DE2522719C2

DE2522719C2 - Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2522719C2
Application number: DE2522719A
Authority: DE
Inventors: Theodor Ing.(grad.) 8750 Aschaffenburg Abels
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1986-06-05
Also published as: US4546847A; DE2522719A1; JPS51138269A; FR2311969B1; US4236596A; GB1544453A; BR7601029A; FR2311969A1; US4108265A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art fließt der von einer Hilfspumpe erzeugte Strom der Stelleinrichtung zu, wobei dieses von der Hilfspumpe geförderte Druckmittel nicht zum Bestimmen der Einstellage von Pumpe und Motor dient, sondern nur dazu dient, der Servokraftverstärkungseinrichtung Energie zuzuführen, die dafür sorgt, daß das verstellbare Teil die vorbestimmte Einstellage einnimmt Die Stelleinrichtungen von Pumpe und Motor sind dabei beide in im Prinzip gleicher Weise von dem die Getriebeübersetzung bestimmenden Stellglied gesteuert, wobei ausgehend von der dem Stillstand der Abtriebsv/elle zugeordneten Neutrallage zunächst die Pumpe ausgeschwenkt wird, bis diese ihre Maximalhublage erreicht hat, und dann anschließend der Hydromotor von einer Maximalhublage aus in Richtung auf kleineres Hubvolumen bis zu-einem vorgegebenen kleinsten Hubvolumen verstellt wird. Sowohl bei der Pumpe als auch beim Motor ist die jeweilige Einstellage eindeutig durch die Lage des Stellgliedes bestimmt An die Leitung zwischen Hilfspumpe und Stelleinrichtung ist zusätzlich noch ein Vorzugs-TnengenteiSer angeschlossen, von dem aus ein Vorzugs* strom in Richtung Kühler, Filter, Einspeisung abgeführt wird. Dieser Vorzugsmengenteiier hat keine Auswirkung auf die zur Stelleinrichtung nährende Leitung (»Hydrostatisches Gabelstapler-Getriebe« in »Olhydraulik Pneumatik« 15(1971) Nr. 2, Seite 51 bis 55).

Bei einer anderen bekannten Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe ist ein besonderes Stellglied nur dafür vorgesehen, um willkürlich eine geringe Fahrgeschwindigkeit einstellen zu können. Die normale Fahrgeschwindigkeit wird durch die Drehzahl der das hydrostatische Getriebe antreibenden Brennkraftmaschine bestimmt, die sine Steuerhilfspumpe antreibt, in deren Förderleitung eine Drosselstelle angeordnet ist, wobei der Druck vor dieser Drosselstelle einen mit dem Stellglied der hydrostatischen Pumpe über eine Servokraftverstärkungseinrichtung verbundenen Kolben beaufschlagt. Zusätzlich wird der vom Drehmoment an der Welle des Hydromotors abhängige Druck in der Förderleitung der Getriebepumpe berücksichtigt, der über eine Leitung auf einen zweiten Kolben einwirkt, der seinerseits im entgegengesetzten Sinne wirkt wie der von dem Druck vor der Drosaelstelle beaufschlagte Kolben. Wird der Druck in der Förderleitung zu groß, wird die Getriebepumpe auf kleineres Hubvolumen pro Umdrehung eingestellt. Der Hydromotor dieses Getriebes ist nicht einstellbar. Ist durch Betätigung des genannten Stellgliedes willkürlich eine kleine Abtriebs-

b5 drehzahl eingestellt, so bleibt zumindest in einem bestimmten Beiriebszustandsbereich die vorgenannte druckabhiingige Regelung ohne Einfluß (DE-OS 22 51 536). Das genannte Stellglied dient nicht der nor-

malen Betriebssteuerung, sondern hat nur eine Hilfsfunktion zum Einstellen einer geringen Fahrgeschwindigkeit.

Bei beiden bekannten Steuereinrichtungen ist nur eine in ihrem Wirkungsprinzip einheitliche Steuereinrichtung am Getriebe vorhanden.

Hydrostatische Getriebe übertragen zwangsläufig, das heißt, daß das Verhältnis zwischen Antriebsdrehzahl und Abtriebsdrehzahl durch die Getriebeeinstellung bestimmt ist Die Getriebeeinstellung kann aber von bestimmten Funktionen abhängig gemacht werden. Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, wenn bei gegebener Antriebsdrehzahl die Abtriebsdrehzahl stets proportional der dem Getriebe gegebenen Einstellung ist. Beispielsweise bei Gabelstaplern ist es besonders dann, wenn eine schwere Last auf hoch ausgefahrenem Hubgerüst an einen Platz herangefahren werden soll, auf dem die Last abgesetzt werden soll, erforderlich, daß die Fahrgeschwindigkeit auch auf unebener Fahrbahn sehr genau gesteuert werden kann.

