DE2042830A1

DE2042830A1 - Hydrostatische Übertragung nut veran derhchem Übersetzungsverhältnis

Info

Publication number: DE2042830A1
Application number: DE19702042830
Authority: DE
Inventors: Olivier Lyon Isaac (Frankreich) P
Original assignee: Societe Industrielle Generale de Mechanique Appliquee SIGMA, Venis sieux (Frankreich)
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1970-08-28
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FR2086776A6; DE2065423B2; US3672166A; JPS5019696B1; DE2065423A1; DE2065423C3

Description

pitiittinwlltt Dlpl.lnj.F.Welckmann

Dlpl.hig'HWeickroaBn.Dlpl.Pi

DIpI. IBB. F. A. Weickroann, Dipl. Own. B. ttuber t München 27, MShlstr. 22

3473-70

SOCIETE IZiDUSTRIEIiLE GENERALE DE MECAITIQUE APLLIQUEE S.I.G.M.A. '

Hydrostatische Übertragung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis.

Zusatz zu dem Hauptpatent .... (Patentanmeldung P 19 59 409.3 vom 26. ^November 1969)

Die Erfindung betrifft die hydrostatischen

Übertragungen mit einer von einem Motor (z.B. Wärmekraftraotor oder Elektromotor) angetriebenen Gebermaschine (oder Pumpe), wenigstens einer Empfängermaschine (oder einem hydraulischen Motor), welche mechanisch mit einem anzutreibenden Teil gekuppelt ist, v/elcher veränderlichen äusserlichen Kräften ausgesetzt werden kann, zwei einen geschlossenen Ströniungskreis zwischen der Geberinasehine und der Empfängermaschine bildenden

Leitungen und einem Mechanismus, welcher die Einheitsförderleistung der Gebermaschine verändern kann, d.h. die Pörder-

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leistung je Umdrehung der Welle derselben. Die vorliegende Erfindung ist eine Weiterbildung des Hauptpatents, gemäss welchem zur automatischen Aufrechterhaltung der Gleichheit ■ zwischen dem wirklich von dem Motor gelieferten Moment und dem Moment, welches er liefern kann, wobei der Mechanismus durch auf den Druck einer Flüssigkeit ansprechende Mittel gesteuert wird, ein Hilfskreis zur Lieferung des Druckmittels unter einem sich gleichsinnig' mit äer Drehzahl der Geberraäschine und gegensinnig zu dem Wert der äusseren Kräfte ändernden Druck vorgesehen ist, wobei die Ausbildung so getroffen ist, dass bei beliebigem Wert der äusseren Kräfte das von der Gebermaschine aufgenommene Moment praktisch gleich dem Moment ist, welches der sie antreibende Motor liefern kann.

Von derartigen hydrostatischen Übertragungen betrifft die Erfindung insbesondere, wenn, auch nicht ausschliesslich, solche, welche in Kraftfahrzeuge eingebaut sind, wobei der anzutreibende Teil dann ein Triebrad (oder eine Triebradgruppe) des Fahrzeugs ist.

Bei ^;der Ausführungsform des Hauptpatents

wird der Hilfskreis durch eine Pumpe gebildet, welche mechanisch mit der Gebermaschine gekuppelt ist und Flüssigkeit über eine Drosselstelle _mit regelbarer öffnung fördert, welche durch zweite Mittel gesteuert wird, welche auf den in der den Einlass der Empfängermaschine mit der Druckseite der Gebernascliine verbindenden Leitung herrschenden Druck ansprechen, wobei die Flüssigkeit zur Betätigung der ersten Mittel strömungsaufwärts von der Drosselstelle entnommen wird.

Zum Schutz des durch die beiden Leitungen

gebildeten geschlossenen Strömungskreises gegen Überdrücke ist bei dieser Ausführungsforci ein Druckbegrenzer vorgesehen, dessen Eingang mit diesen Leitungen durch Rückschlagventile verbunden ist, und dessen Ausgang ebenfalls mit jeder dieser Leitungen durch andere Rückschlagventile verbunden ist. Sobald der Druck in. einer der Leitungen den eingestellten Viert des Druckbegrenser3 übersteigt, lässt dieser Flüssigkeit durchtreten, welche in die andere Leitung wieder eingeführt wird. Da das zwischen der Gebermaschine und der Eiapfängernaschine unlaufende Flüssigkeitsvolumen klein ist, besteht offenbarjäie Gefahr,

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dass die Erwärmung der Flüssigkeit bei ihrer Drosselung durch den Druckbegrenzer ihre Temperatur auf einen unzulässigen Wert bringt* Die Erfindung bezv/eckt insbesondere, diesem Nachteil abzuhelfen.

