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Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für ein hydrostatisches
Getriebe für Kraftfahrzeuge, das eine von einer in ihrer Leistungsabgabe willkürlich
einstellbaren Antriebsmaschine angetriebene, in ihrer Fördermenge und Fördereinrichtung
einstellbare Pumpe und einen von dieser mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren, in
seinem Schluckvermögen einstellbaren hydrostatischen Motor aufweist, wobei zur Einstellung
der Fördermenge der Pumpe und des Schluckvermögens des hydrostatischen Motors Stellmotoren
vorgesehen sind und diese Einstellung derart geregelt wird, daß zuerst die Fördermenge
der Pumpe von Null auf ihre Höchstfördermenge und dann das Schluckvermögen des hydrostatischen
Motors vom Höchstschluckvermögen in Richtung Kleinschluckvermögen eingestellt wird.
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Bei schwere Arbeiten ausführenden, sich langsam bewegenden Fahrzeugen,
ist eine genaue Lenkung in engen Arbeitsräumen notwendig. Beispiele derartiger Fahrzeuge
sind Hubkarren und Schaufellader, die kraftgetriebene Hilfsgeräte haben, welche
von der Antriebsmaschine oder auch vom Fahrzeug selbst getrieben werden müssen.
Bei derartigen Fahrzeugen ist eine wirkungsvolle Kraftübertragung zu den Fahrzeugrädern
über einen großen Bereich der Bremskraftdrehzahlen bei sich ändernden Fahrzeuggeschwindigkeiten
erwünscht. Ferner ist es erwünscht, daß die hydrostatischen Getriebe dieser Fahrzeuge
eine Regelvorrichtung haben, die es ermöglicht, daß sich die Antriebsmaschine mit
einer Höchstzahl je Minute dreht, um eine höchste Kraftleistung zum Arbeiten des
Fahrzeuges zu liefern, während gleichzeitig eine stoßlose und genaue Regelung der
Kraftzuführung zu den Antriebsrädern des Fahrzeuges erfolgt.
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Es ist eine Regelvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe für
Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift
1 158 999).
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Es ist auch bei einer Regelvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe
bekannt, die Taumelscheibe der Pumpe und des hydrostatischen Motors durch eine Stellvorrichtung
zu verstellen, wobei eine Prüfvorrichtung vorgesehen ist, die von der Antriebsmaschinendrehzahl
beeinflußt wird (deutsche Patentschrift 960 156).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für
ein hydrostatisches Getriebe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das
hydrostatische Getriebe über einen großen Regelbereich abhängig von der Drehzahl
der Antriebsmaschine geregelt werden kann und beim Fahrtrichtungswechsel die Regelventile
abgeschaltet werden können, sowie die aus dem hydraulischen Kreislauf resultierenden
Kräfte auf die Taumelscheibe durch eine Einstelländerung der Taumelscheibe kompensiert
werden.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß
die Stellmotoren der Pumpe sowie des hydrostatischen Motors über einen Pumpenregler
und einen Motorregler von einer Steuerpumpe aus mit Steuerflüssigkeit beaufschlagbar
sind und die Pumpen- und Motorregler einen von der Antriebsmaschine angetriebenen
Regler aufweisen, die je auf einen die Flüssigkeitszufuhr zu den Stellmotoren regelnden
Ventilkolben eines Pumpenregler- und Motorreglerventils einwirken, wobei auf den
Ventilkolben des Pumpenreglerventils die vom Regler erzeugte Kraft in der einen
Richtung und die Kraft einer willkürlich einstellbaren Druckfeder sowie die aus
dem im Stellmotor herrschenden Druck resultierende Kraft in der anderen Richtung
wirken und auf den Ventilkolben des Motorreglerventils die vom Regler erzeugte Kraft
und die aus dem Druck im Stellmotor resultierende Kraft in der einen Richtung und
die Kraft einer willkürlich einstellbaren Druckfeder in der anderen Richtung wirken
und die Vorspannung der beiden Druckfedern einstellbar ist.
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In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutertes Ausführungsbeispiel der Regelvorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Regelvorrichtung für ein hydrostatisches
Getriebe, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Taumelscheibe der Pumpe mit
Teilen der Pumpe in einer Stellung für Vorwärtsantrieb und F i g. 3 eine schematische
Darstellung von Pumpenventilstellungen mit einem Druckdiagramm.
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Die Regelvorrichtung 10 wird bei einem hydrostatischen Getriebe
11 verwendet, das einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf 12 mit
einer von der Antriebsmaschine angetriebenen Pumpe 13 und mit einem von der
Pumpe mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren hydrostatischen Motor 14 hat.
Die Pumpe 13 und der hydrostatische Motor 14 sind über Rohrleitungen
15 und 16 miteinander verbunden, um einen geschlossenen hydraulischen
Kreislauf zu bilden, über den die Druckflüssigkeit aus der Pumpe 13 zum hydrostatischen
Motor 14 und dann zurück zur Pumpe 13 gefördert wird.
