DE2327257A1

DE2327257A1 - Steuereinrichtung fuer ein hydrostatisches kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE2327257A1
Application number: DE19732327257
Authority: DE
Inventors: Walter Prof Dr Ing Koenig
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1975-01-02
Also published as: FR2231537B1; FR2231537A1

Description

Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Kraftfahrzeuggetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Kraftfahrzeuggetriebe, das zumindest eine verstellbare Hydropumpe im geschlossenen Kreislauf mit einem oder mehreren verstellbaren Hydropumpen aufweist, deren hydraulische Stellglieder durch einen vorwählbaren Steuerdruck beeinflußbar sind, wobei die beim Betrieb des Fahrzeuges den jeweils höheren Druck aufweisende Leitung im Getriebe mit einem auf das Stellglied der Hydropumpe und/oder des Hydromotors einwirkenden Meßglied in Verbindung steht.

Es sind insbesondere landwirtschaftlich nutzbare ArbeitsmascHnen mit einem hydrostatischen. Fahrantrieb bekanntgeworden, bei denen ein sehr großer Teil der Leistung ihrer Antriebsmaschine über eine oder mehrere mechanische Zapfwellen und/oder über weitere hydrostatische Arbeitskreise abgezweigt wird. Es würde die Kosten einer solchen Arbeitsmaschine unnötig und unwirtschaftlich erhöhen, wollte man den hydrostatischen Fahrantrieb und die damit verbundenen Teile des Fahrwerks in ihrem Leistungsvermögen so bemessen,

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daß diese bei Abschaltung der Zapfwelle bzw. der anderen hydrostatischen Arbeitskreise die gasamte Leistung der Antriebsmaschine übernehmen können. Es ist daher aus Kostengründen zweckmäßig, bei Arbeitsmaschinen dieser Art den hydrostatischen Fahrantrieb nur für einen Teil der Leistung der Antriebsmaschine auszulegen. Dies würde,jedoch zur dauernden Überlastung des Fahrantriebs führen. Außerdem würde die übliche Regelung dieses Antriebs auf volle Leistung der Antriebsmaschine nicht mehr wirksam sein.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Steuereinrichtung der eingangs umrissenen Art in der Weise auszubilden, daß diese ständig die Belastung des hydrostatischen Fahrantriebs überwacht und deren Stellglieder bei Erreichen einer maximal zulässigen Belastung entsprechend beeinflußt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Druckleitungen im hydrostatischen Getriebe ständig mit dem Meßglied verbunden sind, daß als Meßglied zumindest ein hydraulischer Zylinder vorgesehen ist, dessen Kolben gegen eine Meßfeder abgestützt ist und daß der Kelben mit einem Stellorgan zusammenwirkt, welches die DruckmittelVersorgung des bzw. der Stellglieder im hydrostatischen Getriebe beherrscht.

Durch eine solche Einrichtung ist bei entsprechender Wahl bzw. Einstellung des bzw. der Meßglieder stets dafür gesorgt, daß

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die maximal zulässige Belastung des gegenüber der Leistung der Antriebsmaschine relativ- klein ausgelegten Fahrantriebs nicht überschritten wird.

In Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Druckleitungen mit dem Zylinder über je ein in Strömungsrichtung zu diesem öffnendes Rückschlagventil verbunden, wobei an den Zylinder ein mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbundenes Drosselorgan angeschlossen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Zylinder mit einem zweistufigen Stufenkolben ausgestattet, bei dem jede Stufe mit je einer Druckleitung in Verbindung steht.

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn zwei auf eine gemeinsame Meßfeder einwirkende Zylinder vorgesehen sind, die an je eine der beiden Druckleitungen angeschlossen sind.

Das die Druckmittelversorgung des bzw. der Stellglieder beherrschende Stellorgan ist vorzugsweise als Schieber ausgebildet, auf den der bzw. die Kolben unmittelbar einwirken.

Bei einer Steuereinrichtung mit elektrohydraulischen Gliedern ist es zweckdienlich, wenn der bzw. die Zylinder über elektro-

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hydraulische Bauelemente auf das bzw. die Stellglieder einwirken.

In der Zeichnung sind drei in der nachfolgenden Beschreibung erläuterte Ausführungsbeispiele von Steuereinrichtungen gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Abb. 1 eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung mit einem hydraulischen Zylinder als Meßglied,

Abb. 2 und 3 zwei weitere Ausführungsbeispiele.

