DE2123803A1

DE2123803A1 - Hydrostatisches Fahrgeschwindigkeitsregelsystem

Info

Publication number: DE2123803A1
Application number: DE19712123803
Authority: DE
Inventors: Dierk Jyväskylä Reiners (Finnland)
Original assignee: Fa. Valmet Oy, Helsinki
Priority date: 1970-05-13
Filing date: 1971-05-13
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FI46605C; FI46605B; FR2091564A5; GB1278223A

Description

Hydrostatisches Fahrgeschwindigkeitsregelsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches System zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit für mit hydrostatischer übertragung der Fahrleistung versehene Schlepper oder dergl. Fahrzeuge, in deren Zusammenhang Arbeitsmaschinen mit hydrostatischem Antrieb verwendet werden.

In den die Arbeitsmaschinen antreibenden Fahrzeugen, wie z.B. in Ackerschleppern, verwendet man zum Erzielen langsamer Fahrgeschwindigkeiten neben mechanischen Kriechgetrieben auch hydraulische Kriechgetriebe. Die letztgenannten bestehen aus einer in geschlossenem Kreis arbeitenden, von einem Dieselmotor angetriebenen Pumpe mit regelbarer Fördermenge und aus einem von einem hydraulischen Motor angetriebenen, vor dem mechanischen Fahrgetriebe eingesetzten zusätzlichen

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Getriebe.

Die Kraftübertragungsverbindung zwischen der normalen Fahrkupplung und dem mechanischen Fahrgetriebe kann mittels einer Schiebekupplung unterbrochen werden. Zugleich kann der hydraulische Motor über das zusätzliche Getriebe an das normale Fahrgetriebe angeschaltet werden. Die genannten Maßnahmen, d.h. das Einschalten des hydraulischen Kriechgetriebes, kann man ausführen, ohne daß deshalb die Kraftzapfwelle zum Stillstand kommt.

Eine Kraftübertragung dieser Art wird in Schleppern oder dergleichen Fahrzeugen dann benutzt, wenn die an den Schlepper oder dergl. angeschlossenen Arbeitsmaschinen, wie z.B. eine Grabenfräse, eine Schneeschleuder, eine Kabelgrabenfräse usw., eine langsame Fahrgeschwindigkeit sowie genaue und stufenlose Regulierung der genannten Geschwindigkeit verlangen. Die Arbeitsmaschinen sind heutzutage mit Rücksicht auf leichte Auswechselbarkeit der Arbeitsmaschinen oft hydraulisch angetrieben. Dies ist ein Umstand von äußerst großer Bedeutung bei Fahrzeug-Arbeitsmaschinenkombinationen, die zu kommunaltechnischen Zwecken benutzt werden.

Neuzeitliche Arbeitsmaschinen der oben gesagten Art haben einen dermaßen hohen Leistungsbedarf, daß sie zusammen mit dem Leistungsaufwand für die Fortbewegung die gesamte Leistung des Dieselmotors fast vollends beanspruchen. Man strebt ja gegenwärtig einen möglichst hohen Ausnutzungsgrad der Leistung an. Bei Schneeschleudern ebenso wie auch bei

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übrigen Arbeitsmaschinen der oben angeführten Arten kann bei übermäßig hohen Fortbewegungsgeschwindigkeiten das Moment so hoch anwachsen, daß der Dieselmotor stehen bleibt. Dies hat Stillstand der Kraftzapfwelle und somit auch der Arbeitsmaschine zur Folge. Das erneute Ingangkommen ist hierbei schwierig.

Ungeachtet der Erleichterung in der Bedienung, welche das hydraulische Kriechgetriebe bietet, vermag der Fahrer nicht schnell genug die erforderlichen Reguliermaßnahmen unter ständig variierenden Verhältnissen auszuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abwürgen des Motors zu verhindern und störungsfreien Gang zu erzielen, und zwar mit Hilfe eines Regelsystems für die Regelpumpe des hydraulischen Kriechgetriebes.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der hydrostatische Antriebskreis der Arbeitsmaschine so in Wirkverbindung mit dem hydrostatischen Antriebskreis für die Fahrkraft geschaltet ist, daß ein Druckanstieg im hydrostatischen Antriebskreis der Arbeitsmaschine automatisch die Drehzahl des hydraulischen Motors im Fahrkraftkreis herabsetzt und entsprechend umgekehrt, d.h. daß im gleichen Antriebskreis erfolgender Druckabfall automatisch die Drehzahl erhöht.

