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Steuerungseinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb Die Erfindung
betrifft eine Steuerungseinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb mit einer
in den Kreis der Hauptpumpe mUndenden Leitung, über die Druckmittel zum Ausgleich
der Leckverluste und des gegebenenfalls aus dem Hauptkreis abgeleiteten Druckmittels
eingespeist wird, und mit einer vom Motor des Antriebes synchrone angetriebenen
und zu einer Drossel fördernden Hilfspumpe, die über eine am Eingang der Drossel
angeschlossenen Abzweigleitung ein Umsteuerventil für die Verstellung der Hauptpumpe
mit Druck beaufschlagt.
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Hydrostatische Antriebe im geschlossenen Kreislauf, bei denen eine
Steuerungseinrichtung der obengenannten Art eingesetzt ist, arbeiten mit einer Axial-Kolbenpumpe,die
einen veränderlichen und reversierbaren Förderstrom liefert.Zur Veränderung und
Umkehrung des Förderstroms ist.der Pumpenschwenkkörper mittels eines Umsteuerventils
verstellbar, vom das von einem/Hauptkreis der Pumpe unabhängigen Förderstrom der
Hilfspumpe beaufsahlagt wird. Gegebenenfalls, kann noch ein Verstellorgan mit Kraftverstärker
für den Pumpenschwenkkörper vorgesehen sein, das vom Umsteuerventil angesteuert
wird und dessen Kraftverstärker von einem zweiten Fffrderstrom gespeist wird.
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Bei einer bekannten Steuerungseinrichtung der obenCenannten Art rur.einen
hydrostaltisch.n Antrieb ist neben der ersten HilRspuppe, die das Umstenerventil
mit Druok beaufsohlagt, oine weiter. Hilfspumpe vorgesehen, die in den Kreis der
Hauptpumpe fordert und die den Kraftverstärker mit Druck beaufschlagt. Dies zweite
Hilfspumpe wird wie die erste
Hilfspumpe von dem Motor der Steuerungseinrichtung
angetrieben. Obgleich diese bekannte Steuerungseinrichtung sich funktionell in der
Praxis bewährt hat, ist sie im Aufbau wegen der beiden Hilfspumpen aufwendig.
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Der Erfirxlung liegt demnach die Aurgabe zugrunde, eine Steuerungseinrichtung
für einen hydrostatischen Antrieb der oingenannteh Art in konstruktiver Hinsicht
zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuerung einrichtung
für einen hydrostatischen Antrieb in einer in den Kreis der Hauptpumpe mündenden
Leitung, über die Druckmittel zum Ausgleich der Leckverluste und des gegebenenfalls
aus dem Hauptkreis abgeleiteten Druckmittels eingespeist wird, und mit einer vom
Motor des Antriebes synohrorgngetriebenen und zu einer Drossel fördernden Hilfspumpe,
die über eine am eingang der Drossel angeschlossenen Abzweigleitung ein Umsteuerventil
für die Verstellung der Hauptpumpe mit Druck beaufschlagt, dadurch gelöst, daß vor
der Abzweigleitung ein Mengenteiler mit einem am Ausgang der Hilfspumpe angeschlossenen
Eingang und einem an der in den Kreis der Hauptpumpe mündenden Leitung angeschlossenen
ersten Ausgang und einem zur Drossel führenden zweiten Ausgang liegt und daß der
Mengenteiler in seinem Gehäuse einen gegenüdie Kraft einer Feder vom Druck an seinem
Eingang verstellbaren Ventilkörper besitzt, in dem eine in allen Stellungen des
Ventilkörpers offene 31ende zwischen dem Eingang und dem ersten Ausgang sowie eine
in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers mehr oder weniger offener Verbindungskanal
zwischen dz Eingang und dem zweiten Ausgang vorgesehen sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung ist nur eine einzige
Hilfspumpe vorgesehen. Diese Hilfspumpe versorgt den Kreis der Hauptpumpe mit Druckmittel
zum, Ausgleich der Leckverluste und des gegebenenfalls aus dem Hauptkreis zwecks
teilweiser Erneuerung des Druckmittels im Hauptkreis abgezogenen Druckmittels. Ferner
versorgt diese eine Hilfspumpe den Kraftverstärker mit Druckmittel und schließlich
beaufschlagt diese eine Pumpe auch noch das Umsteuerventil mit Druckmittel. Am Eingang
des Mengenteilers steht im Betrieb ein drehzahlproportionaler Druck an.
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Am ersten Ausgang des Mengenteilers herrscht ein praktisch konstanter
Druck, während am zweiten, mit dem Umsteuerventil verbundenen Ausgang der gewtlnsohte
drehzahlproportionale Druck herrscht. Durch die Beaufschlagung de s des Umsteuerventils
mit einem drehzahlproportionalen Druck,erhält man bei Betätigen des Umsteuerventils
ein Beschleunigungsverhalten des hydrostatischen Antriebes, das ähnlich dem Besohleunigungsverha1
ten herkömmlichter Antriebe mit Otto-Motoren ist, bei denen man die BeschlOunigung
durch Betätigen des Gaspedals erzielt.
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Mit der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung wird ferner erreicht,
daß im Leerlauf des hydrostatischen Antriebes das Umsteuerventil nicht mit Druck'beaufschlagt
wird. Die Hilfspumpe fördert dann lediglich Druckmittel in den Kreis der Hauptpumpe
zur Deckung der Leckverluste und dergleichen.
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Gemäß einem weiteren, konstruktiv einfachen Vorschlag der Erfindung
ist bei dem Mengenteiler, der den Förderstrom drehzahlproportional teilt, der Ventilkörper
als ein axial gegen die Feder verschiebbarer Kolben ausgebildet, der als Blende
eine axiale Bohrung und als Verbindungskanal eine zum Eingang des;Mengenteilers
hin und an der Kolbenwand offene Bohrung besitzt, die mit
einer
den zweiten Ausgang bildenden Bohrung im Gehäuse des Mengenteilers in der Art einer
Steuerkante zusammenarbeitet.
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Vorzugswhise wird mit dem Verstellsignal des Ums teuerventiles die
Hauptpumpe nicht direkt verstellt, sondern über eine Servoeinrichtung. Gemäß der
Erfindung führt eine vor dem Eingang des Mengenteilers abzweigende Leitung zu einem
Kraftverstärker des Verstellorgans für die Hauptpumpe, das von dem Umsteuerventil
drehzahlproportional angesteuert ist.
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Zur Begrenzung des Druckes in der in den Hauptkreis mündenden Leitung
ist an diesem Hauptkreis gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Uberdruckventil
angeschlossen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Ein hydrostatischer Antrieb besitzt einen Motor 1 und eine als Axialkolbenpumpe
ausgebildete Hauptpumpe 2.
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Die Hauptpumpe 2 wird über eine Welle 3 vom Motor 1 angetrieben. Die
Hauptpumpe arbeitet im geschlossenen Kreislauf 4, in dem der Verbraucher liegt.
Der Forderstrom im Kreislaur 4 ist durch Verstellung des nicht dargestellten Pumpenschwenkkörpers
der als Axialkolbenpumpe ausgeführten Hauptpumpe 2 veränderlich und reversierbar.
Zur Verstellung des Pumpenschwenkkörpers ist dieser über ein Verbindungsteil 5 mit
einem Verstellorgan 6 verbunden.
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Der Motor 1 treibt ferner eine Hilfspumpe 7 an. Die Hilfspumpe 7 speist
über eine Leitung 8 einen Verstärker 9 des Verstellorgans 6. Der Verstärker kann
beispielsweise
aus einem doppelt beaufschlagbaren Zylinderkolben
bestehen, der 3e nach der Ansteuerung des Verstellorgans auf der einen oder anderen
Seite beaufschlagt wird. Eine weitere Leitung 10 führt von der Hilfspumpe 7 zum
Eingang 11 des Mengenteilers 12. Der Mengenteiler besitzt ein Gehäuse .13, in dem
ein gegen die Kraft einer Feder 14 verschiebbarer Kolben 15 gelagert ist. Die Vorspannung
der Fe der 14 ist durch einen in das Gehäuse 13 einschraubbaren Schraubenbolzen
16 einstellbar. In dem Kolben 15 ist als Blende 17 eine axiale Bohrung vorgesehen,
die den Eingang 11 des Mengenteilers 12 mit einem Ausgang 18 des Mengenteilers 12
verbindet. In dem Kolben 15 ist eine weitere radiale Bohrung 19 vorgesehen, die
mit dem Eingang 11 des Mengenteilers 12 in Verbindung steht.
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Dieserradialen Bohrung 19 ist in der Seitenwand des Mengenteilers
12 ein zweiter Ausgang 20 zugeordnet.
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Die Zuordnung der radialen Bohrung 19 zu dem Ausgang 20 ist dabei
so getroffen, daß in der obersten Stellung des Kolbens 15 im Gehäuse 13, in die
der Kolben durch die Feder 14 gedrückt wird, keine Verbindung zwischen dem Eingang
11 und dem Ausgang 20 besteht. Erst wenn im Betrieb durch den anwachsenden Druck
am Eingang 11 des Mengenteilers der Kölben 15 gegen die Kraft der Feder 14 verschoben
wird, wird eine Verbindung zwischen dem Eingang 11 und dem zweiten Ausgang 20 hergestellt.