Eine Kraftmaschine 1 ist antriebsmäßig mit einer durch einen hydraulischen Stellzylinder 2 in der Fördermenge und Förderrichtung verstellbaren Hydropumpe 3 gekoppelt, die den Primärteil eines stufenlos regelbaren Getriebes 4 bildet. Die Hydropumpe 3 ist über Leitungen 5 und 6 im geschlossenen Kreislauf mit einem Hydromotor 7 verbunden, der den Sekundärteil des hydrostatischen Getriebes 4 bildet. Der Hydromotor 7 hat als hydraulisches Stellglied einen Stellzylinder 8, der zur Einstellung des gewünschten Fördervolumens dient. Zur Versorgung des Steuerkreises der hydraulischen Stellzylinder 2 und 8 dient eine in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl angetriebene Steuerpumpe 9. Diese Steuerpumpe saugt Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 10 an und fördert dieses in eine Leitung 11. Die Leitung 11 ist unmittelbar mit dem Arbeits-

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raum 12 im Stellzylinder 8 und außerdem durch eine Leitung 13 nit dem Arbeitsraum 14 im Stellzylinder 2 verbunden. Der von der Steuerpumpe 9 mit Druckmittel durch die Leitung 11 versorgte Steuerkreis der beiden Stellzylinder 2 und 8 wird von einem durch ein Pedal 16 verstellbares Steuerorgan 17 beherrscht, welches abströmseitig ebenfalls mit dem Vorratsbehälter 10 in Verbindung steht. Das Drosselorgan 17 ist über einen Leitungszweig 18 an die Leitung 11 angeschlossen.

An die beiden Leitungen 5 und 6 im hydrostatischen Getriebe 4 ist eine Leitung 21 angeschlossen, in welche zwei in entgegengesetzter Richtung wirkende Rückschlagventile 22 und 23 eingebaut sind. Zwischen diesen beiden Rückschlagventilen zweigt von tier Leitung 21 eine Leitung 24 ab, welche mit dem Arbeitsraum 25 eines hydraulischen Zylinders 26 verbunden 1st. Die Leitung 24 ist durch eine davon abzweigende Leitung 27 und ein Drosselorgan 28 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 10 verbunden. Innerhalb des Zylinders 26 befindet sich ein gegen die Kraft einer Meßfeder 30 axial verschiebbarer Kolben 31, dessen Kolbenstange 32 aus dem Zylinder herausgeführt ist. Die Kolbenstange 32 steht einem mit einer Rückstellfeder 33 belasteten Zweistellungsschieber 34 gegenüber, der sich in der gezeigten Ausgangsstellung an einem Anschlag 35 abstützt. Der Zweistel-

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lungsschieber ist einerseits durch eine Leitung 36 mit der Leitung 11 und andererseits durch eine Leitung 3 7 und ein darin angeordnetes Droseelorgan 38 mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden.

Wird mittels des Pedals 16 bei laufender Kraftmaschine ein bestimmtes Verhältnis im Drosselorgan 17 vorgewählt, so hat dies zur Folge, daß sich in dem an die Leitung 11 angeschlossenen Arbeitsraum 12 des Stellzylinders 8 und in dem mit der Leitung 13 in Verbindung stehenden Arbeitsraum 14 des Stellzylinders 2 ein Druck einstellt, der im wesentlichen proportional dem Stellweg des Pedals 16 ist. Folglich wird über die Stellzylinder 2 und. 8 ein dem Stellweg etwa proportionales Übersetzungsverhältnis im hydrostatischen Getriebe 4 eingestellt und das Fahrzeug je nach Drehmomentanforderung beschleunigt. Da beide Leitungen 5 und 6 im hydrostatischen Getriebe 4 über die zugeordneten Rückschlagventile 22 bzw. 23 mit dem Arbeitsraum 25 im Zylinder 26 in Verbindung stehen, wird der Kolben ständig mit dem'jeweils anstehenden Betriebsdruck des Getriebes 4 beaufschlagt. Der Kolben 31 wird entsprechend seiner Beaufschlagung axial gegen die Kraft der Meßfeder 30 verschoben. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei Erreichen einer maximal ^zulässigen Belastung des hydrostatischen Getriebes 4 der Kolben 31 mit seiner Kolbenstange 32 den Zwei-

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Stellungsschieber 34 aus der gezeigten Neutralstellung gegen die Kraft der Feder 33. verschiebt. Hierdurch wird die Leitung 11 durch die Leitung 36 mit der ausgangsseitig am Zweistellungsschieber 34 anschließenden Leitung 37 über das Drosselorgan 38 mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden. Es ergibt sich somit ein Druckabfall im Steuerkreis, also auch im Arbeitsraum 14 des Stellzylinder 2 sowie im Arbeitsraum 12 des Stellzylinders 8. Die beiden Federn im Stellzylinder 2 und im Stellzylinder 8 sind unterschiedlich so bemessen, daß bei einem Druckabfall im Steuerkreis zunächst die Feder int StelltInder 8 den Hydromotor auf ein größeres Hubvolumen einstellt, wobei bei gleichbleibender Drehmomentanforderung der Druck im hydrostatischen Getriebe sinkt. Reicht die Verstellung des Hydromotors 7 nicht aus, um über den-Zylinder 26 den Zweistellungsschieber 34 wieder in Schließstellung zu bringen, so wird schließlich die Hydropumpe 3 durch die Feder im Stellzylinder 2 auf ein kleineres Hubvolumen eingestellt« Sobald der Druck im hydrostatischen Getriebe dadurch wieder auf eine zulässige Höhe abgefallen ist, drückt die Feder 30 im Zylinder 26 den Kolben 31 zurück, so daß der Zweistellungsschieber 34 durch die Feder 33 wieder in die gezeigte Schließstellung gelangt. Damit kann sich im Steuerkreis wieder ein Druck einstellen, der abhängig von der Einstellung des veränderlichen Drosselorgans 17 ist.

