DE3041856C2

DE3041856C2 - Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe

Info

Publication number: DE3041856C2
Application number: DE3041856A
Authority: DE
Inventors: Josef 7240 Horb Riedhammer
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1984-02-09
Also published as: FR2493454B1; FR2493454A1; GB2087050A; IT1145704B; DK481981A; DE3041856A1; JPS57107463A; IT8168436A0; GB2087050B; JPS6015818B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art (DE-OS 28 23 559) weist die Kolbenanordnung einen einzigen Kolben auf, der zwei Ringflächen als Steuerdruckflächen und zwei Kreisflächen mit kleinerem Durchmesser als Gegendruckflächen besitzt. Der Kolben wird durch zwei Federn zentriert und ist mit dem ersten Ventilelement des Servoventils verbunden. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß der bei höherer Belastung in den Leitungen des Arbeitskreises auftretende Druck der Hauptpumpe dem jeweiligen Steuerdruck entgegenwirkt und damit höhere Belastungen sofort zu einer Herabsetzung der Fördermenge der Hauptpumpe führen, also keine störende Drückung des

Antriebsmotors auftritt Im Bremsbetrieb jedoch, bei dem die Druckverhältnisse in den beiden Leitungen des Arbeitskreises wechseln, wird das Servoventil im Sinne einer Vergrößerung des Fördervolumens der Hauptpumpe verstellt Das Fahrzeug wird schneller. Es tritt nur eine unzureichende Bremsung ein.

Es ist ferner eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe bekannt (DE-OS 19 59 409), bei dem eine Kolbenanordnung zur Verstellung des Servoventils nur vom Steuerdruck verstellt wird, dieser aber mit Hilfe einer vom Hochdruck gesteuerten Ablaufdrossel moduliert wird. Zu diesem Zweck ist ein Drossel-Stellkolben über ein Umschaltventil mit der einen oder anderen Leitung des Arbeitskreises verbunden. Hierbei wird, wenn im Bremsbetrieb der Hochdruck auf die andere Leitung des Arbeitskreises wechselt, der Steuerdruck nicht herabgesetzt, so daß weiterhin der drehzahlproportionale Steuerdruck in der Kolbenanordnung wirksam ist Weil aber der Hochdruck nicht direkt auf die Kolbenanordnung des Servoventils wirkt, führt eine Veränderung des Hochdrucks erst mit einer gewissen Verzögerung zu einer Verstellung der Hauptpumpe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der diejenigen Maßnahmen, die bei einer zu starken Belastung des Hydromotors die Motordrükkung, also das Absenken der Drehzahl des Antriebsmotors, kleintr halten, nicht den Bremsbetrieb behindern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Kolbenanordnung in zwei Kolben aufgeteilt ist und diese nur kraftschlüssig am Servoventil angreifen, ergeben sich für die normale Belastung des Hydromotors dieselben Verhältnisse wie bei einer Kolbenanordnung mit nur einem Kolben. Beim Bremsbetrieb jedoch wird der dann vom Hochdruck beaufschlagte Teil der Kolbenanordnung vom Servoventil abgehoben, so daß der im Betrieb vorhandene Hochdruck nicht auf das Servoventil wirken kann. Dieses wird vielmehr allein durch den Steuerdruck verstellt. Ein mit dem hydrostatischen Getriebe versehenes Fahrzeug kann daher auch im Bremsbetrieb durch das normale Gaspedal gesteuert werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2, bei der Stufenkolben verwendet werden, ergibt einen besonders einfachen Aufbau.

Bei der Konstruktion nach Anspruch 3 werden die auf die Kolbenanordnung wirkenden Kräfte mit den Federkräften im Servoventil verglichen. Dies führt im Vergleich zu einem wegabhängig gesteuerten Servoventil zu sehr kleinen Ventilbewegungen, so daß die gesamte Steuereinrichtung recht klein gebaut werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Ein Antriebsmotor 1 in der Form eines Dieselmotors, der über ein Gaspedal 2 steuerbar ist, treibt mit seiner Ausgangswelle 3 eine Hauptpumpe 4, deren Fördervolumen mittels eines Stellorgans 5 änderbar ist, eine erste Hilfspumpe 6 und eine zweite Hilfspumpe 6a. Die Hauptpumpe 4 versorgt über ein Leitungssystem 7 einen Hydromotor 8, der beispielsweise zum Antrieb der Räder 9 eines Fahrzeugs dient. Die erste Hilfspumpe 6 dient zum Betrieb einer Hub- oder Arbeitsvorrichtung 48, die mittels eines üblichen Schaltventils 49 mit der Hilfspumpe 6 verbindbar ist. Die Hilfspumpe 6a hat mehrere Funktionen:

