DE8438020U1

DE8438020U1 - Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat

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Publication number: DE8438020U1
Application number: DE8438020U
Authority: DE
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1984-12-24
Publication date: 1986-11-13

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

A 84/132 A 728 DP-St/As 20.12.1984

Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat, vorzugsweise für das Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges_s insbesondere eines Hub! aders. mit einer Primärenergiequelle, vorzugsweise einer KoIbenbrennkraftmaschine, 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 die andere das Wechseln des Steuerdruckes von der einen Seite des Nehmerzylinders in die andere infolge der Trägheit des Umsteuerns des Stellorganes 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 Stellorganes 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 Getriebe- abtriebswel1e 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 Umschalt ventil 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 Einstellorgan 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 angeschl osser; 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 berücksichtigen, daß eine Steuereinrichtung für ein in beiden Abtriebsbewegungsrichtungen einstellbares hydrostatisches Getriebe, wobei jederAbtriebsbewegungsrichtung eine Einstell steuersi gnal 1 ei tung 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 Schaltzustand 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. Om dieses Ziel zu erreichen, wird also gemäß der Erfindung

jjQ 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

ge eine Sperrschaltung vorgesehen, die beim Umsteuern in

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die andere Abtriebsdrehrichtung verhindert, daß die Leistungseinstellung der Prirnärenergiequel 1 e erhöht wird, bevor das hydrostatische Getriebe über die Neutrallage hinaus in die neu angesteuerte Abtriebsdrehrichtung eingestellt ist, wobei zum Stel1zylinder des Dieselmotors eine getrennte Steuerdruckleitung ("Spur") führt, in der bestimmte Steuerorgane irn Sinne einer Sperrlogik angeordnet sind.

Eine Ausgestaltung des Nehmerkolben-Nehmerzylinder-Aggregates gemäß Oberbegriff des Patentanspruches JiT i st bereits durch die DE-OS 31 43 539 bekannt. Der Patentanspruch Jf 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 Venti1sperrkörper benutzt, der sich vor die Mündung der in Form einer Bohrung durch das Gehäuse geführten, zu dem Stel 11 zyl inder 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

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konstanter Höhe beaufschlagt wird, wobei diese vorgegeben Druckhöhe kleiner oder höchstens gleichgroß ist wie der kleinste willkürlich anwählbare Steuerdruck. Solche Einrichtungen haben manche Vorteile, insbesondere insofern, als der konstant vorgegebene Mindestdruck gleich zeitig 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 Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat.

Figur 2 zeigt ein etwas abgewandeltes Detail in größerem Maßstab.

figur 3 zeigt im Schnitt ein konstruktives Detail.

Der hier als PrimärentrgiequelIe 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 einstellbare 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 Stel1zylinder 8 ist in einem Gehäuse 10 angeordnet. In dem an dieses Gehäuse 10 angesetzten Gehäusedeckel 11 ist der Nehmeir-

3Q zylinder 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 Vorsteuerventi1 es 17 verbunden ist, das seinerseits mit dem Stellglied 6 der Pumpe 3 im Sinne einer Servokraft-

₃g Verstärkungsfolgesteuerung in Verbindung steht. Von dem

inn 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 5der Steuerdruckleitung 18 ein höherer Druck aufgebaut als in der Steuerdruckleitung 19, so wird der Nehmerkolben 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 Vorsteuerven-

IQtiles 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 ver-

15bunden 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

2osinngemäß gleichartige Verschiebungen in der entgegengesetzten Richtung.

Das Stellglied 23 der Primärenergiequelle 1 ist mit einem Stellkolben 24 verbunden, der in einem Stellzylinder 25

259egen die Kraft einer Feder 26 verschiebbar ist. An den kolbenseitigen Druckraum des Stel1zylinders 25 ist eine Steuerdruckleitung 27 angeschlossen, die von einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Steuerdruckgeber ausgeht, dessen Betätigungsorgan mit dem Betätigungsorgan

₃₀des ebenfalls in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Steuerdruckgebers, der jeweils eine der beiden Leitungen 18 oder 19 beaufschlagt, in Wirkverbindung steht.

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An die Steuerdruckleitung 18 ist eine Zweigleitung 28 angeschlossen und an die Steuerdruckleitung 19 ist eir Zweigleitung 29 angeschlossen. Die Zweigleitung 28 füf zu einem Absperrventil 30 und die Zweigleitung 29 führ zu einem Absperrventil 31. Beide Absperrventile sind mittels eines Auslegers 32 betätigbar, der mit dem Ste glied 6 der Pumpe 3 verbunden ist und der in seiner Ne trallage beide Ventile 30 und 31 unbeeinflußt läßt. Vc 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-We ventil 36 angeordnet.

