-
Steuerung für ein stetig regelbares Getriebe, insbesondere hydrostatisches
Getriebe Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein stetig regelbares Getriebe,
insbesondere hydrostatisches Getriebe, mit einem Meßwerk, das ein oder mehrere vom
Übersetzungsverhältnis beeinflußte Betriebsgrößen des Getriebes und/oder der angetriebenen
Maschine anzeigt und dadurch das Übersetzungsverhältnis einstellt oder begrenzt.
Es ist bekannt, mit Hilfe einer derartigen Steuerung eine Überlastung des Antriebsmotors
zu vermeiden. So hat man vorgeschlagen, bei Hubwerken mit einem stetig regelbaren
Getriebe die Abtriebsleistung durch entsprechende Steuerung des Übersetzungsverhältnisses
gleichbleibend zu halten, also leichte Lasten schneller zu heben als schwere (vgl.
deutsches Patent 729 441). Auf diese Weise kann man den Antriebsmotor voll ausnutzen.
Das Getriebe wird zu diesem Zweck mit einem Meßwerk versehen, welches eine vom Übersetzungsverhältnis
beeinflußte Betriebsgröße des Getriebes anzeigt, insbesondere den Flüssigkeitsdruck.
Beeinflußt das Meßwerk das Übersetzungsverhältnis durch Änderung des Schluckvermögens
des Motorteils des Getriebes in der Weise, daß der Druck im Flüssigkeitsgetriebe
gleichbleibt, so ergibt sich dann eine gleichbleibende Abtriebsleistung, wodurch
eine Überlastung der Antriebsmaschine vermieden wird.
-
Die Erfindung beruht nun auf der Erwägung, daß es aus wirtschaftlichen
Gründen häufig wichtiger ist, einen die Lebensdauer des Getriebes oder der angetriebenen
Maschine beeinträchtigenden Betriebszustand zu vermeiden, als die Leistungsfähigkeit
des Antriebsmotors voll auszunutzen. Maßgeblich für die Lebensdauer ist das Verhalten
der empfindlichsten Teile des Getriebes oder der angetriebenen Maschine. Zu den
empfindlichsten Teilen gehören beispielsweise Wälzlager. Die Lebensdauer von Wälzlagern
berechnet sich nach der Formel
M In dieser Formel bezeichnet L die Zahl der Betriebsstunden, für die ein zuverlässiger
Betrieb gewährleistet werden kann. a ist eine Konstante, in der die Maschinenanlage
Tragzahl des betreffenden Wälzlagers in der dritten Potenz enthalten ist. n ist
die Drehzahl, mit der das Lager betrieben wird, und P dessen Belastung, die sich
gegebenenfalls in bekannter Weise aus einer Radialkraft und einer Axialkraft zusammensetzt.
Man ersieht aus dieser Formel, daß die Lebensdauer dadurch verlängert werden kann,
daß man nur bei verhältnismäßig niedriger Belastung eine hohe Drehzahl und umgekehrt
bei hoher Drehzahl nur eine niedrige Belastung zuläßt.Außer der Drehzahl und der
Belastung gibt es noch zahlreiche weitere Betriebs- Flüssiggrößen, von denen die
Lebensdauer der Maschinen- keitsgetriebe anlage abhängt, z. B. der Abrieb, die Ermüdung,
Korrosion u. dgl.
-
Die meisten dieser Betriebsgrößen, von denen die Lebensdauer der Maschine
abhängt, lassen sich durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes
verringern oder vergrößern.
