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Hydrostatisches Getriebe für ein Fahrzeug Die Erfindung betrifft ein
hydrostatisches Getriebe für ein Fahrzeug mit mindestens einem Nebenantrieb, vorzugsweise
für einen Geräteträger oder einen Schlepper mit Zapfwelle, wobei das Getriebe aus
zwei von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpen und mindestens zwei hydrostatischen
Motoren besteht, die über Leitungen miteinander verbunden sind derart, daß eine
Pumpe mit dem auf den Fahrantrieb des Fahrzeuges wirkenden hydrostatischen Motor
verbunden ist, wozu in den Leitungen ein Umschaltorgan vorgesehen ist, durch das
mindestens eine weitere Pumpe wahlweise mit dem hydrostatischen Motor des Fahrantriebes
oder einem weiteren hydrostatischen Motor für einen Nebenantrieb verbindbar ist.
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Es ist ein hydrostatischer Antrieb für ein Fahrzeug mit mindestens
einem Nebenantrieb bekannt, in dem zwei hydrostatische Getriebe angeordnet sind,
wobei jedes hydrostatische Getriebe aus einer Pumpe und einem hydrostatischen Motor
besteht, die in jeweils einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. über Betätigungsvorrichtungen
sind diese beiden hydrostatischen Getriebe unabhängig voneinander regelbar, und
es ist eine mechanische Schaltvorrichtung vorgesehen derart, daß wahlweise eines
der hydrostatischen Getriebe auf Fahrantrieb und Nebenantrieb einwirkt oder eines
der hydrostatischen Getriebe auf den Fahrantrieb und das andere auf den Nebenantrieb
einwirkt. Weiterhin ist es möglich; daß beide Getriebe gemeinsam auf den Fahrantrieb
und den mit diesem verbundenen Nebenantrieb einwirken. Es ist vorteilhaft, wenn
für die Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise für die Fahrt auf der Straße
zum Arbeitsgelände hin, mindestens zwei Pumpen zu dem hydrostatischen Motor hin
fördern können, der auf den Fahrantrieb einwirkt, so daß dieser mit hoher Drehzahl
läuft. Eine derartige Schaltung ist bei dem bekannten hydrostatischen Antrieb nicht
möglich. Darüber hinaus ist es meist nicht erforderlich, während der Fahrt mit hoher
Geschwindigkeit den Nebenantrieb mitlaufen zu lassen. Es wäre also zweckmäßig, wenn
bei dem Schaltzustand, in dem die Leistung über mehrere Pumpen dem Fahrantrieb zugeführt
wird, der Nebenantrieb abschaltbar wäre. Eine derartige Möglichkeit ist bei dem
bisher bekannten Antrieb nicht gegeben.
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Wenn bei einem hydrostatischen Getriebe die Druckflüssigkeitsaufnahme
je Zeiteinheit des hydrostatischen Motors, beispielsweise infolge zunehmender Belastung,
geringer wird und die Fördermenge der zugehörigen Pumpe konstant bleibt, würde der
; Druck der Arbeitsflüssigkeit schnell über ein zulässiges Höchstmaß hinauswachsen.
Zum Vermeiden eines derartigen überschreitens des zulässigen Höchstdruckes ist es
bekannt, Druckbegrenzungsventile vorzusehen. Derartige Druckbegrenzungsventile haben
den Nachteil, daß in ihnen Arbeit für die Auswertung verlorengeht. Denn die von
der Pumpe aufgenommene Arbeit entspricht dem Produkt aus Fördermenge mal Druck;
und die durch das Druckbegrenzungsventil abfließende Flüssigkeitsmenge multipliziert
mit dem Druck in der Förderleitung ergibt diejenige Arbeit, die für die Verwertung
verlorengeht. Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen die Förderleitung, in
die die Pumpe fördert, mit einem Zylinder verbunden ist, in dem ein von dem Druck
in dieser Leitung beaufschlagter Kolben gegen eine Feder verschiebbar ist, wobei
der Kolben mit der Regeleinrichtung der Pumpe verbunden ist derart, daß bei überschreiten
eines vorgesehenen Grenzdruckes der Kolben gegen die Kraft der Feder vorgeschoben
wird und dabei die Pumpe auf kleinere Förderleistung regelt. Durch derartige Einrichtungen
werden Arbeitsverluste in Druckbegrenzungsventilen vermieden und bei verringerter
Flüssigkeitsaufnahme in den hydrostatischen Motoren wird zwangläufig die Fördermenge
der Pumpe dieser Flüssigkeitsaufnahme entsprechend eingestellt. Die bisher bekannten
Einrichtungen dieser Art wirken jeweils mit einer Pumpe derart zusammen, daß diese
bei Überschreiten eines einmal vorgegebenen Höchstdruckes auf geringere Fördermenge
zurückgeregelt wird.
