DE2001701B2

DE2001701B2 - Stelleinrichtung für die Fernsteuerung eines stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebes

Info

Publication number: DE2001701B2
Application number: DE2001701A
Authority: DE
Inventors: Alfred 8754 Grossostheim Krusche; Helmuth 8770 Lohr Roesslein
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1970-01-15
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1978-07-27
Also published as: US3672161A; DE2001701A1; DE2001701C3

Description

Es ist zwar bereits bekannt, den Vorsteuerdruck für die hydraulische Übersetzungsstelleinrichtung eines hydrostatischen Getriebes mit innerer Leistungsverzweigung durch Druckregelventile zu steuern (US-PS 32 13 621). Die Vorsteuerventile sind einseitig von der Vorspannkraft einer Feder beaufschlagt und werden auf der anderen Seite von dem willkürlich einstellbaren Steuerdruck belastet. Es ist jedoch keine automatische Übersteuerungseinrichtung vorgesehen, die bei Überlastung des Getriebes anspricht. ι ο

Da die Stelleinrichtung gemäß der Erfindung in ihren Abmessungen nur auf die Größe des Vorsteuerdruckes abgestimmt zu sein braucht, ist die Stelleinrichtung gemäß der Erfindung unabhängig von der Größe des durch die Stelleinrichtung gesteuerten Getriebes, so daß für eine noch so umfangreiche Baureihe von Getrieben nur eine Stelleinrichtung entwickelt zu werden braucht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 3 wi^d erreicht, daß ausgehend von der NuJlförderJage der Pumpe, das heißt der Einstellung des Getriebes auf Stillstand der Abtriebswelle, zunächst die Pumpe bis zu ihrer Maximalausschwenkung verschwenkt wird und erst dann der Hydromotor in Richtung auf kleineres Hubvolumen pro Umdrehung verstellt wird. Trotz dieser idealen Reihenfolge der Verstellung der einzelnen Elemente des Getriebes hat unabhängig von der Einstellage des Getriebes beim öffnen des Ablaßventils dieses stets die gleiche und in bezug auf die Verstellung 3ü des Getriebes zweckmäßige Wirkung.

Für die Anwendung im Sinne einer Grenzlastregelung ist das Grenzsteuerventil mit der Antriebswelle der Pumpe verbunden. Wenn die die Pumpe antreibende Kraftmaschine, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, willkürlich auf verschiedene Leistungsabgaben einstellbar ist, ist möglich, das Grenzsteuerventil ebenfalls einstellbar auszugestalten und die Einstellvorrichtung der Kraftmaschine mit dem Einstellglied des Grenzsteuerventils zu verbinden.

Die Stelleinrichtung gemäß der Erfindung kann aber nicht nur als Grenzlaststeuereinrichtung dienen. Durch die Maßnahme nach Anspruch 4 wird ein angetriebener Verbraucher gegen unzulässige Überdrehzahlen gesichert. Eine solche Maßnahme hat auch Bedeutung bei Antriebsaggregaten mit zwei gemeinsam angetriebenen hydrostatischen Getrieben, die — zumindest solange nicht willkürlich in die Steuerfunktion eingegriffen wird — stets die gleiche Abtriebsdrehzahlen haben müssen.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 5 wird eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung für das Steuerorgan des Ablaßventils vorgeschlagen, bei der der Steuerschieber des Ablaßventils nur einen sehr geringen Hub auszuführen braucht und entsprechend auch der Hub des Fliehkraftreglers sehr klein ausgelegt ist. Dadurch spricht dieser auch bei der rückläufigen Bewegung beim Wiedererreichen der Grenzdrehzahl sehr schnell an, so daß eine kleine Hysteresis erzielt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes als Schaltschema für eine Antriebseinrichtung mit zwei hydrostatischen Getrieben mit je einer Verstellpumpe und einem Verstellmotor dargestellt. Ein solcher Antrieb ist besonders geeignet für Fahrzeuge mit Differenzgeschwindigkeitslenkung.

Das in der Zeichnung linke hydrostatische Getriebe ist mit einer Verstellpumpe 1 versehen, die über zwei Leitungen 2 und 3 in geschlossenem Kreislauf mit dem Hydromotor 4 verbunden ist. Mit der Antriebswelle 5 der Verstellpumpe 1 ist eine Hilfspumpe 6 verbunden, die zum Erzeugen des Steuerdruckes dient.

