DE2920063A1

DE2920063A1 - Auxiliary hydrostatic drive for agricultural tractor - limits speed-dependent pump flow via pressure difference generator

Info

Publication number: DE2920063A1
Application number: DE19792920063
Authority: DE
Inventors: Satyanarayana Dipl Ing Pamidi
Original assignee: Xaver Fendt and Co
Current assignee: Xaver Fendt and Co
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1980-11-20

Abstract

The drive has a hydrostatic pump (2) driven by the main drive and coupled to hydrostatic motors (3, 4) associated with each of the wheels driven via the auxiliary drive. The flow through the pump (2) is varied in dependence on the tractor speed with the flow limited so as to remain below a threshold value via a press difference generator. This is controlled in dependence on a speed proportional signal via a magnet pressure and inserted in the pressure circuit between the pump (2) and the motors (3, 4) with the pressure chamber of the setting motor (14) for the pump coupled to the pressure circuit behind the pressure difference generator.

Description

Hydrostatischer Zusatzantrieb für Zugmaschinen Hydrostatic auxiliary drive for tractors

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Zusatzantrieb nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a hydrostatic auxiliary drive according to the preamble of the main claim.

Ein derartger hydrostatischer Zusatzantrieb für Schlepper ist durch die DE-AS 1 804 779 bekannt geworden. Die dort eingesetzte Pumpe zur Beaufschlagung der hydrostatischen Motoren.ist ! da auch noch die übrigen hydraulischen Werbraucher des Schleppers mit Ö1 beliefert werden müssen, eine sog.Such a hydrostatic auxiliary drive for tractors is through the DE-AS 1 804 779 became known. The pump used there for loading of hydrostatic motors. is! there are also the other hydraulic advertising smokers of the tractor must be supplied with oil, a so-called.

Konstantdruckpumpe, die so gesteuert wird, daß unabhangig vom jeweiligen Druckinittelverbrauch der Druck im angeschlossenen -Hydraulikkreis konstant bleibt. Wenn ein mit einer derartigen Pumpe ausgerüsteter Schlepper durch die Anbringung relativ schwerer Arbeitsgeräte am Heck an der Worderachse entlastet wird, oder relativ schlQfriges Gelände befährt, kommt es immer wieder vor, daß sich die Worderräder durchzudrehen beginnen. Da sich die Fördermenge der Pumpe innerhalb der konstruktiv vorgegebenen Grenzen zur Aufrechterhaltung des Systemdruckes entsprechend der Drehzahl der Vorderräder automatisch erhöht, kann dieses Durchdrehen der Räder sich sehr rasch so stark vergrößern, daß der Boden bzw. die Grasnarbe durch die Reifen beschädigt wird.Constant pressure pump, which is controlled so that regardless of the respective Pressure medium consumption the pressure in the connected hydraulic circuit remains constant. If a tractor equipped with such a pump by the attachment Relatively heavy equipment at the rear on the front axle is relieved, or relatively When driving on drowsy terrain, it happens again and again that the front wheels move start going crazy. Since the delivery rate of the pump is within the constructive specified limits to maintain the system pressure according to the speed If the front wheels increase automatically, this wheelspin can become very high quickly increase so much that the soil or the sward is damaged by the tires will.

Aufgabe der Erfindung ist es einen hydrostatischen Zusatzantrieb der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei uelchem ein derartiges unkontrolliertes qurchdrehen der durch den Zusatzantrieb angetriebenen Räder unmöglich ist.The object of the invention is a hydrostatic auxiliary drive To create the type described at the beginning, at uelchem such a thing uncontrolled spinning of the wheels driven by the auxiliary drive is impossible is.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Zeichnung hervor.Further advantageous details and features of the invention go from the remaining claims and the following description based on a drawing emerged.

Der in der Zeichnung gezeigte hydrostatische Zusatzantrieb für einen Schlepper weist eine aus einem Druckmittelbehälter 1 gespeiste hydrostatische Pumpe 2 auf, die zwei mit den vorderen gelenkten Rädern des Schleppers in Verbindung stehende hydrostatische Motoren 3,4 mit Druckmittel versorgt. In die die hydrostatische Pumpe 2 mit den hydrostatischen Motoren 3 und 4 verbindenden Druckmittelleitungen 5,6,7 und 8 sind zwei elektromagnetisch betätigte Steuerventile 9 und 10 angeordnet,wobei durch das Steuerventil 9 je nach dessen Schalt stellung der Zusatzantrieh ein- und ausschalthar sowie die Fahrtrichtung des Fahrzeuges wählha ist, während mit dem Steuerventil 10 je nach dessen Schaltstellung eine höhere Zugkraft oder eine höhere Fahrgeschwin digkeit an den vorderen Rädern erielt werden kann. Hinter dem Steuerventil 9 ist zwischen den beiden Druckmittelleitungen 5 und 6 ein Wechselventil 11 angeordnet, dessen Ausgangsleitung 12 mit dem Schaltzylinder eines 3/2 Wegeventils 13 verbunden ist. In der gezeigten Schaltstellung des Wegeventils 13 verbindet dieses den Druckraum 14a eines die Fördermenge der hydrostatischen Pumpe 2 beeinflussenden Stellmotors 4 mit dem Druckmittelbehälter 1, während in der anderen möglichen'Schaltstellung des Wegeventils 13 der Druckraum 14a mit der vor dem Steuerventil 9 liegenden Druckmittelleitung 5 verbunden ist. Das Wegeventil 13 ist dabei so eingestellt, daß erst beim Eintritt eines bestimmten Druckabfalls über das Steuerventil 9 das Wegeventil 13 in die zuerst beschriebene Schaltstellung übergeführt wird und dabei über den Stellmotor 14 die Pumpe 2 veranlasst, die geförderte Druckmittelmenge zu verringern.The hydrostatic auxiliary drive shown in the drawing for a The tractor has a hydrostatic pump fed from a pressure medium tank 1 2, the two connected to the front steered wheels of the tractor hydrostatic motors 3.4 supplied with pressure medium. Into which the hydrostatic pump 2 with the hydrostatic motors 3 and 4 connecting pressure medium lines 5,6,7 and 8 two solenoid operated control valves 9 and 10 are arranged, wherein through the control valve 9 depending on its switching position of the additional drive on and off and the direction of travel of the vehicle is selectable while with the Control valve 10, depending on its switching position, has a higher tensile force or a higher one Fahrgeschwin speed on the front wheels can be obtained. Behind the control valve 9, a shuttle valve 11 is arranged between the two pressure medium lines 5 and 6, its output line 12 is connected to the switching cylinder of a 3/2 way valve 13 is. In the switching position of the directional control valve 13 shown, it connects the pressure chamber 14a of a servomotor influencing the delivery rate of the hydrostatic pump 2 4 with the pressure medium tank 1, while in the other possible switch position of the directional control valve 13, the pressure chamber 14a with the pressure medium line located upstream of the control valve 9 5 is connected. The directional control valve 13 is set so that only when entering of a certain pressure drop the directional control valve via the control valve 9 13 is transferred to the switching position described first and thereby via the Servomotor 14 causes pump 2 to reduce the amount of pressure medium delivered.

