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Hydrostatisches Getriebe Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches
Getriebe mit einem hydraulischen Motor, dessen Einlaß- und Auslaßleitungen zur Aufnahme
des Strömungsmittels mit den Saug- und Druckleitungen einer mittels Hilfskraft angetriebenen
Pumpe verbunden sind. Der Motor und/oder die Pumpe sind von veränderbarer Fördermenge
bzw. Schluckfähigkeit, um das übersetzungsve,rhältnis zwischen der Pumpe und dem
Motor variieren zu können; das übersetzungsverhältnis ist mittels eines hydraulischen
Servomotors einstellbar, der ein durch ein Steuerglied bewegbares Steuerventil aufweist.
Außerdem sind Steuermittel vorgesehen, die auf den Betriebsdruck ansprechen, um
das Auftreten übermäßiger Betriebsdrücke im Kreislauf zu verhindern.
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In bekannten Getrieben sind Vorrichtungen vorhanden, die wirksam werden,
wenn ein mit der Arbeitsweise der Einrichtung zusammenhängende spezifische Größe,
beispielsweise die Leistung, die Drehzahl, das Drehmoment, die Fördermenge oder
der Druck, sich aus einem vorbestimmten Bereich bewegt, um dann die Einrichtung
automatisch im Sinne einer Rückführung der spezifischen Getriebegröße in den vorbestimmten
Bereich zu verstellen. Solche Anordnungen können für bestimmte Kraftübertragungssysteme
geeignet sein, die nicht eine Handsteuerung für das Übersetzungsverhältnis zwischen
treibenden und getriebenen Gliedern enthalten. Für Getriebeanordnungen, bei denen
die Verhältnissteuerung ein wesentliches Merkmal ist und auf welche sich die Erfindung
bezieht, sind diese bekannten Einrichtungen ungeeignet.
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Beispielsweise ist eine Regeleinrichtung für Flüssigkeitsgetriebe
bekannt, bei welcher die Leistungen einer in ihrer Fördermenge einstellbaren Pumpe
und eines Motors mit veränderlicher Schluckmenge genau so gesteuert werden, daß
die Leistungen immer in vorbestimmter Weise aufeinander abgestimmt sind. Wenn jedoch
bei der Belastung des Motors unerwartete Änderungen auftreten, so daß der Flüssigkeitsdruck
an der Einlaßleitung des Motors über einem vorbestimmten Wert liegt, wird die unter
Druck stehende Flüssigkeit von der Speiseleitung zu der Einlaßleitung des Motors.
abgezogen, um den Druck des Arbeitsmittels auf Null zu bringen. Hierdurch kommt
der Motor unverzüglich zum Stillstand. Die gesamte von der Pumpe erzeugte Leistung
wird nach der Betätigung des Entlastungsventils nutzlos verbraucht. Es liegt gerade
die Wirkung vor, die durch die Erfindung vermieden werden soll.
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Ein bekanntes hydraulisches Getriebe für Fahrzeuge enthält ebenfalls
Entlastungsventile zwischen den Einlaß- und Auslaßleitungen des hydraulischen Motors,
damit der Druck an dem Motor nicht etwa einen vorbestimmten Wert überschreiten kann.
Dieser Wert wird bei der bekannten Vorrichtung entsprechend den Fahrbedingungen
des Systems geändert. Während der Betätigung des Entlastungsventils kann. das Arbeitsmittel
an dem Motor vorbeiströmen, und es wird zu der Einlaßleitung der Pumpe zurückgeführt,
so daß Energie verbraucht wird und daher in den Ventilen verlorengeht.
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Bei einem anderen bekannten Flüssigkeitsgetriebe für Kraftfahrzeuge
liefert eine Pumpe Druckflüssigkeit durch eine Druckleitung zu einem oder mehreren
Antriebsmotoren. Diese Druckleitung ist mit einem Rückschlagventil versehen, das
wirksam wird, wenn der Druck in der Druckleitung einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Dabei kann dann die Flüssigkeit durch das Rückschlagventil hindurchgehen und eine
Überlastungssicherung betätigen, um das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen. Dieser
Überlastungsschutz enthält ein Ventil, welches eine Flüssigkeitsströmung von der
Hochdruckleitung an dem Motor vorbei und unmittelbar in die Niederdruckleitung ermöglicht.
Es ist daher ersichtlich, daß nach Betätigung des. Überlastungsschutzes die gesamte
von der Pumpe erzeugte Leistung nutzlos verbraucht wird.
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Der Erfindung, welche von einem Flüssigkeitsgetriebe der erwähnten
Art ausgeht, bei welchem das Übersetzungsverhältnis veränderlich ist, liegt die
Aufgabe
zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mittels welcher das Übersetzungsverhältnis
nach Gutdünken in zulässigen Grenzen verändert werden kann, wobei eine Sicherheitsvorrichtung
ermöglicht, d.ß das Übersetzungsverhältnis mi,` einer solchen Geschwindigkeit geändert
wird, daß zulässige Grer:-zen nicht überschritten werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Steuermittel ein Federventil
enthalten, das auf den Druck des Strömungsmittels an der Einlaßleitung oder der
Auslaßleitung des Motors anspricht, wenn dieser Druck einen vorbestimmten Wert überschreitet
und die Auslaßleitung des hydraulischen Servomotors mit einer Quelle für unter Druck
stehendes Strömungsmittel verbindet und eine Vorrichtung zur automatischen Veränderung
dieses vorbestimmten Wertes bei Änderungen im Übersetzungsverhältnis aufweist.
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Dadurch hat die Bedienungsperson freie Hand zur Betätigung des. Bedienungshebels
zwecks dessen Einstellung zu irgendeinem Übersetzungsverhältnis, das sie momentan
glaubt einstellen zu müssen. Die Erfindung verhindert, daß die tatsächliche Änderung
von einem vorhandenen zu einem neu ausgewählten Übersetzungsverhältnis so schnell
erfolgt, daß unzulässige Drücke in der Anlage auftreten können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung
vorgesehen, die das automatische Ansprechen der Ventilanordnung auf den Druck in
der Leitung der Motorein- und -auslaßleitungen bewirkt, in der der Druck höher ist.
Außerdem weist die Auslaßleitung des Servomotors eine Einschnürung auf; sie ist
an der Seite der Einschnürung neben dem Servomotor an eine Speiseleitung angeschlossen,
welche infolge Betätigung der Ventilanordnung das unter Druck stehende Strömungsmittel
aus der Druckmittelquelle aufnehmen kann.
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Die Quelle für unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Aufnahme
von unter Druck stehendem Strömungsmittel ist entweder aus der Einlaßleitung oder
aus der Auslaßleitung des Motors in Abhängigkeit davon, welcher Druck größer ist,
angeschlossen.
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Die Anordnung ist außerdem so beschaffen, daß die Ventilanordnung
ein Ventil zum Durchlaß des Strömungsmittels von der Strömungsmittelquelle enthält
und eine Feder angeordnet ist, die das Ventil in den geschlossenen Zustand drückt
und die auf einem Widerlager sitzt, dessen Lage in Abhängigkeit von einer Servomotorverstellung
einstellbar ist, um die durch die Feder aufgebrachte Kraft zu verändern.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Beisspieles erläutert. In der Zeichnung sind der Servomotor und ein Federventil
nur schematisch im Querschnitt dargestellt.
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In der Zeichnung besteht das Getriebe aus einer Pumpe 1, deren
Saug- und Druckleitungen 2, 3 mit den Leitungen 4, 5 eines hydraulischen
Motors 6 verbunden. sind. Die Pumpe und der Motor arbeiten nach dem Verdrängungsprinzip
und sind regelbar, so daß die Getriebeanordnung tatsächlich ein zwangläufiges Kraftübertragungssystem
darstellt, dessen Übersetzung durch Änderung der Fördermenge von Pumpe und der Schluckmenge
des Motors veränderlich ist. Die Steuerhebel 7 und 8 sind bei 9 bzw.
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an der Pumpe bzw. dem Motor angelenkt, um durch die Fördermenge der Pumpe
1 und die Schluckfähigkeit des Motors 6 im entgegengesetzten Sinne verändert werden
zu können. Diese beiden Steuerhebel sind über Zwischenglieder 11 bzw. 12 mit einem
bewegbaren Gehäuse eines hydraulischen Servomotors 13 verbunden, dessen Gehäuse
auf einer Gleitbahn 14 verschiebbar angeordnet ist.
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Die Pumpe 1 ist über ein Antriebselement 15 mit einer Antriebsmaschine
verbunden, während der Motor 6 mit einem anzutreibenden Glied 16 gekuppelt ist.
Beispielsweise kann das die Hebetrommel eines Krans oder eine Welle sein, die mit
den Rädern eines Fahrzeugs in Verbindung steht. Bei der gezeigten Anordnung sind
die Leitungen 2, 4 und 3, 5 mit dem Gehäuse eines automatischen Dreiwegeventils
17 verbunden, das durch die selbständige Bewegung eines in diesem befindlichen Kugel-Ventilkörpers
18 immer eine der zu einem beliebigen Zeitpunkt unter höherem Druck stehenden zwei
Leitungen 2; 4 und 3, 5 mit einer Leitung 19 verbindet. Der Servomotor 13
weist einen Zylinder 20 auf; dieser nimmt einen doppeltwirkenden Kolben 21 mit einer
Kolbenstange 22, welche mit einem feststehenden Widerlager 23 fest verbunden ist,
auf. Der Kolben hat weiterhin einen Ansatz 24, dessen Durchmesser der Kolbenstange
22 entspricht und der durch die Stirnwand des Zylinders 20 an der von der
Kolbenstange 22 abgekehrten Seite durchgeführt ist, so daß die wirksamen
Flächen des Kolbens 21 gleich sind.
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An dem Gehäuse des Servomotors 13 befindet sich ein weiteres Gehäuse
25 für einen kolbenartigen Servoschieber bekannter Art. Dieser Schieber weist vier
Stege 26, 27, 28 und 29 auf, die so angeordnet sind, daß sie die Verbindung zwischen
den Einlaß- -und Auslaßleitungen 30, 31, die mit entgegengesetzten Enden des Zylinders
20 verbunden sind, eine Einlaßleitung 32 für das Servoströmungsmittel und
eine Auslaßleitung 33 für dieselbe so steuern, daß bei Verschiebung des Servoschiebers
aus der gezeigten Stellung in die eine oder andere Richtung die Einlaßleitung 32
mit dem einen Ende des Zylinders 20 verbunden wird, während das andere Ende des
Zylinders mit der Leitung 33 verbunden wird. Dadurch wird eine Bewegung des Gehäuses
des Servomotors 13 gegenüber dem Kolben herbeigeführt.
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Der Servoschieber ist mittels eines Hebels 34 bedienbar, der bei
35 am Gehäuse des Servomotors 13
angelenkt ist. Dieser Hebel wird durch
zwei unter Federdruck stehende Glieder 36 auf einer Steuerstange 37 betätigt, so
daß eine Bewegung der Steuerstange 37 in jeder Richtung eine Bewegung des Servoschiebers
in der gleichen Richtung bewirkt: Dadurch wird wiederum eine Bewegung des Gehäuses
des Servomotors 13 ebenfalls in der gleichen Richtung hervorgerufen, um den Servoschieber
in seine Stellung bezüglich des Gehäuses - wie gezeigt - zurückzubringen. In der
praktischen Ausführung haben die Leitungen 32 und 33 biegsame Abschnitte, um eine
Bewegung des Gehäuses des Servomotors 13 zu ermöglichen.
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Die Leitung 33 ist über eine Einschnürung 39 mit einem Vorratsbehälter
38 verbunden, von welchem eine Füllpumpe 40 das Strömungsmittel der Leitung
32 zuführt. Zwischen der Leitung 19 und der Leitung 33 ist ein schematisch wiedergegebenes
Federventil vorgesehen. Dieses Ventil besteht aus einem Gehäuse 41 und hat
eine Zuflußöffnung, die mit der Leitung 19 in Verbindung steht und normalerweise
von einem Ventilkörper 42 geschlossen wird. Dieser Ventilkörper 42 ist auf dem Ende
einer Feder 43 abgestützt, deren anderes Ende an einem beweglichen Widerlager
44 angeordnet ist.
Die Stellung des Widerlagers 44 wird durch
einen Nocken 45 bestimmt, welcher auf dem Gehäuse des Servomotors 13 ausgebildet
ist, so daß sich bei Bewegung des Gehäuses des Servomotors 13 zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses
durch Einstellung der Pumpe und des Motors der auf das Ventil 42 durch die Feder
43 ausgeübte Druck nach einer festgelegten Gesetzmäßigkeit ändert.