DE2751442C2 - Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Bei der im Hauptpatent 27 19 029 (wobei der Inhalt der Hauptpatentanmeldung Stand der Technik im Sinne von § 3, Abs. 2 PatG bildet) ist ein handbetätigtes Servosteuer­ ventil vorgesehen. Der dem Einstellen des Verdrängungsvolumens der Hydropumpe und/oder des Hydromotors dienenden Servoeinrichtung wird Druckmittel von der Druckmittelquelle über das handbetätigte Servosteuerventil und die in Reihe zwischen der Druckmittelquelle und dem Servosteuerventil liegende Regeleinrichtung zugeführt.

Es ist ferner eine Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe mit einer Hydro­ pumpe und einem Hydromotor bekannt (DE-AS 14 50 778), wobei das Verdrängungsvo­ lumen der Hydropumpe und/oder des Hydromotors mittels einer druckmittelbetätigten Servoeinrichtung einstellbar ist, der Druckmittel von einer Druckmittelquelle über ein handbetätigtes Servosteuerventil und die in Reihe zwischen der Druckmittelquelle und dem Servosteuerventil liegende Regeleinrichtung zugeführt wird. Dabei ist die Regel­ einrichtung mit einem eine Bohrung aufweisenden Gehäuse versehen. In dieser Boh­ rung münden ein erster Durchlaß, der mit einer zu dem Einlaß des Servosteuerventils führenden Leitung in Reihe liegt, ein zweiter Durchlaß, der mit der Druckmittelquelle in Reihe liegt, und ein dritter Durchlaß, der mit einem Ablauf in Reihe liegt. In der Bohrung ist ein Ventilschieber verstellbar angeordnet, der den ersten Durchlaß wahl­ weise mit dem zweiten - erste Stellung - oder mit dem dritten - zweite Stellung - Durch­ laß in Verbindung bringt. Zu der bekannten Regeleinrichtung gehören ferner eine Fe­ dervorspanneinrichtung, welche den Ventilschieber in Richtung auf die erste Stellung bzw. zweite Stellung vorspannt, in welcher der erste Durchlaß mit einem der weiteren Durchlässe in Verbindung steht, sowie eine hydraulische Vorspanneinrichtung, welche den Ventilschieber entgegen der Kraft der Federvorspanneinrichtung in Richtung auf die zweite Stellung vorspannt, in welcher der erste Durchlaß mit dem anderen der wei­ teren Durchlässe in Verbindung steht. Die hydraulische Vorspanneinrichtung ist dabei versehen mit einer an die Druckmittelquelle anschließbaren Druckmittelkammer, einer zwischen Druckmittelkammer und dem Ablauf in Reihe mit diesen liegenden verstellba­ ren Drosseleinrichtung, mit der der Druck des Druckmittels in der Druckmittelkammer zwischen einem Kleinstwert und einem Größtwert einstellbar ist, sowie mit einem auf den Druck des Druckmittels in der Druckmittelkammer ansprechenden Glied zum Vor­ spannen des Ventilschiebers entgegen der Kraft der Federvorspanneinrichtung. Im Falle der bekannten Regeleinrichtung wird die verstellbare Drosseleinrichtung von einem Druckregelventil mit einem Ventilkolben gebildet, der mittels einer Druckfeder in eine Stellung vorgespannt ist, in welcher eine über eine Leitung mit der Druckmittelkammer der hydraulischen Vorspanneinrichtung verbundene Ablaßkammer über Kanäle des Ventilkolbens mit der Einlaßkammer des Druckregelventils in Verbindung steht, die ih­ rerseits an den Ausgang der Druckmittelquelle angeschlossen ist. Unter dem Einfluß des Druckes in der Ablaßkammer kann der Ventilkolben entgegen der Kraft der Druckfe­ der zuerst in eine Sperrstellung, in welcher die Ablaßkammer sowohl von der Einlaß­ kammer als auch von einer mit dem Ablauf verbundenen Abflußkammer getrennt ist, und dann in eine Ablaßstellung gebracht werden, in welcher die Ablaßkammer mit dem Ablauf in Verbindung kommt. Das von dem Ventilkolben abliegende Ende der Druck­ feder ist dabei von einem beweglichen Sitz getragen, der beim Verstellen eines die Drehzahl eines Primärantriebsmotors der Hydropumpe steuernden Gashebels verscho­ ben wird, um auf diese Weise den Betriebsdruck im Getriebekreis zu erhöhen bzw. ab­ zusenken, wenn die Drehzahl des Primärantriebs zunimmt bzw. abnimmt. Dadurch soll erreicht werden, daß der Leistungsbedarf des Getriebes innerhalb eines sicheren Berei­ ches unterhalb der Leistungsgrenze des Primärantriebes bleibt. Bei der bekannten Re­ geleinrichtung weist die hydraulische Vorspanneinrichtung eine mit dem Druck des von der Hydropumpe zu dem Hydromotor geförderten Druckmittels beaufschlagte weitere Druckmittelkammer und ein auf den Druck in dieser Kammer ansprechendes Glied zum Vorspannen des Ventilschiebers in Richtung auf die andere Stellung auf. Ferner ist das Maß, in welchem Druckmittel von der Druckseite der Druckmittelquelle zu dem Servosteuerventil gelangt, dadurch von dem einstellbaren Verdrängervolumen der Hy­ dropumpe abhängig gemacht, daß der Ventilschieber in einer zusätzlichen Nachlauf­ buchse geführt ist, die innerhalb des Gehäuses der Regeleinrichtung in der einen Axial­ richtung mittels eines Gestänges verschoben werden kann, das mit einer mechanischen Nachlaufsteuerung über einen Nocken verbunden ist. Das Gestänge weist einen in einen Schlitz der Nachlaufbuchse eingreifenden Hebel und einen Stößel auf, der sich gegen den Nocken anlegt. Der Nocken wird von der Nachlaufsteuerung in Abhängigkeit von der Stellung der Schrägscheibe der Hydropumpe gedreht, und seine Oberfläche ist so geformt, daß die Nachlaufbuchse beim Herausbewegen der Schrägscheibe aus ihrer Null-Stellung derart verschoben wird, daß sich die Strecke ändert, die der Ventilschie­ ber zurücklegen muß, um von einer Durchlaßstellung, in welcher er die Druckmittel­ quelle mit dem Einlaß des Servosteuerventils verbindet, in eine Überlagerungsstellung und eine Entlastungsstellung überzugehen, in welchen die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Einlaß des Servosteuerventils unterbrochen bzw. der Einlaß des Servosteuerventils mit dem Ablauf verbunden wird. Das Profil des Nockens kann insbesondere so gewählt sein, daß das Produkt aus Druck und Fördermenge konstant gehalten wird und infolgedessen die von dem hydrostatischen Getriebe übertragene Leistung konstant bleibt.

