DE3545109C2 - Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe, dessen Einstellage durch die Größe eines Steuerdruck bestimmt ist, wobei der Steuerdruck über eine weitere Leitung eine weitere Einrichtung beeinflußt und bei der mit der Getriebeeingangswelle eine Konstantpumpe verbunden ist, in deren Förderleitung eine Meßdrosselstelle angeordnet ist, wobei der vor dieser Meßdrosselstelle angestaute, in einer vor der Meßdrosselstelle abzweigenden Zweigleitung geführte Druck unmittelbar oder bedingt mittelbar der die Getriebeeinstellage beeinflussende Steuerdruck ist, der auf eine Servokraftverstärkungseinrichtung einwirkt, auf die zusätzlich ein vom Förderdruck des hydrostatischen Getriebes abhängiges Signal einwirkt.

Eine derartige Steuereinrichtung ist aus der DE 19 49 687 C2 bekannt. Hierbei ist stromab der Meßdrosselstelle eine Einspeiseeinrichtung für das hydrostatische Getriebe angeschlossen. Wenn der Druck stromab der Meßdrosselstelle zu gering wird und trotzdem die Pumpe des Getriebes ausgeschwenkt wird, kann 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 in einer die Meßdrosselstelle umgebenden By-Pass-Leitung ein Ablaßventil angeordnet ist, das in Ausgangsstellung geöffnet und in Richtung zur Schließstellung entgegen der Kraft einer Feder von dem Druck in der weiteren Leitung beaufschlagt ist. Bei unterschreiten eines Mindestdruckes öffnet also das Ablaßventil und bewirkt, daß der Steuerdruck auf Null oder zumindest einen sehr geringen Wert abgesenkt wird, was zur Folge hat, daß die Pumpe des Getriebes in ihre Nullhublage eingesteuert wird.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung für ein im geschlossenen Kreislauf arbeitendes Getriebe ist vorgesehen, daß die Beeinflussung der weiteren Einrichtung durch Zuführen des die Meßdrosselstelle durchfließenden Stroms zu einer Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes des Getriebes erfolgt und die Leitung hinter der Meßdrosselstelle an die Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes angeschlossen ist. Das hat die Folge, daß bei Öffnen des Ablaßventiles der volle Strom, der von der Konstantpumpe gefördert wird, der weiteren Leitung zufließt, nämlich der Einspeiseeinrichtung des Getriebes zufließt.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die weitere, vom Steuerdruck beeinflußte Einrichtung eine federdruckbelastete Bremse ist.

Bei einer solchen Bremse soll gesichert sein, daß die Bremse vollkommen gelüftet ist, wenn die Pumpe aus ihrer Nullhublage herausfährt, 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 herausgeführt wird, bzw. gezwungen 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. 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, so lange vor der Meßdrosselstelle 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 Überlastung der Primärenergiequelle, vorzugsweise Brennkraftmaschine, die Antriebsdrehzahl gedrückt wird und infolgedessen 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.

Besonders zweckmäßig ist insbesondere bei einer solchen Steuereinrichtung mit einem nachgeschalteten Druckminderventil, wenn zusätzlich an die Leitung vor der Meßdrosselstelle ein den maximalen Steuerdruck, d. h. den maximal vor dieser Meßdrosselstelle anstaubaren Druck, begrenzendes Druckbegrenzungsventil angeschlossen ist. Der Grenzdruck dieses Druckbegrenzungsventils kann in einer zweckmäßigen Ausgestaltung derart eingestellt sein, daß der Grenzdruck kleiner ist als der maximal vor der Drosselstelle anstaubare Steuerdruck. Ist die Maximaldrehzahl der Primärenergiequelle nur ungenau einstellbar, wird dadurch gesichert, daß der Grenzdruck, d. h. 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 Getriebes auf maximale Übersetzung bewirkt. D.h. 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 Abtriebsdrehzahl der Getriebeeingangswelle.

Ist die Primärenergiequelle 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 auch eine untere Grenze vorgesehen, wobei die untere Grenze dem Ansprechdruck des Einstellorganes des hydrostatischen Getriebes angepaßt ist und die obere Grenze der Einstellage auf maximale Übersetzung entspricht.

Wird in der weiteren Leitung wieder Druck aufgebaut, beispielsweise weil diese weitere Leitung den die Meßdrosselstelle durchfließenden Strom zu einer Einspeiseeinrichtung führt und wieder ein hinreichender Strom fließt, verschiebt der in dieser weiteren Leitung geführte Druck das Ablaßventil wieder in die Schließstellung. Ist die weitere Leitung, beispielsweise eine zu einer federbelasteten Bremse führenden Leitung, an die Leitung vor der Meßdrosselstelle 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, daß sich bei geöffnetem Ablaßventil vor der Meßdrosselstelle kein Druck anstaut, vielmehr vor der Meßdrosselstelle maximal der Druck anstehen kann, der in der Leitung hinter dem Ablaßventil ansteht. Reicht dieser Druck zum Schließen des Ablaßventiles 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.

Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltungsform, bei der der die Meßdrosselstelle durchfließende Strom einer Ein­ speiseeinrichtung zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, bei der nur der vor der Meßdrosselstelle angestaute Druck als Steuersig­ nal benutzt wird.

Das gesamte Gebergerät ist in einem Gehäuse 1 untergebracht. Die von der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Pri­ märenergiequelle 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 Meßdrosselstel­ le 7 angestaute Druck wird über eine Zweigleitung 8 zu dem Eingang eines Druckminderventiles 9 geführt, 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 durch­ fließende Druckmittel zu der Leitung 21 geführt, die durch ein Druckbegrenzungsventil 25 abgesichert ist und die zu einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Einspeise­ einrichtung eines hydrostatischen Getriebes führt. Der durch das Druckminderventil 9 bestimmte Druck wird über die Leitung 11 zu einem willkürlich betätigbaren Umsteuer­ ventil (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 hydro­ statischen Getriebes führen. Durch das Umschaltventil kann also willkürlich die Abtriebsdrehrichtung des Getriebes eingestellt werden. Über die Leitung 15 ist das Umsteuer­ wegeventil 12 weiterhin an die Leitung 20 angeschlossen.

Vor der Meßdrosselstelle 7 ist an die Leitung 5 eine wei­ tere Zweigleitung 18 angeschlossen, die zu einem Druck­ begrenzungsventil 19 führt, dessen Ablaufseite ebenfalls an die Leitung 20 angeschlossen ist, so daß das Druckbe­ grenzungsventil parallel zu der Meßdrosselstelle 7 ge­ schaltet ist.

Der Grenzdruck des Druckbegrenzungsventils 19 ist derart eingestellt, daß durch dieses das Druckgefälle an der Meß­ drosselstelle 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 hy­ drostatische Getriebe seine Einstellage maximaler Über­ setzung erreicht hat, das heißt, wenn das Druckminder­ ventil 9 nicht betätigt ist.

An die Leitung 20 ist ein Steuerdruckraum eines Ablaßven­ tiles 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 ent­ lastet 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 der­ art 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 Meßdros­ selstelle 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 zurück­ kehrt.

Die Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Leitung 26 hinter der Meßdrosselstelle 7 und damit die Leitung 28 sowie die Leitung 27 hinter dem Druckbegrenzungs­ ventil 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 Stau­ druck vor der Meßblende 7 als Steuersignal benutzt. Ent­ sprechend ist das Ablaßventil 22 über die Steuerleitung 29 an die Leitung 5 vor der Meßdrosselstelle 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 Fig. 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 federdruck­ belasteten 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 erforder­ lich ist, um die Bremse zu lüften.

Bei der in Fig. 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 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.

Claims (6)

1. 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 bei der mit der Getriebeeingangswelle eine Konstantpumpe verbunden ist, in deren Förderleitung eine Meßdrosselstelle angeordnet ist, wobei der vor dieser Meßdrosselstelle angestaute, in eine vor der Meßdrosselstelle abzweigenden Zweigleitung geführte Druck unmittelbar oder bedingt mittelbar der die Getriebeeinstellage beeinflussende Steuerdruck ist, der auf eine Servokraftverstärkungseinrichtung einwirkt, auf die zusätzlich ein vom Förderdruck des hydrostatischen Getriebes abhängiges Signal einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer die Meßdrosselstelle (7) umgehenden by-pass-Leitung ein Ablaßventil (22) angeordnet ist, das in Ausgangsstellung geöffnet und in Richtung zur Schließstellung entgegen der Kraft einer Feder von dem Druck in der weiteren Leitung (29; 20) beaufschlagt ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 für ein im geschlossenen Kreislauf arbeitendes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der weiteren Einrichtung durch Zuführen des die Meßdrosselstelle durchfließenden Stroms zu einer Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes des Getriebes erfolgt und die Leitung (20) hinter der Meßdrosselstelle (7) an die Einspeiseeinrichtung des geschlossenen Kreislaufes angeschlossen ist.

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

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Meßdrosselstelle (7) abzweigende Zweigleitung (8) zum Eingang eines Druckminderventiles (9) führt, dessen Ausgang mit dem Einstellorgan des hydrostatischen Getriebes verbunden ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leitung (5) vor der Meßdrosselstelle (7) ein den maximalen Steuerdruck begrenzendes Druckbegrenzungsventil (19) angeschlossen ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Grenzdruck des Druckbegrenzungsventiles (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 Meßdrosselstelle (7) aufstaubare Steuerdruck.