Das Steuerventil 9 ist ein sog. Proportionalwegeventil, das je nach seiner Ansteuerung bei eingeschaltetem Zusatzantrieb dem durchflieenden Druckmittel einen stufenlos veränderbaren Durchflußquerschnitt zur Verfügung stellt und so als Druckdifferenzerzeuger eingesetzt werden kann. Die Ansteuerung dos Steuerventils 9, aber auch die des Steuerventils 10erfolgt von einem Umformer 15 aus'der in bekannter Weise fahrgeschwindigkeitsabhängig Signale erzeugt, welche über Leitungen 16 oder 17 die zugeordneten Steuermagnete des Steuerventiles 9 beaufschlagen. Zur Erzeugung dieser Signale und entsprechenden Verstellung des Steuerventiles 9 in seiner Eigenschaft als Druckdifferenzerzeuger steht der Umformer 15 mit einer Steuervorrichtung in Verbindung, die einen Signalaufnehmer (Schalter 18) aufweist, welcher mit einem -der jeweiligen Fahr-.geschwindigkeitproportionale Signale erzeugenden Signalgeber zusammenarbeitet. Der Signalgeber besteht dabei aus einer im Kraftfluß vom Hauptantrieb zu den vom Hauptantrieb angetriebenen Rädern angeordneten Nockenscheibe 19 mit mindestens einem Nocken 19a.The control valve 9 is a so-called. Proportional directional control valve, depending on its control when the auxiliary drive is switched on, the pressure medium flowing through provides a continuously variable flow cross-section and so as Differential pressure generator can be used. The control of the control valve 9, but also that of the control valve 10 is carried out by a converter 15 from the known Way driving speed-dependent signals generated via lines 16 or 17 act on the associated control magnets of the control valve 9. To the generation these signals and corresponding adjustment of the control valve 9 in its property The converter 15 with a control device acts as a pressure difference generator Compound that has a signal pickup (switch 18), which with a -the respective driving speed-proportional signals generating signal generator cooperates. The signal transmitter consists of one in the power flow from the main drive to the arranged by the main drive wheels cam 19 with at least a cam 19a.

Die Umsteuerung des Steuerventiles 10 erfolgt ebenfalls vom Umformer 15 aus, der zu diesem Zweck mit einem weiteren, auf induktiver Basis arbeitenden Signalaufnehmer 20 verbunden ist, der mit einer in der gleichen Weise wie die Nokkenscheibe 49 angetriebenen Nockenscheibe mit einer Vielzahl Nocken (zahnkranz 21) korrespondiert.The control valve 10 is also reversed by the converter 15 from, which for this purpose with another, working on an inductive basis Signal pickup 20 is connected to one in the same way as the cam disc 49 driven cam with a variety Cam (sprocket 21) corresponds.

Das Vorhandensein einer besonderen Steuer vorrichtung für jedes der Steuerventile 9,10 ist im wesentlichen begründet durch Kostenerwägungen. So ist für die stufenlose Verstellung des Steuerventils 9 zur Anpassung seines DurchfluBquerschnittes an den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckmitteldurchfluß eine auf analoger Basis arbeitende Steuervorrichtung zweckmäßig, während für die bei einer Geschwindigkeit von 7,5km/h erfolgende Umsteuerung des Steuerventils 10 z.B. aus seiner gezeigten Normalschaltstellung für hohe Zug -kraft im Fahrgeschwindigkeitsbereich von 0-7,5km/h, welche bei nicht angesteuertem Steuerventil 10 durch eine dessen Steuerschieber beaufschlagende Feder eingestellt ist, in die Schaltstellung für den Fahrgeschwindigkeit sbereich von 7,5 - 15km/h eine auf digitaler Basis arbeitende, wesentlich kostengünstiger herstellbare Steuervorrichtung ausreicht.The presence of a special control device for each of the Control valves 9, 10 is essentially justified by cost considerations. So is for the stepless adjustment of the control valve 9 to adapt its flow cross-section an analogue basis for the pressure medium flow rate dependent on the vehicle speed working control device expedient while for those at one speed from 7.5 km / h taking place reversal of the control valve 10, e.g. from the one shown Normal switch position for high tractive effort in the driving speed range of 0-7.5km / h, which when the control valve 10 is not activated by one of its control spools acting spring is set in the switching position for the driving speed s range from 7.5 - 15 km / h a digitally based, much more cost-effective manufacturable control device is sufficient.

Das Ein- und Ausschalten des Zusatzantriebes erfolgt durch die Betätigung eines den Umformer 15 mit Energie versorgenden Schalters 22, wobei durch entsprechende Vorkehrungen sichergestellt ist, daß das Steuerventil 9 bei desaktiviertem Umformer 15 die gezeigte Schaltstellung einnimmt.The additional drive is switched on and off by actuation a switch 22 supplying the converter 15 with energy, with corresponding It is ensured that the control valve 9 when the converter is deactivated 15 assumes the switching position shown.

