DE2236888C3 - Hydraulisches Übersetzungsstellsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Übersetzungsstellsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.

Bei einem bekannten Getriebe dieser Gattung (DT-PS 1204593) wird der Gleichgewichtszustand am Primärstellkolben vom Pfimäfsteuerdruek bestimmt, der von außen mittels eines Druckeinstellventils variierbar ist. Eine Rückkopplung der Primärkolbenstellung auf das Druckcinstellvcntil ist nicht vorgesehen. Bei unerwünschten Druckschwankungen im Primärdruckkreis ist eine unerwünschte Verlagerung des Primärstellkolbens nicht auszuschließen.

Bei einem anderen ähnlichen Servostellsystcm ist zur Versorgung der beiden Stellgeräte nur eine Druckquelle (Speisepumpe) vorgesehen (US-PS 1204593). Das Hauptservostellgerät muß somit große Querschnitte aufweisen.

S Es ist auch schon bekannt, bei direkt gesteuerten Hauptservo-Stellgeräten (DT-OS i 915107) den Stelldruck von der Getriebehochdruckseite abzuleiten, um kleine Abmessungen zu ermöglichen. Wenn bei einem solchen Stellgerät jedoch Übersteuer^ngseinrichtungen in Form von Ablaßventilen für den Stelldruck angewandt werden, so müssen diese als teure Hochdruckventile ausgebildet werden, die leicht zu Verschleiß und Instabilität neigen. Das bekannte direkt gesteuerte Stellgerat arbeitet nach dem Prinzip

¹S der Ablaßdrosselsteuerung mit einem zentral angeordneten Steuerschieber und einem Nachlaufkolben und hat damit ein günstiges Ansprechverhalten auf Handstellsignale. Das System reagiert jedoch trotz seiner Eigendämpfung empfindlich auf von außen eingeleitete, hohe, vibrierende Kräfte am Stellkolben.

Bei anderen direkt gesteuerten Hauptservo-Stellgeräten für hydrostatische Getriebe (US-PS 3 173243) wird im Prinzip auch eine Ablaßdrosselsteuerung benutzt. Die Servoflüssigkeit wird von einer Niederdruckquelle abgeleitet und bedingt große Abmessungen des Stellg&räts. Es ist ein elektrisch gesteuertes, drehzahlabhängiges Ablaßventil vorgesehen, das den Stelldruck am Stellkolben absenken kann. Die am Stellglied wirkenden Kräfte beeinflussen wieder unmittelbar das gegen - mechanisch von außen eingeleitete — Schwingungen empfindliche Stellgerät.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Stellsystem zu schaffen, das die Vorteile einer Ablaßdrosselsteuerung mit Nachlaufkolben (gutes Ansprcchverhalten für eine Handverstellung, exaktes Zusammenwirken von Stellsignal und Stellbewegung) ausnutzt und die Anwendung einer Übersteuerungscinrichtung mit Niederdruek-Ablaßventilen ermöglicht, ohne daß auf die Anwendung eines hochdruckbeaufschlagten Hauptservostcllgerats verzichtet werden muß.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Kombination der für sich bekannten Merkmale (a) und (b) aus dem Kennzeichen gelöst.

Das Merkmal (a) ist für sich aus der bereits genannten DT-OS 1915 107 bekannt, das Merkmal (b) aus der bereits genanntem US-PS 3 173 243.

Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erreicht, daß von außen auf den Stcllkolben einwirkende große vibrierende Kräfte nicht bis zum Primärsteligcrät durchschlagen, da dieses lediglich die geringen Stcllkräfte für den Hauptsteuerschieber des Hauptsteucrstellgcräts aufbringen muß. Außerdem sind keine Rückwirkungen vom Stellglied des Getriebes auf den Primärsteuerkolben möglich. Durch die Verwendung von zwei Stellgcrätcn ist es möglich, das eine zur Verringerung der Abmessungen mit hohem Druck zu beaufschlagen, während das andere wegen der Übersteucrungseinrichtung mit Nietlerdruck betrieben werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Untcransprüchen aufgeführt.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines hydraulischen Ge-

triebesystems, und

Fig, 2 ein Stellsystem zur Steuerung des Getriebesystems nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 gezeigte Getriebe weist eine Pumpe 4 variabler Verdrängung auf, die einen Motor S variabler Verdrängung antreibt, wobei eine Speisepumpe 6 vorgesehen ist, welche durch Lade-Wählventile 7 jeweils diejenige Leitung auflädt, die die Niederdruckleitung de. Getriebes ist. Ein in einen Behälter 9 ausstoßendes Entlastungsventil 8 ist verwendet, um ein Überlasten der Speisepumpe 6 zu vermeiden.

