DE3447366A1

DE3447366A1 - Steuereinrichtung fuer ein hydrostatisches getriebe

Info

Publication number: DE3447366A1
Application number: DE19843447366
Authority: DE
Inventors: Binio Dipl.-Ing. 8750 Aschaffenburg Binev; Horst Dipl.-Ing. 8750 Hörstein Deininger
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1984-12-24
Publication date: 1986-07-03
Also published as: GB2169992A; GB8531690D0; GB2169992B; FR2575259B1; FR2575259A1

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

A 84/136 A 734

DP-St/As 20.12.1984

Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe, dessen Einstellage, das heißt die Einstellage der Pumpe oder bzw. insbesondere und die Einstellage von Pumpe und Motor durch die Größe eines Steuerdruckes bestimmt ist, wobei eine weitere Leitung vorgesehen ist, über die entweder dieser Steuerdruck eine weitere Einrichtung beeinflußt oder bei einer Steuereinrichtung, bei der die Getriebeeingangswelle mit einer Konstantpumpe verbunden ist, in deren Förderleitung eine Meßdrosselstel1e angeordnet ist, wobei der vor dieser Meßdrossel stelle angestaute Druck unmittelbar oder bedingt mittelbar, beispielsweise zusätzlich beeinflußte, Druck der die Getriebeeinstellage beeinflussende Steuerdruck ist, wobei der die Meßdrosselstel1e durchfließende Strom mittels der weiteren Leitung einer weiteren Nutzung

3Q zugeführt wird. Sowohl dann, wenn über die weitere Leitung eine weitere Einrichtung beeinflußt wird,-wie auch dann, wenn der die Meßdrosselstel1e durchfließende Strom weiter genutzt wird, kann dann, wenn der Druck in der weiteren Leitung zu gering wird und trotzdem die Pumpe des Getriebes ausgeschwenkt wird, ein Schaden entstehen.

Der*Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr des Entstehens eines solchen Schadens zu vermeiden und zu sichern, daß bei Absinken des Druckes in der weiteren Leitung die Pumpe des Getriebes in ihre Nullhublage geführt wird oder in dieser verharrt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an die Leitung vor der Meßdrosselstel1e ein von dem Druck in der weiteren Leitung gesteuertes, bei Unterschrei -

1Oten eines Mindestdruckes öffnendes Ablaßventil angeordnet ist, dessen Öffnen bewirkt, daß der Steuerdruck auf Null oder zumindest einen sehr geringen Wert abgesenkt wird, der die Folge hat, daß die Pumpe des Getriebes in ihre Nullhublage eingesteuert wird.

Das Ablaßventil kann insbesondere dann, wenn der die Meßdrosselstelle durchfließende Strom genutzt wird, insbesondere, wenn dieser die Meßdrosselstel1e durchfließende Strom der Einspeiseeinrichtung des Getriebes mit geschlos-

20senem Kreislauf zugeführt wird, in einer die Meßdrosselstelle umgehenden by-pass-Leitung angeordnet sein. Das hat die Folge, daß bei Öffnen des AbIaßventi1 es der volle Stroniider von der Konstantpumpe gefördert wird, der weiteren Leitung zufließt, beispielsweise der Einspeiseein-

25richtung des Getriebes zufließt.

Die weitere, vom Steuerdruck beeinflußte Einrichtung kann eine durch einen Energiespeicher, vorzugsweise einerFeder, in Schließstellung belastete Bremse sein. Bei einer solchen

3oBremse soll gesichert sein, daß die Bremse vollkommen gelüftet ist, wenn die Pumpe aus ihrer Nullhublage heraus fährt, damit gesichert ist, daß nicht das Getriebe gegen die noch teilweise geschlossene Bremse arbeitet und zumindest ein Teil der .im Getriebe übertragenen Energie in der Bremse in Wärme umgesetzt wird. In einem solchen Fall