Die bekannte Regeleinrichtung hat einen relativ aufwendigen Aufbau. Die Fertigungs- und Montagekosten sind entsprechend hoch.

Es ist ferner eine Leistungsbegrenzungsvorrichtung für hydrostatische Getriebe mit ei­ ner Verstellpumpe bekannt (DE-OS 20 62 368), zu deren Verstellen ein Servover­ stellantrieb mit einer von einem Servoventil gesteuerten Stellkolben/Zylinder-Anord­ nung vorgesehen ist. Dabei ist das Servoventil an einen elektrischen Positionsregelkreis angeschlossen, der ein elektrisches Förderstrom-Sollwertsignal mit einem elektrischen Istwertsignal vergleicht, das ein Meßglied in Abhängigkeit von der Verstellung der Stellkolben/Zylinder-Anordnung abgibt. Das Förderstrom-Sollwertsignal wird von ei­ nem Grenzwertsignal begrenzt, das anhand des Kehrwertes eines Arbeitsdruck-Istwert­ signals gebildet wird. Dazu wird mittels eines weiteren Meßgliedes ein dem Arbeits­ druck des hydrostatischen Getriebes entsprechendes elektrisches Druck-Istwertsignal gebildet, aus dem das Grenzwertsignal mittels eines nachgeschalteten Rechengliedes durch Invertieren erzeugt wird.

Des weiteren ist eine Einrichtung zur Regelung der Fördermenge verstellbarer Axial­ kolbenpumpen bekannt (DE-OS 20 04 577), deren Verstellung durch ein Servoventil bewirkt wird, in dessen Eingangsstufe willkürliche Signale eingegeben werden können und das über seinen Steuerschieben einen von einem Hilfsölkreis betätigten Servomotor steuert. Dabei ist der Steuerraum des Steuerschiebers durch einen gegenüber dem Steuerschieber verschiebbaren Ringkolben in zwei voneinander getrennte Ringräume unterteilt, von denen der eine mit einer Verstärkerstufe des Servoventils verbunden ist, während der andere mit einem Regelkreis in Verbindung steht, der von einem elek­ trohydraulisch verstellbaren Regelventil beeinflußt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in weiterer Ausgestaltung der Lösung gemäß dem Hauptpatent eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur ohne mechanische Koppelkurven in Verbindung mit Nachlaufbüchsen aus­ kommt, um so eine leichte Anpassung an eine Vielzahl von Steuerfunktionen zu erhal­ ten, sondern bei der auch auf das handbetätigte Servosteuerventil verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Regeleinrichtung nach der Erfindung hat einen verhältnismäßig einfachen Aufbau. Sie läßt sich leicht montieren und justieren. Es ist eine einfache Anpassung an unter­ schiedliche Steuerfunktionen möglich.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der beilie­ genden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein hydrostatisches Getriebe mit einer elektrohydraulischen Regeleinrichtung,

Fig. 2 einen teilweise schematischen Querschnitt der elektrohydraulischen Regelein­ richtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 für eine abgewandelte Ausführungsform der elektrohydraulischen Regeleinrichtung,

Fig. 4 in größerem Maßstab den Ventilschieberteil der Anordnung nach Fig. 3, wobei schematisch der Anschluß der elektrohydraulischen Regeleinrichtung innerhalb eines hydrostatischen Getriebes dargestellt ist,

Fig. 5 und 6 Ansichten des Ventilschiebers nach Fig. 4 in anderen Arbeitsstellungen, sowie

Fig. 7 bis 16 schematisch verschiedene Komponenten der elektrohydraulischen Regel­ einrichtung in einer zur Steuerung der Verstellpumpe oder des Motors der An­ ordnung nach Fig. 4 geeigneten Gruppierung.