Die Verdrängungen werden durch Hauptservostellgeräte 10 verändert, die auf die Bewegungen eines Führungssteuerelementes 11 ansprechen, welches bisher beispielsweise durch Hebel 12 zur Veränderung der Verdrängungen betätigt wurde. In einigen Fällen sind die Führungselemente in Form von drehenden Elementen vorgesehen, welche mit anderen drehenden Elementen zusammenwirken, deren Lage von den Bewegungen der Stellgeräte und folglich auch den Verdrängungen abhängt. Derartige Formen (':;r Führungssteuerung sind allgemein bekannt und in der Arbeitsweise durch die dem System innewohnenden Eigenschaften stabil und stetig.

Die verschiedenen Leitungen sind in der folgenden Weise in Fig. 1 veranschaulicht:

Leitung 13 ist eine Verbindung von der Antriebsübertragungs-Hochdruckleitung.
Leitung 14 ist eine Verbindung von der Antriebsübertragungs-Niederdruckleitung.
Leitung 15 ist eine zu dem Behälter führende Leitung.

Leitung 16 ist eine Leitung von der Auslaßseite der Ladepumpe.

Leitung 17 ist an einem Druck befindlich, welcher proportional dem Antriebsdrehmoment der Pumpe ist, beispielsweise der hydrostatische Druck, welcher die Ladebelastung an der Pumpe ausgleicht.

Für die folgende Beschreibung wird zum Zwecke der Erläuterung angenommen, daß sich die Elemente 11 nach innen bewegen, um eine Vergrößerung der Verdrängungen zu bewirken, und sich nach außen bewegen, um eine Verringerung der Verdrängungen zu bewirken.

In Fig. 2 ist ein primärer Servokolben 18 in einem Zylinder 19 gleitbar, dessen eines Ende durch den Ladedruck über die Leitung 16 durch eine Drosselstelle 20 beaufschlagt ist. Das ,-.nderc Ende des Zylinders 19 wird durch die Leitung 15 zu dem Behälter entlastet und enthält eine den Kolben 18 in der Ansicht der Zeichnung nach links drückende Feder 21. Eine von dem Kolben 18 vorstehende Stange 22 ist derart ausgebildet, daß sie an das Führungssteuerelement 11 für eine Pumpe oder an das gegenüberliegende Ende des Hebels 12 für einen Motor ankoppelbar ist, oder sie kann an das entsprechende Ende eines Hebels angekoppelt werden, welcher an einem drehbaren Führungsventil für das Hauptservosystem befestigt ist.

Wenn keine weitere Flüssigkeit aus der Kammer 19/4 in dem Zylinder 19 auf der linken Seite des Kolbens 18 austritt, bewegt sich dieser in der Ansicht der Zeichnung nach rechts, um die Verdrängung der Pumpe zu vergrößern oder um die Verdrängung des Motors zu verringern, jcioch geschieht dies nur, falls der Ladedruck ausreicht, um die Vorspannung der Feder 21 zu überwinden, so daß, falls der Ladedruck ausfällt, sich der Kolben 18 nach links bewegt, wodurch die Humpenverdrängung verringert oder die Motorverdrängung vergrößert wird, unabhängig davon, ob die Kammer 19v4 entlastet ist oder nicht. Die Feder 21 kann derart bemessen werden, daß die maximale Pumpenverdrängung eine Funktion des verringerten Ladedruckes ist.

Beider in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kann eine manuelle Steuerung wirksam werden, um die Maximalbewegung des Kolbens 18 nach rechts festzulegen, beispielsweise durch Bewegung eines manuellen Steuerhebels 23 zum Bewegen eines primären Führungsventils 24, welches mit Nuten oder Abplat-

¹S tungen veranschaulicht ist, so daß eine Bewegung des Führungsventils nach links die Kammer 19/1 entlastet, bis der Auslaß durch die resultierenden Bewegungen des Kolbens 18 abgedichtet ist.

Zwei ähnliche Ablaßventile sind bei 25 und 26 gezeigt. Diese Ventile sind durch einstellbare Federn 25/4 und 26/4 vorgespannt, um gegen einen Auslaß aus der Kammer 19/4 abzudichten, und sie weisen abgedichtete Stößel 25 B und 26B auf, die den Drücken in den Leitungen 13 bzw. 17 ausgesetzt sind, welche wirksam werden, um die Ventile gegen ihre Federvorspannung zu öffnen. Das Öffnen des Ventils 25 vom Antriebshochdruck her bewirkt, daß die Pumpe außer Hub oder daß der Motor in Hub stehen bleibt, unabhängig von der Stellung des manuelien Steuerhebels

23. Die Drehmomentbegrenzung ist lediglich an der Pumpe erforderlich und wird durch das Öffnen des Ventils 26 in Abhängigkeit von dem auf das Drehmoment ansprechenden Druck, der auf den dazugehörigen Stößel wirksam wird, gewährleistet. Hinzu kommt, daß die Federvorspannung dieser Ventile leicht geändert werden kann, um der Einstellung der Steuerung der Maschine zu entsprechen, so daß der Maximuldruck und das maximale Pumpendrehmoment jede gewünschte Funktion der Maschinenkraft sind.