a) Mit Hilfe eines Steuerdruckgebers 10, der eine Meßblende 11 und eine Umformungseinheit 12 aufweist, wird auf einer Ausgangsleitung 13 ein Steuerdruck p« erzeugt der annähernd der von der Hilfspumpe abgegebenen Fördermenge und damit der Drehzahl des Antriebsmotors 1 proportional ist

b) Ober eine Leitung 14, die durch ein Oberdruckventil 15 gesichert ist, wird Druckflüssigkeit in das Leitungssystem 7 eingespeist, um dort auftretende Leckverluste zu kompensieren. Zwei Rückschlagventile 16 und 17 stellen sicher, daß die Druckflüssigkeit in die jeweilige Niederdruckseite des Leitungssystems 7 eingespeist wird.

c) Über eine Leitung 18 und ein Servoventil 19 wird ein zweiteiliger hydraulischer Stellmotor 20, 21 zur Verstellung eines Betätigungsgliedes 22 des Stellorgans 5 mit Druckflüssigkeit versorgt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist Jeder Stellmotorteil 20, 21 mit einem Kolben 23 versehen, der durch eine Feder 24 belastet ist und einen Endanschlag 25 besitzt Bei Verstellung des Betätigungselements 22 wird eine Achse 26 verschwenkt, die in der Hauptpumpe 4 eine Verstellung bewirkt, durch die das Fördervolumen geändert wird. Bei einer Axialkolbenpumpe beispielsweise wird der Neigungswinkel der stirnseitigen Laufscheibe, bei einer Radialkolbenpumpe die Exzenterlage des Laufringes geändert. Das Betätigungselement 22 kann auch einstückig mit der Laufscheibe oder dem Laufring ausgebildet sein. Bei einer Schwenkbewegung in Richtung der Pfeile 27 wird über eine Rückführung 28 das eine Ventilteil 29 des Servoventils 19 relativ zum anderen Ventilteil 30 gegen die Kraft zweier Federn 31 und 32 verstellt.

Das Ventilelement 30 wird mit Hilfe einer Kolbenanordnung 33 gesteuert Diese weist zwei Stufenkolben 34 und 35 auf, welche über je eine Kolbenstange 36 bzw. 36' kraftschlüssig am Ventilelement 30 anliegen. Über ein Richtungs-Schaltventil 47 kann wahlweise die größere Druckfläche 37 des Stufenkolbens 34 oder die größere Druckfläche 38 des Stufenkolbens 35 mit dem Steuerdruck p_a versorgt werden. Die kleinere Druckfläche 39 des Stufenkolbens 34 ist über eine Leitung 40 mit einem Punkt 41 des Leitungssystems 7 verbunden, die kleinere Druckfläche 42 des Stufenkolbens 35 über eine Leitung 43 mit einem Punkt 44 des Leitungssystems.

Die Anordnung ist derart ausgelegt, daß bei einer Beaufschlagung üles Stufenkolbens 34 durch den Steuerdruck p.« am Ausgang 45 der Hauptpumpe 4 Druckflüssigkeit gefördert wird. In Abhängigkeit von der Belastung des Hydromotors 8 tritt dann auf dieser Förderseite der Hochdruck ρ« ι auf. Wenn dagegen der Stufenkolben 35 mit Steuerdruck p« beaufschlagt wird, wird Druckflüssigkeit über den Ausgang 46 der Hauptpumpe 4 abgegeben. In Abhängigkeit von der Belastung des Hydromotors 8 tritt dann auf dieser Förderseite der Hochdruck pn2 auf. Demzufolge ist auf die Kolbenanordnung 33 ein dem jeweils wirkenden

in Steuerdruck p_s, entgegengerichteter Gegendruck pm bzw. p_H2 ausübbar, der gleich dem im Leitungssystem an der Förderseite der Hauptpumpe 4 herrschenden Druck ist.