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Die radiale Bohrung 19 und der zweite Ausgang 20 arbeitee: dabei in'der
Art einer Steuerkante zusammen.
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Am ersten Ausgang 17 des Mengenteilers 12 ist eine Leitung 21 angeschlossen,
die in den Kreis der Hauptpumpe zwischen zwei Einwegeventilen 22, 23 einmündet An
der Leltung 21 ist ein Uberdruokvontil 24 angeHsohlossen.
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Der zweite Ausgang 20 führt über eine weitere leitung 25 zu einer
Drossel 26.eine an der Leitung 25 zwischen dem zweiten Ausgang 20 und der Drossel
26 angeschlossene
Abzweigleitung 27 führt zu einem Umsteuerventil
28.
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Durch Verstellung des Umsteuerventiles kann die Förderrichtung des
Hauptstromes umgekehrt und die Fördermenge eingestellt werden. Der Ausgang des Umsteuerventiles
28 ist mit dem Steuerteil 29 des Verstellorgans 6 verbunden.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung arbeitet auf folgende Weise:
Im Leerlauf drückt die Feder 14 den als Ventilkörper ausgebildeten Kolben 15 soweit
nach oben, daß der Eingang 11 mit dem Ausgang 20 nicht verbunden ist. Das von der
Hilfspumpe 7 im Leerlauf geförderte Druckmittel fließt durch die Leitung 10, die
Blende 17 und die Leitung 21 zum Kreis 4 der Hauptpumpe 2 und wird hier, zur Deckung
der Leckverluste in den Hauptkreis 4 eingespeist.
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Die nicht zur Deckung der Leokverluste benötigte Menge des Druckmittels
wird nach Erreichten eines bestimmten Druckes über das Überdruckventil 24 abgeführt.
In der Leerlaufstellung ist über das Umsteuerventil 28 das Steuerteil 29 des Verstellorgans
6 so angesteuert, daß der dem Verstärker 9 über die Leitung 8 zugeführte Druck das
Verstellorgan 6 nicht aus seiner Nullstellung bewegt.
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Erst wenn durch Beschleunigen des Motors 1 die Fördermenge der synchron
vom Motor 1 angetriebenen Hilfspunpe 7 ansteigt und der Druck auf den Kolben 15
die eingestellte Kraft der Feder 14 übersteigt, wird der Kolben 15 gegen die Kraft
der Feder 14 verschoben und der Eingang 11 mit dem Ausgang 20 über die radiale Bohrung
19 verbunden.
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Ein Teil des von der Hilfspumpe 7 geförderten Druekmittels wird dann
der'Drossel 26 zugeleitet. Am Eingang des thnsteuerventils 28 steht dann ein drehxahlproportioc%r
Druck an. In Abhängigkeit von diese
Druck~wird über das Umsteuerventil
28, das Steuerteil 28 des Verstellorgans 6 gesteuert, so daß der Verschwenkkörper
der Hauptpumpe 2 drehzahlabhängig verstellt wird.
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In der Nullstellung des Umsteuerventils 28, das in der Regel als
ein Vier/Drei-Wegeventil ausgeführt ist, sind beide zum Verstellorgan 6 führende
Anschlüsse gesperrt.
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Bei Betätigung des Umsteuerventils 28 wird der über die Abzweigleitung
27 zugeführte, drehzahlabhAngige Steuerdruck entweder auf die linke oder auf die
rechte Seite des Vorsteuerkolbens des Verstellorgans 6 geschaltet.
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Entsprechend dem anstehenden drehzahlabhängigen-Steuerdruck schwenkt
die Hauptpumpe 2 um einen bestimmten Winkel aus. Durch die Verwendung des Umsteuerventiles
28 ist die Bedienung des Fahrzeuges sehr einfach. Das Umsteuerventil dient zur Vorwahl
"halt", 11,vorwärts" und rückwärts. Die Geschwindigkeit wird wie bei einem PKW im
allgemeinen mit einem Gaspedal geregelt. Selbstverständlich kann das Umsteuerventil
auch als Regelventil ausgebildet sein. Dann arbeitet es ebenfalls als ein Vier/Drei-Wegeventil,
bietet aber noch die Möglichkeit, den Steuerdruck zusätzlich zu variieren. Zum Beispiel
kann durch Begrenzung des Steuerdrucks mit Hilfe des Regelventils die maximale Geschwindigkeit
des Bahrzeuges begrenzt werden.
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PatentansprUche: