DE2445661A1

DE2445661A1 - Hydrostatisches antriebssystem

Info

Publication number: DE2445661A1
Application number: DE19742445661
Authority: DE
Inventors: John Lester Hobson; John Frank Talak
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1973-10-01
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE2462742B2; FR2245885A1; US3854559A; GB1477721A; FR2245885B1; IT1019231B; DE2445661C3; CA993320A; DE2462742C2; DE2445661B2

Description

DEERE & COMPANY

Case No. 10244

EUROPEAN OFFICE

Hydrostatisches Antriebssystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Förderpumpe, deren Auslaß über eine Druckleitung, in der mindestens ein hydraulisch beaufschlagbarer Motor vorgesehen ist, mit einem Pilotventil verbunden ist, das über eine Leitung mit dem Auslaß der Pumpe in Verbindung steht, und das, wenn der Druck unter einen.vorherbestimmten Wert fällt, aus einer Stellung, in der der Motor druckbeaufschlagbar ist, in eine Stellung verschiebbar ist, in der der Auslaß der Pumpe mit einem Sammelbehälter verbunden ist, wobei ein Bremszylinder an den Auslaß der Pumpe angeschlossen ist, der mit dem Sammelbehälter zum Bremsen, über ein Bremssteuerventil verbindbar ist, das im ungebremsten Zustand die Verbindung zum Sammelbehälter unterbricht.

Bei der bekannten Vorrichtung (US-PS 2 968 967), von der die Erfindung ausgeht, ist in der Leitung von der Pumpe zu den hydrostatischen Motoren das Pilotventil derart eingeschaltet, daß bei betätigter Bremse'der Zufluß zu den hydrostatischen Motoren unterbrochen wird und sich keine Möglichkeit für die sich zwischen den hydrostatischen Motoren und dem Pilotventil befindliche Flüssigkeit ergibt, drucklos abzufließen. Dann aber werden die hydrostatischen Motoren für eine Übergangszeit weiter beaufschlagt werden und nicht gleichzeitig mit der Betätigung der Bremse abgeschaltet.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, daß die hydrostatischen Motoren beim Betätigen der Bremse selbsttätig außer Funktion gesetzt werden. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das Pilotventil bei Druckabfall unter den vorherbestimmten Wert den oder die Motoren mit dem

5098U/0875

Sammelbehälter verbindet. Auf diese Weise wird die die hydrostatischen Motoren mit Druckmedium beliefernde Druckleitung bei Betätigen der Bremse sofort mit dem Sammelbehälter verbunden, wodurch ein druckloser Umlauf entsteht, bei dem die hydrostatischen Motoren außer Funktion gesetzt sind.

In zweckmäßiger Weise wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das Pilotventil mit Bezug auf die Strömungsrxchtung hinter den Motoren angeordnet ist. Damit das Fahrzeug auch bewegt werden kann, d.h. die Bremsen gelöst werden können, wenn der Fahrzeugmotor nicht in Tätigkeit gesetzt ist, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen Bremszylinder und Bremssteuerventil der Auslaß einer Hilfspumpe vorgesehen ist, und daß ein Spindelventil in der Verbindung zwischen dem Pilotventil und der Hilfspumpe angeordnet, über den am Bremszylinder herrschenden Druck in Abhängigkeit von der Stellung des Bremssteuerventils beaufschlagbar ist und bei betätigter Hilfspumpe die Verbindung zum Pilotventil unterbricht. Zweckmäßig weist hierbei das Spindelventil Bohrungen auf, die Bremszylinder, Bremssteuerventil, den Auslaß der Hilfspumpe und die an das Pilotventil angeschlossene Leitung miteinander verbinden.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das hydrostatische Antriebssystem

nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch bei laufendem Motor und nicht ansprechender Bremse,

5098U/0875

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1 und Fig. 2 mit laufendem Motor und ansprechender Bremse.