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Die Wirkungsweise ist folgende: Im Normalbetrieb wird bei Beaufschlagung einer der beiden Steuerdruckleitung oder 19 mit Steuerdruck das Stellglied 6 der Pumpe 3 derart verschoben, daß es jeweils die den niedrigeren Druck führende (£er beiden Steuerdruckleitungen 18 und mit der Leitung 34 verbindet, wobei dann, wenn in der Leitung 33 der Druck ansteht, der in der den niedriger Druck führenden der beiden Steuerdruckleitungen 18 und ansteht, das Entlastungsventil 36 die Leitung 34 druck hält. Bleibt jedoch jetzt das Stellglied 6 der Pumpe 3 eine zeitlang in dieser Lage, obwohl inzwischen die je weils andere der beiden Leitungen 18 und 19 den höhere 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 verbunden, so daß der federseitige Druckraum im Stellzylinder 25 mit Druck beaufschlagt wird und dadurch de Stellkolben 24 nach in der Zeichnung rechts in Richtun der Einstellung der Primärenergiequelle 1 auf kleinere

Leistungsabgabe verstellt wird. Diese Einstellung blei

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1 so lange, bis das Stellglied 6 über seine Neutralpositior hinaus in die Lage gefahren ist, die durch den Steusrdruc in einer der beiden Leitungen 18 oder 19 tatsächlich angesteuert wird. Dann wird das in dem vorstehend be-5 schriefeenen Betriebszustand geöffnete Absperrventil 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 10 Druck bestimmt wird. In Figur 2 ist der Stellzylinder 8 I *->, mit dem Stellkolben 7 und den beiden Federn 9 nocheinmal I im größeren Maßstab dargestellt. Der in diesem Fall un-I mittelbar mit dem Stellkolben 7 verbundene Ausleger 42 I entspricht im Wesentlichen dem Ausleger 32 gemäß I 15 Figur 1. An die Stelle der beiden jeweils an eine der i Steuerdruckleitungen 18 und 19 angeschlossenen Lei-I tungen 28 und 29 gemäß Figur 1 treten hier die beiden I Leitungen 49 und 48, die in diesem Fall nicht unmittel-I bar an jeweils eine der beiden Steuerdruckleitungen 18 \ 20 und 19 angeschlossen sind, sondern mittelbar über jeweils i einen der beiden Druckräume in dem Nehmerzylinder 8.

In Figur 3 sind in dem Gehäusedeckel 11 zwei zueinander I { ^sj koaxiale Bohrungen 50 und 51 vorgesehen, in denen der

I 25 Nehmerkolben 52 dichtend verschiebbar ist, der in der

I Mitte eine Ringnut 53 aufweist, die zur Verbindung mit I 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 ange-

1 30 schlossen ist und entsprechend schließt sich an die 1 Bohrung 51 nach außen ein Druckraum 55 an, der an die I Steuerdruckleitung 19 angeschlossen ist. In dem Druck-I raum 54 sind zwei Federn 56 und 57 angeordnet, die sich ^s gegen einen Federteller 58 abstützen. In gleicher Weise

"'■ 3J5 sind in dem Druckraum 55 zwei Federn 59 und 60 angeordnet

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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 Druck· raum 55 mündende Gehäusebohrung 62 vorgesehen. Gegen jede dieser beiden Mündungen legt sich jeweils einer der Federteller 58 oder 68 an. An die beiden Bohrungen 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 d.ese 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 niedriger Druck. Wenn jetzt jedoch sehr schnell der Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 19 abgesenkt und der Steuerdruc 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

3Q 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 anstehende Druck über die Bohrung 61 und die Bohrung

¹in 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 dichten

anliegt. 5 Ist in dem Antriebssystem ein weiterer Energieverbraucher vorhanden, der von der gleichen Primärenergiequelle angetrieben wird, so wird beim Ansteuern dieses weiteren Energieverbrauchers mittels eines weiteren Steuerdruckgebers ein Steuerdruck erzeugt und ist an die Leitung ein druckabhängig umschaltendes Umschaltventil angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Stel1zylinder und dessen Eingänge mit je einer Steuerdruckleitung verbunden sind.

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LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

DP-St/As

A 84/132

Schutzanspruch gemäß Hilfsantrag

15Steuereinrichtung für ein Antriebsaggregat eines Hubladers mit einer Energiequelle, die mit einem Einstellorgan versehen ist, welches mit einem in einem von Steuerdruck beaufschlagbaren Stellzylinder gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Kolben verbunden ist, wobei das Antriebsaggregat

»weiterhin ein in beiden Antriebsdrehrichtungen einstellbares hydrostatisches Getriebe aufweist, dessen Stellorgan mit einem Stellkolben verbunden ist, der in einem zweiten Stellzylinder verschiebbar ist, der mit einem Steuerventil verbunden ist, dessen Venti1 schieber mit einem Nehmerkolben

25verbunden ist, der in einem Nehmerzylinder verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden der beiden Druckräume (54, 55) des Nehmerzylinders (12) ein von der Lage des Einstellorganes (6) des Getriebes gesteuertes, bei Beaufschlagung desjenigen Druckraumes (54 oder 55) des

30Nehmerzylinders (12),in den hinein der Nehmerkolben (14 bzw. 52) verschoben ist, geöffnetes Absperrventil (30 bzw. 31) angeschlossen ist, wobei die Ausgänge der beiden Absperrventile (30 und 31) mit einer an den federseitigen Druckraum des der Primärenergiequelle zugeordneten Stell-

₃₅zylinders (25) angeschlossenen Leitung (33, 34) verbunden

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sind und wobei der Nehmerkolben (14 bzw. 52) als Plungerkolben ausgestaltet ist und beiderseits gegen einen Federteller (58 bzw. 68) anliegt, der seinerseits gegen eine Feder (56 bzw. 57 bzw. 58 bzw. 60) abgestützt ist und mit einer den äußeren Umfang des Nehmerkolbens überragenden Randfläche gegen eine Bundfläche des Gehäuses abgestützt ist, wobei das Endteil der weiterführenden Leitung (33) durch Bohrungen (61 bzw. 62) gebildet ist, die in dieser Bundfläche münden, wobei der Federteller (58 bzw. 68) dichtend gegen diese Bundfläche anlegbar als Ventilkörper ausgestaltet ist.