DE2829368C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein hydrostati­ sches Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 31 19 414 ist bereits ein Steuersystem bekannt um ein Getriebe in einen hohen und einen niedrigen Gang zu schalten, und zwar unter Verwendung unterschiedlicher Druck­ niveaus, um so die gewünschte Schalthysterese zu erreichen. Für das Schalten in den hohen Gang wird somit ein Druckniveau vorgesehen, welches sich von dem für das Schalten in den nie­ drigen Gang unterscheidet. Die hierbei vorgesehenen Ventilmit­ tel sind verhältnismäßig kompliziert. Es ist ein Paar von Ven­ tilgliedern vorgesehen, die synchron und/oder unabhängig von­ einander bewegt werden. Ein gesondertes Ventil dient zur Steu­ erung der Bewegung dieser Ventilglieder infolge der im System auftretenden Druckdifferenzen. Zudem sind bei dem bekannten Ventil verhältnismäßig viele Anschlüsse erforderlich. Die DE-OS 15 28 473 beschreibt eine Verstelleinrichtung für einen verstellbaren hydrostatischen Motor eines aus einer vorzugs­ weise ebenfalls verstellbaren hydrostatischen Pumpe und minde­ stens einem Hydromotor bestehenden hydrostatischen Getriebe. Weiterhin ist der US-PS 34 11 297 ein hydrostatisches Getriebe zu entnehmen, welches eine Pumpe mit veränderbarer Verdrängung und einen Motor mit veränderbarer Verdrängung verwendet, wobei ein Ventil zu Verminderung der Verdrängung des Motors vorgese­ hen ist, nachdem die Pumpe maximale Verdrängung erreicht hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Steuersystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art der­ art auszubilden, daß sich eine erhöhte Einfachheit des Aufbaus sowie verminderte Kosten ergeben und Pendelschaltungen trotz­ dem sicher vermieden werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen vor. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem An­ spruch 2.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuersystems, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuer­ systems.

Fig. 1 zeigt zur Erläuterung der allgemeinen Funktionsweise der in Fig. 2 gezeigten Erfindung ein Steuersystem 10 für eine Strömungsmittelantriebs­ anordnung, wie beispielsweise ein hydrostatischen Getriebe 11. Das Steuersystem 10 besitzt ein Paar von eine veränderbare Ver­ drängung aufweisenden Pumpen 12 und ein paar eine veränderbare Verdrängung aufweisenden Zweigeschwindigkeitsmotoren 13. Jede der Pumpen ist mit einem der Motore durch einen Strömungsmittel­ kreis 14 einschließlich eines Paars von Leitungen 16, 17 ver­ bunden. Jede der Pumpen 12 besitzt Betätigungsmittel 18 verbunden mit Pumpensteuermitteln 19 zur Steuerung der Verdrängung der Pumpen. Jeder der Motoren 13 besitzt eine Betätigungsvorrichtung 21 zur Steuerung der Verdrängung des Motors. Die Betätigungsvor­ richtung 21 ist zwischen einer ersten Position und einer zwei­ ten Position bewegbar, wobei in der ersten Position die Verdrän­ gung des Motors auf einen vorgewählten Maximalwert eingestellt ist, während in der zweiten Position die Verdrängung des Motors auf einen vorgewählten Minimalwert eingestellt ist. Wenn sich der Motor 13 in der Position maximaler Verdrängung befindet, so wird er mit geringer Drehzahl oder Geschwindigkeit betrieben, wohingegen der Motor in seinem Zustand minimaler Verdrängung mit einer hohen Drehzahl oder Geschwindigkeit arbeitet.

Eine Strömungsmitteldruckquelle, wie beispielsweise eine Pumpe 22, saugt Strömungsmittel von einem Tank an und liefert es über eine Leitung 23 an die Pumpensteuermittel 19, die den Druck in der Leitung 23 auf einem ersten vorgewählten Druckniveau halten, beispielsweise auf annähernd 24,2 bar (350 psi). Die Pumpe 22 ist unabhängig von den Pumpen 12.

Ventilmittel 26 weisen einen mehrere Teile besitzenden Körper 27 mit einer darinnen vorgesehenen Bohrung 28 auf. Erste Durchlaß­ mittel 29 verbinden die Bohrung 28 mit der Leitung 23, und zweite Durchlaßmittel 31 verbinden die Bohrung 28 mit der Be­ tätigungsvorrichtung 21. Die ersten Durchlaßmittel 29 können einen Ring 32, eine Öffnung 33 und die Leitung 23 umfassen. Die zweiten Durchlaßmittel 31 können eine Öffnung 34, eine Leitung 36 und eine Zumeßöffnung oder Drossel 37 positioniert in der Leitung 36 sowie Mittel 38 positioniert in der Leitung 36 zur Teilung des Strömungsmittelflusses im wesentlichen gleichmäßig zwischen den Betätigungsvorrichtungen 21 der Motoren 13 aufwei­ sen.

Ein Ventilglied 39 ist gleitend in der Bohrung 28 positioniert und besitzt eine Ringnut 41 angeordnet zwischen den ersten und zweiten Endteilen 42, 43. Eine Kammer 44 ist im Körper an einem ersten Endteil 42 des Ventilglieds 39 ausgebildet und ist mit dem Ringraum 32 der ersten Durchlaßmittel 29 verbunden, und zwar über dritte Durchlaßmittel 46, die Öffnungen 47, 48 und eine Verbindungsleitung 49 aufweisen. Vorzugsweise werden die dritten Durchlaßmittel 46 durch geeignete Durchlässe inner­ halb des Körpers gebildet.

Das Ventilglied 39 ist zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar. In der ersten Position ist der Ringraum 32 der ersten Durchlaßmittel 29 von einer Verbindung mit der Öffnung 34 der zweiten Durchlaßmittel 31 blockiert und die Öffnung 34 steht in Verbindung mit einer Ablaßöffnung 51 über die Ringnut 41. In der zweiten Position ist die Öffnung 33 der ersten Durchlaß­ mittel 29 in Verbindung mit der Öffnung 34 der zweiten Durchlaß­ mittel 31 über die Ringnut 41 und Öffnung 34 ist von der Verbin­ dung mit der Ablaßöffnung 51 blockiert.

Eine Bohrung 52 im ersten Endteil 42 des Ventilglieds 39 nimmt gleitend einen Körper 53 auf, der an seinem Innenende eine Kam­ mer 54 bildet. Ein Durchlaß 56 im Ventilglied verbindet die Kam­ mer 54 mit der Ringnut 41. Ein Stift 57 er­ streckt sich durch eine Öffnung im Körper 53. Eine Scheibe 58 ist in geeigneter Weise am Körper befestigt und in der Bahn des ersten Endteils 42 des Ventilglieds 39 positioniert, und zwar zum Stoppen der Bewegung desselben in der ersten Position, und es ist ferner in der Bahn des Stifts 57 positioniert, um die Bewegung des Körpers 53 dann zu stoppen, wenn das Ventilglied 39 in die zweite Position bewegt wird.

Mittel 59 sind mit dem Ventilglied 39 verbunden, um automatisch das Ventilglied in die erste Position zu bewegen, und zwar in­ folge des Strömungsmitteldrucks in einer der Leitungen 16, 17 beim Übersteigen eines zweiten vorgewählten Druckniveaus. Die Mittel 59 können Kolbenmittel 61 sein, die einen Kolben 62 gleitend positioniert innerhalb einer Kammer 83 aufweisen, und wobei ein Ende an einem zweiten Teil 43 des Ventilglieds 39 an­ schlägt. Die Kammer 63 ist mit einem Kugeldruckmelder oder Resolver 64 (vgl. Fig. 1) verbunden, wobei der Druckmelder 84 seinerseits mit einem Paar von Wechsel- oder Resolver­ ventilen 66 in Verbindung steht. Jedes dieser Ventile 66 ist zwischen entsprechenden Paaren von Leitungen 16, 17 in einer Weise angeordnet, daß der höchste Druck in irgendeiner der Leitungen zur Kammer 63 übertragen wird.

Eine Feder 67 ist am zweiten Endteil 43 angeordnet, um das Ven­ tilglied 39 in seine erste Position zu drücken.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ventilmittel 26′′′, und zwar mit einer Feder 74 angeordnet innerhalb der Kammer 44′′′, um das Ventilglied 39′′′ in die zweite Position zu drücken. Ein Durchlaß 56′′′ verbindet die Ringnut 41′′′ direkt mit Kammer 44′′′.

Wenn beim Betrieb des Systems 10 gemäß Fig. 1 kein Strömungsmitteldruck in Leitung 23 vorhanden ist, wie beispiels­ weise dann, wenn die Pumpe 22 nicht angetrieben wird, so spannt die Feder 67 das Ventilglied 39 in die erste gezeigte Position vor. Wenn die Pumpe 22 angetrieben wird, wie beispielsweise dann, wenn der Fahrzeugmotor gestartet wird und sich Strömungsmittel­ druck in Leitung 23 auf das erste vorgewählte Druckniveau auf­ baut, so fließt Strömungsmittel durch Öffnung 33, Ringraum 32, Öffnung 47, Leitung 49, Öffnung 48 und in Kammer 44. Da beim Starten des Motors kein Strömungsmitteldruck in den Leitungen 16, 17 vorhanden ist und somit kein Strömungsmitteldruck in Kammer 63 sich befindet, überwindet der Strömungsmitteldruck in Kammer 44, der gegen das Ende des Ventilglieds 39 wirkt, die Vorspannung der Feder 67 und bewegt das Ventilglied nach links in die zweite Position. Diese das Ventilglied 39 in die zwei­ te Position drückende Kraft wird kontinuierlich, während die Pumpe 22 läuft, angelegt. In dieser Position des Ventilglieds 39 wird Strömungsmittel an die Betätigungsvorrichtung 21 der Motoren 13 geliefert,um die Motoren in ihre zweite Position zu bewegen. Gleichfalls fließt in dieser Position des Ventilglieds 39 Strömungsmittel durch Durchlaß 56 in die Kammer 54, wodurch eine zusätzliche Kraft hinzugefügt wird, die das Ventilglied in die zweite Position drückt.

Wenn der Strömungsmitteldruck in irgendeiner der Leitungen 16, 17 ein zweites vorgewähltes Druckniveau, beispielsweise an­ nähernd 276 bar (4000 psi), übersteigt, so reicht der auf den Kolben 62 wirkende Strömungsmitteldruck in der Kammer 63 aus, um die auf das Ventilglied 39 durch den Strömungsmitteldruck in den Kam­ mern 44, 54 ausgeübte Kraft zu überwinden und bewegt das Ven­ tilglied 39 nach rechts in die erste Position. In dieser Po­ sition ist die Verbindung zwischen Öffnungen 33, 34 blockiert und Öffnung 34 ist mit der Abflußöffnung 51 verbunden, was zur Folge hat, daß die Betätigungsmittel 21 in ihre zweite Position bewegt werden, wo die Verdrängung der Motoren sich auf dem Maximum befindet, um so die langsame Drehzahl zu erhalten.

In der ersten Position des Ventilglieds 39 wird die Kammer 54 ebenfalls zur Ablaßöffnung 51 abgelassen, wodurch ein Teil der Vorspannkraft, die das Ventilglied zur zweiten Position hin­ drückt, entfernt wird. Auf diese Weise wird das Ventilglied in der ersten Position gehalten, bis der höchste Strömungsmit­ teldruck in den Leitungen 16, 17 auf unterhalb ein drittes vorgewähltes Druckniveau von beispielsweis 145 bar (2100 psi) abnimmt. Wenn sich der Strömungsmitteldruck in der Leitung und somit in der Kammer 63 unterhalb des dritten vorgewählten Druckniveaus befindet, so reicht die Kraft des Strömungsmitteldrucks in der Kammer 44, die auf das Ende des Ventilglieds 39 einwirkt, aus, um das Ventilglied 39 zurück in die zweite Position zu be­ wegen.

Beim Betrieb des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 wird das Ven­ tilglied 39′′′ normalerweise in die zweite gezeigte Position durch die Feder 74 vorgespannt. Somit befindet sich beim Star­ ten das Ventilglied 39′′′ bereits in der zweiten Position. In der zweiten Position des Ventilglieds 39′′′läuft unter Druck stehendes Strömungsmittel von Leitung 23 durch den Durchlaß 56′′′ in die Kammer 44′′′, wodurch eine Hinzuaddierung zu der Kraft erfolgt, die das Ventilglied 39′′′ in die linke oder zweite Po­ sition drückt.

Wenn der Strömungsmitteldruck in irgendeiner der Leitungen 16, 17 das zweite vorgewählte Druckniveau übersteigt, so wird das Ven­ tilglied 39′′′ automatisch in die erste Position verschoben. In dieser ersten Position des Ventilglieds ist die Verbindung zwischen dem Ringraum 32′′′ und dem Durchlaß 56′′′ blockiert und die Kammer 44′′′ wird zur Ablaßöffnung 51′′′ abgelassen. Somit wird die Kraft des Kolbens 62′′′ am Ventilglied das Ven­ tilglied in der ersten Position halten, bis der höchste Strö­ mungsmitteldruck in den Leitungen 16, 17 auf das dritte vorge­ wählte Druckniveau abnimmt. Wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 63′′′ unterhalb des dritten vorgewählten Druckniveaus liegt, so reicht die Kraft der Feder 74 aus, um die Kraft des Kolbens zu überwinden und bewegt das Ventilglied zurück zu des­ sen zweiter Position.

Claims (2)

1. Steuersystem für ein hydrostatisches Getriebe mit einer Pumpe (12) und einem durch einen Strömungsmittel­ kreis (14) verbundenen eine variable Verdrängung besitzenden Zweigeschwindigkeitsmotor (13) mit Betätigungsmitteln (21) zur Steuerung der Verdrängung des Motors (13), wobei die Betäti­ gungsmittel (21) zwischen einer ersten und einer zweiten Posi­ tion bewegbar sind und in der ersten Position die Verdrängung des Motors (13) sich auf einem vorgewählten Maximalwert befin­ det, während sich in der zweiten Position die Verdrängung des Motors (13) auf einem vorgewählten Minimalwert befindet; mit einer Strömungsmittelquelle (22) auf einem ersten vorge­ wählten Druckniveau, und mit Ventilmitteln (26′′′), die mit der Strömungsmittelquelle (22) und mit den Betätigungsmitteln (21) zur Steuerung des Strömungsmittelflusses dazwischen ver­ bunden sind, wobei die Ventilmittel (26′′′) ein zwischen einer ersten und zweiten Position bewegliches Ventilglied (39′′′) aufweisen, und in der ersten Position die Strömungsmittelquel­ le gegenüber einer Verbindung mit den Betätigungsmitteln (21) gesperrt ist und in der zweiten Position die Strömungsmittel­ quelle (22) mit den Betätigungsmitteln (21) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß folgendes vorgesehen ist: erste Mittel (61′′′) zur Bewegung des Ventilgliedes (39′′′) in die erste Position infolge des ein vorgewähltes Niveau über­ steigenden Strömungsmitteldrucks im Strömungsmittelkreis (14), eine erste Kammer (44′′′) an einem Ende des Ventilgliedes (39′′′), eine Ringnut (41′′′) im Ventilgied (39′′′), einen Durchlaß (56′′′) im Ventilglied (39′′′) zur Verbindung der Ringnut (41′′′) mit der ersten Kammer (44′′′), eine in der ersten Kammer (44′′′) angeordnete Feder (74), welche das Ven­ tilglied ständig in die zweite Position drückt, wobei die Ringnut (41′′′) an einer Stelle angeordnet ist, die ausreicht für die Verbindung der Strömungsmittelquelle mit dem Durchlaß (56′′′) und den Betätigungsmitteln (21) in der zweiten Posi­ tion des Ventilgliedes (39′′′) und zur Verbindung des Durch­ lasses (56′′′) und der Betätigungsmittel (21) mit Ablaufmit­ teln (51′′′) in der ersten Position des Ventilglieds (39′′′), wodurch eine Kraft an das Ventilglied (39′′′) in einer Rich­ tung angelegt wird, die das Ventilglied (39′′′) zur zweiten Position dann drückt, wenn sich das Ventilglied (39′′′) in der zweiten Position befindet.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel (61′′′) einen Kolben (62′′′) und eine erste Kammer (63′′′) aufweisen, welch letztere mit dem Strömungsmit­ telkreis (14) verbunden ist, und wobei der Kolben (62′′′) der­ art positioniert ist, daß die Bewegung des Ventilglieds (39′′′) zur ersten Position hin hervorgerufen wird.