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Title:
HYDROSTATIC DRIVING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1984/001419
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive comprised of a hydrostat (2, 3) and of a downstream gearbox (1) is provided with a device which suppresses water hammers. A bypass valve unit (12) is arranged in parallel to the hydraulic pump (2) and to the hydraulic motor (3); it is rapidly switched upon the occurence of a high rotation speed of the hydraulic motor (3) and/or of the hydraulic pump (2), while its closing is carried out in a delayed mode. The switching quality of the drive is improved and the energy used by the switching is reduced.

Inventors:
GAZYAKAN UENAL (DE)
EHRLINGER FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1983/000120
Publication Date:
April 12, 1984
Filing Date:
May 11, 1983
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H47/02; F16H61/40; F16H61/4043; (IPC1-7): F16H47/02
Foreign References:
FR2088570A51972-01-07
DE2652976A11978-05-24
DE2535762A11976-02-26
DE2710055A11977-09-15
DE2855573A11980-07-10
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Claims:
1. ff Vorrichtung für einen hydrostatischen Antrieb A n s p r ü c h e Vorrichtung für einen im geschlossenen Kreislauf betrie¬ benen, hydrostatischen Antrieb mit einer Hydropumpe, einem Hydro¬ motor und einem nachgeschalteten Lastschaltgetriebe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß parallel zu Hydropumpe (2) und Hydromotor (3) eine Bypassventileinheit (12, 12A) liegt, die rasch auf Durchgang schaltbar und verzögert wieder in Sperrstellung bringbar ist Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß ein Zeitglied in der Bypassventileinheit für deren verzögertes Schließen vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bypassventileinheit (12) elektrisch rasch auf Durchgang schaltbar und hydraulisch verzögert in Sperrstellung bringbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß das Zeitglied durch ein hydraulisches Stromregelventil (25) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e e n n ¬ z e i c h n e t , daß dem Stromregelventil (25) ein Rückschlag¬ ventil (24) parallel liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß die Durchströmrichtung durch das Strom¬ regelventil (25) derjenigen durch das Rückschlagventil (24) ent¬ gegengesetzt gerichtet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bypassventileinheit (12A) elektrisch rasch auf Durchgang schaltbar und elektrisch verzögert in Sperrstellung bringbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zeitkonstante des Zeit¬ glieds einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Bypassventil¬ einheit (12) ein Bypassventil (13) vorgesehen ist, dem ein Wege¬ ventil (27) vorgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e n n ¬ z e i c h n e t , daß das Zeitglied durch eine Konstantdrossel gebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß das hydraulische Stromregelventil (25) zwischen dem Wegeventil (27) und dem Bypassventil (13) liegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bypassventil (13) bei je¬ der Getriebebetätigung, also jeweils beim Hoch und Herunterschal¬ ten, auf Durchlaß geschaltet wird.
Description:
Vorrichtung für einen hydrostatischen Antrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen, im geschlossenen Kreislauf betriebenen, hydrostatischen Antrieb mit einer Hydropumpe, einem Hydromotor und einem nachgeschalte en Lastschaltgetriebe.

Nach dem Herunterschalten eines Getriebes fördert der nun schneller drehende Hydromotor mehr Druckmittel als die Hydropumpe verarbeiten kann. Umgekehrt kann der nach dem Heraufschalten nun langsamer drehende Hydromotor die von der Hydropumpe geförderte Druckmittelmenge nicht vollständig verarbeiten. Das sich hierbei ausbildende Druckpolster zwischen dem Hydromotor und der Hydro¬ pumpe hat eine Bremswirkung im Hydrostaten zur Folge. Bei herkömm¬ lichen Getrieben dieser Art dient das Druckpolster dazu, den Hydrostaten den veränderten Bedingungen anzupassen. Hierzu wird von dem Druckpolster ein Signal für das Verschwenken der Hydro¬ pumpe abgeleitet. Diese Maßnahme reicht aber oftmals wegen der großen, im hydraulischen Kreislauf zu verarbeitenden Druckmittel¬ menge nicht aus, um Stöße vollkommen zu vermeiden. Bei Verwendung einer Konstantpumpe bzw. eines Konstantmotors können Druckstöße durch Verstellung von Pumpe bzw. Motor nicht gemildert werden. Man hat daher versucht, zusätzliche Lösungen zur Vermeidung von Druckpolstern und Druckstößen zu treffen.

