DE2459795C2 - Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Fahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

a) die Begrenzungseinrichtung für den höchstzulässigen Betriebsdruck weist einen mit dem Betriebsdruck beaufschlagbaren und entgegen zu dessen Wirkungsrichtung federbelasteten Stellkolben (25) auf, der, wie an sich bekannt, auf die Meßblende (18) einwirkt, wobei die Beaufschlagung des Stellkolbens (25) mittels einer Vorsteuerung erfolgt, die aus einem in Richtung des Unterbrechens dieser Beaufschlagung federbelasteten, hydraulisch gesteuerten Ventil (46) besteht, dessen Steuerdruckraum vom Betriebsdruck beaufschlagt ist:

b) das willkürlich betätigbare Stellorgan (21) der Meßblende (18) ist mit einem Hebel (23) verbunden, auf den der Stellkolben (25) bei Erreichen einer hinreichenden Vorschubstellung übersteuernd einwirkt.

2. Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Fahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung ein in die Förderleitung der Steuerhilfskonstantpumpe (15) stromaufwärts der Meßblende (18) eingebautes, federbelastetes, elektrisch ansteuerbares Ablaßventil (51) aufweist, das in der unter Wirkung der Feder eingenoi lmenen, nicht angesteuerten Stellung nur den stromaufwärts von ihm gelegenen Teil der Förderleitung (17) mit dem von ihm zu der Meßblende (18) führenden Leitungsteil verbindet und in der angesteuerten Stellung diese beiden Leitungsteile mit einer Ablaßleitung verbindet, wobei die elektrische Ansteuerleitung (56, 60) mittels eines hydraulisch-elektrischen Druckschalters (69), dessen Druckraum vom Betriebsdruck beaufschlagt ist, mit einer Spannungsquelle (55) verbindbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektrischen Ansteuerleitung (56,60) ein Verzögerungsrelais (64) angeordnet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektrischen Ansteuerleitung (56,60) ein den Stromkreis in Schließstellung haltendes Halterelais (63) und ein willkürlich betätigbarer Trennschalter (59) hintereinander geschaltet sind.

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Fahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine bekannte Steuereinrichtung dieser Art ist kompliziert und aufwendig. Die vom Betriebsdruck des hydrostatischen Getriebes abhängige Begrenzungseinrichtung arbeitet bei dieser über einen eigenen hydraulischen Kreis auf zusätzliche Druckräume und Kolbenflächen, die an den Stellgliedern des Primärteils und des Sekundärteils des hydrostatischen Getriebes vorgesehen sind (DE-OS 19 05 307). Bei einem anderen bekannten Getriebe ist außer der Getriebepumpe und einer Speisepumpe eine Steuerhilfspumpe vorgesehen, deren Förderstrom einer einstellbaren Drosselstelle zufließt. Vor dieser einstellbaren Drosselstelle zweigt dabei eine Zweigleitung ab, die zu dem federbelasteten Stellzylinder der Getriebepumpe führt. Bei dieser bekannten Einrichtung ist die Drosselstelle in einem »Fahrzeugregler« angeordnet, ir dem das Stellglied der Drosselstelle mit einem feoerbelasteten Stellkolben verbunden ist, der andererseits vom Betriebsdruck des Getriebes beaufschlagt ist (»Technischer Bericht 1/73 der Brueninghaus Hydraulik GmbH«). Irgendeine Verbindung der Getriebesteuerung mit der Leistungseinstellung der das Getriebe antreibenden Primärenergiequelle ist dabei nicht vorgesehen. Das hat den Nachteil, daß nur eine Kennlinie abgefahren werden kann, nicht jedoch ausgenutzt werden kann, daß auch die Primärenergiequelle auf verschiedene Leistungsabgaben einstellbar ist, aber bei jeder eingestellten Leistung gegen Überlastung geschützt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeuggetriebe mit einer Begrenzungseinrichtung, die bei Erreichen eines höchstzulässigen Betriebsdruckes im Getriebe die Einstellung des Getriebes derart beeinflußt, daß der Betriebsdruck abgesenkt wird, der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß der in der Steuereinrichtung bereits vorhandene Grenzlastregler für die Begrenzungseinrichtung mitbenutzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 bzw. des nebengeordneten Anspruches 2 angegebenen Merkmale gelöst. Die im Grenzlastregler vorhandene Meßblende, die willkürlich einstellbar ist, um eine Anpassung der Getriebesteuerung an die Leistung, auf die die Brennkraftmaschine eingestellt ist, zu ermöglichen, ist somit vom Betriebsdruck übersteuerbar bzw. wird der dieser Meßblende zufließende Strom abhängig vom Betriebsdruck beeinflußt. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der

bO Steuereinrichtung und der Stellglieder.