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Vorzugsweise sind die Pumpe und der hydrostatische Motor Axialkolbeneinheiten,
die veränderliche Fördermenge und veränderliches Schluckvermögen aufweisen. Zu diesem
Zweck hat die Pumpe 13 eine Taumelscheibe 17, die aus einer Neutralstellung
in entgegengesetzten Richtungen verschieden einstellbar ist, und der hydrostatische
Motor 14 hat eine Taumelscheibe 18, die aus einer Neutralstellung
in einer einzigen Richtung verschieden einstellbar ist. Die Pumpe 13 weist
einen drehbaren Zylinderblock 13 a mit einer kreisringförmig angeordneten
Reihe Axialkolben 13 b auf, die an der Taumelscheibe 17 der Pumpe
anliegen. In gleicher Weise weist der hydrostatische Motor 14 einen drehbaren
Zylinderblock 14 a mit einer kreisringförmig angeordneten Reihe Axialkolben
14 b auf, die an der Taumelscheibe 18
des hydrostatischen Motors anliegen.
Die Kombination der Pumpe mit veränderlicher Fördermenge und des hydrostatischen
Motors mit veränderlichem Schluckvermögen gibt dem hydrostatischen Getriebe die
Fähigkeit, ein feststehendes oder veränderliches Drehmoment auf eine Ausgangswelle
19 zu übertragen, so daß eine stufenlose Einstellung des übersetzungsverhältnisses
möglich ist. Das hydrostatische Getriebe ist außerdem umkehrbar, und zwar von Höchstdrehzahl
in der einen Förderrichtung auf Neutralstellung und dann auf Höchstdrehzahl in der
anderen Förderrichtung. Außerdem ist ein Bremsen mit dem hydrostatischen Getriebe
möglich.
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An die Taumelscheibe 17 der Pumpe sind zwei entgegengesetzt
wirkende gleiche Stellmotoren 20 und 21 angeschlossen, deren Kolben
durch je eine Feder 22 bzw. 23 belastet ist, wodurch die Taumelscheibe
17 in die in F i g. 1 dargestellte Neutralstellung eingestellt wird. Die
Stellmotoren sind einzeln beaufschlagbar,
so daß die in dem ersten
Stellmotor befindliche Druckflüssigkeit die Taumelscheibe in einer bestimmten Richtung
kippt und die in dem gegenüberliegenden Stellmotor vorhandene Druckflüssigkeit ein
in entgegengesetzter Richtung erfolgendes Kippen bewirkt, so daß die Förderströme
in entgegengesetzten Richtungen zum hydrostatischen Motor gefördert werden und die
von dem hydrostatischen Motor getriebenen Fahrzeugräder in verschiedenen Drehrichtungen
umlaufen. Die Antriebsmaschine 24, beispielsweise eine übliche Brennkraftmaschine,
deren Kraftstoffzufuhr durch einen Gashebel 25 von Hand eingestellt wird
und der über eine mechanische Verbindung 26 (dargestellt durch die gestrichelte
Linie) mit der Taumelscheibe 17 verbunden ist, wird zum Antrieb der Pumpe
13 verwendet.
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An der Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors
14 sind zwei entgegengesetzt wirkende Stellmotoren 27 und 28 angeschlossen.
Der eine Stellmotor, beispielsweise der Stellmotor 28, hat einen kleineren
Durchmesser und drängt bei Zuführung der Druckflüssigkeit die Taumelscheibe
18 auf ihre Stellung für kleinstes Schluckvermögen. Der andere Stellmotor,
beispielsweise der Stellmotor 27, hat einen größeren Durchmesser. Bei Zuführung
von Druckflüssigkeit kann dieser Stellmotor 27 die durch den kleineren Stellmotor
28 eingestellte Stellung der Taumelscheibe 18 übersteuern, so daß die Taumelscheibe
18 auf ihre Stellung für größtes Schluckvermögen des hydrostatischen Motors,
d. h. für größtes Drehmoment, wie in der Zeichnung gezeigt, eingestellt wird.
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Das hydrostatische Getriebe weist eine als Füllpumpe 29 dienende
Zahnradpumpe auf, die ebenfalls von der Antriebsmaschine 24 angetrieben wird.
Die ; Füllpumpe 29 steht über eine Rohrleitung 31 mit einem Vorratsbehälter
30 in Verbindung, so daß gekühlte Auffüllflüssigkeit dem hydraulischen Kreislauf
mittels einer Druckleitung 32 zugeführt werden kann. Federbelastete Rückschlagventile
33 und 34
stehen mit der Druckleitung 32 und mit den Rohrleitungen
15 bzw. 16 in Verbindung, und zwar über eine Rohrleitung 35 bzw. 36, um der jeweils
Niederdruck führenden Rohrleitung 15 oder 16 des hydraulischen Kreislaufes
12 über das eine Rückschlagventil Auffüllflüssigkeit zuzuführen, wobei der
in der Hochdruck führenden Rohrleitung 16 oder 15
des hydraulischen
Kreislaufes herrschende Druck das andere Rückschlagventil geschlossen hält. Ein
federbelastetes Entlastungsventil 37 steht mit der Druckleitung 32 in Verbindung.
