DE1956929C3 - Übersetzungsstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe zum Aufrechterhalten einer konstanten Getriebeausgangsdrehzahl - Google Patents
Übersetzungsstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe zum Aufrechterhalten einer konstanten GetriebeausgangsdrehzahlInfo
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Description
Bei einer bekannten Übersetzungsstellvorrichtung für
ein hydrostatisches Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs aufgeführten Gattung (DE-AS 10 28 848)
besteht die Gefahr eines instabilen Verhaltens bei plötzlichen Laständerungen oder beim Anlaufen.
Darüber hinaus neigt die bekannte Übersetzungsstellvorrichtung bei Abweichungen von der konstanten
Getriebeausgangsdrehzahl zur Überkompensation mit der Folge von Regelschwingungen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die normalerweise auf konstante Getriebeausgangsdrehzahl
einstellende Übersetzungsstellvorrichtung mit einer geeigneten Dämpfungsvorrichtung
zu versehen und Vorkehrungen zu treffen, daß bei für das geforderte Abtriebsmoment zu niedrigem Pumpenförderdruck
— z. B. beim Anfahren — keine Übersteuerung der automatischen Hydromotoreinstellung eintritt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.
Es ist zwar bereits bekannt, bei hydrostatischen Stellpumpen einen federbelasteten Stabilisierungskolben
zu benutzen, der von dem am Stellkolben anliegenden Stelldruck beaufschlagt wird (DE-AS
10 23 288). Es handelt sich hierbei jedoch um eine Stellpumpe, deren Stellkolben unmittelbar vom Pumpenförderdruck
gesteuert wird. Der Stabilisierungskolben wird mit demselben Druck wie der Stellkolben
beaufschlagt.
Es ist auch schon bekannt, am hydraulischen Stellgerät für die Pumpenfördermenge einen elastisch
vorgespannten Stabilisierungskolben anzubringen, der die Regelschwingungen beim Ändern der Pumpeneinstellung
dämpfen soll. Der mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Raum hinter dem Dämpfungskolben steht über
eine Drossel mit der Förderleitung der Stellpumpe in Verbindung, während der Pumpenstelldruck über einen
förderdruckabhängigen Steuerschieber von der Pumpenförderleitung angesteuert wird (GB-PS 9 86 63f>).
Es ist bei hydraulischen Stellpumpen schon bekannt, die Winkeleinstellung durch einen hydraulischen Stellkolben
mittels eines druckabhängigen Begrenzungskolbens, der unterhalb einer Maximallast unwirksam ist,
einzuschränken (DE-AS 10 11 129). Der Begrenzungskolben wird dabei vom Getriebehochdruck beaufschlagt
und wirkt als ein die Überlastung verhindernder Leistungsregler.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Drehzahl des Hydromotors konstant gehalten wird, ohne daß
Regeischwingungen auftreten oder Instabilitäten zu befürchten sind, wenn der von der Pumpe gelieferte
sonst im wesentlichen konstante Arbeitsdruck bei plötzlicher Laständerung — insbesondere beim Anlaufen
— zur Erzielung der gewünschten Ausgangsdreh-.dahl
nicht ausreicht bzw. nicht aufrechterhalten werden kann.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend erläutert.
Eine nicht gezeigte Pumpe fördert Hydraulikflüssigkeit
mit im wesentlichen konstantem Druck über die Zufuhr- und Abfuhrleitungen 10,11 eines Hydromotors
20, dessen Kolben 12-in einer umlaufenden Zylinderlaufbüchse
13 angeordnet sind. Die Zylinderlaufbüchse 13 treibt eine mit einem Wechselstromgenerator 21
gekuppelte Antriebswelle 14 mit einer Drehzahl an, die von der Winkelstellung einer Taumelscheibe 29
abhängt.
Fin Fliehkraftregler 15, der auf Drehzahländerungen der Antriebswelle 14 des Hydromotors 20 anspricht und
gegen die Wirkung einer Feder J6 arbeitet, ist mit einem Steuerventil 17 verbunden, das die Verbindung einer
Leitung 22 mit einer Druckleitung 18 und einer Rückleitung 19 steuert.