Zweckmäßige Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung sind zwei in der nachfolgenden Beschreibung erläuterte Ausführungsbeispiele von Steuereinrichtungen für hydrostatische Fahrzeuggetriebe mit Begrenzungseinrichtungen gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt. Es zeigt
Abb. 1 eine Steuereinrichtung für ein hydrostati-

sches Getriebe, bei dem die versteilbare Meßblende des Grenzlastreglers über einen Stellzylinder und einen hydraulischen Druckschalter mit der Hochdruck führenden Betriebsdruckleitung in Verbindung steht,

A b b. 2 ein anderes AusführungLbeispiel mit insbesondere elektrisch betätigbaren Bauteilen.

A b b. I zeigt eine als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine 1. deren Regler 2 zur Regeluig der Kraftstoffeinspritzmenge dient. Der Regler 2 ist über Gestänge 3, 4 mit einem nicht dargestellten sogenannten Gaspedal zur Einstellung der Drehzahl verbunden. In Ausgangsstellung liegt das Gestänge 3 durch die Kraft einer Rückstellfeder 5 an einem Anschlag 6 an. Mit der Brennkraftmaschine 1 ist eine durch ein Stellglied in Form eines hydraulischen Stellzylinders 7 in Verdrängungsvolumen und Förderrichtung verstellbare Hydropumpe 8 gekoppelt, die den Primärteil eines stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebes 9 bildet. Die Hydropumpe 8 ist durch Betriebsdruckleitungen 10 und 11 im geschlossenen Kreislauf mit einem Hydromotor 12 verbunden, der als Sekundärteil des hydrostatischen Getriebes 9 dient. Zur Einstellung des Hydromotors 12 auf das gewünschte Verdrängungsvolumen ist dieser mit einem als Stellglied dreuenden Stellzylinder 13 gekoppelt. Eine in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine angetriebene Steuerhilfskonstantpumpe 15 dient zur Versorgung des Steuersystems der hydraulischen Stellzylinder 7 und 13. Diese Konstantpumpe 15 steht saugseitig mit einem Vorratsbehälter 16 und druckseitig mit einer Förderleitung i7 in Verbindung, die über eine einstellbare Meßblende 18, eine Dämpfungseinrichtung 19 und ein eins;e!!'oares Drosselorgan 20 mit dem Rücklauf, d. h. mit dem Vorratsbehälter 16, verbunden ist. Aus dem drehzahlabhängigen Förderstrom der Konstantpu-npe 15 wird mittels der vorerwähnten Elemente ein Steuerdruck abgeleitet, der in den Steilzylindern 7 und 13 zur Wirkung kommt. Die Meßblende 18 hat ein Stellorgan 21, welches zu seiner Betätigung über eine Stange 22 am Gestänge 3 angelenkt ist. Am Stellorgan 21 der Meßblende 18 greift außer der Stange 22 noch ein Hebel 23 an, durch den das Stellorgan 21 unabhängig von der Stellung der Stange 22 betätigbar ist. Ein nahe der Meßblende 18 angeordneter hydraulischer Stellzylinder 24 weist einen Stellkolben 25 auf, dessen Kolbenstange 26 bei Betätigung am Hebel 23 angreift. Ein in Richtung Durchgangsstellung federbelasteter Zweistellungsschieber 30 ist einerseits durch eine Leitung 31 an die Förderleitung 17 in Strömungsrichtung hinter der Meßblende 18 und andererseits mittels einer Leitung 32 an den Vorratsbehälter 16 angeschlossen. Die beiden Stirnflächen 33 und 34 des Zweistellungsschiebers 30 sind zu dessen Betätigung durch je eine Leitung 35 bzw. 36 mit der Druckleitung 17 vor bzw. hinter der Meßblende 18 verbunden. Die Meßblende 18 und der Zweistellungsschieber 30 ?ind Bauteile eines Grenzlastreglers 37. Eine von der Förderleitung 17 Stromabwärts der Dämpfungscinrichtung 19 abzweigende Steuerdruckleitung 38 steht mit einem von Hand auf die gewünschte Fahrtrichtung einstellbaren Dreistellungsschieber 39 in Verbindung. Diese Steuerdruckleitung 38 ist bei der gezeigten Neutralst;!lung »N« des Dreistellungsschiebers 39 gesperrt. Ferner steht der Dreistellungsschieber 39 durch eine Leitung 40 mit dem Vorratsbehälter 16 und durch zwei weitere Steuerdruckleitungen 42 und 43 mit dem Stellzylinder 7 in Verbindung. Die Förderleitung 17 ist ferner mittels einer weiteren Steuerdruckleitung 44 an den Stellzylinder 13 angeschlossen. Von der bei Vorwärtsfahri des Fahrzeugs mit Hochdruck beaufschlagten Betriebsdruckleitung 10 führt eine Leitung 45 zu einem als Druckschalter ausgebildeten Ventil 46, das bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebsdruckes die Leitung 45 mit einer zum Stellzylinder 24 führenden Leitung 47 verbindet. Die Leitung 47 steht bei der unterhalb des vorbestimmten Betriebsdruck eingenommenen Stellung des Druckschalters 46 mit dem Vorratsbehälter 16 in Verbindung.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 im Leerlauf liegt das Gestänge 3 am Anschlag 6 an und die Stange 22 sowie das Stellorgan 21 der Meßblende 18 befinden sich dabei in Ausgangsstellung. Die Meßblende 18 ist bei dieser Ausgangsstellung so eingestellt, daß der bei der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 1 von der Konslantpumpe 15 geförderte Druckmittelstrom und der dadurch auf die Stirnfläche 34 des Schiebers 30 wirkende Druck nicht in der Lage ist. den Schieber 30 in die Absperrstellung zu verschieben. Der stromabwärts der Meßblende 18 liegende Teil der Förderleitung ist dadurch unmittelbar zum Vorratsbehälter 16 entlastet und es bildet sich kein Steuerdruck aus. Wird nun die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 durch Verschwenken des Gestänges 3 entgegen dem Uhrzeigersinn erhöht, so wird die Stange 22 nach tinks verschoben und damit das Stellorgan 21 der Meßblende 18 betätigt. Hierdurch stellt sich in der Förderleitung 17 vor der Meßblende 18 sowie in der Leitung 36 und damit an der Stirnfläche 34 des Schiebers 30 ein Druck ein, der den Druck an der