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Die Erfindung bezweckt, mit geringstem Aufwand bei einem Getriebe,
in dem mehrere Pumpen vorgesehen sind, die in verschiedener Weise entweder zusammen
oder auf verschiedene hydrostatische Motore geschaltet werden können, eine Druckbegrenzung
vorzusehen,
derart, daß der höchstzulässige Druck niemals überschritten
werden kann und trotzdem Arbeitsverluste in Druckbegrenzungsventilen vermieden werden,
zumindest soweit nicht ganz außergewöhnliche Ausnahmezustände eintreten, und daß
darüber hinaus der Höchstdruck wählbar ist.
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Die Erfindung besteht bei einem hydrostatischen Getriebe von eingangs
genannter Art darin, daß die wahlweise mit dem hydrostatischen Motor des Fahrantriebes
oder einem weiteren hydrostatischen Motor eines Nebenantriebes verbindbare Pumpe
mit einer an sich bekannten, in Abhängigkeit von dem Druck in der Förderleitung
dieser Pumpe beeinflußbären Steuereinrichtung versehen ist, so daß bei überschreiten
eines vorgesehenen Höchstdruckes die Pumpe auf jeweils geringere Fördermenge geregelt
wird. Dadurch wird einerseits erzielt, daß dann, wenn diese Pumpe zu einem einen
Nebenantrieb antreibenden hydrostatischen Motor fördert, der Druck in diesem Kreislauf
auf den Höchstwert begrenzt ist. Da in diesem Falle auf den mit dem Fahrantrieb
verbundenen hydrostatischen Motor nur eine Pumpe einwirkt, ist nicht zu erwarten,
daß in diesem Kreislauf der höchstzulässige Druck überschritten wird. Um auch für
den Fall, daß dieser nicht zu erwartende Zustand einmal eintritt, eine Sicherheit
zu haben, ist zusätzlich in diesem Kreislauf ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen,
welches dann anspricht, wenn tatsächlich einmal ein solcher Zustand auftritt. Der
Druck, bei dem dieses Druckbegrenzungsventil anspricht, ist dabei etwas höher eingestellt
als der höchstzulässige Druck, auf den die Steuereinrichtung, die auf die andere
Pumpe einwirkt, eingestellt ist, wenn beide Pumpen gemeinsam den hydrostatischen
Motor beaufschlagen, der auf den Fahrantrieb einwirkt. Da in diesem Schaltzustand
zwei Pumpen den hydrostatischen Motor des Fahrantriebes beaufschlagen, ist die Möglichkeit
gegeben, daß der zulässige Höchstdruck erreicht wird. Sobald das der Fall ist, wird
durch die Steuereinrichtung die mit dieser zusammenwirkende Pumpe auf geringere
Fördermenge geregelt, so daß nur noch eine Pumpe voll zu dem hydrostatischen Motor
hin fördert bzw. allein zu dem hydrostatischen Motor hin fördert. Da die Aufnahmefähigkeit
des hydrostatischen Motors, der mit dem Fahrantrieb verbunden ist, normalerweise
ausreicht, um diese geringere Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, wird in diesem Fall
der Druck in der Förderleitung nicht weiter ansteigen. Sollte das jedoch trotzdem
der Fall sein, so wird der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventiles erreicht und
durch dieses der Druck auf das höchstzulässige Maß begrenzt. Durch diese Schaltung
wird also erreicht, daß die Arbeitsverluste im Druckbegrenzungsventil auf einem
vernachlässigbar kleinen Wert gehalten werden und daß trotzdem der jeweils beaufschlagte
hydrostatische Motor in eingeschaltetem Zustand mit dem vollen Flüssigkeitsdruck
beaufschlagt wird.
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Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist der Höchstdruck, bei
dessen Erreichen die Steuereinrichtung die Pumpe auf geringste Fördermenge regelt;
willkürlich wählbar und zu diesem Zweck die Steuereinrichtung einstellbar ausgestaltet.
