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Selbsttätige Regelvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe eines
Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Regelvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe, z. B. ein Axialkolbengetriebe,
zwischen dem Antriebsmotor und der anzutreibenden Achse eines Fahrzeuges, insbesondere
Schienenfahrzeuges, die ein einziges Verstellorgan zum Anlassen des Getriebes bezüglich
der Fahrstufe und der Umschaltung in die gewünschte Fahrtrichtung besitzt, wobei
an die beiden die Pumpe und den Hydromotor verbindenden Flüssigkeitsleitungen ein
Druckregler für die Regelung des Hydromotors sowie ein Umschaltventil zum Verbinden
der jeweiligen Hochdruckleitung mit dem Druckregler angeschlossen sind, während
das Hubvolumen der umsteuerbaren Pumpe und des Hydromotors des Getriebes mit einem
Servomotor verstellt wird.
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Eine solche Einrichtung ist für Hubwerke bekannt. Bei hydrostatischen
Getrieben kann die Energieübertragung jeweils in beiden Bewegungsrichtungen des
Hydromotors erfolgen (Fahrtrichtungswechsel), wobei sich bei derselben Bewegungsrichtung
noch ein Wechsel des Energieflusses einstellen kann, z. B. bei Berg- oder Talfahrt.
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Es sind weiterhin bereits hydrostatische Getriebe bekannt, die eine
stufenlos einstellbare und umsteuerbare Pumpe und einen ebenfalls stufenlos einstellbaren
Hydromotor aufweisen. Die sich bloß auf den Einstellbereich des Hydromotors erstreckende
selbsttätige Regelung dieser Getriebe ist dabei zwar in beiden Bewegungsrichtungen
des Hydromotors wirksam, deckt jedoch nicht den gesamten übersetzungsbereich des
Getriebes.
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Es ist auch schon ein hydrostatisches Getriebe bekanntgeworden, bei
dem zum Einrücken des Getriebes beim größten spezifischen Hubvolumen des Hydromotors
zunächst nur die Pumpe bis zu teilweiser oder voller Förderung verstellt wird, ehe
mit der Verstellung des Sekundärteiles auf geringere spezifische Schluckfähigkeit
begonnen wird. Anders, bekannte hydrostatische Getriebe sind mit einer Pumpe von
stufenlos einstellbarem Hubvolumen und mit einem oder mehreren nicht einstellbaren
Hydromotoren versehen, wobei das Getriebe in beiden Bewegungsrichtungen des Hydromotors
umsteuerbar ist. Die Wirksamkeit der selbsttätigen Reguliervorrichtung solcher Getriebe
erstreckt sich zwar auf beide Bewegungsrichtungen des Hydromotors, das übersetzungsverhältnis
ist jedoch auf den Einstellbereich der Pumpe beschränkt. Zwecks Vereinfachung der
selbsttätigen Regelvorrichtung weist übrigens ein bekanntes Getriebe dieser Art
einen sperrigen und teuren, vom Hauptenergiestrom durchflossenen Umsteuerschieber
auf. Die selbsttätigen Regelvorrichtungen dieser Getriebe weisen den Nachteil auf,
daß sie im Falle eines sich im Betrieb einstellenden Wechsels des Energieflusses
die gleichzeitige, selbsttätige Einstellung des größten spezifischen Pumpenhubvolumens
und des kleinsten spezifischen Hydromotorhubvolumens nicht bewirken. Dadurch entsteht
die Gefahr eines überdrehens und einer nachj":j"o-,nden Zerstörung der Pumpe und
des Antriebsmotors.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine selbsttätige
Regelvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe zu schaffen, deren Wirkungsbereich
sich in beiden Bewegungsrichtungen des Hydromotors auf den gesamten die Einstellbereiche
von Pumpe und Hydromotor umfassenden übersetzungsbereich des Getriebes erstreckt.
Dabei soll die Verwendung eines vom Hauptenergiestrom durchflossenen Umsteuer- und/oder
Drosselschiebers vermieden und für Pumpe und Hydromotor höchstens je ein einziger
Regler benötigt werden. Im Falle eines sich im Betrieb einstellenden Wechsels des
Energieflusses soll die gleichzeitige, gemeinsame Einstellung des größten spezifischen
Pumpenhubvolumens und des kleinsten Hydromotorhubvolumens selbsttätig bewirkt werden.