in Stirnfläche 33 einschließlich der Kraft der hier wirkenden Feder überwiegt und damit den Schieber 30 in Absperrstellung verschiebt. Der Schieber 30 sperrt nun die Leitung 31, so daß sich nunmehr im Steuersystem der beidrn Stellzylinder 7 und 13 durch die Einstellung des Drosselorgans 20 ein entsprechender Steuerdruck zum Verschwenken der Hydropumpe 8 bzw. des Hydromotors 12 einstellen läßt. Der Dreistellungsschieber 39 dient zur Vorwahl der Förderrichtung der Hydropumpe 8 und wird je nach der gewünschten Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingestellt.

Bei starker Belastung der Brennkraftmaschine 1 und dadurch abfallender Drehzahl nimmt der Förderstrom der Konstantpumpe 15 ab, so daß der Druck in den Leitungen stromaufwärts der Meßblende 18 und somit auch an der Stirnfläche 34 des Schiebers 30 abfällt. Der Schieber 30 wird durch den an seiner Stirnfläche 33 wirkenden Druck und die Kraft der Feder in seine Durchgangsstellung gebracht, so daß das Steuersystem über den Schieber 30 mit dem Rücklauf verbunden wird und damit der Steuerdruck im Steuersystem abfällt. Die beiden Stellzylinder 7 und 13 verschwenken die Hydropumpe 8 und den Hydromotor 12 auf ein kleineres Übersetzungsverhältnis, so daß wieder eine normale Belastung der Brennkraftmaschine 1 erreicht wird und diese wieder die vorbestimmte Drehzahl aufweist. Durch die wieder angestiegene Drehzahl der Brennkraftmaschine ist auch der Förderstrom der Konstantpumpe 15 erneut soweit angestiegen, daß der auf die Stirnfläche 34 des Schiebers 30 wirkende Druck diesen

bo in Schließstellung verschiebt. Der Steuerdruck im Steuersystem steigt bei unveränderter Einstellung des Drosse'organs 20 wieder auf seinen vorhergehenden Wert an, und die beiden Stellzylinder 7 und 13 stellen schließlich die Hydropumpe 8 und den Hydromotor 12 wieder

b5 auf ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis ein. Damit ist der vor der kurzzeitigen höheren Belastung der Brennkraftmaschine 1 vorhandene Zustand der Anlage wieder hergestellt.

