DE1630554B - Nulleinstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Bereich eines ortsfesten Zapfens durch Schultern begrenzte Einschnitte und oberhalb der Welle im Bereich eines an der Kurvenscheibe angebrachten Zapfens Widerlager aufweisen.

Ir₁ den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Nullhubeinstellvorrichtung eines hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung dargestellt.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels der Nulleinstellvorrichtung eines hydrostatischen Getriebes gemäß der Erfindung, teilweise aufgeschnitten,

F i g. 2 einen vertikalen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 und

F i g. 3 ein in größerem Maßstab dargestelltes geschnittenes Teil aus F i g. 2.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für eine Nullstellvorrichtung eines hydrostatischen Getriebes dargestellt, wie es häufig zum Antrieb eines Fahrzeuges verwendet wird, das eine Pumpe sowie einen hydrostatischen Motor aufweist (beide hier nicht dargestellt), welche mittels einer durch einen Stellmotor betätigten Schiefscheibe zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses eingestellt werden, wobei der Stellmotor mit einer Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist.

Wie F i g. 1 zeigt, weist die Steuereinrichtung 10 des hydrostatischen Getriebes zwei Stellmotoren 11 und 12 auf, die mit Schiefscheiben zum Einstellen der Vorwärts- und Rückwärtsfahrt verbunden sind, wie an der Pumpe 13 angedeutet ist.

Die Stellmotoren 11 und 12 haben hydraulisch beaufschlagbare Stellkolben aufweisende Stellzylinder 11 α und 12 a, die an ihrem einen Ende an einem nicht dargestellten Zapfen verankert sind, welcher koaxial zu einer Welle 16 einer Kurvenscheibe 25 angeordnet ist und vom Getriebegehäuse getragen wird. Die Welle 16 liegt in einem Lager 17, das ebenfalls von dem Getriebegehäuse getragen wird, und sie kann durch einen ebenfalls nicht dargestellten Hebel gedreht werden, welcher mit Betätigungsmitteln, wie einem Pedal oder einem Handhebel, verbunden ist.

Die Anordnung der Pumpe und des hydrostatischen Motors einschließlich der Schiefscheiben und der Betätigungsmittel sind allgemein bekannt.

Auf der Welle 16 ist — mit dieser drehbar verbunden — eine mit einer Nabe 20 b und einem Keil 18 versehene Scheibe 20 angeordnet. Die Axialbewegung dieser Nabe und Scheibe auf der Welle 16 wird in der einen Richtung durch einen Sicherungsring 21 verhindert, der in einer ringförmigen Hohlkehle 22 in der Welle 16 eingelassen ist.

Auf der Welle 16 ist auch die vorzugsweise flache Kurvenscheibe 25 mit einer Bohrung 25 b mit dieser drehbar angeordnet, und zwar in Anlage und sicherer Verbindung (z. B. durch Nieten oder Schweißen) mit einer Fläche 20 α der Scheibe 20. Die Scheibe 20 und die Kurvenscheibe 25 können gegebenenfalls auch aus einem Stück bestehen.

Die Kurvenscheibe 25 weist, wie aus Fig.] zu ersehen, eine unregelmäßige Kontur auf — aus Gründen, die noch erläutert werden. Ferner sind in ihr Ventilführungsnuten 26, 27 und 28 in vorbestimmten Abständen von der Welle 16 und der Scheibe 20 vorgesehen zur Steuerung des Flusses der Steuerdruckflüssigkeit von Ausgangsötfnungen der Stellzylinder der Stellmotoren 11 und 12. In der Kurvenscheibe 25 ist auch eine Kurvennut 29 zur Aufnahme eines am Stellzylinder 11 α befestigten Zapfens 11 c vorgesehen.

Die Außenfläche 25 α der Kurvenscheibe 25 steht in gleitbarem Zusammenwirken mit einem Paar knopfartiger Ventile 30 und 31, welche stielartige Teile 30 a und 31 α aufweisen, die sich geradlinig in Druckflüssigkeitsöffnungen 32 und 33 der Stellzylinder 11 a und 12 α erstrecken.
Sich in den Ventilen 30 und 31 zentral längs erstreckende Öffnungen 30 b und 31 b bilden Verbindungskanäle zum Innern der Stellzylinder 11 α und 12 a. Die Ventile 30 und 31 wirken mit den Ventilführungsnuten 26,27 und 28 zusammen, welche in den verschiedenen Lagen der Kurvenscheibe 25 in Übereinstimmung mit der Drehung der Welle 16 dazu dienen, die als Auslässe dienenden Druckflüssigkeitsöffnungen 32 und 33 der Stellzylinder 11 α und 12 a zu schließen und zu öffnen, um deren Stellkolben abhängig von der Beaufschlagung mit Steuerdruckflüssigkeit zu verschieben und die Bewegung der zugehörigen Schiefscheiben des hydrostatischen Getriebes einzustellen.

