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Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe
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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 Meßdrosselstelle angeordnet ist, wobei der vor dieser Meßdrosselstelle angestaute
Druck unmittelbar oder bedingt mittelbar, beispielsweise zusätzlich beeinflußte,
Druck der die Getriebeeinstellage beeinflussende Steuerdruck ist, wobei der die
Meßdrosselstelle durchfließende Strom mittels der weiteren Leitung einer weiteren
Nutzung zugeführt wird. Sowohl dann, wenn über die weitere Leitung eine weitere
Einrichtung beeinflußt wird, wie auch dann, wenn der die Meßdrosselstelle 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.
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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 de.s Getriebes in ihre Nullhublage geführt wird
oder in dieser verharrt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an die
Leitung vor der Meßdrosselstelle ein von dem Druck in der weiteren Leitung gesteuertes,
bei Unterschreiten 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.
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Das Ablaßventil kann insbesondere dann, wenn der die Meßdrosselstelle
durchfließende Strom genutzt wird, insbesondere, wenn dieser die Meßdrosselstelle
durchfließende Strom der Einspeiseeinrichtung des Getriebes mit geschlossenem Kreislauf
zugeführt wird, in einer die Meßdrosselstelle umgehenden by-pass-Leitung angeordnet
sein. Das hat die Folge, daß bei Öffnen des Ablaßventiles der volle Stromtder von
der Konstantpumpe gefördert wird, der weiteren Leitung zufließt, beispielsweise
der Einspeiseeinrichtung des Getriebes zufließt.
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Die weitere, vom Steuerdruck beeinflußte Einrichtung kann eine durch
einen Energiespeicher, vorzugsweise einer Feder, in Schließstellung belastete Bremse
sein. Bei einer solchen Bremse 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
ist die Anwendung-eines Ablaßventiles 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 Einstellorgan des Getriebes an und beginnt die Pumpe aus der Nullhublage herauszuschwenken.
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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 vorgesehene
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, solange vor der M-eßdrosselstelle 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 Meßdrosselstelle unter diesen Grenzwert sinkt. Das
heißt,
wenn durch Überbelastung der Primärenergiequel le, vorzugsweise
Brennkraftmaschine, die Antriebsdrehzahl gedrückt wird und infolge dessen der Förderstrom
der Konstantpumpe kleiner wird, sinkt auch unabhängig von der dem Druckminderventil
gegebenen Einstellung 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.
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Besonders 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
Meßdrosselstel le 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 Maximaldrehzahl der Primärenergiequelle
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 Druckbegrenzungsventiles 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.
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Ist t 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 Einste-llorganes des hydrostatischen Getriebes
angepaßt ist und die obere Grenze der Einstelllage auf maximale Übersetzung entspricht.
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Wird in der weiteren Leitung wieder Druck aufgebaut, beispielsweise
weil diese weitere Leitung 20, 21 den die Meßdrosselstelle 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 wei-tere Leitung, beispielsweise eine zu einer federbelasteten Bremse führende
Leitung, an die Leitung 5 vor der Meßdrosselstelle 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 Meßdrosselstelle
7 kein Druck anstaut, vielmehr vor der Meßdrosselstelle 7 maximal der Druck anstehen
kann, der in der Leitung 21 hinter dem Ablaßventil 22 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
Normalbetriebsstellung zu führen.
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Figur 1 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei der der die Meßdrosselstelle
durchfließende Strom einer Einspeiseeinrichtung zugeführt wird.
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Figur 2 zeigt eine Einrichtung, bei der nur der Yor der Meßdrosselstelle
angestaute Druck als Steuersignal benutzt wird.
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Däs gesamte Gebergerät ist in einem Gehäuse 1 untergebracht.
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Die von der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Primärenergiequelle
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 Meßdrosselstelle
7 führt. Der vor dieser Meßdrosselstelle 7 angestaute Druck wird über eine Zweigleitung
8 zu dem Eingang eines Druckminderventiles 9 zugeführt, dessen Druckeinstellung
durch ein Pedal 10 willkürlich verändert werden kann. Hinter der Meßdrosselstelle
7 ist die
Leitung 20 angeschlossen, von der aus eine Leitung 16
zum zweiten Eingang des Druckminderventiles 9 führt. Im übrigen wird durch die Leitung
20 das die Meßdrosselstelle 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 (Dreistellung-Vieranschluß-Wegeventil)
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.
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Vor der Meßdrosselstelle 7 ist an die Leitung 5 eine weitere 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 Meßdrosselstelle 7 geschaltet 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 23 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 Meßdrosselstelle
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.
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Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform
gemäß Figur 1 dadurch, daß die Leitung 26 hinter der Meßdrosselstelle 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 29 an die Leitung 5 vor der Meßdrossel stelle 7 angeschlossen und
von dem Druck vor dieser gesteuert. Entsprechend wird auch das Druckminderventil
9 nur von dem Druck in der
Leitung 8 vor der Meßdrosselstelle 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 Mindeststeuerdruck, der ein Herausschwenken
der Getriebepumpe aus der Nul lförderlage 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 erforderlich
ist, um die Bremse zu lüften.
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Bei der in Figur 1 dargestellten Schaltung wird der von der Konstantpumpe
erzeugte Strom somit nicht nur zum Erzeugen des stromabhängigen und damit drehzahl
abhängigen Drucksignales vor der Meßdrosselstelle benutzt, sondern der gesamte Strom
wird auf dem hinter der Meßdrosselstelle 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
Meßdrosselstellen auftreten können.
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