DE2551949C2

DE2551949C2 - Steuersystem für hydrostatische Getriebe

Info

Publication number: DE2551949C2
Application number: DE2551949A
Authority: DE
Inventors: Cyril William Joliet Ill. Habiger
Original assignee: Caterpillar Tractor Co Peoria Ill; Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1974-12-09
Filing date: 1975-11-19
Publication date: 1986-08-07
Also published as: BR7506461A; JPS6019008B2; GB1484428A; US3990320A; FR2294365B1; FR2294365A1; JPS5167896A; CA1026208A; BE832500A; DE2551949A1

Description

spielsweise Pumpen 11 und 12, die eine veränderbare Verdrängung aufweisen und zur außenmittigen Bauart gehören. Jede Pumpe umfaßt eine Schrägscheibensteuerung, wie beispielsweise eine bei 13 angedeutete Null- und Verstärkungs-Einstellvorrichtung, die an einem Drehservoventii 14 befestigt ist, um dessen nicht gezeigtem Ventilkolben eine Drehung υτη eine Achse A in F i g. 2 aufzuprägen. Die Verdrehung des Drehservoventils einer jeden Pumpe lenkt das unter Druck stehende Strömungsmittel zu dem entsprechenden Ende eines Hydraulikzylinders 15, der an der einen veränderbaren Winkel aufweisenden Schrägscheibe 16 befestigt ist, die die Verdrängung der Pumpe bestimmt

Die Steueranordnung umfaßt ein Paar von Betätigungsanordnungen (Steuergelenksystem) 17 und 18, die arbeitsmäßig mit den Steuerungen der Pumpe 11 bzw. 12 verbunden sind um die Dreheinstellung der entsprechenden Null- und Verstärkungs-Einstellvorrichtung jeder Pumpe zu steuern. Eine Verbindungsstange 19 erstreckt sich zwischen den Betätigungsanoronungen 17, 18, so daß diese im Gleichlauf betätigt werden können, und zwar zum Zwecke der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder zum Zwecke einer Änderung der Fahrrichtung.

Ein elastisches Zentrierglied 20 zum Zentrieren der Stange 19 in einer neutralen der Null-Verdrängung der Pumpen entsprechenden Stellung umfaßt ein längliches Rohrteil 21, welches bei 22 schwenkbar an einem Gehäuse befestigt ist, wobei von letzterem ein Teil bei 23 dargestellt ist. Ein Ende eines länglichen Stangenteils 24 ist teleskopartig gleitend innerhalb des Rohrteils 21 angeordnet, wobei das andere Ende des Rohrteils schwenkbar an einem an Stange 19 befestigten Bügel 25 befestigt ist. Eine Druckfeder 26 ist auf dem Rohrteil 21 in einem leicht zusammengedrückten Zustand zwischen einem Paar von ringförmigen Kragen 27 angeordnet Jeder Kragen ist gleitend auf dem Rohrteil 21 angeordnet und wird darauf durch einen Stift 28 gehalten, der sich durch den Kragen und Längsschlitze 29 und 30 erstreckt, die im Rohrteil bzw. Stangenteil ausgebildet sind. Mit dem am Gehäuse 23 befestigten Rohrteil drückt somit die Bewegung der Stange 19 in der einen oder anderen Richtung jeweils die Feder zusammen. Die Feder bringt die Stange 19 in ihre neutrale Stellung dann zurück, wenn keine externen Betätigungskräfte an der Steueranordnung angreifen. Die Stange 19 kann, wie dargestellt, in ihrer Länge entweder erweitert oder zusammengedrückt werden, um die neutrale Stellung der Steueranordnung einzustellen.