Die Winkellage der Taumelscheibe 29 des Hydromotors 20 wird über einen Hebel 25 gesteuert, der zwischen
zwei Stellkolben 26 und 27 angeordnet ist. Die Unterseite des Stellkolbens 26 ist dem Druck in der
Leitung 22 ausgesetzt, die Stellung des Stellkolbens damit abhängig von der jeweiligen Stellung des
Steuerventils 17. Das obere Ende des Stellkolbens 27 ist dem Arbeitsdruck in den Leitungen 23, 24 ausgesetzt,
die als Bypass ein Übersteuerungsventil 28 über Kanäle in d^r Ventilführung umgehen.
Der Hydromotor 20 entwickelt bei konstantem Nenn-Arbeitsdruck an der Antriebswelle 14 ein
Drehmoment, das seinem Schluckvolurnen und damit der Winkellage der Taumelscheibe 29 proportional ist.
Dieses Drehmoment wird auf den Wechselstromgenerator 21 übertragen. Eine Zunahme der elektrischen
Belastung des Wechselstromgenerators 21 bewirkt ein Absinken der Motordrehzahl infolge des nunmehr
zunächst unzureichenden Drehmoments des Hydromotors. Infolge der verringerten Drehzahl verstellt der
Fliehkraftregler 15 das Steuerventil 17, wodurch der Druck in der Leitung 22 erhöht wird und als Folge
davon der Hebel 25 vom Stellkolben 26 im Uhrzeigersinn gemäß dem Pfeil gedreht wird. Die mit der
Drehung des Hebels 25 verbundene Wimkelversiellung der Taumelscheibe 29 bewirkt eine Erhöhung des
Schluckvolumens des Hydromotors 20 und damit auch
der Drehzahl.
Zur Vermeidung einer Schwingungsneigung dieses Regelkreises ist ferner ein Stabilisierungskolben 30
vorgesehen, der von einer Feder 31 beaufschlagt wird. Ein Teil des Flüssigkeitsstromes, der infolge der
Verschiebung des Steuerventils 17 erhalten wird, wird über eine Drosselstelle 32 zur Unterseite des Stabilisie
rungskolbens 3G geführt Eine Verschiebung des Steuerventils 17 infolge eines Drehzahlfehlers führt
daher zu einer Änderung des Druckes, mit dem die untere Kolbenfläche des Stabiiisierungskolbens 30
beaufschlagt wird. Der Stabilisierungskolben wirkt auf diese Weise der Wirkung der Bewegung des Steuerventils
17 auf den Stellkolben 26 entgegen. Die Verstellung der Taumelscheibe 29 ist infolgedessen nicht nur von
einer Änderung der Drehzahl, sondern auch von der Änderungsrate der Drehzahl der Antriebswelle 14
abhängig.
Beim Anlauf des Hydromotors und entsprechend keiner oder nur einer geringen Drehzahl ist die
Taumelscheibe 29 infolge der erläuterten Regelung bestrebt, eine Stellung einzunehmen, in der der
Hydromotor 20 sein maximales Schluckvolumen hat. Die maximale Spitzennennleistung kann die zur
Verfügung stehende Hydraulikleistung übersteigen. Dabei kann ein kurzer Anstieg über die zur Verfügung
stehende Hydraulikleistung hinaus in der Regel durch einen Akkumulator oder Puffer geliefert werden. Auch
kann das maximal mögliche Drehmoment bei maximaler Drehzahl aus gleichen Gründen den maximalen
Leistungsbedarf übersteigen, da sich hieraus verbesserte Regeleigenschaften ergeben. Wenn der Leistungsbedarf
beim Anlauf die zur Verfügung stehende Hydraulikleistung längere Zeit übersteigt, kann die Pumpe nicht
mehr die zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Arbeitsdrucks erforderliche Strömung liefern,
so daß der Hydraulikmotor nicht den Drehzahlsollwert erreichen kann. Es ergibt sich ein Druckabfall
infolge eines anhaltend übermäßigen Strömungsbedarfs, der normalerweise nur kurzzzeitig auftreten würde.
Die geschilderte Überlastung der Pumpe .vird mit Hilfe des Ventils 28 und eines Begrenzungskolbens 33
vermieden, die dafür Sorge tragen, daß bei einem Druckabfall Ap an den Zufuhr- und Abfuhrieitungen 10,
11 unter einen vorgegebenen Grenzwert die vom Hydraulikmotor 20 benötigte Flüssigkeitsmenge einen
Maximalwert nicht übersteigt.
