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Steuereinrichtung für ein im geschlossenen Kreislauf arbei-
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tendes hydrostatisches Getriebe.
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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung gemäß Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Bei derartige hydrostatische Getriebe enthaltenden Antrieben besteht
oft die Aufgabe, nur im Beschleunigungszustand oder nur im Verzögerungszustand eine
bestimmte weitere Einrichtung zu betätigen,beispielsweise eine Einrichtung zur Begrenzung
des Beschleunigens oder Verzögerns oder eine Hilfskraftbremse. Zum Steuern solcher
Einrichtungen sind mechanisch von dem Betätigungsorgan aus, durch welches das Getriobe
angesteuert wird, angesteuerte, an die beiden Leitungen des Getriebes angeschlossene
Ventile bekannt (DE-OS 21 39 584). Derartige mechanische Ansteuerungen erfordern
nicht nur einen großen Bauaufwand insbesondere dann, wenn das Betätigungsorgan weit
von dem Getriebe an sich entfernt angeordnet ist, sondern erfordern auch ein genaues
Justieren des mechanischen Gestänges, welches gegebenenfalls von Zeit zu Zeit kontrolliert
und neu eingerichtet werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem hydrostatischen
Getriebe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine einfachere und zuverlässiger
arbeitende Steuereinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Diese Lösung geht aus von der Erkenntnis, daß die geforderte Steuerung
zwar nicht nur dann, wenn in einer bestimmten Leitung des geschlossenen Kreislaufes
der höhere Druck herrscht, bewirkt werden soll, jedoch nur dann, wenn eine bestimmte
Zuordnung von Steuersignal und Drucksignal gegeben ist, das heißt, wenn die Einrichtung
nur beim Beschleunigen und nicht beim Verzögern wirken soll, muß nur dann, wenn
in einer bestimmten Leitung des geschlossenen Kreislaufes der hohe Druck herrscht
und in einer bestimmten der beiden Einstellsteuersignalleitungen ein Signal ansteht,
die gewünschte Funktion geschaltet werden und zwar unabhängig davon, in welcher
der beiden Leitungen des geschlossenen Kreislaufes der hohe Druck ansteht.
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Im Anspruch 2 ist eine zweckmäßige Weiterausgestaltungsform angegeben.
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Dabei kann der Zweistellungsschalter hydraulisch gesteuert sein oder
kann elektrisch angesteuert sein. Ebenso kann das Einstellsteuersignal ein elektrisches
Signal oder ein hydraulisches, pneumatisches oder sonstiges Signal sein. Dabei brauchen
die beiden Signale nicht gleich sein, das heißt, es kann beispielsweise als Drucksignal
für den Druck in der Förderleitung unmittelbar dieser Druck auf je einen Steuerdruckraum
des Zweistellungsschalters gegeben werden und kann trotzdem das Einstellsteuersignal
ein elektrisches sein. Der Druck kann aber auch durch einen Druckaufnehmer in ein
elektrisches Signal umgewan-
delt werden.
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Im Anspruch 2 ist eine zweckmäßige Ausgestaltungsform für den Fall
eines hydrostatischen Getriebes vorgesehen, bei dem das Einstellsteuersignal ein
hydraulisches Signal ist und der Zweistellungsschalter ein hydraulisch angesteuertes
Wegeventil ist. Dazu gibt es auch die entgegengesetzte Lösung, nämlich eine solche,
bei der an jeden Steuerdruckraum des als Zweistellungsschalter angewendeten hydraulisch
gesteuerten Wegeventiles eine Einstellsteuersignal leitung angeschlossen ist und
an jeden der beiden Eingangsanschlüsse dieses Wegeventiles eine der beiden Leitungen
des geschlossenen Kreislaufes angeschlossen ist. Diese Lösung hat gegenüber der
im Anspruch 3 angegebenen Lösung den Nachteil, daß das Wegeventil zum Schalten des
hohen Arbeitsdruckes ausgelegt sein muß und der im Extremfall sehr hohe, aber stark
schwankende Arbeitsdruck der Druck ist, der das Zusatzsteuerorgan beeinflußt, während
für das Schalten an sich nur die geringe Energie des Einstellsteuersignales zur
Verfügung steht. Diese Lösung ist aber ohne weiteres dort anwendbar, wo die hohe
Energie des Arbeitsdruckes für das Betätigen des Zusatzsteuerorganes vorteilhaft
ist oder gegebenenfalls gleichzeitig die absolute Höhe dieses am Zusatzsteuerorgan
anstehenden Druckes berücksichtigt werden soll.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Das hydrostatische Getriebe besteht aus der in beide Förderrichtungen
einstellbaren hydrostatischen Pumpe 1, die über zwei Leitungen 2 und 3 im geschlossenen
Kreislauf mit dem Hydromotor 4 verbunden ist, der eine Abtriebswelle 5 aufweist.