So ist aus der DE-OS 25 35 762 ein hydrostatischer Vierrad¬ antrieb bekannt, der eine Vorrichtung zur Harmonisierung des Dreh¬ momenthaushalts aufweist. Bei derartigen Antrieben besteht zu¬ nächst die Schwierigkeit, daß beim Rutschen eines Rads die Energie der Anlage dabei vergeudet wird, und die übrigen Radmotoren dann kein Drehmoment mehr entwickeln können. Eine Harmonisierung des Drehmomenthaushalts wurde bei dem bekannten Antrieb u. a. durch Strömungsbegrenzungseinrichtungen erreicht. Diese Lösung läßt sich aber auf eine Getriebesteuervorrichtung nicht anwenden, weil bei ihr zu rasche Änderungen der Druckverhältnisse auftreten, hervor¬ gerufen durch die entsprechenden Getriebeschaltvorgänge.

Aus der DE-OS 27 10 055 ist ein hydraulisches Gangwechselge¬ triebe mit automatischer Öldruckregelung bekannt. Bei diesem Ge¬ triebe wird ein geschlossener Kreislauf auch als Druckquelle für andere Einrichtungen, z. B. eine Servolenkung, einen Bremskraft¬ verstärker etc. eingesetzt. Druckstöße in den Leitungen müssen ver¬ mieden werden, damit diese Einrichtungen einwandfrei arbeiten kön¬ nen. Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks im Kreislauf ist u. a. eine öldruckregeleinriσhtung vorgesehen, die hydraulisch arbeitet. Zwar ist diese bekannte Einrichtung dazu in der Lage, einen konstanten Öldruck für die anderen Einrichtungen aufrecht¬ zuerhalten. Pumpe und Hydromotor können aber durch diese Einrich¬ tung von Druckänderungen nicht ganz freigehalten werden.

Aus der DE-OS 28 55 573 ist ein Antrieb für Landfahrzeuge be¬ kannt. Ein Fahrzeug ist mit zwei Hydropumpen und mehreren Hydro¬ motoren ausgestattet. An den, verschiedenen Fahrzeugseiten zuge¬ ordneten Hydromotoren fallen bei Kurvenfahrt unterschiedlich große Flüssigkeitsmengen und -drücke an, die durch eine Ausgleichslei- tung vollkommen ausgeglichen werden. Ein in die Aus leichsleitung eingeschaltetes, elektromagnetisch betätigbares Absperrventil kann vom Führerstand des Fahrzeugs aus bedient werden. Bei diesem An¬ trieb ist somit eine Handbedienung zum Ausgleich von Druckstößen notwendig. Hieraus ergibt sich, daß diese bekannte Vorrichtung in Verbindung mit einem - häufig automatisch schaltenden - Getriebe nicht anwendbar ist, weil die Bedienungsperson nicht rasch genug reagieren könnte.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für einen in geschlossenem Kreislauf betriebenen, hydrostatischen Antrieb mit einer Hydropumpe sowie einem nachge¬ schalteten Lastschaltgetriebe zu schaffen, dessen Schaltqualität verbessert und Schaltarbeit verringert werden sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß Druckstöße im Hydrostaten selbsttätig zuverlässig und betriebs sicher vermieden werden. Weil die Vorrichtung zum Ausgleich von Druckstößen synchron mit dem Hoch- bzw. Herunterschalten des Ge¬ triebes betätigt wird, werden Druckpolster vermieden, die Schalt¬ qualität wird verbessert und die Schaltarbeit wird kleiner.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeich¬ nungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Lastschaltgetriebe,

Fig. 2 eine Schaltung einer zu der Vorrichtung nach Fig. 1 gehörenden hydraulischen Bypassventileinheit,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Bypassventil¬ einheit mit elektrischer Ansteuerung und Verzöge¬ rung.

Einem Getriebe 1 (Fig. 1) , vorzugsweise einem Lastschaltge¬ triebe, ist ein aus einer beim Ausführungsbeispiel verstellbaren Hydropumpe 2 und einem Hydromotor 3 bestehender Hydrostat vorge¬ schaltet. Dieser wird von einem Antriebsmotσr 4, z. B. einem Ver¬ brennungsmotor, angetrieben. Hydraulische Leitungen 10, 11 stellen die Verbindung zwischen der Hydropumpe 2 und dem Hydromotor 3 her.

Ist die Hydropumpe 2 aber eine Konstantpumpe, dann kann eine an sich bekannte Vorrichtung für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vor¬ gesehen sein, z. B. ein Wegeventil. Dieses kann von der Steuervor¬ richtung aus angesteuert werden.

Zusammen mit der Hydropumpe " 2 wird eine weitere Pumpe 30 an¬ getrieben, die über eine Leitung 31 aus einem Behälter 39 geför¬ dertes Druckmittel als Steuermedium anbietet.

Der Hydropumpe 2 ist eine Steuerung 32 zugeordnet, die über eine Steuerleitung 34 Druckmittel von einer Steuerpumpe 40 erhält und über eine elektrische Leitung 33 von einer elektronischen Steuervorrichtung 5 aus beeinflußt wird. Auf die elektronische Steuervorrichtung 5 arbeitet ein Fahrschalter 7.

Die elektronische Steuervorrichtung 5 betätigt auch (in der Zeichnung nicht dargestellte) Magnetventile in einer Steuerventil¬ einheit 6, die zu dem Getriebe 1 gehört. Die elektrischen Verbin¬ dungen zwischen der elektronischen Steuervorrichtung 5 und der Steuerventileinheit 6 werden über elektrische Leitungen 19, 20, 21 bewerkstelligt.

Von der Bewegung von Rädern 29 des Fahrzeugs werden über einen Drehzahlgeber 22 über eine Leitung 23 entsprechende Signale an die elektronische Steuervorrichtung 5 geleitet. Hierdurch kann eine an sich bekannte Rückschaltsperre gesteuert werden.

Die elektronische Steuervorrichtung 5 bezieht ihren Strom aus Versorgungsleitungen 8, 9.

Parallel zu der Hydropumpe 2 und dem Hydromotor 3 liegt über Leitungen 14, 15 eine Bypassventileinheit 12 (Fig. 1) . Diese wird über eine Leitung 16 von der elektronischen Steuervorrichtung 5 gesteuert und liegt über eine weitere Leitung 17 an Masse. Die Bypassventileinheit 12 ist in der Lage, die beiden druckmittelfüh¬ renden Leitungen 10, 11 gegebenenfalls miteinander zu verbinden, über eine Steuerleitung 18 ist es möglich, ein Zeitglied in der Bypassventileinheit 12 zu aktivieren, über eine zu dem Behäl¬ ter 39 führende Rücklaufleitung 28 kann das Zeitglied wieder in den Ausgangszustand zurückgeführt werden.

Bei jeder Betätigung des Getriebes 1 soll die Bypassventil¬ einheit 12 einen Nebenzweig aufbauen, also die beiden druckmitte1- führenden Leitungen 10, 11 miteinander verbinden. Dies geschieht

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durch ein einem Bypassventil 13 (Fig. 2) vorgeschaltetes Wegeven¬ til 27, das über die elektrischen Leitungen 16, 17 betätigt wird und aus der in der Zeichnung zu sehenden Ruhestellung in seine andere Stellung geschaltet wird. Hierdurch gelangt über die Steu¬ erleitung 18 Druckmittel verzögerungslos über ein Rückschlagven¬ til 24, das hierbei öffnet, an den Steuereingang des Bypassven- tils 13. über die Leitungen 14, 15 werden die beiden Leitungen 10 und 11 miteinander verbunden. Ein zu Hydropumpe 2 und Hydromotor 3 parallel liegender Zweig weist somit einen geringen Strömungswider stand auf. Dies hat zur Folge, daß im Hydrostaten kein Druckstoß auftreten kann, falls der Hydromotor 3 beim Herunterschalten des Getriebes 1 plötzlich eine hohe Drehzahl erhält und als Pumpe wirkt, wobei die Hydropumpe 2 einen solchen Druckstoß allein nicht verarbeiten könnte oder falls der Hydromotor beim Heraufschalten des Getriebes plötzlich mit niedriger Drehzahl läuft und die von der Hydropumpe 2 plötzlich geförderte Druckmittelmenge nicht voll¬ ständig verarbeiten kann.

