DE3421958A1

DE3421958A1 - Drehzahlregeleinrichtung fuer ein hydrostatisches getriebe

Info

Publication number: DE3421958A1
Application number: DE19843421958
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7900 Ulm Appel; Mathias 7915 Elchingen Maul
Original assignee: Hydromatik GmbH
Current assignee: Hydromatik GmbH
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1985-12-19
Also published as: JPS6131762A; US4722187A; DE3421958C2; JPH0765681B2

Description

Drehzahlregeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe

c Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Drehzahlregeleinrichtungen dieser Bauart sind in der Praxis eingeführt und deshalb bekannt. Ihr wesentlicher Zweck besteht darin, bei einem hydrostatischen Getriebe, das von einem Antriebsmotor veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, trotz der veränderlichen Drehzahl des Antriebsmotors eine konstante Strömungsgeschwindigkeit im hydraulischen Kreislauf bzw. eine konstante Drehzahl des hydraulischen Motors zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlrecreleinrichtung der vorlieaenden Bauart zu schaffen, die eine einfache Bauweise aufweist und sich auch im Reversierbetrieb leicht steuern und bequem bedienen läßt,

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der hy-25

draulische Kreislauf ein geschlossener Kreislauf, so daß in beiden Störmungsrichtungen Kräfte übertragen bzw. Drehmomente erzeugt werden können. Die Pumpe und der Motor sind für den Betrieb in beide Förderrichtungen eingerichtet, um ebenfalls diese Forderung erfüllen zu

können. Dabei ist eine verstellbare Drossel mit zwei voneinander unabhängigen Regelbereichen mit einer gemeinsamen Null-Stellung angeordnet, aus der die Drossel in beide Drehrichtungen auf maximales Fördervolurnen verstellbar ist. Zur Umkehrung der Drehrichtung ist ein Wegeventil vorgesehen, dessen Verstellbewegung mechanisch mit der Verstellbewegung der Drossel gekoppelt ist. Infolgedessen bedarf

es zur Bedienung des Getriebes der Verstellung lediglich eines Steuerelementes, nämlich eines solchen, daß entweder an den Schieber der verstellbaren Drossel oder an den Schieber des Wegeventils angeschlossen ist.

Die Drossel und das Wegeventil sind somit durch eine Einhandbedienung zu betätigen.

Es ist aus DE-AS 12 54 o28 zwar schon eine Einhandbedienung bekannt, mittels der eine verstellbare Drossel und ein mit dieser über ein mechanisches Gestänge gekoppeltes Wegeventil zum Zweck der Einstellung einer gewünschten Drehzahl und der Drehrichtung eines hydrostatischen Getriebes bekannt, jedoch weist diese Bauart einen offenen Kreislauf auf, und sie ist nicht geeignet, dann an Antriebsmotoren veränderlicher Drehzahl angeschlossen zu werden, wenn die Drehzahl des Getriebes auch bei unterschiedlichen Drehzahlen des Antirebsmotors etwa konstant bleiben soll.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Drosselregelung mit an sich bekannten Regelungstoleranzen, die sich insbesondere bei Temperaturveränderung des hydraulischen Mediums bemerkbar machen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist deshalb geeignet für Antriebszwecke, bei denen nicht nur Einfachheit und Robustheit gefordert wird, sondern auch eine Änderung der Drehzahl bei hohen Lastantrieben möglich ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich deshalb insbesondere für den Antrieb von Transportmischern.

Die Ausgestaltungen nach den Ansprüche 2 und 3 sind deshalb besonders gut geeignet die Erfindung weiterzubilden, weil eine Betätigung durch einen Schwenkhebel ermöglicht wird, der aus ergonomischen Gründen zu be-Vorzügen ist. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn das Wegeventil ebenfalls ein Drehschieber ist. Hierbei

läßt sich eine einfache mechanische Kupplung verwirklichen.