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Dies geschieht bei der eingangs genannten Regelvorrichtung erfindungsgemäß
dadurch, daß an die
beiden Flüssigkeitsleitungen ein dem Fahrtrichtungswechsel
dienendes Umschaltventil angeschlossen ist, das einen an sich bekannten Leistungsregler
für die Pumpe und den Druckregler über je eine Leitung mit diesen Flüssigkeitsleitungen
verbindet, wobei das Verstellorgan das Umschaltventil und den Leistungsregler je
nach Fahrtrichtung betätigt bzw. zur Wirkung bringt und gleichzeitig ein Beeinflussen
des Drehzahlreglers des Antriebsmotors vornimmt.
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Die Erfindung ist nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen an Hand
der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig.l ein Wirkungsschema eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Steuerautomatik, Fig. 2 einen Teil des Wirkungsschemas nach
Fig. 1, Fig. 3 vier Abwicklungen von Kurvenscheiben, Fig.4 eine Getriebecharakteristik
für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein Dieseldiagramm, Fig.6
und 7 ein Wirkungsschema eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Leistungsreglers
im Aufriß und Grundriß.
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In Fig. 1 ist die Steuerautomatik für ein Schienenfahrzeuggetriebe
bei Stillstand des Fahrzeuges dargestellt. Der Antriebs-Dieselmotor 1 mit
Brennstoffleitung 2 treibt über die Antriebswelle 3 die Pumpe
4
an, die über die beiden Flüssigkeitsleitungen 20 und 55 mit dem Hydromotor
5 verbunden ist, der seinerseits über die Welle 6 und das Zahnradreduktionsgetriebe
7, 8 die Achse 9 eines Schienenfahrzeuges antreibt. Pumpe
4 und Hydromotor 5 weisen veränderbares Hubvolumen auf, das durch
die Regler 10
bzw. 11 vom Getriebedruck nach einer noch zu erläuternden
Gesetzmäßigkeit geregelt wird.
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Der Regler 10 der Pumpe 4 besteht aus dem Reglertei110a,
der über den vorgesteuerten Servomotor 10 b die Pumpe 4 aus der dargestellten Null-Lage
nach beiden Seiten bis zum größten Hubvolumen -f- 01 "x bzw. - 0"""" verstellen
kann. Der Reglerteil 10a besitzt einen mit den Flüssigkeitsleitungen
20 bzw. 55 über Leitungen 53 bzw. 54, dem als Drehschieber
19 ausgebildeten Umschaltventil und der Leitung 18 verbundenen Zylinder
21, in dem sich der Meßkolben 17 befindet. Die Kolbenstange
22
des Meßkolbens 17 führt durch ein unbeweglich gelagertes Federgehäuse
23 und ist gelenkig mit einem Ende der Schubstange 24 verbunden, deren
anderes Ende einen Kurbelzapfen 25 aufweist, an welchem ein Seil 16 befestigt
ist. Im Federgehäuse 23 ist eine Feder 26 mit z. B. hyperbolischer
Federcharakteristik angeordnet, die sich zwischen der an der Kolbenstange
22 angebrachten Scheibe 27 und einem Kolben 28 als Gegenlager erstreckt.
Dieser Kolben 28 ist seinerseits relativ zur Kolbenstange 22 innerhalb
des Federgehäuses 23 axial beweglich und schließt den unter dem Kolben
28 befindlichen Raum 29 ab. Über eine Parallelleitung 30, die
mit einer engen Durchflußblende 31 versehen ist, steht der Raum 29
mit der
Hochdruck führenden Leitung 18 und gleichzeitig mit einem federgesteuerten,
beim Druck p","x ansprechenden überdruckventil32 in Verbindung. Solange der Druck
p"," nicht erreicht wird, liegt der Kolben 28 immer an einem Bund
28a im Federgehäuse 23 an. Der vorgesteuerte Servomotor 10 b besteht
aus dem Vorsteuerkolben 13, der über das von einer Feder 15 gespannte
Seil 16 vom Kurbelzapfen 25 verstellt wird. Der Vorsteuerkolben
13
läuft im Servokolben 14, der als Differentialkolben ausgebildet
ist und auf der kleineren Kolbenfläche dauernd vom gleichen Druck beaufschlagt wird
wie der Meßkolben 17. Der im Zylinder 12 sich bewegende Servokolben
14 folgt in der gezeigten Anordnung jeder Bewegung des Vorsteuerkolbens
13 und verstellt über eine Stange 14a die Pumpe 4.