Das Pumperistellgerät der Verstellpumpe 1 ist mit einem Stellkolben 8 versehen, der in einem Stellzylinder 9 zwischen zwei Federn 10 und 11 eingespannt ist. Jeder der beiden auf einer Seite des Stellkolbens 8 liegenden Druckräume im Stellz:ylinder 9 ist über eine Leitung 12 bzw. 13 mit einem Vorsteuerventil 14 verbunden, dessen Gehäuse starr mit dem Kolben 8 verbunden ist und somit dessen Bewegung mitmacht, während das Steuerglied des Vorsteuerventils 14 von zwei in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Steuerkolben gegen die Kraft zweier entgegengesetzt gerichteter Federn verschiebbar ist. Einer dieser beiden Steuerkolben kann über die Leitung 15 mit Vorsteuerdruck beaufschlagt werden und der andere über die Leitung 16. Die Leitung 15 führt zu einem willkürlich betätigbaren Druckregelventil 17, dem durch eine Leitung 18 über einen Filter 19 Druckflüssigkeit von der HiJfspumpe 6 zugeführt wird.

An die von der Hilfspumpe 6 ausgehende Leitung 18 ist weiterhin eine Leitung 20 angeschlossen, von der aus eine Zweigleitung 21 zu dem Vorsteuerventil 14 führt. Die Vorsteuerdruckleitung 16 ist mit einem weiteren Druckregelventil 22 verbunden, das ebenfalls von der Leitung 18 aus mit Drucköl versorgt wird. Von jeder der beiden Vorsteuerdruckleitungen 15 und 16 aus geht eine Zweigleitung zu einem Umschaltventil 23, das automatisch die jeweils den höheren Druck führende der beiden Vorsteuerdruckleitungen 15 und 16 mit einer Leitung 24 verbindet, die zu einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Steuerkolben führt, der mit dem Steuerschieber des Vorsteuerventils 25 des Hydromotors verbunden ist, der gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist. Dieses Vorsteuerventil 25 ist ebenfalls an die Leitung 20 angeschlossen. Die beiden Ausgangsleitungen 26 und 27 dieses Vorsteuerventils 25 führen zu einem Stellzylinder 29, in dem ein Stellkolben 28 verschiebbar ist. Das Gehäuse des Vorsteuerventils 25 ist wiederum mit dem Stellkolben 28 gekoppelt. Der Kolben 28 ist mit dem Stellglied 30 des verstellbaren Hydromotors 4 verbunden.

An die Vorsteuerdruckleitungen 15 und 16 ist ein weiteres Umschaltventil 31 angeschlossen, welches ebenfalls die jeweils den höheren Druck führende der beiden Vorsteuerdruckleitungen 15 und 16 mit einer weiteren Leitung 32 verbindet, die zu dem Ablaßventil 34, 36 führt, dessen Steuerschieber 34 durch einen Fliehkraftregler 35 betätigt wird, der mit der Antriebswelle 5 verbunden ist. Die Fliehgewichte des Fliehkraftreglers 35 sind gegen eine Feder 36 abgestützt, deren Vorspannung durch ein Betätigungsorgan 37 verstellt werden kann. Dieses Betätigungsorgan 37 ist wiederum mit der Einstelleinrichtung der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. Jeweils in der von dem Druckregelventil 17 bzw. 22 ausgehenden Vorsteuerdruckleitung 15 bzw. 16 ist vor der Abzweigstelle zu dem Umschaltventil 31 eine Drosselstelle 33 angeordnet.

Bei dem in der rechten Seite der Zeichnung dargestellten Getriebe korrespondieren alle Bauteile mit denjenigen Bauteilen des soeben besprochenen Getriebes der linken Seite, deren Bezugszeichen-Nummer um 40 kleiner ist und kleiner ist als 34. Die beiden Antriebswellen 5 und 45 werden gemeinsam von einer Brennkraftmaschine aus angetrieben.

Die vier Druckregelventile 17, 22, 57 und 62 werden

gemeinsam von einem kardanisch gelagerten Zentralsteuerhebel 39 betätigt.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der in der Zeichnung dargestellten Ausgestaltungsform vorgesehen ist, daß eine entsprechend groß bemessene Hilfspumpe 6 sowohl für das linke wie auch für das rechte Getriebe sowohl das öl zum Beaufschlagen der Stellkolben 8 bzw. 48 und 28 bzw. 68 liefert wie auch die vier Steuerdruckregelventile 17, 22, 57 und 62 mit Drucköl versorgt. In anderer Ausgestaltung ist es auch möglich, daß für das in der Zeichnung linke Getriebe und das in der Zeichnung rechte Getriebe jeweils eine eigene Hilfspumpe vorgesehen ist und von einer dritten Hilfspumpe aus der erforderliche ölstrom über den Filter 19 und die Leitung 18 zu den vier Steuerdruckregelventilen 17,22,57 und 62 geführt wird.