-
Erfindungsgemäß wird nun die Aufgabe, vermöge einer entsprechenden
Steuerung des stetig regelbaren Getriebes eine möglichst lange Lebensdauer der aschinenanlage
zu gewährleisten, dadurch gelöst, daß das in an sich bekannter Weise den Druck,
das Drehmoment, die Drehzahl oder die Temperatur anzeigende Meßwerk in gegenständlicher
Weise so ausgestaltet ist, indem es z. B. aus einem Tachometerdynamo und einem druckabhängigen
Kohlewiderstand besteht, daß es eine von Drehzahl, Druck bzw. Leistung abhängige
Wirkungscharakteristik aufweist, die bei einer Verringerung der Belastung eine wachsende
Drehzahl der Getriebewelle ergibt, wobei Belastung und Drehzahl in einem solchen
Verhältnis zueinander stehen, daß die Mindestlebensdauer der bei allen Geschwindigkeiten
genau oder annähernd gleich groß ist.
-
In Anwendung auf ein Hubwerk bedeutet das, daß die Abtriebsleistung
des Getriebes nicht unbedingt gleichbleibend erhalten wird, sondern bei hohen Abtriebsdrehzahlen
niedriger bemessen wird als bei geringeren Abtriebsdrehzahlen.
-
Wenn das Meßwerh der Steuerung entweder das Getriebestellglied oder
Grenzanschläge für dessen Stehbereich verstellt, wird die Steuerung nach der Erfindung
derart ausgestaltet, daß, wenn das Getriebe von einem an sich bekannten hydrostatischen
gebildet wird, dessen Stellglied in einem
Abschnitt seines Wirkungsbereiches
im wesentlichen nur den Motorteil des Getriebes und in einem anderen Abschnitt seines
Wirkungsbereiches im wesentlichen nur den Pumpenteil des Getriebes verstellt.
-
Die Steuerung nach der Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung
auf den Antrieb von Hebezeugen, wobei das Meßwerk aus einem Meßglied besteht, das
in an sich bekannter Weise die Last oder, im Falle des soeben erläuterten hydrostatischen
Flüssigkeitsgetriebes, den im Antrieb herrschenden Flüssigkeitsdruck anzeigt. Dabei
kann das Meßwerk für die Belastung aus einem System von zwei oder mehreren Federn
bestehen, deren Federkennlinie eine die Wirkungscharakteristik darstellende Kurve
ist. Auch kann ein den Flüssigkeitsgetriebedruck begrenzendes Sicherheitsventil
in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl des Getriebes einstellbar sein; denn dadurch
läßt sich erreichen, daß bei hohen Drehzahlen der Getriebedruck niedriger ist, wodurch,
wie oben beschrieben, die Wälzlager des Getriebes geschont werden.
-
Wenn die Steuerung in bekannter Weise so ausgestaltet ist, daß sie
Grenzanschläge für den Steilbereich des Getriebes verstellt, dann ist schließlich
erfindungsgemäß mit dem den Weg des Stellgliedes begrenzenden Anschlag ein optischer
oder akustischer Zeichengeber verbunden, der beim Anschlagen des Handstellgliedes
wirksam wird. Man wird dadurch gewarnt, daß man das Handstellglied nicht mit so
großer Kraft verstellen darf, daß es seinerseits die Grenzanschläge zurückdrückt.
Natürlich könnte dieses Zurückdrücken der Grenzanschläge auch durch deren Sperrung
auf hydraulische oder mechanische Weise verhindert werden.
-
Die bisher üblichen Überlastungssicherungen von stufenlos regelbaren
hydrostatischen Getrieben beschränken sich auf die Begrenzung von Druck, Abtriebsdrehzahl,
Leistung, Abtriebsmoment und Temperatur. Für gewöhnlich bestimmt ein Überdruckventil
den Höchstdruck. Die Drehzahl wird durch Begrenzung der Versteilbarkeit von Pumpe
und Flüssigkeitsmotor festgelegt. Durch diese beiden Maßnahmen zusammen sind in
Abhängigkeit von der Baugröße die Leistung und das Abtriebsmoment begrenzt. Die
Temperatur wird durch Kühlung unter einem Höchstwert gehalten. Bisher war es üblich,
im Regelbereich des Flüssigkeitsmotors in Abhängigkeit von der Last die Abtriebsdrehzahl
so zu ändern, daß das Getriebe eine gleiche oder möglichst gleiche Leistung zu übertragen
gestattet. Durch derartige Steuerungen allein lassen sich aber nicht Betriebsverhältnisse
vermeiden, welche in gesteigertem Maße zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Getriebes
oder der angetriebenen Maschine führen. Will man durch die Steuerung erreichen,
daß derartige, die Lebensdauer in besonderem Maße verkürzende Betriebszustände vermieden
werden, dann muß man den Einfluß der verschiedenen Betriebsgrößen auf die Lebensdauer
bestimmen und in der oben erläuterten Weise das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit
vom Ergebnis der Messung dieser Betriebsgrößen so steuern, daß die Mindestlebensdauer
der Maschinenanlage bei allen Geschwindigkeiten genau oder annähernd gleich groß
wird.