Dieses Entlastungsventil 37 leitet die von der Füllpumpe 29 geförderte
überschüssige Druckflüssigkeit ab und fördert diese in den Vorratsbehälter
30 zurück, wenn sich das hydrostatische Getriebe in der Neutralstellung befindet.
Die Förderleistung der Füllpumpe ist so groß, daß die Leckflüssigkeit ersetzt wird
und daß gekühlte Auffüllflüssigkeit dem hydraulischen Kreislauf 12 im überschuß
zu der zum Betrieb erforderlichen Druckflüssigkeit zugeführt wird. Die überschüssige
Auf- e füllflüssigkeit kühlt die erwärmte Flüssigkeit ab und hält das hydrostatische
Getriebe in einem kühlen Zustand.
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Die Herstellung einer Verbindung zwischen der Druckflüssigkeit niederen
Druckes enthaltenden 4 Rohrleitung 15 oder 16 und einem Entlastungsventil
42 zum Abfluß der erwärmten Druckflüssigkeit niederen Druckes erfolgt über
ein Wechselventil 43. Dieses Wechselventil 43 steht mit der Rohrleitung
15
bzw. 16 über Rohrleitungen 44 und 45 bzw.
46 und 47 in Verbindung. Der Abfluß der überschüssigen erwärmten Druckflüssigkeit,
die durch gekühlte; durch die Füllpumpe 29 geförderte Auffüllflüssigkeit
ersetzt wird, in den Vorratsbehälter 30 erfolgt über das Entlastungsventil
42. Der Druck der Druckflüssigkeit höheren Druckes in einer der Rohrleitungen
15 oder 16 stellt das Wechselventil 43 so ein, daß eine Verbindung
mit dem Entlastungsventil 42 über eine Rohrleitung 48 hergestellt wird, so
daß das Entlastungsventil 42 die erwärmte Druckflüssigkeit mittels einer
Rohrleitung 49 über einen Kühler 50
und einen Filter 51 in den
Vorratsbehälter 30 leitet. Der Kolben des Wechselventils 43 wird mittels
Federn in eine mittige Schließstellung vorbelastet, so daß bei der Umkehrung des
Druckes in den Rohrleitungen 15 und 16 keine Druckflüssigkeit hohen
Druckes aus dem hydraulischen Kreislauf verlorengeht.
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Das hydrostatische Getriebe weist ferner zwei federbelastete Überdruckventile
38 und 39 auf, die mit der Rohrleitung 15 bzw. der Rohrleitung
16 über eine Rohrleitung 40 bzw. eine Rohrleitung 41 verbunden
sind. Diese Überdruckventile 38 und 39
sollen einen übermäßig hohen
Druck in der einen oder der anderen der beiden Rohrleitungen 15 und
16
dadurch verhindern, daß der hydraulische Kreislauf entlastet wird, wenn
beim schnellen Beschleunigen oder beim plötzlichen Bremsen Druckspitzen auftreten.
Beim Auftreten eines Hochdruckes verschieben sich die Überdruckventile 38 bzw. 39
und lassen Druckflüssigkeit zur Niederdruckseite des hydrostatischen Getriebes überströmen.
Tritt beispielsweise Hochdruck in der Rohrleitung 15 auf, dann betätigt der
in der Rohrleitung 40 vorhandene Druck das Überdruckventi138, um den Druck
über die Rohrleitunge 41 zur Rohrleitung 16 abzuleiten.
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Zwei Rohrleitungsgruppen dienen zur Zu- und Ableitung der Druckflüssigkeit
zu den Stellmotoren des hydrostatischen Getriebes von der Regelvorrichtung. Die
Rohrleitungen 54 und 55 verbinden die Stellmotoren 20 bzw.
21 der Taumelscheibe 17 der Pumpe mit der Regelvorrichtung. Ähnliche
Rohr-Leitungen 56 und 57 sind zwischen den Stellmotoren
27 bzw. 28 der Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors
und der Regelvorrichtung vorgesehen. Die Regelvorrichtung enthält einen Motorregler
58, einen Pumpenregler 59 und eine Steuerpumpe 60. Diese drei
Aggregate werden von der Antriebsmaschine 24
mittels einer Welle
61 angetrieben, auf der ein Pumpenreglerzahnrad 62 angeordnet ist
und die sich in eine Pumpenreglerantriebswelle 63 fortsetzt, so daß auch
ein mit dem Pumpenreglerzahnrad 62 im Eingriff stehendes Motorreglerzahnrad
64 und eine zugehörende Motorreglerantriebswelle 65 angetrieben werden. Ein
mit dem Pumpenreglerzahnrad 62 im Eingriff stehendes Zahnrad 66 treibt
die Steuerpumpe 60 an.