Dies hat zur Folge, daß die Wirkung des Steuerdrucks j ρ« auf das Servoventil 19 um so stärker vermindert wird, je größer die Belastung des Hydromotors 8 ist Eine solche starke Belastung führt daher unmittelbar zu einer Verstellung des Stellorgans 5 im Sinne eines geringeren Fördervolumens der Hauptpumpe 4. Demzufolge

2(i braucht die Drehzahl des Antriebsmotors 1 bis zum Erreichen eines neuen Gleichgewichtszustandes weniger stark als bisher abzusinken. Daher behält auch die Hilfspumpe 6 ihre normale Drehzahl bei, so daß beim Einschalten der Arbeitsvorrichtung 48 diese mit voller Geschwindigkeit betrieben werden kann.

Wenn der Hydromotor 8 schneller gedreht wird, als es der Förderung durch die Hauptpumpe 4 entspricht, also beispielsweise beim Bergabfahren, ergibt sich eine Bremswirkung und der Hochdruckwechsel von der

j(i Förderseite der Hauptpumpe auf den gegenüberliegenden Anschluß. Wenn beispielsweise der Steuerdruck p_s, auf den Stufenkolben 34 wirkt, und demzufolge im Normalbetrieb auf der Förderseite 45 Hochdruck p_H 1 herrscht, wechselt der Hochdruck beim Bremsbetrieb

Γ; auf die gegenüberliegende Seite 46, so daß der Stufenkolben 34 nicht mehr vom Hochdruck belastet ist, dagegen der Stufenkolben 35 durch den Hochdruck pm belastet wird und sich die Kolbenstange 36' vom Ventilelement 30 abhebt. Das Ventilelement 30 ist daher nur noch vom Steuerdruck p_s, auf der linken Seite belastet. Im Bremsbetrieb kann daher, ebenso wie im Normalbetrieb, eine Drehzahlregelung mit Hilfe des Gaspedals 2 erfolgen.

Der Aufbau des Steuerdruckgebers 10 ist beliebig.

<T; Hierfür sind verschiedene Varianten bekannt Angestrebt wird es, den Steuerdruck möglichst genau der Drehzahl des Antriebsmotors 1 nachzuführen. Das Servoventil kann zusätzlich noch z-wei sich ortsfest abstützende Neutralstellungsfedern aufweisen, um die

">'' Ruhelage des Servoventils zu definieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe, bei dem ein Antriebsmotor eine durch ein Stellorgan verstellbare reversierbare Hauptpumpe treibt, die über zwei Leitungen mit einem Hydromotor im geschlossenen Arbeitskreis verbunden ist, bei welcher Steuereinrichtung mit Hilfe einer ebenfalls vom Antriebsmotor angetriebenen Hilfspumpe und eines Steuerdruckgebers ein drehzahlabhängiger Druck erzeugbar ist, das Stellorgan durch einen hydraulischen Stellmotor betätigt wird, dem Druckflüssigkeit über ein Servoventil zuführbar ist, und das Servoventil mittels einer Kolbenanordnung verstellbar ist, deren einander entgegenwirkende Steuerdruckflächen von dem über ein Richtungs-Schaltventil zur Bestimmung der Förderrichtung der Hauptpunipe zuführbaren Steuerdruck beaufschlagbar sind, wobei die Kolbenancrdnung für jede Förderrichtung der Hauptpumpe außer der Steuerdruckfläche eine entgegenwirkende Gegendruckfläche aufweist und die beiden Gegendruckflächen mit je einer der Leitungen des Arbeitskreises verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenanordnung (33) zwei getrennte, je einer Förderrichtung zugeordnete Kolben (34, 35) mit je einer Steuerdruckfläche (37, 38) und einer Gegendruckfläche (39, 42) aufweist und beide Teile mit entgegengesetzter Wirkungsrichtung kraftschlüssig am Servoventil (19) anzugreifen vermögen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (34, 35) der Kolbenanordnung (33) als Stufenkolben ausgebildet sind, deren größere Flächen (37,38) die Steuerdruckflache und deren kleinere Flächen (39, 42) die Gegendruckfläche bilden und die von entgegengesetzten Seiten her an einem axial bewegbaren Schieber (30) des Servoventils (19) kraftschlüssig anzugreifen vermögen.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Servoventil zwei Ventilelemente aufweist, von denen das erste durch die Kolbenanordnung verstellbar und das zweite über eine Rückführung mit dem Stellorgan verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilelement (30) durch die beiden Kolben (34, 35) der Kolbenanordnung (33) belastbar und mit dem zweiten Ventilelement (29) über Federn (31,32) gekuppelt ist.