DE2126230A1 - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents

Description

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Dr. ing. H₁ N-.^ndank

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Dip!. PIv₁-S. V/. Schmitz

β Münchon 15, Mosaristr. 23

Tel. 538Ü586

Dowty Hydraulic Units
Limited

ArIe Court

Cheltenham/England München, 26. Mai 1971

Anwaltsakte M-1608

Hydraulische Steuervorrichtung -

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung, mit der die Bewegung einer Anzahl von Steuerelementen in vorgegebener Betriebsfolge gesteuert werden kann. Zum Durchführen einer derartigen Steuerung wird üblicherweise eine mechanische !trockenvorrichtung verwendet, die in der vorgegebenen Betriebsfolge auf die Steuerelemente einwirkt. Eine solche Nockensteuerung oder entsprechende rein mechanische Steuerung hat den Nachteil», daß die Steuerelemente relativ zu dem Nocken oder dergleichen eine vorgegebene Lagenbeziehung haben müssen«,

Durch die Erfindung soll daher eine Steuervorrichtung geschaffen werden, bei der die kontinuierliche Bewegung eines einzigen Hauptsteuergliedes den Betriebsablauf einer Anzahl von HilfsSteuerelementen bewirkt, wobei die Hilfssteuer-

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elemente in ihrer Betriebsstellung unabhängig voneinander angeordnet werden können. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die eine Hälfte eines Schaltdiagramms eines hydraulischen Getriebes,

Figur 2 die andere Hälfte des Schaltdiagramms des hydraulischen Getriebes.

Die Leistung wird dem Getriebe durch eine Antriebsmaschine 1 herkömmlicher Bauart zugeführt, die entweder mit konstanter Drehzahl umläuft oder deren Drehzahl unabhängig verstellbar ist. Das Getriebe weist eine Verdrängerpumpe 2 mit konstantem Hub (beispielsweise eine Zahnradpumpe) auf, die über eine hydraulische Verbindung einen Strömungsmotor 3 veränderlichen Hubes antreibt. Der Strömungsmotor 3 seinerseits treibt über eine mechanische Verbindung einen Verbraucher an. Der Strömungsmotor 3 kann beispielsweise als Taumelscheibenmotor ausgebildet sein, dessen Hub durch einen relativ zum Motor verschiebbaren Stellkolben 4 verstellbar ist.

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Bei einer nach außen gerichteten Bewegung des Stellkolbens wächst der Motorhub auf ein Maximum an. Die Pumpe 2 saugt von einem Niederdruckraum 5 Flüssigkeit an und gibt sie unter Druck an eine Leitung 6 ab, die zu einem Teilerventil 7 führt. Das Teilerventil 7 weist einen Schieber 8 auf, der in einem Zylinder 9 gleitend angeordnet ist. Der Zylinder 9 ist mit drei Durchlässen 11,12 und 13 versehen. Die Leitung 6 ist am Durchlaß 12 angeschlossen. Der Schieber 8 weist drei Bunde 14, 15 und 16 auf, von denen der mittlere Bund 15 etwas schmaler als der Durchlaß 12 ist und bei Veränderung seiner Lage die vom Durchlaß 12 kommende Strömung zwischen den Durchlässen 11 und 13 aufteilt. Die Bunde 14,16 bilden an den beiden Enden des Zylinders 9 zwei Arbeitskammern 17»18. Die Arbeitskammer 18 wird durch einen im Schieber gebildeten Kanal 19 mit dem Druck des -Durchlasses 11 beaufschlagt. Die Arbeitskammer 17, die eine Feder 21 enthält, wird von einer Leitung 22 über eine Drosselstelle 23 mit Druckflüssigkeit versorgt. Eine Leitung 24 befördert die Flüssigkeit von dem Durchlaß 11 zu einem veränderlichen Drosselventil 25. Der Durchlaß 13 ist an einer Bypass-Leitung 26 angeschlossen, die zu dem Niederdruckraum 5 führt.

Das Drosselventil 25 weist einen Zylinder 27 mit fünf Durchlässen 28,29,31,32 und 33 auf. Ein in dem Zylinder 27 gleitend gelagerter Schieber 34 ist mit drei Bunden 35,36 und

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versehen, die durch schrägverlaufende, vorzugsweise konusförmige Abschnitte 38,39 verbunden sind. Die Bunde 35 und bilden an den beiden Enden des Zylinders 27 Arbeitskatnmern 41,42· Die Arbeitskammer 42 ist zum einen mit hydraulischer Druckflüssigkeit beaufschlagbar und enthält zum andern zwei Federn 43,44. Die Feder 43 ist auf dem Schieber 34 derart gehalten, daß sie eine kleine Bewegung des Schiebers zuläßt, ψ ehe die Feder gespannt wird«, Die Bewegung des Schiebers 34 wird in beiden Richtungen durch ein Rastelement 45 begrenzt, das an einem Flansch 46 des Schiebers 34 anliegt. Die Feder 44 ist derart angeordnet, daß sie der Bewegung des Schiebers 34 eine zusätzliche Kraft entgegensetzt, wenn sich der Schieber 34 beim Zusammendrücken der Feder 43 um einen vorgegebenen Betrag in irgendeiner der beiden Richtungen verschoben hat· Die Kraft, die erforderlich ist, um den Schieber 34 zu verschieben, wird von dem an die Arbeitskammer 41 und 42 abgegebenen Hydraulikdruck geliefert.