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Die Schubstange 24 mit dem Kurbelzapfen 25
bildet einen
Teil eines Fahrtrichtungswählers 35, der außerdem die beiden als Viertelkreissektoren
ausgebildeten Steuersektoren 34 und 35 mit je einem längs ihrer Peripherie
verlaufenden Steuerschlitz für den Kurbelzapfen 25 umfaßt, sowie die um den
Mittelpunkt der beiden Steuersektoren 34 und 35 drehbare Kurbelstange 36, die über
den Kurbelzapfen 25 und die Schubstange 24 mit der Kolbenstange 22 verbunden
ist. Der Steuersektor 34 ist an der Welle 37 befestigt, an der das
Rad 38 angebracht ist, während der Steuersektor 35 von einer auf der Welle
37 drehbaren Hülse 39 getragen wird, an der auch das Rad
40 befestigt ist. Somit können sich die beiden Steuersektoren 34 und
35 unabhängig relativ zueinander bewegen, bei der in Fig. 1 gezeichneten
Stellung der Steuersektor 34 nur entgegen dem Uhrzeigersinn um maximal 90°
und der Steuersektor 35 nur im Uhrzeigersinn um ebenfalls maximal 90°, da der Kurbelzapfen
25 durch die Steuerschlitze in beiden Steuersektoren 34 und 35 hindurchragt.
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Der Regler 11 des Hydromotors 5 ist als Regler für konstanten
Druck ausgebildet und besteht aus dem im Druckzylinder 57 beweglichen Differentialkolben
58 der auf der kleineren Fläche vom ungedrosselten Betriebsdruck, auf der
größeren über die Leitung 59 von einem durch die Drossel 60 und dem
federbelasteten Ventil 61 beeinflußten Druck beaufschlagt wird. Das Steuerrad
41 betätigt die Steuerwelle 42, auf der die doppeltwirkende Steuermuffe
43 befestigt ist, mit der eine Verdrehung und eine Axialverschiebung vorgenommen
werden kann. Die Räder 44 und 45, die den Antrieb des Rades
38 für den Steuersektor 34 bzw. des Rades 40 für den Steuersektor
35 bewirken, sind auf der Steuerwelle 42
frei beweglich angeordnet und werden
erst mit derselben über die Steuermuffe 43 derart verbunden, daß das Rad
44 beim Hineindrücken und das Rad 45 beim Herausziehen des Steuerrades
41 aus der dargestellten Mittelstellung gedreht werden kann. Dabei ist Vorsorge
getroffen, daß diese Kupplung der Steuermuffe 43 mit dem Rad 44 oder
45 nur in der mit B
bezeichneten Steuerradstellung erfolgen kann.
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Falls erwünscht, kann an Stelle der Axialverschiebung auch eine reine
Drehsteuerung vorgesehen werden, bei welcher die erforderliche Axialbewegung der
Steuermuffe 43 beispielsweise durch Nocken, Schneckenräder oder Zahnsegmente
erzeugt wird. Das Steuerrad 41 müßte in diesen Fällen nicht mehr
axial verschoben werden.
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Das Rad 44 ist außer mit dem Betätigungsrad 38
für den
Steuersektor 34 über das Zwischenrad 46 auf der Zwischenwelle 47 und
über das Rad 48 auf der Achse des Drehschiebers 19 mit diesem verbunden.
Ebenso wird der Drehschieber 19 aber auch vom Rad 45 über die Räder 49 und
50 auf der Zwischenwelle 51 und über das Rad 52 verstellt. Dabei ist die
Übersetzung derart eingerichtet, daß der Drehschieber 19 bei einer Verdrehung
des Rades 44 entgegen dem Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung R für Rückwärtsfahrt
und bei einer Verdrehung des Rades 45 im Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung V
für Vorwärtsfahrt
betätigt wird. Der Drehschieber 19 ist mit je
einer Leitung 53 bzw. 54 mit den Flüssigkeitsleitungen 20 bzw.