Weiterhin wirken vorteilhaft die im hydrostatischen Antriebskreis der Fahrkraft selbst auftretenden Druckschwan-

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kungen auf ihren eigenen Kreis derart ein, daß ein Druckanstieg im Antriebskreis automatisch die Drehzahl des hydraulischen Motors in demselben herabsetzt und umgekehrt. Der hydrostatische Antriebskreis der Arbeitsmaschine ist zweckmäßig über ein Drosselventil mit einem Servozylinder verbunden, wobei die Variationen in der Lage dieses Zylinders und seines Kolbens zueinander mechanisch auf die Stellungsregelung eines im hydrostatischen Antriebskreis für die Fahrkraft liegenden, die an den hydraulischen Motor gelieferte Flüssigkeitsvolumenfördermenge regelnden Organs einwirken. Als Drosselventil kann man ein Regelventil verwenden, das sich auch gänzlich absperren läßt. Die Drücke im Antriebskreis können vorteilhaft direkt auf den zuvor bekannten Leistungsregler der Pumpe des hydrostatischen Antriebskreises für die Fahrkraft und/oder des hydrostatischen Motors einwirken. Die Regelung der Pumpe des hydrostatischen Motors kann erfindungsgemäß mittels eines bezüglich seiner Anschlußpunkte verstellbaren Vergleichshebels erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form das hydraulische

Kriechgetriebe eines Schleppers oder dergleichen Fahrzeugs mit Antriebsvorrichtungen und -Kreisen, den hydraulischen Antriebskreis der Arbeitsmaschinen sowie das die vorgenannten Kreise vereinigende Regelsystem.

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Fig. 2 zeigt schematisch ein zur Pig. I gehörendes Regelsystem.

Der Dieselmotor 1 treibt über die Doppelkupplung 2, die Innenwelle 3 und das Fahrgetriebe 4 die Zapfwelle 5* die ihrerseits die Hydraulikpumpe 6 für den Arbeitsmaschinenantrieb treibt.

Wenn das hydraulische Kriechgetriebe in Betrieb ge- · M schaltet ist, ist die mechanische Kraftübertragung zwischen dem Dieselmotor 1 und dem mechanischen Fahrgetriebe 4 mittels der Schiebehülse 8 unterbrochen. Hierbei ist die Eintrittswelle 9 niit dem Zahnrad 10 des Zusatzgetriebes gekuppelt, und folglich wird das Moment des hydraulischen Motors 11 durch Vermittlung der Zahnräder 12 und 10 auf das Fahrgetriebe H übertragen.

Wenn man mit normalen Geschwindigkeiten fährt, wird die mechanische Kraftübertragung vom Dieselmotor zum Fahrgetriebe ^ mittels der Schiebehülse 8 und der äußeren Welle 7 eingeschaltet. Hierbei ist das Zahnrad 10 des Zusatzgetriebes von der Eintrittswelle 9 abgeschaltet.

An das Vorderende der Kurbelwelle des Dieselmotors 1 ist die Pumpe 13 mit Volumenregelung angeschlossen, deren Gehäuse die notwendigen Ventile 14, 15, 16 und 17 sowie die Speisepumpe 18 und ihr Druckventil 19 enthält. Zur Apparatur gehört ferner ein Kühler 20, ein Filter 21 und ein Behälter

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Der hydraulische Antriebskreis der Arbeitsmaschinen enthält außer dem hydraulischen Antriebsmotor 23 und der Pumpe 6 ein Druckbegrenzungsventil 2²I, einen Saugfilter 25 und einen Rückflußfilter 26.

Die Regelung der Pumpe 13 erfolgt mit Hilfe der Regelapparatur 29. Die Druckschwankungen im hydraulischen Kreis der Arbeitsmaschinen werden der Regelvorrichtung durch die Leitung 27 über das Drosselventil 28 zugeführt.

