DE19949177A1 - Drive system with a hydraulic piston machine - Google Patents
Drive system with a hydraulic piston machineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem (1) mit einer hydraulischen Kolbenmaschine (2) und einer lösbaren Kupplung (31) zum wahlweisen Trennen einer Triebwelle (11) der Kolbenmaschine (2), die durch ein Betätigungsmittel (35) betätigbar ist. Das Verdrängungsvolumen der Kolbenmaschine (2) ist durch eine Einstellvorrichtung (23) einstellbar und es ist eine Erfassungsvorrichtung (33) vorgesehen, die die Stellung der Einstellvorrichtung (23) zumindest im Bereich minimalen Verdrängungsvolumens erfaßt und das Betätigungsmittel (35) so aktiviert, daß es die Kupplung (31) öffnet, wenn die Einstellvorrichtung (23) sich im Bereich minimalen Verdrängervolumens befindet, und die Kupplung (31) schließt, wenn die Einstellvorrichtung (23) sich außerhalb des Bereichs minimalen Verdrängungsvolumens befindet.The invention relates to a drive system (1) with a hydraulic piston machine (2) and a releasable clutch (31) for selectively disconnecting a drive shaft (11) of the piston machine (2) which can be actuated by an actuating means (35). The displacement volume of the piston machine (2) can be adjusted by an adjusting device (23) and a detection device (33) is provided which detects the position of the adjusting device (23) at least in the range of the minimal displacement volume and activates the actuating means (35) so that it the clutch (31) opens when the adjusting device (23) is in the range of minimum displacement and the clutch (31) closes when the adjusting device (23) is outside the range of minimum displacement.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive system according to the Preamble of claim 1.
Eine hydraulische Kolbenmaschine ist dazu bestimmt, einen Teil eines Antriebsstranges ein Antriebssystem zu bilden, das z. B. bei einem Baufahrzeug einen Fahrantrieb oder einen Antrieb zum Bewegen eines Auslegers und/oder eines daran gehaltenen Arbeitswerkzeugs bilden kann.A hydraulic piston machine is designed for one To form part of a drive train a drive system, the Z. B. in a construction vehicle a drive or Drive for moving a boom and / or one on it held working tool can form.
In der DE-PS 12 51 154 ist ein Axialkolbenmotor konstanten Verdrängungsvolumens beschrieben, der Teil eines Antriebssystems zum Heben von Lasten bei einem Windwerk dient. Im Bereich der Triebwelle ist eine unter dem Einfluß der Kolbenkräfte lösbare Bremse oder eine einrückbare Kupplung vorgesehen, die somit jeweils auf ein Drucksignal hin funktionieren. Hierdurch soll eine Sicherheitseinrichtung gebildet sein, die bei einem Druckabfall, z. B. bei einem Bruch der Druckleitung, zu einer Abbremsung der Triebwelle führt oder den Axialkolbenmotor vom zugehörigen Antriebsstrang abkuppelt. Bei diesem bekannten Antriebssystem ist nachteilig, daß bei einem Druckabfall das Antriebssystem außer Funktion gesetzt wird. Bei einem Fahrantrieb würde dies z. B. im Übergangsbereich zwischen Berg- und Talfahrt stattfinden, wobei beim Vorhandensein einer Bremse das Fahrzeug gebremst werden würde und beim Vorhandensein einer Kupplung sich zumindest ein Ruck in der Fahrweise einstellen würde. Es zeigt sich somit, daß eine druckabhängige Steuerung der Kupplung nachteilig ist.In DE-PS 12 51 154 an axial piston motor is constant Displacement described, part of a Drive system for lifting loads in a winch serves. In the area of the drive shaft, one is under the influence of the piston forces releasable brake or an engaging Coupling provided, thus each on a pressure signal work there. This is supposed to Be safety device formed at a Pressure drop, e.g. B. at a break in the pressure line, to a Deceleration of the drive shaft or the axial piston motor uncoupled from the associated drive train. With this known drive system is disadvantageous in that Pressure drop the drive system is deactivated. In a travel drive, this would e.g. B. in the transition area take place between ascent and descent, with the The presence of a brake will brake the vehicle would and at least in the presence of a clutch would set a jerk in driving style. It appears thus that a pressure-dependent control of the clutch is disadvantageous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß die Kupplung unabhängig vom sich im Funktionsbetrieb einstellenden Arbeitsdruck betätigbar ist. The invention has for its object a drive system of the type specified in such a way that the Coupling independent of itself in functional operation setting working pressure is actuated.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are in described the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine Kolbenmaschine vorgesehen, deren Verdrängungsvolumen durch eine Einstellvorrichtung zwischen einer Stellung minimalen Verdrängungsvolumens oder einer Null-Stellung und einer Stellung maximalen Verdrängungsvolumens einstellbar ist, wobei eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Stellung der Einstellvorrichtung wenigstens im Bereich des minimalen Verdrängungsvolumens vorgesehen ist, die in der Stellung minimalen Verdrängungsvolumens bzw. in der Null-Stellung ein Betätigungsmittel zum Betätigen der Kupplung aktiviert. Bei der Erfindung wird somit nicht ein Drucksignal sondern ein Stellungssignal zum Einleiten der Betätigung der Kupplung ausgenutzt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich sowohl im Motor- als auch im Pumpenbetrieb der Kolbenmaschine.In the embodiment according to the invention is a Piston engine provided, the displacement of which by a setting device between a minimum position Displacement or a zero position and one Position of maximum displacement is adjustable, wherein a detection device for detecting the position the setting device at least in the range of the minimum Displacement is provided in the position minimum displacement volume or in the zero position Actuating means activated to actuate the clutch. At the invention is therefore not a pressure signal but a Position signal to initiate clutch actuation exploited. The configuration according to the invention is suitable both in motor and pump operation Piston machine.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem eignet sich im weiteren auch vorteilhaft für wenigstens einen von mehreren hydraulischen Motoren, z. B. für einen Fahrantrieb bzw. für Radantriebe, die durch den Druck aus einer gemeinsamen Druckleitung beaufschlagt werden. Hierbei ist es möglich, druckunabhängig wenigstens den einen Motor vom Antriebssystem wahlweise an- oder abzukuppeln, um ein Mitschleppen zu vermeiden.The drive system according to the invention is also suitable also advantageous for at least one of several hydraulic motors, e.g. B. for a drive or for Wheel drives by the pressure from a common Pressure line can be acted upon. Here it is possible independent of pressure at least one engine from Drive system optionally coupling or uncoupling in order to Avoid dragging along.
Die Erfassungsvorrichtung kann von mechanischer, elektrischer oder elektromechanischer Bauweise und Funktion sein.The detection device can be of mechanical, electrical or electromechanical design and function his.
Es ist vorteilhaft, wenn die Erfassungsvorrichtung eine Abtastvorrichtung aufweist, die die Stellung der Einstellvorrichtung oder einer zugehörigen Verstellvorrichtung zum Einstellen der Einstellvorrichtung mit einem Tastelement, z. B. einem Taststift, abtastet. Bei einem Abtastkontakt der Abtastvorrichtung kann die Abtastvorrichtung direkt mechanisch oder nach der Abgabe eines entsprechenden Signals mittelbar über eine Steuervorrichtung die Kupplung unmittelbar oder mittelbar öffnen. Als Betätigungsmittel für die Kupplung kann der Arbeitsdruck oder ein Hilfsdruck der Axialkolbenmaschine in einer zur Kupplung führenden Druckleitung herangezogen werden, wobei der Druck durch ein Schalt- oder Wegeventil zu- und abgeschaltet werden kann, das unmittelbar oder mittelbar durch die Abtastvorrichtung betätigt werden kann.It is advantageous if the detection device has a Scanning device which has the position of Adjustment device or an associated Adjustment device for adjusting the adjustment device with a sensing element, e.g. B. a stylus. At a scanning contact of the scanning device can Scanner directly mechanically or after delivery of a corresponding signal indirectly via a Control device the clutch directly or indirectly to open. As an actuator for the clutch, the Working pressure or an auxiliary pressure of the axial piston machine in a pressure line leading to the clutch be, the pressure by a switching or directional valve can be switched on and off, the immediately or can be operated indirectly by the scanning device.
Im Rahmen der Erfindung kann die Kupplung ein Bauteil der Axialkolbenmaschine sein, insbesondere im Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeordnet sein, oder die Kupplung kann auch als von der Axialkolbenmaschine separat angeordnetes Bauteil im vorhandenen Antriebsstrang des Antriebssystems angeordnet sein. Als erfindungsgemäße Kupplung eignet sich eine Lamellenkupplung und zwar insbesondere dann, wenn sie im Gehäuse der Axialkolbenmaschine angeordnet ist und dabei mit dem vorhandenen Öl der Axialkolbenmaschine geschmiert werden kann und/oder das Öl als Betätigungsmittel benutzt werden kann.In the context of the invention, the coupling can be a component of the Be axial piston machine, especially in the housing of the Axial piston machine can be arranged, or the clutch also as separately arranged from the axial piston machine Component in the existing drive train of the drive system be arranged. Is suitable as a clutch according to the invention a multi-plate clutch, especially if it is arranged in the housing of the axial piston machine and thereby lubricated with the existing oil of the axial piston machine can be used and / or the oil as an actuating means can be.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von vorteilhaften Ausgestaltungen und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention and others by it achievable advantages based on advantageous configurations and a drawing explained in more detail. Show it
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Antriebssystem mit einer hydraulischen Kolbenmaschine einstellbaren Verdrängungsvolumens im axialen Schnitt; Figure 1 shows an inventive drive system with a hydraulic piston machine adjustable displacement in axial section.
Fig. 2 eine hydraulische Kolbenmaschine einstellbaren Verdrängungsvolumens in abgewandelter Ausgestaltung; und Fig. 2 is a hydraulic piston engine adjustable displacement volume in a modified configuration; and
Fig. 3 ein Antriebssystem mit zwei hydraulischen Kolbenmaschinen. Fig. 3 shows a drive system with two hydraulic piston machines.
Das allgemein mit 1 bezeichnete Antriebssystem weist eine hydraulische Kolbenmaschine 2 auf, die Teil eines vereinfacht dargestellten Antriebsstranges 3 ist, der in nicht dargestellter Weise mit einem anzutreibenden Gerät verbunden ist, z. B. mit einem Fahrantrieb einer Baumaschine, z. B. eines Radladers.The drive system, generally designated 1, has a hydraulic piston machine 2 which is part of a drive train 3 which is shown in simplified form and which is connected in a manner not shown to a device to be driven, e.g. B. with a travel drive of a construction machine, for. B. a wheel loader.
Die Kolbenmaschine 2 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart. Die Kolbenmaschine 2 weist ein Gehäuse 4 mit einem topfförmigen Gehäuseteil 4a auf, dessen Gehäuseinnenraum 5 durch einen Deckel verschlossen ist, der vorzugsweise durch einen sogenannten Anschlußblock 4b gebildet ist, der durch nicht dargestellte Schrauben mit dem Gehäuseteil 4a lösbar verschraubt ist. An der Innenseite des Anschlußblocks 4b ist eine Steuerscheibe 6 gelagert, die an sich bekannte Steuerschlitze aufweist. An der sphärisch konvex gewölbten Innenseite der Steuerscheibe 6 liegt ein im Gehäuseinnenraum 5 angeordneter Zylinderblock 7 mit einer entsprechend sphärisch konkav gekrümmten Stirnfläche 8 an, der durch einen zylindrischen Mittelzapfen 9 drehbar zwischen der Steuerscheibe 6 und einer Triebwelle 11 gelagert ist. Der Mittelzapfen 9 ragt an der der Triebwelle 11 zugewandten Stirnseite aus einer Lagerbohrung 12 im Zylinderblock 7 heraus und ist mit einem Kugelkopf 13 durch ein sphärisches Gelenk 14 mit der Triebwelle 11 verbunden und daran schwenkbar abgestützt. Außerdem weist der Zylinderblock 7 mehrere etwa achsparallel angeordnete Kolbenbohrungen 15 auf, in denen jeweils ein Kolben 16 verschiebbar gelagert ist, der in vergleichbarer Weise mit einem Kugelkopf 17 durch ein sphärisches Gelenk 18 mit der Triebwelle 11 schwenkbar verbunden und abgestützt ist. Die Gelenklager 14, 18 können durch an sich bekannte kalottenförmige Lager gebildet sein.In the present exemplary embodiment, the piston machine 2 is an axial piston machine of the inclined axis type. The piston machine 2 has a housing 4 with a cup-shaped housing part 4 a, the housing interior 5 of which is closed by a cover, which is preferably formed by a so-called connection block 4 b, which is detachably screwed to the housing part 4 a by screws, not shown. On the inside of the terminal block 4 b, a control disk 6 is mounted, which has control slots known per se. On the spherically convexly curved inside of the control disk 6, there is a cylinder block 7 arranged in the housing interior 5 with a correspondingly spherically concave curved end face 8 , which is rotatably supported between the control disk 6 and a drive shaft 11 by a cylindrical center pin 9 . The center pin 9 protrudes on the end face facing the drive shaft 11 from a bearing bore 12 in the cylinder block 7 and is connected to a ball head 13 by a spherical joint 14 with the drive shaft 11 and is pivotally supported thereon. In addition, the cylinder block 7 has a plurality of piston bores 15 arranged approximately axially parallel, in each of which a piston 16 is slidably mounted, which is pivotally connected and supported in a comparable manner to a ball head 17 by a spherical joint 18 with the drive shaft 11 . The spherical bearings 14 , 18 can be formed by spherical bearings known per se.
Die Triebwelle 11 durchsetzt die Stirnwand 4c des Gehäuseteils 4a in einer Bohrung 19, und sie ist im Gehäuse 4 durch ein oder zwei Wälzlager 21, 22 darin gelagert, die vorzugsweise innenseitig von der Stirnwand 4c angeordnet sind, jeweils mit einem Innenring auf der Triebwelle 11 sitzen und mit einem Außenring an einer Innenlagerfläche der Umfangswand 4d des Gehäuseteils 4a sitzen. Wegen der beträchtlichen Axialkräfte, die im Funktionsbetrieb der vorliegenden Kolbenmaschine 2 in Axialkolbenbauweise auftreten, weist das oder wenigstens eines der Wälzlager 21, 22 einen Außenring mit einer zum Zylinderblock 7 hin divergenten Wälzlagerfläche für die vorzugsweise zylindrischen oder kegelförmigen oder tonnenförmigen Wälzkörper. Eine solche Bauweise ist aufgrund der besonderen Anordnung der divergenten Wälzlagerflächen wenigstens einen Wälzlagers 21, 22 in der Lage, große axiale Kräfte der Triebwelle 11 aufzunehmen und in das Gehäuse 4 zu leiten, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Arbeitsdruck der Axialkolbenmaschine im Pumpen- und Motorbetrieb vorgegeben sind.The drive shaft 11 passes through the end wall 4 c of the housing part 4 a in a bore 19 , and it is supported in the housing 4 by one or two roller bearings 21 , 22 , which are preferably arranged on the inside of the end wall 4 c, each with an inner ring the drive shaft 11 and sit with an outer ring on an inner bearing surface of the peripheral wall 4 d of the housing part 4 a. Because of the considerable axial forces that occur in the functional operation of the present piston machine 2 in the axial piston design, the or at least one of the roller bearings 21 , 22 has an outer ring with a roller bearing surface divergent toward the cylinder block 7 for the preferably cylindrical or conical or barrel-shaped roller bodies. Such a design is due to the special arrangement of the divergent rolling bearing surfaces at least one rolling bearing 21 , 22 capable of absorbing large axial forces of the drive shaft 11 and guiding them into the housing 4 , which in the present exemplary embodiment is caused by the working pressure of the axial piston machine in pump and motor operation are specified.
Das Verdrängungsvolumen der Kolbenmaschine 2 ist wahlweise vergrößerbar und verringerbar. Hierzu dient eine insgesamt mit 23 bezeichnete Einstellvorrichtung, die eine quer zur Drehachse schwenkbare Lagerung des Zylinderblocks 7 einschließlich der Steuerscheibe 6, eine an dieser Schwenkeinheit mittelbar oder unmittelbar angreifende Verstellvorrichtung 24 und eine im einzelnen nicht dargestellte Steuervorrichtung 25 zum Verstellen der Verstellvorrichtung 24 und somit zum Einstellen der Einstellvorrichtung 23 umfaßt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die aus dem Zylinderblock 7 und der Steuerscheibe 6 bestehende Schwenkeinheit um eine die Drehachse 11a und den Mittelpunkt des Kugelkopfes 13 schneidende und quer verlaufende Schwenkachse 26 schwenkbar an einer um die Schwenkachse 26 kreisbogenabschnittsförmig gekrümmte Führungsfläche 27 am Anschlußblock 4b schwenkbar gelagert, wobei die Verstellvorrichtung 24 ein Verstellelement 24a aufweist, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Steuerscheibe 6 angreift und durch einen Mitnehmerzapfen mit zylinderabschnittförmigen Kopfflächen gebildet sein kann, der in eine passende Mitnehmerausnehmung in der Steuerscheibe 6 einfaßt und Teil eines Verstellkolbens 24b eines hydraulischen Verstellzylinders ist, dessen Verstellbewegung durch die nicht dargestellte Steuervorrichtung 25 steuerbar ist, und der in das einen Gehäusedeckel bildende Anschlußteil 4b integriert oder daran angebaut sein kann.The displacement volume of the piston machine 2 can optionally be increased and decreased. For this purpose, an adjusting device, designated as a whole with 23, is used, which has a pivotable mounting of the cylinder block 7 including the control disk 6 transversely to the axis of rotation, an adjusting device 24 acting directly or indirectly on this pivoting unit and a control device 25 ( not shown in detail) for adjusting the adjusting device 24 and thus for Adjustment of the adjusting device 23 includes. In the present embodiment, out of the cylinder block 7 and the control disc 6 existing pivot unit around a rotational axis 11 a and the center of the ball head 13 intersecting and transverse pivot axis 26 pivotally b at a about the pivot axis 26 of a circular arc segment-shaped curved guide surface 27 at the terminal block 4 mounted pivotably wherein the adjusting device 24 comprises an adjusting element 24 a, which engages and in the present embodiment on the cam disc 6 may be formed by a driving pin with cylindrical segment-shaped head surfaces, bordering in a suitable driver recess in the control disc 6 and part B of an adjusting piston 24 of a hydraulic adjustment cylinder is, the adjustment movement can be controlled by the control device 25, not shown, and which can be integrated into or attached to the connecting part 4 b forming a housing cover.
Dem Antriebssystem 1 ist im Antriebsstrang 3 eine lösbare Kuppung 31 zugeordnet, die es ermöglicht, die Kolbenmaschine 2 wahlweise vom Antriebsstrang 3 bezüglich ihrer Antriebsverbindung zu trennen und wieder zu verbinden. Die Kupplung 31 kann ein internes Bauteil der Kolbenmaschine 2 sein (Fig. 2) oder als separates, externes Bauteil zwischen zwei Teilen des Antriebsstranges 3 angeordnet sein (Fig. 1).The drive system 1 is assigned a releasable coupling 31 in the drive train 3 , which makes it possible to selectively disconnect and reconnect the piston machine 2 from the drive train 3 with respect to its drive connection. The clutch 31 can be an internal component of the piston machine 2 ( FIG. 2) or be arranged as a separate external component between two parts of the drive train 3 ( FIG. 1).
Bei der Kupplung 31 handelt es sich vorzugsweise um eine solche Bauweise, die im Funktionsbetrieb, d. h. während der Rotation der Triebwelle 11 bzw. des Antriebsstrangs 3, ein- bzw. ausgerückt werden kann. Hierzu eignet sich eine an sich geeignete Lamellenkupplung sehr vorteilhaft. Wenn eine solche Lamellenkupplung im Gehäuseinnenraum 5 angeordnet ist oder damit verbunden ist, kann das darin befindliche hydraulische Medium, insbesondere Öl, zur Schmierung der Lamellen dienen. Es kann sich z. B. um eine Lamellenkupplung handeln, die durch ein Zusammendrücken der Lamellen durch zugehörige Federn eingerückt bzw. geschlossen wird und die durch ein Überdrücken der Federn ausgerückt bzw. geöffnet wird.The clutch 31 is preferably of such a construction that can be engaged or disengaged during functional operation, ie during the rotation of the drive shaft 11 or the drive train 3 . A multi-plate clutch which is suitable per se is very advantageously suitable for this. If such a multi-plate clutch is arranged in the housing interior 5 or is connected to it, the hydraulic medium, in particular oil, located therein can serve to lubricate the plates. It can e.g. B. is a multi-plate clutch, which is engaged or closed by compressing the disks by associated springs and which is disengaged or opened by pressing the springs.
Fig. 2 zeigt die Kolbenmaschine 2 im Bereich einer Einstellung maximalen Verdrängungsvolumens, wobei die Kupplung 31 eingerückt bzw. geschlossen ist. Fig. 1 zeigt dagegen die Kolbenmaschine 2 im Bereich einer Einstellung minimalen Verdrängungsvolumens, wobei die Kupplung 31 ausgerückt bzw. offen ist. 2 Fig. 2 shows the piston engine in the range of setting the maximum displacement volume, wherein the clutch is engaged and 31 closed. Fig. 1, however, shows the piston engine 2 is in the range of a setting minimum displacement volume, the clutch 31 is disengaged or is open.
Die Kupplung 31 ist durch eine insgesamt mit 32 bezeichnete Betätigungseinrichtung zu öffnen und zu schließen, wobei bei der Öffnung der Antriebsstrang 3 unterbrochen und bei der Schließung geschlossen wird. Dabei soll die Funktion erfüllt werden, daß dann, wenn das Verdrängungsvolumen der Kolbenmaschine 2 Null oder minimal ist (Vmin), z. B. Schwenkwinkel etwa 5°, die Kupplung 31 offen sein soll und im übrigen Verdrängungsvolumenbereich, d. h. dann, wenn das Verdrängungsvolumen größer ist, die Kuppung 31 geschlossen sein soll. Durch die vorbeschriebene Ausgestaltung lassen sich die folgenden wesentlichen Vorteile erreichen. Zum einen kann die Kolbenmaschine 2 außer Funktion gesetzt werden, soweit ihre Antriebsfunktion betroffen ist, und zwar sowohl im Pumpenbetrieb als auch im Motorbetrieb. Dies wird dadurch erreicht, daß die Einstellvorrichtung 23 der Kolbenmaschine 2 auf Null (V0) bzw. auf ein minimales Verdrängungsvolumen Vmin eingestellt wird (Fig. 1).The clutch 31 can be opened and closed by an actuating device, designated overall by 32, the drive train 3 being interrupted when it is opened and being closed when it is closed. The function is to be fulfilled so that when the displacement volume of the piston machine 2 is zero or minimal (V min ), e.g. B. pivot angle about 5 °, the clutch 31 should be open and in the rest of the displacement volume range, ie when the displacement volume is larger, the clutch 31 should be closed. The following significant advantages can be achieved by the above-described configuration. On the one hand, the piston machine 2 can be deactivated as far as its drive function is concerned, both in pump operation and in engine operation. This is achieved in that the setting device 23 of the piston machine 2 is set to zero (V 0 ) or to a minimum displacement volume V min ( FIG. 1).
Da die Einstellung "Null" einen Grenzfall der minimalen Einstellung betrifft, wird aus Vereinfachungsgründen im folgenden nur mit dem Begriff "minimales Verdrängungsvolumen" argumentiert werden. Dieser Begriff soll die Nullstellung V0 einschließen.Since the setting "zero" relates to a limit case of the minimum setting, for the sake of simplicity only the term "minimum displacement volume" will be used in the following. This term is intended to include the zero position V 0 .
Im Bereich einer minimalen Verdrängungsvolumeneinstellung Vmin bleiben zumindest die drehbaren Teile der Kolbenmaschine 2, wie der Zylinderblock 7, in den Rotationsbetrieb eingebunden, wenn der Antriebsstrang 3 mit einem weiteren Drehantrieb in Antriebsverbindung steht, der die Rotation aufrecht erhält. Ein solches Antriebssystem 1 bzw. ein solcher Funktionszustand ist z. B. dann gegeben, wenn der Antriebsstrang 3 ein Fahrantrieb oder Teil eines Fahrantriebs ist und in einem Funktionszustand Bergabfahrt die Kolbenmaschine angetrieben wird. Ein vergleichbarer Funktionszustand ergibt sich auch dann, wenn die Kolbenmaschine 2 und der Antriebsstrang dazu dienen, Lasten zu heben, und wenn ein solches Antriebssystem 1 auf ein Absenken der Last eingestellt ist, wobei die Last aufgrund ihres Eigengewichts den Antriebsstrang und die Kolbenmaschine 2 antreibt. Eine andere Ausgestaltung für ein Antriebssystem 1, bei dem die Kolbenmaschine 2 auch bei minimaler Verdrängungsvolumeneinstellung rotiert, ist dann gegeben, wenn ein weiterer Antriebsstrang 3a (Fig. 3) mit einem z. B. ebenfalls durch eine hydraulische Kolbenmaschine 2a vorzugsweise gleicher Bau- und Funktionsweise gebildeten Motor M vorhanden ist, der den Antriebsstrang 3 und somit auch die Kolbenmaschine 2 antreibt zeigt.In the range of a minimum displacement volume setting V min , at least the rotatable parts of the piston machine 2 , such as the cylinder block 7 , remain involved in the rotation operation when the drive train 3 is in drive connection with a further rotary drive which maintains the rotation. Such a drive system 1 or such a functional state is, for. B. given when the drive train 3 is a traction drive or part of a traction drive and in a functional downhill descent, the piston machine is driven. A comparable functional state also arises when the piston machine 2 and the drive train serve to lift loads and when such a drive system 1 is set to lower the load, the load driving the drive train and the piston machine 2 due to its own weight. Another embodiment for a drive system 1 , in which the piston machine 2 rotates even with a minimal displacement volume setting, is given when a further drive train 3 a ( FIG. 3) with a z. B. also by a hydraulic piston machine 2 a preferably the same construction and operation formed engine M is present, which shows the drive train 3 and thus also drives the piston machine 2 .
Die Situation des Mitschleppens tritt bei einem Fahrantrieb mit mehreren Antriebssträngen auch auf, wenn ein Antriebsstrang z. B. infolge eines Schlupfes abgeschaltet wird, indem der Hydromotor auf Vmin zurückgeschwenkt wird und der Antrieb über den anderen Antriebsstrang erfolgt. Da das angetriebene Fahrzeugrad mitdreht, wird der zurückgeschwenkte Hydromotor mitgeschleppt.The situation of entrainment also occurs in a traction drive with several drive trains when a drive train, for. B. is switched off due to a slip by the hydraulic motor is pivoted back to V min and the drive takes place via the other drive train. Since the driven vehicle wheel also rotates, the swiveled-back hydraulic motor is also towed.
Bei diesem Antriebssystemen 1 läßt sich ein Mitschleppen der Kolbenmaschine 2 bei einer Einstellung im Bereich ihres minimalen Verdrängungsvolumens Vmin oder V0 dadurch verhindern, daß dann, wenn die Kolbenmaschine 2 sich in einer Einstellung im Bereich ihres minimalen Verdrängungsvolumens Vmin oder V0 befindet, die Kupplung 31 geöffnet wird und dadurch die Kolbenmaschine 2 abtriebsmäßig vom Antriebsstrang 3 abgekoppelt wird. Hierzu dient die Betätigungseinrichtung 32 zum Öffnen der Kupplung 31, wenn die Einstellvorrichtung 23 sich in einem Bereich minimalen Verdrängungsvolumens Vmin befindet. Die Betätigungseinrichtung 32 schließt die Kupplung 31, wenn die Einstellvorrichtung 23 sich nicht im Bereich minimalen Verdrängungsvolumens befindet. Fig. 2 zeigt die Kolbenmaschine 2 in der Einstellung Vmax.In this drive system 1 , entrainment of the piston machine 2 with a setting in the range of its minimum displacement volume V min or V 0 can be prevented by the fact that when the piston machine 2 is in a setting in the range of its minimum displacement volume V min or V 0 , the clutch 31 is opened and the piston machine 2 is thereby decoupled in terms of output from the drive train 3 . For this purpose, the actuating device 32 is used to open the clutch 31 when the adjusting device 23 is in a range of minimal displacement volume V min . The actuating device 32 closes the clutch 31 when the adjusting device 23 is not in the range of the minimal displacement volume. Fig. 2 shows the piston machine 2 in the setting V max .
Die Betätigungseinrichtung 32 umfaßt eine Erfassungsvorrichtung 33 und eine Steuereinrichtung 34, wobei die Erfassungsvorrichtung 33 dann, wenn die Einstellvorrichtung 23 sich im Bereich minimalen Verdrängungsvolumens befindet, die Steuereinrichtung 34 aktiviert, die wiederum ein Betätigungsmittel 35 aktiviert, mit dem die Kupplung 31 zu ihrer Schließung oder Öffnung beaufschlagbar ist.The actuating device 32 includes a sensing device 33 and control means 34, wherein the detection device 33 when the adjusting device is located in the region of minimum displacement volume 23, the controller 34 is activated, which in turn activates an operating means 35, with which the clutch 31 to its closure or Opening can be acted upon.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Erfassungsvorrichtung 33 durch einen Tastmechanismus 36 mit z. B. einem längs verschiebbar gelagerten Taststift 37 gebildet, der die Stellung der Einstellvorrichtung 23 im Bereich minimalen Verdrängungsvolumens Vmin durch Tasten ermittelt und ein hier mechanisches oder z. B. ein elektrisches Signal zur Aktivierung der Steuereinrichtung 34 und des Betätigungsmittels 35 abgibt. Bei der vorliegenden Ausgestaltung wird der Tastmechanismus 36 bewegt, und diese Bewegung wird dazu ausgenutzt, ein Schalt- oder Wegeventil 38, z. B. ein 3/2-Wegeventil, das in einer hydraulischen Druckleitung 39 angeordnet ist, so zu betätigen, daß es die Druckleitung 39 öffnet und ein das Betätigungsmittel 35 bildendes Druckfluid, insbesondere Hydrauliköl, die Kupplung 31 durch Druckbeaufschlagung öffnet. Hierbei kann es sich um einen durch eine Druckquelle erzeugten Druck oder um den Arbeitsdruck oder Stelldruck der Kolbenmaschine 2 handeln, was andeutungsweise durch eine strichpunktierte Linie verdeutlicht ist. Die Rückstellung des Tastmechanismus 36 bzw. des Taststiftes 37 bei einer Verdrängunsvolumeneinstellung V < Vmin. z. B. Vmax in Fig. 2, kann durch eine Feder erfolgen, z. B. gemeinsam mit dem Ventilkörper des Wegeventils 38 durch eine übliche Ventilfeder 41, so daß dann, wenn die Einstellvorrichtung 23 bzw. die aus Zylinderblock 7 und Steuerscheibe 6 bestehende Schwenkeinheit sich nicht im Bereich minimalen Verdrängungsvolumens befindet, der Tastmechanismus 36 in seine zur Einstellvorrichtung 23 hin verschobenen Bereitschaftsstellung zurückgeschoben wird. Der Taststift 37 kann in einem Führungsloch 37a das das Gehäuse 4, insbesondere dessen Umfangswand 4d, durchquert, geführt sein, und ist somit von außen zugänglich.In the present exemplary embodiment, the detection device 33 is activated by a push-button mechanism 36 with e.g. B. formed a longitudinally displaceable stylus 37 which determines the position of the adjusting device 23 in the area of minimum displacement V min by keys and a mechanical or z. B. emits an electrical signal to activate the control device 34 and the actuating means 35 . In the present embodiment, the feeler mechanism 36 is moved, and this movement is used to activate a switching or directional valve 38 , e.g. B. to operate a 3/2-way valve which is arranged in a hydraulic pressure line 39 so that it opens the pressure line 39 and a pressure fluid forming the actuating means 35 , in particular hydraulic oil, opens the clutch 31 by pressurization. This can be a pressure generated by a pressure source or the working pressure or set pressure of the piston machine 2 , which is indicated by a dash-dotted line. The resetting of the feeler mechanism 36 or the feeler pin 37 with a displacement volume setting V <V min . e.g. B. V max in Fig. 2, can be done by a spring, for. B. together with the valve body of the directional control valve 38 by a conventional valve spring 41 , so that when the adjusting device 23 or the swivel unit consisting of the cylinder block 7 and control disk 6 is not in the area of the minimal displacement volume, the push-button mechanism 36 into its adjusting device 23 postponed standby position is pushed back. The stylus 37 may in a guide hole 37 a, the housing 4, in particular the peripheral wall 4 d, traverses be performed, and is therefore accessible from outside.
Im Rahmen der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung 32 auch so ausgebildet sein, daß der Tastmechenismus 36 direkt auf die Kupplung 31 einwirkt, insbesondere bei einer mechanisch verstellbaren Kupplung 31.In the context of the invention, the actuating device 32 can also be designed such that the feeler mechanism 36 acts directly on the clutch 31 , in particular in the case of a mechanically adjustable clutch 31 .
Wenn das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 2 aus dem Bereich minimalen Verdrängungsvolumens vergrößert wird, unterbleibt das Signal "minimales Verdrängungsvolumen", was die Betätigungseinrichtung 32 veranlaßt, die Kupplung 31 wieder zu schließen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Betätigungseinrichtung 32 außer Funktion gesetzt, wobei in der Kupplung 31 integrierte Federn, die bei der vorbeschriebenen Beaufschlagung der Kupplung 31 überdrückt werden, den Funktionszustand Schließen der Kupplung 31 herbeiführen.If the displacement volume of the axial piston machine 2 is increased from the range of the minimal displacement volume, the signal "minimal displacement volume" is omitted, which causes the actuating device 32 to close the clutch 31 again. In the present exemplary embodiment, the actuating device 32 is deactivated, springs integrated in the clutch 31 , which are overpressed when the clutch 31 is acted upon, bring about the functional state of the clutch 31 being closed .
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 befindet sich die Kupplung 31 außerhalb der Kolbenmaschine 2 in einem Triebwellenabschnitts des Antriebsstrangs 3, wobei es sich um eine Anbaukupplung 31 mit zwei vorzugsweise in Scheibenform ausgebildeten Wellenteilen 3a, 3b handelt, die durch die dazwischen angeordnete Kupplung 31 drehfest miteinander verbindbar und wieder lösbar sind. Das eine Wellenteil 3a ist drehfest mit der Triebwelle 11 verbunden, z. B. auf diese aufgesetzt und durch eine Drehmitnahmeverbindung 42, z. B. eine Keil-Nutverbindung, drehfest verbunden. Das andere Wellenteil 3b ist mit dem übrigen Teil des Antriebsstrangs 3 drehfest verbunden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the clutch 31 is located outside the piston machine 2 in a drive shaft section of the drive train 3 , which is an add-on clutch 31 with two shaft parts 3 a, 3 b, which are preferably in the form of disks, which are arranged by the clutch 31 arranged therebetween are non-rotatably connectable and detachable. One shaft part 3 a is rotatably connected to the drive shaft 11 , for. B. placed on this and by a rotary driving connection 42 , z. B. a spline-groove connection, rotatably connected. The other shaft part 3 b is rotatably connected to the rest of the drive train 3 .
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist die Kupplung 31 in die Kolbenmaschine 2 integriert und vorzugsweise im Gehäuseinnenraum 5 angeordnet, wobei sie zwischen zwei Triebwellenteilen 11a, 11b angeordnet ist und diese miteinander zu kuppeln und voneinander zu lösen vermag, die jeweils durch ein Wälzlager 21, 22, insbesondere mit zum Zylinderblock 7 hin divergenten Laufflächen, im Gehäuse 4 unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.In the embodiment according to FIG. 2, in which the same or comparable parts are designated by the same reference numerals, the clutch 31 is integrated in the piston machine 2 and is preferably arranged in the interior 5 of the housing, it being arranged between two drive shaft parts 11 a, 11 b and these together to couple and detach from each other, which are each rotatably supported in the housing 4 by a roller bearing 21 , 22 , in particular with running surfaces divergent towards the cylinder block 7 .
Der bereits beschriebene weitere Antriebsstrang 3a mit einem zugehörigen Triebwellenabschnitt kann bei beiden vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen Anbaukupplung (Fig. 1) oder Einbaukupplung (Fig. 2) vorgesehen sein, wie es Fig. 3 verdeutlicht. Die antriebsmäßige Verbindung des weiteren Antriebsstrangs 3c kann z. B. durch ein Winkelradgetriebe 45 erfolgen. The already described further drive train 3 a with an associated drive shaft section can be provided in both of the above-described exemplary embodiments, add-on coupling ( FIG. 1) or built-in coupling ( FIG. 2), as illustrated in FIG. 3. The drive connection of the further drive train 3 c can, for. B. done by an angular gear 45 .
Bei der Beendigung der Aktivierung der Steuereinrichtung 34 wird der Ventilkörper in seine die Druckleitung 39 sperrende Stellung verschoben, in der das sich in der Kupplung 31 befindliche Druckfluid sich zum Tank hin entspannen kann.At the completion of the activation of the control means 34 of the valve body 39 is displaced into its blocking position, the pressure line, in which the pressurized fluid is located in the clutch 31 can relax to the tank.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht somit nicht nur ein Verringern oder Abschalten der Kolbenmaschine 2 hinsichtlich ihrer Verdrängungsleistung, sondern auch hinsichtlich eines Mitschleppens ihres Verdrängungsmechanismus. Außerdem ist beim Vorhandensein eines Schaltgetriebes im Antriebssystem eine Getriebeschaltung ohne Verspannung durch die Kolbenmaschine 2 möglich. Aufgrund des Wegfalls der Schleppmomente ist auch eine einfache und störungsfreie Schalteingabe möglich. Eine Wiedereinschaltung der Kolbenmaschine erfolgt selbsttätig beim Einstellen des Verdrängungsvolumens und Verstellen des zugehörigen Verstellmechanismus ausgehend von Vmin, z. B. 3° bis 5° Schwenkwinkel und mehr.The configuration according to the invention thus not only enables the piston machine 2 to be reduced or switched off with regard to its displacement performance, but also with regard to entraining its displacement mechanism. In addition, in the presence of a manual transmission in the drive system, a gear shift without tension by the piston machine 2 is possible. Due to the elimination of the drag torque, simple and trouble-free shift input is also possible. The piston machine is switched on again automatically when the displacement volume is adjusted and the associated adjustment mechanism is adjusted on the basis of V min , z. B. 3 ° to 5 ° swivel angle and more.
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