55 des Flüssigkeitsgetriebes verbunden und dient dazu, die Leitung 18 und die Leitung
56 zum Leistungsregler 10 bzw. zum Druckregler 11 gemeinsam jeweils
an die betreffende Hochdruckleitung des Flüssigkeitsgetriebes anzuschließen. Bei
Fahrtrichtung V, also im Schwenkbereich + (I)1 der Pumpe 4, ist dies die Druckleitung
20, während die Druckleitung 55 Niederdruck aufweist. Bei der entgegengesetzten
Fahrtrichtung R, also im Schwenkbereich - 01 der Pumpe 4, ist dies die Leitung 55,
während in der Leitung 20 Niederdruck herrscht. Dementsprechend verbindet der Drehschieber
19 die Leitungen 18 und 56 bei Fahrtrichtung V mit der Leitung
53 und bei Fahrtrichtung R mit der Leitung 54.
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Auf der vom Steuerrad 41 betätigten Steuerwelle 42 ist
das Rad 62 befestigt, das über ein Rad 63 die Welle 64 mit den Kurvenscheiben
65 a, 65 b, 66 und 67 antreibt. Die Kurvenscheiben 65a und 65b betätigen
über die Gestänge 68a bzw. 68b gleichsinnig, aber mit einer Phasenverschiebung,
die Bremsventile 69 und 70 in den Flüssigkeitsleitungen
20 bzw. 55,
während die Kurvenscheibe 66 das überbrückungsventil
71 in einer die Flüssigkeitsleitungen 20 und 55 miteinander verbindenden
Querleitung 72 steuert. Die zwischen den Kurvenscheiben 65a und 65b bestehende
Phasenverschiebung ist derart bemessen, daß z. B. bei Vorwärtsfahrt das Bremsventil
70 etwas früher als das Bremsventil 69 schließt und umgekehrt, um ein Leersaugen
der jeweiligen Niederdruckleitung zu vermeiden. Die Kurvenscheibe 67 dient zur Betätigung
eines in der Brennstoffleitung 2 angeordneten Drehzahlreglers 73 für den Dieselmotor
1.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerautomatik wird nachstehend
an Hand der Fig. 1 und 2 sowie der in Fig. 3 abgewickelt gezeichneten Steuerkurven
erläutert: Zur Wahl der Fahrtrichtung V (Vorwärts) wird das Steuerrad
41 in die Stellung B gebracht, durch Ziehen nach vorn die Steuermuffe 43
mit dem Rad 45 in Eingriff gebracht und dann im Uhrzeigersinn nach Stellung
+ 0,9 gedreht. Hierdurch wird der Steuersektor 35 über das Rad 40 und die Hülse
39 im Uhrzeigersinn verstellt und mit dem Steuersektor 34 in Deckung gebracht,
also der Kurbelzapfen 25 für eine Bewegung von insgesamt 90° längs der sich deckenden
Steuerschlitze freigegeben (in Fig.2 angedeutet), wobei in Fig. 1 die übersetzungsverhältnisse
der Räder 39 und 45 (und analog der Räder 38
und 44)
so gewählt werden, daß dem Bereich von B bis + OB (und analog von B bis - OB) eine
Drehung des betreffenden Steuersektors um 90° entspricht. In dieser Stellung
+ OB schiebt z. B. ein am Ende des Steuerschlitzes (Stelle 35a) angeordneter
federnder Anschlag (nicht gezeichnet) die Kurbel 36 und die Schubstange 24
aus der Null-Lage. Der Servokolben 14 kann damit zwischen seiner in Fig 1
gezeichneten Mittellage und seiner Endstellung in Richtung V jede vom Vorsteuerkolben
13 bestimmte Lage einnehmen und den Primärteil 4 im Winkelbereich
+ 01 verstellen, entsprechend den Steuerbewegungen des Leistungsreglers
10. In den Leitungen 20 bzw. 55 c herrscht der über die Rückschlagventile
20a und 55a
eingeleitete Niederdruck von wenigen Atmosphären, der z. B. von
einer nicht gezeichneten, vom Dieselmotor 1 angetriebenen kleinen Zahnradpumpe geliefert
wird und der genügt, um mit der durch die Verschiebung des Vorsteuerkolbens 13 erfolgten
Verschiebung des Servokolbens 14 die Pumpe aus der Null-Lage zu bringen.
