JP2001526368A - 走行装置 - Google Patents

走行装置

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JP2001526368A
JP2001526368A JP2000524597A JP2000524597A JP2001526368A JP 2001526368 A JP2001526368 A JP 2001526368A JP 2000524597 A JP2000524597 A JP 2000524597A JP 2000524597 A JP2000524597 A JP 2000524597A JP 2001526368 A JP2001526368 A JP 2001526368A
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エーゴン、マン
ジークフリート、シュテュッツレ
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Abstract

(57)【要約】 走行装置であって、供給ポンプ（２５）及び油圧式の調節ポンプ（２）を駆動する原動機（２４）と、ゼロストローク可能で調節ポンプ（２）と共に１つの油圧回路を形成する油圧式の調節モータ（１）と、油圧駆動式の２段変速機（１１）とを備えており、２段変速機は、伝達すべきトルクが最小であって調節モータ（１）の吸込み量がゼロである場合に切り替えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１中の上位概念に示した形式の走行装置に関する。
【０００２】 油圧伝動装置及び多段式歯車変速機を備えた走行装置は例えばホイールローダ
、ドレッジャ又はクローラのような自走式の建設並びに作業機械に使われる。こ
のような走行装置の場合原動機、特にディーゼル機関が油圧式の調節ポンプを駆
動する。油圧式の調節ポンプは調節モータと共に１つの油圧伝動装置を構成して
いて、その変速比が回転数に関連した制御圧によって調節される。油圧駆動装置
の回転数に関連した自動調節については知られていることであり、即ちポンプ並
びにモータは一次駆動装置の回転数及び負荷に関連して自動的に変速比を制御し
て、負荷の増大と共に大きく、かつ回転数の上昇と共に小さくする。油圧伝動装
置と並んで、このような駆動機構には多くは２段式遊星歯車装置の形式の負荷時
切替え伝動装置も属する。一次駆動装置によって駆動される２つの補助ポンプ、
即ち供給ポンプと制御ポンプとがシステム圧力と制御圧力とを発生させる。この
ような２つの補助ポンプの代わりに、分配システムを備えたたんに１つの補助ポ
ンプを使用することもできる。電磁弁が空圧式、油圧式、電磁式にか又はばねに
よって操作可能な負荷時切替え部材への圧力媒体供給を制御する。
【０００３】 高速走行する作業機械用の走行装置システムの場合はコンセプトの点で多くの
相違がみられる。種々の駆動コンセプトはそれぞれの主要件に合わせて設定され
ている。停止状態で切り替え可能なドグ式又はスライディング式の変速機はたし
かにコスト的には有利に製作できるが、たんに停止状態での切替え過程しか可能
でなく、操作の快適性にとっては不利である。これに対して、２つ又はそれ以上
の油圧モータを備えた油圧式の加算変速機を使用するならば比較的良好な走行快
適性を得ることができる。しかしながらこの例は比較的高価であって、しかも小
さな変速範囲と高速での不都合な効率とを免れない。やはり大きな費用を必要と
する別の解決策として、油圧加算機構及び後置の負荷時切替えクラッチを備えた
組合わせ変速機があげられる。この場合には切替え過程が常に出力を伝達しない
変速機の分岐部において生ずる。無段調節可能な油圧装置を備えた負荷時切替え
伝動装置はその同期される切替え経過と相俟って大きな走行快適性を有するもの
の、コストの点並びに高速時の効率の点で不経済な解決策である。
【０００４】 自走式の建設及び作業機械のための油圧伝動装置並びに多段歯車式変速機を備
えた走行装置の例がドイツ国特許ＤＥ−４４３１８６４Ａ１号によって知られて
いる。この走行装置はしかし負荷時切替え伝動装置に使用によって高価都なる。 本発明の課題は、良好な効率、走行中の快適な切替え経過及び自動切替え過程
の可能性によって特色をなすコスト的に有利で簡単な駆動システムを提供するこ
とである。この駆動システムはまた開放型及び閉鎖型の油圧回路用並びに低速走
行及び高速走行の作業機械用に適するものでなければならない。
【０００５】 本発明はこのような課題を請求項１の特徴事項を有する冒頭に述べた形式の走
行装置によって解決した。
【０００６】 負荷時切替え伝動装置の代わりに同期装置を備えた油圧駆動の２段変速機の使
用は、小型コンパクトでコスト的に有利であって、かつ大きな出力を伝達できる
構造グループの構成を可能にする。さらに、同期装置を、切替え過程時に伝達す
べきトルクが小さいことによって小寸法に設計することができる、加えてこの構
造グループは閉鎖油圧回路用にも開放油圧回路用にも使用することができる。
【０００７】 本発明の有利で効果的な実施態様が請求項２以降に示されている。本発明は各
請求項に示す特徴事項の組み合わせに限定されるものではなく、種々異なる態様
で実施することができる。
【０００８】 次に、油圧回路図に従って本発明の２つの実施例を詳述する。
【０００９】 図１には全速又は全力が必要となるホイールローダの閉鎖油圧回路の切替え経
過が示されている。走行方向は油圧式の調節ポンプ２の電磁弁３又は４を介して
切り替えられる。油圧式の調節モータ１においては走行方向が電磁弁５によって
操作され、最大吸込み量の方向でのエンジンブレーキ中の調節を阻止することが
できる。この調節モータ１には最大吸込み量を設定するための弁６が設けられて
おり、この弁はクリープ移動のために役立てられる。
【００１０】 調節モータ１は有利には１つのゼロストロークモータ、即ち吸込み量、ひいて
はその結果である伝達すべきトルクを最大値からゼロまで減少できるゼルストロ
ークモータである。
【００１１】 以下に、走行中の油圧式の調節ポンプ２及び油圧式の調節モータ１の調節過程
について述べる。調節ポンプ２は原動機２４の駆動回転数に相応して回転する。
調節ポンプ２の発生した戻し力によって負荷に関連した高圧が逆作用し、調節モ
ータ１の回転数が低下する。回転数に比例した制御圧が調節ポンプ２の制御圧接
続部７及び調節モータ１の制御圧接続部８に作用する。調節モータ１は制御圧に
関連して最大吸込み量から比較的小さな吸込み量に転じる。平常の走行運転、つ
まり第１変速段又は第２変速段ではこの調節モータ１の最大回転数を制限する必
要がある。しかしこのことは最小吸込み量を設定するための機械的なストッパの
調節によって行えることではないので、最小吸込み量を制御圧と中継ばね９によ
って及ぼされる力との間を平衡状態にすることによって油圧‐機械式に調整しな
ければならない。最大制御圧、ひいては最小吸込み量は減圧弁１０によって制限
される。この調節モータ１の最大から最小までの吸込み量の制御圧に関連した調
節に対しては、最小から最大までの吸込み量の高圧に関連した調節が対抗する。 走行中の第１段から第２段及びその逆への変速は自動変速運転中にのみ変速
機１１の被動回転数に関連して行われる。変速に際してはまず電磁弁１２が切り
替えられ、その結果調節モータ１の制御圧接続部８に減圧弁１０の最大圧力より
も高い供給圧力が発生する。この供給圧力は調節モータ１の吸込み量をゼロにま
で減少し、同時に高圧の上昇、ひいてはゼロまでのトルクの減少を生ずる。この
過程中で走行方向の設定が調節ポンプ２における電磁弁３又は４によって遮断さ
れ、その結果駆動系内の高圧は切替え過程中極めてわずかとなる。調節モータ１
の吸込み量がゼロになり次第、変速機１１内で新たな変速段に切り替わる。駆動
回転数及び被動回転数の平衡が完了し次第、同期フェーズが終了される。これに
必要な切替え時間は駆動回転数と被動回転数との間の回転数ジャンプに関連する
。変速機１１の４ポート３位置弁１３の圧力接続部１７には切替えフェーズ中常
に供給圧が支配している。変速機１１の同期装置１４は調節モータ１の回転数を
切替え態様（第１変速段から第２変速段へか又はその逆）並びに被動回転数の段
階的ジャンプに相応して自動的に適合させる。この同期装置１４はたんに変速機
１１及び調節モータ１の慣性質量並びに吸込み量ゼロを呈している調節モータ１
のドラッグモーメントを接続すればよい。
【００１２】 調節モータ１が新たな変速比に同期されると、電磁弁１２及び１５もしくは電
磁弁１２及び１６が遮断され、走行方向が調節ポンプ２において電磁弁３もしく
は４によって接続される。
【００１３】 調節ポンプ２の吐出し量並びに調節モータ１の吸込み量の大きさは回転数に関
連する制御圧及び負荷に関連する高圧に相応する。調節モータ１のトルクがゼロ
から再び上昇し、切替え過程は終了する。
【００１４】 次に、図２に従って例えば全速又は全力が必要になる自走ドレッジャの開放油
圧回路における切替え経過について述べることとする。
【００１５】 走行方向がこの場合においても走行方向弁１８において電磁弁３又は４の操作
によってプレセレクトされる。
【００１６】 まず最初に吐出し量調節及び走行運転中の調節モータ１の調節過程について述
べる。調節モータ１への調節ポンプの吐出し量は２つのパラメータ、即ち、機関
駆動回転数と、フットペダルに結合されている調整可能な減圧弁１０のパイロッ
ト圧とに関連する。減圧弁１０から４ポート３位置弁として構成された走行方向
弁１８を経て導かれた制御圧に比例して６ポート３位置弁１９が方向制御され、
即ち６ポート３位置弁１９内の開放に相応して調節モータ１への油流が開放され
る。
【００１７】 調節モータ１は制御圧に関連して最大吸込み量から比較的小さな吸込み量に転
じる。制御圧は減圧弁１０から電磁弁１２を介して回転接続部材２８を経由して
調節モータ１の制御圧接続部８に達する。平常の走行運転、つまり第１変速段又
は第２変速段での走行ではこの開放油圧回路の例においても調節モータ１の最大
回転数を制御圧と中継ばね９の力との間に平衡を与えることによって油圧‐機械
式に制限する必要がある。最大制御圧、ひいては最小吸込み量は減圧弁１０によ
って制限される。
【００１８】 走行中の第１段から第２段及びその逆への変速は自動変速運転中にのみ変速機
１１の被動回転数に関連して行われる。変速に際してはまず電磁弁１２が切り替
えられ、その結果調節モータ１の制御圧接続部８に圧力制限弁２０によって設定
されたパイロット圧が作用する。このパイロット圧は減圧弁１０の最大圧力より
も高い。調節モータ１には油圧操作可能な３ポート２位置弁２１が付属されてお
り、この弁は調節モータ１の定圧調整器２２への流入圧を走行運転中に開放する
。 パイロット圧が接続されるのに伴って３ポート２位置弁２１が切り替わり、
これによって最大吸込み量の方向での調節モータ１の高圧に関連した調節は無力
になる。この結果として調節モータ１は吸込み量がゼロとなり、同時にトルクの
ゼロまでの低下並びに高圧の上昇につながる。この過程中で走行方向が電磁弁３
又は４において遮断され、その結果調節ポンプ２とブレーキ弁２３との間の駆動
系内の高圧は極めてわずかとなる。調節モータ１の吸込み量がゼロになり次第、
変速機１１内で新たな変速段に切り替わる。変速機１１は駆動回転数と被動回転
数との比較によって同期フェーズの終了を検知する。この過程に必要な切替え時
間は主として変速機ジャンプの大きさに関連する。変速機１１の４ポート３位置
弁１３の圧力接続部１７には切替えフェーズ中パイロット圧が支配している。同
期装置１４は調節モータ１の回転数を切替え態様並びに被動回転数の段階的ジャ
ンプに相応して適合させる。この同期装置１４はこの例においてもたんに変速機
１１及び調節モータ１の慣性質量並びに吸込み量ゼロを呈している調節モータ１
のわずかなドラッグモーメントを接続すればよい。従って同期装置１４は小寸法
に設計することができる。
【００１９】 調節モータ１が新たな回転数に同期されると、電磁弁１２及び１５もしくは電
磁弁１２及び１６が遮断され、走行方向が走行方向弁１８において電磁弁３もし
くは４によって接続される。次いで調節モータ１への調節ポンプ２の吐出し量が
減圧弁１０の制御圧及び負荷に関連した高圧に相応して調整される。かくして調
節モータ１のトルクがゼロから再び上昇し、切替え過程は終了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による走行装置の実施例としてのホイールローダの閉鎖油圧回路図。
【図２】 本発明による走行装置の実施例としての自走式ドレッジャの開放油圧回路図。
【符号の説明】
１ 油圧式調節モータ ２ 油圧式調節ポンプ ３ 電磁弁 ４ 電磁弁 ５ 電磁弁 ６ 最大吸込み量用の弁 ７ 制御圧接続部 ８ 制御圧接続部 ９ 中継ばね １０ 減圧弁 １１ 変速機 １２ 電磁弁 １３ ４ポート３位置弁 １４ 同期装置 １５ 電磁弁 １６ 電磁弁 １７ 圧力接続部 １８ 走行方向弁 １９ ６ポート３位置弁 ２０ 圧力制限弁 ２１ ３ポート２位置弁 ２２ 定圧調整部材 ２３ ブレーキ弁 ２４ 原動機 ２５ 供給ポンプ ２６ 駆動軸 ２７ 被動軸 ２８ 回転接続部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジークフリート、シュテュッツレ ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフ ェン、ゾンネンベルクシュトラーセ、34 Ｆターム(参考） 3J053 AA01 AA02 AA03 AB02 AB23 AB46 EA01 FB01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 供給ポンプ（２５）及び油圧式の調節ポンプ（２）を駆動する原動機（２４）
    と、調節ポンプ（２）と共に１つの油圧回路を形成して変速機（１１）を駆動す
    る油圧式の調節モータ（１）と、走行方向弁（１８）と、制御圧を調節するため
    の減圧弁（１０）と、を備えている走行装置において、 油圧式の調節モータ（１）がゼロストロークモータであって、その吸込み量が
    制御圧及び高圧の変化によって制御されて、伝達すべきトルクが切替え過程中に
    最小にされ、調節モータ（１）、即ちゼロストロークモータの調節位置が１つの
    中継ばね（９）を介して制御圧及び高圧との平衡状態にされ、変速機（１１）が
    同期装置（１４）を有する油圧駆動式の２段変速機であることを特徴とする、走
    行装置。
  2. 【請求項２】 油圧式の調節ポンプ（２）と油圧式の調節モータ（１）との間の油流が調節モ
    ータ（１）のゼロ位置の時に遮断され、ひいては作用していた高圧もゼロになる
    ことを特徴とする。請求項１に記載の走行装置。
  3. 【請求項３】 開放油圧回路用並びに閉鎖油圧回路用に使用可能なことを特徴とする、請求項
    １または２に記載の走行装置。
  4. 【請求項４】 開放油圧回路の場合に高圧の接続もしくは遮断のために３ポート２位置弁（２
    １）を使用することを特徴とする、請求項１または２に記載の走行装置。
  5. 【請求項５】 変速機（１１）の同期装置（１４）が駆動軸（２６）上又は被動軸（２７）上
    に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置。
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