Ist bei starker Belastung der Brennkraftmaschine 1 die Belastung des hydrostatischen Getriebes 9 infolge des eingestellten Übersetzungsverhältnisses so groß, daß der Betriebsdruck in der Leitung 10 und damit auch im Druckschalter 46 einen höchstzulässigen Wert überschreitet, so wird der Druckschalter 46 betätigt und der Stellzylinder 24 entsprechend mit Druckmittel beaufschlagt. Dies hat zur Folge, daß das Stellorgan 21 der Meßblende 18 unabhängig von seiner durch die Stange 22 bzw. dem damit gekoppelten Gaspedal bewirkten Stellung weiter im Sinne eines größeren Querschnitts verstellt wird. Da bei dieser Verstellung die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und somit auch der Förderstrom der Konstantpumpe im wesentlichen konstant bleibt, fällt der Druck an der Stirnfläche 34 des Schiebers 30 ab und dieser geht in seine Durchgangsstellung. Der Druck im Steuersystem fällt ebenfalls entsprechend ab, und das hydrostatische Getriebe 9 wird in ein entsprechend kleineres Übersetzungsverhältnis zurückgeschwenkt. Damit gelangt das hydrostatische Getriebe wieder in einen Bereich normaler Belastung mit einem Betriebsdruck, der unterhalb der höchstzulässigen Grenze liegt.

Wird das Gestänge 3, 4 aus einer Betriebsstellung in die gezeigte Ausgangsstellung zurückgestellt, so wird auch das Stellorgan 21 der Meßblende 18 in die gezeigte Ausgangsstellung verschwenkt. Durch die abfallende Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 sowie der Konstantpumpe 15 fällt der Druck an der Stirnfläche 34 des Schiebers 30 ab und dieser geht in seine Durchgangsstellung. Der Druck im Steuersystem bricht zusammen, und die Federn in den beiden Steuerzylindern 7 und 13 verschwenken den Hydromotor 8 sowie die Hydropumpe 12 in ihre Ausgangsstellungen.

In Abb. 2 sind die mit A b b. 1 übereinstimmenden Einzelheiten mit gleichen Bezugszahlen versehen worden. Bei der Anordnung gemäß A b b. 2 ist Stromaufwärts des Grenzlastreglers 37 in die Leitung 17 ein als Zweistellungsschieber ausgebildetes Ablaßventil 51 eingeschaltet, das in Richtung seiner Ausgangsstellung, in der nur die Leitung 17 durchverbunden ist, durch eine Feder 52 belastet ist. In seiner anderen Stellung schließt das Ablaßventil 51 die durchverbundene Leitung 17 zusätzlich an einen zum Vorratsbehälter 16 führenden Auslaß an. Das in Ausgangsstellung dargestellte Ablaßventil 51 hat ein elektrisches Betätigungsorgan 53, welches mittels einer Leitung 54 an eine Spannungs- oder Stromquelle 55 angeschlossen ist. Das Betätigungsorgan 53 steht durch eine andere Leitung 56 mit einem zwei Schaltbrücken 57 und 58 aufweisenden und in Ausgangsstellung durch Federkraft geschlossenen Trennschalter 59 in Verbindung. Von der Schaltbrücke 57 führt eine Leitung 60, die zusammen mit der Leitung 56 die Ansteuerleitung für das Ablaßventil 51 bildet, zu zwei elektrisch parallel geschalteten Schaltkontakten 61 und 62, die je einem Relais 63 bzw. 64 zugeordnet sind. Von der Leitung 60 zweigt eine Leitung 65 ab, die über die Erregerwicklung des ais Halterelais dreuenden Relais 63 zur Schaltbrücke 58 des Schalters 59 führt. Die Schaltbrücke 58 ist durch eine Leitung 66 mit dem Minuspol der Stromquelle 55 verbunden. An die Erregerwicklung des Relais 64 ist eine Leitung 67 angeschlossen, die einerseits mit dem Minuspol der Stromquelle 55 und andererseits über einen Schalter 68 mit dem Pluspol der Stromquelle 55 in Verbindung steht. Der Schalter 68 ist Teil eines hydraulisch-elektrischen Druckschalters 69. der mittels einer Flüssigkeitsleitung 70 an die Beiriebsdruckleitun-: ;0 im hydrostatischen Getriebe angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise dieses Antriebes bei normalem Fahrbetrieb entspricht derjenigen gemäß Abb. 1. Erfolgt dagegen eine so starke Belastung des hydrostatisehen Getriebes, daß der Druck in der Betriebsdruckleitung 10 schließlich einen vorbestimmten höchstzulässigen Wert übersteigt, so spricht der Druckschalter 69 an und dieser schließt den Schalter 68. Durch den Schalter 68 wird ein Stromkreis über die Erregerwicklung des