-
Durch die Erfindung wird also die Aufgabe gelöst, das Übersetzungsverhältnis
von stufenlos regelbaren Getrieben so zu steuern, daß in allen Betriebszuständen
eine Mindestlebensdauer sichergestellt wird, ohne dadurch den Regelbereich übermäßig
einzuengen. Bei bestimmten Betriebszuständen kann sogar das Übersetzungsverhältnis
wesentlich über den Wert hinaus erhöht werden, der bei bekannten Steuerungen als
Grenzwert gegeben war.
-
Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der Erläuterung der Erfindung
an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung schematisch wiedergegeben
sind. Es zeigt Fig. 1 ein Flüssigkeitsgetriebe mit einem Meßwerk und mit einem dadurch
gesteuerten Stellmotor für das Übersetzungsverhältnis, Fig.2 ein Hubwerk mit dem-
Motorteil eines Flüssigkeitsgetriebes und einem vereinfachten Meßwerk, welches das
Abtriebsdrehmoment anzeigt und das Übersetzungsverhältnis bestimmt, Fig.3 ein Hubwerk
mit dem Motorteil eines Flüssigkeitsgetriebes und einem vereinfachten Meßwerk, welches
den Flüssigkeitsdruck im Getriebe anzeigt und das Übersetzungsverhältnis bestimmt,
Fig. 4 ein Meßwerk, welches das von Hand veränderliche Übersetzungsverhältnis begrenzt,
und Fig. 5 ein Diagramm für die Wirkung des Meßwerks nach den Fig. 2 bis 4.
-
Fig. 1 zeigt ein hydrostatisches Getriebe 10, bei dem es sich beispielsweise
um ein Getriebe der Verdrängerbauart handeln kann. Die Antriebswelle 11 wird durch
irgendeine beliebige Maschine angetrieben, deren Drehzahl schwanken und beispielsweise
von der Belastung abhängen kann, während die Abtriebswelle 12 mit einer anzutreibenden
Maschine gekuppelt ist. Das Übersetzungsverhältnis ist durch eine Schraubspindel
13 stetig verstellbar, die in der einen oder der anderen Richtung durch einen Gleichstrommotor
14 angetrieben werden kann. Die Lebensdauer dieses Getriebes hängt von der Drehzahl
der Welle 12 und von dem im Flüssigkeitsgetriebe herrschenden Flüssigkeitsdruck
ab, wobei die Beziehung n P3 gilt. Hierbei bedeutet C eine Konstante, n die
Drehzahl der Welle 12 und P den Flüssigkeitsdruck. Das Übersetzungsverhältnis muß
also so gesteuert werden, daß n - P3 einen bestimmten zulässigen Wert behält. Der
Stellmotor 14 hat nun zwei einander entgegengesetzt wirkende Ankerwicklungen, deren
eine von einer Gleichstromquelle 15 aus über einen einstellbaren Widerstand 16 gespeist
wird, während die andere Wicklung an einen von der Welle 12 angetriebenen Tachometerdynamo
17 angeschlossen ist. Dieser Dynamo entwickelt eine Spannung, die der Drehzahl der
Welle 12 verhältnisgleich ist. In dem Stromkreis zwischen dem Dynamo 17 und dem
Stellmotor 14 liegt nun ein Widerstand 18, bei dem es sich um einen druckabhängigen
Kohlewiderstand handelt. Wird dieser unter Druck gesetzt, so steigt sein Leitwert.
Dieser Widerstand aber steht unter dem Druck einer Meßdose, die durch eine Leitung
19 an den Kreislauf des Getriebes 10 angeschlossen ist. Die Kennlinie des Leitwertes
des Widerstandes 18 verläuft nun so, daß der Leitwert mit der dritten Potenz des
Druckes wächst.
-
Mit Hilfe des Widerstandes 16 kann man nun den gewünschten Wert der
Größen-P3 einstellen. Ist dieser Wert erreicht, so werden die beiden einander entgegengesetzt
wirkenden Wicklungen des Ankers des Stellmotors 14 gleich stark erregt, und zwar
die eine Wicklung von der Stromquelle 15 aus und die andere durch den Tachometerdynamo
17. Der Anker des Motors 14 bleibt daher stehen. Wenn nun beispielsweise der Druck
im Getriebe steigt, verringert sich der Widerstandswert von 18. Das hat aber zur
Folge, daß die Wirkung der an den Tachometerdynamo
17 angeschlossenen
Ankerwicklung überwiegt und den Stellmotor 14 in der einen Drehrichtung in Gang
setzt. Infolgedessen wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 10 derart geändert,
daß die Drehzahl der Welle 12 sinkt, und zwar so lange, bis durch die Spannungsabnahme
des Tachometerdynamos 17 der Stellmotor wieder zum Stillstand gekommen ist. Umgekehrt
hat ein Fallen des Druckes in der Leitung 19 zur Folge, daß die an die Stromquelle
15 angeschlossene Ankerwicklung des Stellmotors 14 überwiegt und den Motor in der
entgegengesetzten Richtung in Gang setzt, wodurch die Drehzahl der Abtriebswelle
12 gesteigert wird. Die an die Welle 12 angeschlossene Maschine wird also jeweils
mit einer solchen Drehzahl angetrieben, daß das Getriebe 10 voll ausgenutzt wird,
d. h. einer gleichbleibenden Abnutzung unterliegt, die zu einer hohen Lebensdauer
führt. Die von der Welle 12 übertragene Leistung ändert sich also bei dieser Betriebsweise
jeweils so, daß das Getriebe 10 voll ausgelastet wird, ohne übermäßig schnell abgenutzt
zu werden.
-
Beim vorstehenden Beispiel ist angenommen worden, daß die Funktion
n die Abnutzung maßgeblich bestimmt. Diese Funktion kann natürlich auch eine andere
Struktur aufweisen. Sie hängt von der Bauart des Getriebes ab und muß von Fall zu
Fall bestimmt werden. Außer dem Druck P und der Drehzahl n kann sie auch vom Abtriebsdrehmoment
oder Antriebsdrehmoment oder der Temperatur abhängen.
-
Die Funktion vereinfacht sich wesentlich in den Fällen, in denen die
Welle 11 mit einer gleichbleibenden Drehzahl betrieben wird, so daß der Wert n,
also die Drehzahl der Abtriebswelle 12, eindeutig durch das Stellglied 13 bestimmt
wird. In diesem Falle ergibt sich unter Umständen die Forderung, die Übersetzung
verhältnisgleich zur dritten Potenz des Abtriebsmomentes zu steuern, so daß die
Abtriebsdrehzahl umgekehrt proportional hierzu wird.
-
Bei Berücksichtigung verschiedener Bauelemente des Getriebes oder
der Maschinenanlage ist in jeder Regelstellung die geforderte Lebensdauer einzusetzen,
und dieser entsprechend ist die Gesetzmäßigkeit der Steuerung aufzustellen.
