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Steuereinrichtung für einen Antrieb
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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen mit einem
stufenlos einstellbaren, vorzugsweise hydrostatischen Getriebe ausgerüsteten Antrieb
einer Arbeitsmaschine, vorzugsweise eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Gabelstaplers,
wobei vorzugsweise das Stellorgan des Getriebes mit einem in einem Stellzylinder
verschiebbaren Stellkolben versehen ist und die Einstellage des Stellorganes des
Getriebes mittels eines Steuerdruckes einstellbar ist, welcher seinerseits mittels
eines Steuerdruckeinstellorganes einstellbar ist. Antriebe mit einem hydrostatischen
Getriebe, dessen Einstellage durch einen Steuerdruck bestimmt ist, der mittels eines
Steuerdruckeinstellorganes einstellbar ist, sind an sich bekannt (Grundlagen hydrostatischer
Getriebe - Aufbau, Wirkungsweise und spezielle Anwendungen" in "Linde Berichte aus
Technik und Wissenschaft" Nr. 42, 1977 und DE-OS 30 35 152), Für den Antrieb von
Gabelstaplern sind bisher jedoch andere Steuereinrichtungen verwendet worden. Einerseits
wurden sogenannte "automotive" Steuerungen verwendet, bei denen der im Strom einer
Konstantpumpe vor einer Drosselstelle aufgesteuerte Druck die Einstellage des Getriebes
bestimmt. Derartige Steuerungen
haben den Nachteil, daß die Unmittelbarkeit
der Steuerung verloren geht, das heißt, der Fahrer kann nicht mehr durch die Pedal
lage unmitt-elbar die Fahrgeschwindigkeit bestimmen. Dieser Nachteil ist nicht gegeben
bei Steuerungen, bei denen die Pedallage unmittelbar mechanisch oder über eine Servokraftverstärkungsfolgesteuereinrichtung
die Lage des Einstellgliedes des hydrostatischen Getriebes bestimmt. Jedoch sind
solche Steuerungen mechanisch relativ aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Antrieb einer Arbeitsmaschine,
vorzugsweise eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Gabelstaplers,eine Steuereinrichtung
ZU schaffen, die mit möglichst einfachen und kostengünstigen Mitteln eine Ansteuerung
des hydrostatischen Getriebes ermöglicht und darüberhinaus günstige Möglichkeiten
zur Kombination mt anderen, an der Arbeitsmaschine erforderlichen Steuereinrichtungen
für andere Antriebe oder eine Bremseinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuerdruckeinstellorgan
mindestens eine Drosselstelle, vorzugsweise eine Kette von zwei in Reihe geschalteten
Drosselstellen,enthält und daß dem Steuerdruckeinstellorgan ein weiteres Steuerdruckbeeinflussungsorgan
zugeschaltet, vorzugsweise vorgeschaltet ist, so daß sich einerseits ein kostengünstiges,
einfach herzustellendes Steuerorgan für die Steuerung des Steuerdruckes, das zudem
mit einem geringen Verluststrom arbeitet,ergibt und andererseits günstig andere
Einrichtungen hinzukombiniert werden können, insbesondere eine Leistungsbegrenzungseinrichtung,
die eine übermäßige Belastung der Primärenergiequelle und damit der Drückung deren
Drehzahl verhindert bzw. in günstiger Weise eine Bremse kombiniert werden kann.
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Eine besonders zweckmäßiges Ausgestaltungsform ergibt sich, wenn im
Gehäuse eines Steuergerätes das Steuerdruckeinstellorgan für den die Getriebeeinstellage
bestimmenden Steuerdruck und eine eine Bremsfunktion steuernde Einrichtung und eine
die Abtriebsdrehrichtung,bei einem Fahrantrieb die Fahrrichtung, bestimmende Einrichtung
gemeinsam angeordnet sind.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungsform für ein Steuerdruckbeeinflussungsorgan
mit zwei in Reihe geschalteten Drosselstellen ist gegeben bei einer Ausgestaltungsform,
bei der das Steuerdruckeinstellorgan mit einem Drehschieber versehen ist, der in
einer Drehschieberbohrung eines Gehäuses drehbar gelagert ist und der einen Hohlraum
aufweist, wobei das Gehäuse eine mit einer Druckmittelquelle verbundene Zulaufbohrung
und eine mit einer Ablaufleitung verbundene Ablaufbohrung und eine mit einer zum
Stellorgan des Getriebes führenden Leitung verbundene Steuerdruckbohrung aufweist
und wobei ferner die Zulaufbohrung und die Ablauf bohrung einerander gegenüberliegend
in die Schieberbohrung münden und die Steuerdruckleitung mit dem Hohlraum des Drehschiebers
verbunden ist und in der Wand d-es Hohl raumes des Drehschiebers Durchbrechungen
derart angeordnet sind, daß bei Neutral lage des Drehschiebers die Zulaufbohrung
durch dessen Wand völlig abgedeckt ist und die Ablaufbohrung zumindest nur zum Teil
abgedeckt ist, beispiels weise bis auf eine negative Uberdeckung abgedeckt ist und
bei zunehmender Verschwenkung des Drehschiebers eine der Durchbrechungen zusammen
mit der Mündung der Zulaufbohrung eine Drosselstelle bildet, also eine Drosselstelle,
die den Zulauf zum Hohlraum im Drehschieber drosselt, wobei eine zweite Durchbrechung
zusammen mit der Mündung der Ablaufbohrung eine zweite Drosselstelle bildet, durch
die also der Ablauf aus dem Hohlraum innerhalb des Drehschiebers gedrosselt wird,
wobei diese zweite Durchbrechung
die mit der Mündung der Ablaufbohrung
zusammenwirkt, bei Verschwenkungsendlage des Drehschiebers vollkommen geschlossen
ist, wobei in dieser Verschwenkungsendlage des Drehschiebers die mit der Mündung
der Zulaufbohrung zusammenwirkende Durchbrechung vor der vollen Breite der Mündung
d.er Zulaufbohrung liegt. Das heißt, in dem einen Verschwenkungszustand,in dem der
Steuerdruck seinen Minimalwert einnehmen soll, ist der Hohlraum im inneren des Drehschiebers
von der Zulaufbohrung vollkommen abgetrennt, jedoch der Hohlraum mit der Ablaufbohrung
verbunden, so daß der Hohlraum druckentlastet ist, aber kein Steuerölstrom fließt.
In der anderen Extremlage ist die Mündung der Ablaufbohrung verschlossen, so daß
also auch in dieser Extremlage kein Steuerölstrom fließt. Dadurch wird erzielt,
daß der Energieveriust,der mit Abströmen eines Steuerölstromes entsteht, minimal
ist, obwohl die Steuerfunktion an sich durch eine Drosselwirkung herbeigeführt wird.
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Der Drehschieber ist mit einem willkürlich betätigbaren Betätigungsorgan,
vorzugsweise einem Pedal für die Drehzahiwahl, bei einem Fahrantrieb Fahrgeschwindigkeitswahl
verbunden.
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Eine zweckmäßige Weiterausgestaltungsform hierzu ist im Anspruch 4
angegeben. Durch die Wahl der Formgestaltung der Durchbrechungen kann die Abhängigkeit
des Steuerdrucks vom Verdrehwinkel und damit von der Lage des Betätigungsorganes,
vorzugsweise Fahrpedales, beliebig gewählt werden, beispielsweise derart, daß in
einem engen Bereich um die Neutral stellung herum infolge einer hinreichend großen
positiven Uberdeckung des Drehschiebers vor der Mündung der Zulaufbohrung der Steuerdruck
gleich Null gehalten werden kann, damit nicht kleine Abweichungen im Ubertragungsgestänge
zwischen Betätigungsorgan und Drehschieber bereits zu einem Steuerdruckaufbau führen.
Nach Ansprechen soll
aber möglichst bald ein Mindeststeuerdruck
aufgebaut werden, der dem Mindestansprechdruck in den hydraulischen Einstellorganen
des Getriebes entspricht, das heißt der Federvorspannung in diesem entsprechend
ausgelegt ist.
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Sobald aber ein Ansprechen erzielt ist, soll mit weiterem Verschieben
des Betätigungsorganes um eine Einheit, bei -spielsweise Verschiebung um 1 cm bzw.
Verschwenken um 1", der Steuerdruck nur möglichst wenig ansteigen, weil gerade bei
kleinen Drehzahlen bzw. kleinen Fahrgeschwindigkeiten ein sehr feinfühliges Steuern
ermöglicht werden soll.
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Nach diesem Bereich, in dem ein sehr feinfühliges Steuern erforderlich
ist, soll dann bei weiterer Verschiebung um eine Einheit der Steuerdruck stärker
steigen, weil bei größeren Drehzahlen bzw. größeren Fahrgeschwindigkeiten nicht
mehr ein so feinfühliges Steuern erforderlich ist.
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Zweckmäßig ist, wenn die Wanddicke des Brehschiebers zumindest im
Bereich der Durchbrechung gering ist und bzw. oder die Durchbrechungen scharfkantig
sind und bzw.
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oder der freie Durchtrittsquerschnitt der Durchbrechungen in der Wand
des Drehschiebers derart bemessen sind, daß die Strömung in diesen turbulent verläuft.
Durch die geringe Wanddicke werden Abhängigkeiten des Steuerdruckes von der Viskosität
und damit von der Temperatur ausgeschaltet oder zumindest verringert. Zu diesem
Zweck ist es auch möglich, dann, wenn nicht insgesamt eine geringe Wanddicke möglich
ist, die Durchbrechungen zumindest auf einem Teil der Wanddicke konisch zu gestalten,
wobei der engere Teil außen liegt. Die Größe des freien Durchtrittsquerschnittes
der Durchbrechungen ist derart gewählt, daß die Strömung des Steuerdruckmittels
innerhalb der Durchbrechungen stets im turbulenten Bereich verläuft, das heißt mit
überkritischer Reynoldszahl. Auch eine schaftkantige Ausgestaltung der Kanten der
Durchbrechungen
dient der Vermeidung von Unstetigkeiten im Verlauf
der Kennlinie, die die Abhängigkeit des Steuerdruckes vom Verdrehwinkel kennzeichnet.
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Durch die Anordnung der zwei Drosselstellen an ein und demselben Drehschieber
wird erzielt, daß bei zunehmendem Offnen der Zulaufdrosselstelle die Ablaufdrosselstelle
zunehmend verschlossen wird und umgekehrt. Die zwei in Reihe geschalteten Drosselstellen
stellen im Prinzip ein hydraulisches Potentiometer mit Mittelabgriff dar, wobei
zwangsläufig bei Vergrößerung des Widerstandes auf der einen Seite des Abgriffes
der Widerstand auf der anderen Seite des Abgriffes verringert wird.
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Es kann zweckmäßig sein, zwei Paare solcher Drosselstellen beiderseits
der Neutralstellung anzuordnen, so daß das eine Paar bei Verdrehung des Drehschiebers
aus der Neutrallage heraus in einem Drehsinn, das andere Paar bei Verdrehung im
anderen Drehsinn wirksam wird. Das ist insbesondere dann zweckmäßig, -wenn ein Richtungsumschaltschieber
nachgeschaltet ist, der selbsttätig abhängig von der Verdrehung des Drehschiebers
im einen oder im anderen Drehsinn umschaltet. Dabei ist es möglich, die beiden Paare
von Drosselstellen symmetrisch auszugestalten.
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Es ist aber auch denkbar, eine unterschiedliche Ausgestaltung zu wählen,
damit bei dem einen Abtriebsdrehsinn sich eine andere Kennlinie des Steuerdruckes
ergibt, wie bei dem anderen Drehsinn, beispielsweise derart, daß bei einem' Fahrantrieb
für Rückwärtsfahrt der Bereich besonders feinfühliger Steuerung kleiner Fahrgeschwindigkeiten
größer ist als in dem Bereich für Vorwärtsfahrt.
Besonders zweckmäßig
ist es, wenn als zweites Steuerdruckbeeinflussungsorgan zwischen der mit der Steuerdruckdruckmittelquelle
verbundenen Zulaufleitung und der Zulaufbohrung im Gehäuse,die in die Schieberbohrung
mündet, ein mit der Ablaufleitung verbundenes Druckabsenkdrosselorgan angeordnet
ist, durch dessen Betätigung der ZulaufdrucK willKarlìch absenkbar ist. Durch derart-
ges Åosen.cendes Zulaufdruckes kann somit willkürlich unabhängig von der Verdrehlage
des Drehschiebers der Steuerdruck im Sinne des Absenkens und nur in diesem Sinne
beeinflußt werden. Das heißt, beispielsweise bei einem Fahrantrieb kann durch Betätigen
dieses Druckabsenkdrosselorganes ein Absenken der Abtriebsdrehzahl und damit der
Fahrgeschwindigkeit, das heißt, ein Bremsvorgang, gesteuert werden unabhängig davon,
wie das Fahrpedal eingestellt ist. Zu diesem Zweck kann dieses vorgeschaltete Druckabsenkungsdrosselorgan
mit einem besonderen Betätigungsorgan, insbesondere einem speziellen Bremspedal,
verbunden sein.
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Das ergibt eine sicherheitsmäßig sehr günstige Lösung, da bei Betätigen
des Bremspedales die Bremswirkung, das heißt das Rückstellen des hydrostatischen
Getriebes auf kleinere Abtriebsdrehzahl,auf jeden Fall erzielt wird unabhängig davon,
ob gewollt oder ungewollt das Fahrpedal auch noch betätigt wird bzw. der mit diesem
verbundene Drehschieber sich noch in einer von der Neutral stellung abweichenden
Lage befindet.
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Dieses zusätzliche Druckabsenkorgan kann mit einem Drehschieber versehen
sein, dessen Form mit der des Drehschiebers des Steuerdruckeinstellorganes übereinstimmt,
das heißt, daß der gleiche Drehschieber in einer entsprechend großen Stückzahl hergestellt
werden kann und einmal innerhalb des Steuerdruckeinstellorganes Anwendung findet
und ein weiterer übereinstimmender Drehschieber in dem Druckabsenksteuerorgan angewendet
wird.
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Beide Drehschieber können so-gar koaxial in einer gemeinsamen Bohrung
angeordnet sein. Das ergibt wiederum einen geringen Aufwand für die Herstellung,
denn, da beide Drehschieber bis auf den zulässigen Toleranzen den gleichen Außendurchmesser
haben, passen sie auch in die gleiche Bohrung und eine durchgehende Bohrung herzustellen
ist einfacher und billiger als zwei getrennte Bohrungen.
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Außerdem sitzen dann die beiden Teile in einem gemeinsamen Gehäuse
günstig beieinander und die Verbindung kann in günstiger Weise hergestellt werden.
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Viele Antriebe sind mit einer mechanischen Reibungsbremse versehen,
die mit einem Energiespeicher,vorzugsweise einer Feder, in Schließstellung belastet
ist und durch Aufbringen einer Hilfsenergie gelüftet wird, so daß also beispielsweise
dann, wenn Drucköl willkürlich zugeführt wird, die Bremse gelöst wird,während bei
Ausfall des Druckmittels die Bremse automatisch geschlossen wird. Das ist zum Beispiel
bei Eisenbahnen und bei Hebezeugen eine übliche Anwendung. Die Anwendung bei Gabelstaplern
ist zwar bisher nicht bekannt, erschient jedoch auch als vorteilhaft. Bei einem
Antrieb mit einer derartigen Bremse ist es besonders zweckmäßig, wenn von der Verbindungsleitung
zwischen dem Druckabsenkdrosselorgan und dem Steuerdruckeinstellorgan eine Zweigleitung
abzweigt, die zu dem Druckraum im Bremszylinder dieser genannten Reibungsbremse
führt, so daß also dann, wenn dem Steuerdruckeinstellorgan der volle Druck zufließt,
die Bremse gelöst ist, jedoch sofort, wenn der Steuerdruck durch das Druckabsenkdrosselorgan
abgesenkt wird und damit nur noch ein verringerter Steuerdruck dem Steuerdruckeinstellorgan
zufließt, auch der Druckraum des Bremszylinders entlastet wird und damit die mechanische
Bremse in Abhängigkeit vom Maß der Druckabsenkung in Wirkung gebracht wird. Eine
Schaltung, bei der der Steuerdruck
für ein Getriebe gleichzeitig
den Druckraum im Bremszylinder beaufschlagt an einem Fahrantrieb eines Fahrzeuges
ist allerdings für das hydrostatische Getriebe eines Fahrantriebes mit Di fferenzgeschwi
ndi gkei tsl enkung bereits vorgeschlagen durch die deutsche Patentanmeldung P 32
41 793.4.
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Im Zusammenhang mit der Möglichkeit, zwei Paare von Drosselstellen
im Drehschieber anzuordnen, ist bereits die Möglichkeit erwähnt worden, einen von
der Verdrehlage des Drehschiebers abhängigen Richtungsumkehrschalter in Wirkverbindung
mit dem Drehschieber zu verbinden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieser Richtungsschalter
unmittelbar mit in den Drehschieber integriert wird. Eine zweckmäßige Ausgestaltungsform
dazu ist im Anspruch 13 angegeben und eine hierzu wiederum zweckmäßige Weiterausgestaltungsform
ist im Anspruch 14 angegeben.
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Besonders zweckmäßige Anwendungen der Steuereinrichtung gemäß der
Erfindung sind in den Ansprüchen 15 und 16 angegeben. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß beispielsweise bei einem Hublader eine Steuereinrichtung gemäß der Er-Erfindung
angewendet werden kann zur Steuerung des mit einem hydrostatischen Getriebe versehenen
Fahrantri ebes und eine zweite gleichartige Steuereinrichtung verwendet werden kann
zur Steuerung des hydrostatischen Getriebes, das aus einer von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Pumpe und einem Zyltder-Kolben-Aggregat für die Hubeinrichtung besteht.
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Bei einem Steuergerät, in dem mindestens zwei Drehschieber gemäß der
Erfindung angeordnet sind, ist zweckmäßig, wenn gemäß einem weiteren Schritt der
Erfindung zwischen die beiden Signal leitungen ein druckabhängig umschaltendes Ventil
geschaltet ist, dessen Ausgang mit einer weiteren
Signaldruckleitung
verbunden ist, so daß immer das höhere Drucksignal in dieser weiteren Signaldruckleitung
ansteht.
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Bei einem in spezieller Weise gestalteten Steuerorgan mit zwei von
einem gemeinsamen Betätigungshebel gesteuerten Drehschiebern ist es bereits mit
der Patentanmeldung P 33 13 978.4 vorgeschlagen worden, beide Drehschieber in einer
gemeinsamen Bohrung anzuordnen.
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Wie bereits erwähnt, wird durch das druckabhängig umschaltende Umschaltventil
bewirkt, daß immer das auf höherem Druck liegende Drucksignal auf die weitere Drucksignalleitung
geschaltet ist. Nun gibt es Steuervorgänge mit zwei Paaren von Signalleitungen,
wobei bei dem einen Paar immer der höhere Signal druck in der weiteren Signal leitung
anstehen soll , von dem anderen Paar jedoch immer nur der Druck aus der einen Leitung
als Referenzdruck herangezogen werden soll. Beispielsweise bei der Hubhydraulik
kann es erforderlich sein, immer das Drucksignal für den Hubvorgang auf die weitere
Drucksignalleitung aufschalten zu können, wenn dieses höher ist als das andere Drucksignal
nicht jedoch auch das Drucksignal, welches das dem Hubvorgang entgegengesetzt wirkende
Absenken steuert. Eine zweckmäßige Anordnung, bei der dieses weitere Signal nicht
an das druckabhängige Umschaltventil angeschlossen ist und somit auch nicht auf
die weitere Signaldruckleitung wirkt, ist im Anspruch 18 angegeben.
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Es ist bereits bekannt, für einen Antrieb mit einer Primärenergiequelle,
vorzugsweise Brennkraftmaschine, deren Lei stungsei nstel 1 organ mittels eines
von Steuerdruck beaufschlagbaren Stellzylinder-Stellkolben- Aggregates einstellbar
ist, den Steuerdruck, der auf das Einstellorgan des hydrostatischen Getriebes, das
von dieser Primärenergiequelle angetrieben wird ,Yierbketnfal ls zur Steuerung des
Leistungseinstellorganes der Primärenergiequelle
auf dieses einwirken
zu lassen (DE-OS 30 35 152).
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In einer besonders zweckmäßigen Weiterausgestaltung der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, daß die vorgenannte weitere Signaldruckleitung an das
Stell zylinder-Stell kolben-Aggregat, das mit dem Leistungseinstellungsorgan der
Primärenergiequelle verbunden ist, angeschlossen ist.
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Durch Wahl der Federvorspannungen kann die Charakteristik, das heißt
die Reihenfolge und das Maß, in dem bei weiterem Betätigen des Betätigungsorganes,
insbesondere Durchtreten des Fahrpedal es, einerseits die Primärenergiequelle auf
höhere Leistungsabgabe eingestellt wird und andererseits das Getriebe gestellt wird,
beeinflußt werden. Eine zweckmäßige Ausgestaltungsform ist im Anspruch 20 angegeben.
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Diese Charakteristik weicht ab von der bisher üblicherweise angewendeten
Charakteristik (siehe "Grundlagen hydrostatischer Getriebe - Aufbau, Wirkungsweise
und spezielle Anwendungen" in "Linde Berichte aus Technik und Wissenschaft" Nr.42/1977).
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Jedoch ist eine ähnliche Charakteristik für den speziellen Fall des
Antriebes, bei dem die Primärenergiequel-le ein Gleichstromnebenschlußmotor ist,
bereits angewendet worden (DE-OS 24 16 363). Im Zusammenhang mit der neuen Steuereinrichtung
gemäß der Erfindung wird auch die Anwendung einer neuen Charakteristik vorgeschlagen,
wobei diese Charakteristik durch die Wahl der Federvorspannungen an den Stellkolben
des Leistungseinstellorganes der Brennkraftmaschine und an dem Stellkolben des hydrostatischen
Getriebes bestimmt wird und zwar derart, daß zunächst bei einem geringen Steuerdruck
der Verbrennungsmotor von der Leerlaufdrehzahl auf eine relativ niedere Arbeitsdrehzahl
angehoben wird, die jedoch ausreicht, daß die Brennkraftmaschine ein hinreichendes
Drehmoment abgibt. Vorzugsweise ist als Primärenergiequelle ein Dieselmotor vorgesehen,
bei dem der Verlauf des Drehmomentes über die Drehzahl ausgehend von einem aufsteigenden
Ast einen flachkuppel-
artigen Verlauf aufweist. Die Drehzahl wird
dann bei auf den Mindestwert angehobenem Steuerdruck zunächst auf den Wert gebracht,
in dem das Leistungseinstellorgan des Dieselmotors von der Leerlaufeinstellung auf
einen Punkt gebracht wird, bei dem das Drehmoment schon etwas höher ist als das
Drehmoment bei der maximalen Drehzahl. Steigt nunmehr die Drehmomentbelastung des
Dieselmotors, so wird durch den Drehzahiregler automatisch mehr Brennstoff eingespritzt
und somit ein größeres Drehmoment erzeugt. Erst dann, wenn der Steuerdruck so weit
gestiegen ist, daß das hydrostatische Getriebe seine Endlage für größte Abtriebsdrehzahl
erreicht hat, dann wird auch das Leistungseinstellorgan der Brennkraftmaschine auf
höhere Leistung und damit Drehzahl eingestellt. Das heißt, bei kleinen bis mittleren
Abtriebsdrehzahlen wird zunächst nur das Getriebe ausgesteuert, während die Brennkraftmaschine
auf niedrigerer Drehzahl bleibt und somit geringe Geräusche erzeugt und im Wirkungsgrad
und in der Abga-szusammensetzung günstiger ist. Zudem sind die mechanischen und
Planschverluste im hydrostat;ischen Getriebe bei diesen kleinen Drehzahlen günstiger.
Erst dann, wenn das Getriebe seine Verstellungsendlage erreicht hat, wird bei weitersteigendem
Steuerdruck eine weitere Steigerung der Abtriebsdrehzahl durch Einstellen der Brennkraftmaschine
auf höhere Drehzahl bewirkt.
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Andererseits ist es aber auch möglich, bei der Einrichtung gemäß der
Erfndung jede andere Charakteristik, insbesondere die bisher übliche anzuwenden.
Andererseits ist die Anwendung einer solchen Charakteristik, das heißt eines solchen
Verfahrens bzw. einer solchen Auswahl von Bemessungen, insbesondere der Federkräfte
und Federvorspannung, nicht auf die Anwendung bei einem Steuergerät mt Drehschiebern
gemäß der Erfindung beschränkt.
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Bei einem Antrieb mit einer Brennkraftmaschine und mit einem mittels
Steuerdruck gesteuerten hydrostatischen Getriebe ist es auch bereits bekannt, bei
Absinken der Abtriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine den Steuerdruck abzusenken
(DE-PS 20 01 701). Eine solche Steuerung kann auch bei der Steuereinrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung vorteilhaft angewendet werden. Es ist weiterhin aber
auch bekannt, dann, wenn der Getriebehochdruck einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet,
den Steuerdruck abzusenken (DE-OS 23 27 257). Auch ein solches Vorgehen kann bei
einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung zweckmäßig angewendet werden. Eine besonders
zweckmäßige Ausgestaltung für ein solches Leistungsbegrenzungsventil ist im Anspruch
21 angegeben. Durch dieses Ventil wird der Steuerdruck in Abhängigkeit vom anstehenden
Getriebehochdruck vermindert. Durch die Weiterausgestaltung gemäß Anspruch 22 kann
eine gute Anpassung an die Leistungshyperbel erzielt werden. Damit wird also vermieden,
daß die Primärenergiequelle überlastet wird. Bei einem Antrieb, insbesondere Fahrantrieb,
bei dem das hydrostatische Getriebe im geschlossenen Kreislauf arbeitet, kann nicht
nur beim Beschleunigen bzw. Berganfahren der Getriebehochdruck einen zulässigen
Höchstgrenzwert erreichen, sondern auch beim Bremsen. Beim Bremsen soll aber dieses
Absenken des Steuerdruckes abhängig vom Getriebehochdruck nicht erfolgen, da beim
Bremsen nicht die Gefahr besteht, daß die Primärenergiequelle überlastet wird, andererseits
aber die Getriebeeinstellage zur Steuerung des Bremsvorganges beliebig wählbar sein
soll. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, daß nur ein Ventil gemäß den Ansprüchen
22 und 23 vorgesehen ist, welches über ein druckabhängig umschaltendes Umschaltventil,
welches zweckmäßigerweise zusätzlich bestimmt wird von der Wahl der Seite, auf der
der höhere Steuerdruck herrscht, angeschlossen ist (DE-PS 32 28 360.1). Es kann
aber auch vorgesehen sein,
daß für jede der beiden Steuereinrichtungen
je eine derartige Leistungsbegrenzungseinrichtung nach den Ansprüchen 21 und 22
angeordnet ist. Dadurch, daß der Hochdruck und der Steuerdruck auf die gleiche Seite
wirken, wird also in diesem Falle erzielt, daß dann, wenn die Zuordnung zwischen
Steuerdruck und Getriebehochdruck vorhanden ist, bei der nicht zurückgeregelt werden
soll, auch diese Leistungsbegrenzungseinrichtung nicht anspricht.
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Es sind auch bereits Steuereinrichtungen für hydrostatische Getriebe
bekannt, bei denen der Steuerdruck auf einen Servoventilkolben wirkt, der den Zufluß
und Abfluß aus dem Stellzylinder steuert und auf den andererseits eine Federkraft
einwirkt, die von der Lage des Stellgliedes der hydrostatischen Pumpe abhängig ist,
wobei ein Kraftabgleich zwischen der von dem Steuerdruck erzeugten Kraft und der
Federkraft erfolgt, so daß bei gleicher Kraft von Steuerdruck und Feder der Ventil
kolben die Zu- und Ableitungen vom Stellzylinder geschlossen hält (DE-OS 19 55 926).
Als einstellbare Einheit eines hydrostatischen Getriebes sind auch einstellbare
Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauform bekannt, bei denen das einstellbare Glied
eine so genannte Wiege ist, das heißt, ein halbkreiszylindrischer Körper, an dessen
planer Fläche die Schrägscheibe gebildet ist und der mit seiner halbkreiszylindrischen
Fläche in einer entsprechenden Gegenfläche des Gehäuses schwenkbar abgestützt ist.
Um bei einer solchen Schrägscheibenaxialkolbenmaschine eine solche Steuerung durch
Kraftabgleich zweckmäßig anwenden zu können, ist gemäß einem weiteren Schritt der
Erfindung vorgesehen, daß die Federkraft durch einen Biegestab erzeugt wird, der
einerseits mit dem Servoventilkolben verbunden ist und andererseits mit der Wiege
außerhalb von deren Schwenkachse verbunden ist und der vorzugsweise parallel zur
Schwenkachse angeordnet ist.
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Zusammenfassend kann ausgesagt werden, daß wesentlich an der Erfindung
das Prinzip der Drosselsteuerung mit einer Drosselkette an einem Drehschieber des
Steuerdruckgebergerätes ist. Ferner daß wesentlich ist die Kombinationsmöglichkeit
beispielsweise mit einer Bremse oder mit einer Leistungsbegrenzung zum Vermeiden
der Uberlastung der Primärenergiequelle sowie eine gemeinsame hydraulische Ansteuerung
des Stellgliedes der hydrostatischen Getriebe und der Wegeventile für einen sonstigen
hydraulischen Antrieb (Arbeitshydraulik) wie zum Beispiel die Hubhydraulik bei einem
Hublader. Vorzugsweise wird dabei ein gemeinsames Gebergerät für Fahren und Bremsen
geschaffen, in das vorzugsweise außer den Funktionen Geschwindigkeitsvorgabe einschließlich
des Bremsens auch die Richtungsvorwahl (Vorwärts oder Rückwärts) integriert sind.
Als Betätigungsorgane für dieses mit Drehschiebern versehene Steuerdruckgebergerät
können sowohl Betätigungsorgane mit einem Fahrpedal und einem zweiten, beispielsweise
von Hand zu betätigenden Richtungswahlhebel angewendet werden. Es können aber auch
vorteilhaft zwei Pedale verwendet werden, die zu gegenläufiger Bewegung miteinander
gekuppelt sind. Es können auch zwei jeweils für eine Fahrtrichtung vorgeschene Druckschieber
mit je einem Pedal verbunden sein.
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Ein Gebergerät für einen Fahrantrieb kann die gleichen Drehschieber
aufweisen wie ein Gebergerät für sonstige Antriebe, beispielsweise bei einem Stapler
die Hubhydraulik, und darüberhinaus kann ein vollkommen gleichgestalteter Drehschieber
auch für das vorgeschaltete Bremsventil verwendet werden.
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Soll der Steuerdruck nicht nur zum Steuern der Einstellage des hydrostatischen
Getriebes verwendet werden, sondern auch zusätzlich zum Steuern einer anderen Einrichtung,
zum Beispiel der Leistungseinstellung einer Brennkraftmaschine oder einer Bremse,
so stehen verschiedene Lösungswege zur Verfügung. Beispielsweise kann der Drehschieber
mit einem Umschaltventil in Wirkverbindung stehen, wobei bei Betätigung des Drehschiebers
zunächst die Umschaltung auf eine bestimmte Richtung erfolgt und dann die Geschwindigkeitsvorgabe
über die Anderung der Drosselquerschnitte in der Drosselkette. Es können aber auch
druckabhängig umschaltende Umschaltventile eingebaut sein, durch die der jeweils
höhere Druck der Drucksignalleitung, die zu der weiteren Einrichtung führt, zugeführt
wird. Der Stwerdruck kann auch vor der Richtungsumschalteinrichtung abgegriffen
werden, um ein richtungsunabhängiges Signal zu erhalten.
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Bei diesem Steuerdruckgebergerät mit einer Drosselkette an einem Drehschieber
wird der gewünschte Kennlinienverlauf durch die geometrische Gestaltung der Durchbrechungen
am Drehschieber erzielt.
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Bei einer zwangsläufig gemeinsamen Steuerung für ein hydrostatisches
Getriebe und eine Brennkraftmaschine gibt es verschiedene Möglichkeiten für die
Auswahl der Charakteristik wobei die jeweils zweckmäßigste auch vom Anwendungsfall
des Gesamtgerätes abhängig ist. Im Anspruch 20 und den folgenden ist eine Weiterausgestaltung
des Anmeldungsgegenstandes angegeben, die eine besonders im Hinblick auf Kraftstoffverbrauch,
Abgasemission und Geräuschabstrahlung günstige Charakteristik unter Ausnutzen der
Eigenschaften
des hydrostatischen Getriebes ergibt. Die hier vorgeschlagene
Charakteristik geht unter Berücksichtigung der Eigenschaften hydrostatischer Getriebe,
die beispielsweise behandelt sind in "Grundlagen hydrostatischer Getriebe - Aufbau,
Wirkungsweise und spezielle Anwendungen" in "Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft"
Nr. 42, November 1977, Seite 29 und folgende, aus und weicht ab von der am häufigsten
verwendeten Charakteristik, bei der bei steigenden Abtriebsdrehzahlen zunächst mit
steigender Leistungsaufnahme die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht wird, bis
eine im Bereich der Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine liegende Drehzahl erreicht
ist und beibehalten wird und eine weitere Steigerung der Abtriebsdrehzahl nur durch
Änderung der Getriebeübersetzung erzielt wird. Andererseits sind Vorschläge in Richtung
auf derartige Charakteristiken auch bereits bekannt (siehe DE-OS 23 40 937, Anspruch
9,und siehe DE-OS 30 48 554 , durch die bereits ein Aggregat aus Brennkraftmaschine
und hydrostatischem Getriebe bekannt ist, bei dem die Brennkraftmaschinendrehzahl
erhöht wird, wenn die Pumpe die Maximalhubvolumeneinstellung erreicht hat;
Die
Erfindung ist im Weiteren anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert.
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Figur 1 zeigt einen senkrecht zur Drehachse verlaufenden Schnitt durch
den Hohlraumbereich eines Drehschiebers für ein Steuerdruckbeeinflussungsorgan gemäß
der Erfindung.
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Figur 2 zeigt eine Seitenansicht, teils im Schnitt, des gleichen Drehschiebers
und Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des Drehschiebers gemäß Figur 2
(also in Blickrichtung um 90" gegenüber Figur 2 versetzt) und Figur 4 zeigt einen
Schnitt gemäß der Linie IV-IV in den Figuren 2 und 3.
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Figur 5 zeigt ein Steuerdruckbeeinflussungsorgan gemäß der Erfindung
mit zwei Drehschiebern in einer gemeinsamen Bohrung.
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Figur 6 zeigt einen Schnitt durch das Organ gemäß Figur 5 gemäß der
Schnittlinie VI-VI und Figur 7 zeigt ein Schaltschema zu dem Organ gemäß Figur 5
und Figur 8 zeigt einen Schnitt durch ein anderes Steuerdruckbeeinflussungsorgan,
nämlich ein solches für eine Arbeitshydraulik, ebenfalls mit zwei Drehschiebern
in eine koaxiale Bohrung.
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Figur 9 stellt im Diagramm den Verlauf der Kennlinien dar.
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Figur 10 zeigt ein Schaltschema für das Abnehmen eines zusätzlichen
Steuerdrucksignales.
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Figur 11 zeigt ein Gerät mit zwei hochdruckabhängigen Leistungsbegrenzern.
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Figur 12 zeigt ein Schaltschema hierzu.
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Figur 13 zeigt im Schnitt eine Steuereinrichtung mit Kraftabgleich.
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Figur 14 zeigt die Bi egestabei nri chtung hierzu als Draufsicht Steuereinrichtung
gemäß auf einen Teil der/Figur 13.
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Figur 15 zeigt ein Schaltschema zu einer anderen Ausgestal tungsform.
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In dem Gehäuse 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen, deren Achse senkrecht
zur Zeichenebene verläuft. In der ZeichenebeneYfraufen die zueinander koaxialen
Achsen der Zulaufbohrung 3 und der Ablaufbohrung 4. In der Bohrung 2 ist ein Drehschieber
drehbar gelagert, der vier Durchbrechungen 6, 7, 8 und 9 aufweist. Die geometrische
Gestaltung dieser vier Durchbrechungen 6, 7, 8 und 9 ist im Tangentialschnitt bzw.
in radialer Ansicht jeweils neben die Durchbrechung gezeichnet und zwar zeigt Figur
la eine Ansicht der uurchbrechung 6, Figur lb eine Ansicht der Durchbrechung 7,
Figur lc eine Ansicht der Durchbrechung 8 und Figur ld eine Ansicht der Durchbrechung
9.
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In der in Blickrichtung der Zeichnung hinteren Wand 10 des Drehschiebers
5 ist eine Bohrung 11 angeordnet, die mit der Steuerdruckleitung in Verbindung steht.
Zwischen den Durchbrechungen 6 und 8 ist ein Wandstück 12 des Drehschiebers 5 vorhanden,
welches in der in der Zeichnung dargestellten Neutralstellung des Drehschiebers
5 die Zulaufbohrungen 3 restlos verschließt. Gegenüber diesem Wandteil 12 ist ein
Wandteil 13 vorhanden, welches schmaler ist als das Wandteil 12 und in der in der
Zeichnung dargestellten Neutral lage mit negativer Uberdeckung die Ablaufbohrung
4 abdeckt.
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Wird der Drehschieber 5 im Uhrzeigersinne verdreht, so kommt mit zunehmender
Verdrehung die Durchbrechung 6 vor die Mündung der Zulaufbohrung 3 und zunehmend
die Durchbrechung 7 vor die Mündung der Ablaufbohrung 4. Damit ist es möglich, daß
ein Steuerölstrom von der Zulaufbohrung 3 durch die Durchbrechung 6, durch den Hohlraum
14 und durch die Durchbrechung 7 in die Ablaufleitung 4 abfließt. Dabei erfolgt
eine Drosselung sowohl an der Kante der Zulaufbohrung 3 und der Durchbrechung 6
als auch an der Kante der Durchbrechung 7 und der Kante der Ablaufbohrung 4 mit
der Folge, daß im Hohlraum 14 ein Staudruck entsteht, der niedriger ist als der
Druck in der Zulaufbohrung 3 und höher ist als der Druck in der Ablaufbohrung 4,
wobei die Höhe dieses Druckes vom Maß der Verdrehung des Drehschiebers 5 abhängig
ist. Ist schließlich mit weiterer Verdrehung des Drehschiebers 5 die Durchbrechung
7 vollkommen an der Mündung der Ablaufbohrung 4 vorbeigegangen, so daß das Wandteil
15 des Drehschiebers 5 die Mündung der Ablaufbohrung 4 vollkommen verdeckt, herrscht
im Hohlraum 14,der durch die Durchbrechung 6 mit der Zulaufbohrung 3 verbunden ist,der
gleiche Druck wie in der Zulaufbohrung 3.
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Die geometrische Form der Durchbrechungen 6, 7, 8 und 9 ist derart
gewählt, daß sich die in Figur 9 aufgetragene Kennlinie ergibt. Dabei ist als gestrichelte
Kurve der Steuerdruckmitteldruck,der in dem Hohlraum 14 herrscht, über dem Verdrehwinkel
des Drehschiebers 5 aufgetragen.
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Als ausgezogene Linie ist der Strom des Steuerdruckmittels aufgetragen,
der von der Zulaufbohrung 3 zu der Ablaufbohrung 4 fließt. Da durch die Steuerdruckbohrung
11 nur so viel Flüssigkeit fließt, wie in den Druckraum vor dem Steuerkolben einströmen
kann, kann der Strom in der Steuerdruckbohrung 11 vernachlässigt werden, also von
einer Kontinuität der Strömung auf dem Wege Zulaufbohrung 3, Hohlraum 14, Ablaufbohrung
4 ausgegangen werden.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Neutralstellung, also Verdrehwinkel
00,ist die Zulaufbohrung 3 durch das Wandteil 12 abgeschlossen und folglich der
Steuerdruckmittelstrom gleich Null. In dem Maße, wie zunehmend die Durchbrechungen
6 und 7 vor die Mündungen der Bohrungen 3 und 4 kommen, steigt der Steuerdruckmittelstrom
an, bis schließlich das Maximum erreicht ist, wenn die Durchbrechung 7 vollkommen
vor der Mündung der Ablaufbohrung 4 liegt. Bei weiterer Verdrehung des Drehschiebers
5 wird der Abfluß durch die Ablaufbohrung 4 zunehmend gedrosselt, bis die Mündung
der Ablaufbohrung 4 durch das Wandteil 15 des Drehschiebers 5 vollkommen abgeschlossen
ist und damit der Steuerdruckmittelstrom wiederum den Wert Null erreicht.
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Wird der Drehschieber 5 aus der in der Zeichnung dargestellten Neutral
lage heraus entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so ergeben sich die gleichen
Funktionen in Bezug auf die Durchbrechungen 8 und 9.
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Der Drehschieber 5 ist starr mit einem Hebel 16 verbunden.
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Neben dem Bereich des Drehschiebers 5, in dem der Hohlraum 14 angeordnet
ist, ist ein Zweikammer-Umsteuerbereich vorgesehen, in dem eine sich diametral durch
den Drehschieber 5 in der Längsebene erstreckende Wand 17 zwei Kammern 18 und 19
voneinander trennt. Die Nut 20 dient zur Aufnahme eines O-Ringes.
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Der Drehschieber 5 bis 17 ist als ein Feingußteil ausgestaltet.
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Die Drehschieber 5a und 5b in dem Steuerdruckbeeinflussungsorgan gemäß
Figur 5 sind beide die gleichen wie der Drehschieber 5 bis 16 gemäß den Figuren
1 bis 4 mit dem einzigen Unterschied, daß bei den untereinander gleichen Drehschiebern
5a und 5b der Hebel 16 nicht mit angegossen ist, sondern auf ein Anschlußteil 22
aufgesetzt werden muß, und daß der Hohlraum 14 durch einen Gewindestopfen 23 abgeschlossen
ist.
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Beide Drehschieber 5a und 5b sitzen koaxial zueinander in einer gemeinsamen
Bohrung des Gehäuses 24. An diesem ist ein Anschluß 25 vorgesehen, an den die in
der Zeichnung nicht mehr dargestellte, mit der Druckmittelquelle verbundene Zulaufleitung
angeschlossen ist. Der Anschluß 25 steht über eine Bohrung 26 und eine Bohrung 27
mit der Zulaufbohrung 3 in Verbindung. Im Gegensatz zu der Zulaufbohrung 3 ist die
Zulaufbohrung 28, wie aus Figur 6 zu ersehen ist, gegenüber der Ebene, in der die
Drehachse des Drehschiebers 5b und die Ablaufbohrung 4 liegen, versetzt. Darüberhinaus
ist der Drehschieber 5b derart in das Gehäuse eingesetzt, daß der Zulaufbohrung
28 die Durchbrechung 7 und der Ablaufbohrung die Durchbrechung 6 zugeordnet ist.
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Die Bohrung 29 steht mit der Kammer 19 in Verbindung und steht hinter
der Zeichenebene in einer in der Zeichnung nicht mehr erkennbaren Weise mit der
Bohrung 30 in Verbindung, die ihrerseits mit der Zulaufbohrung 3 in Verbindung steht.
Senkrecht zur Zeichenebene radial zur Drehachse des Drehschiebers 5a ist eine Steuerdruckleitungsbohrung
31 angeordnet und koaxial zu dieser symmetrisch in Bezug auf die Bohrung, in der
der Drehschieber 5a drehbar ist, ist eine zweite, in der Zeichnung nicht mehr erkennbare
Steuerdruckbohrung 32 angeordnet.
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Die Bohrung 34 ist wiederum eine Ablaufbohrung. Die Bohrung 33 dient
zur Entlastung des Raumes zwischen den beiden Drehschiebern 5a und 5b von eventuell
durchleckendem Druckmittel. Die Bohrungen 4, 33 und 34 sind über eine Querbohrung
35 mit einem drucklosen Behälter verbunden.
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Der Drehschieber 5a dient zum Steuern des Steuerdruckes für die Einstellung
des hydrostatischen Getriebes- eines Fahrantriebes sowie gleichzeitig zur Steuerung
des Abtriebsdrehsinnes.
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Der Drehschieber 5b ist nur in einem Sinn und zwar in Figur 6 im Uhrzeigersinn
aus der in der Zeichnung in Figur 6 dargestellten Neutral lage heraus verschwenkbar
und dient zum Absenken des Steuerdruckes zum Zwecke des Bremsens.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Durch den Zulaufanschluß 25 und die
Bohrungen 26, 27 und 28 fließt Steuerdruckmittel durch die Durchbrechung 7 in den
Hohlraum 14 und von diesem durch die Bohrung 11, die Kammer 19, die Bohrung 29 und
die Bohrung 30. In der in der Zeichnung Figur 6 dargestellten Neutral lage des Drehschiebers
5b ist der Zulauf des Druckmittels durch die Druchbrechung 7 nur geringfügig gedrosselt.
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Ein Ablauf kann nicht erfolgen, da die Mündung der Ablaufbohrung 4
durch das Wandteil 12 vollkommen abgedeckt ist, das heißt, der volle Steuerdruckmittel
strom, der durch den Anschluß 25 zugeführt wird, fließt durch die Bohrung 29 zu
der Bohrung 30. Wird der Drehschieber 5b im Uhrzeigersinn verschwenkt, so wird die
Durchbrechung 7 teilweise durch den Rand der Mündung der Zulaufbohrung 28 abgedeckt
und damit an der Mündung der Zulaufbohrung 8 durch die Durchbrechung 7 gedrosselt.
Gleichzeitig wird eine Kante der Durchbrechung 6 unter die Mündung der Ablaufbohrung
4 gelangen, so daß an dieser Stelle Steuerdruckmittel aus dem Hohlraum 14 gedrosselt
abfließen kann. In diesem Falle ist also der Druck im Hohlraum 14 nicht mehr gleich
dem Druck in der Zulaufbohrung 18, sondern wird diesem gegenüber abgesenkt, bis
schließlich die Zulaufbohrung 28 ganz abgesperrt ist.
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Von der Bohrung 30 und der Zulaufbohrung 3 fließt das Druckmittel
in der im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Weise in einem vom Verdrehwinkel
des Drehschiebers 5a abhängigen gedrosseltem Maße in den Hohlraum 14 und von diesem
durch die Bohrung 11 in die Kammer 19. Da die Wand 17 eine geringere Wandstärke
hat als der Durchmesser der Steuerdruckbohrungen 31 und 32,ist die Kammer 19 in
der Neutrallage des Drehschiebers 5a mit beiden Steuerdruckbohrungen 31 und 32 verbunden.
Wird jedoch der Drehschieber 5a verschwenkt derart, daß in Figur 5 das obere Teil
hinter die Zeichenebene wandert, so wird die Wand 17 derart verdreht, daß sie die
Steuerdruckbohrung 31 über die Kammer 18 mit der Ablaufbohrung 34 verbindet und
auf der anderen Seite der Wand 17 die Steuerdruckbohrung 32 mit der Kammer 19 verbindet,
die über die Bohrung 11 mit dem Hohlraum 14 verbunden ist. Wird der Drehschieber
5a im entgegengesetzten Drehsinn verschwenkt, so wird die Kammer 19 mit der Steuerdruckbohrung
31 und die Steuer-
druckbohrung 32 mit der Ablaufbohrung 34 verbunden.
Der Drehsinn, in dem der Drehschieber 5a verschwenkt wird, bestimmt somit, welche
der beiden Steuerdruckbohrungen 31 und 32 mit dem Hohlraum 14 verbunden wird. Da
jede der beiden Steuerdruckbohrungen 31 und 32einer Einstellrichtung des hydrostatischen
Getriebes die jeweils einem Abtriebsdrehsinn zugeordnet ist, führt , wird mittels
des Kammerteiles 17, 18, 19 des Drehschiebers 5 gleichzeitig die Abtriebsdrehrichtung
des Getriebes und damit die Fahrrichtung des Fahrzeuges bestimmt.
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Die Wirkungsweise wird im Folgenden anhand des Schaltschemas Figur
7 noch zusätzlich erläutert. Durch die Leitung 28 strömt das zugeführte Steuerdruckmittel
zu dem Drehschieber 5b, der der Bremsfunktion zugeordnet ist und somit die Aufgabe
hat, den Steuerdruck bei Betätigen des Drehschiebers 5b abzusenken unabhängig davon,
in welcher Lage sich der Drehschieber 5a befindet. In der in der Zeichnung dargestellten
Lage verbindet der Drehschieber 5b die Leitung 28 ungedrosselt mit der Leitung 29,
während die Abflußleitung 4 abgesperrt ist.Mit zunehmender Verdrehung des Drehschiebers
5b stellt dieser eine gedrosselte Verbindung zwischen den Leitungen 28 und 4 her
und drosselt gleichzeitig die Verbindung zur Leitung 29 bis schließlich im Extremzustand
die Leitung 29 abgesperrt ist und nur noch eine gedrosselte Verbindung zwischen
den Bohrungen 28 und 4 besteht.
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Von der Leitung 29, 30 zweigt eine Bremssteuerleitung 36 ab, die zu
einem Bremszylinder 38 führt, in dem ein Bremskolben 39 gegen die Kraft einer Feder
40 verschiebbar ist. Der Kolben 39 ist mit einer Bremse 41 verbunden, die unter
der Wirkung der Kraft der Feder 40 geschlossen ist. Steht über die Leitung 36 der
Zylinder 38 unter Steuerdruck, so wird der Kolben 39 gegen die Kraft der
Feder
40 verschoben und somit die Bremse 41 gelöst. Das heißt, wenn durch die Leitungen
29, 30 der volle Steuerdruck strömt, ist die Bremse 40 gelöst, wird jedoch der Steuerdruck
vermindert, legt sich die Bremse 41 zunehmend an.
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Die Leitung 31 führt zum Servostellkolben der Stelleinrichtung des
durch die Steuereinrichtung gesteuerten hydrostatischen Getriebes und die Leitung
32 führt zu dem Servosteuerkolben, der den Zulauf zu der zweiten Seite des Stellzylinders
steuert, das heißt, das Getriebe kann nur auf eine Abtriebsdrehzahl angesteuert
werden, wenn in einer der beiden Steuerdrucklei tungen 31 oder 32 Steuerdruck ansteht,
wobei der Drehsinn des Getriebes davon abhängig ist, in welcher der beiden Steuerdruckleitungen
31 oder 32 der Steuerdruck ansteht. Das in dem Schaltschema Figur 7 obere Teil des
Drehschiebers 5a entspricht dem Bereich 6 bis 15 des Drehschiebers, durch den also
in der in der Zeichnung dargestellten Neutral lage die Zulaufbohrung 30 abgesperrt
ist und eine gedrosselte Verbindung zwischen dem Hohlraum 14,der mit der Bohrung
11 in Verbindung steht, und der Ablaufbohrung 4 hergestellt ist. Bei zunehmender
Verschwenkung aus der Neutral lage heraus wird unabhängig vom Drehsinn eine zunehmend
weniger gedrosselte Verbindung zwischen den Bohrungen 30 und 11 hergestellt und
die Verbindung zur Ablaufbohrung 4 zunehmend gedrosselt.
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Das im Schaltschema Figur 7 untere Teil des Drehschiebers 5a stellt
den Kammerumschaltbereich mit der Wand 17 und den Kammern 18 und 19 dar. Wie bereits
im Zusammenhang mit der Wandstärke der Wand 17 und dem Durchmesser der Mündungen
der Steuerdruckbohrungen 31 und 32 erläutert, ist in Neutral stellung des Drehschiebers
5a eine H-Schaltung geschaffen, damit sich in keiner der Steuerdruckleitungen 31
und 32 in Neutral stellung des Drehschiebers 5a ein Druck
aufbauen
kann, weil alle vier Anschlüsse 11, 31, 32, 34 miteinander verbunden sind. Es kann
sich also auch nicht ungewollt ein Druck aufbauen, der ungewollt zu einem Verstellen
des hydrostatischen Getriebes aus der dem Stillstand der Abtriebswelle zugeordneten
Lage heraus führen würde.
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Wenn in einer der Steuerdruckleitungen 31 oder 32 ein Steuerdruck
ansteht, dann steht auch in der Leitung 37 ein Steuerdruck an, der über ein druckabhängig
umschaltendes Umschaltventil 42 einer Druckleitung 43 zugeführt wird, an die ein
Stellzylinder 44 angeschlossen ist, in dem ein Stellkolben 45 gegen die Kraft einer
Feder 46 verschiebbar ist. Der Stellkolben 45 ist mit dem Stellhebel 47 des Einstellorganes
48 verbunden, wobei das Einstellorgan die Drehzahl des Dieselmotors steuert, der
das hydrostatische Getriebe antreibt, welches an die Steuerdruckleitungen 31 und
32 angeschlossen ist. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel die Wahl der Federvorspannungen
der Feder 46 und der Federn in den Einstellorganen des Getriebes derart gewählt,
daß beim Steuerdruck Null das Einstellorgan 48 auf die Leerlaufdrehzahl des Dieselmotors
eingestellt ist. Steigt der Steuerdruck auf den Wert von 4 bar, so ist bei diesem
Ansteigen das Einstellorgan 48 bis auf eine Einstellung auf 1000 Umdrehungen pro
Minute eingestellt worden. Bei dieser Drehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute gibt
der Dieselmotor ein etwas höheres Drehmoment ab als bei der maximalen Drehzahl.
Steigt der Steuerdruck von 4 bis 10 bar, so ändert sich dabei die Einstellung des
Einstellorganes 48 nicht, das heißt, der Dieselmotor bleibt auf 1000 Umdrehungen
eingestellt. Bei dieser Steigerung von 4 auf 10 bar wird jedoch das hydrostatische
Getriebe von der dem Steuerdruck 4 bar zugeordneten Lage mit der Abtriebsdrehzahl
Null bis auf die dem Steuerdruck 10 bar zugeordnete maximale Ubersetzung auf größte
Abtriebsdrehzahl eingestellt. Steigt der Steuerdruck über 10 bar an, bleibt das
hydrostatische Getriebe auf dieser Einstellung
für maximale Antriebsdrehzahl
und das Einstellorgan 48 wird bis auf maximale Abtriebsdrehzahl des in der Zeichnung
nicht mehr dargestellten Dieselmotors verstellt.
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Das in Figur 8 dargestellte Steuerdruckeinstellorgan weist ebenfalls
zwei untereinander gleiche Drehschieber 5a auf, die auch bei dem Steuerdruckbeeinflussungorgan
gemäß Figur 8 gemeinsam koaxial in einer durchgehenden Bohrung angeordnet sind.
Von dem Steuerdruckbeeinflussungsorgan gemäß Figur 5 unterscheidet sich das Steuerdruckbeeinflussungsorgan
gemäß Figur 8 jedoch dadurch, daß jeder Drehschieber 5a eine Steuerdruckleitung
steuert, die zu einem von diesem wsteuerten, in der Zeichnung nicht mehr dargestellten
Gerät führt. Vorzugsweise dient jede der Steuerdruckleitungen zum Steuern eines
Wegeventiles, mit dem eine Arbeitshydraulik, beispielsweise der Hubzylinder einer
Hubhydraulik mit Druck beaufschlagt oder entlastet wird. Auch bei dem Steuerdruckbeeinflussungsorgan
gemäß Figur 8 fließt von dem Anschluß 25a her das Druckmittel zu den Zulaufbohrungen
3, an deren Mündungen es durch den Drehschieber 5a gesteuert wird. Von dem Kammerbereich
17, 18, 19 gehen einerseits bei dem in der Zeichnung rechten Drehschieber 5a eine
Bohrung 49 und bei dem in der Zeichnung linken Drehschieber eine Bohrung 50 ab,
die also jeweils das volle Steuerdrucksignal führen. Entsprechend den Bohrungen
31 und 32 sind hier Bohrungen 51 vorgesehen, denen in der Zeichnung nicht mehr erkennbare,
weil vor der Zeichenebene liegende Bohrungen 52 gegenüberliegen.
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Da die gleichen Drehschieber verwendet werden wie bei dem Steuerdruckbeeinflussungsorgan
gemäß Figur 1, werden auch mit dem Steuerdruckbeeinflussungsorgan gemäß Figur 8
die Kennlinien gemäß Figur 9 erzielt.
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In dem Schaltschema gemäß Figur 10 ist die Zusammenschaltung zweier
Steuerdruckbeeinflussungsorgane 53 gemäß Figur 8 dargestellt. Das in Figur 10 linke
Steuerdruckbeeinflussungsorgan 53 dient mit seinem in Figur 10 oberen Drehschieber
zum Steuern des Hebens oder Senkens der Hubpresse eines Hubgerüstes eines Gabelstaplers,
während der in Figur 10 in dem linken Steuerdruckbeeinflussungsorgan 53 untere Drehschieber
5a zum Steuern des Vorwärts-oder Rückwärtsneigens dient, wobei die Steuerdruckleitungen
51 und 52 zu einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten hydraulisch gesteuerten
Wegeventil führen, durch welches das Beaufschlagen des Hubzylinders mit Druck bzw.
das Entlasten von Druckmittel gesteuert wird, während die beiden Steuerdruckleitungen
51a und 52a zu dem Wegeventil führen, welches das Beaufschlagen der Neigezylinder
in der einen oder in der anderen Richtung bewirken.
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Das in Figur 10 rechte Steuerdruckbeeinflussungsorgan 53a dient zum
Steuern einer Zweifach-Zusatzhydraulik. In diesem in der Zeichnung rechten Steuerdruckbeeinflussungsorgan
53a ist an die beiden Leitungen 11 ein druckabhängig umschaltendes Umschaltventil
54 angeschlossen, dessen Ausgangsleitung 55 an das druckabhängig umschaltende Umschaltsentil
58 angeschlossen ist. In dem in Figur 10 linken Steuerbeeinflussungsorgan 53 ist
an die dem in Figur 10 unteren Drehschieber 5a zugeordnete Verbindungsleitung 11
ein druckabhängig umschaltendes Umschaltventil 56 angeschlossen, an dessen andere
Seite eine Leitung 57 angeschlossen ist, die jedoch nicht an die Verbindungsleitung
11, sondern an die Leitung 51 angeschlossen ist, das heißt, daß die Leitung 57 nicht
unabhängig davon, nach welcher Seite der Drehschieber 5a verdreht ist, beaufschlagt
wird, sondern nur dann beaufschlagt wird, wenn die Steuerdruckleitung 51 mit Druck
beaufschlagt wird, nicht aber auch, wenn die Steuerdruckleitung 52 mit Druck beaufschlagt
wird und
zwar deshalb, weil die Steuerdruckleitung 51 das Heben
bewirkt, das heißt, bei Beaufschlagen der Steuerdruckleitung 51 die Brennkraftmaschine
auf erhöhte Leistungsabgabe geschaltet werden muß, während bei Beaufschlagen der
Steuerdruckleitung 52 der Absenkvorgang angesteuert wird, der ohne Zufuhr von Energie
von der Brennkraftmaschiene aus abläuft. Von dem druckabhängig umschaltenden Umschaltventil
58 aus geht eine Leitung 59, die zu dem bereits in Figur 7 beschriebenen Umschaltventil
42 führt, von dem die Leitung 43 ausgeht, die zum Stellzylinder 44 des Einstellorganes
48 der Brennkraftmaschine führt.
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Bei dem in Figur 11 dargestellten Leistungsbegrenzungsorgan ist in
dem Gehäuse 60 eine Bohrung 61 vorgesehen, in der ein Zweikantensteuerschieber 62
verschiebbar ist, der einerseits gegen eine Einstellfeder 63 abgestützt ist und
andererseits gegen eine Feder 64 abgestützt ist, die ihrerseits gegen einen Federteller
65 abgestützt ist, der seinerseits gegen einen Hochdruckkolben 66 abgestützt ist,
der in den Druckraum 67 hineinragt, der vom Huchdruck des durch diesen Leistungsbegrenzer
bezüglich der Leistungsabgabe zu begrenzenden Getriebesbeaufschlagt wird. Gegen
den Federteller 65 ist weiterhin ständig eine Feder 68 abgestützt und bei hinreichender
Verschiebung legt sich der Federteller 65 weiterhin noch gegen die Feder 69 an.
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Durch die Bohrung 70 ist der Raum vor der Stirnfläche des Zweikantenschiebers
62 also mit Steuerdruck beaufschlagt. Dieser Steuerdruck wirkt allerdings auch auf
die federseitige Stirnfläche des Kolbens 66. Da der Steuerdruck jedoch wesentlich
geringer ist als der Hochdruck, ist dieser Einfluß gering. Durch die Axialbohrung
71 in dem Zweikantensteuerschieber 62 geht eine Verbindung zu der Querbohrung 72
und der Ringnut, von der aus das Steuerdruckmittel in die Bohrung 73 abfließen kann.
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im Im unteren Teil der Figur 11 ist ein/Prinzip gleicher Leistungsbegrenzer
dargestellt, dessen Hochdruckraum 67a vom Hochdruck in der zweiten Leitung des im
geschlossenen Kreislauf arbeitenden hydrostatischen Getriebes beaufschlagt wird.
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Die in den Figuren 12, 13, 14 und mit Abwandlung 15 beschriebene Stelleinrichtung
weist in einem Gehäuse 80 zwei zueinander koaxiale Bohrungen 81 auf, in denen ein
Schieberkolben 82 verschiebbar ist, der an jeder Seite einen Zweikantenschieber
aufweist und dessen Mittelteil zu einem Verbindungskopf 83 ausgebildet ist. Dieser
Schieberkolben 82 ist zwischen zwei Einstellfedern 84 verschiebbar, die jeweils
gegen einen mittels einer Schraube einstellbaren Federteller 85 abgestützt sind.
Jede der Stirnseiten des Schieberkolbens 82 ist von jeweils einem Steuerdruck beaufschlagt
und jeder der jeweils ein Teil des Schieberkolbens 82 bildenden Zweikantenschieber
steuert Zu- und Abfluß von Druckmittel durch die Leitungen 86a und 87a bzw. 86b
und 87b, wobei jeweils die Leitung 86a bzw. 86b zu einem der in der Zeichnung nicht
mehr dargestellten Stellzylinder führt, in denen in der Zeichnung ebenfalls nicht
mehr dargestellte Stellkolben verschiebbar sind, die an der Wiege 90 der einzustellenden
Axialkolbenmaschine angreifen. Im Abstand von der Schwenkachse der Wiege 90 ist
in dieser ein Biegestab 91 mit seinem Kopfteil 92 befestigt. Das andere Ende des
Biegestabes 91 ragt mit einem Kugelkopf 92 in eine Bohrung des Mittelkopfes 83 des
Schieberkolbens 82.
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Im Schaltschema Figur 12 ist die einstellbare Pumpe des hydrostatischen
Getriebes dargestellt, die je nach Einstellung entweder in die Förderleitung 101
oder in die Förderleitung 102 fördert, die mit einem in der Zeichnung nicht mehr
dargestellten Hydromotor im geschlossenen
Kreislauf verbunden sind.
Mit dem Stellglied 103 der Pumpe 100 ist ein Stellkolben 104 verbunden, der in einem
Stellzylinder 105 zwischen zwei Zentrierfedern 106 verschiebbar ist. Die beiden
Druckräume in dem Stellzylinder 105 beiderseits des Stellkolbens 104 werden durch
die beiden Druckleitungen 107 und 108 mit Steuerdruck beaufschlagt. Diese Beaufschlagung
wird gesteuert über den Schieberkolben 82. Der Biegestab 91 ist im Schaltschema
Figur 12 dargestellt als die beiden Federn 91a und zwar kann der eine Biegestab
51 als zwei Federn dargestellt werden, da der Biegestab nach beiden Seiten elastisch
federnd durchgedrückt werden kann, während die beiden Federn in Figur 12 nur als
Druckfedern dargestellt sind.
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Dem Teil mit dem Schieberkolben 82 sind die beiden Leistungsbegrenzerventile
160 vorgeschaltet, die den Leistungsbegrenzern in dem Gehäuse 60 gemäß Figur 11
entsprechen.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 15 entsprechen die Teile 82,
90 und 100 bis 108 den in Figur 12 mit dem einigen Unterschied, daß anstelle der
Leistungsbegrenzer 160 die Leistungsbegrenzer 160a vorgesehen sind, die ihrerseits
in Bezug auf die Federvorspannung auf der dem Druckraum 67 gegenüberliegenden Seite
von der Einstelllage des Einstellorganes 103 abhängig sind.