Dadurch wird erreicht, daß die mit der Steuereinrichtung verbundene Pumpe mit verschiedenen
hydrostatischen Motoren verbunden werden kann, wobei jeder der hydrostatischen Motoren
auf einen anderen Nebenantrieb einwirkt und jeder dieser Motoren bzw. Nebenantriebe
eine andere Charakteristik und damit eine andere Anforderung an den höchstzulässigen
Arbeitsflüssigkeitsdruck hat. Es kann also der für den jeweiligen Nebenantrieb günstigste
hydrostatische Motor gewählt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß der hydrostatische
Motorüberbeansprucht wird, weil bei hydrostatischen Motoren, die auf geringere Drücke
ausgelegt sind, auch der Druck in der Förderleitung auf einen geringeren Wert begrenzt
wird. Andererseits kann bei hydrostatischen Motoren, die die volle Förderleistung
aufnehmen, die die Pumpe abzugeben vermag, auf einen entsprechend hohen Grenzdruck
eingestellt werden.
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Bei einem hydrostatischen Getriebe mit mehreren Pumpen, die regelbar
und mit je einer abhängig vom Druck in der Förderleitung jeder Pumpe diese beeinflussenden
Steuereinrichtung, welche bei überschreiten eines vorgesehenen Höchstdruckes die
Pumpe auf jeweils geringere Fördermengen regelt, versehen sind, ist gemäß einem
weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen, daß diese Steuereinrichtungen unabhängig
voneinander auf verschiedene Höchstdrücke einstellbar sind, so däß beispielsweise
zwei verschiedene Nebenantriebe oder ein Nebenantrieb und der Fahrantrieb durch
jeweils eine Steuereinrichtung derart beeinflußt werden, daß bei Überschreiten des
höchstzulässigen Druckes vor einem bestimmten hydrostatischen Motor die zugehörige
Pumpe auf geringere Fördermenge geregelt wird.
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Es ist weiterhin bei einem hydrostatischen Getriebe, bei dem ein Umschaltorgan
im Leitungssystem vorgesehen ist, durch das wahlweise verschiedene, für jeweils
andere Nebenantriebe vorgesehene hydrostatische Motoren mit der mit der Steuereinrichtung
versehenen Pumpe verbindbar sind, erfindungsgemäß vorgesehen, daß der die Umschaltung
dieses Umschaltorgans bewirkende Hebel mit einem Angriffspunkt eines verschiebbaren
Stützlagers für eine Feder der Steuereinrichtung gekuppelt ist, so daß zwangläufig
bei einer Umschaltung im Umschaltorgan derart, daß die Pumpe mit einem anderen hydrostatischen
Motor verbunden wird, auch die Steuereinrichtung auf einen anderen höchstzulässigen
Druck eingestellt wird. Dadurch wird vermieden, daß irrtümlich bei Einschalten eines
bestimmten hydrostatischen Motors die Steuereinrichtung an der Pumpe auf einen Höchstdruck
eingestellt wird, der diesem hydrostatischen Motor nicht entspricht.
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Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung besteht die Steuereinrichtung
aus einem mit einer Kulisse versehenen Verstellhebel und einem in einem mit der
Förderleitung der Pumpe verbundenen Zylinder verschiebbaren Kolben sowie einer der
aus dem Druck auf den Kolben resultierenden Kraft entgegenwirkenden Feder, wobei
der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, die mittels eines in der Kulisse
des Verstellhebels verschiebbaren Gleitsteines mit dem Verstellhebel verbunden ist,
an dem zugleich die Feder angreift; deren Vorspannung willkürlich einstellbar ist.
Bei einer derartigen Ausbildung der Steuereinrichtung kann also unabhängig voneinander
einerseits der Einfluß des Förderdruckes auf die Pumpe durch Veränderung des Angriffspunktes
der Kolbenstangenkraft an dem Verstellhebel geändert werden und andererseits der
Höchstdruck, bei dem die Steuereinrichtung anspricht, durch die Wahl der Vorspannung
der Feder eingestellt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Getriebes
nach der Erfindung dargestellt.