1ist*die Anwendung eines AbI aßventi 1 es gemäß der Erfindung besonders zweckmäßig, weil dann, wenn der Steuerdruck nicht ausreicht, die Bremse ganz zu lüften, durch das Ablaßventil die Steuerdruckleitung ganz entlastet wird und somit verhindert wird, daß die Pumpe aus der Nullhublage heraus geführt wird, bzw. erzwungen wird, daß die Pumpe in die Nullhublage zurückkehrt. Dieses Ziel kann allerdings auch erreicht werden, indem gesichert ist, daß der Steuerdruck, der ausreicht,um die Bremse ganz zu lüften, kleiner ist als der Druck, der minimal erforderlich ist, um ein Ansprechen des die Einstellage des Getriebes beeinflussenden Stellorganes zu erzielen. Auch in diesem Falle wird also bei steigendem Steuerdruck zunächst die Bremse ganz gelüftet und erst wenn die Bremse ganz gelüftet ist, spricht das Einstel1 organ des Getriebes an und beginnt die Pumpe aus der Nullhublage herauszuschwenken .

Besonders zweckmäßig ist die Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung auch bei einer Getriebesteuerung, bei der der vor der Meßdrosselstelle angestaute Druck einem Druckminderventil zugeführt wird, welches als das willkürlich einstellbare Gebergerät zum Bestimmen des Steuerdruckes dient, beispielsweise als der die vorge-

25sehene Getriebeübersetzung bestimmende Geber in einem Fahrantrieb. Da in dem Druckminderventil der Druck nicht erhöht werden kann, hat diese Schaltung in der Steuereinrichtung zur Folge, daß die Getriebeübersetzung willkürlich durch das Druckminderventil eingestellt werden kann,

3Qsolange vor der Meßdrossel stel 1 e ein vorgegebener Mindestdruck angestaut wird, wobei aber der Steuerdruck hinter dem Druckminderventil - da er nicht größer sein kann als der Druck vor dem Druckminderventil - unter einen bestimmten Grenzwert sinkt, sobald der Druck vor der Meß-

₃₅drosselstel1e unter diesen Grenzwert sinkt. Das heißt,

durch Überbelastung der Primärenergiequelle, vorzugsweise Brennkraftmaschine, die Antriebsdrehzahl gedrückt wird und infolge dessen der Förderstrom der Konstantpumpe kleiner wird, sinkt auch unabhängig von der dem Druckminderventil gegebenen 5Einstellung der Steuerdruck mit der Folge, daß das hydrostatische Getriebe in Richtung auf kleinere Übersetzung und damit kleinere Drehmomentaufnahme gesteuert wird mit der weiteren Folge, daß die Drehmomentüberlastung beendet wird.

10ßesonders zweckmäßig ist insbesondere bei einer solchen Steuereinrichtung mit einem nachgeschalteten Druckminderventil, wenn zusätzlich an die Leitung vor der Meßdrosselstelle ein den maximalen Steuerdruck, das heißt, den maximal vor dieser Meßdrosselstel1e anstaubaren Druck,begrenzendes Druckbegrenzungsventil angeschlossen ist. Der Grenzdruck dieses Druckbegrenzungsventiles kann in einer zweckmäßigen Ausgestaltung derart eingestellt sein, daß der Grenzdruck kleiner ist als der maximal vor der Drosselstelle aufstaubare Steuerdruck. Ist die Maximal drehzahl der Primärenergie-

20quelle nur ungenau einstellbar, wird dadurch gesichert, daß der Grenzdruck, das heißt, der maximale Steuerdruck, · immer konstant ist, unabhängig davon, welche höchste Drehzahl die Primärenergiequelle erreicht. Weiterhin kann dabei vorgesehen sein, daß der eingestellte Grenzdruck des Druckbegrenzungsventi1 es zumindest annähernd gleich ist dem Steuerdruck, der die Einstellung des hydrostatischen Getiebes auf maximale Übersetzung bewirkt. Das heißt, bei Erreichen dieses eingestellten Grenzdruckes hat das Getriebe seine Einstellage maximaler Übersetzung erreicht. Bei weiterem Steigen der Drehzahl der Primärenergiequelle und damit des Förderstromes der Konstantpumpe bleibt der Steuerdruck konstant und wird die Abtriebsdrehzahl des Getriebes erhöht durch Erhöhen der Antriebsdrehzahl der Getriebeeingangswelle.