Das in Fig. 1 veranschaulichte hydrostatische Getriebe weist eine als Axialkolben-Ver­ stellpumpe ausgebildete Hydropumpe 10 auf, die über Leitungen 14 und 16 mit einem Hydromotor 12 in Form eines Konstantmotors hydraulisch gekoppelt ist. Die Pumpe 10 ist in bekannter Weise aufgebaut und mit einer Antriebswelle 18 versehen, welche die rotierenden Teile der Pumpe sowie eine Ladepumpe 20 antreibt, die über Rückschlag­ ventile 22 und 24 an die Leitungen 14 bzw. 16 hydraulisch angekoppelt ist. Die Hydro­ pumpe 10 weist ferner eine Schrägscheibe 26 auf, die mit Hilfe von zwei bekannten Kolben/Zylinder-Servoeinrichtungen 28 und 30 verstellbar ist. Der Hydromotor 12 ist mit einer Abtriebswelle 32 versehen. Parallel zum Hydromotor 12 ist eine bekannte Re­ geleinrichtung 34 hydraulisch angekoppelt, die ein Wechselventil, ein Hochdruckbe­ grenzungsventil und ein Ladedruckbegrenzungsventil aufweist. Ein Ladepumpen- Druckbegrenzungsventil 36 ist an den Ausgang der Ladepumpe 20 hydraulisch ange­ koppelt. Die Hydropumpe 10, der Hydromotor 12 und die Ladepumpe 20 stehen mit ei­ nem Ablaufbehälter 38 in hydraulischer Verbindung. Ein Filter 40 sitzt in der Ablauflei­ tung, die von der Hydropumpe 10 und dem Hydromotor 12 zum Behälter 38 führt.

Die Servoeinrichtungen 28, 30 sind über Leitungen 42 und 44 an eine in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Regeleinrichtung 198 hydraulisch angekoppelt. Die Regelein­ richtung 198 weist entsprechend den Fig. 2 und 3 einen einstellbaren Anschlag 200 auf, mittels dessen die Kraft geändert werden kann, die eine als Federvorspanneinrich­ tung dienende Feder 202 auf einen Ventilschieber 204 ausübt. Zu der Regeleinrichtung 198 gehört ferner ein Gehäuse 206 mit einem Einlaßdurchlaß 208, dem Druckmittel von der Ladepumpe 20 gemäß Fig. 1 zugeführt werden kann. Der Durchlaß 208 steht mit ei­ ner Bohrung 210, in welcher der Ventilschieber 204 sitzt, über einen Kanal 212 in Ver­ bindung, der bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 rechtwinklig zum Durchlaß 208 verläuft. Der Durchlaß 208 ist ferner über einen Kanal 214 und eine feste Drosselöffnung 216 mit einer Ringnut 218 in einem Ventilkolben 220 verbunden. Der Ventilkolben 220 sitzt in einer Bohrung 222 eines Gehäuses 224, das am Gehäuse 206 mittels Schrauben 226 angebracht ist. Im Gehäuse 206 ausgebildete Durchlässe 228 und 230 sind über Öffnungen 232 und 234 mit den Kolben/Zylinder-Servoeinrichtungen 28 bzw. 30 (Fig. 1) verbunden. Die Durchlässe 228 und 230 stehen ferner an einer in Ab­ stand liegenden Stelle auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 212 mit der Bohrung 210 in Verbindung. Ein erweiterter Teil 236 der Bohrung 210 ist an den Ablaufbehälter 38 angeschlossen.

Das Gehäuse 224 ist mit einem Kanal 238 versehen, der mit einem Kanal 239 eines Ventils 88 verbunden ist, das eine änderbare Kraft ausübt. Das Ventil 88 ist mit einem Ventilkolben 90 versehen, auf den eine variable Kraft ausgeübt wird. Eine fortschrei­ tende Verstellung des Ventilkolbens 90 in Fig. 1 nach links hat ein zunehmendes Schlie­ ßen einer Öffnung 92 zur Folge, wodurch für eine variable Drosselöffnung gesorgt wird, die in Fig. 2 bei 132 angedeutet ist. Entsprechend führt ein Verstellen des Ventilkolbens 90 in Fig. 1 nach rechts zu einem fortschreitenden Öffnen der Öffnung 92. Die auf den Ventilkolben 90 ausgeübte, nach links wirkende Kraft steht in unmittelbarer Ab­ hängigkeit von der Größe des elektrischen Stromes, der von einer elektrischen Steue­ rung 94 angeliefert wird.

Die elektrische Steuerung 94 ist mit einer Stromquelle 96 und, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit einem Anzeigegerät 98 für die Stellung der Schrägscheibe 26 gekop­ pelt. Das Anzeigegerät 98 weist einen Stellwiderstand 100 und einen Zeiger 102 auf.

Dementsprechend wird ein elektrisches Signal, das kennzeichnend für die Schrägschei­ benstellung ist, über das Anzeigegerät 98 an die elektrische Steuerung 94 gegeben. In bekannter Weise steht die Stellung der Schrägscheibe 96 der Hydropumpe 10 in unmit­ telbarer Beziehung zu dem Verdrängungsvolumen der Hydropumpe 10 und damit zu dem Druckmittelvolumen, das bei vorgegebener Drehzahl der Antriebswelle 18 von der Hydropumpe 10 zum Hydromotor 12 strömt.

Ein im Gehäuse 224 ausgebildeter Kanal 242 verbindet den Kanal 239 mit einer Ringnut 244 des Ventilkolbens 220. Die Ringnut 244 steht über einen Kanal 246 im Ventilkolben 220 mit der Bohrung 222 und damit auch mit dem erweiterten Teil 236 und dem Ab­ laufbehälter 38 in Verbindung. Die Bohrung 222 bildet eine am einen Ende des Ventil­ kolbens 220 angeordnete Kammer 248. Die Ringnut 218 im Ventilkolben 220 steht über einen im Ventilkolben 220 ausgebildeten Kanal 250 mit einer Kammer 252 am anderen Ende des Ventilkolbens 220 in Verbindung.

Die Regeleinrichtung 198 ist ferner mit einer Nadelrolle 104 versehen, deren eines En­ de an der von dem Ventilschieber 204 abgewendeten Stirnfläche des (in der schemati­ schen Darstellung gemäß den Fig. 1 und 4 bis 6 weggelassenen) Ventilkolbens 220 anliegt, während ihr anderes Ende über ein Wechselventil 254 mit der Hochdrucklei­ tung 14 oder 15 hydraulisch gekoppelt ist. Dementsprechend ist die von der Nadelrolle 104 über den Ventilkolben 220 auf den Ventilschieber 204 ausgeübte, nach links gerich­ tete Kraft unmittelbar proportional dem höchsten Druck in den Leitungen 14 und 16. Bei diesem Druck handelt es sich in den meisten Fällen um den Druck des Druckmit­ tels, das von der Hydropumpe 10 zum Hydromotor 12 strömt, um die Abtriebswelle 32 anzutreiben. Weitere Einzelheiten der Regeleinrichtung 198 sind weiter unten anhand der Fig. 4 bis 6 erläutert.

Bei der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform ist die elektrohy­ draulische Regeleinrichtung als Eingangsdrehmomentbegrenzer für das hydrostatische Getriebe angeschlossen. Wie im Folgenden erläutert ist, kann sie auf verschiedene Weise benutzt werden, um das Betriebsverhalten des hydrostatischen Getriebes zu steu­ ern oder zu regeln.

Bei der erläuterten Auslegung der elektrohydraulischen Regeleinrichtung arbeitet diese wie folgt: Bekanntlich ist der Systemdruck multipliziert mit dem Verdrängungsvolumen (Volumen des hydraulischen Druckmittels) eine unmittelbare Funktion des Drehmo­ ments des hydraulischen Systems. Wenn man daher das Produkt aus Systemdruck und Verdrängungsvolumen konstant hält, kann man für eine Drehmomentbegrenzung des Systems sorgen und dadurch das maximale Drehmoment des hydraulischen Systems an das maximale Drehmoment anpassen, das der zum Antreiben der Antriebswelle 18 ver­ wendete Primärantrieb abgibt. Wie veranschaulicht, wird die Größe des Verdrängungs­ volumens der Hydropumpe 10 über das Anzeigegerät 98 für die Stellung der Schräg­ scheibe 26 an die elektrische Steuerung 94 gegeben. Der Systemdruck wird über das Wechselventil 254 der Nadelrolle 104 zugeführt. Wenn der auf die Nadelrolle 104 ein­ wirkende Systemdruck ansteigt und die Kraft der Feder 202 übertrifft, wird der Druck des Druckmittels, das von der Ladepumpe 20 zu den Servoeinrichtungen 28 und 30 geht, durch Verschieben des Ventilschiebers 204 herabgesetzt. Das Zentriermoment der Hy­ dropumpe 10 und die in den Servoeinrichtungen 28 und 30 sitzenden Federn sorgen für eine Verkleinerung des Verdrängungsvolumens der Hydropumpe auf den Wert, der zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks erforderlich ist. Bei abnehmendem Verdrängungs­ volumen geht jedoch ein elektrisches Signal über das Anzeigegerät 98 an die elektrische Steuerung. Dies führt zu einer Verkleinerung der auf den Ventilkolben 90 ausgeübten, nach links gerichteten Kraft, wodurch der Druck des Druckmittels in der Kammer 252 abgesenkt wird. Infolgedessen kann sich der Ventilschieber 204 in Fig. 1 nach rechts zu­ rückbewegen; er kann Druckmittel von der Ladepumpe 20 zu den Servoeinrichtungen 28 und 30 gelangen lassen.

In ähnlicher Weise wird bei einem Absenken des Systemdrucks der Ventilschieber 204 in Fig. 1 nach rechts verschoben, wodurch sich der Druck des Druckmittels von der La­ depumpe 20 auf die Servoeinrichtungen 28, 30 und damit das Verdrängungsvolumen der Hydropumpe erhöht. Wenn dies geschieht, liefert jedoch das Anzeigegerät 98 für die Schrägscheibenstellung ein elektrische Signal an die elektrische Steuerung 94, das zu ei­ ner Erhöhung der auf den Ventilkolben 90 ausgeübten, nach rechts gerichteten Kraft führt. Der Ventilkolben 90 wird in Richtung auf die Öffnung 92 verstellt, wodurch der Druck in der Kammer 252 ansteigt. Dieser Druckanstieg führt zu einem Verschieben des Ventilschiebers 204 in Fig. 1 nach links; der Ventilschieber 204 wird in die ge­ wünschte Stellung zurückgebracht. Im Betrieb wird das Ladepumpen-Druckbegren­ zungsventil 36 so eingestellt, daß es einen Höchstdruck der Ladepumpe von ungefähr 13,8 bar aufrechterhält. Das Ventil 88 ist so ausgelegt, daß es den Druck des Druckmit­ tels innerhalb der Kammer 252 in Abhängigkeit von dem von der elektrischen Steue­ rung 94 eingehenden Signal linear von etwa 0,7 bar bis 10,3 bar vorgibt. Das Hoch­ druckbegrenzungsventil der Regeleinrichtung 34 wird im allgemeinen auf einen Wert zwischen ungefähr 240 und 415 bar eingestellt. Geeignete Abwandlungen hinsichtlich der dem Druck des Druckmittels in der Kammer 252 ausgesetzten Fläche des Ventil­ kolbens 220 und der dem Systemdruck ausgesetzten Fläche der Nadelrolle 104 lassen sich ohne weiteres vorsehen. Die Ausbildung der elektronischen Schaltung der elektri­ schen Steuerung 94 kann vom Fachmann in Abhängigkeit von den im Einzelfall gestell­ ten Anforderungen getroffen werden.