Die Rücksσhaltung des Bypassventils 13 erfolgt nach selbst¬ tätiger Schließung des Rückschlagventils 24 dadurch, daß das Wegeventil 27 von der elektronischen Steuervorrichtung 5 wieder in die aus Fig. 2 ersichtliche Ruhestellung gebracht wird. Hierbei will der am Steuereingang des Bypassventils 13 stehende Hydraulik¬ druck zum Behälter 39 zurückfließen. Hierdurch wurde das Rück¬ schlagventil 24 geschlossen, ein Stromregelventil 25 läßt einen an ihm beliebig voreinstellbaren Druckmittelstrom passieren, der über das Wegeventil 27 zum Behälter 39 zurückströmen kann. Ent¬ sprechend der am Stromregelventil 25 eingestellten Durchströmrate schließt das Bypassventil 13 mit Verzögerung.

Anstatt der oben beschriebenen Bypassventileinheit 12 (Fig. 2) , bei der auf elektrischem Wege ein ffnen des Bypass¬ ventils 13 erfolgt, während die Schließbewegung hydraulisch ver¬ zögert wird, ist bei einem anderen Ausführungsbeispiel mit einer Bypassventileinheit 12A (Fig. 3) vorgesehen, das Bypassventil 13 auf elektrischem Wege rasch zu öffnen und auf gleiche Weise ver=__

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zögert wieder zu schließen. Hierzu dient eine elektromechanische oder elektronische Schaltvorrichtung 35, die über eine Leitung 37 an der einen Versorgungsleitung 9 und über eine andere Leitung 38 an Masse und damit an der anderen Versorgungsleitung 8 zum Zweck der Stromversorgung angeschlossen ist. über eine elektrische Steu¬ erleitung 26 erhält die Schaltvorrichtung 35 von der elektroni¬ schen Steuervorrichtung 5 ihr Signal, das Bypassventil 13 zu öff¬ nen. Ein später über die Steuerleitung 26 der Schaltvorrichtung 35 geliefertes Signal veranlaßt die Schaltvorrichtung 35, das Bypass¬ ventil 13 verzögert wieder zu schließen. An einem einstellbaren Widerstand 41 an der Schaltvorrichtung 35 kann die Verzögerungs¬ zeit für das Schließen des Bypassventils 13 eingestellt werden.

Hydropumpe und/oder Hydromotor können verstellbar sein. Ein an der Leitung 10 oder 11 (Fig. 1) angeschlossener Druckschal¬ ter 42 stellt sicher, daß bei extremer Steigung das Bypassven¬ til 13 in der Bypassventileinheit 12 nicht geöffnet wird. Auf diese Weise ist das Bypassventil 13 oberhalb einer bestimmten Druckschwelle blockiert.

OMPI / v ro

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Bezugszeichen

1 Getriebe 21 Leitung

2 Hydropumpe 22 Drehzahlgeber

3 Hydromotor 23 Leitung

4 Antriebsmotor 24 Rückschlagventil

5 Steuervorrichtung 25 Stromregelventi1

6 Steuerventileinheit 26 Steuerle tung

7 Fahrschalter 27 Wegeventil

8 Versorgungsleitung 28 Rücklaufleitung

9 Versorgungsleitung 29 Rad 0 Leitung 30 Pumpe 1 Leitung 31 Leitung 2 Bypassventileinheit 32 Steuerung 2A Bypassventileinheit 33 Leitung 3 Bypassventil 34 Steuerleitung 4 Leitung 35 Schaltvorric tung 5 Leitung 36 Kup lung 6 Leitung 37 Leitung 7 Leitung 38 Leitung 8 Steuerleitung 39 Behälter 9 Leitung 40 Steuerpumpe 0 Leitung 41 Widerstand

42 Druckschalter

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