Das hydrostatische Antriebssystem ist in der Zeichnung mit 10 bezeichnet und wird von dem in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Fahrzeugmotor angetrieben. Es weist eine Pumpe 12 auf, deren Einlaß mit einem Sammelbehälter 14 verbunden ist. Ihr Auslaß ist mit einem T-Stück 16 über eine Leitung 18 und mit hydraulisch beaufschlagbaren Aggregaten über eine Druckleitung 20 verbunden. Die hydraulisch beaufschlagbaren Aggregate sind im Ausführungsbeispiel als rechte und linke hy- drostatische Motoren 22 und 24 wiedergegeben. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß normalerweise in der Druckleitung 20 weitere Komponenten, wie ein Überdruckventil und eine weitere Pumpe, vorgesehen sind. Diese weiteren Komponenten sind aber der besseren Klarheit wegen nicht dargestellt. Gleichfalls wird darauf hingewiesen, daß die hydrostatischen Motoren im Rahmen der Erfindung auch durch hydraulisch beaufschlagbare Kupplungen oder Ventile oder ähnliche Komponenten ersetzt werden können, die, wenn sie druckbeaufschlagt werden, mittel- oder unmittelbar ein Fahrzeuggetriebe steuern können.

Um den Arbeitsdruck von den hydrostatischen Motoren 22 und 24 fortleiten zu können, ist ein Pilotventil 26 vorgesehen, das mit den hydrostatischen Motoren 22 und 24 über Leitungen 28 und 30 verbunden ist. Im einzelnen besteht das Pilotventil 26 aus einem Ventilgehäuse 32 mit einer Langsventxlbohrung 34, deren linkes Ende durch eine Kappe 36 verschlossen ist, und deren rechtes Ende über einen Anschluß 38 mit dem einen Abzweig des T-Stückes 16 verbunden ist. Die Leitungen 28 und 30, die an die hydrostatischen Motoren angeschlossen sind, stehen wiederum in Flüssigkeitsverbindung mit der Ventilbohrung 34 über Einlasse 40 und 42. Diese wiederum sind mit Absperrventilen 44 und 46 versehen, die

- 4 -509S1A/087 5

-«- 2AA5661

verhindern, daß Druckflüssigkeit aus den hydrostatischen Motoren in den Sammelbehälter gelangt, wenn die hydrostatischen Motoren sich in ihrer Neutralstellung befinden. Die Ventilbohrung 34 weist des weiteren eine ringförmige Eindrehung 48 auf, die mit Abstand rechts der Einlasse 40 und 42 vorgesehen ist und die mit dem Sammelbehälter 14 über einen Auslaß 50 und eine Leitung 52 verbunden ist. Um den Flüssigkeitsdurchfluß zwischen den Einlassen 40 und 42 und dem Auslaß 50 steuern zu können, ist ein Ventilschieber 54 in der längsverlaufenden Ventilbohrung 34 verschiebbar angeordnet. Eine Druckfeder 56 wirkt dabei zwischen der Kappe 36 und dem linksseitigen Ende des Ventilschiebers 54 und kann ihn somit in eine normalerweise offene Stellung verschieben, die in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist und in der ein Ventilbund 58 des Ventilschiebers eine derartige Stellung einnimmt, daß die Flüssigkeit von den Einlassen 40 und 42 zu dem Auslaß fließen und somit über die Leitung 52 in den Sammelbehälter 14 gelangen kann. Wenn jedoch die Pumpe 12 fördert und somit einen Druck über einen vorherbestimmten Mindestdruck aufbaut, dann wirkt dieser Druck auf das rechtsseitige Ende des Ventilschiebers 54 und schiebt diesen nach links mit Bezug auf Fig. 2, wodurch der Flüssigkeitsdurchfluß zwischen den Einlassen 40 und 42 und dem Auslaß 50 unterbrochen wird.

Das hydrostatische Antriebssystem 10 ist ferner mit einem Spindelventil 60 ausgerüstet, dessen Funktion nachfolgend noch erläutert wird. Dieses Spindelventii 60 weist ein Ventilgehäuse 62 auf, in dem sich schneidende Bohrungen 64 und 66 angeordnet sind. Hierbei ist das linke Ende der Bohrung 64 mit dem T-Stück 16 und das obere Ende der Bohrung 66 über eine Leitung 68 mit einem Ende eines einseitig beaufschlagbaren ein- und ausfahrbaren Bremszylinders in Verbindung. Letzterer ist Bestandteil der Bremsvorrichtung und weist einen Kolben mit Kolbenstange 72 auf, wobei der Kolben an seinem linksseitigen Ende dem Flüssigkeitsdruck in der Leitung ausgesetzt 1st, während das rechtsseitige Ende der Kolbenstange