Ist*die Primäerenergiequelle eine Kolbenbrennkraftmaschine, hat eine derartige Steuercharakteristik geringeren Kraftstoffverbrauch, geringere Geräuschemission und Abgasemission zur Folge, weil die Kolbenbrennkraftmaschine erst dann auf hohe Drehzahl gesteuert wird, wenn diese zum Erzielen der gewünschten Abtriebsdrehzahl wirklich erforderlich ist. Bei dieser Ausgestaltungsform der Steuereinrichtung ist also für den Steuerdruck sowohl eine obere als eine untere Grenze vorgesehen, wobei die untere Grenze dem Ansprechdruck des Einstel1organes des hydrostatischen " Getriebes angepaßt ist und die obere Grenze der Einstelllage auf maximale Übersetzung entspricht.

Wird in der weiteren Leitung wieder Druck aufgebaut, beispielsweise weil diese weitere Leitung 20, 21 den die Meßdrosselstel1e 7 durchfließenden Strom zu einer Einspeiseeinrichtung führt und wieder ein hinreichender Strom fließt, verschiebt der in dieser weiteren Leitung geführte Druck das Ablaßventil 22 wieder in die Schließstellung. Ist die weitere Leitung, beispielsweise eine zu einer federbelasteten Bremse führende Leitung, an die Leitung 5 vor der Meßdrosselstel1e 7 angeschlossen, so muß durch eine besondere Schaltung bzw. Zusatzeinrichtung gesichert werden, daß das Ablaßventil in die Schließstellung zurückkehrt, wenn der Förderstrom der Konstantpumpe wieder hinreichend groß wird, da sich bei geöffnetem Ablaßventil vor der Meßdrosselstel1e 7 kein Druck anstaut, vielmehr vor der Meßdrosselstel1e 7 maximal der Druck anstehen kann, der in der Leitung 21 hinter dem Ablaßventil 22

3Q ansteht. Reicht dieser Druck zum Schließen des Ablaßventiles 22 aus, so kehrt dieses in seine Schließstellung zurück. Wird jedoch in der Leitung hinter der Meßdrosselstelle ein Druck geführt, so wird dieser Druck benutzt, um die hydraulisch gesteuerten Ventile wieder in die Normal-

ggbetriebsstellung zu führen.

Figur 1 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei der der die Meßdrossel stelle durchfließende Strom einer Einspeiseeinrichtung zugeführt wird.

Figur 2 zeigt eine Einrichtung, bei der nur der vor der MeßdrosselstelIe angestaute Druck als Steuersignal benutzt wird.

Das gesamte Gebergerät ist in einem Gehäuse 1 untergebracht. Die von der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Pr imärenergiequel1e angetriebene Konstantpumpe 2 saugt über die Leitung 3 aus einem Behälter 4 an und fördert in eine Förderleitung 5, die über einen Filter 6 zu der Meßdrosselstel1e 7 führt. Der vor dieser Meßdrosselstel-Ie 7 angestaute Druck wird über eine Zweigleitung 8 zu dem Eingang eines Druckminderventi1 es 9 geführt, dessen Druckeinstellung durch ein Pedal 10 willkürlich veräncfert werden kann. Hinter der Meßdrosselstel1e 7 ist die

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Leitung 20 angeschlossen, von der aus eine Leitung 16 zum zweiten Eingang des Druckminderventi1 es 9 führt. Im übrigen wird durch die Leitung 20 das die Meßdrosselstel1e 7 durchfließende Druckmittel zu der Leitung 21 geführt, die durch ein Druckbegrenzungsventil 25 abgesichert ist und die zu einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Einspeiseeinrichtung eines hydrostatischen Getriebes führt. Der durch das Druckminderventil 9 bestimmte Druck wird über die Leitung 11 zu einem willkürlich betätigbaren Umsteuerventil (Dreistel1ung-Vieranschluß-Wegeventi1) 12 geführt, .-,- von dem aus die beiden Leitungen 13 und 14 zu dem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Einstellorgan des in der Zeichnung ebenfalls nicht mehr dargestellten hydrostatischen Getriebes führen. Durch das Umschaltventil kann also willkürlich die Abtriebsdrehrichtung des Getriebes eingestellt werden. Über die Leitung 15 ist das Umsteuerwegeventil 12 weiterhin an die Leitung 20 angeschlossen.

Vor der Meßdrosselstel1e 7 ist an die Leitung 5 eine wei-20 tere Zweigleitung 18 angeschlossen, die zu einem Druckbegrenzungsventil 19 führt, dessen Ablaufseite ebenfalls an die Leitung 20 angeschlossen ist, so daß das Druckbegrenzungsventil parallel zu der Meßdrosselstel1e 7 ge- ^ schaltet ist.

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Der Grenzdruck des Druckbegrenzungsventils 19 ist derart eingestellt, daß durch dieses das Druckgefälle an der Meßdrosselstelle 7 auf einen Wert begrenzt wird, der gleich oder höchstens etwas höher ist als der Druckgefällewert, bei dem das über die Leitungen 13 und 14 gesteuerte hydrostatische Getriebe seine Einstellage maximaler Übersetzung erreicht hat, das heißt, wenn das Druckminderventil 9 nicht betätigt ist.

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An die Leitung 20 ist ein Steuerdruckraum eines Ablaßventiles 22 angeschlossen, dessen dem Steuerdruckraum, der an die Leitung 20 angeschlossen ist, gegenüberliegende Seite mit einer Feder belastet ist und über eine Leitung und die Leitung 17 zu dem drucklosen Behälter 4 hin entlastet ist. Die an dieser Feder eingestellte Kraft ist derart bemessen, daß das Ablaßventil 22 öffnet, wenn der Druck in der Leitung 20, 21 einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, wobei dieser Grenzwert beispielsweise derart gewählt sein kann, daß er mit dem Mindesteinspeisedruck in der Einspeiseeinrichtung des hydrostatischen Getriebes übereinstimmt. Im-Normalbetriebszustand befindet sich das Ablaßventil 22 also in der geschlossenen Stellung. Sinkt der Druck in der Leitung 20, 21 unter den vorgesehenen Grenzwert, wird unmittelbar die Leitung 5 vor der Meßdrosselstelle 7 mit der Leitung 21 verbunden, so daß vor der Meßdrossel stel 1 e 7 kein Druck angestaut werden kann, der höher ist als der Druck in der Leitung 21 und somit auch über die Leitungen 8, 11 und 13 bzw. 14 kein Steuerdruck zum Getriebe geleitet werden kann, so daß also die Pumpe des Getriebes in Nullhublage verharrt bzw. in diese zurückkehrt.

Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 dadurch, daß die Leitung 26 hinter der Meßdrosselstel1e 7 und damit die Leitung 28 sowie die Leitung 27 hinter dem Druckbegrenzungsventil 19 an die zum drucklosen Behälter 4 führende Leitung 17 angeschlossen sind. In diesem Fall wird also nicht das Druckgefälle an der Meßblende 7 sondern der Staudruck vor der Meßblende 7 als Steuersignal benutzt. Entsprechend ist das Ablaßventil 22 über die Steuerleitung an die Leitung 5 vor der Meßdrosselstel1e 7 angeschlossen und von dem Druck vor dieser gesteuert. Entsprechend wird _: auch das Druckminderventi1.9 nur von dem Druck in der

Leimung 8 vor der Meßdrossel stel 1 e 7 beeinflußt und ist die Leitung 16 druckentlastet. Im übrigen aber entspricht die Schaltung der Schaltung gemäß Figur 1. Eine solche Schaltung kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn an die Leitung 8 bzw. vorzugsweise die Leitung 11 eine weitere Leitung angeschlossen ist, die zu einer federdruckbelasteten Bremse führt, die durch Druckbeaufschlagung von dieser Leitung aus gelüftet wird,wobei erzielt werden soll, daß ein Steuerdruck, der größer ist als der Mindest-Steuerdruck, der ein Herausschwenken der Getriebepumpe aus der Nullförderlage bewirkt, der Getriebepumpe nur dann zugeführt werden kann, wenn die Bremse ganz gelüftet ist, das heißt in der zur Bremse führenden Leitung ein Druck ansteht, der höher ist als der Druck, der mindest erforderlieh ist, um die Bremse zu lüften.

Bei der in Figur 1 dargestellten Schaltung wird der von der Konstantpumpe erzeugte Strom somit nicht nur zum Er- _/ zeugen des stromabhängigen und damit drehzahlabhängigen Drucksignales vor der Meßdrosselstelle benutzt, sondern der gesamte Strom wird auf dem hinter der Meßdrosselstel1e gehaltenen Druckniveau für weitere Zwecke genutzt. Damit wird die der Konstantpumpe zugeführte Energie gut genutzt und da auf diese Weise ein ziemlich großer Strom benutzt wird, kann eine relativ weite Meßdrosselstelle benutzt werden, die Schwierigkeiten vermeidet, die bei zu engen Meßdrosselstel1 en auftreten können.

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J-b-

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

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Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe, dessen Einstellage durch die Größe eines Steuerdruckes bestimmt ist, wobei der Steuerdruck über eine weitere Leitung eine weitere Einrichtung beeinflußt und/oder bei der mit der Getriebeeingangswelle eine Konstantpumpe verbunden ist, in deren Förderleitung eine Meßdrosselstelle angeordnet ist, wobei der vor dieser Meßdrosselstel1e angestaute, in einer vor der Meßdrosselstelle abzweigenden Zweigleitung geführte Druck unmittelbar oder bedingt mittelbar der die Getriebeeinstellage beeinflussende Steuerdruck ist und der die MeßdrosselstelIe durchfließende Strom mittels einer weiteren Leitung einer weiteren Nutzung zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leitung (5) vor der Meßdrosselstel1e (7) ein von dem Druck in der weiteren Leitung gesteuertes, bei Unterschreiten eines Mindestdruckes Öffnendes AbIaßventi1 (22) angeschlossen ist.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil (22) in einer die Meßdrosselstelle (7) umgehenden by-pass-Leitung angeordnet ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere

Anspruch 2 für ein im geschlossenen Kreislauf arbeitendes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Nutzung des die Meßdrosselstel1e durchfließenden Stroms durch Zuführen des Stromes zu der Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes des Getriebes erfolgt " und die Leitung (20) hinter der Meßdrossel stel 1 e (7)

an die Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes angeschlossen ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere, vom Steuerdruck beeinflußte Einrichtung eine federdruckbelastete Bremse ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der vor

* 20 der Meßdrosselstelle angestaute Druck bedingt mittelbar die Einstellage des Getriebes beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Meßdrosselstel1e (7) abzweigende Zweigleitung (8) zum Eingang eines Druckminderventiles (9) führt, dessen Ausgang mit dem Einstellorgan des hydrostatischen Getriebes verbunden ist.
I

6. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leitung (5)

3Q vor der Meßdrosselstel1e (7) ein den maximalen Steuerdruck begrenzendes Druckbegrenzungsventil (19) angeschlossen ist.

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17. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Grenzdruck des Druckbegrenzungsventil es (19) zumindest annähernd gleich ist dem die Einstellung des hydrostatischen Getriebes auf maximale Übersetzung bewirkenden Steuerdruck und/oder der eingestellte Grenzdruck kleiner ist als der maximal vor der Meßdrosselstel1e (7) aufstaubare Steuerdruck.

8. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen An-Sprüche, vorzugsweise nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck auf eine Servokraftverstärkungseinrichtung einwirkt und daß auf diese zusätzlich ein vom Förderdruck des hydrostatischen Getriebes abhängiges Signal einwirkt. ' 15