DE2326154C3 - Hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Bei hydrostatischen Getrieben der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DJ-PS 4 24 898) ist eine stufenlose Veränderung des Übersetzungsverhältnisses mit einer verhältnismäßig kleinen Stellpumpe möglich. Dadurch werden die Kosten des Getriebes gesenkt, da größere Verstellpumpen verhältnismäßig teuer sind. Außerdem werden bei der Verwendung von kleinen Verstellpumpen die Verluste des Getriebes vermindert, da die durch Ausströmen von öl in einer Verstellpumpe entstehenden Verluste im wesentlichen vom Arbeitsdruck nicht aber von der effektiv übertragenen Leistung abhängig sind. Sie sind hauptsächlich durch die Größe der Verstellpumpe gegeben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, für ein solches Getriebe eine wirksame Stelleinrichtung zu schaffen, die insbesondere bei Verwendung des Getriebes als Fahrzeuggetriebe eine einfache Einstellung des Übersetzungsverhältnisses möglich macht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei einem hydrostatisch-mechanischen Verbundgetriebe (DT-PS 17 50 503) ist es bereits bekannt, beim Umschalten der Kupplungen des mechanischen Getriebeteils eine Umsteuerung des Stellsinnes der Pumpe des hydrostatischen Getriebes herbeizuführen, wobei der Stellsinn der hydraulischen Stellvorrichtung der Pumpe bestimmt ist durch die Lage eines zwischen Schaltschieber und Servostelleinrichtung hydraulisch in Reihe geschalteten Umkehrschiebers, dessen Umkehrung hervorgerufen wird, wenn die maximale Einstellung der Pumpe erreicht ist

Es ist auch schon bekannt, die Fördermenge einer Stellpumpe der Änderung der Schluckvolumenanforderung ihrer Verbraucher anzupassen, wenn die zwei Hydromotoren eines hydrostatischen Getriebes von Reihen- auf Parallelschaltung oder umgekehrt angeschlossen werden. Die Bewegung der Steuerschieber für die Anschlußleitungen der Hydromotoren wird dabei in einer Kulissenführung mit der Lage der Stelleinrichtung der Pumpe koordiniert. Hierbei ist jedoch kein Umkehrschieber vorgesehen (US-PS 29 03 852).

Durch die Maßnahme nach Anspruch 2 kann eine unbeabsichtigte Verstellung des Fördervolumens der Stellpumpe im Betrieb verhindert werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltschema des Getriebes,

Fig.2 Schnitte nach Ebenen !, II, III und IV des Steuerschiebers aus der F i g. 1,

ρ ig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Getriebes und

ρ i g. 4 eine schematische Abv. lckiung der Bahn einer Kulissenführung des Steuerschiebers aus der F i g. 1.

Das in der F i g. 1 dargestellte hydraulische Getriebe enthält einen volumetrischen Motor M, eine Ste'J-pumpe VP, zwei Festpumpen FPt, FP2 und eine Zubringepumpe ZP. Die Stellpumpe ist eine hydrostatische Kolbenpumpe mit veränderlicher Exzentrizität eines Zapfens, um welchen sich ein ringförmiges lidehäuse bewegt Derartige hydrostatische

Abfluß führen und somit an den Behälter 36 angeschlossen sind, sind in den F i g. 1 und 2 mit 0 bezeichnet Schließlich sind noch in den Abflußleitungen der Schaltschieber 21 und 22 sowie im der Leitung pst des

f Blockierkolbens 34 Drotselelemente 38 bzw. 40 geschaltet.

Das Prinzip der Arbeitsweise des Getriebes geht aus der F i g. 3 hervor. In dieser ist der für einen Fahrzeugantrieb typische Zusammenhang zwischen Drehzahl

ίο des Motors η (also Fahrgeschwindigkeit) und dessen Drehmoment nd gezeigt, nämlich die sogenannte Zugkrafthyperbel. Dies bedeutet daß der Motor unabhängig von seiner Drehzahl immer konstante Leistung abgibt. Die genau gleiche Kurve gilt aber auch für den

Kolbenmaschinen sind bekannt Wichtig ist im vorlie- 15 Zusammenhang zwischen Pumpendruck puna horaergenden Zusammenhang nur, daß die von der Stell- ' ~ .... u: rwt»

pumpe VP gelieferte Menge an hydraulischem Druckmittel von der Exzentrizität des Zapfens 11 abhängig ist Diese Exzentrizität ist in der F i g. 1 zwischen zwei Stellungen O und 10 veränderlich.