-
Während in Fig. 1 der Stellmotor lediglich das Übersetzungsverhältnis
des Getriebes beeinflußt, kann es in anderen Fällen in Betracht kommen, auch das
Höchstdruckventil des Flüssigkeitsgetriebes zu verstellen oder auch die Kühlung
des Getriebes zu regeln.
-
An Hand der Fig. 2 bis 5 sollen nunmehr einige vereinfachte Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert werden.
-
Fig. 2 zeigt den Motorteil eines hydrostatischen Getriebes zum Antrieb
der Hubtrommel 20 eines Hebezeuges. Das Gehäuse 21 des Motorteils ist durch eine
Stange 22 in Durchmesserrichtung gegenüber dem Läufer 23 verschiebbar, der auf der
ortsfesten Achse 24 gelagert ist, wobei diese Achse 24 die den Ölkreislauf bildenden,
vom Pumpenteil her kommenden und zu ihr zurücklaufenden Kanäle 25 enthält. Der Pumpenteil
wird mit genau oder annähernd gleichbleibender Drehzahl angetrieben, z. B. durch
einen Elektromotor, und sein Hubvolumen wird von Hand auf die jeweils gewünschte
Abtriebsleistung eingestellt. Die Verstellung der Stange 22 erfolgt durch ein Meßwerk
für das auf die Hubtrommel 20 ausgeübte Abtriebsmoment. Dieses ist nämlich der Spannung
im Hubseil 26 verhältnisgleich. Das Hubseil 26
ist über eine Ablenkrolle
27 geführt, die an der Stange 22 gelagert ist und durch auf diese Stange wirkende
Federn 28 und 29 seitlich verschoben wird. Nehmen die Teile die dargestellte Lage
ein, so ist das Abtriebsmoment gering oder Null. Die Feder 29 ist entspannt, die
Feder 28 unterliegt einer gewissen Vorspannung. Sie sind so angeordnet, daß die
Feder 28 sich an einer ortsfesten Platte 30 abstützt und einen Federteller 31 trägt,
welcher seinerseits die Feder 29 abstützt, die sich an einen an der Stange 22 befestigten
Federteller 32 anlegt. Der Federteller 31 trägt eine Anschlagbuchse 33, an die sich
der Federteller 32 anlegen kann. Die Feder 29 ist leichter zusammendrückbar als
die Feder 28. Wenn nun die Hubtrommel 20 zum Heben einer Last durch den Läufer 23
des Motorteils angetrieben wird, so wird das Lastseil 26 gespannt und zieht die
Stange 22 nach rechts und drückt dabei zunächst die Feder 29 und dann die Feder
28 zusammen, bis die Federspannung der vom Seil 26 ausgeübten Schubkraft
das Gleichgewicht hält. Durch die Verschiebung der Stange 22 nach rechts wird das
Schluckvermögen des Motorteils des Getriebes erhöht. Für eine gegebene Einstellung
des Pumpenteils, also für eine gegebene Stärke des von ihm gelieferten Ölstromes,
ergibt sich daher eine niedrigere Abtriebsdrehzahl. Je schwerer die am Seil 26 hängende
Last ist, desto langsamer wird sie daher gehoben. Wenn nun die Feder 29 fehlen würde,
so daß die Verschiebung der Stange 22 der Größe der Last und des Abtriebsmomentes
verhältnisgleich wäre, dann könnte bei entsprechender Bemessung der Feder 28 das
Produkt von Abtriebsdrehzahl und Abtriebsdrehmoment und damit die Abtriebsleistung
Bleichbleiben. Nicht Bleichbleiben würde aber die Abnutzung. Da sie in höherem Maße
von dem Drehmoment als von der Drehzahl bestimmt ist, würde sie bei steigender Last
trotz Abnahme der Drehzahl wachsen.
-
Dem wirkt nun im Sinne der Erfindung die Feder 29 entgegen, was an
Hand der Fig. 5 erläutert sei.
-
In Fig. 5 ist durch die Abszisse das Übersetzungsverhältnis des Getriebes
dargestellt. Es wird im folgenden der Einfachheit halber mit 1 bezeichnet, wenn
Pumpenteil und Motorteil voll ausgesteuert sind, auch wenn dabei infolge meist unterschiedlicher
Abmessungen von Pumpe und Flüssigkeitsmotor bereits ein gewisses Grundübersetzungsverhältnis
vorhanden ist. Es möge sich dabei um ein hydrostatisches Getriebe handeln, bei dem
die Änderung des Übersetzungsverhältnisses von 0 bis 1 lediglich durch Verstellung
des Pumpenteils und von 1 bis 8 lediglich durch Verstellung des Motorteils erzielt
wird. Dabei geben die oberhalb der Abszissenachse eingetragenen Zahlen die Exzentrizität
des Gehäuses 21 gegenüber dem Läufer 23 wieder, und die unterhalb der Abszissenachse
angegebenen Zahlen bedeuten das übersetzungsverhältnis.
-
Die Linie A-B stellt die vorbekannte Steuerung des Motorteils dar,
bei welcher die Abtriebsleistung annähernd gleichbleibend erhalten wird. Die Ordinate
dieser Linie A-B ist der Getriebedruck oder die Leistung und die Abszisse der Weg,
um den das Gehäuse 21 verstellt wird. Das Drehmoment ändert sich zwischen den Übersetzungsverhältnissen
1 und 4 bei der gegebenen gleichbleibenden Leistung entsprechend der Leistungsgleichung
M=C n umgekehrt zur Drehgesahwindigkeit, also auf 1: 4. Die darüber befindliche
Kurve A'-B' zeigt nun, wie sich bei dieser Verstellung des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes die Abnutzung ö ändert, welche durch die Ordinate der Kurve A'-B'
dargestellt wird. Wenn nämlich das
Übersetzungsverhältnis des Getriebes
von 1 bis 4 erhöht wird, wächst dabei die Abnutzung von 8 bis 81. Gerade das soll
nun erfindungsgemäß verhindert werden. Aus diesem Grunde wird die selbsttätige Verstellung
des Motorteils nach der Linie A-E vorgenommen. Wenn also der Druck bzw. die Leistung
von der Ordinate des Punktes A auf diejenige des Punktes E sinkt, dann wird die
Abtriebsdrehzahl im Verhältnis 4 :1 erhöht, und das führt dann dazu, daß der Wert
8 bei den Übersetzungsverhältnissen 1 und 4 gleich groß und dazwischen geringfügig
verringert ist.
-
Die Verringerung der Abnutzung bei den höheren Abtriebsdrehzahlen
bietet die Möglichkeit, ohne Gefährdung des Getriebes die Abtriebsdrehzahl für kleine
Lasten noch viel weiter zu erhöhen, nämlich bis zu dem Übersetzungsverhältnis 8:
1. In dem Bereich zwischen 4 und 8 erfolgt dabei die Steuerung des Motorteils nach
der Linie F-G. Das wird durch die in Fig. 2 gezeigte Federanordnung erreicht. Geht
man von der dort dargestellten Lage aus, bei welcher das Getriebe durch Verringerung
des Motorschluckvermögens auf den kleinsten Wert so eingestellt ist, daß sich das
Übersetzungsverhältnis 1 : 8 ergibt - das ist der Fall, wenn die Last und das durch
sie bedingte Abtriebsmoment sehr klein oder Null sind -, und betrachtet man dann
den Steuervorgang bei einem Anwachsen der Last, so findet man, daß die Zusammendrückung
der Feder 29 beginnt, wenn die Last die Größe erreicht hat, die der Ordinate von
G entspricht. Ist die Feder 29 so weit zusammengedrückt, daß der Federteller 32
an die Buchse 33 anschlägt, dann ist durch diese Verschiebung der Stange 22 das
Getriebe auf das Übersetzungsverhältnis 4:1 eingestellt worden. Nunmehr muß die
Last bis zum Punkt E wachsen, damit auch die Zusammendrückung der Feder 28 beginnt.