Der Strömungsmotor 3 ist durch Leitungen 47,48 mit den Durchlässen 29 und 32 verbunden, so daß die Strömung der Leitung 24 je nach der Stellung des Schiebers 34 in die Leitung 47 oder 48 gelangen kann. Der Rückfluß aus dem Strömungsmotor, der entweder durch die Leitung 47 oder die Leitung 48 erfolgt, gelangt je nach der Stellung des Schiebers 34 in den Durchlaß 28 oder den Durchlaß 33· Diese Durchlässe sind

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gemeinsam durch eine Leitung 49 an einem Bremsventil 51 angeschlossen· Zwei Hilfsdurchlässe 52,53 münden zu "beiden Seiten des Durchlasses 31 in dem Zylinder 37 und werden abwechselnd von dem Bund 36 verschlossen. Die Durchlässe 52 und 53 sind außerhalb des Drosselventils 25 geraeinsam an der leitung 22 angeschlossen, die mit verschiedenen Ventilen der Steuervorrichtung verbunden ist· Insbesondere ist die Leitung 22 über eine Drosselstelle 23 mit der Arbeitskammer 21 verbunden* Das Bremsventil 51 weist einen Zylinder 54 auf, in dem zwei Durchlässe 55,56 gebildet und ein Schieber 57 gleitend gelagert ist. Der Schieber 57 ist mit zwei Bunden 58,59 versehen, die den Durchfluß zwischen den Durchlässen 55,56 steuern und ferner an den Enden des Zylinders 54 zwei Arbeitskammera 61,62 bilden» In der Arbeitskammer 62 befindet sich eine Feder 63, die auf den Schieber einwirkt» Die Arbeitskammer 61 wird durch einen im Schieber gebildeten Drosselkanal 64 mit flüssigkeit versorgt. Die Arbeitskammer 62 wird ebenfalls durch einen im Schieber gebildeten Drosselkanal 65 mit Flüssigkeit versorgt.

Der Druck in der Arbeitskammer 62 wird von einem Absteuerventil 66 und einem Absteuerventil 67 geregelt. Das Absteuerventil 66 ist von einer Feder vorgespannt und verbindet die Arbeitskammer 62 in Abhängigkeit von dem Hydraulikdruck der Leitung 49 über Leitungen 68,69 mit dem Niederdruckraum.

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Das Atisteuerventil 66 ^entlüftet" die Arbeitskammer 62, wenn sieh der Druck in der Leitung 49 dem Wert 140 kp/cm nähert» Das Absteuerventil 6? verbindet die Arbeitskammer 62 über Leitungen 71*72 mit dem ifiederdruekraum, wenn der Druck in

der Leitung 22 über 17,5 kp/cm liegt. Wenn der Druck in der Arbeitskammer 62 durch Betätigung des AbSteuerventils 66 oder 67 verringert wird, öffnet sich eine Verbindung in dem Bremsventil 51 zwischen den Durchlässen 55 und 56, so daß vom Motor 3 zurückströmende Flüssigkeit durch den Durchlaß 28 oder 55 zum Durchlaß 56 gelangen kann. Ein Servodruckventil

75 weist einen Zylinder 74 auf, in dem drei Durchlässe 75,

76 und 77 gebildet und ein Schieber 78 gleitend gelagert sind» Der Schieber 78 v/eist zwei Bunde 79,81 auf, die die Verbindung zwischen dem Durchlaß 76 und einem der Durchlässe 75 bzw. 77 steuern. Der Schieber 78 wird von einer Feder 82 entgegen der in einer kleinen Arbeitskammer 85 herrschenden Kraft vorgespannt. Die Arbeitskammer 85 wird von einem Hilfskolben gebildet und ist an der Leitung 22 angeschlossen. Der Durchlaß 75 wird von der Leitung 6 mit dem Förderdruck der Pumpe versorgt, wogegen der Durchlaß 77 an dem Niederdruckraum 5 angeschlossen ist. Der Durchlaß 76 ist mit dem Durchlaß 56 des Bremsventils 51 verbunden. Wenn der Druck in der Arbeitskammer 83 groß ist, verschiebt sich der Schieber 78 derart, daß der Durchlaß 76 mit dem Durchlaß 77 ungedrosselt verbunden wird, so daß durch das Bremsventil 51 zurück-

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strömende flüssigkeit unmittelbar in den Niederdruckraum gelangen kann· Wenn der Druck in der Arbeitskammer 83 nied—

rig (beispielsweise etwa 17,5 kp/cm ) ist, ist der Durchlaß 77 geschlossen· Es ist dann eine gedrosselte Verbindung zwischen den Durchlässen 75 und 76 vorhanden, so daß eine geringe Flüssigkeitsmenge durch die Durchlässe 76,56 und zwei Rückschlagventile 84,85 in den Durchlaß 29 oder 32 des Drosselventils 25 strömen kann.

Ein Richtungswählerventil 86 wird mittels eines handbedienbaren Steuerhebels 87, der eine Vorwärtslauf-, Leerlauf- und Rückwärtslauf-Stellung besitzt, lagegesteuert. Das 'Wählerventil 86 weist einen Zylinder 87 auf, in dem ein Schieber 88 mit drei Bunden 89,91 und 92 angeordnet ist. Die Bunde 89, 91 steuern die Durchlässe 93,94, die durch Leitungen 95,96 mit den Arbeitskammern 41,42 des Drosselventils 25 verbunden sind. Ein Durchlaß 97 mündet im Zylinder 87 zwischen den Durchlässen 93 und 94 und wird je nach der Lage des Schiebers 88 entweder mit dem Durchlaß 93 oder 94 verbunden. Ein Halteflansch 98 des Schiebers 88 ist mit einem Rastglied 99 in Eingriff rückbar, das von einem Stellzylinder 101 gesteuert wird. Der Stellzylinder 101 wird von einer Feder derart vorgespannt, daß sein Kolben nicht in Eingriff mit dem Halteflansch 98 steht und über Leitungen 102,103 mit den Arbeitskammern 61,62 des Bremsventils 51 verbunden ist und auf den

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Druckunterschied zwischen diesen "beiden Arbeitskammern anspricht. Ein kleiner Druckunterschied (beispielsweise von 1,75 kp/cm ) genügt bereits, um das Rastglied 99 in Eingriff mit dem Halteflansch 98 zu rücken.

Der Steuerhebel 87 steuert den Schieber 88 mittels einer in einem Gehäuse angeordneten Feder 104.

Ein Hauptdruckzylinder 105 wird durch einen Kolben 106 gebildet, der in einem Zylinder 107 entgegen der Wirkung einer Feder 108 gleitend verschiebbar ist. Der Kolben 106 wird mittels eines in einem Zylinder 109 verschiebbaren Servokolbens 108 in den Zylinder 107 gedrückt. Der Zylinder 109 wird über eine Leitung 111 mit Flüssigkeit verringerten Drucks beaufschlagt. Eine sich durch eine Sammelkammer 113 erstreckende Kolbenstange 112 verbindet die beiden Kolben 108,106 miteinander. Eine Ansaugleitung 114 erstreckt sich von der Sammelkammer 113 in den Zylinder 107, und zwar an einer Stelle, an der sie durch den Kolben 106 gerade geöffnet wird, wenn sich der Kolben in seiner voll zurückgefahrenen Stellung befindet· Ein Drosselkanal 115, der durch den Kolben 108 und die Kolbenstange 112 verläuft, mündet in der Sammelkammer 113, wobei das Öffnen des Drosselkanals von einer auf der Kolbenstange 112 gleitbaren Hülse 116 gesteuert wird. Die Lage der Hülse 116 wird mittels eines als

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Hauptsteuerglied dienenden Fußpedals 117 verstellt; die Hülse 116 wird mittels einer Feder 118, die an dem Fußpedal 117 angreift, in ihrer rechten Endstellung gehalten.

Ein Druckminderventil 119 wird von der Druckleitung 6 mit dem Förderdruck der Pumpe "beaufschlagt und gibt unter der Wirkung einer Feder verringerten Druck durch .eine Drosselstelle 121 an einen Durchlaß 122 ab, der· in dem Zylinder 87 des Wählerventils 86 mündet. Ein in dem Bund 92 des Fählerventils gebildeter Kanal 123 verbindet den Durchlaß 122 mit dem Niederdruckraum, wenn sich der Steuerhebel 87 in seiner Nullage befindet· Auf diese Weise wird sichergestellt, daß in der Nullstellung des Steuerhebels 87 keine Druckflüssigkeit an den Servozylinder 109 abgegeben wird.

Zum Verstellen des Hubes des Strömungsmotors 3 ist-ein Servomotor 124 vorgesehen. Der Servomotor weist einen Stufenzylinder 125 auf,, in dem ein Stufenkolben 126 zwei Arbeitskammern 127,128 bildet. Die wirksame Fläche des Kolbens in der Arbeitskammer 127 ist halb so groß wie die Arbeitsfläche des Kolbens in der Arbeitskammer 128. Ein im Kolben gebildeter Steuerzylinder 129 trägt ein Servoventil 131, das mit Bunden versehen ist, so daß die Arbeitskammer 128 entweder durch eine Drosselleitung 132 mit der Arbeitskammer 127 oder durch einen im Schieber 131 gebildeten Kanal 133 und eine

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vom Ende des Kolbens abgehende Leitung 134 mit dem Niederdruckraum verbunden ist. Eine im Zylinder 129 angeordnete Feder 135 spannt den Schieber 131 nach unten vor. Der Kolben 126 bildet ferner mit der abgestuften Bohrung eine Arbeitskammer 136, die über eine Leitung 137 mit dem Hauptdruckzylinder 107 verbunden ist. Die Arbeitskammer 127 wird von den Motorleitungen 47,48 über zwei Rückschlagventile 138, 139, die "auswählen", in welcher Leitung der höhere Druck herrscht, mit Hochdruckflüssigkeit versorgt.

