DE2251536A1

DE2251536A1 - Hydrostatischer drehmomentenwandler fuer fahrantriebe

Info

Publication number: DE2251536A1
Application number: DE19722251536
Authority: DE
Inventors: Karlmann Hamma
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1972-10-20
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE2251536C3; CH559642A5; DE2251536B2; FR2203726B1; FR2203726A1

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Hydrostatischer Drehmomentenwandler für Fahrantriebe

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Drehmomentenwandler für Fahrantriebe, der ein steuerbares Fördervolumen und ein durch einen Regler begrenzbares Drehmoment hat.

Dieser hydrostatische Drehmomentenwandler ist vorgesehen für Fahrzeuge wie Hubstapler, Mobilkrane oder Schaufellader, die im Betrieb auch mit einer sog. Inch-Geschwindigkeit fahren, d. h., sehr langsam bewegt werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist, eine optimale Angleichung des vom Hydrostaten aufgenommenen Momentes an das Moment der Antriebsmaschine mit einfachen Mitteln zu erreichen. Es soll die Drückung der Drehzahl des Antriebsmotors im Fahrbetrieb und im ^ Fahrbetrieb mit Last so klein wie möglich sein.

-* Zur Lösung dieser Aufgabe wird dem Drehmomentenwandler eine _σ Inch-Einrichtung zugeordnet mit einem gehäusefesten Hebel, der

cn einen ebenfalls gehäusefesten zweiten Hebel bewegt, wobei dieser zweite Hebel auf einen Stößel eines an sich bekannten Reglers

wirkt und dabei Federn mit nicht linearer Kennlinie am Stößel entspannt. Der Schnittpunkt der Kennlinien der beiden Federn liegt auf der Hyperbel, die den Druck anzeigt, dem ein konstantes Moment an der Eingangsseite des Hydrostaten entspricht.

Die Erfindung ist im Schema der Fig. 1 dargestellt. Fig. zeigt ein zugehörendes Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

Ein an sich bekannter Drehmomentenwandler für Fahrgetriebe hat einen Antriebsmotor 1 und eine verstellbare Pumpe 2 des Hydrostaten 3. Eine Pumpe 4 füllt den Hydrostaten. Die Pumpe ist von der Verstelleinrichtung 6 zu verschwenken.

Die an sich bekannte Steuer- und Regeleinrichtung IO ist mit dem Ventil 7 vor die Verstelleinrichtung 6 geschaltet. Diese Anordnung ergibt geringe Betätigungs- und Bedienungskräfte.

Die Steuer- und Regeleinrichtung 10 ist wie folgt aufgebaut :

Auf einen Hebel 23 wirken der Kolben 12 und der Kolben 11. Kolben 11 wird von Leitung 15 im Druckraum 13 mit dem Steuerdruck beaufschlagt, Kolben 12 wird im Druckraum 14 über Leitung 16 mit dem Betriebsdruck belastet.

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Eine Wendeeinrichtung 21 ist zwischen Hebel 23 und Ventil 7 geschaltet, sie dient zum Einstellen der Fahrtrichtung. Sie ist mechanisch, elektrisch oder pneumatisch mit dem 2/2 Wegeventil . 20 verbunden. Das Wegeventil 20 und die Wendeeinrichtung 21 werden mittels des Hebels 22 für Wahl der Fahrtrichtung eingestellt.

Der Hebel 23 wirkt auf einen Stößel 24, der sich im Reglergehäuse 10a über die Federn 25 und 26 abstützt. Diese Federn haben eine geknickte Kennlinie. Sie können auch zu einer Feder vereinigt sein.

Auf der Gegenseite 27 des Stößels 24 wirkt die Inch-Einrichtung. Sie besteht aus dem Hebel 29 mit Rolle 28, dem Hebel 30, der über Stange 31 mit dem Schalthebel 32 verbunden ist.

Die Pumpe 4 ist über ein Druckbegrenzungsventil 19 abgesichert und speist in die Nxederdrucklextung des Hydrostaten ein. Ein Teil des Öls wird zur Verstellung des Hydrostaten in der Verstelleinrichtung 6 benützt.

Die Steuerpumpe. 5 ist über das Druckbegrenzungsventil 18 gesichert. Sie fördert über die Drossel 17 in den Behälter 35. Der Druck vor der Drossel 17 wirkt in der Leitung 15 auf den Steuerkolben 11.

Beim Anfahren und Gasgeben, also bei einer Drehzahlerhöhung an der Antriebsmaschine 1, fordert die Steuerpumpe 5, eine Konstantpumpe, eine von der Drehzahl abhängigen ölmenge.

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Der Druck vor der Drossel 17 vergrößert sich und wirkt über Leitung 15 im Druckraum 13 auf den Kolben 11. Dieser verschiebt gegen den Stößel 24 und damit die Federn 25 und 26. Der zwischen Kolben 11 und Stößel 24 eingespannte Hebel 23 verschwenkt dabei auch drehzahlabhängig, über die Wendeeinrichtung 21 wirkt der Weg des Hebels 23 je nach der eingestellten Fahrtrichtung auf das Ventil der Verstelleinrichtung. Damit wird die Pumpe selbst und der Hydrostat verstellt. Bei Erhöhung des Fahrwiderstands baut sich, wie gezeichnet, in Leitung 34 ein erhöhter Druck auf, der über das 2/2 Wegeventil 20, Leitung 16, im Druckraum 14 auf den Kolben 12 einwirkt und den Hebel 23 zurückverstellt (Fig. 2: Verstellvorgang A).

Die auf den Kolben 12 einwirkende Leitung 16 ist gemäß der Erfindung über das fahrtrichtungsabhängig eingestellte 2/2 Wegeventil 20 so geschaltet, daß die im Zugbetrieb druckführende Leitung, beispielsweise Leitung 34 der Fig. 1, mit dem Druckraum 14 in Verbindung steht.

Dies garantiert bei Gaswegnahme einen sog. Ausrolleffekt. Die Pumpe 2 schwenkt so schnell zurück wie die Maschinendrehzahl sich reduziert.

Ein Wechsel des Druckes beim Schieben des Fahrzeugs wirkt sich nicht durch abruptes Bremsen aus. Hierbei rollt das Fahrzeug. Diese Eigenschaft der Steuerung und Regelung wird im Fahrverhalten wie bei einem Pkw erreicht.

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Die Bremsung kann durch die Inch-Einrichtung vom Fahrer eingeleitet werden, bzw." vom Fahrer über ein separates nicht gezeichnetes Bremspedal das 2/2 Wegeventil 20 umgeschaltet werden, um die hydrostatische Bremsung einzuleiten. Es ist auch nach der Erfindung möglich, bei überschreiten der Höchstgeschwindigkeit das Ventil 20 automatisch umzuschalten, um eine Bremswirkung zu erzielen.

Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß bei optimaler Ausnützung des möglichen Zugkraftfeldes und der gegebenen geraden Kennlinien der Federn das Druckniveau immer noch zu hoch ist. Die Antriebsmaschine wird überfordert, d. h., die Drehzahl verringert sich. Da die Drehζah!verringerung ein Absinken des Steuerdruckes bewirkt, Steuerdruckverringerung aber auch Rückstellen der Pumpe bedeutet, wird die Antriebsmaschine nicht abgewürgt, sondern es stellt sich ein neuer Betriebszustand ein, der bei reduzierter Antriebsmaschinendrehzahl wieder Gleichgewicht zwischen Drehmomentangebot der Antriebsmaschine und Drehmomentaufnahme des Hydrostaten herstellt (Fig. 2, Verstellvorgang B). Der flache Kennlinienverlauf der Feder 25, nach der Erfindung zu Beginn der Verstellung, ermöglicht eine optimale Ausnutzung des möglichen Zugkraftfeldes.