Fig. 2 zeigt in schematischer Form eingehender das Regelsystem 29 > welches mittels des Drucks im hydraulischen Antriebskreis der Arbeitsmaschinen die Pumpe jnit regelbarem Volumen des hydraulischen Kriechgetriebes, d.h. die Kriechgeschwindigkeit, regelt. Der hydrostatische Teil des Regelsystems 29 besteht aus dem Kolben 30, dem Servozylinder 31, auf welchen die Druckschwankungen im Hydraulikkreis der Arbeitsmaschinen einwirken, sowie der Gegendruckfeder 32. überdies gehören zum System der Vergleichshebel 33 und der Handregulierhebel 35 mit Verbindungsstange 34.

Die Steuerung der Pumpe mit regelbarem Volumen, d.h. die automatische Regelung der Kriechgeschwindigkeit, die in unserer Erfindung wesentlich ist, findet folgendermaßen statt:

Der Arbeitsdruck des die Arbeitsmaschine treibenden hydraulischen Motors 23 wird dem Servozylinder 31 zugeführt,

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der durch Vermittlung des Vergleichshebels 33 sowohl mit der Handverstellung 3²J, 35 als auch mit der Verstellwelle der Pumpe 13 mit regelbarem Volumen bei dem hydraulischen Kriechgetriebe verbunden ist.

Beim Einleiten des Arbeitsvorgangs, z.B. des Schneeschleuderns, läuft der Dieselmotor mit Arbeitsdrehzahl, und der Regelhebel der Pumpe mit regelbarem Volumen 13 bei dem hydraulischen Kriechgetriebe ist mittels des Handhebels 35 in die Nullage gebracht worden, d.h. der Schlepper steht still. M Beim Losfahren wird mittels des Handhebels der Regelhebel der Pumpe 13 mit regelbarem Volumen bei dem hydraulischen Kriechgetriebe in die von der gewünschten Fahrgeschwindigkeit vorausgesetzte Lage gebracht. Bei Beginn des eigentlichen Arbeitsvorgangs trifft die Arbeitsmaschine, beispielsweise die Schneeschleuder, auf einen Widerstand, was einen Anstieg des Drucks in dem die Arbeitsmaschine antreibenden Hydraulikkreis zur Folge hat.

Der angestiegene Druck wirkt über die Leitung 27 auf den Servozylinder 31 ein. Hierbei bewegt sich der Kolben 30 und drückt die ßegendruckfeder 32 zusammen. Bei Bewegung des Kolbens verschiebt sich das obere Ende des daran angeschlossenen Vergleichshebels 33 in gleicher Richtung wie der Kolben und bewirkt" dadurch eine Verschiebung des unteren Endes des Vergleichshebels in entgegengesetzter Richtung. Das Verhältnis der Weglängen des oberen und unteren Endes des Vergleichshebels 33 hängt von der Anbringungsstelle des Befestigungspunkts

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36 der Verbindungsstange J>k am Vergleichshebel 33 ab, die verstellbar ist. Das untere Ende des Vergleichshebels verschiebt den Regelhebel der Pumpe mit regelbarem Volumen bei dem hydraulischen Kriechgetriebe, wobei die durch die Pumpe hindurchgehende ölmenge abnimmt. Dies hat eine Verminderung der Drehgeschwindigkeit des hydraulischen Motors des Kriechgetriebes und somit auch eine Verminderung der Kriechgeschwindigkeit zur Folge. Dabei nimmt auch der Widerstand in der Arbeitsmaschine ab, und der Motor kann nicht abgewürgt werden. Beim Herabgang des Widerstands nimmt der Druck im hydraulischen Kreis des Arbeitsmaschinenantriebs und damit auch derjenige im Servozylinder ab. Hierbei drückt dann die Gegendruckfeder 32 des Kolbens 30 diesen zurück in den Zylinder hinein, und durch Vermittlung des Vergleichshebels bewirkt die Pumpe mit regelbarem Volumen bei dem Kriechgetriebe schnellere Drehung des hydraulischen Motors 11 und Zunahme der Kriechgeschwindigkeit. Die Kriechgeschwindigkeit bestimmt sich somit automatisch je nach dem Widerstand, der sich bei der Arbeitsmaschine ergibt.

Während des Arbeitsvorgangs kann man bei Bedarf auf die Kriechgeschwindigkeit mittels des Handhebels 35 einwirken. Durch Ändern des Verhältnisses im Vergleichshebel oder der Federkraft beim Servozylinder oder auch durch Ändern der Drosselung in der zum Servozylinder führenden Druckleitung mittels des Drosselventils 28 sind von verschiedenen Arbeitsmaschinen verlangte individuelle Einstellungen möglich. Man kann die automatische Regelung der Kriechgeschwindigkeit gänzlich ab-

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schalten, indem man das Drosselventil 28 sehließt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie kann in dem von den Patentansprüchen festgelegten Rahmen variieren.

Indem man dem System ein zweites Hegelsystem entsprechender Art anschließt, das auf den Vergleichshebel oder direkt auf zwei parallel arbeitende Servozylirider einwirkt, kann man auch die Variationen des Pahrwiderstands mit der automatischen Regelung der Kriechgeschwindigkeit verbinden. Hierbei erhält das zweite Regelsystem seine Druckimpulse aus dem Fahrhydraulikkreis.

Die Anwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung beschränkt sich nicht allein auf die automatische Regelung der Kriechgeschwindigkeit. Sofern ein Schlepper oder dergleichen Fahrzeug überhaupt mit einem hydrostatischen Fahrkraftübertragungssystem versehen ist, kann man mittels eines hydrostatischen Regelsystems der Fahrgeschwindigkeit nach der Erfindung die Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe der Arbeitsdrücke des hydrostatischen Antriebskreises der Arbeitsmaschinen oder des hydrostatischen Antriebskreises der Arbeitsmaschinen und des hydrostatischen Antriebskreises für die Fahrkraft automatisch verändern.

Sofern die Pumpe und/oder der Motor des hydrostatischen Antriebskreises für die Fahrkraft bereits einen zuvor bekann-

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ten Leistungsregler aufweist, kann man das Servosystem mit Vergleichshebel weglassen und die Druckvariationen im Hydraulikkreis der Arbeitsmaschinen bzw. im Hydraulikkreis der Arbeitsmaschinen und im Hydraulikkreis für die Fahrkraft direkt auf den Leistungsregler einwirken lassen.

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Claims

- 11 Patentansprüche

1. Hydrostatisches System zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit für mit hydrostatischer Übertragung der Fahrkraft versehene Schlepper und dergleichen Fahrzeuge, in deren Verbindung hydrostatisch angetriebene Arbeitsmaschinen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Antriebskreis für die Fahrkraft derart in Wirkverbindung mit dem hydrostatischen Antriebskreis für die Fahrkraft geschaltet ist, daß ein Druckanstieg im hydrostatischen Antriebskreis der Arbeitsmaschine automatisch die Drehzahl des hydraulischen Motors (11) im Fahrkraftkreis herabsetzt, und entsprechenderweise umgekehrt, indem ein Druckabfall im gleichen Antriebskreis automatisch die Drehzahl erhöht.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Druckschwankungen im hydrostatischen Antriebskreis der Fahrkraft selbst so geschaltet sind, daß sie derart auf ihren eigenen Kreis einwirken, daß ein Druckanstieg im Antriebskreis automatisch auf die Drehzahl des hydraulischen Motors (11) in diesem Kreis herabsetzend einwirkt, und umgekehrt .

3. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antriebskreis der Arbeitsmaschine über ein Drosselventil (28) an einen Servozylinder (31) angeschlossen ist und daß die Variationen der Lage dieses Zylinders (31) und seines Kolbens (30) zueinander derart mechanisch

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übertragen sind, daß sie auf die Stellungsregelung des im · hydrostatischen Antriebskreis für die Fahrkraft befindlichen, den dem hydraulischen Motor (11) zugeführten Flüssigkeitsvolumenstrom regelnden Organs (13) einwirken.

h. Regelsysten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselventil (28) ein Verstellventil verwendet ist, das auch gänzlich absperrbar ist.

5. Regelsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke in den Antriebskreisen direkt auf einen Leistungsregler der Pumpe (18) und/oder des hydrostatischen Motors (11) im hydrostatischen Antriebskreis für die Pahrkraft einwirken.

6» Regelsystem nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Pumpe (18) und/oder des hydrostatischen Motors im hydrostatischen Antriebskreis für die Fahrkraft mit Hilfe eines bezüglich seiner Anschlußpunkte verstellbaren Vergleichshebels (33) erfolgt.

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