Das mit einer variablen Kraft arbeitende Ventil 88 kann ein herkömmliches Proportio­ naldruckregelventil sein, wie es beispielsweise von der Firma Fema Corporation, Por­ tage, Michigan, V.St.A., unter der Typenbezeichnung Modell 80 auf den Markt gebracht wird. Die variable Drosselöffnung, die in Fig. 1 von dem Ventilkolben 90 und der Öffnung 92 gebildet wird, ist innerhalb des Ventils 188 schematisch als verstellbare Drosselöffnung 132 (Fig. 2) angedeutet. Die Drosselöffnung 132 und die Drosselöffnung 216 sind Bestandteile des vorstehend genannten Fema-Ventils.

Das Wechselventil 254 kann ein gesondertes Gehäuse aufweisen, das über die Schrau­ ben 226 mit den Gehäusen 206 und 224 verbunden ist. Falls erwünscht, kann das Wech­ selventil 254 abgenommen werden; anstelle dieses Ventils kann eine flache Platte auf das Gehäuse 206 aufgeschraubt werden. In diesem Fall wird die Stellung des Ventil­ schiebers 204 nur von dem Druck des Druckmittels in der Kammer 252 und von der Kraft der Feder 202 bestimmt.

Es können unterschiedlich ausgelegt elektrische Steuerungen vorgesehen werden, um das mit variabler Kraft arbeitende Ventil 88 zu betätigen und dementsprechend den Druck des Druckmittels innerhalb der Kammer 252 zu beeinflussen. Diesen elektrischen Steuerungen können Eingangssignale in Abhängigkeit von der Lage der Schrägscheibe einer Verstellpumpe und/oder eines Verstellmotors zugeführt werden. Der Druck des Druckmittels in der Kammer 252 kann auch unmittelbar von dem Systemdruck abhängig gemacht werden, indem der Durchlaß 208 verschlossen und bei dem in Fig. 2 veran­ schaulichten Ventil die Nadelrolle 104 entfernt wird. Es können auch elektrische Steue­ rungen vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von den Eingangssignalen von einem Pri­ märantrieb, der die Antriebswelle 18 der Hydropumpe 10 antreibt, sowie von der Stel­ lung der Schrägscheibe 26 arbeiten, um zu verhindern, daß der Primärantrieb bei Überlastung abgewürgt wird. Auch andere Abwandlungen der elektrischen Steuerung kommen in Betracht.

Die vorstehend erläuterte Anordnung stellt eine hydraulische Regeleinrichtung dar, de­ ren Grundkomponenten leicht geändert werden können, um eine Anzahl von Steuer- oder Regelfunktionen durchzuführen. Die Drosselöffnung 132 kann dabei auch auf an­ dere Weise, z. B. mechanisch oder hydraulisch, verstellt werden. Die Fluidkammer 252 kann mit dem federseitigen Ende des Ventilschiebers 204 in Verbindung stehen und be­ nutzt werden, um eine Kraft auszuüben, die der von der Nadelrolle 104 ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Anstelle des eine änderbare Kraft ausübenden Ventils 88 kann ferner ein EIN/AUS-Ventil verwendet werden, beispielsweise ein Ventil, wie es von der Fluid Power Systems, Division of AMBAC Industries unter der Bezeichnung Modell 103 BS-12VDC, 2-way, NC Cartridge auf den Markt gebracht wird. Bei der Anordnung nach Fig. 2 würde das EIN/AUS-Ventil die Drosselöffnung 132 entweder voll öffnen oder voll schließen. Durch wechselweises Öffnen und Schließen des Ventils kann der Druck in der Kammer 252 dann so geregelt werden, daß im wesentlichen die gleiche Funktion erzielt wird, wie sie mittels des mit variabler Kraft arbeitenden Ventils 88 erhalten wird.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung ähnlich der in Verbindung mit dem vorhergehenden Absatz beschriebenen Einrichtung, bei der anstelle des Ventils 88 ein EIN/AUS-Ventil 240 vorgesehen. Der Kanal 239 des Ventils 240 ist in Fig. 3 schematisch wiedergegeben. Das Ventil 240 wird benutzt, um den Kanal 239 aufgrund eines über Leitungen 258 und 260 zugeführten elektrischen Eingangssignals entweder voll zu öffnen oder voll zu schließen. Durch Öffnen und Schließen des Kanals 239 kann der Druck in der Kammer 252 vorgegeben werden, um die Lage des Ventilschiebers 204 in ähnlicher Weise zu variieren, wie dies für die Regeleinrichtungen nach den Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Die dem Ventil 240 zugeführten Eingangssignale können eine verhältnismäßig hohe Frequenz, beispielsweise 50 oder 60 Hz, haben; sie lassen sich durch eine zweckentspre­ chende elektrische Schaltungsanordnung beeinflussen, die auf gesteuerte Eingangssigna­ le ähnlich denjenigen anspricht, wie sie der elektrischen Steuerung 94 gemäß Fig. 2 zu­ gehen. Auf diese Weise kann das EIN/AUS-Ventil 240 als ein eine variable Kraft aus­ übendes Ventil 88 wirken.

Bei der in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform ist anstelle des Konstantmotors 12 in Fig. 1 ein Verstellmotor 262 vorgesehen, der in bekannter Weise mit Hilfe von Kol­ ben/Zylinder-Servoeinrichtungen 264 und 266 gesteuert wird. Druckmittel wird den Servoeinrichtungen 264 und 266 über Leitungen 268 und 270 zugeleitet. Der Einfachheit halber sind Teile der Regeleinrichtung 198 in den Fig. 4 bis 6 ebenso wie in Fig. 1 nur schematisch wiedergegeben. Der Ventilschieber 204 weist zwei axial in Abstand voneinander liegende Bunde 272 und 274 auf. Der Abstand der Bunde 272 und 274 so­ wie die Lage der Durchlässe 208, 228 und 230 in der Bohrung 210 sind so aufeinander abgestimmt, daß zunächst ein Druckmittelstrom vom Durchlaß 208 über die Bohrung 210 zum Durchlaß 230 sowie über die Leitung 44 zu der Servoeinrichtung 30 geht, wäh­ rend die Servoeinrichtung 28 über die Leitung 42 mit dem Durchlaß 228 sowie über die Bohrung 210 und eine die Feder 202 aufnehmende Kammer 275 mit dem Ablaufbehäl­ ter 38 verbunden wird.

Wenn der Ventilschieber 204 in den Fig. 4 bis 6 nach links verschoben wird, sperrt der Bund 274 zunächst die Verbindung zwischen dem Durchlaß 230 und dem Durchlaß 208 ab, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Sodann wird über die Bohrungen 210 und 236 die Verbindung zwischen dem Durchlaß 230 und dem Ablaufbehälter 38 geöffnet. Die weitere Verstellung des Ventilschiebers 204 in Fig. 5 nach links bewirkt ein Schließen der Verbindung zwischen dem Durchlaß 228 und dem Ablaufbehälter 38, wie dies aus Fig. 6 hervorgeht. Wenn sich der Ventilschieber 204 in Fig. 6 weiter nach links bewegt, kommt der Durchlaß 228 über die Bohrung 210 mit dem Durchlaß 208 in Verbindung; er wird von dem Ablaufbehälter 38 abgetrennt. Gleichzeitig steht der Durchlaß 230 mit dem Ablaufbehälter 38 über die Bohrungen 210 und 236 in Verbindung.

Der Ventilschieber 204 ist so ausgestaltet, daß eine Dosierung entweder am Bund 274 oder am Bund 272 erfolgt. Auf diese Weise kann unter hohem Druck stehendes Druckmittel entweder der Servoeinrichtung 30 oder der Servoeinrichtung 28 zugeleitet werden, um die Verdrängung der Hydropumpe 10 zu ändern. Bei der vorliegenden Re­ geleinrichtung kann das im Hauptpatent erläuterte Servosteuerventil entfallen. Die Re­ geleinrichtung 198 kann auch benutzt werden, um die Verdrängung des Motors 262 zu steuern, indem den Servoeinrichtungen 264 und 266 Druckmittel zugeleitet wird.

Die Durchlässe 230 und 208 gemäß den Fig. 1 und 4 bis 6 entsprechen den Durch­ lässen 111 bzw. 108 in Fig. 2 des Hauptpatents. Weil der Bund 274 für eine Dosierung sorgt, bevor der Durchlaß 228 zum Durchlaß 208 hin offen ist, arbeitet der Ventilschie­ ber 204 in der gleichen Weise wie der Ventilschieber 68 in Fig. 2 des Hauptpatents. Bei einer derartigen Ausführungsform wird in die Öffnung 232 ein Verschluß eingesetzt, der den Durchlaß 228 gegen die Atmosphäre hin abdichtet.

Ein mit variabler Kraft arbeitendes Ventil 88 kann im Gehäuse 224 leicht anstelle des EIN/AUS-Ventils 240 zwischengefügt werden. Durch Verstellen der Drosselöffnung ei­ nes solchen Ventils läßt sich, wie erläutert, der Druck in der Kammer 252 variieren, in­ dem Druckmittel über die Kanäle 238, 242, die Ringnut 244, den Kanal 246 und die Kammer 248 zum Ablauf geleitet wird.

Das Ventil 240 kann auch zum Steuern des Ventilschiebers 204 benutzt werden, indem der Kanal 239 zwischen den Kanälen 238 und 242 entweder geöffnet oder geschlossen wird. Dabei leitet der Ventilschieber 204 Druckmittel entweder vom Durchlaß 208 zum Durchlaß 230, wenn der Druck des Druckmittels in der Kammer 252 verhältnismäßig niedrig ist, oder vom Durchlaß 208 zum Durchlaß 228, wenn der Druck in der Kammer 252 vergleichsweise hoch ist. Das Ventil 240 kann dann entweder eingeschaltet sein, das heißt den Kanal 239 zwischen den Kanälen 238 und 242 öffnen, oder abgeschaltet sein, das heißt den Kanal 239 zwischen den Kanälen 238 und 242 schließen, wenn dem Ventil 240 kein elektrisches Signal zugeht. Bei dieser Betriebsweise lassen sich die Leitung 258 und 260 einfach an eine Stromquelle 96, beispielsweise eine Stromquelle der in Fig. 2 veranschaulichten Art, und an einen elektrischen EIN/AUS-Schalter bekannter Bauart anschließen.

Die erläuterte Anordnung von Ventilschieber und Bohrungsdurchlässen bewirkt, daß eine Einheit mit verstellbarer Verdrängung entweder in eine Verdrängerstellung ge­ bracht oder zurück in die Neutralstellung geführt wird. Die Anordnung läßt sich in Verbindung mit einer Verstellpumpe oder einem Verstellmotor mit oder ohne Wech­ selventil und mit einem mit variabler Kraft arbeitenden Ventil oder einem EIN/AUS- Ventil einsetzen. Falls erwünscht, kann das Gehäuse 224 der Anordnung nach Fig. 2 vollständig weggelassen werden; das Wechselventil 254 kann unmittelbar mit dem Ge­ häuse 206 verschraubt werden, um ein Druckkompensationsventil zu erhalten.

Die Fig. 7 bis 16 zeigen mehrere Steuerungen, die aus den Baugruppen 206, 240 und 254 nach den Fig. 2 und 3 und dem Gehäuse 224 einfach und kostensparend aufge­ baut werden können, wobei das Gehäuse 224 in der oben erörterten Weise modifiziert wird, um entweder ein EIN/AUS-Ventil 240 oder ein mit variabler Kraft arbeitendes Ventil 88 aufzunehmen. Auch weitere Abwandlungen sind möglich.

Die in den Fig. 7 bis 16 gezeigten Regeleinrichtungen arbeiten kurz zusammenge­ faßt wie folgt:

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist das Wechselventil 254 durch eine flache Platte ersetzt. Ein elektrisches Signal wird dem mit variabler Kraft arbeitenden Ventil 88 zugeführt, um bei einem Druckmittelkreis gemäß Fig. 1 den Druckmittelstrom von der Ladepumpe 20 zu den Servoeinrichtungen 28, 30 und zum Ablauf zu steuern. Das Eingangssignal des Ventils 88 wird bestimmt durch die Drehzahl der Antriebswelle 18, die Ist-Drosselklappenstellung eines die Welle 18 antreibenden Primärantriebs und die Soll-Drosselklappenstellung. Wenn die Drehzahl des Primärantriebs abnimmt, steigert das Ventil 88 den Druck beispielsweise in der Kammer 252 gemäß den Fig. 2 und 3, um Druckmittel von den Servoeinrichtungen zum Ablauf gelangen zu lassen und auf diese Weise das Verdrängungsvolumen der Hydropumpe 10 herabzusetzen.

Die Anordnung gemäß Fig. 8 entspricht der Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 stellt eine Druckübersteuerung dar. Wird die Energiezu­ fuhr zum EIN/AUS-Ventil 240 unterbrochen, wird ein Druck in der Kammer 252 ge­ mäß den Fig. 2 und 3 aufgebaut, wodurch die Servoeinrichtungen mit dem Ablauf verbunden werden. Die Steuerung gemäß Fig. 10 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 9, mit der Ausnahme, daß das Verdrängungsvolumen der Hydropumpe verkleinert wird, wenn dem Ventil 240 Energie zugeführt wird.

Die Steuerungen gemäß den Fig. 11 und 12 sind ähnlich den Ausführungsformen der Fig. 3 bis 6, mit der Ausnahme, daß das Wechselventil 254 weggelassen ist. Bei der Anordnung nach Fig. 11 wird die Hydropumpe von der Steuerung unmittelbar in die Neutralstellung zurückgebracht, wenn dem Ventil 240 kein elektrisches Signal zugeht, während im Falle der Ausführungsform der Fig. 12 die Hydropumpe 10 in die Neutral­ stellung zurückgebracht wird, wenn das Ventil 240 mit einem elektrischen Signal beauf­ schlagt wird.

Bei den Steuerungen der Fig. 13 und 14 spricht der Ventilschieber 204 auf den Fluiddruck in der Leitung 14 oder 16 und auf den Druck des Druckmittels in der Kam­ mer 252 nach Fig. 3 an, je nachdem ob der Kanal 239 offen oder geschlossen ist. Im Falle der Steuerung gemäß Fig. 13 ist der Kanal 239 offen, wenn dem Ventil 240 Ener­ gie zugeführt wird. Bei der Steuerung der Fig. 14 ist der Kanal 239 offen, wenn das Ventil 240 nicht mit Energie beaufschlagt wird.

Im Falle der Steuerungen nach den Fig. 15 und 16 ist das Wechselventil 254 der Ausführungsformen gemäß den Fig. 13 und 14 nicht vorhanden; auch in diesem Falle sind jedoch das EIN/AUS-Ventil 240 und das betreffende Gehäuse 224 vorgese­ hen. Dabei können die Durchlässe der Steuereinrichtungen nach den Fig. 3 bis 6 mit den Servoeinrichtungen 266 und 264 des Motors 262 (Fig. 4) verbunden werden, um das Verdrängungsvolumen des Hydromotors in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen zu ändern, die dem Ventil 240 zugeführt werden. Bei der Steuerung nach Fig. 15 ist der Kanal 239 gemäß Fig. 3 offen, wenn dem Ventil 240 elektrische Energie zugeht; bei der Steuerung nach Fig. 16 ist der Kanal 239 dagegen offen, wenn dem Ventil 240 keine elektrische Energie zugeführt wird.

Claims (9)

1. Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe mit einer Hydropumpe (10) und ei­ nem Hydromotor (12, 262), wobei das Verdrängungsvolumen der Hydropumpe und/oder des Hydromotors mittels einer druckmittelbetätigten Servoeinrichtung (28, 30; 264, 266) einstellbar ist, der Druckmittel von einer Druckmittelquelle (20) über die Regeleinrich­ tung (198) zugeführt wird, und wobei die Regeleinrichtung (198) versehen ist mit

• - einem Gehäuse (206), das eine Bohrung (210) aufweist;
• - einem in der Bohrung (210) mündenden ersten Durchlaß (230), über den eine Druckmittelverbindung mit der Servoeinrichtung (28, 30; 264, 266) herstellbar ist;
• - einem in der Bohrung (210) mündenden zweiten Durchlaß (208), der mit der Druckmittelquelle (20) in Reihe liegt;
• - einem in der Bohrung (210) mündenden dritten Durchlaß (236, 275), der mit dem Ablauf (38) in Reihe liegt;
• - einem in der Bohrung (210) verstellbar angeordneten Ventilschieber (204), der den ersten Durchlaß (230) wahlweise in einer ersten Stellung mit dem zweiten Durch­ laß (208) oder in einer zweiten Stellung mit dem dritten Durchlaß (236, 275) in Verbindung bringt;
• - einer Federvorspanneinrichtung (202), welche den Ventilschieber (204) in Richtung auf die erste Stellung vorspannt, in welcher der erste Durchlaß (230) nur mit dem zweiten Durchlaß (208) in Verbindung steht; und
• - einer hydraulischen Vorspanneinrichtung (88, 132, 220, 239, 240, 252), welche den Ventilschieber (204) entgegen der Kraft der Federvorspanneinrichtung (202) in Richtung auf die zweite Stellung vorspannt, in welcher der erste Durchlaß (230) nur mit dem dritten Durchlaß (236, 275) in Verbindung steht;

- wobei die hydraulische Vorspanneinrichtung versehen ist mit:

• - einer an die Druckmittelquelle (20) anschließbaren Druckmittelkammer (252),
• - einer zwischen der Druckmittelkammer (252) und dem Ablauf (38) in Reihe mit diesen liegenden verstellbaren Steuereinrichtung (88, 132, 239, 240), mit der der Druck des Druckmittels in der Druckmittelkammer (252) zwischen ei­ nem Kleinstwert und einem Größtwert einstellbar ist, und
• - einem auf den Druck des Druckmittels in der Druckmittelkammer (252) an­ sprechenden Glied (220) zum Vorspannen des Ventilschiebers (204) entgegen der Kraft der Federvorspanneinrichtung (202);

- wobei in Reihe zwischen der Druckmittelquelle (20) und der Druckmittelkam­ mer (252) eine feste Drosselöffnung (216) liegt und die verstellbare Steuereinrich­ tung (88,132, 239, 240) mittels eines elektrischen Eingangssignals betätigt ist, nach Patent 27 19 029,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Gehäuse (206) mit einem in der Bohrung (210) mündenden vierten Durch­ laß (228) versehen ist;
• - der erste Durchlaß (230) und der vierte Durchlaß (228) in Reihe mit der Servoein­ richtung (28, 30; 264, 266) liegen;
• - in der ersten Stellung des Ventilschiebers (204) zusätzlich der vierte Durchlaß (228) nur mit dem dritten Durchlaß (236, 275) in Verbindung steht;
• - in der zweiten Stellung des Ventilschiebers (204) zusätzlich der vierte Durch­ laß (228) nur mit dem zweiten Durchlaß (208) in Verbindung steht; und
• - der Ventilschieber (204) beim Übergang von der ersten Stellung in die zweite Stel­ lung und beim Übergang von der zweiten Stellung in die erste Stellung eine Zwi­ schenstellung durchläuft, in welcher der erste Durchlaß (230) und der vierte Durch­ laß (228) auf gleichem Druck liegen.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschie­ ber (204) zwei in Abstand voneinander liegende Bunde (272, 274) aufweist, von denen der eine (274) eine im wesentlichen mit der Breite des ersten Durchlasses (230) übereinstimmende Breite und der andere (272) eine im wesentlichen mit der Breite des vierten Durchlasses (228) übereinstimmende Breite hat, und daß der Ventilschieber (204) in Übergangsstellungen zwischen der ersten Stellung und der Zwischenstellung sowie zwischen der Zwischenstellung und der zweiten Stellung zum Dosieren des Druckmittelstromes zwischen dem zweiten Durchlaß (208) und dem dritten Durchlaß (236, 275) verschiebbar ist.

3. Regelinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hy­ draulische Vorspanneinrichtung eine an die Druckmittelquelle (20) anschließbare zusätzliche Druckmittelkammer (140) und ein Stellglied (104) zum Vorspannen des Ventilschiebers (204) in Abhängigkeit von dem in der zusätzlichen Druckmit­ telkammer (140) herrschenden Druck aufweist.

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Steuereinrichtung (88,132) eine in Abhängigkeit von dem elektri­ schen Eingangssignal verstellbare Drosselöffnung (132) aufweist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Steuereinrichtung (88, 132) ferner ein in Abhängigkeit von dem elektrischen Ein­ gangssignal mit variabler Kraft arbeitendes Ventil (88) zum Verstellen der ver­ stellbaren Drosselöffnung (132) aufweist.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Steuereinrichtung (239, 240) ein Ein/Aus-Ventil (240) aufweist, das in Abhängigkeit von dem elektrischen Eingangssignal entweder voll öffnet oder voll schließt.