Um dabei eine möglichst geringe Motordrückung zu erhalten, liegt der Schnittpunkt beider Federkennlinien auf der Druckhyperbel für konst, Moment am Eingang des Hydrostaten.

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Wird der Antriebsmaschine für einen weiteren Verbraucher Leistung abgenommen, zum Heben oder Senken von Lasten, so wird, um dieser Forderung zu genügen, die Antriebsmaschine auf max. Leistung also Vollgas und Nenndrehzahl eingestellt.

Bei Vollgas wird max. Steuerdruck erzeugt. Die Pumpe ist voll ausgeschwenkt. Dies bedeutet max. Fahrgeschwindigkeit. Bei diesem Betriebszustand "Inchen" wird aber i. d. R. sehr langsam gefahren. Nach der Erfindung wird die Fahrgeschwindigkeit reduziert durch Zurückschieben des Stößels 24 gegen den Steuerkolben 17. Der Hebel 23 schwenkt ein und stellt über Ventil 17 die Pumpe 2 zurück.

Nach der Erfindung wird dies also nicht mittels Vergrößerung des Querschnitts einer Steuerdrossel und damit durch Reduzieren des Steuerdruckes erreicht, sondern durch unabhängiges Eingreifen in die Verstellung.

Bei kleinen Verstellmengen, also auch bei kleinen Geschwindigkeiten, wird ein Höchstmaß an Feinfühligkeit in der Regulierung der Fahrgeschwindigkeit dadurch erzielt, daß die Inch-Einr chtung aus zwei aufeinander einwirkenden Hebeln 29 und 30 besteht.

Bewegt sich der Hebel 30 um einen kleinen Winkel, der dem Pedal- oder Hebelweg der Verstellung 32 entspricht, bewegt sich der Hebel 29 von Hebel 30 über Rolle 28 angetrieben um einen Winkel von max. 90 .

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ORlQJNAL fNSPECTED

Die Sinuslinie als Hubkurve für. den Stößel 24 oder dessen Druckplatte 27 flacht sich im Bereich größerer Winkel, d. h., bei kleiner Fahrgeschwindigkeit stark ab. Dies bedeutet, daß bei großem Pedal- oder Hebelweg der Verstellung 32 ein kleiner Geschwindigkeitsbereich beeinflußt. Die Geschwindigkeitsregulierung ist also sehr feinfühlig.

Ein Eingriff, unabhängig vom Steuerdruck, in die Verstellung bedeutet, daß die an der Inch-Einrichtung eingestellte Geschwindigkeit auch bei Entlastung des Antriebs nicht überschritten wird. Die an der Verstellung 32 eingestellte Fahr-Fahrgeschwindigkeit leibt erhalten (Fig. 2, Bereich I). Der Regler kann nur oberhalb des von der Inch-Einrichtung eingestellten Druckniveaus arbeiten (Fig. 2, Bereich II}, das Fahrzeug bestenfalls durch Ansprechen des Reglers verlangsamen.

16.10.1972 Akte 5114

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Claims

Patentansprüche

1. Hydrostatischer Drehmomentenwandler mit steuerbarem Förde^rvolumen und durch einen Regler begrenzbaren Drehmoment für Fahrantriebe, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehmomentenwandler eine Inch-Einrichtung (40) zugeordnet ist, die über einen gehäusefesten Hebel 30 einen gehäusefesten Hebel 29 bewegt, der auf den Stößel 27 eines druckgesteuerten Reglers 10 wirkt und dabei Federn 25, 26 mit nicht linearer Kennlinie an einen Stößel 24 entspannt.

2. Hydrostatischer Drehmomentenwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Umsteuerventil 20 an Fahrtrichtungshebel 22, das die Leitungen 33, 34 der Drucksteuerung umsteuert.

16.10.1972 _{Akte 5114}

T-PA sto-hg 409818/0551

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