Die vorangegangene Beschreibung stimmt mit den bekannten hydrostatischen Getrieben überein. DieWirkungsweise der erwähnten Stellmotoren ist allgemein bekannt, um Schiefscheiben für die Pumpe und den hydrostatischen Motor, die in entgegengesetzten Richtungen von einer neutralen Mittelstellung schwenkbar sind, zwischen dem Minimal- und dem Maximalhub einzustellen und dementsprechend

a) die Kraftübertragung zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor und

b) die relative Geschwindigkeit zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle sowie

c) die Drehrichtung der Ausgangswelle zu variieren. Ferner weist die Anordnung scherenartige Hebel

35 und 36 auf in Verbindung mit der Kurvenscheibe 25 und anderen Mitteln, um die Auslässe der Stellzylinder 11 α und 12 α sowie die entsprechenden Ven-

tÜführungsnuten 26, 27 und 28 in Wechselwirkung zu bringen und die verbundenen Schiefscheiben in Lagen zu halten, welche mit der neutralen Stellung des hydrostatischen Getriebes übereinstimmen.

Die Hebel 35 und 36, welche in ihrer Gestalt im wesentlichen einander gleich sind, sind an einer Seite an der Nabe 20 b der Scheibe 20 angrenzend gegeneinander drehbar, also auch in Berührung mit der Kurvenscheibe 25 gelagert. Die Hebel sind gegen eine axiale Verschiebung durch einen in einer ringförmigen Hohlkehle 38 in der Nabe 20 b gehaltenen Sicherungsring 37 festgelegt.

Die Hebel 35 und 36 weisen Nabenteile 35 α und

36 α sowie Arme 35 b und 36 b mit Einschnitten 35 c und 36 c auf sowie auf der entgegengesetzten Seite ebene Widerlager 35 d und 36 d, die an den Nabenteilen 35 α und 36 a angeordnet sind. In in den Armen 35 ft und 36 b vorgesehenen Löchern ist eine Schraubenfeder 39 mit ihren gebogenen Enden 39 b verankert, um die Arme ständig gegeneinanderzuziehen. In der Kurvenscheibe 25 und der Scheibe 20 ist ein Widerlager in Gestalt eines Zapfens 40 angeordnet, der die Bewegung der Arme 35 b und 36 b gegeneinander durch die Schraubenfeder 39 begrenzt, indem er zwischen die Widerlager 35 d und 36 d ragt.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist etwas Spiel zwischen dem Zapfen 40 und den Widerlagern in der Nullstellung vorgesehen. Diese Ausbildung dient dazu, die

Kurvenscheibe 25 zunächst in eine angenäherte und danach in eine endgültige Nullstellung zu bringen und dadurch eine enstprechende Einstellung des hydrostatischen Getriebes zu bewirken.

Zwischen den Einschnitten 35 c und 36 c erstreckt sich ein zweiter, am Getriebegehäuse befestigter Zapfen 41, gegen den sich die radialen Flächen dieser Einschnitte anlegen können, wenn das hydrostatische Getriebe in der Nullstellung ist.

Die Hebel 35 und 36, die Kurvenscheibe 25 sowie die ihnen zugehörigen Teile sind so angeordnet, daß, wie in F i g. 1 dargestellt, die Drehung der Kurvenscheibe 25 stets einen Wechsel in der Drehung eines der Hebel 35 und 36 bewirkt. Wenn sich die Kurvenscheibe 25 in der einen Richtung dreht, wird der Zapfen 40 eines der Widerlager 35 d oder 36 d mitnehmen und das andere durch einen der Einschnitte 35 c oder 36 c gebildete Widerlager in entgegengesetzter Richtung bewegen, also immer mit dem einen oder anderen Hebel in Bewegung sein.

Beim Drehen der Welle 16 in die der Nullstellung des die Fahreinstellung bewirkenden Handhebels oder Pedals entsprechende Stellung der Hebel 35 und 36, wie sie .F i g. 1 zeigt, wird eine weitere Drehung durch den Zapfen 41 verhindert. Das Zusammenwirken der Widerlager 35 d und 36 d mit dem Zapfen 40 hat zur Folge, daß die Kurvenscheibe 25 in eine annähernde Nullstellung gedreht wird.

Eine weitere Wechselbeziehung der Bewegung der beschriebenen Teile wird durch den Zapfen 11 c bewirkt, der am Stellzylinder 11 α angeordnet ist und sich in die Kurvennut 29 der Kurvenscheibe erstreckt.

In der in F i g. 1 dargestellten Nullstellung der Steuereinrichtung liegt die als Auslaß dienende Öffnung 31 b des Stellzylinders 12 a zwischen den Ventilführungsnuten 27 und 28 und wird durch die Kurvenscheibe 25 verschlossen, wie es für die Einstellung des hydrostatischen Motors richtig ist. Der Stellkolben des Stellmotors 12 ist mithin beaufschlagt und ausgeschoben, so daß ein maximaler Hub der Axialkolben des hydrostatischen Motors eingestellt ist. Da andererseits die öffnung 30 b des Stellzylinders 11 a mit einer Kante der Ventilführungsnut 26 in Flucht liegt, wird sie von der Kurvenscheibe 25 nur zum Teil bedeckt und bleibt daher teilweise offen.

In dieser Nullstellung drängt die Schraubenfeder 39 die Widerlager 35 d und 36 d gegen den Zapfen 40, während die sich radial erstreckenden Kanten der Einschnitte 35 c und 36 c in eine entgegengesetzte Lage zum Zapfen 41 gebracht werden. Selbstverständlich befindet sich in dieser Lage die Welle 16 in der Nullstellung, und wenn die Betätigungskraft von dem Handhebel zurückgenommen worden ist, schwenken die Schiefscheiben in die der Nullstellung des hydrostatischen Getriebes entsprechende Stellung.

Die Wirkungsweise der Kurvenscheibe 25 sowie der scherenartigen Hebel 35 und 36 beim Öffnen und Schließen der entsprechenden Öffnungen 30 b und 31 b sowie die Wechselbeziehung der durch das Kämmen des Zapfens 11 c in der Kurvennut 29 bewirkten Drehung der Welle 16 ist geläufig.

Wie dargelegt, soll eine Nulleinstellvorrichtung geschaffen werden, um die Nullstellung des hydrostatischen Getriebes unter Vermeidung des lästigen »Schleichens« zu bewirken. Zu diesem Zweck ist die Kurvenscheibe 25 wirkungsmäßig mit der Ausgangswelle des hydrostatischen Getriebes in einer Weise verbunden, die die erforderliche Betätigung der jeweils zuständigen Öffnung 30 b und 31 b der Ventile 30 und 31 sicherstellt.

Demgemäß sind an einem herausragenden peripheren Teil der Kurvenscheibe 25 Zähne 45 angeordnet, die unter bestimmten Bedingungen mit entsprechenden Zähnen eines Zahnrades 46 kämmen, das frei umlaufend auf einer Welle 47 angeordnet ist.

Die Welle 47 ist in Lagern 48 gelagert, die in einem am Getriebegehäuse angeordneten Zusatzgehäuse 49

ίο untergebracht sind.

Aus Fig. 1, welche die Nullstellung des hydrostatischen Getriebes zeigt, ist zu entnehmen, daß die Wellen 47 und 16 sowie die Zapfen 40 und 41 in im wesentlichen gleichen Abständen zueinander in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet sind.

Die Welle 47 ist antriebmäßig mit der Getriebeausgangswelle oder dem Hinterachsantrieb oder mit einer Welle verbunden, die mit einer der Drehzahl des Abtriebes proportionalen Drehzahl umläuft, wie beispielsweise eine Tachometerwelle 48 a. So wird, wie auch immer die Geschwindigkeit oder Drehzahl des Hinterachsantriebes sein wird, ob schnell oder langsam, z. B. kriechend, die Welle 47 mit einer direkt proportionalen Geschwindigkeit umlaufen.

Auf der Welle 47 ist eine mit dieser umlaufende Gleitkupplung 50 angeordnet, die eine Schraubenfeder 51 und ein Druckstück 52 aufweist, das gegen eine Stirnfläche 46 α des Zahnrades 46 anliegt, sowie ein Widerlager hat, das von der Welle getragen wird, z. B.

eine Manschette 53, und einen Bund 47 α an der Welle 47, der in Druckverbindung mit der entgegengesetzten Stirnfläche 46 b des Zahnrades 46 steht.

Unter normalen Bedingungen bewirkt die Gleitkupplung 50 durch Reibung, daß das Zahnrad 46 mit der Welle 47 umläuft, da die Schraubenfeder 51 für diesen Zweck genügend Druck ausübt. Unter bestimmten Bedingungen wird jedoch die Schraubenfeder 39 nachgeben.

Wie dargelegt, nimmt die Kurvenscheibe 25 die in F i g. 1 gezeigte Lage nur ein, wenn der Antrieb sich in der Nullstellung befindet, läuft er links oder rechts herum oder erfährt er andere Einstellungen, so werden sich die Zähne 45 entsprechend drehen. Da das Kämmen der Zähne 45 mit den Zähnen des Zahnrades 46 nur für den Zweck vorgesehen ist, eine endgültige Nullstellung des hydrostatischen Getriebes zu bewirken und aufrechtzuerhalten, sind die Zähne 45 derart ausgebildet und angeordnet, daß sie mit den Zähnen des Zahnrades 46 nur beim Übergang des hydrostatischen Getriebes in die Nullstellung in Eingriff kommen, wenn also die Welle 16 in die entsprechende Lage kommt.

Um ein weiches und wirksames Arbeiten des hydrostatischen Getriebes sicherzustellen, sind die Zähne 45, das Zahnrad 46, die Welle 47, die Gleitkupplung 50 sowie die diesen beigeordneten Teile so ausgebildet und angeordnet, daß sie in Tätigkeit treten, wenn das hydrostatische Getriebe in die Nullstellung gelangt, wenn die Antriebsmaschine läuft, und sich die Kurvenscheibe 25 in eine annähernde Nullstellung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, dreht. Darüber hinaus kämmen die Zähne 45 mit den Zähnen des Zahnrades 46 und bewirken, daß die Kurvenscheibe 25 weitergedreht wird, bis der Zapfen 40, je nach der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges, in Berührung mit einem der Widerlager 35 d oder 36 d kommt, wodurch die Drehung der beiden Teile, nämlich der Kurvenscheibe 25 und des Zahnrades 46, aufhört und die Schrauben-

feder 39 die Kraft der Schraubenfeder Sl überwindet und so die Kurvenscheibe in die endgültige Nullstellung bringt, dabei die Betätigung des Hebels 35 und folglich eine weitere Einstellung des Stellzylinders 11 a und der Schiefscheibe der Pumpe veranlassend, in die endgültige Nullstellung überzugehen.

Bei dieser Stellung des hydrostatischen Getriebes

ruft ein Schleichen des Fahrzeuges infolge seines Gewichtes, z. B. beim Parken in einer Steigung, die Drehung des Zahnrades 46 hervor. Da der Abtrieb mit dem Zanhrad 46 wirkungsmäßig verbunden ist, bewirkt dies eine entsprechende Drehung der Kurvenscheibe 25 und ruft dadurch eine Tendenz, dem Schleichen zu begegnen, hervor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 535/148

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Nulleinstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe eines Fahrzeuges, das eine von einer Antriebsmaschine angetriebene Pumpe und einen von dieser mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren hydrostatischen Motor aufweist, deren Fördermenge und dessen Schluckvermögen durch je eine Schiefscheibe einstellbar ist, von denen mindestens eine, vorzugsweise die der Pumpe, nach beiden Seiten aus einer Nullhubstellung in eine Stellung für Maximalhub schwenkbar ist, wozu jede Schiefscheibe mit einem Stellkolben je eines hydraulisch beaufschlagbaren Stellmotors verbunden ist, die in einem Winkel zueinander liegen und an den einander zugewandten Stirnseiten ihrer Stellzylinder an einer gemeinsamen Achse angelenkt sind, wobei in seitlichen, als Auslässe dienenden Öffnungen der Stellzylinder Ventile angeordnet sind, die mit Ventilführungsnuten in einer Kurvenscheibe in gleitender Verbindung stehen und die Kurvenscheibe abhängig von der Betätigung eines die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes einstellenden, willkürlich betätigbaren Hebels schwenkbar ist und in die Nullstellung federnd vorbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (25) an ihrem Außenumfang nach außen abstehende Zähne (45) aufweist, die bei Annäherung der Kurvenscheibe (25) an die Nullstellung des hydrostatischen Getriebes mit Zähnen eines Zahnrades (46) in Eingriff kommen, wobei das Zahnrad (46) auf einer rechtwinklig zur Kurvenscheibe (25) verlaufenden, proportional zur Drehzahl des Fahrzeugabtriebes angetriebenen Welle (47) freilaufend angeordnet und mit dieser Welle (47) kuppelbar ist.

2. Nulleinsteil vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kuppeln des Zahnrades (46) mit seiner Welle (47) eine Stirnfläche (46 b) des Zahnrades (46) an einem Bund (47 a) der Welle (47) anliegt und auf die andere Stirnfläche (46 d) des Zahnrades (46) ein Druckstück (52) wirkt, das von einer einerseits an der Welle (47) und andererseits an dem Druckstück (52) abgestützten Schraubenfeder (51) belastet ist.

3. Nulleinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (47) mit einer Tachometerwelle (48 d) verbunden ist.

4. Nulleinsteil vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer mit der Kurvenscheibe (25) verbundenen Nabe (20 b) zwei durch eine Schraubenfeder (39) miteinander verbundene, gleichgestaltete, scherenartig aufeinanderliegend angeordnete Hebel (35 und 36) vorgesehen sind, die unterhalb der die Kurvenscheibe (25) mit dem die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes einstellenden Hebel verbindenden Welle (16) im Bereich eines ortsfesten Zapfens (41) durch Schultern begrenzte Einschnitte (35 c und 36 c) und oberhalb der Welle (16) im Bereich eines an der Kurvenscheibe angebrachten Zapfens (40) Widerlager (35 el und 36 t/) aufweisen.

5. Nulleinstellvorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (47 und 16) und die Zapfen (40 und 41) in der gleichen vertikalen Ebene angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nulleinstellvorrichtung für ein hydrostatisches Getriebe eines Fahrzeuges, das eine von einer Antriebsmaschine angetriebene Pumpe und einen von dieser mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren hydrostatischen Motor aufweist, deren Fördermenge und dessen Schluckvermögen durch je eine Schiefscheibe einstellbar ist, von denen mindestens eine, vorzugsweise die der Pumpe, nach beiden Seiten aus einer Nullhubstellung in eine

ίο Stellung für Maximalhub schwenkbar ist, wozu jede Schiefscheibe mit einem Stellkoiben je eines hydraulisch beaufschlagbaren Stellmotors verbunden ist, die in einem Winkel zueinander liegen und an den einander zugewandten Stirnseiten ihrer Stellzylinder an einer gemeinsamen Achse angelenkt sind, wobei in seitlichen, als Auslässe dienenden Öffnungen der Stellzylinder Ventile angeordnet sind, die mit Ventilführungsnuten in einer Kurvenscheibe in gleitender Verbindung stehen und die Kurvenscheibe abhängig von der Betätigung eines die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes einstellenden, willkürlich betätigbaren Hebels schwenkbar ist und in die Nullstellung federnd vorbelastet ist.

Bekannt ist eine derartige Nulleinstellvorrichtung beispielsweise aus der schweizerischen Patentschrift 419 858. Bei derartigen hydrostatischen Getrieben tritt das Problem des beispielsweise durch das Gewicht des Fahrzeuges verursachten Kriechens auf, wenn die Steuereinrichtung zum Betätigen des Getriebes sich in der Neutralstellung befindet. Dieses Kriechen tritt besonders dann nachteilig in Erscheinung, wenn das Fahrzeug in einer Steigung geparkt wird.

Bei dieser bekannten Einrichtung sind jedoch keine Mittel vorgesehen, welche die Nulleinstellung abhängig von der sich drehenden Abtriebswelle beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs genannten Bauart so weit zu verbessern, daß das gefürchtete Kriechen in der Neutralstellung des Getriebes restlos beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurvenscheibe an ihrem Außenumfang nach außen abstehende Zähne aufweist, die bei Annäherung der Kurvenscheibe an die Nullstellung des hydrostatischen Getriebes mit Zähnen eines Zahnrades in Eingriff kommen, wobei das Zahnrad auf einer rechtwinklig zur Kurvenscheibe verlaufenden, proportional zur Drehzahl des Fahrzeugbetriebes angetriebenen Welle freilaufend angeordnet und mit dieser Welle kuppelbar ist.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß bei beginnendem Kriechen sofort die proportional zur Drehzahl des Fahrzeugabtriebes angetriebene Welle das Zahnrad mitdreht, wodurch eine Drehung der Kurvenscheibe bewirkt wird. Dadurch verändern auch die Ventilführungsnuten ihre Lage, wodurch die Stellmotoren verstellt und die Taumelscheiben in eine ■andere Lage gebracht werden, in der sie dieser Kriechneigung, gleich nach welcher Richtung, entgegenwirken.

Um den Kriechweg darüber hinaus zu begrenzen, sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung auf einer mit der Kurvenscheibe verbundenen Nabe zwei durch eine Schraubenfeder miteinander verbundene, gleichgestaltete, scherenartig aufeinanderliegend angeordnete Hebel vorgesehen, die unterhalb der die Kurvenscheibe mit dem die Übersetzung des hydrostatischen Getriebes einstellenden Hebel verbindenden Welle im