DE102010030262A1 - Device for operating an adjustable swash plate pump of a hydrostatic variator - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung (1) zum Betreiben einer verstellbaren Schrägscheibenpumpe (2) eines hydrostatischen Variators (3), deren Hubvolumen in Abhängigkeit eines veränderbaren Triebwinkels einer über eine doppelt wirkende Kolbenzylindereinrichtung (4) verstellbare Schrägscheibe (5) variierbar ist, beschrieben. Wenigstens ein Kolben (6) der Kolbenzylindereinrichtung (4) ist mit der Schrägscheibe (5) der Schrägscheibenpumpe (2) wirkverbunden, der im Bereich von Kolbenräumen (7, 8) begrenzenden Wirkflächen (9, 10) mit jeweils einem den Triebwinkel der Schrägscheibe (5) verändernden und in eine erste Stellrichtung oder in eine zweite Stellrichtung wirkenden hydraulischen Betätigungsdruck (p_B) beaufschlagbar ist. Im Bereich einer Ventileinrichtung (11) ist die Stellrichtung des Kolbens (6) sowie jeweils ein zu einem definierten Triebwinkel der Schrägscheibe (5) äquivalenter Betätigungsdruck (p_B) einstellbar und ein Druck (p_F) auf der Förderseite der Schrägscheibenpumpe (2) durch Anlegen des Druckes (p_F) der Förderseite an einer Wirkfläche eines Ventilschiebers (13) der Ventileinrichtung (11) im Bereich der Ventileinrichtung (11) auf ein Maximum begrenzbar. Erfindungsgemäß ist das über die Ventileinrichtung (11) einstellbare Maximum des Druckes (p_F) auf der Förderseite über eine am Ventilschieber (13) der Ventileinrichtung (11) anlegbare variierbare Steuerkraft veränderbar.A device (1) for operating an adjustable swash plate pump (2) of a hydrostatic variator (3) is described, the stroke volume of which can be varied depending on a variable drive angle of a swash plate (5) adjustable via a double-acting piston-cylinder device (4). At least one piston (6) of the piston-cylinder device (4) is operatively connected to the swash plate (5) of the swash plate pump (2), the active surfaces (9, 10) delimiting the piston spaces (7, 8) each with a drive angle of the swash plate ( 5) changing hydraulic actuation pressure (p_B) acting in a first actuating direction or in a second actuating direction can be acted upon. In the area of a valve device (11), the setting direction of the piston (6) and an actuating pressure (p_B) equivalent to a defined drive angle of the swash plate (5) can be set and a pressure (p_F) on the delivery side of the swash plate pump (2) by applying the Pressure (p_F) of the delivery side on an active surface of a valve slide (13) of the valve device (11) in the area of the valve device (11) can be limited to a maximum. According to the invention, the maximum pressure (p_F) on the delivery side which can be set via the valve device (11) can be changed via a variable control force which can be applied to the valve slide (13) of the valve device (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer verstellbaren Schrägscheibenpumpe eines hydrostatischen Variators gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for operating an adjustable swash plate pump of a hydrostatic variator according to the closer defined in the preamble of
Die verstellbare und als Reversierpumpe ausgebildete Schrägscheibenpumpe
Eine in der vorbeschriebenen Art und Weise betriebene Schrägscheibenpumpe
Während eines vollhydrostatischen Antriebes wird eine so genannte drehzahlabhängige Charakteristik einer Schrägscheibenpumpe genutzt, wobei zur Darstellung der drehzahlabhängigen Charakteristik ein Steuerspiegel einer Schrägscheibenpumpe verdrillt wird, um im Bereich eines Schwenkrahmens lastabhängige bzw. druckabhängige Rückschwenkkräfte zu erzeugen. Diese Rückschwenkkräfte führen dazu, dass bei steigendem Druck p_F auf der Förderseite der Schrägscheibenpumpe bei gleichbleibender Ansteuerung der Schrägscheibenpumpe die Schrägscheibe
Wird eine reversierbare Schrägscheibenpumpe in Leistungsverzweigungsgetrieben mit primärer Kopplung eingesetzt, wird die Schrägscheibenpumpe in beiden Förderrichtungen betrieben, wobei in einer Bereichsmitte die Förderleistung der Schrägscheibenpumpe im Wesentlichen Null ist und von der Schrägscheibenpumpe kein Hydraulikfluid gefördert wird. Am Bereichsanfang und einem Bereichsende ist eine Schrägscheibenpumpe jeweils maximal ausgeschränkt. Eine lastfühlende Schrägscheibenpumpe schwenkt jedoch in der ersten Bereichshälfte bei steigendem Hochdruck selbständig zurück, wodurch ein mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe mit primärer Kopplung ausgeführtes Fahrzeug selbständig beschleunigt. Aus diesem Grund sind lastfühlende Schrägscheibenpumpen für einen Einsatz in Leistungsverzweigungsgetrieben mit primärer Kopplung nur bedingt geeignet. Zudem ist das hochdruckabhängige Einschwenken einer Schrägscheibenpumpe jeweils nur ausgehend von der Bereichsmitte zum Bereichsende nutzbar.If a reversible swash plate pump is used in power split transmissions with primary coupling, the swash plate pump is operated in both conveying directions, wherein in a middle of the range, the capacity of the swash plate pump is substantially zero and no hydraulic fluid is conveyed by the swash plate pump. At the beginning of the range and one end of the range, a swash plate pump is maximally limited. However, in the first half of the range, a swashplate load-sensing pump independently pivots backward as the high pressure increases, thereby automatically accelerating a vehicle running on a primary-split power split transmission. For this reason, load-sensing swash-plate pumps are only of limited suitability for use in power split transmissions with primary coupling. In addition, the high pressure-dependent pivoting of a swash plate pump can only be used starting from the middle of the area to the end of the range.
Da bei Semi-CVT-Getrieben in Abhängigkeit des jeweils eingelegten Übersetzungsbereiches zwischen einem vollhydrostatischen Antrieb und einem Antrieb mit Leistungsverzweigung mit primärer Kopplung gewechselt wird und eine drehzahlabhängige Charakteristik einer Schrägscheibenpumpe durch eine nicht veränderbare Verdrillung des Steuerspiegels zur Verfügung gestellt wird, sind Schrägscheibenpumpen mit drehzahlabhängiger Charakteristik in Semi-CVT-Getrieben ebenfalls nur bedingt einsetzbar.Since in semi-CVT transmissions depending on the respective engaged transmission range between a fully hydrostatic drive and a drive with power split with primary coupling is changed and a speed-dependent characteristic of a swash plate pump is provided by a non-variable twist of the control mirror, are swash plate pumps with speed-dependent characteristics in Semi-CVT transmissions also only conditionally usable.
Bei der in
Stromab der Ventileinheit
Wiederum stromab des Porportionaldruckminderventils
Über die beiden Proportionalmagnete
In der in
Bei entsprechender Betätigung des Schaltventils
Um im Betrieb der Vorrichtung
Über das Druckbegrenzungsventil
Die Druckabschneidefunktion im Bereich des Druckbegrenzungsventils
Aufgrund der vorstehenden Beschreibung ist weder eine Pumpenverstellung mit drehzahlabhängiger Charakteristik noch die Verwendung einer herkömmlichen einstufigen Druckabschneidung bei Leistungsverzweigungsgetrieben möglich bzw. sinnvoll. Due to the above description, neither a pump adjustment with speed-dependent characteristic nor the use of a conventional single-stage pressure cut in power split transmissions is possible or useful.
Hinzu kommt, dass bei vollhydrostatischen Antrieben im Bereich des Proportionaldruckminderventils
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betreiben einer verstellbaren Schrägscheibenpumpe zur Verfügung zu stellen, mittels der eine stufenlose, lastabhängige Steuerung einer Schrägscheibenpumpe sowohl während eines vollhydrostatischen Betriebes als auch teilweise während eines leistungsverzweigten Betriebes eines stufenlosen Getriebes durchführbar ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide a device for operating an adjustable swash plate pump available, by means of a continuous, load-dependent control of a swash plate pump both during a fully hydrostatic operation and partly during a power-split operation of a continuously variable transmission is feasible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this object is achieved with a device having the features of
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betreiben einer verstellbaren Schrägscheibenpumpe eines hydrostatischen Variators, der ein Hubvolumen in Abhängigkeit eines veränderbaren Triebwinkels einer über eine doppelt wirkende Kolbenzylindereinrichtung einstellbaren Schrägscheibe variierbar ist, ist wenigstens ein Kolben der Kolbenzylindereinrichtung mit der Schrägscheibe der Schrägscheibenpumpe wirkverbunden. Der Kolben ist im Bereich von Kolbenräumen begrenzenden Wirkflächen mit jeweils einem den Triebwinkel der Schrägscheibe verändernden und in eine erste Stellrichtung oder in eine zweite Stellrichtung wirkenden hydraulischen Betätigungsdruck beaufschlagbar. Im Bereich einer Ventileinrichtung ist die Stellrichtung des Kolbens sowie jeweils ein zu einem definierten Triebwinkel der Schrägscheibe äquivalenter Betätigungsdruck einstellbar und ein Druck auf der Förderseite der Schrägscheibenpumpe durch Anlegen des Druckes der Förderseite an einer Wirkfläche eines Ventilschiebers der Ventileinrichtung im Bereich der Ventileinrichtung auf ein Maximum begrenzbar.In the device according to the invention for operating an adjustable swash plate pump of a hydrostatic variator, which is variable stroke volume in response to a variable drive angle of a variable via a double-acting piston-cylinder device swash plate, at least one piston of the piston-cylinder device with the swash plate of the swash plate pump is operatively connected. The piston is acted upon in the region of active surfaces delimiting piston chambers, each with a hydraulic actuation pressure changing the angle of rotation of the swashplate and acting in a first actuating direction or in a second actuating direction. In the area of a valve device, the actuating direction of the piston and each one to a defined angle of rotation of the swash plate equivalent actuating pressure is adjustable and a pressure on the delivery side of the swash plate pump by applying the pressure of the delivery side of an effective surface of a valve spool of the valve device in the region of the valve device can be limited to a maximum ,
Dadurch dass das über die Ventileinrichtung einstellbare Maximum des Drucks auf der Förderseite über eine am Ventilschieber der Ventileinrichtung anlegbare variierbare Steuerkraft erfindungsgemäß veränderbar ist, ist ein lastabhängiges Rückschwenken einer Schrägscheibenpumpe während eines vollhydrostatischen Antriebes auf konstruktiv einfache Art und Weise darstellbar und während eines leistungsverzweigten Antriebsmodus abschaltbar.Because the adjustable via the valve means maximum pressure on the delivery side can be changed according to the invention via a variable on the valve spool valve controllable variable control force, a load-dependent pivoting back a swash plate pump during a fully hydrostatic drive in a structurally simple manner can be displayed and switched off during a power-split drive mode.
Dabei ist während eines vollhydrostatischen Antriebes das lastabhängige Rückschwenken der Schrägscheibenpumpe durch betriebszustandsabhängiges Variieren des über die Ventileinrichtung einstellbaren Maximums des Drucks auf der Förderseite der Schrägscheibenpumpe abbildbar, während die Druckbegrenzung des Drucks auf der Förderseite der Schrägscheibenpumpe durch Anheben des Maximums des Drucks auf der Förderseite bei der Vorrichtung
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.Both the features specified in the claims and the features specified in the subsequent embodiments of the device according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the subject invention. The respective feature combinations represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further advantages and advantageous embodiments of the device according to the invention will become apparent from the claims and the embodiments described in principle below with reference to the drawings, wherein the same reference numerals are used in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components.
Es zeigt:It shows:
Die in
Die Ventileinheit
Des Weiteren ist die Federeinrichtung
Die Stellkraft des Proportionalmagneten
In ungünstigen Betriebszuständen der Vorrichtung
Letztbeschriebenes Verhalten der Schrägscheibenpumpe
Die Anordnung der Ventileinheit
Vorteilhafterweise sollte sowohl während des Betriebes der Vorrichtung
Die in
Die Ventileinrichtung
Über die Vorrichtung
Die zwischen der Positionsregelventileinheit
Aufgrund der Selbstzentrierung der Schrägscheibenpumpe
Sowohl der Stellkraft des Proportionalmagneten
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- SchrägscheibenpumpeSwash plate pump
- 33
- Variatorvariator
- 44
- Kolben-Zylinder-EinrichtungPiston-cylinder device
- 55
- Schrägscheibeswash plate
- 66
- Kolbenpiston
- 7, 87, 8
- Kolbenraumpiston chamber
- 9, 109, 10
- Wirkflächeeffective area
- 1111
- Ventileinrichtungvalve means
- 1212
- Wirkflächeeffective area
- 1313
- Ventilschiebervalve slide
- 1414
- Kreislaufcirculation
- 15, 1615, 16
- Anschlussconnection
- 1717
- Speisepumpefeed pump
- 1818
- SpeisedruckbegrenzungsventilBoost pressure relief valve
- 1919
- Ventileinheitvalve unit
- 2020
- Wechselventilshuttle valve
- 2121
- Federeinrichtungspring means
- 2222
- Ventileinheit, ProportionaldruckminderventilValve unit, proportional pressure reducing valve
- 2323
- Proportionalmagnetproportional solenoid
- 2424
- Ventileinheit, SchaltventilValve unit, switching valve
- 25, 2625, 26
- Proportionalmagnetproportional solenoid
- 27, 2827, 28
- Federeinrichtungspring means
- 2929
- druckloser Bereichpressureless area
- 30, 3130, 31
- Federeinrichtungspring means
- 32, 3332, 33
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3434
- Proportionalmagnetproportional solenoid
- 3535
- PositionsregelventileinheitPosition control valve unit
- 3636
- HochdruckventileinheitHigh pressure valve unit
- 37, 3837, 38
- Proportionalmagnetproportional solenoid
- 3939
- weiterer Proportionalmagnetfurther proportional magnet
- 4040
- Federeinrichtungspring means
- p_Bp_B
- Betätigungsdruckactuating pressure
- p_Fp_F
- Förderdruckdelivery pressure
- p_Rp_R
- RückflussdruckReturn pressure
- p_SPP_SP
- Speisedruck der SpeisepumpeFeed pressure of the feed pump
Claims (8)
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