DE1775583C - Hydraulisches Servostellgerat fur ein hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Servostellgerät zur willkürlichen Betätigung der kombinierten Hubvolumen Folgeeinstellung .der Pumpe und des Hydromotors eines hydrostatischen Getriebes, bei dem zwischen einem Stellgerätgeber und einem Übertragungsgestänge ein federnd nachgiebiges Glied angeordnet ist, dessen Feder die das Überrtragungsgestänge beaufschlagende Stellkraft begrenzt, und bei dem eine auf die Getriebeeingangs(= Kraftmaschinen)drehzahl ansprechende hydraulische Übersteuerungseinrichtung vorgesehen ist, die unabhängig von der Lage des Stellgerätgebers bei einem durch Belastungssteigerang verursachten Drehzahlabfall der Kraftmaschine die Übersetzungseinstellung des Getriebes in einem dem Drehzahlabfall entgegenwirkenden S^!nn ändert.

Ein solches Stellgerät ist aus der (JSA.-Patent- -,dirift 3 173 243 bekannt

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein solches Stellgerät zur Folgeverstellung der Pumpe und des Hydromotors zu schaffen, bei dem die Stellgeschwindigkeit an den Stellgliedern der hydrostatischen Einheiten unabhängig von der Betätigung des Stellgerätgebers begrenzt wird, so daß der Beschleunigungsvorgang in jedem Fall in zulässigen Grenzen bleibt und — insbesondere bei hoher Belastung der Getriebeausgangswelle — die Getriebeeingangsdrehzahl nur unwesentlich gedrückt wird. Weiterhin soll die kraftmaschinendrehzahlabhängige Übersteuerungseinrichtung unwirksam werden, wenn die Kraftmaschinendrehzahl durch Verringern der Leistungseinstellung der Kraftmaschine wesentlich herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) das Übertragungsgestänge weist eine verschiebliche Stange auf, welche die beiden Deckel eines feststehenden Zylinders dichtend durchdringt und mit einem dichtend im Zylinder ge-

führten Kolben fest verbunden ist, der den Zy- entsprechende Maß herabgemindert wird. Das Anlinder in zwei abgeschlossene, flüssigkeitsgefüllte fahren wird dadurch noch kürzer, weil die Vollei-Zylinderräume aufteilt; stung zur Verfugung steht.

b) jeder der beiden Zylinderräume kann über ein Bei zusätzlicher Inanspnichnaheme der Antriebslei-Rückschlagventil Flüssigkeit aus einem Vorrats- 5 stung durch Arbeitsgeräte, z. B. über die Zapfwelle behälter nachsaugen und über je eine Drossel- bei einem Ackerschlepper, bleibt dem Fahrbetrieb stelle Flüssigkeit abgeben; nur die restliche Leistung zur Verfügung. Bei Zu-

c) die verschieoliche Stange steuert eine Ver- nähme des Fahrwiderstandes über die Größe hinaus, bindung zwischen den Zylinderräumen und einer bei welcher beide Leistungen zusammengenommen die Übersteuerungsdruckleitung derart, daß in der io Volleistung des Antriebsmotors überschreiten, setzt Mittelstellung des Kolbens diese Verbindung zu die selbsttätige Verstellung ein und verringert die beiden Zylinderräumen hin gerade abgesperrt ist Fahrgeschwindigkeit, wobei der Fahrwiderstand bis und bei einer außermittigen Stellung des KoI- zu der Grenze hochsteigen kann, welche auch nur bei bens der jeweils kleinere Zylinderraurn mit der Volleistung für den Fahrantrieb allein erreicht wer-Übersteuerungsdnickleitung verbunden ist; 15 den kann. Durch die Stellung des Fahrhebels kann

d) die Übersteuerungsdruckleitung ist über einen bei Einstellung der Volldrehzahl des Antriebsmotors kraftmaschinendrehzahl abhängig gesteuerten nach Belieben auf selbsttätige Regelung, also Lei-Sperrschieber eines Steuergeräts mit einer von stungsregeluug, eingestellt werden, mit entsprechend der Krafünaschinenwelle getriebenen Hilfs- dem veränderlichen Fahrwiderstar. ■■ veränderlicher pumpe derart verbindbar, daß diese Verbindung ao Fahrgeschwindigkeit odqr auf konstante Fahrgebei voller Drehzahl der Kraftmaschine geschlos- schwindigkeit, die man dadurch erreicht, daß die sen, bei 90 bis 95 Vo der vollen Drehzahl geöff- Leistung des Antriebsmotors nicht voll in Anspruch net und bei Unterschreitung dieser Drehzahl genommen wird, so daß er sich in seinem oberen wieder geschlossen ist Abregelbcreich befindet.

Das Merkmal a) ist s^hon aus der USA.-Patent- »5 Bei Bergabfahrt ist die Bremswirkung durch die

schrift 3054263 bekannt Einstellung des SteMgerätgebers, d.h. die Drehzahl

Das Merkmal b) ist für sich z. B. aus der »Techni- des bremsenden Antriebsmotors, bestimmt Die

rchen Rundschau« Nr. 26 vom 14. 6. 1963, S. 29 be- Selbstregelung greift nicht ein, weil sie nur bei Dreh-

kannt. zahldrückung anspricht. Hinzu kommt noch, daß bei

Das Merkmal c) ist grundsätzlich aus der USA.- 30 Arbeitsmaschinen, wo neben der Fahrleistung außer-

Patentschrift 2 882 685 bekannt Bei diesem bekann- dem für die Arbeitsgeräteleistung vom Antriebsmotor

ten Getriebe wird auf diese Weise einem zwangläufig gefordert wird, bei Arbeitsvorgängen, in denen

gesteuerten hin- und hergehenden Pumpenkolben an gleichzeitig ein Fahrvorschub, z. B. bei einem PIa-

den Enden des Hubes Druckflüssigkeit aus einer niergerät, neben der Fahrleistung gefordert wird,

Hilfsdruckleitung zum Zweck der Durchspülung zu- 35 diese Selbstregelung bei Überlastung des Antriebsmo-

geführt tors diesen auf Volleistung festhält und über die Ver-

Weiterhin if es bereits bekannt, bei einem hydro- ringerung der Fahrgeschwindigkeit die volle Vorstatischen Getriebe mit willkürlich einstellbarem schubkraft aufrechterhalten wird. Diese Einrichtung Hubvolumen der Pumpe und des Hydromotors und führt also zu der gleichen Wirkung, die sonst unter Folgesteuerung die Übersteuerungsdruckleitung über 40 einer Summenregelung erzielt wird,
einen kraftmaschinendrehzahlabhängig gesteuerten Mit dem erfindungsgemäßen Stellgerät läßt sich Sperrschieber eines Steuergeräts mit einer von der diese Selbstregelung laufend von Hand einstellen, in-Kraftmaschinenwelle getriebenen Hilfspumpe derart dem man den Stellgerätgeber auf eine Stellung bringt, zu verbinden, daß bei einem Ausfall der Kraftmaschi- in der die Antriebsleistung überfordert wird. Die nendrehzahl die ÜbersetzungseinsteUung in einem die 45 Selbstregelung hält den Antriebsmotor in seiner Kraftmaschinendrehzahl konstant haltenden Sinn ge- Drückungsdrehzahl bei Vollast fest, also bei seiner ändert wird. größtmöglichen Arbeitsintensität unter höchstmögli-

Es ist auch schon bekannt (deutsches Gebrauchs- chen Arbeitsleistungen.

muster 189b 718), zum Zweck der Begrenzung der Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes

Beschleunigung bzw. der Verzögerung der Abtriebs- 50 des Hauptanspruches sind in den Unteranspruchen

welle eines hydrostatischen Getriebes in der zu einem ^u"i^er Schutz gestellt.

hydraulischen Stellzylinder führenden Servoleitung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist m der

eine veränderliche Drowelstelle vorzusehen. Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden nähei

Durch die Erfindung wird ermöglicht, daß die beschrieben. Es zeigt

Steuerung der Verstellgeschwindigkeit eine Wahl der 55 Fig. 1 ein vereinfachtes Hydraulikschaltbild füi

Einstellung der Anfahrbeschleunigung des Fahrzeu- ein hydrostatische, Getriebe,

ges in einer Höhe erlaubt, weiche auch noch ertrag- Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steue-

Hch ist, wenn das Fahrzeug durch Gewichts- oder rung und

Anhängelasten unbelastet ist. Für das Anfahren mit F i g. 3 eine schematische Darstellung der Einrich

besonders hohen Gewichts- oder Anhängelasten ge- 60 tung zur Begrenzung der Anfahrbeschleunigung dei

nügt die Einrichtung für die Steuerung der Versteüge- selbsttätigen Verstellung.

schwindigkeit nicht mehr. Eine Drchzahldrückung des In F i g. 1 ist in vereinfachter Form ein Hydraulik

Antriebsmotors bis zum Stillstand mit besonders ho- schaltbild für ein hydrostatisches Getriebe der be

her Belastung des Getriebes ist bei schneller Betäti- schriebenen Art dargestellt. Die Pumpe 1 wird voi

gung des Fahrhebels unvermeidlich. Durch die selbst- 65 dem nicht dargestellten Antriebsmotor über Kraftina

tätige Verstellung wird ervicht, daß die Drehzahl des schiuenwelle 2 angetrieben und fördert das öl in dei

Antriebsmotors nur unwesentlich gedrückt wird, in- geschlossenen Hydraulikkreis 3, in welchem der Hy

dem die Verstellgeschwindigkeit selbsttätig auf das dromotor 4 des hydrostatischen Getriebes liegt, de

sein Drehmoment über den Wellenanschluß 5 weitergibt. Die Hilfspumpe 6 wird ebenfalls über die Kraftmaschinenwelle 2 angetrieben und fördert das öl über die Leitung 7 und das Steuergerät 8 in die Leitung 9. Die Leitung 9· ist über Rückschlagventile 10 und 11 mit den beiden Strängen des Hydraulikkreises zwischen Pumpe 1 und Hydromotor 4 verbunden, wodurch die Hilfspumpe 6 jeweils in den Strang des Hydraulikkreises 3 fördert, in welchem das öl aus dem Hydromotor 4 zur Pumpe 1 zurückfließt. Ein Umschalter 12 verbindet selbsttätig jeweils diesen Strang mit dem Druckbegrenzungsventil 13, welches den Druck in diesem Strang des Hydraulikkreises 3 und damit auch den Druck in den Leitungen 7 und 9 der Hilfspumpe 6 bestimmt.

Eine gewisse Öl menge der Hilfspumpe 6 läuft also über das Druckbegrenzungsventil 13, die Leitung 14 und den Wärmetauscher 15 in den ölvorratsbehälter 16, aus dem die Hilfspumpe 6 ihr öl über die Leitung 17 ansaugt. Die Vorstelleinrichtung der Pumpe 1 isi schematisch durch das Vs-Wegeventil 18 und den Servo-Motor 19 der Pumpe 1 in der Stellung dargestellt, in welcher der Servo-Motor 19 blockiert ist. Das Va-Wegeventil 18 kann also die Leitung 9 an den Servo-Motor 19 schalten, in Mittelstellung blockieren und in der anderen Stellung den Servo-Motor 19 über die Leitung 20 mit dem ölvorratsbehälter 16 verbinden.

Eine vollkommen gleichartige Einrichtung für die Verstellung des Hydro-Motors 4 ist das Vs-Wegeventil 21 mit dem Anschluß zum Servomotor 22 und der Leitung 23 vom Servomotor 22 in den ölvorratsbehälter 16. Die Verstellung des hydrostatischen Getriebes erfolgt über den Fahrhebel 24, der durch das Vs-Wegeventii 18 und ein hier nicht eingezeichnetes, später noch zu beschreibendes Pumpenstellglied, einwirkt. Dabei wird über die Stange 25, an deren Ende ein Längsschlitz 26 vorgesehen ist die nacheinanderfolgende Verstellung von Pumpe 1 und Hydromotor 4 bewirkt. Die Vorrichtung 27 zur Steuerung der Verstellgeschwindigkeit ist über die Übersteuerungsdruckleitung 28 am Steuergerät 8 angeschlossen.

In F i g. 2 ist die gesamte Steuerung schematisch dargestellt. Der drehbar gelagerte Fahrhebel 24 kann vorwärts und rückwärts verschwenkt werden. Als Doppelhebel ausgebildet wirkt er am entgegengesetzten Ende über die vorgespannte Feder 29 auf die Stange 30, welche an der Stange 31 angelenkt ist, die dichtend im Zylinder 32 verschiebbar lagert Auf der Stange 31 ist ein Kolben 33 befestigt, der ebenfalls dichtend im Zylinder 32 verschiebbar ist Die beidseitig des Kolbens 33 entstehenden Zylinderräume 39 sind gegeneinander und nach außen abgedichtet und mit öl gefüllt. Bei der Bewegung des Kolbens 33 wird das öl in vertikaler Richtung durch die Rückschlagventile 36 und 37 nach oben Ober die Leitung 38 verdrängt und gleichzeitig wird von unten über die Rückschlagventile 34 und 35 aus dem ölvorratsbehälter 16 öl nachgesaugt Vor den Rückschlagventilen 36 und 37 sind Drosselstellen 40 und 41 angeordnet, welche jeweils in dem Zylinderraum 39 vor dem Kolben 33, aus dem das öl verdrangt wird, Druck erzeugen.

Die Stange 31 ist an dem Puropenstellglied 42 gelenkig angeschlossen. Das Pumpemtellglied 42 ist am «neu Ende an der Schwenkscheibe 43 der Pumpe 1 und am anderen Ende am Steuerzylinder 44 des «/i-Wegeventfls 18 gelenkig angeschlossen. Das Vs-Wegeventil 18 ist über die Leitungen 45 und 46 mit den Zylindern 47 und 48 des Servomotors 19, welcher die Schwenkscheibe 43 verstellt, und über die Leitung 49 mit der Leitung 9 der Hilfspumpe 6 ver-

bunden. Die Stange 25 mit dem Längsschlitz 26 ist an dem Pumpcnstcllglied 42 gelenkig angeschlossen. In den Längsschlitz 26 greift ein verschiebbarer Gleitstein 50 ein, der am Hebel 51 befestigt ist. Der Hebel 51 ist im Punkt 52 drehbar gelagert und über ein Gclenk 53, eine Stange 54 und ein weiteres Gelenk 55 mit dem Stellglied 56 verbunden.

An der Stange 51 ist im Punkt 57 eine Stange 58 gelenkig angeschlossen, die über ein Gelenk 59 am zweiarmigen Hebel 60 angelenkt ist. Der im Punkt 61 gelagerte zweiarmige Hebel 60 greift mit seinem anderen Ende über einen fest an ihm angebrachten Gleitstein 62 ebenfalls in den Längsschlitz 26 ein. Die Hebellängenverhältnisse & zu α an der Stange 51 sind dabei gleich den Hebellängenverhältnissen b' zu a!

ao am zweiarmigen Hebel 60. Das Stellglied 56 ist an einem Ende mit der Schwenkscheibe 63 des Hydromotors 4 und am anderen Ende mit dem Steuerzylinder 64 des Vs-Wegcventils 21 gelenkig verbunden. Das Va-Wegeventil 21 ist über die Leitungen 66 und

as 67 mit den Zylindern 68 und 69 des Servomotors 22, welcher die Schwenkscheibe 63 verstellt, verbunden. Der Steuerzylinder 64 wird zusätzlich durch die Kraft einer Feder 65 beaufschlagt.

In F i g. 3 ist die Steuerung der selbsttätigen Verstellung des Übersetzungsverhälnisscs schematisch dargestellt. An der Leitung 7 ist das Steuergerät 8 angeschlossen. Parallel zu dem Steuergerät 8 ist in der Leitung 7 eine Drosselstelle 71 vorgesehen. In einer Bohrung 72 des Zylinders 70 ist ein Sperrschieber 73 verschiebbar und dichtend eingepaßt und wird durch eine Regel feder 74 beaufschlagt Der in der Stirnseite des Sperrschiebers 73 befindliche Raum 75 ist über die Leitung 76 mit der Leitung 7 verbunden. Ebenso steht der an der Rückseite des Kolbens 73 vorhandene Raum 77 über eine Leitung 78 mit der Leitung 7 in Verbindung. Dabei mündet die Leitung 76 vor und die Leitung 78 hinter der Drosselstelle ' in die Leitung 7.
Der Sperrschieber 73 hat eine Eindrehung 79, welche über Bohrungen 80 mit dem Raum 77 an der Rückseite des Sperrschiebers 73 verbunden ist In dem Zylinder 70 ist eine weitere Bohrung 81 vorgesehen, an welcher die Übersteuerungsdruckleitung 28 angeschlossen ist Die Übersteuerungsdruckleitung 28

steht über Nuten 82 und 83 mit den vor und hinter dem Kolben 33 befindlichen und mit öl gefüllten Zylinderräumen 39 in Verbindung.

Die Stange 31 ist dabei mit Abdrehungen 84 versehen, die so gestaltet sind, daß jeweils nur der von der Mittelstellung des Kolbens 33 aus gesehen sich verkleinernde Zylinderraum 39 mit der Übersteuerungsdruckleitung 28 verbunden ist Die Verbindung wird dann hergestellt, wenn die Durchflußmenge in der Leitung 7 infolge einer DrehzshldrOckung des Antriebsmotors um etwa 10 Vo von seiner Volldrehzahl absinkend kleiner wird und die Regelfeder 74 den Sperrschieber 73 verschiebt, so daß die Eindrehung 79 mit der Bohrung 81 zur Deckung kommt Der Kolben 33 wird dann gegen die Feder 29 z.urückgeschoben und verstellt damit das Übersetzungsverhältnis des hydrostatischen Getriebes so weit, daß selbst bei zunehmendem Fahrwiderstand keine höhere Belastung des Antriebsmotors möglich ist

Wird jedoch die Drehzahl des Antriebsmotors über den Gashebel zurückgenommen (d. h. mehr als 10% Drehzahlverringerung), so wird der ölstrom in der Leitung 7 wesentlich geringer und damit auch die Druckdifferenz an der Drosselstelle 71. Der Sperrschieber 73 wird dadurch von det Regelfeder 74 so weit verschoben, daß die Verbindung zwischen der Leitung 7 und der Übersteuerungsdruckleitung 28 völlig unterbrochen ist, wodurch die selbsttätige Ver stellung de« Übersetzungsverhältnisse s unwirksam geworden ist.

Die Vorrichtung für die selbsttätige Verstellung des Übersetzungsverhältnisses kann über eine Verstellschraube, auf welcher sich die Regelfeder 74 abstützt, beliebig eingestellt und eventuell nach Veränderung bei langer Betriebsdauer nachjustiert werden.

Für die Ansprüche 2 bis 4 wird nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch begehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309608/59

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches ServosteUgerät zur wülkürlichen Betätigung der kombinierten Hubvolumen-Folgeeinstellung der Pumpe und des Hydromotors eines hydrostatischen Getriebes, bei dem zwischen einem SteBgerätgeber und einem Übertragungsgestänge ein federnd nachgiebiges Glied angeordnet ist, dessen Feder die das Übertragungsgestänge beaufschlagende Stellkraft begrenzt, und bei dem eine auf die Getriebeeingangs(= Kraftmaschinen)-drehzahl ansprechende hydraulische Übersteuerungseinrichtung vorgesehen ist, die unabhängig von der Lage des Stellgerätgebers bei eineni durch B'r'astungssteigerung verursachten Drehzahlabfall der Kraftmaschine die Übersetzungseinstellung des Getriebes in einem dem Drehzahlabfall entgegenwirkenden Sinn ändert, so gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Übertragungsgestänge weist eine verschiebliche Stange (31) auf. welche die beiden Deckel eines feststehenden Zylinders (32) dichtend durchdringt und mit einem dichtend im Zylinder geführten Kolben (33) fest verbünde·· ist, der d°n Zylinder in zwei abgeschlossene, flüssigkeitsgef^Jlte Zylinderräume (39) aufteilt;

b) jeder der beiden Zylinderräuir : (39) kann über ein Rückschlagventil (34 bzw. 35) Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (16) nachsaugen und über je eine Drosselstelle (40 bzw. 41) Flüssigkeit abgeben;

c) die verschiebliche Stange (31) steuert eine . Verbindung zwischen den Zylinderräumen

(39) und einer Übersteuerungsdruckleitung (28) derart, daß in der Mittelstellung des Kolbens (33) diese Verbindung zu beiden Zylinderräumen hin gerade abgesperrt ist und bei einer außermittigen Stellung cbs Kolbens der jeweils kleinere Zylinderraum mit der Übersteuerungsdruckleitung (28) verbunden ist;

d) die Übersteuerungsdruckleitung (28) ist über einen kraftmaschinendrehzablabhängig gesteuerten Sperrschieber (73) eines Steuergeräts (8) mit einer von der Kraftmaschinenwelle (2) getriebenen Hilfspumpe (6) derart verbindbar, daß diese Verbindung bei voller Drehazhl der Kraftmaschine geschlossen, bei 90 bis 95% der vollen Drehzahl geöffnet und bei Unterschreitung dieser Drehzahl wieder geschlossen ist. SS

2. ServosteUgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (8) nach Art eines Stromreglers ausgebildet und aus einer in den Hydraulikkreis der Hilfspumpe (6) eingeschalteten Drosselstelle (71) besteht, die mit So einem parallel und in Überlagerung geschalteten, in dem Zylinder (70) dichtend und verschiebbar geführten, federbelasteten Sperrkolben (73) verbunden ist, dessen Stirnseite mit dem Druck, der vor der Drosselstelle (71) herrscht und dessen Rückseite mit dem Druck, der hinter der Drosselstelle (71) herrscht, beaufschlagt ist, wobei bei absinkender Durchflußmenge durch die Drosselstelle (71) das Druckmittel aus dem Raum hinter der Rückseite des Kolbens (73) über im Sperrkolben (13) vorhandene Eindrehungen (79) und Bohrungen (80) jeweils in einen der beiden Zylinderräume (39) des Steuergeräts (8) leitbar ist

3. Servostellgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsgestänge (30,31,25) zur Erreichung einer Folgeverstellung der Pumpe (1) und des Hydromotors (4) direkt mit dem Pumpenstellglied (42, 43) gekoppelt ist und an seinem hydromotorseitigen Ende e:n Langsschlitz (26) aufweist, in dem ein einarmiger, drehbar gelagerter Hebel (51) eingreift, der einerseits mit einem Stellglied (56) für die Verstellung des Hydromotors (4) gelenkig verbunden und andererseits an einen zweiarmigen Hebel (60) angelenkt ist, der ebenfalls in den Längsschlitz eingreift

4. Servostellgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzf ichnet, daß der einarmige Hebel (51) an dem zweiarmigen Hebel (60) derart angelenkt ist, daß die Hebelverhältnisse im einarmigen Hebel und im zweiarmigen Hebel, vom Lagerpunkt aus gesehen, gleich sind.