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Die Abb. 2 zeigt das hydrostatische Getriebe 4, bei dem im Hinblick auf Abb. 1 gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Bei der Einrichtung in Abb. 2 sind in Abwandlung von Abb. 1 ansfStelle des Zylinders 26 zwei Zylinder 41 und 42 angeordnet, welche über je eine Leitung bzw. 44 mit je einer der Leitungen 5 bzw. 6 im hydrostatischen Getriebe verbunden sind. Die in den beiden Zylindern und 42 axial geführten Kolben 45 und 46 greifen mit ihrer Kolbenstange über ein Verbindungsteil 47 an einer Stirnseite eines ZweistellungsSchiebers 48 an, der sich mit seiner anderen Stirnseite gegen eine Meßfeder 50 abstützt. Mit Hilfe dieser Einrichtung wird ständig die Summe der in den Leitungen und 6 des hydrostatischen Getriebes 4 anstehenden Betriebsdruckes gemessen. Die Wirkung dieser Einrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Abb. 1.

In Abb. 3 ist anstelle der Doppelzylinder gemäß Abb. 2 ein Zylinder 51 mit einem darin angeordneten Stufenkolben 52 vorgesehen. Der Stufenkolben hat zwei Arbeitsräume 5 3 und 54 und stützt sich ferner gegen eine Meßfeder 55 ab. Der Arbeitsraum 53 ist durch eine Leitung 56 mit der Leitung 6 sowie der Arbeitsraum 54 durch eine Leitung 57 mit der Leitung 5 im hydrostatischen Getriebe verbunden. Der Kolben 52 im Zylinder 51 hat eine Kolbenstange 58, die zur Betätigung eines

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ZweisteTlungsSchiebers 34 dient. Auch bei dieser Einrichtung wird im Zylinder 51 stets die Summe der Drücke in den Leitungen 5 und 6 gemessen und bei Überschreitung eines maximal . zulässigen Wertes der Zweistellungsschieber 34 betätigt. Diese Einrichtung hat eine Wirkungsweise, die ebenfalls im wesentlichen derjenigen in Abb. 1 entspricht.

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Claims

P at entan Sprüche

1. j Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Kraftfahreuggetriebe, das zumindest eine verstellbare Hydropumpe im geschlossenen Kreislauf mit einem oder mehreren verstellbaren Hydromotoren aufweist, deren hydraulische Stellglieder durch einen vorwählbaren Steuerdruck beeinflußbar sind, wobei die beim Betrieb des Fahrzeugs den jeweils höheren Druck aufweisende Leitung im Getriebe mit einem auf das Stellglied der Hydropumpe und/oder des Hydromotors einwirkenden Meßglied in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckleitungen (5, 6) im hydrostatischen Getriebe (4) ständig mit dem Meßglied verbunden sind, daß als Meßglied zumindest ein hydraulischer Zylinder (26 bzw. 41, 42,bzw. 51) vorgesehen ist, dessen Kolben (31 bzw. 45, 46 bzw. 52) gegen eine Meßfeder (30 bzw. 50 bzw. 55) abgestützt ist und daß der Kolben (31 bzw. 45, 46 bzw. 52) mit einem Stellorgan (34 bzw. 48) zusammenwirkt, das die Druckmittelversorgung des bzw. der Stellglieder (2 und 8) im hydrostatischen Getriebe (4) beherrscht.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden-Druckleitungen (5, 6) mit dem Zylinder (26) über je ein in Strömungsrichtung zu diesem öffnendes Rückschlagventil (22, 23) verbunden sind und daß an den Zylinder (26) ein mit dem Druckmittelvorratsbehälter (10) verbundenes Drosselorgan (28) angeschlossen ist. ■

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (51) mit einem zweistufigen Stufenkolben (52) ausgestattet ist, bei dem jede Stufe (53 und 54) mit je einer Druckleitung (5 bis 6) im Getriebe in Verbindung steht.

4. - Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf eine gemeinsame Meßfeder (50) einwirkende Zylinder (41, 42) vorgesehen sind, die an je eine der beiden Druckleitungen (5 bzw. 6) im Getriebe angeschlossen sind.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß das die Druckmittelversorgung des bzw. der Stellglieder (2 und 8) beherrschende Stellorgan (34 bzw. 48) als Schieber ausgebildet ist, auf den der bzw. die Kolben (31,bzw. 45, 46 bzw. 52) mit mechanischen Mitteln einwirken.

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—-/2-6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung elektrohydraulisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kolben (31 bzw. 45, 46 bzw. 52) über elektrohydraulische Bauelemente auf das bzw. die Stellglieder (2, 8) einwirken.

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