Die Wirkungsweise ist folgende: Werden mittels des Steuerhebels 39 die beiden Steuerdruckregelventile 17 und 57 in gleichem Maße versteilt, baut sich in den Vorsteuerdruckleitungen 15 und 55 je ein gleich großer Druck auf, durch den der Steuerkolben der Vorsteuerventile 14 bzw. 54 derart verschoben wird, daß jeweils der Stellkolben 8 bzw. 48 entsprechend folgt und die Verstellpumpe 1 bzw. 41 entsprechend verstellt. Wird eines der Druckregelventile 17 bzw. 57 stärker verstellt als das andere, werden entsprechend ungleiche Vor steuerdrucke in den Vorsteuerdruckleitungen 15 und 5! aufgebaut mit der Folge, daß das Getriebe 1, 4 auf ein« andere Drehzahl eingestellt wird als das Getriebe 41,44 Bei einem Fahrzeugantrieb bedeutet das, daß da: Fahrzeug eine Kurve fährt. Überschreitet der Vor Steuerdruck in der Leitung 15 oder in der Leitung 55 der Druck, bei dem der Steuerkolben des Vorsteuerventil· 14 oder das Vorsteuerventil 55 seine Endlage erreich!

lü so wird über das Umschaltventil 23 bzw. 63 auch dei Steuerkolben für das Vorsteuerventil 25 bzw. 6f verstellt und entsprechend das Stellgerät 30 bzw. 70 de: Hydromotors 4 bzw. 44 verstellt. Wird infolge der übei die beiden Getriebe 1, 4 und 41, 44 übertragener Leistung die die Welle 5 antreibende Brennkraftmaschi ne überbelastet, so sinkt deren Drehzahl ab. Dadurcf nimmt auch die Fliehkraft der Fliehgewichte 35 ab, se daß diese gegen die Kraft der Feder 36 verschober werden. Dadurch wird auch der Steuerschieber 3i verschoben, so daß die Mündungen der Leitungen 3i und 72 freigegeben werden, also das Ablaßventil öffnet Dadurch wird über das Umschaltventil 31 bzw. 71 die Vorsteuerdruckleitung 15 bzw. 55 druckentlastet unc somit das jeweilige Getriebe 1,4 bzw. 41,44 auf kleinere Abtriebsdrehzahl verstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stelleinrichtung für die Fernsteuerung eines stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebes mit einer Verstellpumpe und einem Pumpenstellgerät, dessen Stellzylinder über ein druckgesteuertes Vorsteuerventil mit Servodruck beaufschlagbar ist, wobei ein unter Federvorspannung stehender Vorsteuerkolben des Vorsteuerventils von Steuerdruckmittel beaufschlagt ist, das von einer Hilfspumpe aus über ein willkürlich einstellbares Übersetzungsstellventil in einer Vorsteuerdruckleitung herangeführt wird, an die ein drehzahlabhängiges Grenzsteuerventil zur Übersteuerung der willkürlich am Übersetzungsstellventil festgelegten Übersetzungseinstellung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungssiellventil ein einstellbares Druckregelventil (17 bzw. 22 bzw. 57 bzw. 62} ist und daß das Grenzsteuerventil (34 bis 38) als Ablaßventil an die Vorsteuerdruckleitung (15 bzw. 55 bzw. 16 bzw. 56) zwischen dem Druckregelventil und dem Vorsteuerventil (14 bzw. 25 bzw. 54 bzw. 65) angeschlossen ist, wobei zwischen dem Druckregelventil und der Anschlußstelle (31,71) der zum Grenzsteuerventil führenden Ablaßleitung (32, 72) eine Drosselstelle (33,73) angeordnet ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 für ein über Stillstand der Abtriebswelle in beide Drehrichtungen verstellbares Getriebe, bei dem zu jeder Seite des Vorsteuerkolbens eine Vorsteuerdruckleitung geführt ist, deren Vorsteuerdruck jeweils von einem eigenen Druckregelventil einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Grenzsteuerventil (34 bis 38) führende Ablaßleitung (32, 72) über ein automatisches Umschaltventil (31 bzw. 72) an die jeweils höheren Druck führende Vorsteuerleitung (15 bzw. 16,55 bzw. 56) angeschlossen ist.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 2 für ein hydrostatisches Getriebe mit einer in zwei Förderrichtungen einstellbaren Verstellpumpe und mit einem Hydromotor, der und dessen Stellge.-ät durch ein einseitig von einer Feder belastetes Vorsteuerventil in einer Richtung einstellbar ist, wobei die Federvorspannung am Hydromotor-Vorsteuerventil ein Ansprechen erst bei einem Vorsteuerdruck bewirkt, der größer ist als der Vorsteuerdruck, bei dem die Verstellpumpe eine ihrer Endlagen erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden jeweils einer Seite des Pumpenvorsteuerventils (14, 54) zugeordneten Vorsteuerdruckleitungen (15, 16 bzw. 55, 56) ein Umschaltventil (23 bzw. 63) angeschlossen ist, das die den jeweils höheren Druck führende der beiden Pumpen-Vorsteuerdruckleitungen mit der dritten an das Vorsteuerventil (25, 65) des Hydromotors (40, 70) angeschlossenen Vorsteuerdruckleitung (24) verbindet.