Die Verdrehung des Steuerrades 41 von B bis + (h,; bzw. des Rades
45 bewirkt gleichzeitig über die Räder 49 und 50 der Zwischenwelle 51 und über das
Rad 52 eine Verstellung des Drehschiebers 19 in Pfeilrichtung V, wodurch die Hochdruckleitung
20 mit dem Leistungsregler 10
über die Leitung 18 und mit dem
Druckregler 11
über die Leitung 56 verbunden wird. Das Steuerrad 41 wird nach
Erreichen der Stellung + OB wieder in axialer Richtung zurückgeschoben, also das
Rad 45 außer Eingriff mit der Steuermuffe 43 gebracht, so daß der Steuersektor 35
und der Drehschieber 19 unverändert in ihrer Lage verbleiben, wenn eine weitere
Drehung des Steuerrades 41 in Richtung V erfolgt.
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Zur Wahl der Fahrtrichtung R (Rückwärts) werden das Steuerrad
41 und die Steuermuffe 43 in die B-Stellung gebracht, durch Einwärtsdrücken
die Steuermuffe 43 mit dem Rad 44 in Eingriff gebracht und dann entgegen
dem Uhrzeigersinn nach -- OB gedreht. Hierdurch wird über das Rad 38 und die Welle
37 der Steuersektor 34 entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° geschwenkt und mit dem
wieder in seine Lage gemäß Fig. 1 gebrachten Steuersektor 35 zur Deckung gebracht.
In analoger Weise schiebt hier ein an der Stelle 34 a vorzusehender federnder Anschlag
Kurbel 36 und Schubstange 24 aus der Null-Lage. Der Kurbelzapfen 25
ist also nunmehr für eine Bewegung von insgesamt 90° längs der beiden sich deckenden
Steuerschlitze der Steuersektoren 34 und 35 frei. Der Servomotor
12 kann somit zwischen der in Fig. 1 dargestellten Mittellage und seiner
Endstellung in Richtung R jede vom Vorsteuerkolben 13 bestimmte Lage einnehmen und
die Pumpe 4 im Winkelbereich - (h1 verstellen, entsprechend den Steuerbewegungen
des Leistungsreglers 10. Die Verdrehung des Steuerrades 41 von B nach
- O1 bzw. des Rades 44 bewirkt gleichzeitig über das Rad 46 auf der
Zwischenwelle 47 und das Rad 48 eine Verstellung des Drehschiebers 19 in
Pfeilrichtung R, wodurch die nunmehr Hochdruck führende Leitung 55 mit dem Leistungsregler
10 über die Leitung 18 und mit dem Druckregler 11 über die Leitung
56 verbunden wird. Das Steuerrad 41 kann nach Erreichen der Stellung
- OB wieder in axialer Richtung herausgezogen werden, womit das Rad 44 außer Eingriff
mit der Steuermuffe 43 kommt, so daß der Steuersektor 34 und der Drehschieber 19
unverändert in ihrer Lage verbleiben, wenn eine weitere Drehung des Steuerrades
41 in Richtung R erfolgt. Das Weiterdrehen des Steuerrades in die Stellungen
+ 0, bzw. - 00, + 01 bzw. - 01 und + O, "",.X bzw. - wird an Hand der Fig.
3 erläutert, in der die Radialausdehnung H der abgewickelten Steuerscheiben
65a, 65b, 66 und 67 mit den in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen dargestellt
werden. Daraus sieht man, daß bis zum Bereich B . . . + (h B bzw. B . . .
- (1)3 (Bereich S, Stillstand) einzig die Fahrtrichtung durch Drehen des entsprechenden
Steuersektors gewählt wird. Von + OB . . . + 0, bzw. - OB . . . - (I)" (Bereich
L, Leerlauf) geben die Bremsventile 69 und 70 mit einer gewissen Phasenverschiebung
die Flüssigkeitsleitungen 20 und 55 frei. Von + -1)o . . . + (h1 bzw.
- oho . . . - 01 wird gleichzeitig
die Motordrehzahl erhöht und
das überbrükkungsventil 71 geschlossen. Im Bereich + 01... + 01 raas bzw. - 01 .
. . - 01 max wird lediglich die Drehzahl des Dieselmotors 1 bis zum gewählten
Maximalwert erhöht.
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Der Druckregler 11 hält das Hubvolumen des Hydromotors 5 so
lange auf seinem Kleinstwert @@@"";", bis das Ventil 61 anspricht. Sobald
der Betriebsdruck den Ansprechdruck dieses Ventils 61 übersteigt, öffnet dasselbe.
