DE10342102A1

DE10342102A1 - Hydrostatic transmission

Info

Publication number: DE10342102A1
Application number: DE10342102A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Bonefeld
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-04-07
Also published as: EP1664549A1; EP1664549B1; ATE354031T1; DE502004002922D1; WO2005026559A1

Abstract

A hydrostatic gear comprising an output motor (5), supplied with a pressure medium by means of a pump (14) driven by a motor (18). The hydrostatic gear is provided with a charge device (6) having two charge pumps (30,32) driven by a common charge motor (3) and used to respectively supply a pressure chamber (10,8) of the output motor with a pressure medium, in order to compensate for leakage and for the gripping of the output motor.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a hydrostatic transmission according to the preamble of claim 1.

Unter einem hydrostatischen Getriebe versteht man die Kombination einer Hydropumpe (Primärteil) mit einem Hydromotor (Sekundärteil), im einfachsten Fall mit einem Hydrozylinder deren Verdrängerräume im Betrieb idealerweise strömungswiderstandsfrei verbunden sind. Derartige hydrostatische Getriebe bedürfen aufgrund der externen Leckagen der hydraulisch-mechanischen Wandler (insbesondere Pumpen, Hydromotoren, in geringerem Umfang auch Hydrozylinder) stets einer Einrichtung, die die Zuführung von Druckflüssigkeit in das Getriebe realisiert, um diese Verluste auszugleichen und die Funktionsfähigkeit des Getriebes zu erhalten. Durch diese Einrichtung muss insbesondere verhindert werden, dass sich in den Druckräumen Kavitationserscheinungen ausbilden. Als besonders vorteilhaft erweist sich ein Getriebe mit beidseitiger Einspannung des Abtriebsmotors (Sekundäreinheit). Durch diese Einspannung kann sowohl die Antriebsdynamik als auch die Laststeifigkeit gegenüber herkömmlichen Getrieben mit offenen Hydraulikkreisläufen wesentlich verbessert werden. Under a hydrostatic transmission is the combination of a Hydro pump (primary part) with a hydraulic motor (secondary part), in the simplest case with a hydraulic cylinder whose Verdrängerräume in operation ideally no flow resistance are connected. Such hydrostatic transmissions require due the external leakage of the hydraulic-mechanical converter (in particular Pumps, hydraulic motors, to a lesser extent also hydraulic cylinders) always a facility that controls the feeder of hydraulic fluid realized in the gearbox to compensate for these losses and the functionality to get the transmission. In particular, through this device must Prevent cavitation phenomena in the pressure chambers form. Particularly advantageous is a transmission with bilateral clamping of the output motor (secondary unit). This clamping allows both the drive dynamics and the load stiffness opposite usual Driven with open hydraulic circuits significantly improved become.

In der DE 40 08 792 A1 ist ein hydrostatisches Getriebe dargestellt, bei dem ein Differentialzylinder über zwei Verstellpumpen mit Druckmittel versorgt wird. Die Verstellpumpen werden von einem gemeinsamen Motor angetrieben, wobei über eine der Verstellpumpen ein Ringraum mit einem bodenseitigen Zylinderraum des Zylinders verbunden ist, während die andere Verstellpumpe den Zylinderraum aus einem Tank mit Druckmittel versorgt.In the DE 40 08 792 A1 is a hydrostatic transmission shown in which a differential cylinder is supplied via two variable displacement pumps with pressure medium. The variable displacement pumps are driven by a common motor, wherein one of the variable displacement pumps an annular space is connected to a bottom-side cylinder chamber of the cylinder, while the other variable displacement pump supplies the cylinder chamber from a tank with pressure medium.

Die beiden Verstellpumpen werden über eine Steuereinheit derart angesteuert, dass beispielsweise beim Ausfahren des Hydrozylinders der Zylinderraum mit etwas mehr Druckmittel versorgt wird als zur Ausfahrbewegung erforderlich ist, während beim Einfahren des Zylinders der Ringraum mit einer Überschussmenge versorgt wird. Durch diese Steuerung wird im jeweils anderen Druckraum ein Gegenhaltedruck aufgebaut, so dass der Kolben beidseitig eingespannt ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Ansteuerung und Installation der Verstellpumpen einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand erfordert.The Both variable displacement pumps are over a control unit controlled such that, for example, at Extending the hydraulic cylinder of the cylinder chamber with a little more pressure medium is supplied as is required for the extension movement, while the Retraction of the cylinder of the annulus is supplied with an excess amount. By this control is in the other pressure chamber a counter-pressure built so that the piston is clamped on both sides. adversely in this solution is that the control and installation of the variable pumps a requires considerable device complexity.

Aus der CA 605,046 ist ein hydrostatisches Getriebe bekannt, bei der die Sekundäreinheit über zwei von einem gemeinsamen Motor angetriebene Konstantpumpen mit Druckmittel versorgt wird. Über eine der Konstantpumpen kann Druckmittel aus einem der Druckräume des Hydrozylinders in den jeweils anderen Druckraum gefördert werden, während die zweite Pumpe des Primärteils den bodenseitigen Zylinderraum mit Druckmittel aus einem hydrostatischen Speicher versorgt. Dieser hydrostatische Speicher ist bei Umgehung der beiden Pumpen mit den Druckräumen des Hydrozylinders verbindbar, so dass Leckageverluste ausgeglichen werden und auch entsprechend des Drucks in diesem Speicher eine beidseitige Einspannung erfolgt.Out CA 605,046 is a hydrostatic transmission known in the the secondary unit over two of a common motor driven constant displacement pumps with pressure medium is supplied. about One of the constant displacement pumps can be pressure fluid from one of the pressure chambers of the Hydraulic cylinders are conveyed into the other pressure chamber, while the second pump of the primary part the bottom-side cylinder chamber with pressure medium from a hydrostatic Memory supplied. This hydrostatic accumulator is bypassing the two pumps with the pressure chambers the hydraulic cylinder connectable, so that compensates leakage losses and also according to the pressure in this memory two-sided clamping takes place.

Nachteilig bei beiden Lösungen ist, dass die Einspannung der Sekundäreinheit (Abtriebsmotor) nur äußerst schwierig an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassbar ist. Des weiteren erfordern beide vorbeschriebenen bekannten Varianten einen hohen Aufwand zur Ansteuerung der beiden Pumpen des Primärteils.adversely in both solutions is that the clamping of the secondary unit (output motor) is extremely difficult is adaptable to different operating conditions. Furthermore Both of the above-described known variants require a high level Effort to control the two pumps of the primary part.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Getriebe zu schaffen, bei dem die Einspannung des Abtriebsmotors mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand ermöglicht ist.In contrast, lies The invention is based on the object, a hydrostatic transmission to create, in which the clamping of the output motor with low Device-technical effort is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein hydrostatisches Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is by a hydrostatic transmission with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß hat das hydrostatische Getriebe einen Primärteil mit einer Pumpe, über die Druckräume eines Abtriebsmotors mit Druckmittel versorgbar sind. Zum Ausgleich von Leckagen und gegebenenfalls zum Einspannen des Abtriebsmotors (Sekundärteil) ist erfindungsgemäß eine Ladeeinrichtung vorgesehen, die zwei von einem gemeinsamen Lademotor angetriebene Ladepumpen hat. Diese sind jeweils einem Druckraum des Abtriebsmotors zugeordnet, so dass durch geeignete Regelung des Lademotors eine beidseitige Einspannung des Abtriebsmotors und der Ausgleich von Leckagen durchführbar ist.According to the invention hydrostatic transmission a primary part with a pump, over the pressure chambers an output motor can be supplied with pressure medium. To compensate of leaks and possibly for clamping the output motor (Secondary part) is a charging device according to the invention provided, the two driven by a common loading motor Has charge pumps. These are each a pressure chamber of the output motor assigned, so that by suitable regulation of the loading motor a two-sided clamping of the output motor and the compensation of Leakage feasible is.

Die Ladeeinrichtung mit dem Lademotor und den beiden vorzugsweise als Konstantpumpen ausgeführten Ladepumpen lässt sich mit einem äußerst geringen vorrichtungstechnischen Aufwand realisieren, wobei durch Regelung des Lademotors die Einspannung sehr einfach an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassbar ist.The charging device with the loading motor and the two preferably out as constant pumps led charge pumps can be realized with a very low device complexity, which is very easy to adapt to different operating conditions by controlling the loading motor, the clamping.

Dabei wird es bevorzugt, wenn der Lademotor momentengeregelt ist. Dabei wird das Antriebsmoment des Lademotors vorzugsweise proportional zum Summendruck des hydrostatischen Getriebes geregelt. Diese Abhängigkeit des Antriebsmoments M_A lässt sich nach der Gleichung MA = V1A × pA + V1B × pB berechnen, wobei die V die Schluckvolumina der beiden Ladepumpen und p die Drücke in den beiden Druckräumen des Abtriebsmotors sind.It is preferred if the loading motor is torque-controlled. In this case, the drive torque of the loading motor is preferably controlled proportionally to the total pressure of the hydrostatic transmission. This dependence of the drive torque M _A can be calculated according to the equation M A = V 1A × p A + V 1B × p B calculate, where the V are the absorption volumes of the two charge pumps and p are the pressures in the two pressure chambers of the output motor.

Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Schluckvolumina der beiden Ladepumpen gleich groß.at A preferred variant of the invention is the absorption volumes the same size for the two charge pumps.

Der Abtriebsmotor kann ein Differentialzylinder sein, es ist jedoch auch möglich andere Verbraucher, beispielsweise einen Hydromotor oder einen Gleichgangzylinder als Sekundärteil zu verwenden. Bei Verwendung eines Differentialzylinders als Abtriebsmotor wird der Primärteil mit zwei Pumpen ausgeführt, wobei eine die beiden Druckräume miteinander und die andere den größeren Druckraum mit dem Tank verbindet.Of the Output motor can be a differential cylinder, but it is also possible other consumers, such as a hydraulic motor or a Gleichgangzylinder as a secondary part to use. When using a differential cylinder as the output motor becomes the primary part executed with two pumps, one being the two pressure chambers with each other and the other the larger pressure chamber with the tank combines.

Die Pumpen der Schaltung werden vorzugsweise drehzahlgeregelt angesteuert. Die Schluckvolumina sind dem Verbraucher (Hydromotor) so anzupassen, dass die Bilanz der Verschiebevolumenströme ausgeglichen ist.The Pumps of the circuit are preferably controlled speed-controlled. The absorption volumes are to be adapted to the consumer (hydraulic motor) that the balance of the displacement volumes is balanced.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following are preferred embodiments of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 ein Hydraulik-Schaubild eines hydrostatischen Getriebes mit einem Differentialzylinder als Verbraucher und 1 a hydraulic diagram of a hydrostatic transmission with a differential cylinder as a consumer and

2 ein Ausführungsbeispiel mit einem Gleichgangzylinder als Verbraucher. 2 an embodiment with a synchronous cylinder as a consumer.

In 1 ist ein hydrostatisches Getriebe 1 mit einem Primärteil 2, einem Sekundärteil 4 sowie einer Ladeeinrichtung 6 dargestellt. Das Sekundärteil 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Hydrozylinder 5 ausgebildet, der als Differentialzylinder ausgeführt ist. Ein Differentialkolben 7 des Hydrozylinders unterteilt diesen in einen bodenseitigen Zylinderraum 8 sowie einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum 10. An einer Kolbenstange des Differentialkolbens 7 greift eine Last L in Pfeilrichtung an.In 1 is a hydrostatic transmission 1 with a primary part 2 , a secondary part 4 and a charging device 6 shown. The secondary part 4 is in the illustrated embodiment by a hydraulic cylinder 5 formed, which is designed as a differential cylinder. A differential piston 7 of the hydraulic cylinder divides this into a bottom-side cylinder space 8th and a piston rod side cylinder chamber 10 , On a piston rod of the differential piston 7 engages a load L in the direction of the arrow.

Das Primärteil 2 hat zwei Pumpen 12, 14, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle 16 eines drehzahlgeregelten Motors 18 sitzen. Dieser ist in der Drehrichtung umkehrbar, so dass entsprechend auch die Förderrichtung der beiden Pumpen 12, 14 umkehrbar ist.The primary part 2 has two pumps 12 . 14 on a common drive shaft 16 a variable speed motor 18 to sit. This is reversible in the direction of rotation, so that accordingly also the conveying direction of the two pumps 12 . 14 is reversible.

Die beiden Anschlüsse der Pumpe 14 sind über Leitungen 20, 22 mit dem Ringraum 10 bzw. dem Zylinderraum 8 des Hydrozylinders 5 verbunden, so dass bei Betätigung dieser Pumpe 14 Druckmittel von einem Druckraum in den anderen Druckraum gefördert werden kann.The two connections of the pump 14 are over lines 20 . 22 with the annulus 10 or the cylinder space 8th of the hydraulic cylinder 5 connected so that when operating this pump 14 Pressure medium can be promoted from one pressure chamber in the other pressure chamber.

Ein Druckanschluss der weiteren Pumpe 12 ist über eine Druckleitung 24 mit dem Zylinderraum 8 des Hydrozylinders 5 verbunden. Eine Saugleitung 26 führt zu einem Tank, so dass Druckmittel vom Tank in den Zylinderraum 8 oder von diesem zum Tank T förderbar ist.One pressure connection of the other pump 12 is via a pressure line 24 with the cylinder space 8th of the hydraulic cylinder 5 connected. A suction line 26 leads to a tank, allowing pressure fluid from the tank into the cylinder chamber 8th or from this to the tank T is eligible.

Die Ladeeinrichtung 6 hat zwei Ladepumpen 30, 32, die über einen gemeinsamen Lademotor 34 und eine Welle 28 angetrieben werden. Der Lademotor 34 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Synchronmaschine ausgeführt, prinzipiell kann jedoch auch eine Asynchronmaschine verwendet werden. Die Druckanschlüsse der beiden Ladepumpen 30, 32 sind über Ladeleitungen 36 und 38 mit den Leitungen 20 bzw. 22 verbunden, die mit den Räumen 8, 10 verbunden sind. Die beiden Sauganschlüsse der Ladepumpen 28, 30 sind über Tankleitungen 40, 42 mit dem Tank T verbunden, so dass bei Ansteuerung des Lademotors 34 Druckmittel aus diesem Tank T über die Ladeleitungen 26, 38 zu den Druckräumen 8, 10 des Hydrozylinders 5 förderbar ist, um Leckageverluste auszugleichen und/oder eine beidseitige Einspannung des Hydrozylinders 5 vorzunehmen.The charging device 6 has two charge pumps 30 . 32 that have a common charging motor 34 and a wave 28 are driven. The loading engine 34 is executed in the illustrated embodiment as a synchronous machine, in principle, however, an asynchronous machine can be used. The pressure connections of the two charge pumps 30 . 32 are via charging lines 36 and 38 with the wires 20 respectively. 22 connected to the rooms 8th . 10 are connected. The two suction connections of the charge pumps 28 . 30 are over tank lines 40 . 42 connected to the tank T, so that when driving the loading motor 34 Pressure fluid from this tank T via the charging lines 26 . 38 to the pressure chambers 8th . 10 of the hydraulic cylinder 5 is funded to compensate for leakage losses and / or a two-sided clamping of the hydraulic cylinder 5 make.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schluckvolumina der beiden Pumpen 12, 14 und die Schluckvolumina der beiden Ladepumpen 28, 30 jeweils gleich ausgeführt. Das Flächenverhältnis α des Differentialzylinders 5 muss dann 2:1 betragen.At the in 1 illustrated embodiment, the displacement volumes of the two pumps 12 . 14 and the displacement volumes of the two charge pumps 28 . 30 each executed the same. The area ratio α of the differential cylinder 5 must then be 2: 1.

Bei Ansteuerung des Lademotors 34 fördern beide Ladepum pen 28, 30 Druckmittel aus dem Tank T in die beiden Druckräume 8, 10 des Hydrozylinders 5. Die Drücke p_A und p_B in den Druckkammern wirken proportional zum Fördervolumen der jeweiligen Ladepumpe 30, 32 als Lastmomente auf die Antriebswelle 28. Unter Vernachlässigung von Reib- und Beschleunigungsmomenten lautet dann die Momentenbilanz an der Welle der Ladeeinheit pA × V1,A + pB × V1,B = MAn,wobei p die Drücke in den Druckräumen, V die Schluckvolumina und M das auf die Welle 28 der Ladeeinheit 6 wirkende Abtriebsmoment des Motors 34 ist.When controlling the loading motor 34 promote both loading pumps 28 . 30 Pressure fluid from the tank T in the two pressure chambers 8th . 10 of the hydraulic cylinder 5 , The pressures p _A and p _B in the pressure chambers are proportional to the delivery volume of the respective charge pump 30 . 32 as load moments on the drive shaft 28 , Neglecting friction and acceleration moments, the torque balance at the shaft of the charging unit is then p A × V 1, A + p B × V 1, B = M At . where p is the pressure in the pressure chambers, V is the absorption volume and M that is the shaft 28 the loading unit 6 acting output torque of the engine 34 is.

Der Summendruck des Getriebes p_sum berechnet sich nach psum = βA × pA + βB × pB wobei β Gewichtungsfaktoren sind, deren Herleitung im folgenden ausführlich erläutert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Konzept werden die Drücke in den Druckräumen 8, 10 als Information über den Ladezustand des Getriebes genutzt, es zeichnet sich jedoch dadurch aus, das aufgrund der Kompressibilität des Druckmediums sich aus Änderungen des Belastungszustandes des Hydrozylinders 5 ergebende Druckänderungen nicht zu einer Wechselwirkung mit der Ladeeinrichtung führen.The total pressure of the transmission p _{sum is} calculated according to p sum = β A × p A + β B × p B where β are weighting factors whose derivation will be explained in detail below. In the inventive concept, the pressures in the pressure chambers 8th . 10 used as information about the state of charge of the transmission, but it is characterized by the fact that due to the compressibility of the pressure medium from changes in the load state of the hydraulic cylinder 5 resulting pressure changes do not lead to an interaction with the charging device.

Wie sich aus den beiden vorbeschriebenen Gleichungen zur Berechnung von M_An und p_sum ergibt, findet an der Welle 28 der Ladeeinrichtung eine Summenbildung der Abtriebsmomente statt, welche proportional zur Summendruckbildung (p_sum ist, wenn das Verhältnis der Schluckvolumina V_1,A, V_1,B der beiden Ladepumpen 30, 32 gleich dem Verhältnis der Gewichtungsfaktoren β_A, β_B ist. Die Vorgabe des Summendrucks kann gesteuert über das Antriebsmoment erfolgen. Jede Änderung des Ist-Summendrucks verursacht eine Änderung der Drehzahl, so dass das Gleichgewicht wieder hergestellt wird, indem der erforderliche Ladevolumenstrom bereitgestellt wird.As can be seen from the two equations described above for the calculation of M _An and p _sum , takes place at the wave 28 the charging device a summation of the output torques instead, which is proportional to the summation pressure formation (p _sum , if the ratio of the absorption volumes V _{1, A} , V _{1, B of} the two charge pumps 30 . 32 is equal to the ratio of the weighting factors β _A , β _B. The specification of the total pressure can be controlled by the drive torque. Any change in the actual total pressure causes a change in the speed so that the balance is restored by providing the required charge volume flow.

Mit einfachen Worten gesagt, bei Ansteuerung des Lademotors 34 wird über die beiden Ladepumpen 30, 32 Druckmittel in die beiden Druckräume 8, 10 gefördert, so dass der Hydrozylinder 5 beidseitig eingespannt wird. Es baut sich in den Druckräumen jeweils ein Druck p_A, p_B auf, der in einem auf die Welle 28 der Ladeeinrichtung 6 wirkenden Rückstellmoment resultiert. Diese Rückstellmoment wirkt dem Antriebsmoment der Ladepumpen 30, 28 entgegen. Über die Momentensteuerung des Lademotors 34 wird der Motorstrom so eingestellt, dass das gesteuerte oder geregelte Antriebsmoment dem erzeugten Rückstellmoment entspricht. Für den Fall, dass keinerlei Leckage des hydrostatischen Getriebes auftritt, bleibt dieses Rückstellmoment dann im wesentlichen konstant, wenn keine Änderung der Vorspannung vorgenommen werden soll.In simple words, when controlling the loading motor 34 is via the two charge pumps 30 . 32 Pressure medium in the two pressure chambers 8th . 10 promoted, so that the hydraulic cylinder 5 clamped on both sides. It builds up in the pressure chambers in each case a pressure p _A , p _B , which in one on the shaft 28 the charging device 6 acting restoring moment results. This restoring moment acts on the drive torque of the charge pumps 30 . 28 opposite. About the torque control of the loading motor 34 the motor current is adjusted so that the controlled or controlled drive torque corresponds to the generated restoring torque. In the event that no leakage of the hydrostatic transmission occurs, this restoring torque then remains substantially constant, if no change in the bias should be made.

Demgemäß kommt die erfindungsgemäße Lösung mit einem Minimum an Sensorik aus, da beispielsweise die Drücke in den Druckräumen nicht erfasst werden müssen, wie dies beispielsweise in der Lösung gemäß der DE 40 08 792 A1 der Fall ist.Accordingly, the solution according to the invention with a minimum of sensor technology, since, for example, the pressures in the pressure chambers need not be detected, as for example in the solution according to the DE 40 08 792 A1 the case is.

Anhand der beigefügten Tabelle seien im folgenden zum besseren Verständnis noch einige theoretische Betrachtungen zur Wahl der Gewichtungsfaktoren β_A, und β_B erläutert.On the basis of the attached table, for the sake of better understanding, a few theoretical considerations for the selection of the weighting factors β _A , and β _{B are} explained below.

Die Drücke in den Druckräumen 8, 10 können zur Ableitung des Ladezustands des hydrostatischen Getriebes 1 genutzt werden. Diese Drücke werden aber auch durch die Größe der Last bestimmt. Im Zustand ohne Last (L = 0) werden die Drücke p zum einen durch, das Flächenverhältnis α (siehe Gleichung a) der Tabelle) bestimmt und zeigen zum anderen die Vorspannung des hydrostatischen Getriebes an. Wird der Hydrozylinder 5 als leckagefrei angenommen und die Leitungsanschlüsse des Hydrozylinders 5 hermetisch abgeschlossen, so bleibt die einmal eingestellte Vorspannung erhalten und die Kammerdrücke p_A, p_B ändern sich nur in Abhängigkeit von der Last L. Dabei steigt ein Kammerdruck, während der zweite sinkt. Die Summe p_sum (siehe oben) der gewichteten Drücke p sollte daher konstant bleiben und als Maß für die Vorspannung dienen können.The pressures in the pressure chambers 8th . 10 can be used to derive the state of charge of the hydrostatic transmission 1 be used. These pressures are also determined by the size of the load. In the no-load condition (L = 0), the pressures p are determined by, on the one hand, the area ratio α (see equation a) of the table) and, on the other hand, indicate the bias of the hydrostatic transmission. Will the hydraulic cylinder 5 assumed leak-free and the pipe connections of the hydraulic cylinder 5 hermetically sealed, the once set bias voltage is maintained and the chamber pressures p _A , p _B change only as a function of load L. One chamber pressure increases while the second decreases. The sum p _sum (see above) of the weighted pressures p should therefore remain constant and serve as a measure of the preload.