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil (34 bzw. 38) in Abhängigkeit von der Ausgangswellendrehzahl des hydrostatischen Getriebes gesteuert ist.

5. Grenzsteuerventil für eine Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan des Ablaßventils (35 bzw. 38) einen als Zweipunktregler ausgestalteten Fliehkraftregler mit kleinem Hub aufweist.

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung. Bei einer bekannten Stelleinrichtung dieser Art fördert die von der das Getriebe antreibenden Brennkraftmaschine angetriebene Hilfspumpe in eine Leitung, in der eine Venturi-Düseneinrichtung angeordnet ist und die weiterhin zu einem willkürlich einstellbaren Übersetzungsstellventil führt, durch dessen Einstellung der durch dieses Ventil fließende Strom gedrosselt wird.

ίο Von diesem Ventil aus führt die Leitung zu einer Seite des Vorsteuerkolbens. Vor diesem Ventil ist eine Zweigleitung angeschlossen, die zu der anderen Seite des Vorsteuerkolbens führt. Zwischen den beiden zu den beiden Seiten des Vorsteuerkolbens führenden Vor-Steuerdruckleitungen ist ein willkürlich betätigbares Wegeventil angeordnet, durch das die Ausschwenkrichtung der Pumpe eingestellt wird. An die von der Hilfspumpe zu der Venturi Düseneinrichtung führende Leitung ist eine Zweigleitung angeschlossen, die zu einem Grenzsteuerventil mit einem federbelasteten Kolben führt, dessen andere Seite über eine Zweigleitung an die engste Stelle der Venturi-Düse angeschlossen ist. Ferner sind die beiden an das willkürlich betätigbare Übersetzungsstellventil angeschlossenen Leitungen an dieses Grenzsteuerventil derart angeschlossen, daß bei Verschieben des Kolbens des Grenzsteuerventils unter der Wirkung der Feder infolge eines Absinkens des Druckverhältnisses in den beiden einerseits an die Leitung zu der Venturi-Düseneinrichtung, andererseits an die engste Stelle der Venturi-Düse angeschlossenen Zweigleitungen, die beiden an das Übersetzungsstellventil angeschlossenen Leitungen miteinander kurzgeschlossen werden (US-PS 34 77 225). Bei diesem System muß ständig zum Erzeugen eines

Druckgefälles ein ölstrom durch die Venturi-Düseneinrichtung abfließen. Das bedingt einen ständigen Energ-everlust und ein ständiges Aufheizen des Öles. Darüber hinaus wirken auf die Einstellung der Pumpe außer der dem Übersetzungsstellventil gegebenen Einstellung auch noch andere Einflüsse mit, insbesondere über eine Einspeisung in den Getriebekreislauf.

Es ist auch bereits eine Stelleinrichtung für die Steuerung eines hydrostatischen Getriebes mit einer Verstellpumpe und einem Verstellmotor bekannt, wobei sowohl auf das Verstellglied der Pumpe wie auch des Motors zwei Stellkolben mit entgegengesetzter Kraftrichtung wirken, wobei sowohl für die Steuerung der Pumpe als auch für die Steuerung des Motors je ein Übersetzungsstellventil vorgesehen ist, auf das einerseits über eine Feder ein willkürlich einstellbares Betätigungsorgan und andererseits ein Fliehkraftregler einwirken (US-PS 32 30 699). Bei dieser Einrichtung wirkt also der Fliehkraftregler ständig über das Übersetzungsstellventil auf die augenblickliche Einstelllage der Pumpe und des Motors ein. Ein antriebsdrehzahlunabhängiges Einstellen der Getriebeübersetzung und Verändern dieser Einstellung ist also nicht möglich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe steht

darin, eine übliche Steuerung mit Drucksteuerventil und Vorsteuerventil unter Beibehaltung der Vorteile einer solchen Steuerung derart auszugestalten, daß mit geringem zusätzlichen Aufwand eine drehzahlabhängige Regelung, insbesondere Grenzlastregelung ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Stelleinrichtung für ein Getriebe der eingangs erwähnten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.