die Drehzahlregelung der Sekundäreinheit ein elektrischer Tachogenerator, eine Vergleichsstufe für den Sollwert und Istwert der Drehzahl und ein von der Vergleichsstufe elektrisch angesteuertes Ventil für den Verstellzylinder der Sekundäreinheit vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) zur Regelung des Druckes in dem Leitungsstrang (14) ein elektrischer Druckmeßgeber (31), eine Vergleichsstufe (30) für den Sollwert und Istwert des Druckes und ein von der Vergleichsstufe elektrisch angesteuertes Ventil (24) für den Stellzylinder (13) der Primäreinheit (11) vorgesehen sind,
  • b) und daß der Drehzahlregelung der Sekundäreinheit (15) ein druckabhängiger Regelkreis überlagert ist, der aus einer Vergleichsstufe (50) für den Sollwert und Istwert des Druckes in dem Leitungsstrang (14) und einer dem Sollwerteingang der Drehzahlvergleichsstufe (40) vorgeschalteten Korrekturstufe (44) besteht, von der die Drehzahl der Sekundäreinheit (15) abgesenkt wird, wenn der Istwert des Druckes unter den Sollwert fällt.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1 mit einem Elektromotor als Antriebsmotor für die Primäreinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregelung außerdem ein von der Belastung des Antriebsmotors (10) der Primäreinheit (11) abhängiger Regelkreis überlagert ist, der aus einer Vergleichsstufe (60) für den Maximalwert und Istwert des Motorstroms und der Korrekturstufe (44) besteht, von der die Drehzahl der Sekundäreinheit (15) abgesenkt wird, wenn der Istwert des Motorstroms den Maximalwert übersteigt.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Drehzahlregelung der Sekundäreinheit größer als die Zeitkonstante der Druckregelung im Leitungsstrang ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Drehzahlregelung etwa dreimal größer ist als die Zeitkonstante der Druckregelung.
5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der druckabhängigen Drehzahlkorrektur etwa der Zeitkonstante der Drehzahlregelung entspricht.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der von der Belastung des Antriebsmotors (10) der Primäreinheit abhängigen Drehzahlkorrektur wesentlich größer als die Zeitkonstante der Druckregelung in dem Leitungsstrang ist.
7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der von der Belastung des Antriebsmotors der Primäreinheit abhängigen Drehzahlkorrektur etwa dreißigmal größer als die Zeitkonstante der Druckregelung ist.
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregelung in dem Leitungsstrang (14) ein vom Volumenstrombedarf der Sekundäreinheit (15) abhängiger Regelkreis überlagert ist, der aus einem dem Sollwerteingang der Vergleichsstufe (30) für die Druckregelung vorgeschalteten Komparator (76) besteht, von dem der Sollwert des Druckes im Leitungsstrang (14) abgesenkt wird, wenn von dem Verstellzylinder (17) der Sekundäreinheit (15) ein unter einem vorbestimmten Volumenstrom liegender Wert eingestellt wird, und von dem der Druck im Leitungsstrang unverzögert erhöht wird, wenn die Abweichung zwischen dem Istwert und dem korrigierten Sollwert der Drehzahl der Sekundäreinheit (15) oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes bleibt.
9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Druckabsenkung bei geringem Volumenstrombedarf der Sekundäreinheit (15) an die zum Ventil (25) führende Steuerstromleitung der Drehzahlregelung angeschlossen ist und aus einem Verstärker (70) mit Berücksichtigung der Drehrichtung der Sekundäreinheit, einer Summierstufe (72) zur Eingabe eines Grenzwertes für den Verstellzylinder, einer Druckbereichsbegrenzung (74), einem Verzögerungsglied (75) und dem Komparator (76) besteht.
10. Antriebssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Druckerhöhung im Leitungsstrang (14) an den Ausgang der Vergleichsstufe (40) der Drehzahlregelung angeschlossen ist und aus einem Betragbildner (80) für die Differenz zwischen dem Istwert und dem korrigierten Sollwert der Drehzahl, einer Vergleichsstufe (81) zur Eingabe einer Grenzdrehzahlabweichung und dem Komparator (76) besteht.
11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Regelkreises zur Druckabsenkung wesentlich größer als die Zeitkonstante der Druckregelung ist.
12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Regelkreises zur Druckabsenkung etwa einhundertmal größer als die Zeitkonstante der Druckregelung ist.
13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Regelkreises zur Druckerhöhung gleich der Zeitkonstante der Druckregelung ist.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (24 und 25) zur Betätigung der Stellzylinder (13 und 17) Servoventile oder Proportionalventile mit Rückführung sind.
DE19843441185 1984-11-10 1984-11-10 Antriebssystem Granted DE3441185A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843441185 DE3441185A1 (de) 1984-11-10 1984-11-10 Antriebssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843441185 DE3441185A1 (de) 1984-11-10 1984-11-10 Antriebssystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3441185A1 DE3441185A1 (de) 1986-05-22
DE3441185C2 true DE3441185C2 (de) 1987-08-13