Zweckdienliche Einrichtungen können vorgesehen sein, um die Ablaßventile 25, 26 beim Zustand der Übersteuerung unwirksam zu machen. Beispielsweise kann das Sperrventil 27 vorgesehen sein. Dieses ist in die geöffnete Lage federvorgespannt, um einen Ausstoß von den Ventilen 25 und 26 zu ermöglichen, weist jedoch einen Stößel 27 B auf, welcher dem Ubersteuerungshochdruck aus der Leitung 14 ausgesetzt ist, um das Ventil beim Überlauf zu schließen, wodurch die Ventile 25 und 26 unwirksam gemacht werden, so daß die Verdrängungen von Pumpe und Motor dann lediglich durch die Einstellung der manuellen Steuerung beim Zustand des Übersteuerns bef.tim.nt werden.

Das Öffnen irgendeines der Auslässe aus der Kammer 19/4 führt zu einer Bewegung des Primärkolbcns zum Überlaufen der Einstellung der manuellen Steuerung. Somit kann bei anderen Ausführungsformen eine Leitung zu είητη entfernten Ventil geführt sein, welches durch irgendwelche Einrichtungen geöffnet werden kann, die auf irgendein anderes Übersteuerungssignal ansprechen.

Die in der Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform zeigt einen primären Servomotor mit linearer Bewegung. Bei andern Ausführungsformen kann der primäre Servomotor von teilweise drehbarer Art sein, beispielsweise ein Motor mit feststehenden Flügeln, welcher federvorgespannt ist. um ein drehbares Fiih-

rungsventil für den lliiuptservomotor zu drehen und welcher durch den primären Servodruck in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. In diesem Falle kann das Hauptstcuerventil. beispielsweise das Führungsventil der manuellen Steuerung, gleichfalls ein dreh bares Ventil sein, um den Maximaldrchwinkel des primären Servomotors gegen die leder festzulegen, und wird in der zuvor beschriebenen Weise durch die Ablaüventilc überlaufen, um die Steueröffnungen des drehbaren primären Servomotors zu entlasten.

Hierzu 2 Blatt /eiclinunuen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Übersetzungsstellsystem für ein hydrostatisches Getriebe mit einem zur unmittelbaren Verstellung des Stellgliedes dienenden Hauptservo-Stellgerät, dessen Hauptsteuerventil von einem Primärstellkolben eines vorgeschalteten Primärstellgeräts verlagert wird, der durch eine Feder entgegen einem Primärsteuerdruck beaufschlagt ist, wobei die Lage des Primärstellkolbens von einem vorgebbaren Stellsignal bestimmt ist und bei Erreichen von Grenzbedingungen die Lage des Primärstellkolbens automatisch durch Absenken des Primärsteuerdruckes mittels einer Übersteuerungsventil-Einrichtung verändert wird, wobei das Hauptservo- und das Primärstellgerät von verschiedenen Druckquellen speisbar sind,gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmalsgruppen:

a) der Primärstellkolben (18) ist als Nachlaufkolben ausgebildet, der mit einem zentralen Primärsteuerschieber (24) unter Bildung einer veränderlichen Drosselstelle zusammenarbeitet und die Lage des Primärsteucrschicbers das vorgegebene Stellsignal darstellt, und der Primärsteuerdruck wird über eine Drosselstellc (20) dem Primärkolben (18) zugeführt und kann über die veränderliche Drosselstrlle abfließen und

b) die Übersteuerungsventil-Einrichtung besteht aus mehreren AbIaE/entilen (25, 26), die bei Auftrcfen ve*: Obersteucrungssigr.alen öffnen und die Primär 'ruckabsenkung herbeiführen.

2. Stellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärsteuergerät (18 bis 23) in bekannter Weise von einer Speisepumpe versorgt wird.

3. Stellsystcm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußseite der Ablaßventile (25, 26) durch ein im Normalzustand geöffnetes Sperrventil (27) überwacht wird, das bei Drehmomentumkehr im hydrostatischen Getriebe (4, 5) schließt und die Übersteuerungseinrichtung unwirksam macht.