509814/0875

mit einem Steuerteil 74 verbunden ist, über den die Bremsbacken der Bremsen betätigbar sind. Dem auf die linke Seite des Kolbens einwirkenden Flüssigkeitsdruck wirkt eine Spiralfeder 76 entgegen, die derart angeordnet ist, daß sie normalerweise den Steuerteil in einer Stellung hält, in der die Bremsbacken sich in Bremsstellung befinden, wie es in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist. Obwohl in der Zeichnung nur eine Bremse dargestellt ist, ist davon auszugehen, daß normalerweise zumindest zwei Bremsen vorzusehen sind. Die Bremse oder Bremsen werden durch ein Bremssteuerventil 78 gesteuert. Dieses weist ein Ventilgehäuse 80 mit einer Ventilbohrung 82 auf, die einen nach rechts gerichteten ringförmigen Ventilsitz 84 aufweist» Ein Einlaß 86 und ein Auslaß 88 schneiden die Ventilbohrung rechts und links des Ventilsitzes 84 und sind über Leitungen 90 und 92 mit dem Ende der Bohrung 66 des Spindelventils 60 und dem Sammelbehälter 14 verbunden. Eine Ventilspindel 94 ist verschiebbar in der Ventilbohrung 82 angeordnet und wird nach links über eine Feder 96 gegen den Ventilsitz in eine Schließposition gedrückt, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist und in der der Flüssigkeitsfluß von der Pumpe 12 und dem Bremszylinder 70 zum Sammelbehälter 14 unterbrochen ist. Ein von Hand oder Fuß betätigbares Steuerteil ist vorgesehen, um die Ventilspindel 94 nach rechts in eine offene Stellung zu verschieben, in der ein Flüssigkeitsdurchfluß von dem Einlaß 86 zu dem Auslaß 88 möglich ist* Das Steuerteil weist unter anderem eine Steuerwelle 98 auf, die drehbar in dem Ventilgehäuse 80 angeordnet ist, sowie einen Steuerteil 100, um einen Stift 102 wahlweise zu verschieben, der hin- und herbewegbar in der Ventilbohrung 82 vorgesehen ist. Das Steuerteil weist ferner eine Steuerstange 104 auf, deren sich gegenüberliegenden Enden mit der Steuerwelle 98 und einem Pedal 106 oder Hebel verbunden sind.

Um Druckflüssigkeit in den Bremszylinder 70 fördern zu können, um die Bremse zu lösen immer dann, wenn die Pumpe 12- nicht fördert, ist eine von Hand betätigbare Pumpe bzw. Hilfspumpe 108 vorgesehen.

509814/0875

Diese besteht aus einem Gehäuse 110 mit einer Zylinderbohrung und einem von Hand betätigbaren Hebel 114, der schwenkbar mit dem Gehäuse und dem Ende einer Kolbenstange 116 verbunden ist. Diese ist wiederum hin- und herbewegbar in der Zylinderbohrung 112 gelagert und mit einer Spiralfeder 118 versehen/ die auf das linke Ende eines Kolbens wirkt, um diesen in einer Offenposition zu halten, die in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Kolbenstange 116 ist mit einem vorderen und einem rückwärtigen Kolben 120 und 122 versehen^ die, wenn sich die Einheit in der Offenposition befindet, so gestellt sind,, daß die rechten und linken Oberflächen des vordersten oder linksseitigen Kolbens gerade eine Stellung einnehmen, in der ein Auslaß 124 und ein Einlaß 126 die Verbindung der Zylinderbohrung 112 mit einem Sammelbehälter 128 herstellen, der mit dem Sammelbehälter 14 über eine Leitung 130 verbunden ist. In das Gehäuse 110, und zwar am linksseitigen Ende der Zylinderbohrung 112, ist ein Auslaß 132 eingearbeitet, der mit dem rechten Ende der Bohrung 64 In dem Spindelventil 60 verbunden ist und in dem ein Absperrventil 134 vorgesehen ist, das derart wirkt, daß der Flüssigkeitsdurchfluß in Richtung der Zylinderbohrung 112 vom Spindelventil 60 aus unterbunden ist. Om mit Sicherheit gewährleisten zu können, daß· keine Druckflüssigkeit hinter das Absperrventil 134 in Richtung auf den Sammelbehälter 128 der Hilfspumpe 108 gelangt, weist das Spindelventil 60 einen Ventilteil 136 auf, der nach rechts gegen einen Ventilsitz 138 über eine Spiralfeder 140 gedrückt wird.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des hydrostatischen Antriebssystems beschrieben. Unter der Annahme, daß der Fahrzeugmotor nicht gestartet ist, werden die Komponenten des Antriebssystems sich in ihren in Fig. 1 dargestellten Stellungen befinden. Dann wird von der Pumpe 12 keine Druckflüssigkeit gefördert, und der Bremszylinder 70 der Bremse ist nicht druekbeaufschlagt, und die Bremsbacken, der Bremse werden sich aufgrund der Wirkung der Spiralfeder 76 in Breasstellung befinden. Ist es nun erforderlich,