Eine mechanische Kupplung durch ein separates Bauteil ο

kann dann entfallen, wenn der Drehschieber für die Drossel und das Wegeventil gemäß Anspruch 4 einstückig ausgebildet ist. Dabei empfiehlt es sich, den Drehschieber für das Wegeventil an einer axialen Verlängerung des Drehschiebers für die Drossel auszubilden, um radial vom jeweiligen Drehschieberabschnitt genügend Platz für hydraulische Anschlüsse zu erhalten. Diese sind im Bereich des Drehschiebers für die Drossel zur Ableitung der Differenzdrücke und im Bereich des Drehschiebers für das Wegeventil für die zu steuernden hydraulischen Leitungen notwendig.

Die Ausbildung nach Anspruch 6 umfaßt eine einfache und die Erfordernisse im vollen Umfang erfüllende Lösung, bei der in der Leerlaufstellung

beide Arbeitsräume der Verstelleinrichtung aufgrund einer Verbindung mit einer Rückflußleitung drucklos geschaltet sind. Diese Verbindung bleibt auch für den Arbeitsruam aufrechterhalten, der bei einer Einschaltung wahlweisen Fördervolumens nicht

beaufschlagt wird.

Zu einer einfachen und preisgünstig herstellbaren sowie kleinbauenden Bauform führen auch die Ausgestaltungen

nach Anspruch 7.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 führt zu einer Druckversorgung der Verstelleinrichtung für die Pumpe, die unabhängig von den unterschiedlichen Drücken ist, die im Hauptkreis je nach Drehrichtung des Getriebes auftreten können. Z.B. bei der Einstellung der Drossel, auf minimales Fördervolumen herrscht hinter der Drossel ein nur

sehr geringer Druck.Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Hilfskreises werden sich daraus ergebende Schwierigkeiten vermieden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung beschrieben.

Das dargestellte hydrostatische Getriebe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf 1, in dem eine Pumpe 2 veränderlichen Fördervolumens mit Verstelleinrichtung 3, ein hydraulischer Motor 4 und eine verstellbare Drossel 5 angeordnet sind. Die Pumpe 2 und der Motor 4 sind für den Betrieb in beide Drehrichtungen eingerichtet. Die Drossel 5 wird durch einen Drehschieber 6 qebildet, der

mittels eines Verstellhebels 7 um seine Längsachse drehbar ist, wodurch der Querschnitt der Hauptleitung 8 in einer mittleren Null-Stellung geschlossen werden kann und von dieser Null-Stellung in beide Drehrichtungen auf maximales Fördervolumen eingestellt werden" kann.

Mittels der verstellbaren Drossel 5 läßt sich die Durchflußmenge in der Hauptleitung und somit die Drehzahl des Motors 4 steuern. Der Verstellhebel 7 kann von Hand verstellt werden, oder es kann auch ein nicht dargestellter Kabelzug an ihn anareifen.

Die Verstelleinrichtung 3 wird durch einen hydraulischen Zylinder mit einem Doppelkolben 9 gebildet, dessen Arbeitsräume mit 11 und 12 bezeichnet sind. Die zu den Arbeitsräumen 11,12 führenden hydraulischen Leitungen

13,14 sind Teil eines allgemein mit 15 bezeichneten Hilfskreises, in dem eine Pumpe 16 konstanten Fördervolumens angeordnet ist, die für den Betrieb in nur eine Drehrichtung eingerichtet ist.

Um für die jeweilig gewünschte Drehrichtung des Motors 4 den ihr zugehörigen Arbeitsraum 11,12 der Verstelleinrichtung 3 mit der Förderleitung 17 des Hilfskreises 15 ver-

binden zu können, ist ein Wegeventil 18 in Form eines zweiten Drohschiebers 19 vorgesehen, der an einer axialen Verlängerung des Drehschiebers 6 ausgebildet ist. Das Wegenventil 18 ist für drei Schaltstellungen eingerichtet und weist vier Anschlüsse auf. An den mit 21 bezeichneten ist die Förderleitung 17 angeschlossen. Von den mit 22 und 23 bezeichneten Anschlüssen führen die zur Verstelleinrichtung 3 führenden Leitungen 13,14 ab. An den dem Anschluß 21 gegenüberliegenden Anschluß 24 ist eine zum Tank führende Rückflußleitung 25 angeschlossen. Der Drehschieber 19 ist in Teil-Längsschnitt und im Querschnitt dargestellt.

Die Pumpe 2 und die Pumpe 16 werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor 26 veränderlicher Drehzahl angetrieben.

Um auch bei veränderlichen Drehzahlen des Antriebsmotors 26 eine etwa konstante Drehzahl des Motors 4 zu erhalten, ist ein allgemein mit 27 bezeichnetes Regelventil angeordnet, das die Verstellung der Verstelleinrichtung 3 in der Weise regelt, daß das Fördervolumen einer Drehzahlveränderung des Antriebsmotors 26 umgekehrt proportional ist.

Das Regelventil 27 besteht aus einem Ventilgehäuse mit einer Bohrung 28 zur Aufnahme eines Regelkolbens 29, von dem zu beiden Seiten verjüngte Kolbenschäfte 31 mit Führungsschultern 32 abgehen. Beiderseits des Regelkolbens 29 sind Arbeitsräume 33,34 angeordnet, in denen sich Druckfedern 35 befinden, die mittels Druckstücken 36 gegen die spitz ausgebildeten Enden des Regelkolbens

-._A 29 wirken. Es handelt sich somit um einen mittelzentrieroU

ten Regelkolben 29. Die Arbeitsräume 33,34 sind durch hydraulische Leitungen 37,38 mit der Hauptleitung 8 vor und hinter der Drossel 5 verbunden. Die Leitungen 13, 14 durchqueren das Regelventil 27 im Bereich der um die _o_ Kolbenschäfte 31 sich befindlichen Hohlräume 39,4o.

Aufgrund der Druckdifferenz an der Drossel 5 wird der

Regelkolben 29 zu dem Arbeitsraum 33 bzw. 34 hin verschoben, in dem sich jeweils der niedrigere Druck befindet. In seiner außermittigen Stellung öffnet der Regelkolben 29 eine zum Tank zurückführende Rückfluß-

leitung 41, wodurch der Druck in der jeweiligen Leitung 13,14 entspannt wird. Auf diese Weise wird die Pumpe 2 einer Drehzahländerung des Antriebsmotors 26 umgekehrt proportional verstellt, so daß die Drehzahl des Motors trotz einer Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors 26 etwa konstant bleibt.

Die Steuerung des Getriebes erfolgt durch ein Verschwenken des Verstellhebels 7 aus der mit 0 dargestellten Null-Stellung heraus, entweder in die eine oder andere

Richtung. Jeder Verstellrichtung ist ein Verstellbereich der Drossel 5 zwischen Null und einem maxmalen FÖrdervolumen zugeordnet. Gleichzeitig mit dem Verstellen in die eine oder andere Richtung wird das Wegeventil 18 betätigt, das die Verbindung des der jeweiligen Drehrichtung

^u zugeordneten Arbeitsraums 11 bzw. 12 in der Verstelleinrichtung 3 mit der Förderleitung 17 verbindet. Schaltelement am Drehschieber 19 ist ein durch seitliche Abflachungen gebildeter Steg 42, der in der dargestellten Leerlaufposition den Anschluß 21 der Förderleitung 17 ° verschließt. Die Arbeitsräume 33,34 sind deshalb entspannt. Dies ist deshalb möglich, weil der Steg 42 auf seiner zum Anschluß 24 weisenden Seite schmaler (b) bemessen ist als der Anschluß 24 (B). In einer der seitlichen Schwenkstellungen der Drehschieber 6,19 ist

^O die Förderleitung 17 mit einer der beiden Leitungen 13,14 verbunden, während die jeweils andere Leitung 13,14 mit der Rückflußleitung 25 verbunden ist.

Mit 43 ist eine Speiseleitung bezeichnet, die sich zwischen dem Haupt- und Hilfskreis (8,15) erstreckt.

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Das vorbeschriebene hydrostatische Getriebe ist für den /antrieb der Mischtrommel eines nicht dargestellten Transportmischers , z.B. für Beton, vorgesehen. Die Mischtrommel ist antriebsmäßig mit dem Motor 4 verbunden. Der Antriebsmotor 26 ist ein oder der Verbrennungsmotor des Transportfahrzeugs.

Claims

ANSPRÜCHE

Drehzahlregeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe bestehend aus einer Pumpe veränderlichen Fördervolumens und einem hydraulischen Motor in einem hydraulischen Kreislauf, wobei die Pumpe durch einen Antriebsmotor veränderlicher Drehzahl angetrieben wird und ein Regelventil vorgesehen ist, das die Beaufschlagung einer hydraulischen Verstelleinrichtung an der Pumpe in Abhängigkeit vom Differenzdruck vor und hinter einer im hydraulischen Kreislauf angeordneten verstellbaren Drossel in der Weise regelt, daß das Fördervolumen einer Drehzahlveränderung des Antriebsmotors umgekehrt proportional verändert wird,
dadurch gekennzeichnet,

daß der hydraulische Kreislauf ein geschlossener Kreislauf (1) ist, daß die Pumpe (2) und der Motor (4) für den Betrieb in beide Förderrichtungen eingerichtet sind, daß die Drossel (5) aus einer mittleren Null-Stellung (0) oder einer Stellung minimalen Fördervolumens heraus in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen auf maximales Förder-

volumen (Q max) verstellbar ist, und daß die Verstellbewegung der Drossel (5) mechanisch mit der Verstellbewegung eines Wegeventils (18) gekoppelt ist,

das die hydraulische Verbindung des betreffenden 5

Arbe itsraumes (11,12) der Verstelleinrichtung (3) mit einer Druckleitung (17) herstellt.
2. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die verstellbare Drossel (5) durch einen Drehschieber (6) gebildet ist.
3. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch .gekennzeichnet,
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daß das Wegeventil (18) ein Drehschieber (19) ist.
4. Drehzahlregeleinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Drehschieber (6) für die Drossel (5) und der

Drehschieber (19) für das Wegeventil (18) einstückig ausgebildet sind.
5. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Drehschieber (19) für das Wegeventil (18) an einer axialen Verlängerung des Drehschiebers (6) für die Drossel (5) ausgebildet ist.
6. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Wegeventil (18) ein 4/3-Wegeventil ist, daß der Drehschieber (19) einen durch Abflachungen ge- ^ bildeten Steg (42) aufweist, der im Ventilgehäuse vier radial oder axial angeordnete Leitungen (21 bis 24)

zu schließen vermag, von denen eine druckführende Leitung (17) und eine Rückflußleitung (25) einander gegenüberliegen und zwei zu den Arbeitsräumen (11,12)

der Verstelleinrichtung (3) führende Leitungen beidseits ο

der druckführenden Leitung (17) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, wobei der Steg (42) wenigstens auf seiner zur Rückflußleitung (25) weisenden Seite schmaler bemessen ist (b) als die Rückflußleitung (B).
7. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (27) einen durch Federn (35) mitten-

zentrierten Regelkolben (29) mit beidseitig angeord-15

neten Kolbenschäften (31) aufweist, wobei der Regelkolben

(29) mit Steuerkanten einer gemeinsamen Rückflußleitung (41) zusammenwirkt und im Bereich der Kolbenschäfte (31) jeweils ein Durchgang für die vom Wegeventil (18) zur Verstelleinrichtung (3) führende Leitungen (13,14) angeordnet ist.
8. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der Ansprüche bis 7,

dadurch gekennzeichnet, 25

daß das Wegeventil (18) in einem Hilfskreis (15) mit einer Pumpe (16) konstanten Fördervolumens und nur einer Förderrichtung angeordnet ist, wobei beide Pumpen (2,16) mit einem gemeinsamen Antriebsmotor (26)

in Antriebsverbindung stehen. 30