Hierfür ist die weitergebildete hydrostatische Übertragung mit einer von einem Motor (z.B. Wärmekraftmotor oder Elektromotor) angetriebenen Gebermaschine (oder Pumpe) _f wenigstens einer.Empfängermaschine (oder einem hydraulischen Motor), welche mechanisch mit einem anzutreibenden !Teil gekuppelt ist, welcher veränderlichen äusseren Kräften ausgesetzt werden kann* zwei einen geschlossenen Strömungskreis zwischen der Gebermaschine und der Empfängermaschine bildenden Leitungen, einem Mechanismus zur Veränderung der Einheitsleistung der Gebermaschine, d.h. der Förderleistung je Umdrehung der Welle derselben, auf den Druck einer Flüssigkeit ansprechend en Mitteln zur Steuerung des Mechanismus und einem Hilfskreis, welcher diese Flüssigkeit unter einem sich gleichsinnig mit der Drehzahl der Gebermaschine und gegensinnig mit dem Wert der äusseren Kräfte ändernden Druck liefert, wobei die Ausbildung so getroffen ist, dass bei einem beliebigen Wert der äusseren Kräfte das von der Gebermaschine aufgenommene Moment praktisch gleich dem Moment ist, welches der sie der antreibende Motor liefern kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskreis eine Quelle zur Lieferung von Druckflüssigkeit enthält, welche an einen Druckminderer angeschlossen ist, auf dessen bewegliches Glied in dem Sinn der Vergrösserung des Ausgangsdrucks des Reglers eine mit der Drehzahl der Gebermaschine zunehmende Kraft und in dem entgegengesetzten Sinn eine mit dem Wert der äusseren Kräfte zunehmende Kraft sowie eine zu diesem Ausgangsdruck proportionale Kraft wirken, wobei die genannten Steuermittel auf diesen Ausgangsdruck ansprechen. Das bewegliche Glied kann ausserden unter der Einwirkung einer gleichsinnig mit diesen beiden letzteren Kräften v/irkenden Feder stehen.

Das bewegliche Glied des Druckninderers

wird vorzugsweise durch einen S'chieber gebildet, welcher in einem Zylinder Gleitet, in welchem er mit einen Ende eine erste

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dichte, mit dem Ausgang des Druckminderers verbundene Kammer veränderlichen Volumens abgrenzt, so dass er der zu dem Ausgangsdruck proportionalen Kraft ausgesetzt ist, wobei durch den Boden dieser ersten Kammer ein Stab tritt, welcher in eine zweite dichte Kammer hineinragt, welche mit der den Einlass der Empfängermaschine mit der Druckseite der Gebermaschine verbindenden Leitung verbunden ist, so dass dieser Stab die mit dem Wert der äusseren Kräfte zunehmende Kraft empfängt und auf den Schieber überträgt. Die zweite Kammer nimmt dann zweckmässig einen gleitenden Kolben auf, welcher in ihr zwei -Abteilungen trennt, in welche eine Verbindung mit dieser Leitung bezw. ein Abgang zu einem Druckbegrenzungsventil münden, wobei ein Durchlass mit geringem Querschnitt diese beiden Abteilungen miteinander in Verbindung setzt und vorzugsweise durch den Kolben selbst tritt.

Die mit der Drehzahl der Gebermaschine

zunehmende, auf den Schieber des Druckminderers wirkende Kraft kann durch eine Pumpe erzeugt v/erden, welche mechanisch durch die Gebermaschine oder ihren Motor angetrieben wird und parallel eine kalibrierte Lecköffnung und eine dritte dichte, in dem Zylinder durch das andere Ende des Schiebers begrenzte Kammer speist. Gemäss einer ersten Ausführungsabwandlung kann diese Kraft duich einen Fliehkraftregler erzeugt werden, welcher mechanisch von der Gebermaschine oder ihrem Motor angetrieben wird und auf das andere Ende des Schiebers einen Schub ausübt. Gemäss einer zweiten Ausführungsabwandlung kann dieoe Kraft durch die Differenz der Drücke erzeugt werden, welche vor bzw. hinter einer eingeschnürten Öffnung oder ^rosselstelle herrschen, welche an der Förderleitung einer von dem Motor angetriebenen Pumpe vorgesehen ist, wobei der strömungsabwärts liegende Teil dieser Leitung mit einem Druckbegrenzer versehen ist, welcher in dieser Förderleitung einen ständigen Druckflüssigkeitsumlauf aufrechterhält.

Wenn BchliesBlich die übertragung wenigstens zwei von einem einzigen Motor angetriebene Gebermaschinen enthält, wobei jede Gebermaschine in einem geschlossenen Strömungskreis einer Enpfängermaschine zugeordnet ist und ihren Einjselmechanismus zur Veränderung ihrer Einheitsleistung besitzt,

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weist der genannte Stab ebenso viele Schultern mit identischen Querschnitten auf, wie Gebermaschinen vorhanden sind, und die "zweite Kammer ist in ebenso viele Teilkammern unterteilt, mit welchen diese Schultern zusammenwirken, und welche mit denjenigen leitungen verbunden sind, welche die Einlasse der Empfängermaschinen mit den Druckseiten der entsprechenden Gebermaschinen verbinden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Mg. 1 bis 3 zeigen schematisch drei erfindungsgemässe hydrostatische Übertragungen.

!Fig. 4 zeigt eine Ausführungsabwandlung einer Einzelheit einer jeden der vorhergehenden Figuren.

Pig. 5 zeigt Arbeitsdiagramme der hydrostatischen Übertragung der Pig. 1.

Die Ausführungsbeispiele betreffen eine hydrostatische Übertragung für Kraftfahrzeuge.

Diese enthält, wie in Pig. 1 bis 3 dargestellt, eine von einem Motor 2 angetriebene Gebermaschine (oder Pumpe) 1, eine Empfängermaschine (oder einen hydraulischen Motor) 3, welche mechanisch durch ihre Welle 44 mit einem (durch ein nicht dargestelltes Rad gebildeten) anzutreibenden Teil gekuppelt ist, v/elcher veränderlichen äusserlichen Kräften ausgesetzt werden kann, zwei einen geschlossenen Strömungskreis zwischen der Gebermaschine 1 und der Empfangermaschine 3 bildende Leitungen 4 und 5, und einen Mechanismus 6 zur Veränderung der Einheitsförderleistung der Gebermaschine 1, d.h. der Förderleistung je Umdrehung der Antriebswelle 7 derselben.

Der Motor 2 kann ein Dieselmotor oder ein

Explosionsmotor mit einer Steuerung durch ein Pedal 8 sein, welches der Pahrer betätigen kann, um je nach der Art der Speisung des Motors 2 das von diesem gelieferte Moment oder die Drehzahl der Antriebswelle 7 zu bestimmen.

Es sind zahlreiche lösungen zur Ausbildung dieses Mechanismus bekannt. So kann z.B. die Geberinaschine 1 eine Pumpo mit axialen Kolben sein, deren Hübe Amplituden haben, welche durch die Winkelstellung eines den wesentlichen

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Teil dieses Mechanismus bildenden Nockens eingestellt v/erden, wobei diese Stellung z.B. durch die eines beweglichen Stabes 9 bestimmt wird.

Der Mechanismus 6 wird durch auf den Druck einer Flüssigkeit ansprechende Mittel gesteuert, und es ist ein Hilfskreis vorgesehen, v/elcher diese Flüssigkeit unter einem sich gleichsinnig mit der Drehzahl der Gebermaschine und gegensinnig mit dem Wert.der äusseren Kräfte ändernden Druck liefert, wobei die Augbildung so getroffen ist, dass bei beliebigem Wert dieser Kräfte das von der Gebermaschine 1 aufgenommene Moment praktisch gleich dem Moment ist, welches der Motor 2 liefern kann.

Gemäss der erfindungsgemässen Weiterbildung enthält der Hilfskreis eine Quelle zur Lieferung einer Druckflüssigkeit, welche an einen Druckminderer 85, 85a oder 85b angeschlossen ist, auf dessen bewegliches Glied 46, 46ja oder 46_b in dem Sinn einer Vergrösserung des Ausgangsdrucks £ des Reglers (in Pig. 1 bis 3 nach unten) eine mit der Drehzahl der Gebermaschine 1 zunehmende Kraft ί\τ und in dem entgegengesetzten Sinn eine mit dem Wert der äusseren Kräfte zunehmende Kraft P sowie eine au diesem Ausgangsdruck £ proportionale Kraft f_ wirken, wobei die Steuermittel auf diesen Ausgangsdruck ansprechen. Das bewegliche Glied 46, 46a oder 46b kann ausserdem unter der Einwirkung einer gleichsinnig mit diesen beiden letzteren Kräften P und f_ wirkenden Peder 63 stehen.

Das bewegliche Glied 46, 46a oder 46t>

des Druckminderers wird vorzugsweise durch einen Schieber gebildet, v/elcher in einem Zylinder 47» 47a. oder 47b. gleitet, in welchem er mit einem Ende eine erste mit dem Ausgang 49 des Druckminderers durch einen Kanal 50 verbundene dichte Kammer 48 abgrenzt, so dass der Schieber der zu dem Ausgangsdruck p_ proportionalen Kraft f, ausgesetzt ist, wobei durch den Blöden 51 der Kammer 48 ein Stab 52 tritt, welcher in eine zweite dichte Kammer 53 veränderlichen Volumens hineinragt, welche mit derjenigen der Leitungen 4, 5 verbunden ist, welche den Einlass der Empfängermaschine 3 mit der Druckseite der Gebermaschine 1 verbindet, so dass der Stab 52 die mit dem Wert

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der äusseren Kräfte, d.h. mit dem in dieser leitung herrschen^ den Druck zunehmende Kraft F empfängt und auf den Schieber 46, 46a oder 46b übertragt. Die Feder 65 kann eine den sich in der ersten Kammern 48 befindenden Abschnitt des Stabes 52 umgebende Schraubenfeder sein. Die zweite Kammer 53 nimmt zweckmässig einen gleitenden Kolben 54 auf, welcher in ihr zwei Abteilungen 53b. und 55a/i^t?nⁿwelche eine mit der betreffenden Leitung 4 oder 5 verbundene Leitung 55 bzw. ein zu einem Druckbegrenzungsventil 57 führender Kanal 56 münden, wobei ein Durchlass kleinen Querschnitts 58 die beiden Abteilungen 55a und 55b, miteinander in Verbindung setzt. Der Durchlass 58 tritt vorzugsweise durch den Kolben 54 selbst, wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt. Das durch eine Feder 59 belastete Ventil 57 wirkt nit einem Sitz 60 zusammen, dessen strömungsabwärts gelegener Teil mit einem Vorratsbehälter 14 in Verbindung steht, welcher der Klarheit wegen in Fig. 1 bis 3 an mehreren Stellen dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird

die mit der Drehzahl der Gebermaschine zunehmende, auf den Schieber 46 des Druckminderers 85 wirkende Kraft F_rT durch eine mechanisch mit der Gebermaschine 1 durch eine Welle 12 gekuppelte Pumpe 11 erzeugt, welche Flüssigkeit in dem Behälter 14 ansaugt und diese durch eine Leitung 27 fördert, welche parallel eine kalibrierte, vorzugsweise regelbare Lecköffnung 61 und eine dritte dichte Kammer 62 speist, welche in dem Zylinder 47 durch das von dem die Kammer 48 begrenzenden Ende verschiedenen Ende des Schiebers 46 abgegrenzt wird.