to Relais 64 geschlossen und somit gelangt auch der Schalter 62 des Relais 64 in Schließstellung. Damit liegt das Betätigungsorgan 53 des Abströmschiebers 51 durch die Leitung 54, die Stromquelle 55, den Schalter 62 sowie die Leitung 60, die Schaltbrücke 57 und die Leitung 56 in einem geschlossenen Stromkreis. Durch die Einwirkung des Betätigungsorgans 53 wird das Ablaßventil 51 entgegen der Kraft der Feder 52 betätigt. Durch die Verbindung der Förderleitung 17 über das Ablaßventil 51 mit dem Vorratsbehälter 16 fällt der Druck an der Stirnfläche 34 des Schiebers 30 ab, und dieser geht in seine Durchgangsstellung infolge Einwirkung der Kraft der Feder und des Druckes auf dessen Stirnfläche 33. Dies hat ein Abfallen des Steuerdruckes im Steuersystem des hydrostatischen Getriebes 9 zur Folge, wodurch dieses

auf ein kleineres Übersetzungsverhältnis zurückgeschwenkt wird. Das hydrostatische Getriebe 9 wird entlastet und der Druck in der Betriebsdruckleitung 10 geht wieder auf einen den normalen Betriebsbedingungen entsprechenden Wert zurück.

Das Relais 64 ist zweckmäßig als Verzögerungsrelais ausgebildet. Hierdurch wird vermieden, daß bereits kurzzeitig im hydrostatischen Getriebe 9 auftretende Druckspitzen zu einer Betätigung des Ablaßventils 51 führen. Das Relais 63 wirkt in dieser elektrischen Schaltung als »Halterelais«, da dieses Relais 63 auch nach dem Abfallen des Relais 64 mit seiner Erregerspule über den Schalter 61 im geschlossenen Stromkreis verbleibt und daher den Stromkreis zum elektrischen Betätigungsorgan 53 des Ablaßventils 51 geschlossen hält.

Erst nach kurzzeitiger Betätigung des Trennschalters 59 fällt das Relais 63 ab, indem der Schalter 61 öffnet und den Stromkreis zum elektrischen Betätigungsorgan 53 unterbricht. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise erreicht werden, daß bei einem dem hydrostatischen Getriebe 9 nachgeschalteten Schaltgetriebe stets der richtige Gang gewählt wird, trotzdem aber bei falsch gewähltem Gang durch Betätigung des Trennschalters 59 ein Notbetrieb ermöglicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Fahrzeuggetriebe mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, von denen mindestens eines bezüglich des Verdrängungsvolumens einstellbar und mit einem hydraulischen, federbelasteten Stellglied versehen ist, das an eine Steuerdruckleitung angeschlossen ist, die an die Förderleitung einer Steuerhilfskonstantpumpe angeschlossen ist, wobei an die Förderleitung ein zum Beeinflussen des Steuerdrucks dienendes Steuerorgan in Form eines eine einstellbare, in der Förderleitung sitzende Meßblende aufweisenden Grenzlastreglers angeschlossen ist, die Steuereinrichtung eine an die jeweils Hochdruck führende Betriebsdruckleitung des Fahrzeuggetriebes angeschlossene Begrenzungseinrichtung für den höchstzulässigen Betriebsdruck aufweist und das Fahrzeuggetriebe sowie die Steuerhilfskonstantpumpe von einer Brennkraftmaschine angetrieben sind, deren Einstellorgan, beispielsweise Gaspedal, mit dem Stellorgan der Meßblende in Wirkverbindung steht, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: