DE2422482C2 - Steuervorrichtung für ein stufenlos einstellbares hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 für ein stufenlos einstellbares hydrostatisches Getriebe. Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art fördert die Konstantpumpe zu einem willkürlich einstellbaren Steuerdruckregelventil, auf das weiterhin der Arbeitsdruck des Getriebes derart einwirkt, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Arbeitsdruckes das Steuerdruckregelventil unabhängig von der Einstellage des Betätigungsgliedes auf einen geringeren Steuerdruck eingestellt wird und somit die Pumpe unter der Wirkung der Federkraft in Richtung auf die Nullhublage verstellt wird. Bei dieser Steuervorrichtung sind bereits zwei vom Arbeitsdruck des Getriebes abhangige Ventile vorgesehen, die auf unterschiedliche Grenzdrükke einstellbar sind. Wird der Grenzdruck überschritten, der ein Rückschwenken der Pumpe in Richtung auf die Nullförderlage bewirkt, wird der Förderstrom der Pumpe und damit die Drehzahl der Welle des Hydromotors verringert, so daß bei der normalerweise vorhandenen Charakteristik der Arbeitsdruck des Getriebes sinkt Diese Einrichtung spricht auch dann an, wenn bei relativ niedriger Belastung der Arbeitsdruck den vorgegebenen Grenzwert übersteigt, weil infolge niedriger Temperatur die ölviskosität hoch ist.

Grundsätzlich ist bei hydrostatischen Getrieben, deren Arbeitskreis durch ein Druckbegrenzungsventil bzw. ejn paar von Drcickbegrenzungsventilen abgesichert ist, die Tatsache gegeben, daß bei Ansprechen des Druckbegrenzungsventiles in diesem die Druckenergie des Öls in Wärme umgesetzt wird, so daß bei länger anhaltender öffnung eine hohe Temperatur entstehen kann, die zu Schäden an den Dichtungen des hydrostatischen Getriebes führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung derart auszugestalten, daß das

ίο Hubvolumen der Pumpe selbsttätig verringert wird, wenn der Arbeitsdruck des Getriebes einen bestimmten Grenzwert übersteigt und gleichzeitig die Temperatur des Druckmittels oberhalb von einem vorgegebenen Grenzwert liegt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst s Bei Einstellung des Temperaturschalten; auf eine vorbestimmte Grenztemperatur und bei Einstellung des Druckschalters auf einen vorgegebenen Grenzwert des Arbeitsdruckes, der zweckmäßig um einen geringen Betrag unterhalb des Ansprechdruckes des Druckbegrenzungsventiles gewählt wird, erfolgt jeweils eine Druckentlastung des Steuerkreislaufes und damit ein Rückstellen der Pumpe des Getriebes in Richtung auf die Nullhublage bzw. des Motors in Richtung auf größeres Hubvolumen pro Umdrehung, wenn gleichzeitig der Grenzwert der Temperatur und der Grenzwert des Arbeitsdrucks überschritten sind. Hierdurch wird ein Betreiben des hydrostatischen Getriebes bei unzulässig hoher Betriebstemperatur und ,gleichzeitig unzulässig hohem Arbeitsdruck vermieden, weil durch selbsttätiges Eingreifen der Steuervorrichtung dem Getriebe eine Einstellage gegeben wird, die einen geringeren Arbeitsdruck zur Folge hat Andererseits kann das hydrostatische Getriebe mit einem unterhalb des Grenzwertes liegenden hohen Arbeitsdruck betrieben werden auch dann, wenn die Betriebstemperatur den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, so daß durch das Umwälzen eines großen Arbeitsflüssigkeitsstromes die Betriebstemperatur schnell auf ihren Normalwert zurückgeführt wird.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterausgestaltung der Erfindung ist in Reihe mit dem zweiten Steuerorgan diesem vor· oder nachgeschaltet ein Druckbegrenzungsventil angeordnet oder ist in Reihe mit dem zweiten Steuerorgan diesem vor- oder nachgeschaltet ein Drosselorgan angeordnet ■.

Der Erfindungsgegenstand und die Wirkungsweise

5c sind im folgenden anhand des in deir Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Mit der Abtriebswelle 2 einer Kraftmaschine 1 ist sowohl eine Konstantpumpe 3 als auch eine einstellbare, reversierbare Hydropumpe 4 verbunden, die den Primärteil eines stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebes 5 bildet Zum Einstellen des Hubvolumens und der Förderrichtung der Hydropumpe 4 ist ein Stellzylinder 6 vorgesehen, in dem ein Kolben 7 verschiebbar ist, wobei vor beiden Stirnflächen des Kolbens 7 je ein Druckraum in dem Stellzylinder 6 gebildet ist, Der Kolben 7 ist mit dem Stellglied 8 der Hydropumpe 4 verbunden. Die Hydropumpe 4 ist durch Leitungen 10 und 11 in geschlossenem Kreislauf mit einem einstellbaren Hydromotor 12 verbunden. Das

Stellglied 13 des Hydromotors 12 ist mit einem in einem Stellzylinder 14 verschiebbaren Kolben 15 verbunden. Der Kolben 7 in dem Stellzylinder 6 ist gegen Federn

abgestützt, die den Kolben in Richtung auf dje

Nuilhublage des Stellgliedes 8 der Hydropumpe 4 belasten. Der Kolben 15 ist gegen eine Feder abgestützt, die den Kolben in Richtung auf die maximalen Hubvolumen zugeordnete Lage des Stellkolbens 15 belastet

Zwischen den beiden Leitungen 10 und H des geschlossenen Kreislaufes 4,10,11,12 sind parallel zum Hydromotor 12 zwei in entgegengesetzter Strömungsrichtung wirkende Druckbegrenzungsventile 16 und 17 angeordnet

Die Konstantpumpe 3 dient zur Versorgung des Steuersystems des hydrostatischen Getriebes 5 mit Druckmittel und ist saugseitig mit einem Vorratsbehälter 18 und druckseitig mit einer Leitung 19 verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Steuerdruck im Förderstrom der Konstantpunipe 3 vor einer einstellbaren Drosselstelle 26, die das erste Steuerorgan ist und in einer Zweigleitung 25 angeordnet ist angestaut Die Förderleitung 19 der Konstantpumpe 3 ist mittels eines Druckbegrenzungsventiles 28 abgesichert An die Förderleitung 19 ist über die Leitung 20 ein DreistelhingsventU 21 angeschlossen, von dem aus eine Leitung 23 zu einem Druckraum im Stellzylinder 6 führt und eine weitere Leitung 24 zu dem zweiten Druckraum im Stellzylinder 6 führt, während die vierte angeschlossene Leitung 22 zum Behälter 18 führt Durch willkürliches Einstellen des Dreistellungsventils 21 wird die Ausschwenkrichtung der Hydropumpe 4 bestimmt Weiterhin ist an die Leitung 19 der Druckraum im Stellzylinder 14 angeschlossen.

Ein Wechselventil 30 ist mittels einer Leitung 31 an die Leitung 10 und mittels einer Leitung 32 an die Leitung 11 des hydrostatischen Getriebes 5 angeschlossen. Das Wechselventil 30 steht ausgangsseitig durch eine Leitung 33 mit einem Druckschalter 34 in Verbindung, der eine Rückstellfeder 35 sowie drei Schaltkontakte 36, 37 und 38 aufweist Eine von der Leitung 31 abzweigende Leitung 40 steht mit einem Temperaturschalter 41 in Verbindung. Die Leitung 31 ist derart an die Leitung 10 angeschlossen, daß die Temperatur du Druckmittels in der Leitung 10 in jedem Betriebszustand der Anlage bis zu dem Temperaturschalter41 wirkt

An die Leitung 19 ist mittels einer davon abzweigenden Leitung 42 als zweites Steuerorgan ein in Schließrichtung federbelastetes Zweistellungsventil 43 angeschlosseil, das für die Betätigung in die Öffnungsstellung ein elektrisches Stellglied 44 aufweist Das Zweistellungsventil 43 ist ausgangsseitig über ein auf ein niedrigeren Druck eingestelltes Druckbegrenzungsventil 45 mit dem Vorratsbehäiier 18 verbunden. Die beiden Schaltkontakte 36 und 38 des Druckschalter 34 sind mit dem Tempetaturschalter 41 und dem Stellglied 44 in Reihe an eine Spannungsquelle 46 angeschlossen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Inbetriebnahme lauft zunächst die Kraftmaschine 1 mit einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl, bei der die Konstantpumpe 3 einen entsprechenden Druckmittelstrom in die Leitung 19 fordert Ist das Drosselorgan 26 auf den größtmöglichen Drosselquerschnitt eingestellt, kann sich in der Leitung 19 und damit im gesamten Steuerkreis kein nennenswerter Druck aufbauen, so daß durch die in dem Stellzylinder 6 angeordneten Federn die Hydropumpe 4 in die Nullhublage gedrückt wird, während der Hydromotor 12 durch die im Stellzylinder 14 angeordnete Feder auf größtes Schluckvolumen eingestellt ist

Wird die Drehzahl det Kraftmaschine 1 erhöht so

wird damit auch der Förderstrom der Konstarctpumpe 3 größer. Wird nunmehr mittels des Einstellorgans 27 die Drosselstelle26auf einenkleineren Drossslquerschniu eingestellt, so staut sich vor diesem in der Leitung 19 ein

Staudruck auf, der somit auch in den an die Leitung 19 angeschlossenen Leitungen wirkt Wird eine Fahrtrichtung gewählt, indem das Dreistellungsventil 21 in einer Richtung aus der Neutralstellung heraus verschoben wird, so wird dadurch einer der Druckräume im

ίο Stellzylinder 6 an die Leitung 20 -und damit an die Leitung 19 angeschlossen, so daß in dem jeweils angeschlossenen Druckraum des Stellzylinders 6 der in der Leitung 19 herrschende Druck wirkt und den Stellkolben 7 gegen die Kraft der im anderen

Druckraum angeordneten Feder verschiebt

Obersteigt in der Leitung 10 des hydrostatischen Getriebes 5 der Arbeitsdruck einen vorgegebenen Grenzwert so öffnet das Druckbegrenzungsventil 17 und verbindet die Leitung 10 mit der Leitung 11.

Obersteigt in der Leitung 11 des hydrostatischen Getriebes der Arbeitsdruck einen vorgegebenen Grenzwert, so öffnet das Druckbegrenzungsventil 16 und verbindet die Leitung 11 mit der Leitung Ik
Durch das Wechselventil 30 ist die jeweils den höheren Druck führende der beiden Leitungen 10 oder 11 über die Leitung 33 mit dem Druckschalter 34 verbunden, dessen Feder 35 derart eingestellt ist, daß der Druckschalter 34 bei einem Druck anspricht der um einen geringen Betrag unter dem Druck liegt bei dem

das Druckbegrenzungsventil 16 oder 17 anspricht Bei Ansprechen des Druckschalters 34 verbindet dieser den Kontakt 38 mit dem Kontakt 36.

Ist das hydrostatische Getriebe 5 überlastet und öffnet dadurch eines der Druckbegrenzungsventile 16 oder 17, so erfolgt in dem geöffneten Druckbegrenzungsventil 16 oder 17 eine zunehmende Erhitzung des Druckmittels. Die Temperatur des in der Leitung 10 fließenden Druckmittels teilt sich dem Temperaturschalter 41 durch die Leitungen 31 und 40 ständig, mit Wird der Grenzwert der Temperatur erreicht so schließt der Temperaturschalter 41 und verbindet die Span· ungsquelle 46 mit dem Kontakt 36. Da infolge des hohen Arbeitsdruckes auch der Druckschalter 34 die Kontakte 36 und 38 miteinander verbindet ist der Stromkreis 46,41,36,38,44,46 geschlossen, so daß das elektrische Stellglied 44 das Zweistellungsventil 43 in die Öffnungsstellung verschiebt so daß sich durch das Zweistellungsventil 43 der in der Leitung 19 herrschende Druck zum Behälter 18 hin abbaut Durch Verringern

so des Steuerdruckes werden die Hydropumpe 4 in Richtung auf kleineres Hubvolumen und der Hydromotor 12 in Richtung auf größeres Hubvolumen geschwenkt
Das Druckbegrenzungsventil 45 ist auf einen solchen niedrigen Steuerdruck eingestellt daß bei diesem Steuerdruck durch ten Kolben 7 das Stellglied 8 der Hydropumpe 4 diese auf ein solches Hubvolumen einstellt daß der auftretende Förderstrom ausreicht den maximalen Betriebsdruck und damit das maximale Drehmoment am Hydromotor 12 bei geringer Drehzahl aufrecht zu erhalten und andererseits nur noch eine geringe Verlustleistung bewirkt Nach Rückführen des hydrostatischen Getriebes auf normale Betriebsbedingungen und Absinken des Arbeitsdruckes wird der

es Druckschalter 34 durch die Rückstellfeder 35 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung gedrückt in der der Stromkreis unterbrochen wird. Dadurch wird das Zweistellungsventil 43 in die Schließstellung geführt und

es kann sich wieder der durch Einstellen des Drosselorganes 26 vorgewählte Steuerdruck einstellen, so daß die Hydropumpe 4 wieder auf vollen Förderütrom eingestellt werden kann.

Die beschriebenen Schaltvorgänge können sich je nach Dauer der starken Belastung des hydrostatischen Getriebes beliebig oft wiederholen, bis dieses schließlich wieder unter normalen Betriebsbedingungen bezüglich Druck und Temperatur arbeitet. Auf diese Weise wird eine unzulässige Erhitzung des Druckmittels und somit Schäden am hydrostatischen Getriebe, beispielsweise an den Dichtungen, vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche;

1. Steuervorrichtung für ein stufenlos einstellbares, hydrostatisches Getriebe mit einer einstellbaren Pumpe und/oder einem einstellbaren Hydromotor und mit einer hydraulischen Drucksteuerung für die Stellzylinderdruckräume der Pumpe, deren Stellglied durch Federkraft in Richtung auf die Nullhublage belastet ist, mit einem Steuerkreis für die Stellzylinderdruckräume, der über die Druckleitung einer Konstantpumpe mit Druckmittel versorgt wird, und mit einem ersten und einem zweiten Steuerorgan zur Beeinflussung des Steuerdruckes, wobei das erste Steuerorgan willkürlich einstellbar ist und das zweite Steuerorgan vom jeweiligen Getriebehochdruck ansteuerbar ist und bei einem bestimmten Druck der Arbeitsflüssigkeit anspricht und über eine Zweigleitung die Druckleitung der 'Konstantpumpe mit dem Tank verbindet und dadurch unabhängig von der Einstellung des ersten Steuerorgan^* den Steuerdruck absenkt, sowie mit einer Druckbegrenzungseinrichtung für den Arbeitskreis des Getriebes, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerorgan (43) durch zumindest je einen an den Arbeitskreis (Leitungen 10 und U) des Getriebes angeschlossenen Druckschalter (34) und Temperaturschalter (41) ansteuerbar ist, deren Schaltkontakte in Reihe mit einem elektrischen Stellglied (44) des zweiten Steuerorganes (43) verbunden sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckbegrenzungsventil (45) in Reihe mit dem zweiten Steuerorgan (43) geschaltet ist

3. Steuervorrichtung nach Artpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselorgan in Reihe mit dem zweiten Steuerorgan (43) geschaltet ist