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Die Steuerpumpe 60 fördert unter Druck stehende Steuerflüssigkeit
zu dem Stellmotor 28 und über ein Motorreglerventil 79 zum Stellmotor 27.
über ein Pumpenreglerventil78 und ein Richtungsregelventil 67 sind die Stellmotoren
20 und 21 der Taumelscheibe 17 der Pumpe mit Steuerflüssigkeit beaufschlagbar.
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Das Richtungsventil 67 besteht aus einem Ventilgehäuse
68, aus einem Ventilkolben 69 und aus einer Druckfeder 70.
Der Ventilkolben des Richtungsregelventils
ist mechanisch mit einem
Fußhebel 71 über eine Regelventilnockenscheibe 72 verbunden, die auf dem
einen Ende einer Nockenscheibenwelle 73 befestigt ist, an der auch der Fußhebel
71 sitzt. An die Regelventilnockenscheibe 72 wird der Regelventilkolben 69 durch
die Druckfeder angelegt, so daß bei einer Drehung des Fußhebels 71 eine entsprechende
seitliche Verschiebung des Ventilkolbens 69 erfolgt.
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Befindet sich der Fußhebel 71 in seiner Neutralstellung, dann
stellt die Druckfeder 70 den Ventilkolben 69 so ein, daß die Kolbenflansche
74 a und 74
und die abgesetzten Kolbenteile 75 und 76 des Ventilkolbens
eine Verbindung zwischen den Rohrleitungen 54 und 55 zu den Stellmotoren
20 und 21
der Taumelscheibe 17 der Pumpe und einer Ablaufleitung
77 herstellen, dagegen die Zufuhr von Steuerflüssigkeit zu den Stellmotoren
absperren. Steuerflüssigkeit fließt aus den Stellmotoren 20 und
21 ab, so daß die Taumelscheibe 17 auf die Stellung mit Fördermenge
Null eingestellt wird und die Pumpe keine Ausgangsleistung hat. Wird der Fußhebel
71 in der mit »Vorwärts« bezeichneten Richtung niedergedrückt, dann wird die Nockenscheibenwelle
73 so gedreht, daß der Ventilkolben 69 an einem tiefliegenden konzentrischen
Abschnitt der Regelventilnockenscheibe 72 anliegt. Der Ventilkolben
69 wird also nach rechts bewegt, so daß der Kolbenflansch 74 aus seiner Stellung,
in der er den Zustrom zur Rohrleitung 54 abgesperrt hat, herausbewegt wird.
Steuerflüssigkeit kann dann aus einer Druckleitung 92 über die Rohrleitung
54 zu dem Stellmotor 20 fließen, so daß die Taumelscheibe 17 der Pumpe
in der Zeichnung nach links gekippt wird und das Fahrzeug sich in Vorwärtsrichtung
bewegt. Die Taumelscheibe 18
des hydrostatischen Motors befindet sich in der
dargestellten Schrägstellung.
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Das Pumpenreglerventi178 und das Motorreglerventil 79 regeln die Winkelstellungen
der zugehörenden Taumelscheiben. Das Pumpenreglerventil und das Motorreglerventil
sind mit Fliehgewichten 80 bzw. 81 versehen, die auf der Pumpenregler-
bzw. Motorreglerantriebswelle 63 bzw. 65 drehbar gelagert sind und die sich auseinanderspreizen,
wenn die Drehzahl ihrer Welle auf Grund einer Erhöhung der Drehzahl der Antriebsmaschine
24 steigt. Beim Spreizen der Fliehgewichte 80 und 81 werden Kolben
82 bzw. 83
durch die Fliehgewichtarme in Axialrichtung nach rechts,
gesehen in F i g. 1, bewegt und erteilen Ventilkolben 84 bzw. 85 des Pumpenreglerventils
78 bzw. des Motorreglerventils 79 eine Axialbewegung. An dem Kolben 82 bzw.
83 liegt an dem einen Ende der Ventilkolben 84 bzw. 85 an.
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Die Ventilkolben 84 und 85 sind in bezug auf ihre Ventilgehäuse
86 bzw. 87 verschiebbar und einstellbar und regeln die Zufuhr von
Steuerflüssigkeit durch das Zusammenarbeiten von Kolbenflanschen, ferner Kolbeneinschnitten,
die sich an dein Ventilkolben befinden, sowie Nuten, die in den Ventilgehäusen vorhanden
sind. Auf das andere Ende des Ventilkolbens 84 bzw. 85 drückt eine
Druckfeder 88 bzw. 89, die eine entgegengesetzt zu der von den Fliehgewichten
erzeugten Kraft gerichtete Kraft ausübt und die die Ventilkolben in einer Neutralstellung
hält, wenn die Antriebsmaschine 24 nicht arbeitet. Die Druckfeder
88 bzw. 89 stützt sich an einem Kolben 84 a bzw 85
a ab, dessen Schaft aus dem Pumpenregler- bzw. Motorreglerventil nach außen
ragt und der an einer Motorfreilaufnockenscheibe 91
bzw. an einer Pumpenfreiiaufnockenscheibe
90 anliegt, die auf der von dem Fußhebel 71 betätigten Nockenscheibenwelle
73 befestigt sind.
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Wie bereits erwähnt, stellen die Rohrleitungen 54
und
55 eine Verbindung zwischen den Stellmotoren 20 und 21 an der
Taumelscheibe 17 der Pumpe 13
und dem Richtungsregelventil 67 her,
und die Rohrleitungen 56 bzw. 57 stellen eine Verbindung zwischen
dem Stellmotor 27 der Taumelscheibe 18
des hydrostatischen Motors und
dem Motorreglerventil 59 bzw. zwischen dem Stellmotor 28 der Taumelscheibe
18 des hydrostatischen Motors 14 und der Steuerpumpe 60 her. Außerdem verbindet
die Druckleitung 92 das Richtungsregelventil 67 mit dem Pumpenreglerventil
78, und eine Rohrleitung 93 stellt die Verbindung zwischen dem Pumpenreglerventil
78
und dem Motorreglerventil 79 her. Eine Rohrleitung 94 bildet eine Verbindung
zwischen dem Motorreglerventi179 und dem Pumpenreglerventi178, die zu einer zwischen
dem Pumpenreglerventi178 und dem Ablauf vorgesehenen Rohrleitung 95 führt. Von der
Steuerpumpe 60 führt eine Rohrleitung 96 zu dem Pumpenreglerventil 78, das
über die Rohrleitung 93
mit dem Motorreglerventi179 verbunden ist und an dieses
ist die Rohrleitung 56 angeschlossen.
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Bei in Leerlaufstellung befindlicher Antriebsmaschine 24 stößt
die Druckfeder 88 bzw. 89 den Ventilkolben 84 bzw.
85 des Pumpenreglerventils 78
bzw. des Motorreglerventils 79 in F i
g. 1 nach links. Bei der dargestellten Stellung wird Steuerflüssigkeit dem Stellmotor
27 von der Steuerpumpe 60 zugeführt, und zwar über die Rohrleitung
96, eine Ringnut 96 a in der Ventilbohrung des Pumpenreglerventils
78,
die Rohrleitung 93, einen im Durchmesser verringerten Abschnitt
des Ventilkolbens des Motorreglerventils 79 und die Rohrleitung 56..
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Die Rohrleitung 57 ist mit der Steuerpumpe 60 ständig verbunden, so
daß Steuerflüssigkeit ständig dem Stellmotor 28 zugeführt wird. Da der Stellmotor
27 einen größeren Durchmesser hat als der Stellmotor 28, spricht der Stellmotor
27 auf die Steuerflüssigkeit an und kippt die Taumelscheibe 18 des hydrostatischen
Motors in die Stellung größten Schluckvermögens, also für höchstes Drehmoment, wie
F i g. 1 zeigt. Befindet sich der Fußhebel 71 in seiner Neutralstellung,
dann wird die Taumelscheibe 17 der Pumpe 13 in einer senkrechten Stellung
zur Drehachse der Pumpe gehalten (F i g. 1). Läuft also die Antriebsmaschine 24
im Leerlauf und befindet sich der Fußhebel 71 in einer Neutralstellung, dann
ist die Taumelscheibe 17 der Pumpe 13 auf Fördermenge Null eingestellt, und die
Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors 14 ist auf größtes Schluckvermögen
eingestellt, wie die F i g. 1 zeigt.
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Zum Antrieb des Fahrzeuges wird zuerst die Antriebsmaschine 24 angedreht
und dann die gewünschte Bewegungsrichtung durch Drücken des Fußhebels 71 in der
zugehörigen Richtung gewählt. Die Bewegung des Fußhebels 71 betätigt entsprechend
das Richtungsregelventil 67. Wird dann mittels des Gashebels 25 die Drehzahl der
Antriebsmaschine erhöht, dann wird über die Regelvorrichtung die Fördermenge der
Pumpe proportional mit der Drehzahl der Antriebsmaschine vergrößert, so daß die
Pumpe ihre größte Fördermenge dann erreicht, wenn die Antriebsmaschine 24 ihr höchstes
Drehmoment erreicht. Beim Andrehen der Antriebsmaschine 24 bewegen sich die
Fliehgewichte 80 nach außen und drücken den
Kolben 83 gegen
den Ventilkolben 84, so daß dieser Ventilkolben 84 in F i g. 1 nach rechts bewegt
wird. Die Steuerflüssigkeit kann infolgedessen aus der Steuerpumpe 60 über die Rohrleitung
96 in das Pumpenreglerventi178, vorbei am im Durchmesser verringerten Abschnitt
96 b des Ventilkolbens 84 und über die Druckleitung 92 zum Richtungsregelventil
67 strömen. Durch die Betätigung des Fußhebels 71
ist der Ventilkolben
69 des Richtungsregelventils 67
so eingestellt, daß eine Verbindung
zum Stellmotor 20 oder 21 der Taumelscheibe der Pumpe hergestellt
wird, wodurch die Taumelscheibe 17 in einer Richtung gegenüber der Achse der Pumpe
schräg gestellt und die gewünschte Förderrichtung der Pumpe erhalten wird. Bei Zunahme
der Drehzahl der Antriebsmaschine 24 wird der Ventilkolben 84 des
Pumpenreglerventils weiter nach rechts bewegt, um weiter Steuerflüssigkeit über
das Richtungsregelventil 67 dem Stellmotor für die Taumelscheibe der Pumpe zuzuführen.