Wie im einzelnen in F i g. 2 und 3 dargestellt ist, weist jede der Betätigungsanordnungen 17 und 18 einen Hebel oder Kurbelhebel 31 auf, der schwenkbar an einer Platte 32 der Pumpe durch einen sich vertikal erstrekkenden Stift 33 befestigt ist. Eine Kontroll- oder Steuerstange (erste Eingangssteuerung) 34 ist schwenkbar mit einem Ende am einen Ende des Hebels 31 durch einen Stift 35 befestigt und ist arbeitsmäßig mit dem anderen Ende an einer geeigneten, nicht gezeigten Betätigereingangssteuerung befestigt, und zwar zum Zwecke der Geschwindigkeits- und Richtungssteuerung der Pumpenausgangsgröße. Das entgegengesetztliegende Ende des Hebels 31 ist schwenkbar an dem entsprechenden Ende der Verbindungsstange 19 durch einen Stift 36 befestigt. Eine Nockenplatte oder ein Glied 37 ist starr an der Oberseite eines nach oben ragenden Teils 38 des Hebels 31 durch ein Paar von Bolzen 39 befestigt und umfaßt eine daran ausgebildete bogenförmige Nockenlaufbahn 40, die im ganzen der Null- und Verstärkungs-Einstellvorrichtung gegenüberliegt

Ein Kurbelhebe! 41 ist schwenkbar auf einem Stift 42 gelagert, der sich von der Platte 32 aus nach oben erstreckt, wobei der Kurbelhebel 41 mit einem Ende schwenkbar mit einer Steuerungseingangsstange 43 verbunden ist Ein Führungsglied 44 ist schwenkbar durch Stift 45 mit dem anderen Arm des Kurbelhebels 41 verbunden und ist mit seinem anderen Ende schwenkbar mit einem Übertragungsglied (Verbindungsstück) 46 durch einen Stift 47 verbunden. Das entgegengesetzt liegende Ende des Übertragungsgliedes 46 steht mit der Null- und Verstärkungs-Eüistellvorrichtung an einem Schwenkpunkt 48a des mit dem Servoventil verbundenen Hebels 48 in Verbindung. Eine einen Nockenfolger bildende Rolle 49 ist drehbar am Stift 47 gelagert und gegen die Nockenoberfläche 40 und in Anschlag mit einer Stoppoberfläche 50 durch eine Torsionsfeder 51 vorgespannt Eine Anschlagschulter 50a bildet eine hakenartige Vorrichtung für eine wirkungsvolle oder positive Verbindung von Gelenk 46 mit Nokkenplatte 37, die in der gezeigten Stellung mit Hebel 31 verbunden ist

Wenn sich die Betätigungsanordnung in der gezeigten neutralen Stellung befindet so fällt der Mittelpunkt, von dem aus die bogenförmige Nockenlaufbahn 40 erzeugt ist (d. h. ihr Radius), mit der Mitte des Schwenkpunkts 48a zusammen. Der Schwenkstift 45 ist ferner axial mit dem Schwenkstift 33 des Hebels 31 und des Nockens 40 ausgerichtet. Wenn daher der Kurbelhebel 41 verdreht wird, so wird die Rolle 49 längs der Nockenoberfläche 40 entlang bewegt und übt keine Drehbewegung auf den Null- und Verstärkungs-Betätigungshebel 48 aus.

Wenn die Steuerstange 34 in den F i g. 1 und 2 infolge einer daran angelegten mechanischen Eingangsgröße nach unten bewegt wird, so werden die Hebel 31 und Nocken 40 der beiden Betätigungsanordnungen 17 und 18 gemeinsam um ihre entsprechenden Stifte 33 im Uhrzeigersinn verdreht. Dies stellt Nocken 40 mit einem Winkel bezüglich des Schwenkpunktes 48a der Verbindung 46 ein. Durch die an der Nockenfläche 40 anliegenden Rollen 49 wird auf diese Weise den Übertragungsgliedern 46 eine lineare Bewegung aufgeprägt, um die Servoventile der entsprechenden Null- und Verstärkungs-Einsteller 14 im Uhrzeigersinn um Schwenkpunkt A proportional zur Verdrehungsgröße der Hebel 31 zu verdrehen. Dies hat ein Verkippen der Schrägplatte zur Folge, und es tritt eine Strömungsmittelausgangsgröße an der Pumpe auf, um das Fahrzeug in einer ersten Richtung anzutreiben. Umgekehrt prägt die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verlaufende Drehung der Hebel 31 eine proportionale Größe einer entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verlaufenden Verdrehung den Null- und Verstärkungs-Einstellern auf, um die Schrägscheibe in entgegengesetzter Richtung zu verkippen, um so das Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung anzutreiben.