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Das Stellglied 6 der Hydropumpe 1 ist mit einem Stellkolben 7 verbunden,
der in einem Stellzylinder 8 in beiden Richtungen gegen die Kraft einer Feder verschiebbar
ist, dessen Steuerdruckraum 9 an eine Einstellsteuersignalleitung 10 angeschlossen
ist und dessen Steuerdruckraum 11 an eine Einstellsteuersignalleitung 12 angeschlossen
ist.
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An die Leitung 3 des geschlossenen Kreislaufes ist eine Steuerleitung
13 angeschlossen und an die Leitung 2 ist eine steuerleitung 14 angeschlossen. Diese
beiden Steuerleitungen 13 und 14 führen zu dem Zweistellungs-Wegeventil 15, das
zwei Eingänge aufweist, wobei an einem dieser Eingänge die Einstellsteuersignalleitung
16 und an dem anderen die Einstellsteuersignalleitung 17 angeschlossen ist, von
denen die Einstellsteuersignalleitung 16 an die Steuerdruckleitung 12 und die Einstellsteuersignalleitung
17 an die Steuerdruckleitung 10 angeschlossen ist.
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Ausgangsseitig weist das Zweistellungs-Wegeventil 15 einen Anschluß
auf, an den eine Leitung 18 angeschlossen ist, die zu einem einzigen Steuerdruckraum
des gegen die Kraft einer Feder einstellbaren, hier als Zusatzsteuerorgan vorgesehenen
Zweistellungs-Wegeventiles 19 führt.
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Durch dieses Zusatzsteuerorgan-Wegeventil 19 kann die Einrichtung
angesteuert werden, die abhängig von der Zuordnung der Drücke angesteuert werden
soll. Im vorliegenden Fall ist dies die Verzögerungsbegrenzungseinrichtung 20, 21,
die von einer Hilfspumpe 22 aus gespeist wird, deren Förderleitung 23 sich in die
beiden Zweigleitungen 24 und 25 verzweigt, in denen je eine Drossel stelle 26 angeordnet
ist und die zu je einer Prallplattendüse 27 führen. Die zugehörige Prallplatte 28
ist über ein elastisches Glied 29 aufgehängt und an ihrem Ende ist eine träge Masse
30 befestigt, die zwischen zwei Federn 31 abgestützt ist. Die von den Prallplattensystemen
27/28 ausgehenden
Leckströme werden durch je eine Leitung 32 zu
dem drucklosen Behälter 33 geführt. Durch das Prallplattensystem 27/28 wird bewirkt,
daß bei Verzögerungen infolge der Wirkung der Drosselstellen 26 in einer der beiden
Leitungen 24 oder 25 ein höherer Druck wirkt. Der in der Leitung 24 zwischen der
Drosselstelle 26 und der Prallplattendüse 27 herrschende Druck wird durch eine Steuerleitung
34 weitergeleitet und entsprechend wird der in der Leitung 25 zwischen der Drosselstelle
26 undder Prallplattendüse 27 herrschende Druck über eine Steuerleitung 35 weitergeleitet,
wobei die beiden Steuerleitungen 34 und 35 an die beiden Steuerdruckräume eines
Kurzschlußschieberventiles 36 angeschlossen sind, welches zwischen zwei Leitungen
37 und 38 angeordnet ist, von denen die Leitungen 37 an die Leitung 3 und die Leitung
38 an die Leitung 2 angeschlossen ist, so daß bei Öffnen des Ventiles 36 die Leitungen
2 und 3 des geschlossenen Kreislaufes miteinander kurzgeschlossen werden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Steht in der Steuerdruckleitung 12
ein Druck an, so wird das Stellglied 6 der Pumpe 1 derart eingestellt, daß die Pumpe
1 in die Leitung 2 fördert, so daß der Hydromotor 4 in einem bestimmten Drehsinn,
bei einem Fahrzeug beispielsweise fUr Vorwärts,)hrt, angetrieben wird. Da in der
Leitung 2 Druck ansteht, steht auch in der Steuerleitung 14 Druck an und das Wegeventil
15 befindet sich in der in der Zeichnung dargestellten Schaltstellung, in der die
an die Steuerdruckleitung 10 angeschlossene Steuerleitung 17 mit der Leitung 18
verbunden ist. Da bei diesem Schaltzustand die Leitung 10 keinen Druck führt, befindet
sich das Zusatzsteuerorganventil 19 ebenfalls in der gezeichneten Schaltstellung,
in der es die beiden Leitungen 39 und 40 von einander trennt.
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Geht jetzt das Antriebssystem in den Bremszustand über, so fördert
zwar immer noch die Pumpe 1 in die Leitung 2, aber der Hydromotor 4 dreht sich schneller
als dem durch die Pumpe 1 geförderten Strom entspricht, so daß er aus der Leitung
2 saugt und in die Leitung 3 fördert und in dieser einen höheren Druck erzeugt,
der damit auch in der Steuerleitung 13 ansteht, die dadurch das Wegeventil 15 umschaltet,
so daß durch dieses Wegeventil 15 nunmehr die Steuerleitung 16 mit der Steuerleitung
18 verbunden wird. Da in der Steuerdruckleitung 12 ein Druck ansteht, wird dieser
Druck über die Steuerleitung 16, das Ventil 15 und die Steuerleitung 18 dem Druckraum
des Ventiles 19 zugeleitet, so daß dieses gegen die Kraft der Feder geöffnet wird
und die Leitungen 39 und 40 miteinander verbindet.
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Steht nicht in der Steuerdruckleitung 12, sondern in der Steuerdruckleitung
10 ein Druck an, fördert die Pumpe 1 in die Leitung 3 und es ergeben sich sinngemäß
die gleichen Schaltzustände mit der Folge, daß im Antriebszustand das Zusatzsteuerorganventil
19 geschlossen und im Bremszustand des Getriebesystemes das Zusatzsteuerventil 19
geöffnet ist.
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Dabei ist es unbeachtlich, ob der Kolben 6 mit dem Stellglied 7 unmittelbar
oder über eine Servofolgekraftsteuereinrichtung verbunden ist.
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Wesentlich ist,daß zwei Leitungspaare vorhanden sind, wobei in jedem
Leitungspaar im jeweiligen Betriebszustand nur eine bestimmte von diesen beiden
Leitungen hohen Druck führt, wobei bei zwei bestimmten Betriebszuständen bestimmte
Zuordnungen in Bezug darauf, welche der jeweils zwei Leitungen hohen Druck führt,
bestehen und ein Schaltvorgang nur dann ausgelöst werden soll, wenn die vorbestimmte
Zuordnung
auftritt. Dabei sind im vorliegenden Anwendungsfall die Leitungen des einen Leitungspaares
die Steuerdruckleitungen 10 und 12,'durch deren Druckbeaufschlagung die Ausschwenkrichtung
der Pumpe 1 des Getriebes bestimmt wird,und sind die beiden Leitungen des anderen
Leitungspaares die Leitungen 2 und 3 des geschlossenen Kreislaufes des Getriebes
und ist die vorbestimmte Zuordnung derart, wie sie beim Antreibzustand auftritt
unabhängig von der Abtriebsdrehrichtung des Hydromotors 4, wobei die andere Zuordnung
sich im Bremszustand ergibt, ebenfalls unabhängig von der Drehrichtung des Hydromotors
4.
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Entscheidend ist dabei immer, daß zwei Signale für je eine Förderrichtung
der Getriebepumpe vorgesehen sind und von jeder der beiden Leitungen des geschlossenen
Kreislaufes des Getriebes je ein von dem in dieser Leitung geführten Druck abhängiges
Signal ausgeht, wobei für die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung wesentlich ist,
daß die Zuordnung der beiden die Ausschwenklage der Pumpe bestimmenden Signale zu
den beiden vom Druck in je einer Leitung des Getriebekreislaufes abhängigen Signale
geprüft wird und ein Signal auf ein Zusatzsteuerorgan durchgeschaltet wird, sofern
nur das Signal für die Förderrichtung der Pumpe mit dem Signal der dieser Förderrichtung
zugeordne;n Getriebeleitung korrespondiert, unabhängig ob es sich vm ein elektrisches
oder hydraulisches oder pneumatisches oder sonstiges Kraftsignal handelt. Durch
das Zusatzsteuerorgan 19 kann eine beliebige Einrichtung angesteuert werden, sofern
nur diese nur bei einer bestimmten Zuordnung bzw. bei einem bestimmten Paar von
Zuordnungen von Steuerdruck zu Arbeitsdruck geschaltet werden soll, beispielsweise
eine Hilfskraftbremse oder die Steuerung für das Energieeinspeichern in einen hydraulischen
Energiespeicher.
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