Über eine Ausgleichdruckleitung 92 a wird eine Federkammer 88 a dem gleichen Druck
unterworfen wie der Stellmotor, wodurch die Kraft der Fliehgewichte im Gleichgewicht
gehalten wird. Der Druck der Steuerflüssigkeit in der Federkammer 88 b drängt
den Ventilkolben 84 in die Ventilschließstellung. Das Pumpenreglerventil
ist so ausgeführt, daß die Taumelscheibe 17 der Pumpe 13 eine Stellung, die der
maximalen Fördermenge entspricht, zu der Zeit erreicht, zu der die Antriebsmaschine
ihr höchstes Drehmoment erreicht.
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Nach dem Andrehen der Antriebsmaschine 24 befindet sich die Taumelscheibe
18 des hydrostatischen Motors 14 in einer Stellung für höchstes Schluckvermögen.
Die Druckfeder 89 des Motorreglerventils 79 ist so ausgeführt, daß sie den
Ventilkolben in einer Stellung, in der dieses höchste Schluckvermögen des hydrostatischen
Motors weiterbesteht, hält, bis die Antriebsmaschine ungefähr ein Drittel des Drehzahlbereiches
zwischen der Leerlaufdrehzahl und der vollen Drehzahl erreicht, wobei der Druck
in einer zum Stellmotor 27 der Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors
14 führenden Rohrleitung 97
hinter dem Ventilkolben 85 und entgegen
der Druckfeder 89 wirkt. Sobald die Antriebsmaschinendrehzahl ein Drittel des Drehzahlbereiches
übersteigt, überwinden die Fliehgewichte und der Flüssigkeitsdruck der Steuerflüssigkeit
den Druck der Druckfeder 89, und der Kolben 82 drückt den Ventilkolben
85 nach rechts, so daß der Zustrom von Steuerflüssigkeit aus der Rohrleitung
93 blockiert ist und die zum Ablauf führende Rohrleitung 94 geöffnet wird. Steuerflüssigkeit
aus dem Stellmotor 27 wird also abgelassen, und zwar durch die Rohrleitung 56 über
die Rohrleitung 94 und aus dem Pumpenreglerventil 78 mittels der Rohrleitung
95. Der Stellmotor 28, dem Steuerflüssigkeit ständig zugeführt wird,
verstellt dann die Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors 14 in Richtung
senkrechter Stellung zur Achse des hydrostatischen Motors, sobald die Antriebsmaschinendrehzahl
zunimmt und eine größere Steuerflüssigkeitsmenge aus dem Stellmotor 27 abgeleitet
wird. Nach der Bewegung des Ventilkolbens 85 nach rechts verringert sich daher der
Flüssigkeitsdruck in den Rohrleitungen 56 und 97, so daß die Druckfeder den Ventilkolben
wieder in der F i g. 1 nach links verschiebt und das Gleichgewicht herstellt.
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Zum Bremsen des Fahrzeuges wird lediglich der Gashebel zurück auf
Leerlaufstellung gestellt. Das Motorreglerventi179 erhöht dann das Schluckvermögen
des hydrostatischen Motors, und das Pumpenreglerventil verringert die Fördermenge
der Pumpe. Die Pumpe wird dann vom hydrostatischen Motor, der vom schiebenden Fahrzeug
angetrieben wird, mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so daß die Antriebsmaschine
von der Pumpe angetrieben wird und diesem Antrieb Widerstand entgegensetzt. Die
Größe der Bremsung hängt davon ab, wie weit der Gashebel zurückgestellt wird und
welchen Widerstand die Antriebsmaschine ihrem Antrieb entgegensetzt und - bei einem
sehr schnellen Zurückstellen des Gashebels - welche Drosselung durch die Brems-
und Überdruckventile im hydraulischen Kreislauf hervorrufen wird.
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Der Fußhebel 71, die Nockenscheibenwelle 73, die Motorfreilaufnockenscheibe
91 und die Pumpenfreilaufnockenscheibe 90 bilden eine Betätigungsvorrichtung,
durch die Kraft der Fliehgewichte übersteuert werden kann, so daß das Motorreglerventil
und das Pumpenreglerventil neu eingestellt werden können, um eine gewünschte Ausgangsdrehzahl
des hydrostatischen Getriebes zu erhalten, wenn beispielsweise die Antriebsmaschine
bei einer höheren Drehzahl verwendet werden soll als zum Fahren erforderlich ist,
um auf diese Weise zusätzliche Kraft zur Ausführung anderer Arbeiten zu erhalten.
Wird der Fußhebel 71 in die Neutralstellung gebracht, dann bewegen sowohl die Motorfreilaufnockenscheibe
91 als auch die Pumpenfreilaufnockenscheibe 90 ihre zugehörigen Ventilkolben
entgegen der Kraft der Fliehgewichte nach links, so daß bei einer bestimmten Antriebsmaschinendrehzahl
die Taumelscheiben 18
des hydrostatischen Motors auf ein größeres Schluckvermögen
und die Taumelscheibe 17 der Pumpe 13 auf geringere Fördermenge eingestellt wird.
Die Motorfreilaufnockenscheibe 91 hat einen längeren Kuppenabschnitt als die Pumpenfreilaufnockenscheibe
90, so daß bei der Drehung der Nockenscheibenwelle 73 die Kuppe der Motorfreilaufnockenscheibe
91 schon den Ventilkolben des Motorreglerventils seitlich bewegt, während
der Kolben 84 a des Pumpenreglerventils noch an dem unteren Abschnitt der
Pumpenfreilaufnockenscheibe 90 anliegt. Die Pumpenfreilauf- und die Motorfreilaufnockenscheiben
sind also so ausgeführt, daß das Verstellen der Pumpe und des hydrostatischen Motors
nacheinander erfolgt, wobei zuerst der hydrostatische Motor auf größtes Schluckvermögen
gebracht und dann die Fördermenge der Pumpe verringert wird.
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Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, wirkt auf die Taumelscheibe der Pumpe
oder des hydrostatischen Motors eine Kraft, die als Reaktionskraft aus dem hydraulischen
Kreislauf zwischen dem Hochdruck-und dem Niederdruckteil entsteht. Diese Kraft hat
das Bestreben, die Taumelscheibe der Pumpe in Richtung geringere Fördermenge und
die Taumelscheibe des hydrostatischen Motors in Richtung größeres Schluckvermögen
zu verstellen. Diese Kraft kann in folgender Weise erläutert werden: Es sei angenommen,
daß die in F i g. 2 dargestellte Taumelscheibe 17 der Pumpe, die stellvertretend
für die Taumelscheibe der Pumpe und des hydrostatischen Motors ist, sich um eine
Schwenkachse 110 dreht, die die Antriebswellenachse 112 rechtwinklig schneidet,
wobei die Antriebswellenachse eine Ebene 111 schneidet, die die Mitten der
kugeligen Axialkolbenenden 114 enthält, die Kugelzapfenlager 114 a
tragen,
dann haben die im Hochdruckteil des hydraulischen Kreislaufes liegenden Axialkolben
13 b das Bestreben, die Taumelscheibe um ihre Schwenkachse in Richtung geringerer
Fördermenge zu drehen. Die Kräfte, die über jeden Axialkolben 13 b auf die
Taumelscheibe einwirken, verlaufen in Richtung der Längsachse des Axialkolbens und
wirken über den Drehmittelpunkt des Axialkolbenendes 114, das einen Abstand
113 zur Schwenkachse 110 der Taumelscheibe hat. Theoretisch sind die
Längskräfte aller oberhalb der Schwenkachse 110 vorhandenen Axialkolben gleich
den Längskräften aller unterhalb der Schwenkachse 110 vorhandenen Axialkolben.
In Wirklichkeit jedoch und insbesondere im Hochdruckteil des hydrostatischen Kreislaufs
ändern sich diese theoretisch gleich hohen Kräfte mindestens teilweise auf Grund
der Verdichtbarkeit hydraulischer Flüssigkeiten bei hohen Drücken. Beginnt jeder
Axialkolben seinen Pumpenhub, so besteht das Bestreben zu einer Flüssigkeitsverdichtung,
ehe der höchste Druck erzielt worden ist, so daß die Druckerhöhung auf den Axialkolben
nicht plötzlich, sondern allmählich erfolgt, während beim Übergang vom Hochdruckschlitz
11.6 zum Niedcrdruckschlitz 115 der Druckabfall fast plötzlich erfolgt.
Das in F i g. 3 dargestellte Diagramm zeigt die Kräfte beim Arbeiten in Vorwärtsförderrichtung,
d. h., wenn sich der Zylinderblock, gesehen vom linken Ende der F i g. 2, in Richtung
des Uhrzeigers, wie in F i g. 3 durch den Pfeil dargestellt, dreht und die Taumelscheibe
die in F i g. 2 dargestellte Schräglage einnimmt. Die Kräfte sind durch die die
Ventilscheibe 117 (F i g. 3) umgebende schraffierte Fläche dargestellt. Die
oberhalb der Schwenkachse 110 der Taumelscheibe auftretende Resultierende
der Kraft ist kleiner als die unterhalb dieser Schwenkachse vorhandene Resultierende
der Kraft, so daß ein die Neigung verringerndes Moment auf die Taumelscheibe wirkt.
