DE3200329A1

DE3200329A1 - Umschaltvorrichtung fuer hydrostatische schiefscheibengetriebe

Info

Publication number: DE3200329A1
Application number: DE19823200329
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7990 Friedrichshafen Ehrlinger; Ünal Dipl.-Ing. Gazyakan; Karlmann 7992 Tettnang Hamma
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1983-07-21
Also published as: IT8346804A0; IT1174965B; JPS58121348A; DE3200329C2; GB8300567D0; GB2112910A; GB2112910B

Description

Die Erfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung für hydrostatische SchiefScheibengetriebe mit offenem Kreislauf und einem Wegeventil zum Steuern der Strömungsrichtung der Druckflüssigkeit zum bzw. vom Hydromotor.

Beim Betrieb von hydraulischen Schiefscheibenmaschinen im offenen Kreislauf sind die Hydromotoren bzw. deren Kolbenführung der Gefahr der Zerstörung ausgesetzt durch Oberdrehzahlen oder Unterdruck in der Niederdruckleitung, sofern sich der Leistungsfluß umkehrt und der Hydromotor als Pumpe wirkt, wie dies beispielsweise im Fahrzeugbetrieb geschehen kann.

In der DE-OS 30 10 913 ist zwischen Pumpendruckleitung und Rücklaufleitung eine Regelvorrichtung angeordnet, die bei Antriebsumkehr, bei der der Hydromotor als Pumpe wirkt, die Pumpendruckleitung ausreichend mit Druckflüssigkeit aus dem Rücklauf versorgt und ein Abreißen des Flüssigkeitsstromes verhindert. Diese Regelvorrichtung ist einerseits sehr feinfühlig und daher sehr empfindlich. Außerdem neigt diese Regelvorrichtung zu Schwingungen.

Nach vorliegender Erfindung wird bei kritischen Betriebszuständen, die bei Antriebsumkehr auftreten können, der Hydromotor vom offenen in den geschlossenen Kreislauf umgeschaltet. Dies erfolgt durch eine Steuervorrichtung, die das Wegeventil, das die Förderstromrichtung der Druckflüssigkeit bestimmt, in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl des Hydromotors oder vom Schaltzustand der Pumpe in die Nullstellung verstellt. Um eine ausreichende Versorgung des Hydromotors mit Druckflüssigkeit sicherzustellen, ist außerdem eine Einspeisung über ein Nachsaugeventil oder ein Einspeisekreis mit Speisepumpe vorgesehen, dem ein Schaltventil zugeordnet ist. Zum Erzielen eines ausreichenden Schaltdrucks sind dem Schaltventil Drosseln vorgeschaltet. Ferner sind sowohl der Hydropumpen-Kreis als auch der Hydromotor-Kreis durch Hochdruckbegrenzungsventile abgesichert.

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Durch die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung werden die Nachteile der bekannten Einrichtungen beseitigt, indem anstelle einer Regeleinrichtung eine Steuervorrichtung vorgesehen wird, die genau bestimmte Schaltstellungen aufweist, aber keine Zwischenstellungen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den

Onteransprüchen.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigen?

Fig. 1 den Schaltplan eines hydrostatischen Fahrantriebs mit Drehzahlabgriff am Hydromotor und einem Nachsaugeventil;

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch mit Einspeisekreis einschließlich Speisepumpe;

Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch mit Nachspeisen des Hydromotor-Kreises durch die Hydropumpe;

Fig. 4 den Schaltplan für den beispielsweise hydrostatischen Antrieb eines Lüfterrades, der nur eine Antriebsrichtung erfordert;

Fig. 5 wie Fig. 4, jedoch den Antrieb für eine Winde oder einen Schwenkantrieb für Baumaschinen.

In der hydrostatischen Anlage nach Fig. 1 für einen Fahrantrieb bezeichnet 1 die regelbare Hydropumpe, die durch die Saugleitung 1.1 öl aus dem ölbehälter 4 ansaugt und durch die Druckleitung 1.2 einem 4/3-Wegeventil 5 zuführt. Der Druck in der
Druckleitung 1.2 wird durch das Druckbegrenzungsventil 2 bestimmt, das überschüssiges öl zurück in den ölbehälter 4 abgibt. Das Wege-Akte 5805 P

ventil 5 dient zur Bestimmung der Drehrichtung der Abtriebswelle bzw. ob Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt verlangt wird. Aus diesem Grunde können die beiden zu dem Hydromotor gehörigen Kanäle 6.1 und 6.2 wechselweise Zulauf- oder Rücklaufkanal bilden. Je nach Strömungsrichtung bestimmt das Druckbegrenzungsventil 11.1 in Kanal 11.3 oder das Druckbegrenzungsventil 11.2 im Kanal 11.4 den Druck in dem Kreislauf des Hydromotors 6. Parallel zu dem Hydromotor 6 ist ein Schaltventil 7 angeordnet, das ebenfalls als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist und vom jeweiligen Rücklaufdruck durch die Kanäle 7.2 bzw. 7.3 geschaltet-wird. Der Zweck dieses Schaltventiles 7 ist es, bei Antrieb von hinten, z. B. wenn das Fahrzeug bergabwärts fährt und der Hydromotor 6 zur Pumpe wird und dabei dem Rücklauf mehr öl zuführt als wie der Zulauf liefert, über das Schaltventil 7 und das Nachsaugeventil 8 zusätzlich öl aus dem ölbehälter 4 der Zulaufleitung zuzuführen. Angenommen, das Fahrzeug befindet sich in Vorwärtsfahrt, wobei das Wegeventil 5 in Schaltstellung X steht, stellt der Kanal 6.1 den Zulauf und der Kanal 6.2 den Rücklauf zum Hydromotor 6 dar. Bei beschleunigter Bergabwärtsfahrt fördert dann der Hydromotor 6 als Pumpe öl aus dem Zulaufkanal 6.1 in den Rücklaufkanal 6.2 und verursacht damit einen Druckabfall in dem Zulaufkanal 6.1. Dadurch wird das Schaltventil 7 durch den Druck im Kanal 7.3 nach rechts geschaltet, so daß der Durchgangskanal 7.1 des Schaltventils 7 das Nachsaugeventil 8 über den Nachsaugekanal 8.1 mit dem Kanal 10.4 verbindet, der in den Zulaufkanal 6.1 mündet.

Zur Rückwärtsfahrt befindet sich das Wegeventil 5 in der Schaltstellung Y, in der der Kanal 6.2 den Zulauf hat und der Kanal 6.1 den Rücklauf übernimmt. Falls in dieser Schaltstellung die Abtriebswelle auch vom Fahrzeug angetrieben wird, fördert der Hydromotor 6 aus dem Zulaufkanal 6.2 in den Rücklaufkanal 6.1. In diesem Fall entsteht in dem Kanal 7.2 ein Oberdruck, durch den das Schaltventil 7 nach links verschoben wird und das Nachsaugeventil 8 über den Kanal 10.3 mit dem Kanal 6.2 verbindet, um einen Unterdruck in dem Zulaufkanal zu unterbinden. Die Drosseln 10.1 und 10.2 in den Kanälen 10.3 und 10.4 dienen zur Unterstützung

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der Schalttätigkeit des Schaltventils. Die Betätigung des Wegeventils, d. h. die Wahl für Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt, erfolgt durch die Steuervorrichtung 9. An der Antriebswelle des Hydromotors 6 ist ein Drehzahlabgriff 9.1 angebracht, dessen Signale durch eine Leitung 9.2 der Steuervorrichtung 9 zugeführt werden. Bei festgestellter Oberdrehzahl des Hydromotors 6 wird die in der Steuervorrichtung 6 eingestellte Stellung des Wegeventiles 5 übersteuert und diese in die Nullstellung verstellt. Zu diesem Zweck sind die Stellmagnete 5.3 und 5.4 angeordnet, die über die Leitungen 9.3 und 9.4 mit der Steuervorrichtung verbunden sind. Ist auf diese Weise der Kreislauf des Hydromotors 6 in einen geschlossenen Kreislauf geschaltet, wird die Durchflußgeschwind!gkeit des Öles in diesem Kreislauf durch eine Drossel 5.2 in dem Wegeventil 5 abgebremst und somit auch die Abtriebswelle durch den Hydromotor abgebremst.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 nur durch einen veränderten Einspeisekreis in kritischen Betriebszuständen. Hierbei ist der Durchgangskanal 7.1 des Schaltventils 7 über einen Kanal 12.1 mit einer Speisepumpe 12 verbunden, die aus dem ölbehälter 4 dem Zulaufkanal 6.1 oder 6.2 öl zuführt, sofern die Abtriebswelle des Hydromotors durch die Fahrzeugmasse angetrieben wird.

In der Vorrichtung nach Fig. 3 erfolgt ein Nachspeisen des von der Abtriebswelle angetriebenen Hydromotors durch die Hydropumpe 1 unmittelbar. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Hydropumpen-Kreis und dem Hydromotor-Kreis ein 6/3-Wegeventil 14 angeordnet, das außer den Anschlüssen für den Bypass-Kanal 14.1 zusätzlich einen Durchgangskanal 14.3 aufweist, der in der Nullstellung des Ventils die Pumpendruckleitung 1.2 über eine Leitung 15 mit dem Durchgangskanal 7.1 des Schaltventils 7 verbindet. Nach diesem Schaltplan wird also bei Antrieb des Hydromotors 6 von hinten der Zulaufkanal 6.1 oder 6.2, je nach Drehrichtung, durch die Hydropumpe 1 mit Drucköl versorgt. Der Bypass-Kanal 14.1 auch dieses Wegeventil 14 ist mit Stellmagneten 14.4 und 14.5 ausgestattet,

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die von der Steuervorrichtung 9 über die Leitungen 9.3 und 9.4 in beschriebener Weise gesteuert werden. Im übrigen entspricht diese Vorrichtung den in Fig. 1 und 2 dargestellten.

In Fig. 4 ist ein hydrostatischer Antrieb, z. B. eines Lüfterrades, dargestellt, wobei nur eine Drehrichtung des Hydromotors erforderlich ist. Aus diesem Grunde ist als Wegeventil 17 ein 4/2-Wegeventil angeordnet, dem durch eine Konstantpumpe 16 durch die Druckleitung 1.2 Druckflüssigkeit zugeführt wird.

Die Antriebswelle der Hydropumpe 16 ist mit einer Schaltkupplung 16.1 verbunden, die von einer Steuervorrichtung 18 bedient wird, die gleichzeitig zur Schaltung des Wegeventils 17 dient. Bei geschlossener Kupplung 16.1 kann durch die Steuervorrichtung 18 das Wegeventil 17 in seine Schaltstellung A verstellt werden, in der der Hydromotor mit Drucköl versorgt wird. Sobald jedoch die Kupplung 16.1 geöffnet wird, d. h. der Antrieb der Hydropumpe unterbrochen wird, wird die Steuervorrichtung 18 durch ein Signal der Leitung 18.1 veranlaßt, das Wegeventil 17 durch ein Signal über die Leitung.18.2 zum Magneten 17.3 in seine Nullstellung zu verstellen.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 dient ebenfalls zum Antrieb eines Arbeitsgerätes, jedoch mit zwei Drehrichtungen, wie dies bei einem Schwenkantrieb für Baumaschinen erforderlich ist. Hierbei fördert eine Konstantpumpe 16 wieder Drucköl zu einem Wegeventil 5, wie in den Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2, jedoch kann auch die Antriebswelle der Konstantpumpe 16 durch eine Schaltkupplung 16.1 unterbrochen werden. In diesem Fall wird bei offener Kupplung 16.1 durch die Steuervorrichtung 19 unter dem Einfluß eines Signals über die Leitung 19.1 das Wegeventil 5 in seine Nullstellung verstellt, durch die Leitungen 19.2 zum Magneten 5.3 und die Leitung 19.3 zum Magneten 5.4.

Akte 5805 P

** ** ^m »Mill α Λ ·■··

In den Schaltplänen nach Pig. 1, 2 und 3 ist in die ölrück-IaUf leitung 1.3 zwischen Wegeventil 5 und ölbehälter 4 eine verstellbare Bremsdrossel 3 oder ein Bremsventil angeordnet, das ebenfalls zum Bremsen des Fahrzeuges herangezogen werden kann.