Der hydrostatische Zusatzantrieb arbeitet wie folgt: In der gezeigten Stellung des Steuerventiles 9 und des Schalters 22 ist die Druckmittelzuführung zu den hydrostatischen Motoren 3,4 unterbunden und die hydrostatische Pumpe 2 über die pumpeneigene, nicht gezeigte Regeleinrichtung auf Nullfördermenge eingestellt. Sobald das Steuerventil 9 nach Betätigung des Schalters 22 durch die Wahl der Fahrtrichtung eine der beiden möglichen Betriebsschaltstellungen einnimmt, fließt bei in der gezeigten Stellung befindlichem Steuerventil 10 über jeden der hydrostatischen Motore 3 und 4 jeweils die Hälfte des von der Pumpe 2 geförderten Druckmittels. Dies ist vorteilhaft für Arbeiten mit höheren Zugkräften, die in der Regel bei geringeren Geschwindigkeiten - pflügen bis zu etwa 8km/h - benötigt werden.The hydrostatic auxiliary drive works as follows: In the one shown The position of the control valve 9 and the switch 22 is the pressure medium supply to the hydrostatic motors 3, 4 and the hydrostatic pump 2 over the pump's own control device, not shown, is set to zero delivery rate. As soon as the control valve 9 after actuation of the switch 22 by selecting the direction of travel adopts one of the two possible operating switch positions, flows when the control valve 10 is in the position shown, via each of the hydrostatic Motors 3 and 4 each have half of the pressure medium conveyed by pump 2. This is advantageous for work with higher tensile forces, which are usually lower Speeds - plowing up to about 8km / h - are required.

Für Transportfahrten mit in der Regel 7km/h übersteigenden Geschwindigkeiten ist der Zgkraftbedarf des Fahrzeuges relativ klein, wogegen höhere Raddrehzahlen auftreten. Zu diesem Zweck ist das Steuerventil 10 mittels des Umformers 15 in die andere mögliche Ventilstellung umschaltbar, in der das von der Pumpe 2 geförderte Druckmittel über die Druckmittel leitungen 5und 8 zu dem hydrostatischen Motors 4 und von dort Ober die Druckmittelleitung 6, das Steuerventil 10 und die Druckmittelleitung 5 zum hydrostatischen Motor 3 flieSt,umanschließend über die Druckmittelleitungen 7 und 5 zum Druckmittelbehälter 1 zurückzuströmen.For transport journeys at speeds generally exceeding 7 km / h the pulling force requirement of the vehicle is relatively small, whereas higher wheel speeds appear. For this purpose, the control valve 10 is by means of the converter 15 in the other possible valve position switchable, in which the pump 2 promoted Pressure medium via the pressure medium lines 5 and 8 to the hydrostatic motor 4 and from there over the pressure medium line 6, the control valve 10 and the pressure medium line 5 flows to the hydrostatic motor 3, and then via the pressure medium lines 7 and 5 to flow back to the pressure medium tank 1.

Bei stehendemFahrzeug und sich daher nicht drehenden hydrostatischen Motoren 3,4 bleibt die hydrostatischePumpe 2 in der eingenommenen Förderstellung stehen, in der sie kein Druckmittel fördert Sobald das Fahrzeug wird den mit dem Hauptmotor in treibender Werbindung stehenden Rädern angetrieben wSrd und sich die vorderen Räder mit den hydrostatischen Rotoren 3 und 4 zu drehen beginnend bezirke der dabei entstehende Druckabfall direkt hinter der Pumpe. 2 über die pumpeneigeneRegeleinrichtung eine Verstellung der hydrostatischen Pumpe 2 nach hoheren Fördermengen. Mit steigender Fahrtgeschwindigkeit wird diese Fördermenge entaprechend erhöht so daß standig die der Pumpenleistung entaprechende Leistung an den vorderen Rädern zur Verfügung steht.With the vehicle stationary and therefore not rotating hydrostatic Motors 3, 4, the hydrostatic pump 2 remains in the assumed delivery position stand, in which it promotes no pressure medium As soon as the vehicle is with the Main engine driven in driving advertising standing wheels wSrd and themselves the front wheels with the hydrostatic rotors 3 and 4 starting to turn districts the resulting pressure drop directly behind the pump. 2 via the pump's own control device an adjustment of the hydrostatic pump 2 for higher delivery rates. With increasing Travel speed is increased accordingly so that the flow rate is increased corresponding to the pump output Power on the front wheels is available.