Der Servomotor 124 weist ferner ein Übersteuerungsventil auf, das den Servomotor 124 in eine Stellung größeren Motor-

p hübes verschiebt, wenn der Druck 210 kp/cm übersteigt. Das Übersteuerungsventil 141 wird von der Arbeitskammer 127 des Servomotors über eine Leitung 142 mit Hochdruckflüssigkeit versorgt; dieser Druck liegt an einem Schieber 143 entgegen der Wirkung einer Feder 144 an. Wenn der Druck einen vorgegebenen Wert (beispielsweise 210 kp/cm ) übersteigt, so daß sich der Schieber 143 entgegen der Feder 144 verschiebt, wird eine von der Arbeitskammer 128 abgehende Leitung 145 mit einer zum Niederdruckraum 5 verlaufenden Leitung 146 verbunden. Der Steuerdruck in der Arbeitskammer 128 ruft eine Bewegung des Servokolbens im Sinne einer Vergrößerung des Motorhubes hervor, bis der Druck in der Arbeitskammer 127 unter den Grenzwert (d.h. 210 kp/cm²) fällt, bei dem das Ventil 141 anspricht.

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Das beschriebene Getriebe dient zum Antrieb der Vortriebsräder eines Fahrzeugs. Im folgenden werden verschiedene Betriebsarten des Getriebes beschrieben.

Vorwärtsgang :

Um das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung anzutreiben, wird der Steuerhebel 87 in die entsprechende Vorwärtsstellung verstellt. Der Schieber 88 bewegt sich nach links (in der Zeichnung), wodurch der Hauptdruckzylinder 107 durch die Leitung 137_f die Durchlässe 97,93 des Wählerventils 86 und die Leitung 95 mit der linken Arbeitskammer 41 cLes Drosselventils 25 verbunden wird. Es sei angenommen, daß die Antriebsmaschine mit normaler Drehzahl umläuft. Um das Fahrzeug vorzutreiben, wird das Fußpedal 117 aus der Stellung A in die Stellung B niedergedrückt. Die Tatsache, daß die Antriebsmaschine läuft und die Pumpe fördert, bedeutet, daß dem Druckminderventil 119 durch die Druckleitung 6 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Durch Verstellen des Steuerhebels 87-in die Vorwärtsstellung wird der Entlüftungskanal 123 von dem Durchlaß 122 getrennt, wodurch sichergestellt wird, daß dem Servomotor 109 Flüssigkeit von verringertem Druck zugeführt wird. Bei Niederdrücken des Fußpedals verschiebt sich die Hülse 116 derart, daß sie den Kanal 115 abdeckt. Hierdurch wird ein dem Servokolben 108 entgegen-

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wirkender Druck aufgebaut, der den Servokolben 108 nach links bewegt. Diee hat zur Folge, daß der Hauptdruckkolben 106 in den Zylinder 107 verschoben wird, wodurch der Durchlaß 114 verschlossen und die Flüssigkeit im Hauptdruokzylinder unter Druck gesetzt wird. Diese Flüssigkeit gelangt durch die Leitung 137 in die Arbeitskammer 41, wo sie den Schieber 34 nach rechts verschiebt. Hierdurch wird zunäohst das Rastglied 45 verschoben und anschließend die Feder 43 etwas zusammengedrückt. An dieser Stelle gibt der Bund 36 den Hilfsdurohlaß 53 frei, und er öffnet eine gedrosselte Verbindung zwischen den Durchlässen 31,29, so daß Hochdruckflüssigkeit von der Pumpe durch die Leitung 24 und den Durcl laß 29 in die Motorleitung 47 fließen kann, wodurch der Strömungsmotor in Drehung versetzt wird· Die Arbeitskammern 17 und 18 des Töllerventils 7 werden über den Hilfsdurchlaß 53 bzw. den Durchlaß 31 mit Druck beaufschlagt, wodurch der Schieber 8 in die in der Figur gezeigte Stellung bewegt wir« in der eine Strömungsverbindung zwischen dem Durchlaß 12 un< dem Durchlaß 11 geöffnet und die Strömung zwischen dem Durcl laß 12 und dem Durchlaß 13 gedrosselt wird. Hierdurch gelanj von der Pumpe geförderte Flüssigkeit in die Durchlässe 11 ui 13, wobei die Aufteilung dieser beiden Ströme von dem Druck abfall zwischen dem Durchlaß 31 und dem Durchlaß 29 abhängt Die Verstellung erfolgt in der Weine, daß der Druckabfall auf einem konstanten Wert, der von der Kraft der Feder 21

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abhängt, gehalten wird. In anderen Worten, die Strömung«- sufuhr zu dem Strömungsmotor ist der Bewegung des Schiebers 34 des Drosselventils direkt proportional, die ihrerseits dem im Hauptdruckzylinder 107 erseugten Druck proportional ist.