Die Quelle zur Lieferung von Druckflüssigkeit wird dann durch eine mechanisch mit der Gebermaschine 1 oder dem Motor 2 durch die Welle 12 gekuppelte Pumpe 35 gebildet, deren Druckleitung 64 in den Zylinder 47 durch eine einer dem Schieber 46 angehörenden Hut 66 gegenüberliegende öffnung 65 mündet. Die Hut 66 ist durch einen vollen Abschnitt oder eine Gleitfläche 67 von einer zweiten Nut 68 getrennt, welche durch eine durch die Wand des Zylinders 47 tretende öffnung 69 ständig mit dem Behälter 14 verbunden ist. Die Gleitfläche 67 wirkt/mit einer ],^Tut 70 zusammen, welche in dieser Wand ausgebildet ist und mit dem Ausgang 49 des Druckminderers in Ver-

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bindung steht. Je mehr der Schieber 46 (in Fig. 1) abwärtsgeht, umso grosser ist offenbar der von der Gleitfläche 67 zwischen der Nut 66 des Schiebers 46 und der Nut 70 des Zylinders 47 freigelassene Durchlass und somit die aus dem Regler austretende Strömungsmenge.

Gemäss einer ersten lösung sei zunächst

angenommen, dass die Gebermaschine 1 nicht umsteuerbar ist, bo dass der Strömungssinn des Strömungsmitteis zwischen den Maschinen 1 und 3 unveränderlich ist (durch Pfeile in Pig. 1 angegebener Sinn). Die leitung 5 verbindet dann ständig den Einlass der Empfängermaschine 3 mit der Druckseite der Gebermaschine 1. Ferner ist durch einen Pfeil der Strömungssinn in der Leitung 27 angegeben.

Bei dieser ersten Lösung v/erden die auf

den Flüssigkeitsdruck des Hilfskreises ansprechenden Mittel zur Steuerung des Mechanismus 6 durch einen Kolben 19 gebildet, v/elcher dicht in einem durch eine Leitung 71 mit dem Ausgang 49 des Druckminderers 85 verbundenen Zylinder 21 gleitet und unter der Einwirkung eines z.B. durch eine Feder gebildeten elastischen Rückholgliedes 24 steht.

Zur Ausserbetriebsetzung dieser Mittel

wird zweckmässig zwischen der Leitung 71 und dem Zylinder 21 ein Verteiler 26 angeordnet, welcher in einer ersten Stellung den Zylinder 21 von dieser Leitung abtrennt und in einer zweiten Stellung den Zylinder 21 mit der Leitung 71 verbindet.

Zum Schutz des durch die Leitungen 4 und

5 gebildeten geschlossenen Strömungskreises gegen Überdrücke kann ein (z.B. auf einen ztvischen 300 und 400 Bar liegenden Wert eingestellter) Druckbegrenzer 28 vorgesehen werden, dessen Eingang 29 mit den Leitungen 4 bzv/. 5 über Rückschlagventile 30 bzw. 31 verbunden ist, während sein Ausgang 32 mit den Leitungen 4 bzw. 5 durch Rückschlagventile 33 bzw. 34 verbunden sein kann, so daas ein zu grosser Druck in einer der Leitungen 4 und 5 einen Flüssigkeitsaustritt durch die öffnung des Druckbegrenzer 28 und des entsprechenden Ventils 30 oder 31 und ggfs. einen Wiedereintritt der gleichen Flüssigkeit in die andere Leitung durch öffnung des Ventils 34 oder 33 zur Folge hat.

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IJm die Gesamtheit der Leitungen 4 und 5

und der Maschinen 1 und 3 mit Flüssigkeit gefüllt zu halten, •ist die Druckleitung 64 der Pumpe 35 durch, eine Abzweigung 72 mit den Leitungen 4 und 5 über ein Filter 36 und die Ventile und 34 verbunden« Die Pumpe 35 ist gegen die Überdrücke durch einen Druckbegrenzer 37 geschützt, dessen Eingang 38 mit dem Ausgang 39 des Filters 36 verbunden ist. Der Ausgang 32 des Druckbegrenzers 28 kann ebenfalls mit diesem Ausgang 38 verbunden werden· Die Pumpe 35 entnimmt die Flüssigkeit in dem Behälter 14 über ein Filter 43, welches auch für die Pumpe 11 d ienen kann.

Die Bewegung des Kolbens 19 wird vorzugsweise auf den Stab 9 über einen Stab 10 und einen durch die Pumpe 35 mittels einer Leitung 45 gespeisten hydraulischen Kraftverstärker 42 übertragen.

Bei einer zweiten Losung sei jetzt angenommen, dass die ßebermaschine 1 umsteuerbar ist, so dass der Umlaufsinn der Flüssigkeit zwischen den Maschinen 1 und 3 entweder der durch die Pfeile angegebene (Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs) oder der entgegengesetzte Sinn (Rückwärtsfahrt) ist.

Der Mechanismus 6 wird dann so ausgebildet, dass er die Einheitsforderleistung der Gebermaschine 1 von einem der in Fig. 1 dargestellten Zwischenstellung des Stabes 9 entsprechenden Wert null an steigert, wobei die Verschiebung des Stabes 9 aus dieser Zwischensteilung in dem einen oder dem anderen Sinn eine Zunahme der Einheitsförderleistung der Maschine 1 zu der Leitung 4 oder der Leitung 5 zur Folge hat.

Ausserdem werden die auf den Druck ansprechenden Mittel durch die Anordnung von zwei Kolben 19 und 20 gebildet, welche dicht in zwei in einer Flucht liegenden Zylindern 21 bzv/. 22 gleiten, wobei der Stab 10 zwischen den beiden Kolben 19 und 20 unter Zwischenschaltung von z.B. je durch eine Feder gebildeten elastischen Rückholgliedern 23 und 24 angeordnet ist, so dass sich der Stab 10 von einer (in Fig. 1 dargestellten) Zwischenstellung aus in dem einen cder dem anderen Sinn verstellen kann, je nachdem, ob man den in der leitung 71 herrschenden Druck in dem Zylinder 21 oder 22 herrschen lasst, d.h. je nachdem, ob die öebermaschine in die Lei-

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tung 5 (Vorwärtsfahrt) oder 4 (Rückwärtsfahrt) fördert. Gleichzeitig richtet man es so ein, dass die Abteilung 53,b mit derjenigen der beiden Leitungen 4 und 5 verbunden v/ird, •in welche die Haschine 1 fördert.

Z-ur Ermöglichung der richtigen Verbindung des Zylinders 21 oder 22 mit der leitung 71 ist zweekmässig der Verteiler 26 so ausgebildet, dass er nicht mehr nur zv/ei Stellungen einnehmen kann, wie bei der vorhergehenden Lösung, sondern drei Stellungen, nänlich eine neutrale (dargestellte) Zwischenstellung, in welcher die Zylinder 21 und zusammen mit dem Behälter 14 verbunden aber von der Leitung abgetrennt sind, und zwei Arbeitsstellungen, in welchen einer der beiden Zylinder 21 und 22 mit der Leitung 71 und der andere Zylinder mit dem Behälter 14 verbunden ist.

Zur Ermöglichung der richtigen Verbindung

der Abteilung 53b mit der betreffenden Leitung 4 oder 5 ist ein Verteiler 25 vorgesehen, welcher mechanisch mit dem Verteiler 26 gekuppelt oder mit diesem kombiniert sein kann.

Die hydrostatische übertragung mit

veränderlichem Übersetzungsverhältnis arbeitet dann folgendermassen» Nachstehend sind nur die Zustände betrachtet, welche sich einstellen, wenn sich der Verteiler 26 in einer Arbeitsstellung (oder in seiner einzigen Arbeitsstellung) befindet.

Es sei zunächst angenommen, dass das

Kraftfahrzeug stillsteht, der Motor 2 im Langsamlauf läuft und der Fahrer sein Fahrzeug vorwärtsfahren lassen will. Bei der zweiten obigen Lösung bringt er dann den Verteiler 25 in die Stellung, in welcher die Abteilung 53b mit der Leitung verbunden ist, und den Verteiler 26 in die Stellung, in welcher der Zylinder 21 mit der Leitung 71 des Hilfskreises verbunden und der Zylinder 22 auf Auslass geschaltet ist.

Im Langsamlauf des Motors reicht der durch

die Pumpe 11 vor der Drosselstelle 1 erzeugte und auf die Kammer 62 übertragene Druck nicht aus, um den Schieber 46 nach unten zu verschieben, so dass der Druck am Ausgang 49 des Druckminderers 85 (dem Absolutwert nach) null ist. Die Gebermaschine 1 hat also eine Einheitsförderleistung von praktisch null ·

Sobald der Fahrer den Motor 2 durch Ein-

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drücken des Pedals 8 beschleunigt, nimmt die Förderleistung der mit einer zu der Drehzahl der Gebermaschine 1 proportionalen Drehzahl angetriebenen Pumpe 11 zu, und der Druck der Flüssigkeit in der Leitung 27 nimmt vor der Drosselstelle 61 ebenfalls zu, wodurch der Schieber 46 des Druckminderers 85 in Fig. 1 nach unten verschoben wird.

Der Druck jy am Ausgang 49 des Druckminderers 85 ist zu dem in der Kammer 62 herrschenden Druck P^ proportional und zu der durch den Stab 52 übertragenen Kraft umgekehrt proportional, wobei der Druck P^ durch die die lecköffnung oder Drosselstelle 61 speisende lachometerpumpe 11 gegeben ist. Die durch den Stab 52 übertragene Kraft nimmt zwei verschiedene Werte an, je nachdem, ob das Ventil 57 geschlossen ist oder nicht, Falls das Ventil 57 geschlossen ist, ist diese Kraft gleich dem Produkt auB dem Querschnitt des Stabes 52 und dem Förderdruck P der Gebermaschine 1, welcher auf die Abteilung 53a durch den Verteiler 25 und den Durchlass 58 verminderten Querschnitts übertragen wird. Falls das Ventil 57 offen ist, tritt zu der durch den Stab 52 übertragenen Kraft die Zusatzkraft hinzu, welche infolge des Druckabfalls durch die Strömung der Flüssigkeit durch den Durchlass 58 in Richtung auf den Kanal 56 und den Behälter 14 auf den Kolben 54 ausgeübt wird. Diese Zusatzkraft ist gleich dem Produkt aus dem Unterschied der in den Abteilungen 53j) und 53a herrschenden Drücke und dem Querschnitt des Kolbens 54.

Der ZyIinderinhalt (oder das ^e Umdrehung

gelieferte Volumen) der Gebermaschine 1 ändert sich gleichzeitig mit dem in der leitung 71 ausgebildeten Druck £ in dem durch den Verteiler 26 bestimmten Sinn. Es kann daher angenommen werden, dass dieser Zylinderinhalt zu dem Druck £ proportional ist. Dieser Zylinderinhalt nimmt einerseits proportional zu dem Druck Ρ« in der Kammer 62 und somit zu dem tachometrischen Druckabfall in der Drosseleteile 61 und somit zu dem Quadrat der Drehzahl N des Motors 2 zu und andererseits proportional zu der durch den Stab 52 übertragenen Kraft und somit zu dem Förderdruck P ab, wenn der erste obige Fall vorliegt, in welchem das Ventil 57 geschlossen ist. Der, Zylinderinhalt £ der Gebernaßchine 1 ist dann also gleich:

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q = aN - bP (1).

In dem zweiten Fall, in v/elchem das Ventil 57 offen ist, nimmt dann das obige Gesetz folgende Form an:

q = aN² - cP (2) mit £ > Jj .

Für eine konstante Drehzahl N erhält man

die in Fig. 5 dargestellte Gesetzmäßigkeit zwischen £ und P, v/obei der Abschnitt X-Y mit der Steigung t> dem Gesetz (1) und der Abschnitt Y-Po mit der Steigung £ dem Gesetz (2) entspricht. Der Abschnitt X-Y liegt der strichpunktiert dargestellten Hyperbel gleichen Drehmoments II sehr nahe. Die grosse Steigung £ des Abschnitts Y-Po verhindert, dass der Förderdruck P den durch die Einstellung des Ventils 57 einstellbaren Wert Po übersteigt, wodurch die Drosselung des Öls in dem Druckbegrenzer 28 vermieden wird, vorausgesetzt, dass dieser auf einen etv/as höheren Wert als das Ventil 57 eingestellt ist.

Bei einer Änderung der Drehzahl II bewirkt

eine Verringerung derselben gegenüber der oben betrachteten konstanten Drehzahl eine Abnahme des Drucks P_n in der Kammer 62 und somit eine Verschiebung des Abschnitts X-Y parallel zu sich selbst in Richtung auf den Koordinatenursprung der Fig. 5, d.h. eine Verringerung des aufgenommenen Moments. Die Drehzahl der durch den Motor 2 und die Gebermaschine oder Pumpe 1 gebildeten Anordnung stabilisiert sich also auf den Wert, bei v/elchem das von dem Motor 2 gelieferte Moment gleich dem von der Gebermaschine 1 aufgenommenen Moment ist. Diese Gleichgewichtsdrehzahl ist übrigens durch Änderung des Querschnitts der Drossele teile 61 einstellbar. Die Feder 63 soll den so gebildeten Regler stabilisieren, seine Genauigkeit erhöhen und so den Unstabilitätsursachen entgegenwirken, z.B. Reibungen des Schiebers 46 in der. Zylinder 47 und dynamischen Strahlwirkungen, welchen der Schieber ausgesetzt ist. Bekanntlich scheidet der Kanal 50, indem er den Druck r> in der Kammer 48 zur Einwirkung bringt, den Dinfluss der Druckschwiuikunren der von der Pumpe 12 und der Leitung 64 dem Druckminderer 85 gelieferten Flüssigkeit aus.

Bei der Ausführungcform der Fig. 2 sind die Tuchometerpuüipe 11 der Fig. 1 und ihre Förderleitung 27 v.it der Drossel rsteile 61 fortgefallen, und in der Kammer 62a wird

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der Atmosphärendruck durch einen Kanal 73 hergestellt, welcher durch den Schieber 46a tritt und diese Kammer mit der ständig mit dem Behälter 14 in Verbindung stehenden Nut 68 verbindet. Die mit der Drehzahl der Gebermaschine 1 wachsende Kraft 3?,j wird dann durch einen Fliehkraftregler 74 mit Fliehgewichten 75 erzeugt, welcher entweder durch die Welle 12 oder unmittelbar von dem Hotor 2 mit der gleichen Drehzahl wie dieser oder mit einer unmittelbar proportionalen Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Gewichte 75 üben auf den Schieber 46a über einen Stössel 76 eine Kraft Fj, aus, welche zu dem Quadrat der Drehzahl IT des Motors 2 proportional und somit gleich der hydraulisch auf den Schieber 46 der Ausführungsform der Fig. 1 ausgeübten Kraft FjT ist. Die Arbeitsweise der Übertragung der Fig. 2 ist somit mit der der Übertragung der Fig. 1 identisch und erfordert keine zusätzliche Beschreibung.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind

die Tachometerpumpe 11 der Fig. 1 und ihre Förderleitung 27 mit der Drosselstelle 61 fortgefallen, und die Kammer 62_b wird wie in dem Fall der Fig. 2 dem Atmosphärendruck durch einen Kanal 73,b ausgesetzt, welcher durch den Schieber 46'I) tritt und zu der Nut 68 führt. Die mit der Drehzahl der Gebermaschine wachsende Kraft Fjt wird dann durch den Druckabfall in einer verengten öffnung oder Drosselstelle 6Ib_- erzeugt, an welche die Förderleitung der Pumpe 35 angeschlossen ist, deren strömungsaufwärts bezw. strömungsabwärts von der Drosselstelle 61_b liegenden Abschnitte mit 77 bzw. 78 bezeichnet sind. Hierfür besitzt der Schieber 46_b eine Gleitfläche oder Schulter 79 grossen Durchmessers, welche in dem Zylinder 47^b zwei Kammern 80 und 81 begrenzt, welche mit den strömungsaufwarts bzw. strömungsabwärto liegenden Abschnitten 77 bzw. 78 der Förderleitung der Pumpe 35 durch in dem Zylinder. 47b ausgebildete öffnungen 82 bzv/. 83 verbunden sind. Der ströüiungsabwärts liegende Abschnitt 78 dieser Förderleitung ist über die Leitung 45 an den hydraulischen Kraftverstärker 42 sowie an die Ventile 33, 34 und den Eingang 38 des Druckbegrenzers 37 angeschlossen, welcher einen ständigen Umlauf in der Leitung 77, 78 und somit die Aufrechterhaltung eines Druckabfalls an der Drosselstelle 61Jb sicherstellt. Die Kammer 80, in v/elcher der atrömungsauf-

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v/ärts vorhandene Druck herrscht, liegt über der Kammer 81, in welcher der strömungsabwärts vorhandene Druck herrscht, so dass die Kraft F-^ in Fig. 3 tatsächlich nach unten gerichtet ist, wobei die Wirkungsquerschnitte an der Schulter 79 in den Kammern 80 und 81 identisch sind. Bei dieser Ausführungsform wie bei den vorhergehenden ist die Kraft F_{1 r} zu dem •Quadrat der Drehzahl N des Motors 2 proportional, so dass die Arbeitsweise die gleiche wie'die der Übertragung der "Pig. 1 ist.

Falls der Motor 2 zwei oder La ehr Gebermaschinen oder Pumpen 1 antreibt, deren jede eine Empfängermaschine 3 durch einen geschlossenen Strömungskreis mit Leitungen 4 und 5 speist, wird zweckmäßig die Ausbildung so getroffen, dass die Summe der von den Pumpen 1 aufgenommenen Momente konstant und gleich dem von dem einzigen Motor 2 gelieferten verfügbaren Moment ist, wobei die einzelnen Zylinderinhalte der Pumpen 1 identisch oder in einem unveränderlichen Verhältnis bleiben.

Hierfür wird ein Druckminderer85d_ verwendet,

auf dessen Schieber 46d_ nach unten (wie in Pig. 4 dargestellt) eine Kraft P^ und nach oben eine durch den auf die Kammer 48 übertragenen Ausgangsdruck erzeugte Kraft und die Kraft der Feder 63 wirken, wie bei den vorhergehenden Ausführungöformen. Anstatt einer einzigen von dem Druck P des einzigen geschlossenen Übertragungskreises herrührenden Kraft P wirken hier jedoch noch nach oben von den Einzeldrücken P₁, Pp usw. der geschlossenen einzelnen Ubertragungskreise herrührende Kräfte P₁, Pp usw.. Hierfür wird der in die einzige Kammer 53 der vorhergehenden Ausfuhrungsformen hineinragende Stab 52 mit konstantem Querschnitt durch einen Stab 52d_ ersetzt, welcher ebenso viele Schultern 86.., 86p usw. mit identischen Querschnitten besitzt, welche in den Kammern 53-j , 53₂ usw. liegen, welche mit den Leitungen 55 der vorhergehenden Ausführungsformen entsprechenden Leitungen 55·., 55p verbunden sind, deren jede einem geschlossenen Übertragungskreis der bei 1, 3, 4, 5 dargestellten Art angehört. Die Ausgangsleitung 71 des Druckminderers 85d_ ist in Zweige 7I₁, 71₂ unterteilt, welche über Verteiler 26., 26₂ mit Zylindern 21 und 22JÜer unter Bezugnahme auf die vorhergehenden Figuren beschriebenen Art verbunden sind. Wie

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in Fig. 4 dargestellt, kann eine der Schultern, 86^ durch die Endfläche des Stabes 52cl gebildet werden. Bei der Ausführungsform der Pig. 4 sind der Kolben 54 und das Ventil 57 fortgefallen.

Palis die Zvlinderinhalte der Pumpen 1

veränderlich aber ständig einander gleich sind, ergibt sich, ihr gemeinsamer Wert aus der obigen Formel (1) zu:

q = ali² - b (P₁ + P₂ + ... ) (3).

Die Summe der auf geil ommenen Momente

bleibt also bei beliebigen V/erten der auf «jede übertragung ausgeübten äusseren Einwirkungen konstant. Die Peststellung der Drehzahl K erfolgt, wenn sie in gleicher Weise wie in Pig. 1 vorgenommen wird, durch die Pumpe 35 einer beliebigen Übertragung.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsform ermöglicht also die Erfindung die ständige Anpassung des durch die äusseren Kräfte aufgenommenen Moments an das von dem Motor 2 gelieferte verfügbare Moment, und av/ar in Pig. 1 und bei der insbesondere durch die Einstellung der Drosselstelle 61 oder 61b bestimmten Drehzahl infolge der tachometrischen Eigenschaften der Steuervorrichtung der Übertragung. Dieses Gleichgewicht bleibt bei einer Änderung des von dem Motor 2 gelieferten verfügbaren Moments erhalten, und zwar unabhängig davon, ob diese Veränderung von einer Änderung der Leistung des Motors 2 oder von der Aufnalime eines zusätzlichen Koments durch eine andere Arbeitsvorrichtung (s.B. eine Hilfszapfstelle 84) herrührt.

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Claims

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Patentansprüche

1 ♦) Hydrostatische übertragung mit einer von einem Motor (z.B._vWäimekraftmotor oder Elektromotor) angetriebenen Gebermaschine (oder Pumpe), wenigstens einer Enpfängermaschine (oder einem hydraulischen Motor), welche mechanisch mit einem anzutreibenden Teil gekuppelt ist, v/elcher veränderlichen äusseren Kräften unterworfen werden kann, zwei einen geschlossenen Strömungskreis zwischen der Gebermaschine und der Empfängermaschine bildenden Leitungen, einem Mechanismus zur Veränderung der Einheitsfb'rderleistung der Geberaaschine, d.h. der Förderleistung je Umdrehung ihrer Welle, auf den Druck einer Flüssigkeit ansprechenden Mitteln zur Steuerung dieses Mechanismus, und einem Hilfskreis zur Lieferung der Flüssigkeit unter einem sich gleichsinnig mit der Drehzahl der Gebermaschine und gegensinnig mit dem Wert der äusseren Kräfte ändernden Druck, wobei die Ausbildung so getroffen ist, dass bei beliebigem Wert der äusseren Kräfte das von der Gebermaschine aufgenommene Moment praktisch gleich dem Moment ist, welches der sie antriebende Motor liefern kann, nach dem Hauptpatent .... (Patentanmeldung P 19 59 4-09.3 vom 26. November 1969), dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskreis eine Quelle zur Lieferung einer Druckflüssigkeit enthält, welche an einen Druckminderer (85, 85a, 85t)) angeschlossen ist, auf dessen bewegliches Glied (46, 46a, 46b) in dem Sinn einer Vergrösserung des Ausgangsdrucks (υ) des Reglers eine mit der Drehzahl der Gebermaschine (1) wachsende Kraft (F_n) und in den entgegengesetzten Sinn eine mit dem Wert der äusseren Kräfte wachsende Kraft (F) sowie eine zu diesem Ausgangsdruck (t>) proportionale Kraft (f) wirken, wobei die Steuermittel auf diesen Ausgangedruck (p_) ansprechen, wobei das bewegliche Glied (46, 46a, 46]d) ausserdem unter der Einwirkung einer gleichsinnig mit diesen beiden letzteren Kräften (F, f) wirkenden Feder (63) stehen kann.
2.) Hydrostatische übertragung nach Anspruch 1, dadurch :;ekennzeichnet, dass das bewegliche Glied (46, 46a, 46I)) des Druckminderers durch einen Schieber ;-cbil~ dot wird, welcher in einem Zylinder (4γ, 47a, 47b) gleiten kann, in welchem er rr.it einem Ende eine erste dichte, mit dem

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Ausgang (49) des Druckminderers verbundene ^amme-r veränderlichen Volumens (48) begrenzt, derart, dass der Schieber der Einwirkung der zu dem Ausgangsdruck (pj proportionalen Kraft (f_) ausgesetzt ist, wobei durch den Boden (51) dieser ersten Kammer (48) ein Stab (52) tritt, v/elcher in eine -zweite dichte Kammer (53) hineinragt, welche mit derjenigen der genannten Leitungen (4, 5) verbunden ist, v/elche den Einlass der Empfängermaschine (3) mit der Druckseite der Gebermaschine (1) verbindet, derart, dass der Stab (53) die mit dem Wert der ausseren Kräfte wachsende Kraft (P) empfängt und auf den Schieber (46, 46a, 46t>) überträgt.
3.) Hydrostatische Übertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (53) einen gleitenden Kolben (54) enthält, welcher in ihr zwei Abteilungen (53_b, 53a) trennt, in welche eine Verbindung (55) mit der betreffenden leitung (4 oder 5) bzw. ein Abgang (56) ~zu einem Druckbegrenzungsventil (57) münden, wobei ein Durchlass verringerten Querschnitts (58) diese beiden Abteilungen (53Jb, 53a) miteinander in Verbindung setzt.
4.) Hydrostatische Übertragung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (58) verringerten Querschnitts durch den Kolben selbst (54) tritt.
5.) Hydrostatische Übertragung nach einem

der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Drehzahl der Geberraaschine (1) wachsende, auf den Schieber (46) des Druckminderers v/irkende Kraft durch eine mechanisch von der Gebermaochine (1) oder ihrem Motor (2) angetriebene !Pumpe (11) erzeugt wird, v/elche parallel eine kalibrierte Lecköffnung (61) und eine in dem Zylinder (47) durch das andere Ende des Schiebers (46) begrenzte dritte dichte Kammer (62) speist.
6.) Hydrostatische übertragung nach einem

der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Drehzahl der Gebermaschine (I) wachsende, auf den Schieber (46a) des Druckminderers wirkende Kraft durch einen mechanisch von der Geberrnaochine (1) oder ihrem Kotor (2) angetriebenen Fliehkraftregler (74) erzeugt wird, v/elcher auf dieses andere Ende des Schiebers (46a) einen Schub ausüben kann.
7.) Hydrostatische übertragung nach einem

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der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Drehzahl der Gebermaschine (1) wachsende, auf den Schieber (46_b) des Druckminderers v/irkende Kraft durch die Differenz der Drücke erzeugt v/ird, welche stromungsaufwärts bzw. strömungsabwärts von einer öffnung verringerten Querschnitts oder Drosselstelle (61b_) herrschen, welche an der Förderleitung einer von dem Motor (2) angetriebenen Pumpe (35) vorgesehen ist, wobei der strömungsabwärts befindliche Abschnitt (78) dieser leitung mit einem Druckbegrenzer (37) versehen ist, v/elcher in dieser Förderleitung einen ständigen Druckflüssigkeit sumlauf aufrechterhält.
8.) Hydrostatische übertragung nach Anspruch 1 oder 2 mit wenigstens zwei von einem einzigen Motor angetriebenen Gebermaschinen, deren jede in einem geschlossenen Strömungskreis einer Empfängcrmaschine zugeordnet ist und ihren Einselmechanisaus zur Veränderung ihrer Einheitsförderleistung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (52d, Fig. 4) ebenso viele Schultern (86., 86 ₂ usw.) gleichen Querschnitts besitzt, wie Gebermaschinen (1) vorhanden sind, wobei die zweite Kammer in ebenso viele Einzelkammern (53.·, 53p usv/,) unterteilt ist, mit welchen diese Schultern suamrnenwirken, und welche mit den betreffenden, die Einlasse der Empfängermaschinen (3) mit den Förderseiten der entsprechenden Gebermaschinen (1) verbindenden Leitungen (4 oder 5) verbunden sind.

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