Durch Regeleinrichtungen kann das Übersetzungsverhältnis von hydrostatischen Getrieben von einer anderen Betriebsgröße, beispielsweise vom übenragenen Drehmoment oder von der Antriebsdrehzahl der antreibenden Primärenergiequelle, abhängig gemacht werden. Das ist für bestimmte Zustände vorteilhaft, beispielsweise dann, wenn die Primärenergiequelle gegen Überlastung geschützt werden soll oder bei plötzlichem Durchtreten des Fahrpedals die Geschwindigkeit nur mit einer gewissen Verzögerung folgen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Gestaltung der Steuereinrichtung die Charakteristik des Getriebes, das heißt die Abhängigkeit der Getriebeübersetzung von der Einstellage des Getriebes, zu verbessern derart, daß in einem unteren und mittleren Drehzahlen zugeordneten Betriebsbereich eine Proportionaiitäi zwischen Einsieüage des Stellgliedes und Übersetzung im Getriebe gegeben ist, während in einem anderen Betriebsbereich die Getriebeübersetzung nicht oder zumindest nicht nur von der Einstellage des willkürlich betätigbaren Stellgliedes abhängig ist sondern zumindest überwiegend von einer anderen Größe.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch, daß das willkürlich betätigbare Stellglied nur die Einstellage der Pumpe direkt bestimmt, wird, da ausgehend von der dt.;n Stillstand der Abtriebswelle zugeordneten Lage des Stellgliedes zunächst nur die Pumpe ausgeschwenkt wird, bei geringen bis mittleren Abtriebsdrehzahlen, nämlich den Abiricbsdrehzahlen, die durch die Ausschwenkung der Pumpe bestimmt sind, die Abtriebsdrehzahl unmittelbar durch die Lage des Stellgliedes bestimmt. Im Gegensatz dazu wird in dem höheren Abtriebsdrehzahlen zugeordneten Bereich die hier vorteilhaftere, von eieer Drosselwirkung abhängige Charakteristik erzielt, da im Bereich der höheren Abtriebsdrehzahlen nur der Hydromotor verstellt wird.

In den Ansprüchen 2 bis 6 sind zweckmäßige Weiterausgestaltungen angegeben.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird erzielt, daß die Drosselstelie, die den in dem Steüzyünder des Hydromotors wirkenden Druck bestimmt, erst wirksam wird, wenn die Getriebepumpe ihre größte Ausschwenklage erreicht hat.

Durch die Ausgestaltungsform gemäß Anspruch 3 wird in besonders zweckmäßiger Weise erzielt, daß ein von der Ruhelage ausgehender Teilverstellweg des willkürlich einstellbaren Stellgliedes nur der Einstellfunktion der Pumpe zugeordnet ist und der darüberhinausgehende Teil des Verstellweges nur dem Einstellen des Stellgliedes des Hydromotors zugeordnet ist.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Anspruch 4 ist ein Ventil vorgesehen, welches bei Erreichen der größten Ausschwenklage der Pumpe die zu der Stelleinrichtung des Hydromotors führende Leitung mit einer Druckmittelquelle verbindet und dadurch bei Erreichen dieser Ausschwenklage der Pumpe die Druckbeaufschlagung

ίο der Stelleinrichtung des Hydromotors ermöglicht.

Die Ausgestaltungsform gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Anpassung der Getriebesteuerung und damit der vom Getriebe aufgenommenen Leistung an die Einstellage, die dem Einstellorgan der das Getriebe antreibenden Brennkraftmaschine gegeben ist.

Für ein hydrostatisches Getriebe mit einem Antrieb durch einen Elektronebenschlußmotor sieht die Ausgestaltungsform gemäß F i g. 6 eine Anpassung der Getriebeeinstellung an die Felderregung und damit die Leistungsabgabe des Elektromotors vor.

In der Zeichnung ist als AusfüK· angsbeispiel ein Schaitschema für eine Steuerung geinSS der Erfindung dargestellt.

Die Hydropumpe 1 wird von einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Brennkraftmaschine aus angetrieben >md fördert über die Leitungen 2 und 3 bzw. 4 und 5 zu den beiden verstellbaren Hydromotoren 6 und 7, die je ein Fahrzeugrad auf einer Seite des anzutreibenden Fahrzeuges treiben. An die Leitung 2 ist eine Leitung 8 angeschlossen, und an die Leitung 4 ist eine Leitung 9 angeschlossen, wobei die beiden Leitungen 8 und 9 zu einem Umsteuerventil 10 führen, welches die jeweils den höheren Druck führende der beiden Leitungen mit dem Druckbegrenzungsventil 11 verbindet, dessen Ablaßleitung 12 über die beiden Rückschlagventile 13 und 14 mit den beiden Leitungen 2 und 4 in Verbindung steht, so daß über das Druckbegrenzungsventil 11 abströmendes öl in die jeweilige Niederdruckleitung des geschlossenen Kreislaufs 1.2,3,4,5.6,7 ctrömr.