Die Rückführung der Flüssigkeit vom Strömungsmotor erfolgt durch die Leitung 48 zum Durchlaß 32 das Drosselventils und von da in den Durchlaß 33« Von dem Durchlaß 33 tritt die Strömung in die Leitung 49 und den Durchlaß 55 des Bremsventils 51 ein. Das Absteuerventil 66 empfängt ebenfalls den RUckführdruck der Leitung 49, der ziemlich niedrig ist, beispielsweise wesentlich geringer als der Druck, bei dem das Absteuerventil 66 die Arbeitskammer 62 entlüftet. Der in dem Hilfsdurohlaß 53 herrschende Druck, der der Druck in der den Strömungsmotor mit Flüssigkeit versorgenden Leitung 47 ist, liegt an dem Absteuerventil 67 an und öffnet es vollständig, so daß die Arbeitskammer 62 des Bremsventils 51 unmittelbar mit dem Niederdruckraum verbunden wird. Der im Durchlaß 55 herrschend« Druck der Rückströmung kann somit auf den Schieber 47 einwirken, wodurch er entgegen der Kraft der Feder 63 nach rechts verschoben und der Durchlaß 55 mit dem Durchlaß 56 verbunden wird, und zwar ohne Drosselung, abgesehen von der Erzeugung eines Druckabfalls, der ausreicht, um den Schieber 57 entgegen der Kraft der

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Feder 63 zu bewegen, und der bei diesem AusfUhrungsbeispiel etwa 1,75 kp/cm beträgt. Aus dem Durchlaß 56 tritt die RUckströmflUssigkeit in den Durchlaß 76 des Servodruckventils 73 ein. Die Arbeitskammer 83 des Servodruckventils 73 wird mit HochdruckflUsslgkeit aus der Leitung 22 beaufschlagt, die den Schieber 78 nach rechts bewegt, wodurch eine im wesentlichen ungedrossGlte Verbindung zwischen dem Durchlaß und dem Durchlaß 77 und somit dem Niederdruckraum gebildet wird.

Es sei nun angenommen, daß der Fahrer die Fahrgeschwindigkeit erhöhen möchte. Er tritt das Fußpedal 117 in die B-Stellung nieder, worauf der Druck im Hauptdruckzylinder den Schiober 34 des Drosselventils nach rechts verschiebt, und zwar soweit, daß die Feder 43 vollständig zusammengedrückt und die Feder 44 gerade erreicht wird. Der Fthrer bewegt das Fuöpedal etwas über die Stellung B hinaus und der im Hauptdruokzylinder 107 entwickelte Druck, der an die Arbeitskammer 136 dee Servomotors 124 angelegt wird, ist nun genügend groß, um das Steuerventil 131 entgegen der Kraft der Feder 135 zu verschieben. Hierdurch wird die Arbeitskammer 128 mit Hochdruck beaufschlagt, dt? den Servokolben 126 nach oben bewegt, um den Hub dee Strömungsmotors zu verringern. Die dem Strömungsmotor zugeführte Flüssigkeitßmflnße ist diejenige, die durch das Drosselventil in dor Stellung, in der es die

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Feder 44 gerade zusammenzudrücken beginnt, festgelegt wird. Eine Erhöhung der Drehzahl erhält man aufgrund der Tatsache, daß der Motorhub verringert wird, während der Flüssigkeitsdurchsatz deB Strömungsmittelmotors konstant gehalten wird. Wenn der Fahrer das Oaspedal 117 aus der Stellung B in die Stellung C verstellt, ruft die im Hauptdruckzylinder 107 verdrängte Flüssigkeit eine Bewegung des Schiebers 131 hervor, so daß der Servokolben 126 folgen muß. Wenn der Fahrer das Gaspedal nicht weiter niedertritt, bleibt der Schieber 131 stehen, und der Servokolben 126 hört ebenfalls auf, sich zu bewegen.

Es sei nun angenommen, daß die Drehzahl soweit erhöht worden ist, daß der Hub des Strümungsmotore ein Minimum erreicht hat. Dies entspricht der Stellung C dee Fußpedals. Wenn der Fahrer nun noch schneller fahren möchte, tritt er das Fußpedal aus der Stellung C in die Stellung D nieder. Der Servokolben 126 befindet sich in der Stellung minimalen Hubes, und daa Servoventil 131 wird ebenfalls gegen einen Anschlag in seinem Zylinder gehalten, so daß keine weitere Volumenzunahme der Arbeitskammer 136 möglich ißt. Bei einer weiteren Bewegung des Fußpedals 117 vergrößert eich daher der Druck im Hauptdruckzylinder so stark, daß der Druck in der Arbeitskammer 41 den Sohieber 34 entgegen der Wirkung beider Federn 43, U verschiebt. Diese ßewe[;un<; verringert

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die Drosselwirkung zwischen den Durchlässen 31 und 29, und das Teilerventil 7, das versucht, einen konstanten Druckabfall zwischen diesen Durchlässen aufrechtzuerhalten, sorgt dafür, daß ein größerer Teil des Pumpendurchsatzes durch das Drosselventil zum Strömungsmotor gelangt. In der Stellung D strömt der gesamte Pumpendurchsatz durch den Strömungsmotor, der seine Stellung minimalen Hubes einnimmt. Wenig oder keine ^ Flüssigkeit wird durch den Durchlaß 13 des Teilerventils zum Niederdruckraum abgeführt.

Überdrucksteuerung ;

Wenn während des Vorwärtsganges der an den Strömungsmotor abgegebene Druck zu irgendeinem Zeitpunkt einen Wert annimmt, der größer als ein vorgegebenes Maximum, z.B. 210 kp/cm , ist, spricht das Übersteuerungsventil 141 an, das die . Arbeitskammer 128 des Servomotors mit dem Niederdruckraum verbindet. Der Hochdruck in der Arbeitskammer 127 des Servomotors bewegt dann den Servokolben in;-eine Richtung entsprechend einer Vergrößerung des Motorhubes, obwohl der Druck in der Arbeitskammer 136 das Servoventil 131 voll niedergedrückt hält. Diese Übersteuerungsbewegung des Kolbens 126 hat eine Verdrängung der Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 136 zur Folge, wodurch der Druck sowohl im Hauptdruckzylinder 107 wie auch in der Arbeitskammer 41 erhöht wird (vorausgesetzt,

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daß der Vorwärtsgang eingelegt ist). Die Druckerhöhung im Hauptdruckzylinder 107 ist jedoch am Fußpedal 117 nicht zu spüren, da der Hauptdruckkolben 106 mit Hilfe der Hülse 116 servogesteuert ist. Die Druckerhöhung in der Arbeitskammer 41 hat jedoch eine weitere Bewegung des Schiebers 44 nach rechts, entgegen der gemeinsamen Kraft der beiden Federn 43, 44 zur Folge, wodurch die Strömungsmenge von der Pumpe 2 zum Strömungsmotor 3, wie oben beschrieben, erhöht wird«, Die Wirkung eines zu hohen Drucks im Strömungsmotor ist somit die, daß der Motorhub erhöht und gleichzeitig die dem Strömungsmotor zugeführte Strömungsmenge vergrößert wird. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im wesentlichen auf dem gleichen Wert gehalten, vorausgesetzt, die Pumpe 2 liefert die erforderliche Fördermenge; der Betriebsdruck der Flüssigkeit bleibt jedoch bei etwa 210 kp/cm ·

Bremsen :

Wenn der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringern möchte, hebt er lediglich das Fußpedal 117 um einen entsprechenden Betrag an. Die hierbei grundsätzlich eintretende Wirkung ist unabhängig von der augenblicklichen Stellung des Fußpedals und ist wie folgt. Bei einem Anheben des Fußpedals wird entweder die durch das Drosselventil 25 eingestellte Strömungsmenge verringert oder der Motorhub vergrößert; dies

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hat augenblicklich zur Folge, daß der Strömungsmotor mit einer größeren Drehzahl als der, die durch die Strömungszufuhr zum Strömungsmotor vorgeschrieben wird, umläuft. Es tritt eine augenblickliche Druckumkehr in den Motorleitungen ein; der Druck in der Leitung 47» die den Strömungsmotor mit Flüssigkeit versorgt, sinkt plötzlich auf einen niedrigeren Wert ab, während sich der Druck in der leitung 48, die Flüssigkeit vom Strömungsmotor abführt, plötzlich erhöht. Der Strömungsweg der aus der Leitung 48 zurückströmenden Flüssigkeit verläuft durch die Durchlässe 32,33 des Drosselventils, die Leitung 49, die Durchlässe 55,56 des Bremsventils und , das Rückschlagventil 84 in den Durchlaß 29, der zu der Leitung 47 führt. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf für die durch den Strömungsmotor fließende Flüssigkeit gebildet, und in diesem Strömungskreis tritt ein beträchtlicher Druckverlust zwischen den Durchlässen 55 und 56 auf.

Das Absteuerventil 67 führt wegen des niedrigen- Drucks in der Leitung 22 keine Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 62 des Bremsventils ab; das Absteuerventil 66 jedoch, an dem der Hochdruck der Leitung 49 anliegt, erlaubt eine gedrosselte Abfuhr von Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 62, wodurch sichergestellt wird, daß ein Druckabfall von etwa 140 kp/cm stattfindet, wenn Flüssigkeit von dem Durchlaß in den Durchlaß 56 strömt. Dieser geschlossene Kreislauf,

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in dem Flüssigkeit dem Strömungsmotor zufließt und aus dem Strömungsmotor abfließt, hat die Neigung, Flüssigkeit aufgrund von Leckage zu verlieren, und daher muß dem Strömungskreis zur Verhinderung von Kavitation Flüssigkeit zugeführt werden. Diese Funktion erfüllt das Servodruckventil 73, das "bei vergleichsweise niedrigem Druck in der Leitung 22 (während des Bremsens) den Schieber 78 geringfügig bewegt, so daß eine gedrosselte Verbindung zwischen der Druckleitung 6 der Pumpe, dem Durchlaß 75 und dem an den Durchlaß 56 angeschlossenen Durchlaß 76 gebildet wird. In dieser Stellung hat der geschlossene Motorkreislauf den niedrigsten Druck während des Bremsens. Hierdurch wird sichergestellt, daß Flüssigkeit mit dem Pumpenförderdruck während des Bremsens in den geschlossenen Motorkreislauf eingespeist wird.

Verhindern einer Richtungsänderung, während das Fahrzeug in Bewegung ist :

Wenn sieh das Fahrzeug in einer bestimmten Richtung bewegt, befindet sich der Steuerhebel 87 in der Vorwärts- oder Rückwärtsstellung, in der der Entlüftungskanal 123 vom Durchlaß 122 abgeschnitten und der Stellzylinder 101 durch die am Bremsventil anliegende Druckdifferenz das Rastglied 99 mit der einen oder anderen Seite des Halteflanseh.es 98 in Eingriff hält. Während sieh das Fahrzeug in Bewegung

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"befindet, erzeugt die aus dem Strömungsmotor durch das Bremsventil zurückströmende Flüssigkeit (während des Bremsens oder Vortriebs) einen kleinen Druckabfall zwischen den beiden Arbeitskammer 61 und 62. Dieser Druckabfall wirkt auf den Stellzylinder 101 entgegen der geringen Kraft der zugehörigen Feder ein, wodurch das Rastglied 99 mit dem Halteflansch 98 in Eingriff gehalten wird. Nur wenn das Fahrzeug tatsächlich aufgehört hat, sich zu bewegen und der Strömungsmotor stillsteht, verschwindet die Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern des Bremsventils, und in diesem Augenblick wird das Rastglied 99 durch die Feuerwirkung außer Eingriff gerückt, so daß eine andere Fahrtrichtung angewählt werden kann« Wenn der Fahrer eine andere Fahrtrichtung anwählt, ehe das Fahrzeug stillsteht, erreicht er durch eine Bewegung des Steuerhebels 87 lediglich, daß der .Entlüftungskanal 123 mit dem Durchlaß 122 in Verbindung ψ tritt, wodurch die Leitung 111 entlüftet wird. In diesem Fall zieht sich der Hauptdruckkolben 106 augenblicklich vollständig zurück, und die Folge ist, daß das Fahrzeug abgebremst wird, bis es stillsteht. Das Rastglied 99 verläßt dann seine Raststellung und die andere Fahrtrichtung kann angewählt werden»

Die Betriebsweise des Vortriebes und Bremsens ist lediglich für die Vorwärtsrichtung beschrieben worden; es versteht sich jedoch, daß die gleiche Betriebsweise stattfindet, wenn die andere Fahrtrichtung angewählt wird»

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Claims (18)

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   Dowty Hydraulic Units
   Limited

   ArIe Court

   Cheltenham/England München, 26. Mai 1971

   Anwaltsakte M-1608

   Patentansprüche

   Hydraulische Steuervorrichtung mit einem Hauptdruckzylinder, der bei Verstellung durch ein Hauptsteuerglied Flüssigkeit verdrängt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerzylindereinheiten (125,25) an dem Hauptdruckzylinder (105) angeschlossen und dadurch mit der verdrängten Flüssigkeit beaufschlagbar sind, daß die Steuerzylindereinheiten (124,25)' mit mehreren HilfsSteuerelementen verbindbar sind, und daß den Steuerzylindereinheiten (124,25) mechanische Mittel (43,44;135) zugeordnet sind, die bei einer vom Hauptdruckzylinder (105) hervorgerufenen Verdrängung der Flüssigkeit eine Bewegung der Steuerzylindereinheiten in vorgegebener Betriebsfolge bewirken.

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2. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel aus den Steuerzylindereinheiten (124,25) zugeordneten vorgespannten Federn (43, 44; 135) "bestehen, die derart angeordnet und ausgebildet sind, daß zum Verstellen einer oder mehrerer Steuerzylindereinheiten unterschiedliche Drücke und/oder Druckberei-

   k ehe erforderlich sind, und daß das Hauptsteuerglied (117) bei seiner Verstellung zunehmend größere Kräfte auf den Hauptdruckzylinder (105) ausübt, so daß der Hauptdruckzylinder zum Durchführen der Betriebsfolge der Steuerzylindereinheiten die Flüssigkeit mit zunehmendem Druck verdrängt.
3. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (51,141) zum Verändern der Betriebsfolge, die eine Bewegung einer Steuerzylindereinheit unabhängig

   * von einer Druckversorgung durch den Hauptdruckzylinder hervorrufen,
4. 4· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer (25)' der Steuerzylindereinheiten zwei oder mehr Federvorspannungsbereiche (43,44) zugeordnet sind, so daß die betreffende Steuerzylindereinheit stufenförmig, jeweils in Abhängigkeit von dem entsprechenden Druckbereich

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   der vom Hauptdruckzylinder (105) verdrängten Flüssigkeit verstellbar ist.
5. 5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als hydraulisches Getriebe ausgebildet ist, mit einer Pumpe unveränderlichen Hubes und einem Strömungsmotor veränderlichen Hubes, gekennzeichnet durch eine erste Steuerzylindereinheit (124) zum Verstellen des Motorhubes und eine zweite Steuerzylindereinheit (25) zur Steuerung einer veränderlichen Bypass-Einrichtung (7)» durch die ein Teil des Pumpendurchsatzes wahlweise mittels eines Bypasses abgezweigt werden kann.
6. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Bypass-Einrichtung ein von Hand verstellbares Drosselventil (25), das dem Strömungsmotor Flüssigkeit zuführt, und ein Teilerventil (7) aufweist, das in Abhängigkeit von dem am Drosselventil (25) anliegenden Druckabfall den Pumpendurchsatz aufteilt, so daß ein Teil des Pumpendurchsatzes durch das Drosselventil zum Strömungsmotor und ein Teil durch den Bypass fließt, wobei die Aufteilung des Pumpendurchsatzes im Sinne einer Konstanthaltung des im Drosselventil stattfindenden Druckabfalls erfolgt.