Nach der F i g. 1 ist der Zapfen 11 mit einer hydraulischen Stellvorrichtung 12 versehen, welche in zylindern bewegliche Kolben 13 enthält, denen durch Leitungen d und e hydraulisches Druckmittel zugeführt ...«..«·. *. ... — ■ ■ _o- — ■, ~

bzw entnommen werden kann. Je nach der Zufuhr er- 25 weitere Erhöhung der Drehzahl des Motors erfolgt gibt'sich eine Bewegung der Kolben 13 und mit ihnen durch eine erneute Vergrößerung der Fordermenge des Zapfens 11 in der einen oder in der anderen Richtung. Die Stellvorrichtung 12 ist mit einem Finger 14

volumen v. Danach arbeitet bis zu einem Drittel der maximalen Drehzahl des Motors M die Stellpumpe VP allein. Sie liefert dabei gleichzeitig das maximale Drehmoment Nach dem Überschreiten des ersten Drittels ίο der Drehzahl π max, also bei einem Druck von nur 30% des maximalen Druckes der Stellpumpe, wird die Festpumpe FP1 zugeschaltet, wobei gleichzeitig die Stellpumpe auf eine Fördermenge O (entspricht der Exzentrizität O in den F i g. 1 und 4) zurückgestellt wird. Eine

versehen, welcher in einer Bahn einer Kulissenführung

der Stellpumpe VP durch Vergrößerung ihrer Exzentrizität von O in der Richtung auf 10. Nach dem Uberversenen we.cncr ..1 c..._c. 1«.... ...... ™„«_c„._u...u..6 schreiten des zweiten Drittels der Drehzahl wird die

15 geführt ist. Die Form der Bahn der Kulissenführung 30 zweite Festpumpe FP 2 zugeschaltet, wöbe, wieder die ist aus der F i g. 4 ersichtlich, in welcher gleichzeitig mit Stellpumpe auf O zurückgestellt wird. A bis Fdie verschiedenen Stellungen der Bahn bezeich- Solange sich der Steuerhebel 20 in der mittleren

net sind Die Kulissenführung 15 ist in einem Steuer- Lage befindet ist die Leitung /durch die beiden Schallgeber 16 ausgebildet, welcher in vier Ebenen I bis IV schieber 21, 22 geschlossen. Der durch die Leitung pst verschiedene Kanäle aufweist, deren Verlauf aus der 35 zugeführte Druck wirkt über die Drosselstelle 40 voll pTg 2 ersichtlich ist. In der Ebene I enthält der Steuer- auf den Blockierkolben 34, so daß die Stellvorrichtung schieber 16 einen scheibenförmigen Zylinderraum 17, in 12 festgehalten wird.

wekhem dichtend ein Flügel 18 des Schieberkolbens Wenn bei einer beabsichtigten Erhöhung der Dreh-

Teführt ist. Je nachdem, ob durch eine Leitung boder c zahl der Steuerhebel 20 nach rechts bewegt wird[,{+ in Druck zugeführt wird, steht der Schieberkolben des 40 der Fig. i) wird die Leitung /und mit .hr-der^kier-Drehschiebers 16 unter dem Einfluß eines Dreh- kolben 34 entlastet. Gleichzeitig gelangt der Druck aus Si mit dem entsprechenden Drehsinn. der Leitung pst in ^eJJ J^;«

Weiter enthält das Getriebe einen Steuerhebel 20 seits über den Umkehrschieber 23 in die Leitung < mh zweTgSen Schaltschiebern 21 und 22. Zwischen daß die Stellvorrichtung 12 nach oben1 zu taufen be-

tig gelangt der Druck aus der Leitung pst durch die Leitung b in den Zylinderrauin 17 der Ebene I des

ist ein Umkehrschieber 23 geschaltet, dessen Schieberkolben unter dem Einfluß einer Feder 24 steht.

Die einzelnen Anschlußöffnungen der Elemente sind nach der F i g. 1 miteinander durch Leitungen a, b, c, d, eund /verbunden. Der Ausgang der Verstellpumpe ist durch eine Leitung 30 an eine Motorleitung 31 angeschlossen. Die Festpumpe FP1 fördert in eine Leitung 32, welche über die Ebene IV des Steuerschiebers 16 an die Motorleitung anschließbar ist. Die Festpumpe FP 2

Leitung b in den Zylinderrau

Steuerschiebers 16 und wirkt auf den Flügel 18. Der Kolben des Steuerschiebers ist jedoch durch die Kulissenbahn der Führung 15 an einer Drehung gehindert Es sei dabei angenommen, daß sich der Finger im Abschnitt A, B der Kulissenbahn befindet. Wenn die Stellvorrichtung 12 die oberste Stellung

die Motorleitung anschnallbar ist uie hestpumpe erz nn... u.„ ^^..» _D __ _..

fördert in eine Leitung 33, welche über die Ebene IV 55 erreicht hat, kann sich der Kolben des Steuerschiebers

~' ^{ta f}-~^: λ—·—* ,,_ηΛ Λιιι-rhläiift den Bereich B-B' der

des Steuerschiebers 16 an die Motorleitung 31 angeschlossen werden kann. Von der Motorleitung 31 führen zwei Leitungen pst mit Steuerdruck für Steuerzwecke. Die eine führt zu den Schaltschiebern 21, 22, die andere zu einem Blockierkolben 34, welcher gegen die Stellvorrichtung 12 angepreßt werden kann und dadurch diese in der eingestellten Lage festhält

Die Pumpen VP, FPi, FP2 sind an eine gemeinsame Zubringeleitung 35 angeschlossen, in welche die

16 frei drehen und durchläuft den Bereich B-B' der Kulissenbahn (F i g. 4). Nach dem Erreichen des Endes B' der Kulissenbahn 15 wird der Kolben des Steuerschiebers 16 an einer weiteren Drehung gehindert. In 60 dieser Stellung gelangt in der Ebene III der Druck aus der Steuerleitung pst in die Leitung a, was zur Folge hat, daß der Kolben des Umkehrschiebers 23 gegen die Kraft der Feder 24 in der F i g. 1 nach links bewegt wird. Gleichzeitig wirkt der Druck aus der Leitung a

Zubringeleitung 35 angeschlossen, in weicne aie w.._u. ^ι«.·ν.··«.^.ν.₆ _,.

Zubringepumpe ZP aus einem Behälter 36 fördert. Die ⁶5 auf die oberste Stirnfläche des Schieberkolbens des

einzelnen Pumpen sind in bekannter Weise mit Über- Schaltschiebers 21 und hält diesen in der nieder-

strömventilen 37 versehen. gedrückten Stellung fest, bis der Umsteuervorgang

Alle Anschlußöffnungen der Elemente, welche in den beendet ist, d. h. bis die Stellpumpe VP in ihre andere

Extremstellung, in diesem Fall mit der Exzentrizität O, angelangt ist. Der Hebel 20 verhindert dabei durch seine Form eine Betätigung des anderen Schaltschiebers

Da der Umkehrschieber 23 die Anschlüsse der Stellvorrichtung 12 umgetauscht hat, bewegt sich diese mit den Kolben 13 nach unten. Gleichzeitig bewegt sich der Finger 14 entlang des Abschnittes B', C der Kulissenbahn 15 (F i g. 4). Der Flügel 18 dreht den Kolben des Drehschiebers 16 im Uhrzeigersinn. Dadurch wird in der Schnittebene IV die Festpumpe FfI an die Motorleitung 31 geschaltet. Damit diese Zuschaltung nicht schlagartig erfolgt, ist der Kolben des Steuerschiebers 16 mit einem Drosselkanal 40 versehen.

Wenn die Stellvorrichtung 12 mit dem Finger 14 in die unterste Lage gelangt, kann sich der Kolben weiter in die Stellung 180° drehen, wobei der Finger 14 in der Kulissenbahn den Abschnitt C-C durchläuft. In der Ebene III wird dabei die Leitung a entlastet Der Kolben des Umkehrschiebers 23 bewegt sich unter dem Einfluß der Feder 24 in seine Ausgangslage zurück. Die Stellvorrichtung 12 beginnt nach oben zu laufen, wodurch die Fördermenge der Pumpe VP erhöht wird.

Der Kolben des Schaltschiebers 21 wird freigegeben.

In der gleichen Weise erfolgt nach dem Durchlaufen des Abschnittes C, D' der Kulissenbahn 15 das Zuschalten der zweiten Festpumpe FP 2, falls nicht in der Zwischenzeit der Steuerhebel 20 in die Mittelstellung gebracht wird. Diese Bewegung hätte zur Folge, daß die Zufuhr des Druckmittels in den betreffenden Zylinderraum der Stellvorrichtung 12 unterbrochen wird und daß gleichzeitig der Blockierkolben 34 angepreßt wird.

Die Zuschaltung der Festpumpe FPI erfolgt durch den Kanal in der Ebene Il des Steuerschiebers 16, wobei auch hier der Kolben des Steuerschiebers mit einem Drosselkanal 40 zur Verhinderung eines stoßartigen Zuschaltens versehen ist

Bei einer beabsichtigten Verkleinerung der Drehzahl des Motors und somit des Fördervolumens der Pumpenanlage wird der Steuerhebel 20 in der F i g. t nach links geschwenkt In diesem Fall verläuft der beschriebene Vorgang umgekehrt, wobei sich der Finger 14 durch die Kulissenbahn 15 in umgekehrter Richtung bewegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hydrostatisches Getriebe mit einer Stellpumpe und mindestens einer nicht einstellbaren, im Verdrängervolumen der maximalen Einstellung der Stellpumpe entsprechenden Konstantpumpe, die zueinander parallel geschaltet einen Hydromotor speisen, mit einer hydraulischen Servoverstellung für die Stellpumpe, sowie einer Zu- und Abschaltvorrichtung für die Konstantpumpe, wobei die Servostellvorrichtung der Stellpumpe mit der Zu- und Abschaltvorrichtung gekoppelt ist, um — zur Ermöglichung einer stetigen Fördermengenänderung — nach Erreichen der maximalen bzw. minimalen Fördermengeneinstellung der Stellpumpe diese unter gleichseitiger Ab- bzw. Zuschaltung der Konstantpumpe direkt auf die minimale bzw. maximale Fördermenge zurückzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellsinn der hydraulischen Servostelleinrichtung (12) bestimmt ist durch die Lage eines — zwischen mindestens einem Schaltschieber (21, 22) und Servostelleinrichtung hydraulisch in Reihe geschalteten — Umkehrschiebers (23), dessen Umkehrung hervorgerufen wird von einem — die Zu- und Abschaltvorrichtung darstellenden — Steuerschieber (16), der seinerseits hydraulisch betätigt ist, über eine Kulissenführung (14, 15) mit der Servostelleinrichtung (12) zusammenarbeitet und die Zu- und Abschaltbewegung für die Konstantpumpe (FPl, FP 2) mit der Einstellung der Stellpumpe (VP) koordiniert, wobei eine Umschaltung des Umkehrschiebers (16) selbsttätig während eines Zu- bzw. Abschaltvorganges am Steuerschieber (16) durch diesen selbst hydraulisch eingeleitet wird.

2. Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Blockiervorrichtung (34), die zum Blockieren der hydraulischen Stellvorrichtung (12) der Stellpumpe dient, sobald die Schaltschieber (21, 22) in eine die Einstellbewegung beendigende Lage gebracht werden.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die von einem Steuerhebel (20) betätigten Schaltschieber (21, 22) an die Förderleitung (31) mindestens einer der Pumpen (VP, FPX, FP2) angeschlossen ist bzw. sind und zur Steuerung der Zufuhr des von der Pumpe (VP, FPi, FP 2) geförderten hydraulischen Druckmittels zur Stellvorrichtung (12) dient bzw. dienen.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (16) ein Drehschieber ist, an dem die Kulissenführung (15) angeordnet ist, in welche ein Finger (14) eingreift, der mit dem beweglichen Teil der hydraulischen Stellvorrichtung (12) fest verbunden ist und somit jeweils eine dem Fördervolumen der Stellpumpe entsprechende Stellung einnimmt.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (16) einen in einem scheibenförmigen Zylinderraum (17) dichtend geführten Flügel (18) aufweist, auf dessen eine oder andere Seite der Druck des geförderten Druckmittels in Abhängigkeit von der am Schaltschieber (21, 22) gewählten Richtung der Fördermengenverstellung einwirkt.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (16) Steuerkanäle aufweist, welche der Zuschaltung bzw. Abschaltung der Konstantpumpe bzw. der Konstantpumpen (FPi, FP2) dienen.

7 Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (21. 22) mit einer Selbsthaltevorrichtung versehen ist, welche ihn während der Umsteuerung der Verstellpumpe (VP) bis zur Beendigung des Umsteuervorganges in seiner Stellung festhält

8 Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltschieber (21, 22) vorgesehen sind, die durch den Steuerhebel (20) derart miteinander verbunden sind, daß, wenn einer während des Umsteuervorganges festgehalten wird, eine Betätigung des anderen verhindert wird.