-
-
Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat.
-
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat,
vorzugsweise für das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines
Hubladers, mit einer Primärenergiequelle, vorzugsweise einer Kolbenbrennkraftmaschine,
insbesondere einem Dieselmotor,nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine
solche in der Praxis sehr bewährte Steuereinrichtung ist bereits bekannt (DE-OS
30 35 152). Obwohl diese sich sehr bewährt hat, besteht insofern ein Nachteil, als
beim Umsteuern von einer Abtriebsdrehrichtung in in die andere das Wechseln des
Steuerdruckes von der einen Seite des Nehmerzylinders in die andere infolge der
Trägheit des Umsteuerns des Stel lorganes des hydrostatischen Getriebes an sich
schneller erfolgen kann, als die tatsächliche Änderung der Abtriebsdrehrichtung.
Das heißt, es kann ein einer bestimmten Abtriebsdrehrichtung zugeordneter bereits
erheblich angestiegener Steuerdruck vorhanden sein, während tatsächlich die Abtriebswelle
sich noch in dem anderen Drehsinn dreht. Ist dabei die Einstellung des Stel lorganes
der Primärenergiequelle nur vom Steuerdruck, der auf das Getriebe einwirkt, abhängig
oder sogar
nur von der Einstellung des Betätigungsorganes, mit dem
der Steuerdruck betätigt wird, abhängig, so kann also die Primärenergiequelle bereits
wieder auf erhöhte Leistungsabgabe gestellt werden, während tatsächlich die Getriebeabtriebswelle
sich noch in der entgegengesetzten Richtung dreht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen
und die Steuereinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart weiterzuentwickeln,
daß die Brennkraftmaschine nur dann auf eine erhöhte Leistungsabgabe eingestellt
wird, wenn sich die Getriebeabtriebswelle tatsächlich in dem gewünschten, das heißt
in dem angesteuerten Drehsinn dreht, wobei ein besonderes Umschaltventil vermieden
werden soll, welches denkbar wäre um ein vorzeitiges Anheben der Einstellung der
Primärenergiequelle beim raschen Umsteuern in den anderen Drehsinn zu vermeiden.
-
Gemäß der Erfindung wird eine einfache und kostengünstige Gestaltung
einer Einrichtung geschaffen, durch die ein Erhöhen der Einstellung der Primärenergiequelle
verhindert wird, solange bei einem Umsteuervorgang das Einst.ellorgan des hydrostatischen
Getriebes noch nicht die durch den Umsteuervorgang neu angesteuerten Steuerdruck
bestimmte Lage erreicht hat.
-
Die gestellte Aufgabe wird dadurch.gelöst, daß an jeden der beiden
Druckräume des Nehmerzylinders ein von der Lage des Stellorganes des hydrostatischen
Getriebes gesteuertes Absperrventil angeschlossen ist, welches geöffnet ist, wenn
die Lage des Einstellorganes nicht der Druckbeaufschlagung entspricht, wobei die
Ausgänge beider Absperrventile mit einer Leitung verbunden sind, durch die der im
Nehmerzylinder anstehende Steuerdruck zu dem
federseitigen Druckraum
des der Primärenergiequelle zugeordneten Stellzylinders geführt wird. Dabei ist
zu berückwichtigen, daß eine Steuereinrichtung für ein in beiden Abtriebsbewegungsrichtungen
einstellbares hydrostatisches Getriebe, wobei jederAbtriebsbewegungsrichtung eine
Einstel lsteuersignal leitung zugeordnet ist und wobei zu dem Zweck, nur dann, wenn
eine bestimmte Zuordnung von Abtriebsbewegungsrichtung und Steuerdruck in einer
der beiden Leitungen gegeben ist, einen bestimmten SchaCtzustand zu erzielen, bereits
an sich bekannt ist (DE-OS 33 26 920). Bei der bekannten Einrichtung werden jedoch
andere Zusammenhänge in anderer Abhängigkeit zu anderem Zweck gesteuert.
-
Durch die Absperrventile gemäß der Erfindung wird erzielt, daß dann,
wenn das Getriebe sich noch in einer einer bestimmten Abtriebsdrehrichtung zugeordneten
Einstellage befindet, jedoch bereits ein Steuerdruck aufgebaut ist, der einem anderen
Abtriebsdrehsinn zugeordnet ist, der der Primärenergiequelle zugeordnete Stellzylinder
auf der Federseite mit Druck beaufschlagt wird und somit das Stellorgan der Primärenergiequelle
in Richtung auf kleine Leistungsabgabe eingestellt wird, so daß vermieden wird,
daß die Primärenergiequelle eine erhöhte Leistung an das Getriebe abgibt, während
sich dieses noch in dem im vorangegangenen Arbeitsprozeß angesteuerten Drehsinn
dreht, obwohl steuerdruckmäßig bereits ein Umsteuervorgang in den entgegengesetzten
Drehsinn vorgenommen wurde.
-
Um dieses Ziel zu erreichen, wird also gemäß der Erfindung eine eigene
zusätzliche Steuerdruckleitung zum Stellzylinder des hydrostatischen Getriebes geführt.
Das heißt, bei einem Antriebsaggregat, bei dem sowohl das hydrostatische Getriebe
als auch das Einstellorgan der Brennkraftmaschine durch Steuerdruck eingestellt
werden, ist eine Sperrschaltung vorgesehen, die beim Umsteuern in
die
andere Abtriebsdrehrichtung verhindert, daß die Leistungseinstellung der Primärenergiequelle
erhöht wird, bevor das hydrostatische Getriebe über die Neutral lage hinaus in die
neu angesteuerte Abtriebsdrehrichtung eingestellt ist, wobei zum Stellzylinder des
Dieselmotors eine getrennte Steuerdruckleitung ("Spur") führt, in der bestimmte
Steuerorgane im Sinne einer Sperrl ogi k angeordnet sind.
-
Eine Ausgestaltung des Nehmerkolben-Nehmerzylinder-Aggregates gemäß
Oberbegriff des Patentanspruches 2 ist bereits durch die DE-OS 31 43 539 bekannt.
Der Patentanspruch 2 betrifft eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungsform, bei
der die sowieso vorhandenen Bauteile in einer einfachen besonderen Ausgestaltung
als die Ventile benutzt werden, so daß keine besonderen Ventile eingebaut zu werden
brauchen, vielmehr wird der sowieso vorhandene Federteller als der Ventilsperrkörper
benutzt, der sich vor die Mündung der in Form einer Bohrung durch das Gehäuse geführten,
zu dem Stellzylinder der Primärenergiequelle führenden Leitung liegen kann und diese
Leitung im vor der Mündung liegenden Zustand absperrt. Dieses hier als Gehäuse bezeichnete
Bauteil, in dem eine den Nehmerzylinder bildende Bohrung angeordnet ist, kann in
einer speziellen Ausgestaltung als Deckel zu einer Steuereinrichtung ausgestaltet
sein, in dem Funktionsteile eingebaut sind.
-
Zum Ansteuern eines solchen Nehmerkolbens muß also vor beiden Stirnflächen
desselben ein unterschiedlicher Druck herrschen. Das kann dadurch geschehen, daß
jeweils die eine Seite von Druck entlastet ist und die andere Seite mit dem gewählten
Steuerdruck beaufschlagt wird. Das kann aber auch dadurch geschehen, daß die eine
Seite mit einem angesteuerten Steuerdruck beaufschlagt wird, während die andere
Seite mit einem Druck bestimmt vorgegebener
konstanter Höhe beaufschlagt
wird, wobei diese vorgegebene Druckhöhe kleiner oder höchstens gleichgroß ist wie
der kleinste willkürlich anwählbare Steuerdruck. Solche Einrichtunger: haben manche
Vorteile, insbesondere insofern, als der konstant vorgegebene Mindestdruck gleichzeitig
für andere Zwecke mitverwendet werden kann, so daß eine zusätzliche Pumpe zum Erzeugen
dieses weiteren benötigten Druckes entbehrlich ist. Außerdem ergeben sich günstigere
Bedingungen bezüglich der Rückstellkräfte.
-
Figur 1 zeigt ein Schaltschema zu einer Steuer einrichtung für ein
Antriebsaggregat.
-
Figur 2 zeigt ein etwas abgewandeltes Detail in größeren: Maßstab.
-
Figur 3 zeigt im Schnitt ein konstruktives Detail.
-
Der hier als Primärenergiequelle verwendete Dieselmotor 1 treibt über
die Welle 2 die Pumpe 3 an, die über die Leitungen 4 und 5 mit einem in der Zeichnung
nicht mehr dargestellten Hydromotor zu einem hydrostatischen Getriebe verbunden
ist. Das Stellglied 6 der einstellbaren Pumpe 3 ist mit einem Stellkolben 7 verbunden,
der in einem Stellzylinder 8 gegen die Kraft zweier Federn 9 verschiebbar ist. Die
Pumpe 3 mit dem Sttllzylinder 8 ist in einem Gehäuse 10 angeordnet. In dem an dieses
Gehäuse 10 angesetzten Gehäusedeckel 11 ist der Nehmerzylinder 12 angeordnet, in
dem gegen die Kraft zweier Federn 13 der Nehmerkolben 14 verschiebbar ist, der über
ein Verbindungsglied 15 mit dem Pilotschieber 16 des Vorsteuerventil-es 1 7 verbunden
ist, das seinerseits mit dem Stellglied 6 der Pumpe 3 im Sinne einer Servokraftverstärkungsfolgesteuerung
in Verbindung steht. Von dem
in der Zeichnung nicht mehr dargestellten
Steuerdruckgeber gehen die beiden Steuerdruckleitungen 18 und 19 aus, von denen
jede zu einem Druckraum in dem Nehmerzylinder 12 führt. Insoweit ist die Wirkungsweise
folgende: Wird in der Steuerdruckleitung 18 ein höherer Druck aufgebaut als in der
Steuerdruckleitung 19, so wird der Nehmerkolben 14 unter der Wirkung dieses Druckes
nach in der Zeichnung rechts gegen die Kraft der in der Zeichnung rechten Feder
verschoben und dadurch der Schieber 16 des Vorsteuerventiles 17 derart verschoben,
daß die Förderleitung 20 der von der Welle 2 aus angetriebenen Konstantpumpe 21
mit dem in der Zeichnung linken Druckraum in dem Stellzylinder 8 verbunden wird
und der in der Zeichnung rechte Druckraum dieses Stellzylinders 8 mit der Ablaufleitung
22 verbunden wird. Dadurch verschiebt sich das Stellglied 6 der Pumpe 3 nach in
der Zeichnung links und gibt damit der Pumpe 3 eine vorbestimmte Einstellage. Wird
umgekehrt in der Leitung 19 der Steuerdruck geführt, der höher ist als der in der
Leitung 18 anstehende Druck, so ergeben sich sinngemäß gleichartige Verschiebungen
in der entgegengesetzten Richtung.
-
Das Stellglied 23 der Primärenergiequelle 1 ist mit einem Stellkolben
24 verbunden, der in einem Stellzylinder 25 gegen die Kraft einer Feder 26 verschiebbar
ist. An den kolbenseitigen Druckraum des Stellzylinders 25 ist eine Steuerdruckleitung
27 angeschlossen, die von einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Steuerdruckgeber
ausgeht, dessen Betätigungsorgan mit dem Betätigungsorgan des ebenfalls in der Zeichnung
nicht mehr dargestellten Steuerdruckgebers, der jeweils eine der beiden Leitungen
18 oder 19 beaufschlagt, in Wirkverbindung steht.
-
An die Steuerdruckleitung 18 ist eine Zweigleitung 28 angeschlossen
und an die Steuerdruckleitung 19 ist eine Zweigleitung 29 angeschlossen. Die Zweigleitung
28 führt zu einem Absperrventil 30 und die Zweigleitung 29 führt zu einem Absperrventil
31. Beide Absperrventile sind mittels eines Auslegers 32 betätigbar, der mit dem
Stellglied 6 der Pumpe 3 verbunden ist und der in seiner Neutrallage beide Ventile
30 und 31 unbeeinflußt läßt. Von beiden Absperrventilen 30 und 31 geht eine Leitung
33 aus, die zu einer Leitung 34 zusammengeführt werden, die zum federseitigen Druckraum
des Stellzylinders 25 führt. In dieser Leitung 34 ist ein vom Druck in den Leitungen
33 gesteuertes Zweistellungs/Dreianschluß-Wegeventil 36 angeordnet.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Im Normalbetrieb wird bei Beaufschlagung
einer der beiden Steuerdruckleitungen 18 oder 19 mit Steuerdruck das Stellglied
6 der Pumpe 3 derart verschoben, daß es jeweils die den niedrigeren Druck führende
der beiden Steuerdruckleitungen 18 und 19 mit der Leitung 34 verbindet, wobei dann,
wenn in der Leitung 33 der Druck ansteht, der in der den niedrigeren Druck führenden
der beiden Steuerdruckleitungen 18 und 19 ansteht, das Entlastungsventil 36 die
Leitung 34 drucklos hält. Bleibt jedoch jetzt das Stellglied 6 der Pumpe 3 eine
zeitlang in dieser Lage, obwohl inzwischen die jeweils andere der beiden Leitungen
18 und 19 den höheren Druck führt, so wird über eins der beiden Absperrventile 30
oder 31 diese den höheren Druck führende der beiden Steuerdruckleitungen 18 und
19 mit der Leitung 34 verbunden, so daß der federseitige Druckraum im Stellzylinder
25 mit Druck beaufschlagt wird und dadurch der Stellkolben 24 nach in der Zeichnung
rechts in Richtung der Einstellung der Primärenergiequelle 1 auf kleinere Leistungsabgabe
verstellt wird. Diese Einstellung bleibt
so lange, bis das Stellglied
6 über seine Neutral position hinaus in die Lage gefahren ist, die durch den Steuerdruck
in einer der beiden Leitungen 18 oder 19 tatsächlich angesteuert wird. Dann wird
das in dem vorstehend bescnriebenen Betriebszustand geöffnete Absperrventi 1 der
beiden Absperrventile 30 oder 31 wieder geschlossen und die Leitung 34 über das
Ventil 36 entlastet, so daß die Stellung des Stellkolbens 24 in dem Stellzylinder
25 wiederum nur noch von dem in der Leitung 27 anstehenden Druck bestimmt wird.
In Figur 2 ist der Stellzylinder 8 mit dem Steil kol Lien 7 und den beiden Federn
9 nocheinmal im größeren Maßstab dargestellt. Der in diesem Fall unmittelbar mit
dem Stellkolben 7 verbundene Ausleger 42 entspricht im Wesentlichen dem Ausleger
32 gemäß Figur 1. An die Stelle der beiden jeweils an eine der Steuerdruckleitungen
18 und 19 angeschlossenen Leitungen 28 und 29 gemäß Figur 1 treten hier die beiden
Leitungen 49 und 48, die in diesem Fall nicht unmittelbar an jeweils eine der beiden
Steuerdruckleitungen 18 und 19 angeschlossen sind, sondern mittelbar über jeweils
einen der beiden Druckräume in dem Nehmerzylinder 8.
-
In Figur 3 sind in dem Gehäusedeckel 11 zwei zueinander koaxiale Bohrungen
50 und 51 vorgesehen, in denen der Nehmerkolben 52 dichtend verschiebbar ist, der
in der Mitte eine Ringnut 53 aufweist, die zur Verbindung mit dem in Figur 3 nicht
mehr dargestellten Ventil 16,17 dient. An die Bohrung 50 schließt sich nach außen
ein Druckraum 54 an, der an die Steuerdruckleitung 18 angeschlossen ist und entsprechend
schließt sich an die Bohrung 51 nach außen ein Druckraum 55 an, der an die Steuerdruckleitung
19 angeschlossen ist. In dem Druckraum 54 sind zwei Federn 56 und 57 angeordnet,
die sich gegen einen Federteller 58 abstützen. In gleicher Weise sind in dem Druckraum
55 zwei Federn 59 und 60 angeordnet,
die sich gegen einen Federteller
61 abstützen. In dem Gehäusedeckel 11 ist eine in den Druckraum 54 mündende Bohrung
61 vorgesehen und ist weiterhin eine in den Druckraum 55 mündende Gehäusebohrung
62 vorgesehen. Gegen jede dieser beiden Mündungen legt sich jeweils einer der Federteller
58 oder 68 an. An die beiden Bohrungen 61 und 62 ist über jeweils eine Verbindungsbohrung
63 die Leitung 33 angeschlossen, die zu einer Längsbohrung 66 führt, in der das
Ventil 36 angeordnet ist und an die in in der Zeichnung nicht mehr dargestellter
Weise die Leitung 34 angeschlossen ist.
-
Im Normalbetrieb ist dann, wenn in der Steuerdruckleitung 19 ein Steuerdruck
ansteht, der Nehmerkolben 52 gegen die Kraft der Federn 56 und 57 nach in der Zeichnung
links verschoben mit der Folge, daß der Federteller 68 gegen die Mündung der Bohrung
62 anliegt und diese verschließt, während der Federteller 58 durch die linke Stirnfläche
des Nehmerkolbens 52 von der Mündung der Bohrung 61 abgehoben ist, so daß durch
den Druckraum 54 die Steuerdruckleitung 18 mit der Bohrung 61 und über diese mit
der Leitung 33 verbunden ist, so daß in der Leitung 33 der Druck ansteht, der in
der Steuerdruckleitung 18 ansteht, das heißt, der jeweils niedrigere Druck. Wenn
jetzt jedoch sehr schnell der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 19 abgesenkt
und der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 18 erhöht wird, so vermag der Nehmerkolben
infolge der von diesem aus zu bewegenden Massen dieser Bewegung nicht so schnell
zu folgen mit der Folge, daß im Steuerdruckraum 54 der höhere Druck ansteht, während
immer noch der Nehmerkolben 52 nach in der Zeichnung links verschoben ist und dadurch
der Federteller 58 von der Mündung der Bohrung 61 abgehoben ist mit der weiteren
Folge, daß der in dem Druckraum 54 anstehende Druck über die Bohrung 61 und die
Bohrung 63
in der Leitung 33 ansteht, bis der Nehmerkörper 52 sich
in der Zeichnung so weit nach rechts verschoben hat, daß der Federteller 58 gegen
die Mündung der Bohrung 61 dichtend anliegt.
-
Ist in dem Antriebssystem ein weiterer Energieverbraucher vorhanden,
der von der gleichen Primärenergiequelle 1 angetrieben wird, so wird beim Ansteuern
dieses weiteren Energieverbrauchers mittels eines weiteren Steuerdruckgebers ein
Steuerdruck erzeugt und ist an die Leitung 27 ein druckabhängig umschaltendes Umschaltventil
angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Stellzylinder und dessen Eingänge mit je einer
Steuerdruckleitung verbunden sind.