DE3441185C2 - - Google Patents
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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.
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