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7. 7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfolge der Steuerzylindereinheiten "bei einer Zunahme der Motordrehzahl erstens eine durch die zweite Steuerzylindereinheit (25) hervorgerufene Verstellung der veränderlichen Bypass-Einrichtung (7,25) im Sinne einer Vergrößerung der Strömungszufuhr zum Strömungsmotor und zweitens eine durch die erste Steuerzylindereinheit (124) hervorgerufene Verringerung des Motorhubes aufweist,
8. 8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfolge drittens eine weitere durch die zweite Steuerzylindereinheit (25) hervorgerufene Verstellung der veränderlichen Bypass-Einrichtung im Sinne einer weiteren Zunahme der Strömungszufuhr zum Strömungsmotor (5) aufweist,
9. 9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Steuerzylindereinheit (25) zur Durchführung der ersten und dritten Verstellung zwei unterschiedliche Bereiche der Federvorspannung (43,44) zugeordnet sind, die jeweils auf einen unterschiedlichen Bereich des vom Hauptdruckzylinder abgegebenen Hydraulikdrucks ansprechen.

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10. 10· Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 9, gekennzeichnet durch eine druckabhängige Einrichtung, insbesondere ein Übersteuerungsventil (141), die bzw. das in Abhängigkeit von einem Überdruck in dem Strömungsmotor den Motorhub erhöht und den Druck in der ersten Steuerzylindereinheit (124) vergrößert, wodurch eine Verstellung der zweiten Steuerzylindereinheit (25) und eine entsprechende Verstellung der veränderlichen Bypass-Einrichtung im Sinne einer Vergrößerung der von der Pumpe an den Strömungsmotor abgegebenen Strömungsmenge hervorgerufen wird.
11. 11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch ein in der Rückführleitung des Strömungsmotors angeordnetes Bremsventil (51), das bei Zunahme des in der Rückführleitung herrschenden Drucks über einen vorgegebenen Wert eine Drosselwirkung auf die Rückströmung auswirkt, wodurch der Drehung des Strömungsmotors ein Widerstand entgegengesetzt wird,
12. 12, Steuervorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Servodruckventil (73), das in Abhängigkeit von einem während des Bremsens auftretenden niedrigen Einlaßdrucks des Ströraungsmotors (3) Flüssigkeit vom Bremsventil (51)

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    gemeinsam mit der Flüssigkeit von der Druckseite der Pumpe in den Motoreinlaß zurückführt, so daß im Motoreinlaß ein vorgegebener niedriger Servodruck aufrechterhalten wird.
13. 13· Steuervorrichtung nach Anspruch 6 oder einem von Anspruch 6 abhängigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet,

    P daß das Drosselventil (25) zwei wahlweise anwählbare Drosselabschnitte (29,38;31,39) aufweist, von denen der eine der Vorwärtsdrehung des Strömungsmotors und der andere der Rückwärtsdrehung des Strömungsmotors zugeordnet ist, und daß das Drosselventil derart ausgebildet ist, daß es beim Vorwärts— und Rückwärtslauf des Strömungsmotors jeweils den zugehörigen Drosselabschnitt mit dem Teilerventil (7) verbindet, so daß das Teilerventil immer auf den Druckabfall desjenigen Drosselabschnitts,

    fc durch den Flüssigkeit von der Pumpe zum Strömungsmotor gelangt, anspricht.
14. 14-· Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (25) zwei entgegenwirkende Steuerkolben (35,41;42,46) aufweist, und daß ein Richtungswählerventil (86) zum Einstellen des Vorwärts- und Rüekwärtslaufes des Strömungsmotors vorgesehen ist, durch das der Hauptdruckzylinder (105) in Abhängigkeit von der

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    Einstellung des Richtungswählerventils wahlweise mit dem einen oder anderen der "beiden Steuerkorben verbindbar ist und dadurch die zweite Steuerzylindereinheit gebildet wird.
15. 15· Steuervorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Verrastung (98,99,101), die das Richtungswählerventil (86) bei laufendem Strömungsmotor in der angewählten Stellung hydraulisch verriegelt.
16. 16. Steuervorrichtung nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch einen hydraulischen Servomotor (108), der den Hauptdruck— zylinder (105) in Abhängigkeit von einer Verstellung des Hauptsteuergliedes (117) verstellt, und ein ZweiStellungsventil (115), das mit dem Richtungswählerventil b&tätigbar ist und den Servomotor nur dann mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, wenn das Richtungswählerventil (86) seine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung einnimmt,
17. 17. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drosselventil (25) eine Totgangverbindung zugeordnet ist, die für einen Leerlauf zwischen den Stellungen des Drosselventils, in denen die beiden für den Vorwärts- und Rückwärtslauf vorgesehenen Drαsselabschnitte (29,58;31,39) wirksam sind, sorgt„

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18. 18. Steuervorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine federbelastete Rastvorrichtung (45,46), die der Verstellung des Orosselventils (25) innerhalb seines Leerlaufbereiches einen vorgegebenen Widerstand entgegensetzt«,

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