509814/0876

das Fahrzeug zu ziehen oder auf andere Weise zu bewegen, und zwar solange der Fahrzeugmotor nicht angelassen ist, so braucht die Bedienungsperson lediglich die Hilfspumpe 108 zu betätigen. Dies erfolgt dadurch, .daß der Handhebel 114 im Uhrzeigerdrehsinn aus seiner normalen offenen Stellung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, bewegt wird,.wodurch die Kolbenstange 116 und die Kolben 120 und 122 nach links in-der Zylinderbohrung 112 verschoben werden. Bevor diese Schiebebewegung erfolgt, hat sich der links vor dem linksseitigen oder vorderen Kolben 120 befindliche Teil der Zylinderbohrung mit Flüssigkeit gefüllt, und eine nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 120 wird zunächst das Absperrventil 134 öffnen und nachfolgend auch den Ventilteil 136 in eine Offenstellung bringen. Die Flüssigkeit kann dann zu dem Bremszylinder 70 gelangen. Ist diese Flüssigkeitsmenge noch nicht ausreichend, um den Bremszylinder 70 zu betätigen, so muß der Handhebel 114 hin- und herbewegt werden bis ausreichend viel Flüssigkeit vorhanden ist. Sobald der Bremszylinder 70 beaufschlagt ist, können die Kolben 120 und 122 wieder in ihre in Fig. 2 rechts eingezeichnete Position gebracht werden. Die Bremsbacken bleiben dann dennoch in ihrer nicht beaufschlagten oder gelösten Stellung, in der das Fahrzeug bewegt werden kann.

Wenn nun der Fahrzeugmotor angelassen wird, wird das hydrostatische Antriebssystem die in Fig. 2 eingezeichneten Stellungen einnehmen. Dann wird der von der Pumpe 12 erbrachte Förderdruck den Ventilschieber 54 des Pilotventils 26 in dessen geschlossener linksseitigen Stellung halten, in der die Arbeitsflüssigkeit der hydrostatischen Motoren 22 und 24 nicht mehr in den Sammelbehälter 14 gelangen kann. Die wahlweise Betätigung der hydrostatischen Motoren 22 und 24 kann durch in der Zeichnung nicht dargestellte Bedienungseinrichtungen erfolgen. Zur gleichen Zeit wird der von der Pumpe 12 herrührende Druck auf den Kolben an der Kolbenstange 72 im Bremszylinder 70 einwirken, wodurch der Kolben mit Kolbenstange 72 nach rechts verschoben wird, wodurch

5098U/0875

wiederum die Bremsbacken in eine die Bremsen lösende Stellung gebracht werden. Wünscht nun die Bedienungsperson, das Fahrzeug abzubremsen bzw. zum Stillstand zu bringen, und zwar durch Betätigung der Bremse, so braucht sie lediglich das Bremssteuerventil 78 durch Verschwenken des Pedals' 106 oder des Hebels zu betätigen, wodurch der Steuerteil 100 der Steuerwelle 98 auf den Stift 102 einwirkt und letzteren nach rechts gegen die Ventilspindel 94 verschiebt, wobei letztere von ihrem Ventilsitz abgehoben wird. Dann wird die Arbeitsflüssigkext des Bremszylinders 70 und die von der Pumpe 12 geförderte Flüssigkeit in den Sammelbehälter 14 gelangen. In einem solchen Zustand ist der Druck am rechtsseitigen Ende des Ventilschiebers 54 des Pilotventils 26 nicht ausreichend groß, um die Kraft der Druckfeder 56 überwinden zu können, wodurch der Ventilschieber 54 dann nach rechts in seine Offenposition verschoben wird, die in Fig. 3 dargestellt ist. Befinden sich zu dieser Zeit die hydrostatischen Motoren 22 und 24 im Einsatz, so wird der Arbeitsdruck normalerweise ausreichend sein, um die Absperrventile 44 und 46 zu öffnen, und wodurch dann die Druckflüssigkeit in den Sammelbehälter über den Auslaß 50 gelangen kann und somit die hydrostatischen Motoren neutralisiert werden.

Unter der Annahme, daß sich die Komponenten des hydrostatischen Antriebssystems in ihren in Fig. 2 dargestellten Stellungen befinden, die den Stellungen im System beim normalen Einsatz des Fahrzeuges entsprechen, und daß der Fahrzeugmotor plötzlich abgedrosselt oder irgendwie sein Drehmoment herabgesetzt wird, dann wird auch die Pumpe 12 in ihrer Leistung gemindert, da sie von dem Fahrzeugmotor aus angetrieben wird. Dadurch aber wird der Druck, der von der Pumpe aufrechterhalten wird, abfallen. Wenn nun der Druck unter ein vorherbestimmtes Mindestmaß abgefallen ist, dann wird die Druckfeder 56 des Pilotventils 26 den Ventilschieber 54 nach rechts verschieben, wodurch wiederum die hydrostatischen Motoren, wie vorstehend ausgeführt wurde,

5098U/0875

neutralisiert werden. Dieses Neutralisieren der hydrostatischen Motoren kann schnell genug erfolgen, wodurch ein komplettes Abdrosseln des Fahrzeugmotors verhindert wird. In jedem Fall erfolgt das Neutralisieren der hydrostatischen Motoren selbsttätig, so daß die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson weiter auf andere Tätigkeiten als das Ausrücken der hydrostatischen Motoren gerichtet bleiben kann.

Ansprüche

5098U/0875

Claims

24A5661

Ansprüche

Iy Hydrostatisches Antriebssystem mit einer Förderpumpe, deren Auslaß über eine Druckleitung, in der mindestens ein hydraulisch beaufschlagbarer Motor vorgesehen ist, mit einem Pilotventil" verbunden ist, das über eine Leitung mit dem Auslaß der Pumpe in Verbindung steht, und das, wenn der Druck unter einen vorherbestimmten Wert fällt, aus einer Stellung, in der der Motor druckbeaufschlagbar ist, in eine Stellung verschiebbar ist, in der der Auslaß der Pumpe mit einem Sammelbehälter verbunden ist, wobei ein Bremszylinder an den Auslaß der Pumpe angeschlossen ist, der mit dem Sammelbehälter zum Bremsen über ein Bremssteuerventil verbindbar ist, das im ungebremsten Zustand die Verbindung zum Sammelbehälter unterbricht _s dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (26) bei Druckabfall unter den vorherbestimmten Wert den oder die Moto™ ren (22, 24) mit dem Sammelbehälter verbindet.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (26) mit Bezug auf die Strömungsrichtung hinter den Motoren (22, 24) angeordnet ist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bremszylinder (70) und Bremssteuerventil (78) der Auslaß einer Hilfspumpe (108) vorgesehen ist, und daß ein Spindelventil (60) in der Verbindung zwischen dem Pilotventil (26) und der Btlfspmpe angeordnet,. über den

6098U/087S

-f Λ ·

am Bremszylinder (70) herrschenden Druck in Abhängigkeit von der Stellung des BremsSteuerventils (78) beaufschlagbar ist und bei betätigter Hilfspumpe die Verbindung zum Pilotventil unterbricht.
4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindelventil (60) Bohrungen (64, 66) aufweist, die Bremszylinder (70), Bremssteuerventil. (78), den Auslaß der Hilfspumpe (108) und die an das Pilotventil (26) angeschlossene Leitung (18) miteinander verbinden.

5098U/0875

Leerseite