Der Umformer -15 ist steuerungstechnisch so ausgebildet, daß im Fahrgeschwindigkeitsbereich von 0-7,5km/h das Steuerventil 10 in der gezeigten Stellung geschaltet ist, während in dem Geschwindigkeitsbereich von 7,5-15km/h die andere mögliche Ventilstellung geschaltet ist. Wird das Fahrzeug mit größeren .Geschwindigkeiten als 15km/h angetrieben, so wird über dem Umformer 15 das Steuerventil 9 in seine Sperrstellung geschaltet, in welcher der Zusatzantrieb abgeschaltet ist.In terms of control technology, the converter -15 is designed in such a way that in the driving speed range from 0-7.5km / h the control valve 10 is switched to the position shown, while in the speed range of 7.5-15km / h the other possible valve position is switched. If the vehicle is driven at speeds greater than 15 km / h, the control valve 9 is switched to its blocking position via the converter 15, in which the auxiliary drive is switched off.

Zur Ermittlung der jeweiligen Fahrgeschwindigkeitsbereiche werden dem Umformer 15 von den Signalaufnehmern 18 und 20 e rzeugte Signale zugeleitet und in an sich bekannter Weise in einen entsprechenden Steuerimpuls für die Steuerventile 9,10 umgeformt.To determine the respective driving speed ranges the converter 15 supplied by the signal pickups 18 and 20 e generated signals and in a manner known per se in a corresponding control pulse for the control valves 9.10 reshaped.

Da eine hydrostatische Pumpe 2 verwendet wird, die sich in ihrem Fördervolumen selbsttätig auf die von den hydrostatischen Motoren 3,4 verlangte Druckmittelmenge einstellt, besteht die Möglichkeit, daß die von den hydrostatischen Motoren 3,4 angetriebenen vorderen Räder bereits beim Befahren mäßig glatten Bodens durchdrehen. Um dies zu vermeiden ist hinter dem Steuerventil 9 ein Wechwelventil 11 angeordnet, das den Druckabfall des Druckmittels im Steuerventil 9 ermittelt und bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes das Wegeventil 13 in die gezeigte Lage umschaltet. Dabei wird der Druckraum 14a des Stellmotors 14 mit dem Druck hinter der Pumpe 2 beaufschlagt und die hydrostatische Pumpe 2 soweit nach niedrigeren Fördermengen reguliert, bis der Druckabfall innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt.Since a hydrostatic pump 2 is used, which changes in its delivery volume automatically to the amount of pressure medium required by the hydrostatic motors 3, 4 sets, there is the possibility that the hydrostatic motors 3.4 The driven front wheels spin when driving on moderately smooth ground. In order to avoid this, an alternating valve 11 is arranged behind the control valve 9, which determines the pressure drop in the pressure medium in the control valve 9 and if it is exceeded a predetermined value, the directional control valve 13 switches to the position shown. Included the pressure behind the pump 2 is applied to the pressure chamber 14a of the servomotor 14 and the hydrostatic pump 2 is regulated according to lower delivery rates, until the pressure drop remains within the permissible limits.

Da der Druckabfall abhängig ist von der durch das Steuerventil 9 durchfließenden Druckmittelmenge, diese aber wiederum abhängig ist von der Fahrgeschwindigkeit, wird der Durchflußquerschnitt des Steuerventiles 9 d.h. dessen Strömungswiderstand mittels des Umformers 15 stufenlos auf den Wert gehalten, welcher für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist und noch keinen unzulässigen Druckabfall verursacht. Ein solcher tritt bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes der Druckmittelmenge ein, wenn sich die vorderen Räder des Schelppers durchdrehen. In diesem Fall spricht der Stellmotor 14 im Sinne eines Verringerns der Fördermenge der Pumpe 2 an, so daß sich die Drehzahl der vorderen Räder augenblicklich normalisiert.Since the pressure drop is dependent on that flowing through the control valve 9 Amount of pressure medium, but this in turn depends on the driving speed, becomes the flow cross section of the control valve 9 i.e. its flow resistance by means of the converter 15 continuously kept at the value which is for the respective Travel speed is required and has not yet caused an impermissible drop in pressure. Such occurs when a certain threshold value for the amount of pressure medium is exceeded on when the Schelpper's front wheels spin. In this case speaks the servomotor 14 in the sense of reducing the delivery rate of the pump 2, see above that the speed of the front wheels normalizes instantly.

Claims

PATENT CLAIMS 9 Hydrostatic auxiliary drive for tractors like z.S.

agricultural tractors and equipment carriers, as well as industrial trucks etc. with a mechanical main drive acting on the main drive wheels, wherein assigned to the wheels driven by the auxiliary drive hydrostatic motors are arranged via a main pressure medium circuit and at least one therein Control valve with a hydrostatic pump driven by the main drive and in their delivery rate to the respective driving speed-dependent pressure medium requirement of the hydrostatic motors is adjustable, pressure medium conveyed at constant pressure can be acted upon, and a servomotor is provided to adjust the pump, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e -t that the delivery rate of the pump (2) is against Exceeding a speed-dependent threshold is limited by the arrangement of a speed-dependent controlled pressure difference generator in the pressure medium circuit connecting the pump (2) to the hydrostatic motors (3, 4), Whereby the pressure chamber (14a) of the servomotor (14) behind the pressure difference generator is connected to the pressure medium circuit.

2. Additional drive according to claim 1, since g e k e n n z e i c h n e t that to adjust the pressure difference generator a Control device is provided, which has a signal pickup, which with one of the respective Driving speed proportional signals generating signal generator cooperates and with one that processes the recorded signals further and in a known manner Control signal generating converter (15) is in connection, which in turn with is connected to an actuator of the pressure difference generator.

3. Additional drive according to claims 1 and 2, since g e k e n n z e i c h n e t that the differential pressure generator is proportional to the control signal of the converter (15) adjustable magnet is controllable.

4. Additional drive according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the signal generator us at least one synchronous with einom the through the main drive driven wheels rotating cams (19a) and the signal pickup consists of a switch (1ß) controlled by the cam (19a).

5. Additional drive according to claims 1 to 4, with two in the pressure medium circuit arranged control valves, one of which for the connection or disconnection as well Choice of the direction of travel, and the other is intended to change the tractive force, characterized, that as a differential pressure generator the control valve (9) for switching the auxiliary drive on and off in the form of a Proportional directional control valve is used and behind the control valve (9) between a shuttle valve for the outward and return lines (5 or 6) of the pressure medium circuit (11) is arranged, which is connected to the servomotor (14) via the directional control valve (13) is.

6. Additional drive according to one or more of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the control valves (9,10) when reaching predetermined driving speeds are automatically switchable, the control valve (9) the switched on auxiliary drive at a driving speed of more than about 15 km / h and the other control valve (10) in the driving speed range from 0 km / h to approx. 7 km / h on the high tractive force of the auxiliary drive, but on the other hand Subsequent driving speed range up to about 15km / h to low tractive effort is switched.

7. Additional drive according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that for reversing the control valve (10) of the converter (15) next to the as a switch (18) designed signal pickup with an inductive basis Signal pickup (20) is connected, which is synchronized with one of the main drive driven wheels rotating ring gear (21) corresponds.