In Verbindung mit der Drossel 60 stellt sich auf der größeren Fläche des
Differentialkolbens 58 ein kleinerer Druck ein. Dadurch vergrößert sich das Hubvolumen
des Hydromotors 5 so lange, bis sich ein neues Gleichgewicht zwischen dem ungedrosselten
Betriebsdruck auf der kleineren Kolbenfläche und dem gedrosselten Druck auf der
größeren Kolbenfläche einstellt. Das Ventil 61 läßt dabei dauernd eine ganz geringe
Menge Betriebsflüssigkeit abfließen. Durch Zurückdrehen des Steuerrades
41 gegen + 01 bzw. - 01 wird die Drehzahl des Dieselmotors 1 verringert.
Das Fahrzeug versucht aber die Drehzahl beizubehalten, so daß der Hydromotor 5 zur
Pumpe wird und die Pumpe zum Hydromotor. Die dadurch entstehende Bremswirkung ist
um so stärker, je mehr man gegen + 01 bzw. -- 01 zurückdreht. Gleichzeitig wird
auch die Druckseite gewechselt, d. h., in der ursprünglich Hochdruck führenden Leitung
herrscht jetzt der von der von der Speisepumpe gelieferte Niederdruck. Als Folge
davon wird der Meßkolben 17 des Leistungsreglers 10 entlastet und das Ventil
61 des Reglers 11
geschlossen. Die Pumpe 4 wird folglich auf
+ 0".,
bzw. - 01 min gestellt und der Hydromotor 5 auf
in in-Die Vergrößerung des Hubvolumens der beim Bremsen zum Hydromotor gewordenen
Pumpe einerseits und die Verringerung des Hubvolumens des zur Pumpe gewordenen Hydromotors
anderseits verhindert mit Sicherheit jedes Überdrehen des Antriebmotors.
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Bei noch weiterem Zurückdrehen des Steuerrades 41 wird zunächst das
Überbrückungsventil 71 geöffnet, und hierauf kann mit den Bremsventilen
69
und 70 bis zum Stillstand gebremst werden.
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Fig. 4 stellt eine Charakteristik eines Flüssigkeitsgetriebes dar,
wie sie beispielsweise mit den Reglern 10 und 11 erreicht werden kann. Dabei bezieht
sich der Index »1« auf Werte der Pumpe und der Index »2« auf Werte des Hydromotors.
Über der Fahrgeschwindigkeit, die der Drehzahl des Hydromotors proportional ist,
sind im oberen Teil der Leistungs-und Druckverlauf N und p des Flüssigkeitsgetriebes
sowie der Drehmomentverlauf M der Pumpe, im unteren Teil der Verlauf der Drehzahlen
n1 und n. von Pumpe bzw. Hydromotor, der Drehmomentverlauf M, des Hydromotors und
der Verlauf der Hubvolumina 01 und 0, von Pumpe bzw. Motor dargestellt. Die Zugkraft
Z des Fahrzeuges ist dem Drehmoment M, des Hydromotors proportional.
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Im Bereich A (Anfahren) steigen N und Ml von Null bis
zu den Werten Nmax und Ml max und bleiben über die Bereiche B (Pumpenregelung)
und C (Regelung des Hydromotors) konstant. Der Druck erreicht im Bereich A seinen
Maximalwert p, .x. Vom Punkt V.2' wird im Bereich B der Druck zweckmäßigerweise
gemäß der Funktion p - v = const. verändert, was man durch die Feder 26 mit hyperbolischer
Charakteristik erreicht. Vom Punkt V1" an hat die Pumpe ihr maximales Hubvolumen
01 max erreicht, und die weitere Steigerung der Geschwindigkeit V erfolgt im Bereich
C durch Verkleinern des Hub volumens des Hydromotors 0,, auf den Kleinstwert 0,
i". Grundsätzlich könnten die Regler 10 und. 11 gleichzeitig arbeiten, was z. B.
im ersten Moment des Anfahrens oder des Bremsens der Fall sein kann, doch geht üblicherweise
zuerst die Pumpe bis auf 0""", und anschließend der Hydromotor auf 0,
min, da der Druckbereich der beiden Regler sich nicht überschneidet.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist unter Verwendung eines Dieselmotors
1 dargestellt. Natürlich ist die vorliegende Steuerautomatik hierauf nicht beschränkt,
sondern kann auch mit einem anderen Brennkraftmotor oder mit einem Elektromotor
mit nicht regelbarer Drehzahl verwendet werden. Der Regler 73 ist dann jeweils sinngemäß
durch einen Regler der betreffenden Antriebgmaschine zu ersetzen, falls nicht -
wie bei einem Elektromotor -auf einen derartigen Regler überhaupt verzichtet werden
kann.
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Die in Fig. 1 gezeigte Lösung geht davon aus, daß durch die Feder
26 des Reglers 10 bzw. die Feder des Ventils 61 des Reglers 11 eine
ganz bestimmte Leistung N bzw. ein ganz bestimmtes Drehmoment Ml m.x festgelegt
ist. Im Motordiagramm nach Fig. 5, in dem die Leistung NM und das Drehmoment MM
des Motors über der Motordrehzahl n1 dargestellt wird, entspricht dies einer horizontalen
Linie. Die beiden schraffierten Flächen stellen somit eine Momenten- bzw. Leistungsreserve
dar. Es kann aber erwünscht sein, einen anderen Verlauf von Ml und N zu wählen,
z. B. im Hinblick auf günstigen Brennstoffverbrauch. Dies kann dadurch erreicht
werden, daß die Vorspannung der Feder 26 bzw. der des Ventils 61 in geeigneter Weise
geändert wird. In Fig. 1 könnte dies dadurch vorgenommen werden, daß mit dem Drehen
des Steuerrades 41 weitere Kurvenscheiben gedreht werden, die den Bund 28a
verstellen bzw. die Vorspannung der Feder des Ventils 61 verändern. Ein Beispiel
für einen solchen Regler für eine Pumpe zeigen Fig. 6 und 7. Die Bezugszeichen,
die für gleiche Teile in Fig. 1 vorkommen, werden hier ebenfalls verwendet.
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Die Vorspannung der Feder 26 wird einerseits durch Drehung der kegelähnlich
geformten Steuerfläche 77 verändert, die über das Gestänge 79 in Abhängigkeit vom
Hubvolumen der Pumpe steht und anderseits in ihrer Verschiebung längs der Drehachse
78 durch eine auf der Steuerwelle 64 (Fig. 1) sitzende zusätzliche
Kurvenscheibe 67 a in Abhängigkeit vom Steuerrad 41 und damit von der Drehzahl
des Antriebmotors beeinflußt wird.
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Der Meßkolben 17 mißt über die Leitung 18 den mit dem Drehschieber
19 zugeordneten Druck, steuert gleichzeitig die Leitungen 80 und
81 und bringt damit den Servokolben 14 in die richtige Lage. An Stelle
des Fahrtrichtungswählers 33 tritt hier das analoge hydraulische Element, nämlich
das Schaltventil 80 mit den Stellungen Null-Lage 0, Vorwärts V und Rückwärts
R. Dieses Ventil wird ebenfalls, nicht gezeichnet, durch Drehen des Steuerrades
41 im Bereich B . . . + OB bzw. B OB in die gewünschte Stellung
gebracht.
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Bei Verwendung eines Leistungsreglers nach Fig. 6 und 7 mit von der
Drehzahl n1 abhängigem Drehmomentverlauf ist es zweckmäßig, auch den Druckregier
11
so zu gestalten, daß beim Übergang vom Bereich B (Pumpenregelung) zum Bereich C
(Regelung des Hydromotors) ein stetiger Druckverlauf erfolgt (Fig. 4). Dazu wird
für den Regler 11 (Fig. 1) eine weitere, auf der Welle 64 sitzende
Kurvenscheibe verwendet, die die Federvorspannung der Feder des Ventils 61 in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl verändert. Wird an Stelle des direkt wirkenden Reglers 11
(Fig. 1) ein Regler mit Servomotor verwendet, so wirkt die erwähnte Steuerscheibe
auf die Feder, die auf den Meßkolben drückt.
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Weitere für den praktischen Betrieb notwendige Einrichtungen sind
eine Drucksicherung, z. B. in Form des in Fig. 1 dargestellten doppeltwirkenden
Sicherheitsventils 74, Kühler und Filter (nicht gezeichnet) sowie andere
nicht dargestellte Einrichtungen, die jedoch für das Verständnis der Erfindung nicht
benötigt werden.
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Die Ansprüche 3 bis 5 sind reine Unteransprüche, die nur in Verbindung
mit Anspruch 1 gelten.