Auf der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine
1 sind ein Zahnrad 2 sowie eine lösbare Kupplung 18 angeordnet. Über diese lösbare
Kupplung 18 ist die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 1 mit einem Zahnrad 19
verbindbar, welches mit einem Zahnrad 20 im Eingriff steht, das auf einer Abtriebswelle
1.7 gelagert ist. Auf dieser Abtriebswelle 17 ist weiterhin drehbar und durch eine
lösbare Kupplung 21 mit ihr verbindbar ein Zahnrad 23 gelagert. Das Zahnrad 2 steht
ständig im Eingriff mit zwei weiteren Zahnrädern 3 und 24, wobei das Zahnrad 3 mit
der Welle einer hydrostatischen Pumpe 4 fest verbunden ist und das Zahnrad 24 mit
der Welle der hydrostatischen Pumpe 25 fest verbunden ist. Die hydrostatischen Pumpen
4 und 25 sind regelbar. Zur Regelung der hydrostatischen Pumpe 4 dient der Verstellhebel
15. Die hydrostatische Pumpe 4 ist über die Leitungen 6 und 7 einerseits mit dem
Umschaltorgan 28 und andererseits mit dem hydrostatischen Motor 5 verbunden, der
über das Kegelräderpaar 8, 9 und das Differentialgetriebe 10 auf die Achswellen
11 und 12 treibt, auf denen die Antriebsräder 13 und 14 angeordnet sind. Das Differentialgetriebe
10 ist durch eine Differentialsperre 16 sperrbar. Bei gelöster Kupplung 18 kann
der hydrostatische Motor 5 über die Zahnräder 22 und 23 bei eingerückter Kupplung
21 die Abtriebswelle 17 antreiben, so daß diese als Wegzapfwelle abhängig von der
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges angetrieben wird. Bei ausgerückter Kupplung 21
und eingerückter Kupplung 18 wird die Abtriebswelle 17 als Motorzapfwelle mit einer
der Motordrehzahl proportionalen Drehzahl angetrieben. Auch die hydrostatische Pumpe
25 ist mit dem Umschaltorgan 28 verbunden, und zwar über die Förderleitungen 26
und 27. An das Umschaltorgan 28 ist weiterhin der hydrostatische Motor 30 des Mähwerksantriebes
über die Leitungen 31 und 32 angeschlossen sowie ein hydrostatischer Motor 33 über
die Leitungen 34 und 35. Der hydrostatische Motor 33 dient zum Antrieb eines Windwerkes.
Ferner ist der hydraulische Kraftheber 29 an das Umschaltorgan 28 angeschlossen.
Das Umschaltorgan 28 ist derart ausgestaltet, daß wahlweise entweder die beiden
von den Leitungen 6 und 7 zu ihm führenden Stichleitungen abgeschlossen sind und
die hydrostatische Pumpe 25 wahlweise mit dem hydrostatischen Motor 30 des Mähwerkantriebes
oder dem hydrostatischen Motor 33 und bzw. oder dem hydraulischen Kraftheber 29
verbunden ist, oder aber daß in einem weiteren Schaltzustand die Förderleitungen
26 und 27 mit den Leitungen 6 und 7 verbunden sind, so daß die beiden hydrostatischen
Pumpen 4 und 25 parallel geschaltet sind und gemeinsam den hydrostatischen Motor
5 beaufschlagen. Die Leitung 46 ist an die Förderleitung der hydrostatischen Pumpe
5 angeschlossen und mündet in einem hydraulischen Zylinder 45, in dem ein Kolben
verschiebbar ist. Dieser Kolben ist gelenkig mit einer Kolbenstange verbunden, die
an ihrem anderen Ende mit einem Gleitstein versehen ist, der in einer Kulisse 47
verschiebbar ist. Diese Kulisse 47 ist fest verbunden mit dem Verstellhebel37, durch
den die hydrostatische Pumpe 5 auf verschiedene Fördermengen einstellbar ist. In
einem Gelenk 41 greift an diesem Verstellhebel 37 weiterhin eine Schubstange
40 an, gegen die eine Feder 44 drückt. Die Feder 44 stützt sich an einer
Schubstange 42 ab, deren Angriffspunkt 43 auf verschiedene Lagen einstellbar ist
und kann sich gegen den die Feder einschließenden Korb 38 anlegen, der mit dem in
Pfeilrichtung verschiebbaren, in verschiedenen Lagen feststellbaren Lager 39 verbunden
ist. Durch an sich bekannte und in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellte
Mittel ist der Angriffspunkt 43 und bzw. oder das Lager 39 mit dem Hebel 36 verbunden,
durch den das Umschaltorgan 28 betätigt wird. Durch die gewählte Vorspannung der
Feder 44 wird der Höchstdruck bestimmt, bei dessen Erreichen der Kolben in dem Zylinder
45 von dem Druck in der Förderleitung der hydrostatischen Pumpe 25 verschoben wird
und dadurch gegen die Kraft der Feder 44 den Verstellhebel 37 verschwenkt und dadurch
die hydrostatische Pumpe 25 auf geringere Fördermenge regelt. Für den gesamten,
umfangreichen hydrostatischen Antrieb ist also nur eine Steuereinrichtung vorgesehen,
die aus dem Zylinder 45, dem Verstellhebel 37, der Feder 44, dem Korb 38 und der
Schubstange 42 der Feder 44 besteht.