DE2827810A1

DE2827810A1 - Automotive steuerung fuer einen hydrostatischen fahrantrieb

Info

Publication number: DE2827810A1
Application number: DE19782827810
Authority: DE
Inventors: Hamma Karlmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR2429359B1; US4216656A; FR2429359A1; DE2827810C2; GB2027854B; GB2027854A

Description

Die Erfindung betrifft eine automotive Steuerung für einen hydrostatischen Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, wie er beispielsweise durch "Bruening Hydraulik GmbH, Technischer Bericht 1/73, "Hydrostatische Antriebe", gegeben ist. Im Zusammenwirken mit dem Verstellorgan der Hydropumpe ermöglicht eine Regeleinrichtung den Förderstrom der Hydropumpe, in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck, derart selbständig zu verändern, daß der Steuerdruck und damit der Förderstrom der Hydropumpe bei steigendem Arbeitsdruck verringert wird. Dies wird durch eine Verstelldrossel bewirkt, die der Steuerpumpe nachgeordnet und mit dem Arbeitsdruck der Hydropumpe beaufschlagbar ist. Die Regeleinrichtung verhindert also, daß eine bestimmte Antriebsleistung überschritten wird. Dies bedingt jedoch den Nachteil, daß eine entsprechende Drückung der Antriebsmaschinendrehzahl erreicht werden muß. Darüber hinaus ergibt die Modifizierung des Steuerdruckes durch die Verstelldrossel den Nachteil, daß das zur Verfügung stehende Moment des Verbrennungsmotors nicht mehr voll genutzt wird.

Es ist auch eine Regeleinrichtung nach der Veröffentlichung "ZF-Steuerung und -Regelung für hydrostatische Antriebe, F 11/6 ZFF 77304" bekannt. Hierbei wird durch eine

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dem Arbeitsdruck proportionale Kolbenkraft die Wirkung des Steuerdruckes auf den Verstellkolben der Regeleinrichtung reduziert, verbunden mit einer entsprechenden Drückung der Antriebsmaschinendrehzahl. Dies ergibt den paradoxen Zustand, daß bei mittleren Betriebsdrücken die Motordrückung ein Maximum ist, im Festbremspunkt, z. B. beim Fahren gegen eine Wand, mit höchsten Arbeitsdrücken sich die Antriebsmaschine jedoch wieder erholt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Steuerdruckverlauf in Abhängigkeit von der Last so zu verändern, daß die Antriebsmaschine keine Drückung mehr erfährt und das zur Verfügung stehende Drehmoment optimal genutzt wird.

Die Aufgabe'wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des hydrostatischen Antriebes mit einer Regeleinrichtung in der Ausgangs s tellung,

Fig. 2-3 die Regeleinrichtung nach Fig. 1 in einer Zwischen- und Endstellung,

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Fig. 4 Kennlinien der durch die Regeleinrichtung veränderbaren Größen.

In Fig. 1 ist eine Steuerpumpe 1 drehzahlfest mit einer bezüglich der Fördermenge und Förderrichtung veränderbaren Verstellpumpe 2 verbunden. Der Antrieb der Verstellpumpe und der Steuerpumpe 1 erfolgt über eine Welle 3 von einer Antriebsmaschine 4. Die Steuerpumpe 1 speist über zwei Rückschlagventile 5 und 6, je nach Drehrichtung der Verstellpumpe, Pumpmedium aus einem Tank 10 in den jeweils Niederdruck führenden Teil zweier hydraulischer Arbeitsdruckleitungen 7 und 8 ein, die die Verstellpumpe 2 mit einem Konstantmotor 9 verbinden. Der Stellmotor 11 zum Regeln der Verstellpumpe 2 ist über Leitungen 12 und 13 mit einem 4/3-Umsteuerventil 15 verbunden, von dem Leitungen 16 und 17 zu der Steuerpumpe 1 bzw. zu dem Tank 10 führen. Die von der Steuerpumpe 1 zu dem 4/3-Umsteuerventil 15 führende Leitung 16 ist über einen abzweigenden Leitungsabschnitt 18 mit einem Druckbegrenzungsventil 20 und über einen abzweigenden Leitungsabschnitt 19 mit einer Regeleinrichtung 21 verbunden. Der Ausgang des Druckbegrenzungsventils 20 führt zum Tank 10. Zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen 7 und ist eine Leitung 22 mit zwei Rückschlagventilen 23 und 24 vorgesehen, wobei von einem Abzweigpunkt 25 zwischen den beiden Rückschlagventilen 23 und 24 eine Leitung 26 zur Regeleinrichtung 21 führt. Die Rückschlagventile 23 und 24 sind

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so angeordnet, daß die Regeleinrichtung 21 über die Leitung 26 mit dem Arbeitsdruck des jeweils Hochdruck führenden Teils der Arbeitsdruckleitungen 7 oder 8 beaufschlagt wird.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Regeleinrichtung 21 besteht aus einem in einem Gehäuse 31 gegen eine Feder 34 axial verschiebbaren Regelkolben 32, dessen eine Stirnseite gegenüber der Feder 34 über einen Anschluß 33 von der Leitung 26 her mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt wird. Im Bereich der Feder 34 weist der Regelkolben 32 einen erweiterten Durchmesser 36 und das Gehäuse 31 einen erweiterten Innendurchmesser 37 auf, so daß der Regelkolben 32 in seiner Ausgangsstellung durch die Kraft der Feder 34 mit seiner Schulter 38 an einer Anschlagfläche 39 des Gehäuses 31 anliegt. Mit einer Verstelleinrichtung 40 kann der Druck der Feder auf den Regelkolben 32 verändert werden. Im Gehäuse 31 ist eine Gehäusenut 41 mit darauffolgendem Anschluß 42 vorgesehen, von dem aus über den Leitungsabschnitt 19 und die Leitung 16 eine Verbindung mit der Steuerpumpe 1 hergestellt ist. Im Bereich der Gehäusenut 41 weist der Regelkolben 32 eine Drosselkerbe 45 in Form einer Kolbennut auf, die bis an die Schulter 38 reicht.

Von einem Federraum 46, der durch eine Längsbohrung im Gehäuse 31 mit dem Innendurchmesser 37 gebildet wird, erfolgt über einen Anschluß 47 und eine Rücklaufleitung 48 eine VerAkte 5503

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bindung zu dem Tank 10. Bei entsprechender Stellung des Regelkolbens 32 ist somit von der Steuerpumpe 1 über den Anschluß 42 und die Drosselkerbe 45 eine Verbindung zum Federraum 46 und damit zum Tank 10 hergestellt. Dabei bildet die Drosselkerbe 45 mit der Anschlagfläche 39 die Steuerkante A und mit der Gehäusenut 41 die Steuerkante B.

Nachfolgend wird die Punktion der Regeleinrichtung 21 erläutert.

Bei entsprechend niedrigem Arbeitsdruck, mit dem die Stirnseite 35 des Regelkolbens 32 beaufschlagt wird, verharrt der Regelkolben in seiner, in Fig. 1 gezeigten Neutralstellung, d. H. die Feder 34 preßt den Regelkolben mit seiner Schulter 38 an die Anschlagfläche 39, so daß keine Verbindung von der Steuerpumpe 1 zum Federraum und damit zum Tank 10 besteht. Die Steuerkante A ist geschlossen.

Erhöht sich der Arbeitsdruck, so wird der Regelkolben 32 gegen die Feder 34 verstellt, so daß von der Steuerpumpe gefordertes Pumpmedium über den Anschluß 42, die Drosselkerbe und damit über den Anschluß 47 in den Tank 10 strömt (Fig. 2). Bei mittlerem Arbeitsdruck ist die Steuerkante A soweit geöffnet bzw. die Steuerkante B nur soweit geschlossen, daß über die Drosselkerbe 45 ein maximaler Drosselquerschnitt zur Verfügung steht.-Der Steuerdruck wird also stark abgesenkt.

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Bei hohem Arbeitsdruck (Fig. 3) wird der Regelkolben 32 so weit gegen die Feder 34 verschoben, daß die Steuerkante B ganz, oder wenn die Regelcharakteristik dies erfordert, fast ganz schließt, so daß nur ein kleiner Drossel- oder Durchflußquerschnitt mit entsprechender Steuerdruckreduzierung entsteht.

Aus Fig. 4 geht die über die Regeleinrichtung erfolgte Modifikation des Steuerdruckverlaufes P_g. hervor. Dabei ist der Arbeitsdruck mit P₂., die Regelfederkraft mit P_, das Fördervolumen der Verstellpumpe mit V und die Antriebsmaschinendrehzahl mit n_A bezeichnet.

An der Stelle I mit niedrigem Arbeitsdruck und an der Stelle III mit hohem Arbeitsdruck ist die Steuerkante A bzw. B geschlossen, eine Steuerdruckreduzierung findet nicht statt. Bei mittleren Arbeitsdrücken an der Stelle II bei maximalem Drosselquerschnitt gemäß der Stellung des Regelkolbens 32 in Fig. 2 wird der Steuerdruck P_G stark abgesenkt.

Eine Motordrückung nach der Kurve n„ entfällt nach dem

la

erfindungsgemäßen Vorschlag bei Erhalt konstanter Momentaufnahme der Verstellpumpe 2 gemäß der Kurve Md.

16.O6.1978
T-PA fl-hg

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Leerseite

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Automotive Steuerung für einen hydrostatischen Fahrantrieb

Patentansprüche

' \J Automotive Steuerung für einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einem hydraulischen Steuerkreis, bestehend aus einer Steuerpumpe, die drehfest mit einer Antriebsmaschine verbunden ist, einem Umsteuerventil, einem Stellmotor zum Regeln einer Verstellpumpe und einer Regeleinrichtung, die in einem zu der Leitung zwischen der Steuerpumpe und dem Umschaltventil liegenden Bypass, der zu einem Tank führt, angeordnet ist, wobei die Regeleinrichtung einen mit Arbeitsdruck beaufschlagbaren und dadurch gegen eine Feder bewegbaren Regelkolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (32) eine Drosselkerbe (45) aufweist, wobei der Regelkolben (32) in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck so gegen die Feder (34) verschoben wird, daß

bei niedrigen Arbeitsdrücken die Steuerkante (A) geschlossen,

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ORIGINAL INSPECTED

bei mittleren Arbeitsdrücken die Steuerkante (A) und (B) maximal geöffnet und bei hohen Arbeitsdrücken die Steuerkante (B) geschlossen ist.

2. Automotive Steuerung für einen hydrostatischen Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Drosselkerbe (45) vorzugsweise so ausgeformt ist, daß die dadurch bewirkte Reduzierung des Steuerdrucks (P_st) eine konstante Momentaufnahme (Md) sicherstellt.

16.06.1978 T-PA/fl-hg

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