Die Lenkung des Fahrzeugs wird bei sich bewegendem Fahrzeug erreicht, wobei sich die Hebel 31 in einer versetzten oder Betätigungsstellung, weg von der dargestellten neutralen Stellung, befinden. Die verdrehte Stellung der Hebel 31 ändert die Stellung der Achse der bogenförmigen Nockenlaufbahn 40 bezüglich des Schwenkpunkts 48a des Übertragungsgliedes 46 derart, daß die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehung des Kurbelhebels 41 die Rolle 49 längs der Nockenoberfläche 40 bewegt, wodurch bewirkt wird, daß das Übertragungsglied 46 den Null- und Verstär-

kungs-Einsteller zur Null-Verdrängungsstellung hin verdreht, wodurch die Ausgangsgröße der entsprechenden Pumpe vermindert wird. Die Kurbelhebel 41 der Betätigungsanordnungen 17 und 18 sind einzeln gesteuert, und eine Steuereingangsgröße zum Kurbelhebel ei- s ner Betätigungsanordnung hat keinen Einfluß auf den Kurbelhebel der anderen Betätigungsanordnung. Auf diese Weise wird die Ausgangsgröße einer Pumpe vermindert, während die Ausgangsgröße der anderen Pumpe im wesentlichen konstant bleibt, auf welche Weise ein Drehmanöver des Fahrzeugs eingeleitet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung gemäß

Patentansprüche: dem OB des Al.

Hydrostatische Getriebe für Fahrzeuge der Ketten-

i. Steuerung für ein aus mindestens zwei Pumpen Bauart verwenden im allgemeinen zwei eine veränder-

und Motoren bestehendes hydrostatisches Getriebe, 5 bare Verdrängung aufweisende Pumpen, die einzeln hy-

wobei jede Pumpe ein Steuergelenksystem (17, 18) draulisch mit einem Paar von Antriebsmotoren verbur·.-

aufweist zur Verbindung erster und zweiter Ein- den sind, die ihrerseits die Ketten antreiben. Die Ge-

gangssteuerungen (34, 43) mit einem Servoventil schwindigkeit des Fahrzeugs wird dadurch gesteuert,

(14) zur Steuerung der Pumpen-Verdrängung, wobei daß man wahlweise die Schrägscheibe der Pumpen ein-

das System folgendes aufweist: einen ersten mit dem io stellt, um die Ausgangsverdrängung zu verändern. Die

Servoventil verbundenen, gehäuseseitig gelenkig Lenkung wird durch Verminderung der Verdrängung

gelagerten Hebelarm (48), einen zweiten gehäusesei- einer Pumpe erreicht, um so die Drehzahl des entspre-

tig gelenkig gelagerten Hebel (31), ein Verbindungs- chenden Hydraulikmotors bezüglich des anderen Mo-

stück (46) das mit dem ersten Hebelarm (48) gelen- tors abzusenken. Die Steuergelenkanordnung zur

kig verbunden ist und über eine Nockenvorrichtung 15 Steuerung der Pumpenverdrängung muß somit in der

am zweiten Hebel (31) verschiebbar gelenkig ver- Lage sein, gleichzeitig die Schrägscheiben der beiden

bunden ist, wobei ferner die erste Eingangssteue- Pumpen in den beiden Richtungen für die Vorwärts-

rung (34) mit einem Arm des zweiten Hebels (31) und Rückwärts-Fahrt zu steuern. Ferner muß die Steu-

verbunden ist, um auf das Servoventil eine erste ergelenkanordnung auch in der Lage sein, zum Zwecke

Steuerfunktion zu übertragen, und wobei die zweite 20 der Steuerung die Schrägscheiben beider Pumpen ein-

Eingangssteuerung über eine Übertragungsvorrich- zein zu betätigen. Ferner soll dann, wenn die Steuerge-

tung auf den am Verbindungsstück (46) angebrach- lenkanordnung in die neutrale oder Null-Verdrängungs-

ten Nockenfolger der Nockenvorrichtung einwirkt, Stellung zurückkehrt, das Geschwindigkeitseingangssi-

um auf das Servoventil eine zweite Steuerfunktion gnal vermindert werden.