Die Änderung der Drücke p_A, p_B aufgrund einer äußeren Last L muss in die Bestimmung der Gewichtsfaktoren β_A und β_B eingehen. Diese hängen vom Flächenverhältnis α und den hydraulischen Kapazitäten der Zylinderräume und damit von der aktuellen Kolbenposition ab. Unter Annahme eines konstanten Kompressionsmoduls lässt sich die Abhängigkeit von den hydraulischen Kapazitäten auf eine Betrachtung der Länge der beiden Ölsäulen zurückführen. Wird der Ursprung der Bewegungskoordinaten bei einem Hub x in der Mittenposition des Differentialkolbens 7 gewählt, so ist VA = VA,tot + (h/2 + x) × AA =(LA, + x) × AA,wobei L_A = V_A,tot/A_A + h/2. Entsprechendes gilt für das Volumen V_B, mit negativen Vorzeichen für die Auslenkung aus der Mittenposition. Kennzeichnend für den Einfluss der hydraulischen Kapazitäten auf die gegenläufige Änderung der Drücke p_A, p_B in den Druckräumen 8, 10 unter Last L ist das Verhältnis γ (siehe Gleichung g) in der Tabelle) der Länge der Ölsäulen.The change in the pressures p _A , p _B due to an external load L must be included in the determination of the weighting factors β _A and β _B. These depend on the area ratio α and the hydraulic capacities of the cylinder chambers and thus on the current piston position. Assuming a constant compression modulus, the dependence on the hydraulic capacities can be attributed to a consideration of the length of the two oil columns. If the origin of the motion coordinates at a stroke x in the center position of the differential piston 7 chosen, so is V A = V A dead + (h / 2 + x) × A A = (L A , + x) × A A . where L _A = V _{A, dead} / A _A + h / 2. The same applies to the volume V _B , with negative signs for the deflection from the center position. Characteristic of the influence of the hydraulic capacities on the opposite change of the pressures p _A , p _B in the pressure chambers 8th . 10 under load L is the ratio γ (see equation g) in the table) of the length of the oil columns.

In der angesprochenen Tabelle sind diese Überlegungen in mathematischer Form zusammengefasst. Als Ergebnis liegen die Gewichtungsfaktoren gemäß den Gleichungen k) und l) vor, welche eine Summenbildung aus den Drücken p_A und p_B erlauben, für die ein Einfluss der Lastverhältnisse eliminiert ist und die die gewünschte Information über die Vorspannung des Getriebes zugänglich macht.The above table summarizes these considerations in mathematical form. As a result, there are the weighting factors according to equations k) and l), which allow a summation of the pressures p _A and p _B , for which an influence of the load conditions is eliminated and which makes the desired information about the bias of the transmission accessible.

In der Tabelle sind die zur Berechnung der Gewichtungsfaktoren erforderlichen Parameter den Gleichungen f) und e) entnehmbar. Anhand der Gleichungen c) und d) können die in Abhängigkeit von einer Last auftretenden Druckänderungen in den Druckräumen 8, 10 ermittelt werden. Die Gleichung i) steht für den Summendruck in dem Fall, in dem keine Last, wirkt. Nach Gleichung j) wird der Summendruck im Lastfall berechnet. TABELLE

In the table, the parameters required to calculate the weighting factors can be found in equations f) and e). By means of equations c) and d), the pressure changes occurring in the pressure chambers as a function of a load can 8th . 10 be determined. The equation i) stands for the sum pressure in the case where no load is acting. According to equation j), the total pressure is calculated in the load case. TABLE

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel können die Gewichtungsfaktoren β_A, und β_B durch geeignete Wahl der Schluckvolumina V_1,A und V_1,B der beiden Ladepumpen 30, 32 bestimmt werden, um die erforderliche Gewichtung der Drücke in den Druckräumen 8, 10 bei der Summenbildung der aus ihnen resultierenden Lastmomente zu erreichen. Das Verhältnis der Schluckvolumina ist dann gegeben durch: V1,A/V1,B = βA/βB = γ = (LA + x)/(LB – x)(siehe Tabelle).In the embodiment according to the invention, the weighting factors β _A , and β _B by a suitable choice of the swallowing volumes V _{1, A} and V _{1, B of} the two charge pumps 30 . 32 be determined to the required weighting of the pressures in the pressure chambers 8th . 10 to achieve the summation of the load moments resulting from them. The ratio of the absorption volumes is then given by: V 1, A / V 1, B = β A / β B = γ = (L A + x) / (L B - x) (see table).

Für den praxisrelevanten Fall konstanter Schluckvolumina V muss auf einen Arbeitspunkt ausgelegt werden. Wählt man beispielsweise als Arbeitspunkt die Mittenposition des Kolbens 7, so ist in diesem Fall der Hub x = 0 und somit das erforderliche Verhältnis der Schluckvolumina γ = L_A/L_B = 1. D.h. bei Auslegung der Ladeeinrichtung auf diesen Arbeitspunkt können dann erfindungsgemäß baugleiche Ladepumpen mit identischem Hubvolumen eingesetzt werden. Bei Auslegung der Ladeeinrichtung auf einen anderen Arbeitspunkt müssen dann entsprechend die Hubvolumina der Ladepumpen gemäß den in der Tabelle aufgeführten Gleichungen angepasst werden, um den vorbeschriebenen Leckageausgleich und die Einspannung des Sekundärteils 4 vorzunehmen.For the practice-relevant case of constant absorption volumes V, it must be designed for an operating point. If, for example, the center position of the piston is selected as the operating point 7 Thus, in this case, the stroke x = 0 and thus the required ratio of the displacement γ = L _A / L _B = 1. Ie when designing the charger to this operating point can then be used according to the invention identical charge pump with identical displacement. When designing the charging device to a different operating point then the stroke volumes of the charge pumps must be adjusted according to the equations listed in the table to the above-described leakage compensation and the clamping of the secondary part 4 make.

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Abtriebsmotor durch einen Differentialzylinder (5) gebildet, der über die Ladeeinrichtung (6) und die Pumpenanordnung (2) mit den beiden drehzahlgeregelten Pumpen (12, 14) mit Druckmittel versorgt ist.In the above-described embodiment, the output motor by a differential cylinder ( 5 ) formed by the charging device ( 6 ) and the pump assembly ( 2 ) with the two speed-controlled pumps ( 12 . 14 ) is supplied with pressure medium.

In 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei der an Stelle des Differentialzylinders ein Gleichgangzylinder (44) verwendet ist, bei dem in der dargestellten Mittelstellung die beiden Druckräume (46, 48) das gleiche Volumen aufweisen. Da bei einem Gleichgangzylinder (44) die beiden Druckräume (46, 48) mit dem gleichem Querschnitt ausgebildet sind, ist das Flächenverhältnis α = 1. Es kann dann auf die Pumpe 12 verzichtet werden, über die beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel Druckmittel aus dem Tank T in den größeren Zylinderraum (8) oder in umgekehrter Richtung von diesem Tank T gefördert werden kann, um die Verschiebevolumenströme auszugleichen. In 2 oben ist desweiteren angedeutet, dass anstelle des Gleichgangzylinders 44 auch ein anderer Verbraucher, beispielsweise ein Hydromotor 50 einsetzbar ist.In 2 an embodiment is shown, in which instead of the differential cylinder a synchronous cylinder ( 44 ) is used, in which in the middle position shown, the two pressure chambers ( 46 . 48 ) have the same volume. Since with a synchronous cylinder ( 44 ) the two pressure chambers ( 46 . 48 ) are formed with the same cross-section, the area ratio α = 1. It can then on the pump 12 be dispensed over the pressure in the above embodiment, the pressure medium from the tank T in the larger cylinder chamber ( 8th ) or in the opposite direction from this tank T can be promoted to compensate for the displacement flow rates. In 2 above is further indicated that instead of the Gleichgangzylinders 44 also another consumer, for example a hydraulic motor 50 can be used.

Im übrigen entspricht die Schaltung aus 2 dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.Moreover, the circuit corresponds to 2 the above-described embodiment, so that further explanations are unnecessary.

Anstelle der als Konstantpumpen ausgeführten Ladepumpen 30, 32 könnten auch Verstellpumpen eingesetzt werden, dies würde zwar eine genauere Steuerung oder Regelung der Einspannung ermöglichen, würde jedoch die Investitionskosten erhöhen.Instead of the charge pumps designed as constant pumps 30 . 32 could also be used variable displacement, this would allow a more accurate control or regulation of the clamping, but would increase the investment costs.

Offenbart ist ein hydrostatisches Getriebe mit einem Abtriebsmotor, der über eine von einem Motor angetriebene Pumpe mit Druckmittel versorgt ist. Zum Ausgleich von Leckagen und zur Einspannung des Abtriebsmotors ist das hydrostatische Getriebe mit einer Ladeeinrichtung ausgeführt, die erfindungsgemäß zwei von einem gemeinsamen Lademotor angetriebene Ladepumpen hat, über die jeweils ein Druckraum des Abtriebsmotors mit Druckmittel versorgbar ist.Disclosed is a hydrostatic transmission with an output motor that has a powered by a motor pump is supplied with pressure medium. To compensate for leaks and to clamp the output motor The hydrostatic transmission is designed with a charging device that According to the invention two of a charge motor driven charge pumps has over the in each case a pressure chamber of the output motor can be supplied with pressure medium is.

11: hydrostatisches Getriebehydrostatic transmission
22: Primärteilprimary part
44: Sekundärteilsecondary part
55: Hydrozylinderhydraulic cylinders
66: Ladeeinrichtungloader
77: Kolbenpiston
88th: Zylinderraumcylinder space
1010: Ringraumannulus
1212: Pumpepump
1414: Pumpepump
1616: Antriebswelledrive shaft
1818: Motorengine
2020: Leitungmanagement
2222: Leitungmanagement
2424: Druckleitungpressure line
2626: Saugleitungsuction
2828: Wellewave
3030: Ladepumpecharging pump
3232: Ladepumpecharging pump
3434: Lademotorloading motor
3636: Ladeleitungcharging cable
3838: Ladeleitungcharging cable
4040: Tankleitungtank line
4242: Tankleitungtank line
4444: GleichgangzylinderRod cylinders
4646: Druckraumpressure chamber
4848: Druckraumpressure chamber
5050: Hydromotorhydraulic motor

Claims

Hydrostatisches Getriebe mit einem Abtriebsmotor (5, 44) dessen Zulauf- und Rücklaufanschluss mit zumindest einer von einem Motor (18) angetriebenen Pumpe (14) verbunden sind, über die Druckmittel zwischen einem Druckraum (8, 10, 46, 48) und einem anderen Druckraum (10, 8, 46, 48) des Antriebsmotors (5, 44) förderbar ist und mit einer Ladeeinrichtung (6), über die der Abtriebsmotor (5, 44) beidseitig hydraulisch einspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (6) zwei von einem gemeinsamen, geregelten Lademotor (34) angetriebene Ladepumpen (30, 32) hat, über die jeweils ein Druckraum (8, 10, 46, 48) des Antriebsmotors (5, 44) aus einem Tank (T) mit Druckmittel versorgbar ist, so dass Leckagen ausgleichbar und/oder die vorbestimmte Vorspannung des Abtriebsmotors (5) einstellbar ist.Hydrostatic transmission with an output motor ( 5 . 44 ) whose inlet and return connection with at least one of a motor ( 18 ) driven pump ( 14 ), via the pressure medium between a pressure chamber ( 8th . 10 . 46 . 48 ) and another pressure chamber ( 10 . 8th . 46 . 48 ) of the drive motor ( 5 . 44 ) and with a loading device ( 6 ) via which the output motor ( 5 . 44 ) is hydraulically clamped on both sides, characterized in that the charging device ( 6 ) two of a common, regulated La demotor ( 34 ) driven charge pumps ( 30 . 32 ), via each of which a pressure chamber ( 8th . 10 . 46 . 48 ) of the drive motor ( 5 . 44 ) from a tank (T) can be supplied with pressure medium, so that leakages can be compensated and / or the predetermined bias of the output motor ( 5 ) is adjustable.

Hydrostatisches Getriebe nach Patentanspruch 1, wobei der Lademotor (34) momentengeregelt ist.Hydrostatic transmission according to claim 1, wherein the loading motor ( 34 ) is torque-controlled.

Hydrostatisches Getriebe nach Patentanspruch 2, wobei das geregelte Antriebsmoment (AM) des Lademotors (34) in Abhängigkeit von: V1,A × pA + V1,B × pB einstellbar ist, wobei V_1,A, V_1,B: Schluckvolumina der Ladepumpen (30, 32) und p_A, p_B: Druck in den Druckräumen (8, 10) des Antriebsmotors ist.Hydrostatic transmission according to claim 2, wherein the regulated drive torque (AM) of the loading motor ( 34 ) in dependence of: V 1, A × p A + V 1, B × p B is adjustable, where V _{1, A} , V _{1, B} : absorption volumes of the charge pumps ( 30 . 32 ) and p _A , p _B : pressure in the pressure chambers ( 8th . 10 ) of the drive motor is.

Hydrostatisches Getriebe nach Patentanspruch 3, wobei das Schluckvolumen (V) der Ladepumpen (30, 32) gleich ist.Hydrostatic transmission according to claim 3, wherein the displacement volume (V) of the charge pumps ( 30 . 32 ) is equal to.

Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Ladepumpen (30, 32) Konstantpumpen sind.Hydrostatic transmission according to one of the preceding claims, wherein the charge pumps ( 30 . 32 ) Constant pumps are.

Hydrostatisches Getriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Antriebsmotor ein Differentialzylinder (5) ist, dessen größerer Zylinderraum (8) über eine zweite Pumpe (12) mit dem Tank (T) verbunden ist, so dass Druckmittel zwischen diesem Tank (T) und dem Zylinderraum (8) förderbar ist.Hydrostatic transmission according to one of the preceding claims, wherein the drive motor is a differential cylinder ( 5 ), whose larger cylinder space ( 8th ) via a second pump ( 12 ) is connected to the tank (T), so that pressure medium between this tank (T) and the cylinder space ( 8th ) is eligible.

Hydrostatisches Getriebe nach Patentanspruch 6, wobei die Pumpen (12, 14) mit dem gleichen Schluckvolumen ausgeführt sind und das Flächenverhältnis (α) des Differentialzylinders (5) 2:1 ist.Hydrostatic transmission according to claim 6, wherein the pumps ( 12 . 14 ) are executed with the same absorption volume and the area ratio (α) of the differential cylinder ( 5 ) Is 2: 1.

Hydrostatisches Getriebe nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die vorhandenen Pumpen (12, 14) drehzahlgeregelt sind.Hydrostatic transmission according to any preceding claim, wherein the existing pumps ( 12 . 14 ) are speed controlled.