Im eingeschwungenen Zustand wirkt der Druckabfall Ap auf das Ventil 28, welches am linken Ende mit dem
Arbeitsdruck in der Leitung 24 und am rechten Ende mit der Kraft einer Feder 34 belastet ist Wenn Ap auf einen
Wert unterhalb von z.B. 19,3XlO6NZm2 absinkt,
verschiebt die Feder 34 das Übersteuerungsventil 28 nach links, so daß unter Arbeitsdruck stehende
Flüssigkeit über eine Leitung 35 auf das obere Ende des Begrenzungskolbens 33 geführt wird. Die Oberseite des
Kolbens 33 hat eine größere Fläche als der Stellkolben 27. Wenn also der Arbeitsdruck auf die obere Fläche des
Begrenzungskolbens 33 und dem Druck entgegenwirkt, der die untere Fläche des Stellkolbens 26 beaufschlagt,
ist eine Grenze für den Winkel gegeben, auf den die Taumelscheibe 29 über den Ste!lko'>
i.n 26 verstellt werden kann.
Bei Werten von Ap, die über z.B. 19,3XlO6NZm2
liegen, ist der Flüssigkeitsdruck auf das Übersteuerungsventil 28 ausreichend, um die Kraft der Feder 34 zu
überwinden. Das Übersteuerungsventil 28 nimmt dann eine Stellung ein, in der der Druck in der Leitung 35 auf
den Austrittsdruck fällt, was sich durch Schließen eines Zufuhrkanals 36 und öffnen eines Auslaßkanals 37
ergibt. Nun kann die Taumelscheibe 29 unter der Steuerung durch den Fliehkraftregler 15 und den
Stabilisierungskolben 30 bis zur maximalen Winkellage verstellt werden.
Eine Stabilisierungsöffnung oder -bohrung 41 ist vorgesehen, um zu vermeiden, daß das Übersteuerungsventil
28 übermäßig auf schnelle Druckänderungen anspricht
Der aus dem Hydromotor 20 austretende Flüssigkeitsstrom wird über eine Leitung 49 in Kfihlgal^rien
oder Kühlschlangen im Wechselstromgenerator 21 geführt und über eine Leitung 38 zur Abfuhrieitung 11
zurückgeführt. Ein Bypass-Ventil 39 sorgt für eine vergegebene Druckdifferenz von beispielsweisi
0,345 χ 106NZm2 am Wechselstromgenerator, der eine
ausreichende Kühlung bewirkt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Übersetzungsstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe zum Aufrechterhalten einer konstan- r> ten Getriebeausgangsdrehzahl, bei dem eine Pumpe einen Hydromotor veränderlichen Schluckvolumens mit einem im wesentlichen konstanten Arbeitsdruck versorgt, wobei ein Stellkolben für ein Stellglied eines Hydromotor-Stellgeräts mit einem veränderli- ι ο chen Stelldruck beaufschlagbar ist und ein auf Änderungen der Getriebeausgangsdrehzahl ansprechender Drehzahlregler ein Steuerventil zur Einstellung des Stelldrucks beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daßa) ein federbelasteter Stabilisierungskolben (30) über eine Drossel (32) von dem Stelldruck (Leitung 22) beaufschlagt ist undb) daß ein normalerweise unwirksamer Begrenzungskolben (33) für die Begrenzung der 2» Winkelverstellung vorgesehen ist, der vom Hydromotorstellkolben (26) am Stellglied (Taumelscheibe 29) des Hydromotors (20) einstellbar ist, und ein vom Hydromotor-Differenzdruck (Differenz zwischen dem Pumpenförder- 2> druck in Leitung (TO) und dem Hydromotor-Rücklaufdruck beaufschlagtes Übersteuerungsventil (28) bei Abfall des Differenzdruckes unter einen vorgegebenen Wert den Begrenzungskolben (33) .nit Druck beaufschlagt und die ιυ Winkelverstellung d^s Hyd-omotorstellg'iedes (29) im Sinne einer Begrenzung der Schluckvolumenerhöhung am Hydromo' ir einschränkt.
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