ES2219242T3 - Sistema de direccion hidrostatica para vehiculo con bomba de carga suplementaria. - Google Patents
Sistema de direccion hidrostatica para vehiculo con bomba de carga suplementaria.Info
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Abstract
Un vehículo que tiene un sistema dirección hidrostática que incluye una bomba de dirección principal (40) que tiene una salida, una bomba de carga (36) que tiene una salida para proporcionar un suministro constante de aceite a la bomba de dirección principal (40) y un motor de dirección (42) que recibe aceite de la bomba de dirección principal (40) para controlar la dirección de desplazamiento del vehículo, teniendo el vehículo además otro sistema hidráulico que incluye una segunda bomba con una salida, comprendiendo el vehículo, además, una tubería de aceite (60) que acopla con la salida de la segunda bomba con la salida de la bomba de carga y una válvula de retención (62) en la tubería de aceite (40) que se puede operar para abrir y permitir el flujo de aceite desde la segunda bomba hasta la bomba de dirección principal (40) si la presión de carga cae por debajo de la presión de aceite de la segunda bomba, por medio de lo cual se mantiene la presión de carga en la presión de aceite en lasegunda bomba.
Description
Sistema de dirección hidrostática para vehículo
con bomba de carga suplementaria.
El presente invento se refiere a un vehículo que
tiene una dirección hidrostática y en particular a una carga
suplementaria para la bomba de dirección.
Un sistema típico de dirección hidrostática
incluye una bomba de desplazamiento variable acoplada a un motor de
desplazamiento fijo. Una bomba de carga proporciona un suministro
constante de aceite a la bomba de dirección principal para
controlar la bomba de dirección principal y para proporcionar aceite
enfriado al sistema de dirección. Tales sistemas de dirección sólo
son funcionales mientras la bomba de carga y la bomba de dirección
estén trabajando adecuadamente. Si la presión de carga cae por
debajo de un cierto nivel, la capacidad de gobernar la dirección se
reducirá. Se necesitarán actuaciones mayores sobre la dirección para
lograr un giro dado. La estabilidad de la presión de carga de
dirección es, por consiguiente, crítica, para mantener el
funcionamiento normal del sistema de dirección hidrostática. En
condiciones de velocidad de bomba bajas y de cargas sobre la
dirección altas, el flujo de carga puede no ser suficiente para
compensar el intercambio de aceite y la presión de carga caería,
por consiguiente. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando al girar
un vehículo dentro o fuera de un edificio cuando se necesita una
gran actuación sobre la dirección pero la velocidad del motor es
baja. La presión de carga también puede ser reducida por baja
succión de la bomba de carga en condiciones de temperatura
extremadamente baja.
El documento DE 1 157 945 B describe un vehículo
que comprende un motor, una transmisión accionada por el motor,
ruedas motrices movidas por la transmisión y un sistema de
dirección asistida para controlar la dirección de movimiento del
vehículo. El sistema de dirección incluye una bomba de media presión
movida por el motor y una bomba auxiliar movida por las ruedas del
vehículo. Los lados de presión de ambas bombas están conectados a
una válvula de conmutación por medio de tuberías. Una vía de salida
de la válvula de conmutación está en comunicación con el sistema
del mecanismo de dirección por medio de una tubería. El sistema del
mecanismo de dirección aloja un pistón motor, medios de control de
media presión y un mecanismo de dirección.
Si la presión de la bomba de media presión
sobrepasa un valor de presión la válvula de conmutación conecta la
bomba de media presión con el sistema del mecanismo de dirección.
Si la presión de la bomba de media presión cae por debajo del valor
de presión, la válvula de conmutación conecta la bomba auxiliar con
el sistema del mecanismo de dirección. Sólo una de las dos bombas
entrega presión al sistema del mecanismo de dirección. Esta
construcción, sin embargo, necesita una bomba auxiliar con el fin
de proporcionar una carga suplementaria al sistema del mecanismo de
dirección, y también tiene una válvula de conmutación relativamente
compleja.
Por consiguiente, es un objeto del presente
invento proporcionar medios para suministrar una presión de carga
apropiada en el caso de que la presión de carga de dirección caiga
hasta valores demasiado bajos para evitar las desventajas antes
mencionadas.
El presente invento proporciona una conexión de
la conducción de aceite entre una bomba de aceite de transmisión
existente y la salida de la bomba de carga del sistema de dirección
hidrostático. Una válvula de retención evita el flujo desde el
sistema de dirección a la transmisión y evita el flujo de aceite
desde la bomba de aceite de transmisión hasta la bomba de carga de
la dirección a menos que la presión de la bomba de carga caiga por
debajo de la presión de operación de la bomba de transmisión.
Cuando la presión de carga de la dirección cae por debajo de la
presión del aceite de transmisión, la válvula de retención abre y
la bomba de aceite de transmisión mantiene la presión de aceite de
carga a la presión de aceite de transmisión. El aceite de
transmisión es proporcionado a la bomba de dirección principal. En
el caso de una pérdida permanente de presión de carga o una
relativamente larga pérdida de presión de carga, un transductor de
presión en la tubería de aceite activa una señal de alarma al
operador del vehículo.
Es una ventaja del presente invento que una
bomba de aceite de transmisión existente se usa para suplementar la
carga de dirección, no se requiere una bomba dedicada, reduciendo
así el coste.
Otra ventaja es que en condiciones frías, si la
presión de aceite de transmisión sube debido a una resistencia
aumentada en el refrigerador de aceite de transmisión, el exceso de
presión puede ser liberado abriendo la válvula de retención y
entregando aceite al sistema de dirección.
La Fig. 1 es un diagrama esquemático simplificado
de un mando de un vehículo y un sistema de dirección de acuerdo con
el presente invento.
En referencia a la Fig. 1, un tren de mando de un
vehículo sobre orugas incluye un motor 10 con un eje de salida 12
que mueve una rueda dentada en ángulo recto 14 y una transmisión
16. La transmisión 16 mueve un embrague 18 que, a su vez, mueve, a
través de un mando 20 final o en ángulo recto, una rueda motriz de
oruga izquierda 22 a través de un mando planetario de dirección 24
izquierdo, y una rueda motriz de oruga derecha 26 a través de un
mecanismo planetario de dirección 28 derecho. Los mandos
planetarios de dirección 24 y 28 son, preferentemente, como se ha
descrito en el documento
US-A-5.390.751. Otros mandos
planetarios exteriores adicionales (no mostrados), como se
suministran en los tractores John Deere 8000 y 9000, están montados
entre los mecanismos planetarios de dirección y las ruedas motrices
respectivas, pero no están más descritos en este documento porque
no se encuentran dentro del asunto objeto de esta solicitud. Un
freno de aparcamiento 30 está acoplado al eje 12, y los frenos de
servicio izquierdo y derecho 32, 34 están acoplados a las ruedas
motrices izquierda y derecha 22, 26, respectivamente.
La rueda dentada derecha 14 mueve una bomba de
carga 36, por ejemplo, una bomba de la serie 90 de
Sauer-Sundstrand de 20 cm^{3} y una bomba de
dirección principal de desplazamiento variable 40, por ejemplo, una
bomba de la serie 90 de Sauer-Sundstrand de 100
cm^{3}. La bomba de carga 36 proporciona un suministro constante
de aceite a la bomba de dirección principal 40. La salida 38 de la
bomba de carga se muestra exteriormente con el propósito de
describir el presente invento, pero típicamente será una conexión
interna entre las bombas de dirección de carga y principal. La
salida de la bomba de carga está acoplada a la entrada de la bomba
de dirección principal. La bomba de dirección principal 40 mueve, a
su vez, un motor de dirección de desplazamiento fijo 42, por
ejemplo, un motor de la serie 90 de 100 cm^{3}, también hecho por
Sauer-Sandstrand. El motor 42 de dirección mueve, a
través de un eje transversal 44 y de una rueda dentada 46, un
corona dentada 47 del mando planetario izquierdo 24, y a través de
un eje transversal 44, una rueda dentada 48 y una rueda dentada
inversora 50, una corona dentada 52 del mecanismo planetario
derecho 28.
La placa motriz (no mostrada) de la bomba de
dirección principal 40 estácontrolada por una válvula de pilotaje
controlada por presión o un control de desplazamiento electrónico
(no mostrado) basado en entradas diversas, incluyendo una posición
rotacional de la rueda motriz. En el documento
US-A-5.948.029 se proporcionan
detalles adicionales del control de dirección.
La transmisión 16 incluye una bomba 54 de aceite
de transmisión integral. La bomba 54 proporciona circulación de
aceite para lubricar y controlar la transmisión y enfriar el
embrague de disco húmedo. En una aplicación típica, la presión de
aceite producida por la bomba de aceite de transmisión es menor que
la presión de aceite producida por la bomba de carga 36. Una tubería
de aceite 60 conecta la salida de la bomba de aceite de transmisión
54 a la tubería 38 de salida de la bomba de carga de dirección. Una
válvula de retención 62 en la tubería de aceite 60 evita el flujo
de aceite desde la bomba de transmisión a la salida de la bomba de
carga cuando la presión de la bomba de carga es mayor que la
presión de la bomba de transmisión. Sin embargo, en el caso de que
la presión de la bomba de carga caiga hasta valores muy bajos o se
pierda de forma permanente, la válvula de retención 62 se abrirá,
proporcionando aceite de carga a la bomba 40 de dirección principal
a la presión de aceite de transmisión. La válvula de retención
también evita el flujo de aceite desde la bomba de carga de
dirección hasta la transmisión.
En una realización ejemplar, la carga de
dirección y las presiones del sistema de transmisión están fijadas
a 2400 kPa y 1700 kPa, respectivamente, para el modo normal de
operación. No hay flujo de aceite a través de la conexión entre la
bomba de aceite de transmisión y las bombas de dirección y, por
tanto, la condición de operación del sistema de transmisión no se
verá afectada por la adición de este circuito. Si la presión de
carga de dirección cae por debajo de 1700 kPa, la válvula de
retención 62 abrirá y la presión de carga de dirección se mantendrá
a 1700 kPa como la presión suministrada por la transmisión. El
sistema de dirección puede operar funcionalmente por debajo de 1700
kPa sin causar un fallo secundario de la bomba de dirección
principal 40 o del motor de dirección 42. Si la presión de carga de
dirección trabaja continuamente a 1700 kPa durante varios minutos,
un transductor 64 de presión de carga activará una señal de alarma
al operador del vehículo a través de un cable 66.
El circuito de carga suplementaria asegura que la
presión de dirección suficiente se mantenga mientras que la
transmisión sea funcional. La capacidad de dirección no es
necesaria si la transmisión no es funcional y el vehículo ya no
puede moverse más. El circuito de carga suplementario aumenta la
presión de carga de dirección y garantiza una capacidad de
dirección inmediata durante el arranque en frío. El circuito de
carga suplementario hace posible la alarma temprana de la presión
de carga de dirección baja durante una fuga de aceite. El circuito
de carga suplementario mejora, de este modo, la fiabilidad del
sistema de dirección.
La bomba de aceite de transmisión es una bomba
existente. Por consiguiente, la adición de la carga suplementaria no
añade una bomba nueva ni requiere una bomba que sólo se use para
suplementar la bomba de carga. La carga suplementaria es
proporcionada, por consiguiente, a un coste relativamente bajo.
El invento no está limitado al uso de una bomba
de aceite de transmisión para proporcionar la presión de carga
suplementaria. Otros sistemas hidráulicos existentes sobre el
vehículo, si hay alguno, podrían ser usados para proporcionar la
presión de carga suplementaria. Los únicos requisitos son que el
otro sistema hidráulico tenga un suministro continuo de aceite a una
presión adecuada debajo de la presión de carga de dirección normal
y por encima de la presión de carga mínima requerida.
El invento no debería estar limitado a las
realizaciones antes descritas, sino que debería estar limitado
exclusivamente por medio de las reivindicaciones que siguen.
Claims (5)
1. Un vehículo que tiene un sistema dirección
hidrostática que incluye una bomba de dirección principal (40) que
tiene una salida, una bomba de carga (36) que tiene una salida para
proporcionar un suministro constante de aceite a la bomba de
dirección principal (40) y un motor de dirección (42) que recibe
aceite de la bomba de dirección principal (40) para controlar la
dirección de desplazamiento del vehículo, teniendo el vehículo
además otro sistema hidráulico que incluye una segunda bomba con
una salida, comprendiendo el vehículo, además, una tubería de
aceite (60) que acopla con la salida de la segunda bomba con la
salida de la bomba de carga y una válvula de retención (62) en la
tubería de aceite (40) que se puede operar para abrir y permitir el
flujo de aceite desde la segunda bomba hasta la bomba de dirección
principal (40) si la presión de carga cae por debajo de la presión
de aceite de la segunda bomba, por medio de lo cual se mantiene la
presión de carga en la presión de aceite en la segunda
bomba.
bomba.
2. El vehículo como se ha definido en la
reivindicación 1, caracterizado porque el vehículo tiene
además una transmisión (16) y porque la segunda bomba es una bomba
de aceite de transmisión (54).
3. Un vehículo de acuerdo con la reivindicación
2, que comprende:
- un motor (10);
- la transmisión (16) que está movida por el motor (10) y las ruedas motrices (22, 26) movidas por la transmisión (16).
4. El vehículo, tal como se ha definido en una de
las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además, un interruptor
de presión (64) conectado a la tubería de aceite (60) para producir
una señal en caso de que la presión de aceite de la tubería de
aceite (60) caiga hasta el nivel de presión de aceite de transmisión
durante un período de tiempo predetermi-
nado.
nado.
5. El vehículo, tal como se ha definido en una de
las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un transductor de presión
(64) acoplado a la salida de la bomba de carga (36) para vigilar la
presión de carga y proporcionar una señal a un operador si la
presión de carga cae por debajo de un valor predeterminado.
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