Family

ID=6250026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843441185 Granted DE3441185A1 (de) 1984-11-10 1984-11-10 Antriebssystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3441185A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4406736A1 (de) * 1994-02-28 1995-08-31 Rexroth Mannesmann Gmbh Verfahren zur Leistungsbegrenzung in einem Drucknetz mit eingeprägtem Druck
DE4420619A1 (de) * 1994-06-13 1995-12-14 Rexroth Mannesmann Gmbh Antriebssystem mit hydrostatischen Maschinen
DE102009011247A1 (de) 2009-03-02 2010-09-09 Robert Bosch Gmbh Hydrostatischer Antrieb
DE102014224337B4 (de) 2014-11-28 2023-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines hydrostatischen Antriebs

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3516768C2 (de) * 1985-05-09 1987-05-14 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung einer hydrostatischen Maschine
DE3528096A1 (de) * 1985-08-06 1987-02-19 Rexroth Mannesmann Gmbh Steuereinrichtung fuer ein antriebssystem mit eingepraegtem druck
DE3623066A1 (de) * 1986-07-09 1988-01-28 Rexroth Mannesmann Gmbh Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung einer an eine leitung mit eingepraegtem druck angeschlossenen hydrostatischen maschine
DE3634549A1 (de) * 1986-10-10 1988-04-14 Krupp Gmbh Hydraulische antriebsanordnung
DE3713799A1 (de) * 1987-04-24 1988-11-10 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydrostatisches antriebssystem
DE3800900A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-27 Rexroth Mannesmann Gmbh Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung einer hydrostatischen maschine
GB8814338D0 (en) * 1988-06-16 1988-07-20 Autosteer Controls Ltd Improvements relating to winching apparatus
DE4111500C2 (de) * 1991-04-09 1997-04-10 Rexroth Mannesmann Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Leistungsbegrenzung einer hydraulischen Maschine
EP0779239B2 (de) * 1995-12-13 2006-09-13 Liebherr-Werk Ehingen GmbH Steuervorrichtung für ein Hubwerk eines Krans
JP3893857B2 (ja) 1999-11-25 2007-03-14 コベルコクレーン株式会社 油圧駆動ウインチの制御装置
EP1172325A3 (de) * 2000-07-13 2002-04-17 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Steuervorrichtung für einen hydraulischen Windenantrieb
EP2767739B1 (de) * 2013-02-19 2018-10-24 Dana Rexroth Transmission Systems S.r.l. Leistungsverzweigtes Getriebe für einen Fahrantrieb, Verfahren zur Steuerung des Getriebes

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302546C2 (de) * 1983-01-26 1987-05-07 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Mit einer Brennkraftmaschine verbundenes hydrostatisches Antriebssystem

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4406736A1 (de) * 1994-02-28 1995-08-31 Rexroth Mannesmann Gmbh Verfahren zur Leistungsbegrenzung in einem Drucknetz mit eingeprägtem Druck
DE4420619A1 (de) * 1994-06-13 1995-12-14 Rexroth Mannesmann Gmbh Antriebssystem mit hydrostatischen Maschinen
DE102009011247A1 (de) 2009-03-02 2010-09-09 Robert Bosch Gmbh Hydrostatischer Antrieb
DE102014224337B4 (de) 2014-11-28 2023-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines hydrostatischen Antriebs

Also Published As

Publication number Publication date
DE3441185A1 (de) 1986-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3441185C2 (de)
DE3713799C2 (de)
DE3716200C2 (de) Steuer- und Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Antriebsaggregat und Verfahren zum Betreiben eines solchen
DE3249820C2 (de)
EP2050961B1 (de) Hydraulisches Antriebssystem
EP2693054B1 (de) Steuervorrichtung für hydrostatische Antriebe
DE3044144A1 (de) Hydrostatisches antriebssystem mit einer einstellbaren pumpe und mehreren verbrauchern
WO2004074686A1 (de) Verfahren zur steuerung eines hydrauliksystems einer mobilen arbeitsmaschine
EP0497293A1 (de) Verfahren zur Grenzlastregelung eines hydrostatischen Antriebes sowie hydrostatischer Antrieb für Arbeitsmaschinen
EP0515639B1 (de) Hydrauliksystem
DE3911706C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit
DE3528096C2 (de)
DE3120278C2 (de) &#34;Steuereinrichtung für ein von einer Antriebsmaschine angetriebenes hydrostatisches Getriebe&#34;
DE3516768C2 (de) Schaltungsanordnung zur Drehzahlregelung einer hydrostatischen Maschine
DE3302546C2 (de) Mit einer Brennkraftmaschine verbundenes hydrostatisches Antriebssystem
EP2199623A2 (de) Hydrauliksystem
DE102017202273A1 (de) Hydrostatisches Getriebe und Verfahren zur Bremsung damit
DE3609399C2 (de)
EP1460505B1 (de) Einrichtung zur ablösenden Regelung von Druck und Förderstrom eines hydraulischen Druckmittels
EP3517790A1 (de) Arbeitsmaschine mit hydraulik zur energierekuperation
DE4307827A1 (de) Hydrauliksystem
DE3243923C2 (de) Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Dieselmotors in einem Hydraulikbagger
DE3739387A1 (de) Antriebssystem
DE102022205233B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Elektrohydraulikaggregats
DE3404534A1 (de) Hydraulische antriebsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee