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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe und insbesondere
auf ein Steuersystem zum Steuern der Verdrängung der Pumpe und des Motors.
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Ausgangspunkt
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Hydrostatische
Getriebe sind nützlich,
um eine Maschine zur Bewegung anzutreiben, um Arbeitsfunktionen
durchzuführen.
Um zeitweilig die Fahrgeschwindigkeit der Maschine zu verringern bzw.
zu verlangsamen, während
die Motordrehzahl beibehalten wird, ist es notwendig, einen "Hase/Schildkröte" bzw. eine "schnell/langsam" Einstellvorrichtung
zu besitzen, um die Verdrängung
des Motors zu verändern,
um eine niedrigere Fahrgeschwindigkeit einzustellen, sowie ein federvorgespanntes fußbetätigtes Kriechpedal,
um die Verdrängung
der Pumpe und des Motors einzustellen, um die Fahrgeschwindigkeit
ansprechend auf das Niederdrücken des
Fußpedals
durch einen Bediener zu variieren. Eines der Probleme, das mit einer
solchen Anordnung mit einem federvorgespannten Fußpedal assoziiert ist,
ist, daß der
Bediener eine Kraft an dem Pedal beibehalten muß, um die reduzierte Geschwindigkeit beizubehalten.
Dies kann zu einer Ermüdung
des Bedieners führen
und es ist schwierig, eine Konstante beizubehalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der
oben genannten Probleme zu überwinden.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein hydrostatisches Getriebe
einen variablen Verdängungsmotor,
der durch eine variable Verdrängungspumpe
angetrieben wird. Ein Steuerystem wird verwendet, um die Verdrängung der
Pumpe und des Motors zu steuern. Das System umfaßt eine gemeinsame Drucksteuersignalleitung,
die mit der Pumpenverdrängungssteuerung
und der Motorverdrängungssteuerung
verbunden ist. Ein Elektromagnetventil ist in der Signalleitung
angeordnet. Das Elektromagnetventil besitzt eine nicht erregte Position,
die die Signalleitung mit der Motorverdrängungssteuerung verbindet.
Das Elektromagnetventil besitzt eine erregte Position, die die Verdrängungssteuerung
mit dem Tank bzw. Reservoir verbindet. Eine variable Zumeßöffnung ist
mit der Signalleitung verbunden, um das Strömungsmitteldruckniveau in der
Signalleitung zu steuern bzw. zu kontrollieren. Ein Grenz- oder
Begrenzungschalter ist mit dem Elektromagnetventil verbunden. Der
Grenzschalter besitzt eine geschlossene Position, in der das Elektromagnetventil
in Eingriff steht. Ein Steuerhebel ist vorgesehen, um die Position
der variablen Zumeßöffnung einzustellen
und den Grenzschalter zu der geschlossenen Position zu bewegen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ein Steuersystem vor, zum Steuern der
Verdrängung
des variablen Verdrängungsmotors
und der variablen Verdrängungspumpe.
Das Steuersystem umfaßt
eine variable Zumeßöffnung,
die mit der Signalleitung verbunden ist und einen Grenzschalter,
der mit dem Elektromagnetventil verbunden ist, um das Strömungsmitteldruckniveau
in der Signalleitung zu steuern. Die Verdrängung der Pumpe und des Motors wird
somit durch Bewegung der variablen Zumeßöffnung und des Elektromagnetventils
eingestellt. Ein Handhebel, der reibungsmäßig in irgendeiner Betriebsposition
gehalten wird, ist vorgesehen, um eine Ermüdung des Bedieners zu reduzieren
und eine reduzierte Fahr- oder Bewegungsgeschwindigkeit bei zubehalten,
wie sie durch die Position des Handhebels eingestellt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die
Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines hydrostatischen
Getriebe- und Steuersystems.
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Die beste Art die Erfindung
auszuführen
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Gemäß der Zeichnung
ist ein hydrostatisches Getriebe 10, das die vorliegende
Erfindung beinhaltet, schematisch dargestellt. Das hydrostatische Getriebe 10 umfaßt eine
variable Verdrängung
aufweisende übermittige
Pumpe 12 und einen variablen Verdrängungsmotor 14, der
strömungsmittelmäßig durch
die Pumpe 12 angetrieben wird. Der Motor 14 treibt
ein Fahrzeug (nicht gezeigt) auf eine Soll-Geschwindigkeit an, und zwar in einer
bekannten Art und Weise. Eine Steuerschaltung 16 ist vorgesehen zum
Steuern der Verdrängung
der Pumpe 12 und des Motors 14. Es sei bemerkt,
daß das
hydrostatische Getriebe mehr als eine Pumpe oder einen Motor aufweisen
könnte,
ohne von der Erfindung abzuweichen. Eine geschlossene Schleife bzw.
ein Regelkreis 18 besitzt eine erste Antriebsleitung 20 und
eine zweite Antriebsleitung 22 zum strömungsmittelmäßigen Antreiben
des Motors 14 duch Druckströmungsmittel von der Pumpe 12.
Eine durch einen nicht gezeigten Motor angetriebene Ladungspumpe 24 liefert Strömungsmittel
an die Steuerschaltung 16. Eine Leitung 26 verbindet
die Ladungspumpe 24 mit einem Druckreduzierventil 28.
Eine gemeinsame Drucksteuersignalleitung 30 verbindet das
Ventil 28 mit einem Tank oder Reservoir 32 zum
Steuer der Verdrängung
der Pumpe 12 und des Motors 14. Eine Zumeßöffnung 34 ist
innerhalb der gemeinsamen Drucksteuersignalleitung 30 positioniert
und dient, wie es bekannt ist, zum Erzeugen eines Druckabfalls darüber hinweg
ansprechend auf die Strömungsmittelströmung dorthindurch.
Ein drei Positionen aufweisendes Wegeventil 36 ist mit
der Steuersignalleitung 30 und einer Pumpenverdrängungssteuerung 38 verbunden
zum Verändern
der Richtung und Verdrängung
der Pumpe 12. Die Steuerung 38 umfaßt einen Kolben 40,
der gleitbar innerhalb eines Gehäuses 42 positioniert
ist und ist mit der Pumpe 12 verbunden. Das Gehäuse 42 besitzt
eine erste Druckkammer 43 und eine zweite Druckkammer 44.
Eine Leitung 45 verbindet das Ventil 36 mit der
ersten Druckkammer 43. Eine Leitung 46 vebindet
das Ventil 36 mit der zweiten Druckkammer 44.
Das Ventil 36 ist zu einer ersten zentrierten Betriebsposition
vorgesspannt und ist zu einer zweiten oder einer dritten Betriebsposition bewegbar
ansprechend auf ein elektrisches Signal, das ansprechend darauf
erzeugt wird, daß die
Maschinensteuerungen zu einer ihrer Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebspoitionen bewegt
werden. In der ersten Betriebsposition wird die Strömungsmittelströmung von
der Leitung 30 blockiert. In der zweiten Betriebsposition
ist die Leitung 45 in Strömungsmittelverbindung mit der
Leitung 30 und die Leitung 46 steht in Verbindung
mit dem Tank oder Reservoir 32. In der dritten Betriebsposition
steht die Leitung 46 in Strömungsmittelverbindung mit der
Leitung 30 und die Leitung 45 steht in Strömungsmittelverbindung mit
dem Tank oder Reservoir 32. Ein Auslaß- oder Entlastungsventil 48 ist
mit dem Ventil 28 verbunden, und zwar über eine Leitung 50.
Ein erstes Auslaß- oder
Entlastungs- und Nachfüllventil 52 ist
zwischen der Leitung 50 und der Leitung 20 verbunden.
Ein zweites Auslaß-
oder Entlastungs-(Druckbegrenzungs-) und Nachfüllventil 54 ist zwischen
der Leitung 50 und der Leitung 22 verbunden.
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Eine
Motorverdrängungssteuerung 56 ist vorgesehen,
um die Verdrängung
des Motors 14 zu verändern.
Die Motorsteuerung 56 umfaßt einen Kolben 58,
der gleitbar innerhalb eines Gehäuses 60 positioniert
ist und mit dem Motor 14 verbunden ist. Das Gehäuse 60 besitzt
eine erste Druckkammer 62 und eine zweite Druckkammer 64.
Ein elektro magnetbetätigtes
Ventil 70 ist mit der Signalleitung 30 verbunden,
und zwar über
eine Leitung 71. Ein infinitiv bzw. unendlich positionierbares
pilot- bzw. vorsteuerbetätigtes
Ventil 72 ist mit dem ersten Elektromagnetventil 70 und
dem Tank 32 verbunden, und zwar über eine Leitung 74 und
mit der zweiten Druckkammer 64 der Steuerung 56 über eine
Leitung 76. Das Ventil 70 ist mit einem Ende des
Ventils 72 verbunden, und zwar über eine Leitung 78.
Ein elektromagnetbetätigtes Ventil 80 ist über ein
Rückschlagventil 82 mit
der Antriebsleitung 20 verbunden, und zwar über eine
Leitung 84 und durch ein Rückschlagventil 86 mit
der Antriebsleitung 22 verbunden, und zwar über eine Leitung 88.
Das elektromagnetbetätigte
Ventil 80 ist über
eine Leitung 92 mit der Steuerung 56 verbunden und über eine
Leitung 92 und eine Leitung 94 mit dem Ventil 72 verbunden.
Eine Leitung 96 verbindet die Leitung 92 mit dem
anderen Ende des Ventils 72. Das elektromagnetbetätigte Ventil 70 ist
ein Zweipositionsventil, das zu einer ersten Betriebsposition federvorgespannt
ist, in der die Leitung 71 in Strömungsmittelverbindung mit der
Leitung 78 steht und das ansprechend auf ein elektrisches
Signal zu seiner zweiten Betriebsposition bewegbar ist, in der die Leitung 78 in
Strömungsmittelverbindung
mit dem Tank 32 steht, und zwar über die Leitung 94.
Das vorsteuerbetätigte
Ventil 72 ist ein federvorgespanntes Zweipositionsventil,
das aus seiner ersten federvorgespannte Position, in der die Leitung 76 in
Strömungsmittelverbindung über die
Leitung 74 mit dem Tank 32 steht zu seiner zweiten
Betriebsposition bewegbar ist, in der die Leitung 74 mit
der Leitung 76 in Strömungsmittelverbindung
steht. Das vorsteuerbetätigte
Ventil 72 ist ansprechend auf ein Drucksignal in der Leitung 78 zu
seiner zweiten Position bewegbar. Das elektromagnetbetätigte Ventil 80 ist
ein Zweipositionsventil, das zu einer ersten Betriebsposition vorgespannt
ist, in der die Leitung 94 in Strömungsmittelverbindung mit der
Leitung 92 steht und das zu seiner zweiten Betriebsposition
bewegbar ist, in der die Leitung 88 in Strömungsmittelverbindung mit
der Leitung 92 steht. Das elektromagnetbetätigte Ventil 80 ist
zu seiner zweiten Betriebsposition bewegbar ansprechend auf ein
elektrisches Signal, das ansprechend darauf erzeugt wird, daß die Maschinensteuerungen
zu einer ihrer Vorwärts- oder Rückwärtsbetriebspositionen
bewegt werden.
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Eine
erste variable Steuerzumeßöffnung 100 ist
normalerweise in einer geschlossenen Position, um die Steuerleitung 30 von
dem Tank 32 zu blockieren. Ein federvorgespanntes Langsamfahrpedal
(Inchingpedal) 102 ist vorgesehen zum Einstellen der Position
der ersten variablen Steuerzumeßöffnung 100.
Das Langsamfahrpedal ist normalerweise vorgespannt, um die Zumeßöffnung 100 in
der geschlossenen Position zu halten und wird bewegt zum Öffnen der
Zumeßöffnung 100 ansprechend
auf Kraft, die durch den Bediener angelegt wird. Das Langsamfahrpedal 102 kehrt
zu seiner Normalposition zurück, wenn
die Bedienerkraft weggenommen wird. Eine zweite variable Steuerzumeßöffnung 104 ist
in einer Leitung 106 verbunden mit der Steuerssignalleitung 30 vorgesehen,
so daß die
zweite Zumeßöffnung 104 parallel
zu der ersten Zumeßöffnung 100 ist.
Die zweite Zumeßöffnung ist
normalerweise in einer geschlossenen Position, um die Steuerleitung 30 und die
Leitung 106 von dem Tank 32 zu blockieren. Ein infinitiv
oder unendlich einstellbarer Kriechhandhebel 108 ist vorgesehen
zum Einstellen der Position der zweiten variablen Zumeßöffnung 106.
Der Kriechhandhebel 108 wird reibungsmäßig in irgendeiner Betriebsposition
gehalten, die durch den Bediener ausgewählt wird. Der Handhebel 108 wird
normalerweise in einer Betriebsposition gehalten, in der die Zumeßöffnung 106 in
einer geschlossenen Position ist. Wenn der Handhebel 108 bewegt
wird, um die Maschinengeschwindigkeit zu reduzieren, schließt sich
ein "Hase/Schildkröten-" bzw. "schnell/langsam" Grenzschalter 110,
wobei eine fort gesetzte Bewegung des Hebels 108 die Zumeßöffnung 106 zu
einer geöffneten
Position bewegt. Der Schalter 110 kann auch unabhängig von
der Bewegung des Handhebels durch den Bediener geschlossen werden.
Das Schließen
des Grenzschalters 110 sendet ein eletkrisches Signal durch
eine Leitung 112, um das Elektromagnetventil 70 zu
erregen, um es in seine zweite Position zu bewegen. Das elektrische
Signal könnte jedoch über irgendeine
geeignete elektronische Steuerbox bzw. einen Steuerkasten mit dem
Elektromagnetventil 70 verbunden sein
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Industrielle Anwendbarkeit
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Beim
Betrieb des hydrostatischen Getriebes 10 der vorliegenden
Erfindung liefert die Pumpe 12 eine Strömungsmittelströmung zu
dem Motor 14, und zwar in einer bekannten Art und Weise
zum Antreiben der Maschine mit einer vorgewählten Fahrgeschwindigkeit.
Die Pumpe 12 liefert Strömungsmittel an den Motor 14 durch
die Leitung 20. Strömungsmittel
wird dann zu der Pumpe 12 durch die Leitung 22 bei
einer Betriebsrichtung zurückgeführt. Die
Strömungsmittelströmung wird
bei einer anderen Betriebsrichtung der Pumpe 12 umgekehrt.
Der Grad der Bedienereingabe bzw. Eingangsgröße bestimmt die Maschinengeschwindigkeitsrate.
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Wenn
das Langsamfahrpedal 102 gedrückt ist, um die Maschinengeschwindigkeit
zu verlangsamen, wird die variable Zumeßöffnung 100 von der
geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt. Das Öffnen der
Zumeßöffnung 100 verbindet
die Leitung 30 mit dem Tank, um somit einen Druckabfall
zu erzeugen zum Reduzieren des Drucks in der Leitung 30 stromabwärts bezüglich der
Zumeßöffnung 34. Eine
Reduzierung des Drucks in der Leitung 30 bewegt effektiv
die Steuerung 38 zum Verringern der Verdrängung der
Pumpe 12, um somit das Strömungsmittel zu verringern und
erlaubt effektiv dem Ventil 72, sich zu seiner ersten Position
zu bewegen, wodurch die Steuerung 56 bewegt wird zum Erhöhen der
Verdrängung
des Motors, um die Geschwindigkeit der Maschine zu verlangsamen.
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Um
den Geschwindigkeitsbereich der Maschine zu begrenzen, wird der
Grenzschalter 110 geschlossen, um das Elektromagnetventil 70 zu
erregen, wodurch die Strömungsmittelströmung in
der Leitung 71 blockiert wird. Das Blockieren der Strömungsmittelströmung in
der Leitung 71 erlaubt effektiv dem Ventil 72 sich
zu seiner ersten Position zu bewegen, wodurch die Steuerung 56 bewegt
wird, um die Verdrängung
des Motors 14 zu erhöhen
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Der
Kriechhandhebel 108 kann zu irgendeiner gewünschten
Position bewegt werden, um die Geschwindigkeit der Maschine zu begrenzen.
Der Hebel 108 wird reibungsmäßig durch irgendwelche geeigneten
Mittel in irgendeiner Betriebsposition gehalten, die durch den Bediener
ausgewählt
wurde. Eine Bewegung des Hebels 108 schließt den Schalter 110 zum
Erregen des Elektromagnetventils 70, wodurch die Strömungsmittelströmung in
der Leitung 71 blockiert wird. Eine weitere Bewegung des
Hebels 108 bewegt die Zumeßöffnung 104 zu der
offenen Position zum Verbinden der Leitung 30 mit dem Tank 32,
wodurch der Strömungsmitteldruck
in der Leitung 30 reduziert wird zum Verringern der Verdrängung der
Pumpe 12 und zum Erhöhen
der Verdrängung des
Motors 14. Der Kriechhebel 108 kann in irgendeiner
gewünschten
Position positioniert werden zum Einstellen der Maschinengeschwindigkeit
und das Langsamfahrpedal 102 kann in Kombination mit dem Kriechhebel 108 verwendet
werden, um noch weiter die Machinengeschwindigkeit einzustellen.
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In
Anbetracht der vorhergehenden Beschreibung wird leicht deutlich,
daß das
hydrostatische Getriebesteuersystem der vorliegenden Erfindung einen Kriechhandhebel
vorsieht, der reibungsmäßig in irgendeiner
gewünschten
Betriebsposition gehalten wird zum Einstellen und Beibehalten der Maschinengeschwindigkeit
bzw. Drehzahl. Das federvorgespannte Langsamfahrpedal kann in Kombination
mit dem Kriechhandhebel verwendet werden, um noch weiter die Maschinengeschwinidigkeit
bzw. Drehzahl einzustellen.
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Weitere
Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer
Studie der Zeichnung, Offenbarung und der Ansprüche.
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Zusammenfassen
sieht die Erfindung vor: Hydrostatische Getriebe, die nützlich zum
Antreiben einer Maschine sind, um eine Arbeit und Bewegung relativ
zum Boden durchzuführen.
Beim Durchführen von
Arbeitsfunktionen und während
der Bewegung ist es wünschenswert,
die Maschinengeschwindigkeit oder Drehzahl einzustellen, um die
Handhabung der Maschine zu unterstützen. Das vorliegende hydrostatische
Getriebesteuersystem umfaßt
einen infinitiv oder unendlich bzw. stufenlos einstellbaren Kriechhandhebel,
der zu irgendeiner gewünschten Position
bewegt werden kann und in der ausgewählten Position gehalten wird,
bis er durch den Bediener bewegt wird. Ein federvorgespanntes Langsamfahrpedal
kann in Kombination mit dem Kriechhebel verwendet werden, um weiterhin
die Maschinengeschwindigkeit oder Drehzahl einzustellen. Diese Anordnung
von Bauteilen sieht ein Steuersystem für das hydrostatische Getriebe
vor, das auf eine gewünschte
Einstellung eingestellt und dort gehalten werden kann.