Fördert die Pumpe in der entgegengesetzten Förderrichtung, wobei die Taumelscheibe
über ihre Nullage in der entgegengesetzten Richtung schräg liegt, dann ist das Diagramm
der Kräfte in der Zeichnungsebene um 180° gedreht, und es wird ein in der entgegengesetzten
Richtung wirkendes, den Hub verringerndes Moment erzeugt. Beim hydrostatischen Motor,
dessen Taumelscheibe nur in einer einzigen Richtung aus der Neutralstellung kippbar
ist, beispielsweise in der in F i g. 2 dargestellten Richtung, und bei dem sich
der Zylinderblock in entgegengesetzten Richtungen drehen kann, ist das Diagramm
für den Vorwärtsantrieb ähnlich dem Diagramm für die Rückwärtsförderrichtung, und
das Diagramm für den Rückwärtsantrieb ist um 180° um die Achse 118 von dem
Diagramm für den Vorwärtsantrieb versetzt. In jedem Falle wirkt das auftretende
Moment im Sinne einer Hubvergrößerung.
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Wie bereits erwähnt, wird dem in F i g. 1 unteren Stellmotor
28 der Taumelscheibe 18 des hydrostatischen Motors 14 ständig
Steuerflüssigkeit zugeführt, die auf den Kolben dieses Stellmotors wirkt und das
Bestreben hat, die Taumelscheibe auf ein Mindestschluckvermögen einzustellen. Der
Stellmotor ist so bemessen, daß er die Taumelscheibe 18 in der Stellung für
Mindestschluckvermögen so lange hält, bis die auf die Taumelscheibe des hydrostatischen
Motors wirkenden Kräfte aus dem hydraulischen Kreislauf auf eine vorherbestimmte
Größe ansteigen. Diese Kräfte wirken auf die Taumelscheibe über die Axialkolben
in einer den Hub vergrößernden Richtung. Ist daher die Drehmomentforderung an den
hydrostatischen Motor hoch, so bewegt sich die Taumelscheibe des hydrostatischen
Motors in die Stellung für volles Schluckvermögen, bzw. die Taumelscheibe des hydrostatischen
Motors moduliert zur Stellung für Höchstschluckvermögen hin, bis durch die Druckerhöhung
im hydraulischen Kreislauf und durch das zunehmende Schluckvermögen des hydrostatischen
Motors ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Eine Bewegung des Kolbens im Stellmotor
28 gegen den Druck der auf den Kolben wirkenden Steuerflüssigkeit ist durch
ein der Steuerpumpe 60 zugeordnetes Entlastungsventil und/oder durch am Kolben
auftretende Leckverluste möglich.
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Die Stellmotoren der Taumelscheibe der Pumpe sind auch so bemessen,
daß die aus dem hydraulischen Kreislauf auf die Taumelscheibe wirkenden Kräfte diese
einstellen können. Vorzugsweise sind die Stellmotoren der Taumelscheibe des hydrostatischen
Motors so bemessen, daß die Taumeslcheibe des hydrostatischen Motors zuerst auf
Grund der aus dem hydraulischen Kreislauf wirkenden Kräfte die Stellung für größtes
Schluckvermögen zurückgestellt wird, worauf bei schweren Belastungsverhältnissen
erst die Stellmotoren der Taumelscheibe der Pumpe mit der Rückstellung der Taumelscheibe
der Pumpe auf minimale Fördermenge beginnen. Die Taumelscheibe des hydrostatischen
Motors spricht daher zuerst auf einen sehr hohen Druck an und bewegt sich in Richtung
Höchstschluckvermögen, und wenn der hydrostatische Motor bei einem solchen Schluckvermögen
und unter einem solchen Druck das Drehmoment nicht abgeben kann, steigt der Druck
weiter. Die Taumelscheibe der Pumpe beginnt dann sich in Richtung Verringerung der
Fördermenge zu bewegen, die entweder die Fördermenge Null oder eine Kleinstfördermenge
erreicht, die bei dem Höchstdruck des hydrostatischen Getriebes zulässig ist. Das
hydrostatische Getriebe wird auf diese Weise stillgesetzt, wobei die Pumpe nahe
der Neutralstellung den höchsten Druck auf den hydrostatischen Motor aufrechterhält
und der hydrostatische Motor wiederum in der Lage ist, sein höchstes Drehmoment
zu liefern. Eine Bewegung des Kolbens der Stellmotoren der Taumelscheibe der Pumpe
gegen den Druck der auf den Kolben wirkenden Steuerflüssigkeit ist möglich wegen
der auftretenden Leckverluste, die am Kolben und im Stellmotor vorhanden sind.