zu übertragen, sowie eine die beiden Systeme ver- 25 Ein P^roblem bei derartigen Systemen mit entweder bindende Verbindungsstange zur synchronen Betäti- einer oder zwei Pumpen und zwei Motoren besteht dargung des zweiten Hebels (31), dadurch ge- in, daß die Steuerung so ausgebildet sein muß, daß zwikennzeichnet, daß die Übertragungsvorrich- sehen den Antriebsmotoren präziser Synchronismus tung aus einem an einem Stift (42) gehäuseseitig herrscht. Das Vorhandensein von Synchronismus ist insschwenkbar gelagerten Kurbelhebel (41) und einem 30 besondere dann kritisch, wenn sich die Lenkung in der Führungsglied (44) besteht, das den Kurbelhebel (41) neutralen Stellung für eine Bewegung des Fahrzeugs mit dem den Nockenfolger tragenden Ende des Ver- längs einer geraden Linie befindet. Ohne genaue Einbindungsstücks (46) jeweils gelenkig verbindet, wo- stellung von Pumpe und/oder Motoren wird das Fahrbei die zweite Eingangssteuerung (43) mit dem einen zeug nicht längs einer geraden Linie fahren.
Arm des Kurbelhebels (41) verbunden ist 35 Im US-Patent 37 72 964 ist ein Lösungsvorschlag für

2. Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dieses Problem enthalten, von dem im Oberbegriff des durch auf dem Hebe! (31) angeordnete Federvor- A 1 ausgegangen wird.

richtungen (51), die den Nockenfolger in Eingriff mit Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

den Nockenvorrichtungen drücken. gründe eine Steuerung gemäß dem Oberbegriff des An-

3. Steuerung nach Anspruch 1 mit eine.- bogenför- 40 Spruchs 1 derart auszubilden, daß gleichzeitig eine koormigen Nockenlaufbahn (40), dadurch gekennzeich- dinierte Veränderung der Verdrängung der Pumpen net, daß die Nockenlaufbahn einen Krümmungsradi- durch eine gesonderte Änderung der Verdrängung eius gleich der Länge des Verbindungsstücks (46) be- ner jeden einzelnen Pumpe möglich ist, wobei auch eine sitzt und daß der Krümmungsmittelpunkt der Nok- direkte manelle Betätigung für eine genauere Positiokenlaufbahn mit dem Schwenkpunkt des Verbin- 45 nierung des Servoventil ermöglicht wird,
dungsstücks (46) am Hebelarm (48) dann zusammen- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei fällt, wenn sich der Nocken in seiner neutralen Stel- einer Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anlung befindet Spruchs 1 die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1

4. Steuerung nach einem oder mehreren der vor- genannten Merkmale vor.

hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 50 Die erfindungsgemäße Steuerung ermöglicht nicht

daß die Verbindungsstange (19) durch ein elastisches nur eine präzise Steuerung durch manuelle Betätigung,

Zentrierglied (20) zentrierbar ist. sondern gibt dem Benutzer auch ein Gefühl für die vor-

5. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- genommene Positionierung der Steuerelemente,
zeichnet, daß das Zentrierglied (20) einen Rohrteil Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben (21) sowie einen Stangenteil (24) zusammen mit ei- 55 sich aus den Unteransprüchen.

ner Druckfeder (26) aufweist (F i g. 4). Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

6. Steuerung nach einem oder mehreren der vor- dung anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, nung zeigt

daß mit einem Ende des Hebels (31) eine Steuerstan- Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf das erfinge (34) und mit dem anderen Ende des Hebels (31) 60 dungsgemäße Gelenk-oder Verbindungssystem;
die Verbindungsstange (19) verbunden ist. Fig. 2 eine Einzelheit eines Teils des Gelenks der

7. Steuerung nach einem oder mehreren der vor- Fig. 1;

hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linien III-III in Fig.2; daß der am Stift (42) schwenkbar gelagerte Kurbel- F i g. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Gehebel (41) von einer Plattte (32) aus nach oben ragt, 65 lenks des in F i g. 1 gezeigten Verbindungssystems,
wobei das Führungsglied (44) am anderen Arm oder Eine Steueranordnung oder Steuergelenkanordnung Ende des Kurbelhebels (41) angelenkt ist. ist im ganzen mit dem Bezugszeichen 10 versehen und verbindet ein Paar von hydraulischen Maschinen, bei-