Die Zusammendrückung dieser Feder führt dann zu dem im Punkt A dargestellten Zustand,
in welchem sich das Übersetzungsverhältnis auf 1 :1 beläuft.
-
Die Kurve F'-G' gibt die Abnutzung wieder, die, wie man sieht, wesentlich
unter dem Wert d liegt und daher völlig unschädlich ist.
-
Man könnte auch die Kennlinie der auf die Stange 22 wirkenden Federung
so gestalten, daß sie durch eine Verbindungslinie der Punkte E und I dargestellt
wird. Dann würde sich beim Übersetzungsverhältnis 8 : 1 die Abnutzung d ergeben,
wie bei dem Punkt I' gezeigt ist.
-
Auch eine Federtrennlinie, die vom Punkt E zum Punkt G verläuft, könnte
gewählt werden.
-
Die Erfindung eignet sich besonders zur Steuerung solcher Flüssigkeitsgetriebe,
bei denen Pumpenteil und Motorteil des Getriebes durch ein und dasselbe Schaltglied
verstellt werden, z. B. durch eine Kurventrommel, deren Kurve im Stellbereich für
die Übersetzungsverhältnisse 1 bis 8 lediglich auf den Motorteil und im Bereich
0 bis 1 lediglich auf den Pumpenteil einwirkt. Verstellt man nun dieses Schaltglied
in Abhängigkeit von dem Abtriebsdrehmoment bzw. der Last mit Hilfe einer entsprechenden
Feder, so erhält man die Kennlinie A-D oder A-H. Diese Linien stellen nun den Verlauf
des Getriebedrucks oder des Abtriebsmoments dar. Ist der Druckverlauf über den Regelbereich
konstant, wie bei A-D gezeigt - was zu einem fast gleichbleibenden Abtriebsmoment
führt -, so ergibt sich eine Abnutzung, die durch die Kennlinie A'-D' wiedergegeben
wird. Sie fällt also proportional zum Übersetzungsverhältnis ab. Bei der geneigt
verlaufenden Kennlinie A-H hingegen bleibt die Abnutzung bis weit in den Pumpenbereich
hinein, nämlich bis zum Punkt M', annähernd gleich, der etwa dem Übersetzungsverhältnis
von 0,7:1 entspricht. Erst bei kleineren Übersetzungsverhältnissen sinkt die Abnutzung.
Hier wäre es also möglich, das Getriebe stärker zu belasten. Das kann durch eine
solche Ausgestaltung der Federung geschehen, daß deren Kennlinie den Verlauf A-K
erhält. Das bedeutet, daß das Getriebe auf das Übersetzungsverhältnis 0,4 erst eingestellt
wird, wenn das Abtriebsmoment der Ordinate von K entsprechend gewachsen ist. Die
Abnutzung ist im Punkt K' dann wieder gleich B. Man erkennt also, daß eine Federkennlinie
K-A-E-J eine im Bereich der Übersetzungsverhältnisse von 0,4 bis 8 annähernd gleichbleibende
Abnutzung von etwa der Größe ö ergibt. Das Getriebe wird dabei wesentlich besser
ausgenutzt, als es der Fall ist, wenn, wie bei bekannten Steuerungen, die Federkennlinie
der Geraden D-A-B entspricht. Um die gewünschten Federtrennlinien zu erreichen,
kann man ihre Gesetzmäßigkeit durch Verwendung von Leitkurven verwirklichen. Auf
diese Weise läßt sich die Verstellung des Getriebes in Abhängigkeit von der Last
nach jeder gewünschten Kennlinie erzielen.
-
Statt des Abtriebsmomentes kann auch in bekannter Weise die Abtriebsleistung
gemessen werden, und zwar durch Messung des im Getriebe herrschenden Flüssigkeitsdruckes.
Eine derartige Steuerung ist in Fig.3 wiedergegeben. Das Drucköl aus der Druckleitung
25 des Flüssigkeitsgetriebes gelangt über die Leitung 35 auf die rechte Seite eines
Kolbens 36 und verschiebt diesen samt der Stellstange 22 entgegen der Wirkung einer
Feder 34, bis der Kolben 36 an einen Federteller 37 anschlägt. Bei Weiterverschiebung
des Kolbens 36 nach links wird eine Feder 38 zusammengedrückt.
-
Fig. 4 veranschaulicht eine Steuerung, bei welcher das Übersetzungsverhältnis
durch das Meßwerk nicht bestimmt, sondern nur begrenzt wird, und zwar so, daß die
Abnutzung innerhalb der gewünschten Grenzen verbleibt. Das Schaltglied, z. B. eine
Schalttrommel 42, sitzt auf einer Welle 39 und trägt zwei Zapfen 40 und 41. Die
Stange 122, welche der Stange 22 der Fig. 1 entspricht und wie diese abgefedert
und in Abhängigkeit von der Last verstellbar ist, trägt ein auf der Welle 39 verschiebbares
Ouerhaupt, daß sich den Zapfen 40, 41 in den Weg stellen und dadurch die Drehung
der Trommel in der einen oder anderen Richtung begrenzen kann. Die Schalttrommel
42 hat auf ihrem Umfang Schubkurvenschlitze. In diese ragen Rollen 43 und 44 hinein,
die an Stellgliedern 45 und 46 sitzen. Die beiden Stellglieder sind parallel zur
Welle 39 verschiebbar. Das Stellglied 45 verstellt den Pumpenteil und das Stellglied
46 den Motorteil des Getriebes. Die Schalttrommel 42 kann von Hand verstellt werden.
In der dargestellten mittleren Lage beläuft sich das Übersetzungsverhältnis auf
Null. Dabei ist das Fördervolumen des Pumpenteils bis auf Null verringert und das
Schluckvermögen des Motorteils auf sein Höchstmaß eingestellt. Durch Drehen der
Schalttrommel von Hand in der einen oder der anderen Richtung wird die Pumpenförderung
in der einen oder der anderen Richtung in Gang gebracht und dadurch der Motorteil
in der entsprechenden Richtung angetrieben. Wie weit man von Hand die Trommel 42
drehen kann, hängt von der Einstellung der Stange 122, also von der Belastung des
Getriebes ab.
-
An sich ist es bekanntgeworden, in dieser Weise den Bereich der einstellbaren
Übersetzungsverhältnisse
zu begrenzen. Neu ist es jedoch im Sinne
der vorliegenden Erfindung, diese Begrenzung derart zu bewirken, daß die Abnutzung
einen zulässigen Grenzwert nicht überschreitet.
-
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in mannigfacher Hinsicht
abgeändert werden. So wäre es möglich, in Abhängigkeit von der Abtriebsdrehzahl
den Höchstdruck im Getriebe zu begrenzen. Man kann auch die Temperatur messen, um
bei der Einstellung des Übersetzungsverhältnisses auch diese Größe zu berücksichtigen.
Dabei können Temperaturmeßglied und Lastmeßglied getrennt auf den Pumpenteil und
den Motorteil wirken.
-
Wenn man die Trommel 42 mit großer Kraft dreht, könnte man mit Hilfe
des jeweils wirksamen Anschlagzapfens 40 oder 41 das Querhaupt 47 entgegen der Kraft
der Federn 28, 29 verstellen, was das Meßergebnis verfälschen würde. Um das zu verhindern,
kann mit dem den Weg des Stellgliedes 122, 47 begrenzenden Anschlagzapfen 40 oder
41 ein optischer oder akustischer Zeichengeber verbunden sein. Dieser wird wirksam,
gibt z. B. ein Klingelzeichen, wenn der Zapfen 40 oder 41 übermäßig stark gegen
das Querhaupt 47 gedrückt wird.