Akte 5805 P
22.12.1981
TZS schr-hg

	• » ■ *	• A «ι * ■%	11.1	Druckbegrenzungsventil
			11.2	Druckbegrenzungsventil
	Bezugszeichenliste	11.3	Verbindungskanal
1	Regelbare Hydropumpe	11.4	Verbindungskanal
1.1	Saugleitung	12	Speisepumpe
1.2	Druckleitung	12.1	Nachspeisekanal
1.3	Rücklaufleitung	13	Druckbegrenzungsventile
2	Druckbegrenzungsventil	14	6/3-Wegeventil
3	Verstellbare Bremsdrossel	14.1	Bypass-Kanal
4	ölbehälter	14.2	Drossel
5	4/3-Wegeventil	14.3	Durchgangskanal
5.1	Kanal	14.4	Stellmagnet
5.2	Drossel	14.5	Stellmagnet
5.3	Stellmagnet	15	Verbindungsleitung
5.4	Stellmagnet	16	Konstantpumpe
6	Hydromotor	16. 1	Schaltkupplung
6.2	Rücklauf- bzw. Zulaufkanal	17	4/3-Wegeventil
7	Schaltventil	17.1	Bypass-Kanal
7.2	Schaltdruckkanal	17.2	Drossel
7.3	Schaltdruckkanal	17. 3	Schaltmagnet
8	Nachsaugeventil	18	Steuervorrichtung
8.1	Nachsaugekanal	18.1	Steuerleitung
9	Steuervorrichtung	18.2	Steuerleitung
9.1	Drehzahlabgriff	19	Steuervorrichtung
9.2	Steuerleitung	19.1
9.3	Schaltleitung	bis
9.4	Schaltleitung	19.3	S teuerleitungen
10.1	Drossel
10.2	Drossel
10.3	Kanal
10.4	Kanal

Akte 5805 P 22.11.1981 TZS schr-ng

Leerseite

Claims

3200323

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHÄFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Dmschaltvorrichtung für hydrostatische Schiefscheibengetriebe

Ansprüche

1J ümschaltvorrichtung für hydrostatische Schiefscheibengetriebe im offenen Kreislauf und einem Wegeventil zum Steuern der Strömungsrichtung der Druckflüssigkeit zum bzw. vom Hydromotor, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) zur Betätigung des Wegeventils (5, 14, 17) ist eine mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch wirkende Steuervorrichtung (9, 18, 19) angeordnet;

b) zum Steuern des Hydromotors (6), in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsdruck, ist ein Schaltventil (7) mit einem Durchgangskanal (7.1) zum Nachspeisen in den Zulaufkanal (6.1 bzw. 6.2) zum Hydromotor angeordnet;

c) zum Nachspeisen in den Zulaufkanal (6.1 bzw. 6.2) ist ein Nachsaugeventil (8) angeordnet. (Fig. 1)
2. ümschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Nachspeisen in den Zulaufkanal (6.1 bzw. 6.2) eine Speisepumpe (12) und ein Druckbegrenzungsventil (13) angeordnet sind. (Fig. 2)

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3. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 6/3-Wegeventil (14) mit zusätzlichem Durchgangskanal (14.3) und einer Verbindungsleitung (15) zwischen dem Wegeventil und dem Schaltventil (7) angeordnet ist. (Fig. 3)
4. Umschaltvorrichtung nach einem öder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, das die Antriebswelle der Konstantpumpe (16) eine Schaltkupplung (16.1) aufweist, die von der Steuervorrichtung (18, 19) für das Wegeventil (17, 5) gesteuert wird. (Fig. 4 und 5)"
5. Umschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die Steuervorrichtung (9, 18, 19) mit einer Drehzahlmeßvorrichtung (9.1) am Hydromotor-Abtrieb verbunden ist zur Steuerung der Schaltmagnete (5.3, 5.4; bzw. 14.4, 14.5 bzw. 17.3) des Wegeventils (5, 14, 17).
6. Umschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Durchgangskanal (7.1) des Schaltventils (7) und dem Zulauf- und Rücklaufkanal (6.1, 6.2) Drosseln (10.1, 10.2) angeordnet sind zur Schaltdruckerzeugung für die Steuerung des Schaltventils.
7. ümschaltvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der den Hydromotor-Kreislauf schließende Bypass-Kanal (5.1, 14.1, 17.1) in der Nullstellung des Wegeventils (5, 14, 17) eine Drossel (5.2, 14.2, 17.2) aufweist.

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