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Hydraulische Steuervorrichtung für hydrostatische Getriebe
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung für hydrostatische Getriebe von Raupenfahrzeugen oder auch Räderfahrzeugen, die keine lenkbaren Räder besitzen und deren Räder jeder Fahrzeugseite zwangsläufig die gleiche Umfangsgeschwindigkeit aufweisen, weshalb sie ebenso wie
Raupenfahrzeuge gelenkt werden müssen.
Zur Lenkung von Raupenfahrzeugen ist es notwendig, die Raupen unabhängig voneinander zu beein- flussen bzw. anzutreiben. Im Falle einer hydrostatischen Kraftübertragung vom Antriebsmotor auf die Raupen müssen zu diesem Zweck ausser mindestens einem als Pumpe wirkenden, vom Motor angetriebenen Primärteil zwei Sekundärteile vorgesehen sein, die als Ölmotoren arbeiten, von denen jeder einer Raupe zugeordnet ist.
Bei bekannten Steuerungen dieser Art hat es sich nachteilig ausgewirkt, dass es ausschliesslich dem Fahrer überlassen werden muss, die regelbaren Teile des Getriebes nach eigenem Gutdünken einzustellen, wodurch oft Überlastungen sowohl des Motors als auch der Getriebeteile auftreten können. Diese Überlastungen können schliesslich zur Zerstörung des Getriebes oder Motors führen. Überdies ist bei hydraulischen Getrieben eine gefühlsmässige Einstellung der wirtschaftlichsten Betriebsverhältnisse schwierig ; infolgedessen ist z. B. der Treibstoffverbrauch meist unverhältnismässig hoch. Die Erfindung bezweckt nun, eine hydraulische Steuerung zu schaffen, durch die sich die genannten Nachteile vermeiden lassen.
Die erfindungsgemässe Steuerung, bei welcher das Getriebe mindestens eine angetriebene Pumpe als Primärteil und mindestens zwei treibende Pumpen als Sekundärteil aufweist, wobei die treibenden Pumpen durch hydraulische Leitungspaare parallel an die angetriebene Pumpe angeschlossen sind und wobei in jedem dieser Leitungspaare ein Drosselventil zur unabhängigen Beeinflussung der Abtriebsdrehzahl der treibenden Pumpen vorgesehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der Pumpen bzw.
der ihr entsprechende Verdrängungsraum regelbar ist, wobei ein an eine der Leitungen angeschlossener Regler über ein Gestänge mit dieser regelbaren Pumpe in Verbindung steht und dieselbe in Abhängigkeit vom Druck des Arbeitsmittels in der genannten Leitung selbsttätig regelt, und dass vorzugsweise die regelbare Pumpe zwischen zwei Regelbereichen umsteuerbar ist und dass ein Umschaltgestänge vorgesehen ist, das den Regler dieser Pumpe in beiden Regelbereichen wirksam macht, oder aber dass mindestens ein Umsteuerventil zur Reversierung der Drehrichtung mindestens einer der zwei treibenden Pumpen vorgesehen ist.
In der Zeichnung sind drei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Steuervorrichtung von Raupenfahrzeugantrieben schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. 1die erste Ausführungsform mit nicht umsteuerbaren Primär- und SekundärteUen, Fig. 2 die zweite Ausführungsform mit umsteuerbarem Primärteil und umsteuerbaren Sekundärteilen, Fig. 3 die. dritte Ausführungsform mit einem nicht umsteuerbaren Primärteil und zwei umsteuerbaren Sekundärteilen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform einer Steuervorrichtung für einen Raupenfahrzeugantrieb mit relativ geringer Leistung ist mit 1 ein Antriebsmotor bezeichnet, der über eine Welle 2 mit einer als Primärteil wirkenden Axialkolbenpumpe 3 verbunden ist, wobei sie mit schwenkbarem Gehäuse ausgebildet ist und sich zur Veränderung der Fördermenge von der Stellung V in die Stellung Vmax verschwenken lässt. An der Druckseite der Axialkolbenpumpe 3 ist eine Druckleitung 5 angeschlossen, die
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über Zeigleitungen 6 und 7 mit je einem Steuerkolben 8 bzw. 9 in Verbindung steht. Jeder der bei- den Steuerkolben 8 und 9 ist in einem Gehäuse 10 bzw. 11 angeordnet und mittels eines Hebels 8a bzw.
9a betätigbar.
Die beiden Schiebergehäuse sind zudem über je eine Zweigleitung 12 bzw. 13 mit einer
Rückleitung 14 verbunden, welche an die Saugseite des Primärteiles 3 angeschlossen ist. i Die beiden Steuerkolben sind je einem als Axialkolbenmotor 15, 16 wirkenden Sekundärteil zugeord- net, wobei der Motor 15 über die an seine beiden Seiten angeschlossenen Leitungen 17 und 18 mit dem
Gehäuse 10 des Steuerkolbens 8 und der Motor 16 über die an seine beiden Seiten angeschlossenen Lei- tungen 19 und 20 mit dem Gehäuse 11 des Steuerkolbens 9 verbunden sind. Die beiden Motoren 15 und 16 sind über Abtriebswellen 21 und 22 mit je einer (nicht dargestellten) Raupe des Fahrzeuges bzw. eines Ra- ) des oder der Räder einer Fahrzeugseite verbunden.
Jeder der Motoren ist zwischen einer Stellung V und Vmax zur Veränderung der Schluckmenge verschwenkbar.
Sowohl die Pumpe als auch die beiden Motoren sind mit automatisch arbeitenden Regelvorrichtungen
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für konstanten Druck (Sekundärteile) ausgebildet sind und eine selbsttätige Einstellung der Getriebeüber- ) setzung in Abhängigkeit vom jeweiligen sekundärseitigen Motorwiderstand und von der jeweiligen primär- seitig zur Verfügung stehenden Eingangsleistung vornehmen. Da die Regelvorrichtungen für alle drei Tei- le, d. h. die Kolbenpumpe 3 und die beiden Kolbenmotoren 15 und 16 einander entsprechende Elemente aufweisen, sind diesen für alle Regelvorrichtungen gleiche Bezugsziffern zugeordnet.
Das eigentliche Regelorgan jeder Regelvorrichtung besteht aus einem feststehenden Zylinder 23 und einem in diesem verschiebbaren Kolben 24, der über eine Lasche 25 gelenkig mit dem Gehäuseder zuge- hörigen Axialkolbenmaschine verbunden ist. Der Zylinder 23 ist über eine Übertragungsleitung 26 mit der
Druckleitung 5 verbunden, so dass also der in dieser Leitung herrschende Druck-immer auf den Kolben ein- wirkt. Das schwenkbare Gehäuse der Axialkolbenmaschine ist anderseits durch eine Druckfeder beeinflusst, die einer Verschiebung des Kolbens 24 bzw. Verschwenkung des Gehäuses unter wachsendem Druck in der i Leitung 5 entgegenwirkt.
Während bei der Regelvorrichtung für die Pumpe eine solche Verschwenkung von Vmax gegen Vo erfolgt, wodurch die Fördermenge der Pumpe abnimmt, ist die Anordnung der Regelvor- richtungen der Motoren 15 und 16 so gewählt, dass diese bei wachsendem Druck von Vmin gegen Vmax verschwenkt werden, wodurch eine Erhöhung der Schluckmenge bewirkt wird.
Im Betrieb liefert die Pumpe 3 den beiden Motoren 15 und 16 eine der Drehzahl ihrer Antriebswelle 2 und ihrem Schwenkwinkel entsprechende Ölmenge, wobei diese den genannten Motoren entweder über die
Leitungen 17 bzw. 19 oder 18 bzw. 20 zugeführt wird, je nachdem ob sich die Hebel 8a und 9a der Steuer- kolben 8 und 9 in der Stellung A oder R befinden, deren Lage für die Drehrichtung der Wellen 21 und 22 sowie auch für die effektiv an die Motoren gelangende Ölmenge bestimmend ist, indem die Steuerkolben
8 und 9 auch als Drosselorgane wirken können. i Stellt sich bei der in Fig.
1 gezeigten Lage der Elemente ein Überdruck in den Leitungen 17 und 19 ein, so wird dieser über die Leitung 26 an das Regelorgan 23 der Pumpe übertragen, das denselben von Vmax gegen Vo verschiebt, wodurch die Förderleistung der Pumpe sinkt und damit auch der Druck in der
Leitung 5 abnimmt, bis'wieder ein dem Ansprechdruck des Regelorganes entsprechender Druck erreicht ist. Sinkt der Druck in der Leitung unter den Ansprechdruck, so wird die Pumpe in entsprechender Weise wieder gegen Vmax ausgeschwenkt.
Wenn sich die Hebel 8a und 9a bzw. einer derselben in der Stellung R befinden, so führen die Steuer- kolben 8 und 9 den Ölmotoren das Druckmedium über die Leitungen 18 und 20 bzw. über die Leitungen
20 und 17 oder 19 und 18 zu. Steigt dabei derDruck in einer oder beiden Leitungen an, so wird der Druck- anstieg wieder über die Leitungen 26 auf die Regelorgane übertragen, die allenfalls eine Verschwenkung der Motoren 15, 16 gegen Vmax d. h. im Sinne einer zunehmenden Schluckmenge, bewirken. Daraus ist ersichtlich, dass die Regelorgane der beiden Motoren 15, 16 für beide Zuführrichtungen des Druckmittels bzw. Drehrichtungen der Wellen 21 und 22 in gleicher Weise wirksam sind.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausfilhrungsform'uafterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 in erster Li- nie dadurch, dass sowohl die Pumpe 30 als auch die beiden Motoren 31 und 32 umsteuerbar sind, d. h. über einen Förder- bzw. Schluckbereich von +Vmax bis-Vmax einstellbar sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, stehen die von einer Brennkrtftmaschine 33 angetriebene Ölpumpe 30 bzw. deren beide Druckseiten über
Leitungen 34, 36 und 38 bzw. 35,37 und 39 mit den Ölmotoren 31 und 32 in Verbindung. Die Leitungen
36, 37 des Ölmotors 31 enthalten ein Drosselventil 40 und die Leitungen 38 und 39 des Ölmotors 32 ein
Drosselventil 41.
Die beiden Drosselventile sind durch einen gemeinsamen Steuerhebel 43 einzeln betä- tigbar, so dass also wahlweise ein Zufluss der Steuerflüssigkeit an den einen oder den andern der Ölmotoren gedrosselt werden kann.
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Motoren mittels des entsprechenden Handrades 62 umgesteuert, je nachdem in welcher Richtung die Wendung desFahrzeuges erfolgen soll. Während der umgesteuerte Motor im Bereich-Vmax bis Vo wirkt, bleibt der Schieber 49 des zugehörigen Umsteuerventils 47 in derjenigen Stellung, in welcher die Leitungen 50 und 53 miteinander in Verbindung stehen.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nach demjenigen von Fig. 2 hauptsächlich dadurch, dass die Pumpe 70 nicht reversierbar ist und deshalb dessen Regler 71 nur einfach wir-
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konstanten Förderrichtung der Pumpe keine Umschaltventile benötigt. Da das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 im übrigen demjenigen nach Fig. 2 entspricht, sind die entsprechenden Teile der beiden Ausfüh- rungsbeispiele mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels entspricht ebenfalls weitgehend derjenigen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2.
Während jedoch beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Rilckwärtsfahrt des Fahrzeuges durch Umsteuerung entweder der Pumpe oder der beiden Motoren bewirkt werden kann, lässt sich diese beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nur i durch gemeinsame Umsteuerung der beiden Motoren erreichen.
Wenn auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Drosselventile 40 und 41 sowohl für die Hochdruck- seite wie auch für die Niederdruckseite wirksam sind, würde es hier genügen, dieselben nur für die Hoch- druckseiten vorzusehen. Da es für das Wenden genügt, wenn nur ein Ölmotor umgesteuert werden kann, lässt sich eine vollkommene Lenkbarkeit des Fahrzeuges auch mit nur einer umsteuerbaren Pumpe und einem umsteuerbaren Motor erreichen.
Ein besonderes Merkmal stellt die Druckentnahme für die Steuerung der Ölmotoren zwischen den
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bei Verminderung des Drehmomentes und der Drehzahl bewirkt wird, was der verminderten Belastung dieses Ölmotors entspricht. Liegt die Druckentnahme für die Steuerung der Ölmotoren zwischen den Drosselventilen und den Ölmotoren, so wird der Regler des gedrosselten Ölmotors ebenfalls mit gedrosseltem Drucköl beaufschlagt, wodurch der Ölmotor im Sinne einer Verminderung des Hubvolumens beeinflusst wird.
Dadurch wird einerseits das Drehmoment des gedrosselten Ölmotors zusätzlich reduziert, was einer Verstärkung der Drosselung gleichkommt und wegen der Parallelschaltung der Motoren zu einer zusätzli- chen Verlangsamung des gedrosselten Motors führt, anderseits dasSchluckvermögen des gedrosselten Motors verkleinert, was zu einer Verminderung der gedrosselten Ölmenge und somit zu einer Reduktion der Drosselverluste führt.
Als Primär- bzw. Sekundärteile können grundsätzlich alle Kapseltriebwerke Verwendung finden, doch eignet sich das dargestellte Kolbenkapseltriebwerk mit axial angeordneten Kolben und schwenkbarem Zy- . linder besonders gut hiezu. Auch die Regelvorrichtungen brauchen keineswegs die beispielsweise dargestellte Form aufzuweisen. So sind vorgesteuerte Reglerorgane sowie hydraulisch oder elektrisch betätigte Umsteuergestänge denkbar, ohne das. Wesen der Erfindung zu ändern.
Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, an Stelle der in Fig. l dargestellten, durch Regler gesteuerten schwenkbaren Sekundärteile. feste Ölmotoren zu verwenden. Weiter ist die Kombination eines festen Primärteiles mitzweidurchdruckreglergesteuerten. schwenkbarenund reservierbaren Sekundärteilendenkbar.
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