An das Druckbegrenzungsventil 11 ist eine weitere Leitung 15 angeschlossen, von der aus eine Leitung 16 abzweigt, die jeweils zu der Kammer 17 der jeweils einem der Hydromotoren 6 und 7 zugeordneten Stelleinrichtungen führt. Hinter der Abzweigung 16 ist in der Leitung 15 eine starre Drosselstelle 18 angeordnet, hinter der ein Druckregelventil 19 angeordnet ist. An die von diesem ausgehende Leitung 20 ist eine Zweigleitung 21 angeschlossen, die zu den Hauptstellkammern 22 der Stelleinrichtungen der Hydromotoren 6 und 7 führt. Der Druck in der Leitung 20 und damit in der Leitung 21 wird gesteuert durch eine verstellbare Drosselstelle 23.

Die Stelleinrichtung 24 ist direkt mit einem willkürlich zu betätigenden Stellhehel 25 verbunden. Die Stelleinrichtfiig 26 der verstellbaren Drosselstelle 23 ist mit einem Stellglied 27 verbunden. Dieses kann mit dem Stellglied 25 oder 24 in Verbindung stehen, kann aber auch in anderer Weise gesteuert werden.

Bei einer anderen Ausgestaltung kann ein kleiner ölstrom, zum Beispiel von einer Speisepumpe, angestaut

bo werden und mit diesem Staudruck gegen eine Federkraft die Hydromotoren 6 und 7 in Stellung größter Ausschwenkung gehalten werden. Über die Pedale des Fahrzeuges wird ein Druckventil gesteuert derart, daß in Abhängigkeit von der Pedalausschwenkung und nach Erreichen der der maximalen Pumpenförderlage zugeordneten Pedalstellung der Druck durch das Druckbegrenzungsventil verringert wird und somit durch die Gegenkraft der Feder die Hydromotoren auf geringere

Ausschwenkung verstellt werden.

Wird zürn Steuern des Stellmotors des Hydromotors der Staudruck vor einer Drosselstelle in dem von einer Hilfspumpe mit konstanter Verdrängung pro Umdrehung geförderten ölstrom benutzt, so steigt dieser Staudruck und damit die Getriebeübersetzung, sobald die Drehzahl der die Hilfspumpe treibenden Brennkraftmaschine steigt. Wird also beispielsweise durch eine willkürliche Betätigung die Brennkraftmaschine auf höhere Drehzahl und damit höhere Leistungsabgabe eingestellt, so wird gleichzeitig das Getriebe auf Übersetzung auf höhere Abtriebsdrehzahl eingestellt. Sinkt die Drehzahl der Brennkraftmaschine infolge von Überlastung derselben, so wird das Getriebe auf kleinere Übersetzung verstellt und entlastet damit die Brennkraftmaschin ne. Die Einstellung der Getriebepumpe bleibt gemäß der Erfindung davon unberührt. Zweckmäßigerweise wird die Verstellpumpe durch ein Pedal oder durch Pedale und bzw. oder Handhebel, die der Fahrer willkürlich betätigt, eingestellt. Die von einer weiteren Betriebsgröße abhängige Steuerung des Hydromotors kann mittels eines Gestänges verstellt werden, das mit diesen Pedalen oder diesem Pedal oder Handhebel oder dem mit diesem verbundenen Gestänge in Wirkverbindung steht, wobei in der Wirkverbindung ein Spiel vorgesehen sein kann derart, daß auf dem von der Stillstandlage aus ersten Teil des Verstellweges des Gestänges nur die Pumpe mitgenommen wird, auf dem weiteren Weg die Pumpe nicht mehr weiterverstellt wird, sondern nur die Steuerung für den Hydromotor einge- jo schaltet wird, die von dem Druck im Getriebe und bzw. vorzugsweise oder insbesondere von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig sein kann. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Stellelement — dies kann zum Beispiel im Falle einer Steuerdrucksteuerung ein Ventil sein, durch das die Steuerung für den Hydromotor eingeschaltet wird bzw. die Führungsgröße für die Verstellung des Hydromotors vorgegeben wird — räumlich in unmittelbarer Nähe der Verstellorgane der Pumpe, vorzugsweise unmittelbar an dieser. vorgesehen. Das ermöglicht eine sehr einfache Ausgestaltung der Stelleinrichtung. Ist die Pumpe in beiden Richtungen aus der Nullförderlage verschwenkbar, so muß also die Betätigung für die Pumpe in beiden Richtungen aus der dem Stillstand zugeordneten Lage verstellt werden können, wobei dann, wenn nicht für eine Fahrtrichtung (etwa die Rückwärtsfahrt) andere Bedingungen vorgesehen sein sollen wie für die andere Fahrtrichtung, bei Verstellung der Pumpe in beiden Richtungen dann, wenn die Pumpe ihre größtmögüche Ausschwenklage erreicht hat, die Steuerung für den Hydromotor eingeschaltet werden. Zu diesem Zweck kann mit der Pumpenversteüung ein zweiarmiger Hebel verbunden sein, dessen beiden Armen je ein Anschlag gegenüber liegt, wobei der Anschlag wirksam wird, wenn die Pumpe ihre größtmögüche Verstellung erreicht hat und der Anschlag jeweils im gleichen Sinne die Steuerung für den Hydromotor einschaltet. Dadurch, daß die Eingangssteuersignalteile für die Steuerung des Hydromotors in unmittelbarer Nähe der Betätigungs- oder Verstellorgane der Pumpe angeordnet werden, können Gestänge zwischen den Einstellorganen von Pumpe und Motor vermieden werden, in denen Einstellfehler auftreten können. Vielmehr ist durch die räumliche Nähe ein sehr gutes und einfaches Justieren der Einstellung derart daß unmittelbar nach Beendigung des Weges der Pumpe das Aussteuern des Hydromotors beginnt, möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung mit einem willkürlich verstellbaren Stellglied für ein eine einstellbare Pumpe und einen einstellbaren Hydromotor aufweisendes hydrostatisches Getriebe, wobei eine eine direkte Proportionalität zwischen Einstellage des Stellgliedes und Einstellage der Pumpe bewirkende Wirkyerbmdung zwischen Stellglied und Pumpe besteht und wobei der Hydromotor mit einer von dem Druck vor einer eine Drosselwirkung ausübenden Einrichtung beaufschlagten, erst dann, wenn die Pumpe ihre Maximalausschwenklage erreicht hat, eine Verschwenkung aus der Maximalhublage in Richtung kleineres Hubvolumen bewirkenden Stelleinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (25) nur die Einstellage der Pumpe (1) direkt bestimmt und der Stelleinrichtung des Hydromotors, wie an sich bekannt, eine konstante oöw willkürlich einstellbare Drosselstelle (23) derart zugeordnet ist, daß der vor dieser Drosselstelle (23) angestaute Druck die Einstellage des Hydromotors (6,7) bestimmt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder der Stelleinrichtung (17,22) des Hydromotors (6,7) an eine Leitung zwischen einer von der Eingangswelle der Pumpe (1) angetriebenen Konstanthilfspumpe und der Drosselstelle angeschlossen ist, wobei diese verengt oder in die Leitung eingeschaltet oder eine die Drosselstelle umgehende Leitung abgeschaltet wird, wenn die Pumpe (1) ihie Lagr größten Hubvolumens pro Umdrehung erreicht hat.

3. Steuereinrichtung nach Απί-ruch I oder vorzugsweise Anspruch 2 mit einer einstellbaren Drosseisteile, die zu verengen beginne, wenn die Pumpe (1) ihre Lage größten Hubvolumens pro Umdrehung erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (27) der Drosselstelle (23) in einer derartigen Wirkverbindung mit dem Stellglied (25) steht, daß bei weiterer Betätigung des Stellgliedes (25) über die dem größten Hubvolumen der Pumpe zugeordneten Lage hinaus in Richtung auf Verstellung auf größere Abtriebsdrehzahl das Stellglied (25) die Pumpe (1) unbeeinflußt läßt und nur die Drosselstelle (23) zunehmend enger stellt.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung des Hydromotors an eine Leitung angeschlossen ist, in der ein steuerbares Ventil und eine den Strom in dieser Leitung begrenzende Drosselstelle angeordnet sind, wobei die Steuereinrichtung des Ventiles derart mit der Stelleinrichtung der Pumpe verbunden ist, daß das Ventil bei Erreichen der größten Ausschwenklage der Pumpe die zu der Stelleinrichtung des Hydromotors führende Leitung mit einer Druckmittelquelle verbindet und bei Rückschwenken der Pumpe bei einer Einstellage der Pumpe auf kleineres als maximales Hubvolumen die zur Stelleinrichtung führende Leitung mit einer Abfliißleitung verbindet.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche für ein hydrostatisches Getriebe, das von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieliglied des Leistungsregelorgans der Brennkraftmaschine mit dem Stellglied (25) des hydrostatischen Gciriebcs in Wirkverbindung steht.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 4 für ein hydrostatisches Getriebe, dessen Pumpe von einem Elektronebenschlußmotor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied des hydrostatischen Getriebes mit einer im Bereich der Einsteilagen des Stellgliedes für höhere Abtriebsdrehzahl das Feld des Nebenschlußmotors schwächenden elektrischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht