DE2334498B2 - Hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe mit einem offenen Kreislauf und einer Stellpumpe mit einem in die Pumpenförderleitung eingeschalteten Steuerventil, das in seinen Betriebsstellungen eine Hydromotorzuflußleitung mit der Pumpenförderleitung verbindet und in seiner neutralen Stellung beide trennt, wobei der in der Pumpenförderleitung wirkende Druck die Stellpumpe in Richtung kleinerer Fördermenge steuert und der in der Hydromotorleitung wirkende Arbeitsdruck in der Betriebsstellung des Steuerventils über einen Meßdruckkanal desselben und eine Meßdrucksteuerleitung zur Pumpenverstellung in Richtung steigender Fördermenge weitergeleitet wird, wobei in der neutralen Stellung des Steuerventils die Meßdrackleitung mit einer Getrieberückflußleitung verbunden ist.

Eine derartige Pumpenanordnung ist in der US-PS 26 247 beschrieben. Bei dieser bilden Bunde des Ventilschiebers des Steuerventils zusammen mit diesen zugeordneten Steuerkanten des Ventilgehäuses variable Drosselstellen, über die Strömungsmittel von der Pumpe zu einem Hydromotor geleitet wird. Das unter Druck stehende Strömungsmittel wird von einer Stellpumpe bereitgestellt, deren Schrägscheibe durch zwei Servomotoren in Richtung größerer bzw. kleinerer Förderleistung bewegbar ist. Der auf eine Verringerung der Pumpenförderung hin arbeitende Servomotor ist mit dem Pumpenausgang verbunden, während der auf eine Erhöhung der Pumpenförderung hin wirkende Servomotor über einen im Steuerventil ausgebildeten Meßdruckkanal mit der Zuführleitung zürn Hydromotor verbunden ist und mit dem Arbeitsdruck des einstellbar gedrosselten Strömungsmittel beaufschlagt wird. In der Neutralstellung des Steuerventils wird der Druck in der Meßdruckleitung über das Steuerventil entlüftet. Bei derartigen

ίο hydrostatischen Getrieben kann zwar in der neutralen Stellung die Pumpenförderung fast auf Null vermindert werden; unter solchen Betriebsbedingungen kann sich jedoch die Pumpe unerwünscht stark erwärmen. Zur Kühlung einer Stellpumpe bei abgetrenntem Verbraucher ist es aus der US-PS 35 97 921 bekannt, das Steuerventil durch ein parallelgeschaltetes Überdruckventil zu überbrücken, über das Strömungsmittel von der Pumpenförderleitung zum Strömungsmittelsumpf geleitet wird. Durch diese Strömungsmittelzirkulation kann die Pumpe in der Bereitschaftsstellung gekühlt werden. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Pumpe auch in der Bereitschaftsstellung einen Druck aufrechterhalten muß, der mindestens so hoch ist wie der zum Betrieb des Hydromotors erforderliche Druck, da das das Steuerventil überbrückende parallelgeschaltete Überdruckventil zugleich als Druckbegrenzung für den Hydromotor dient.

Durch die Erfindung soll dagegen das eingangs beschriebene hydrostatische Getriebe so ausgebildet werden, daß auf einfache Weise bei Beibehaltung des geringen Förderdruckes der Pumpe in der Bereitschaftsstellung eine Strömungsmittelzirkulation zu Kühlzwecken erreicht wird.

Dies Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpenförderleitung über eine Drosselvorrichtung an die Meßdrucksteuerleitung angeschlossen ist, wobei die Drosselvorrichtung in den Betriebsstellungen als Drucksperre zwischen Pumpenförderleitung und Meßdruckleitung wirkt und in der neutralen Stellung einen begrenzten Kühlflüssigkeitsstrom ableitet.

Aus der DT-AS 12 86 365 ist zwar ein hydrostatisches Getriebe bekannt, bei dem die Pumpenförderleitung über eine Drosselvorrichtung an eine Meßdrucksteuerleitung angeschlossen ist, und in der neutralen Stellung des Steuerventils die Meßdruckleitung mit einer Getrieberückfiußleitung verbunden ist. Bei diesem hydrostatischen Getriebe erfolgt jedoch die Steuerung der Förderleistung der Stellpumpe nicht gemäß dem hinter der variablen Drosselstelle des Steuerventils herrschenden Arbeitsdruck des dem Hydromotor zugeführten Strömungsmittels. Eine Weiterbildung des aus der US-PS 35 26 247 bekannten, oben beschriebenen hydrostatischen Getriebes, bei der die an sich bekannte zur Kühlung vorgesehene Verbindung von Pumpenförderleitung und Sumpf in der neutralen Stellung des Steuerventils durch die an sich ebenfalls bekannte Verbindung der Pumpenförderleitung mit dem Sumpf über Bunde und Steuerkanten des Steuerventils ergäbe sich ein verhältnismäßig komplizierter Aufbau des Steuerventils.

Dagegen wird durch die Erfindung auf einfache Weise diese Verbindung erhalten, wobei die sowieso schon vorhandenen Steuerkanten des Steuerventils nach der US-PS 35 26 247 verwendet werden. Damit dient der der Meßdrucksteuerleitung zugeordnete

Ventilanschluß und ein Teil der Meßdrucksteuerleitung, über die in den Betriebsstellungen der die Pumpenförderung herabsetzende Meßdruck abgenommen wird, in der neutralen Stellung des Steuerventils zugleich zum Rückführen von Strömungsmittel zu Kühlungszwecken. Die Drosselvorrichtung dient in der Neutralstellung des Steuerventils zur Einstellung des zur Kühlung erforderlichen Strömungsmittelstroms und wirkt in den Betriebsstellungen des Steuerventils zugleich als Drucksperre zwischen der Meßdrucksteuerieitung und der Pumpenförderleitung.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand dreier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines ersten hydrostatischen Getriebes,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten hydrostatischen Getriebes und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten hydrostatischen Getriebes, bei der das Steuerventil und ein Vorsteuer-Fühlventil im Schnitt dargestellt sind.

In Fig. 1 enthält ein hydrostatisches Getriebe eine Stellpumpe 10, einen Sumpf 11, einen Hydromotor 12 und ein Steuerventil 30 zur Flüssigkeitssteuerung. Die Pumpe 10 variabler Verdrängung weist eine Taumelscheibe 21 zur Steuerung der Pumpenförderung auf. Die Taumelscheibe 21 wird von einem V:.*rdrängungssteuermechanismus 20 gesteuert, der einen Zylinder 22 zur Verdrängungserhöhung unu eine darin angeordnete Feder 23 aufweist, die die Pumpe in Richtung voller Verdrängung vorspannt. Ein Zylinder 24 zur Verdrängungsabnahme wirkt auf das entgegengesetzte Ende der Taumelscheibe, um die Pumpe in Richtung minimaler Verdrängung zu verschieben. Das Steuerventil 30 ist ein einfaches Ventil mit zwei Stellungen, wobei in der einen Stellung eine variable Öffnung zur Flüssigkeitsleitung von der Pumpe zum Motor vorgesehen ist, um den Motor zu betreiben, und wobei in einer neutralen Stellung der Ausgang der Pumpe 10 vom Motor 12 getrennt ist. Das Steuerventil 30 bildet in seiner Antriebsstellung einen Weg zur Leitung des den Motor betreibenden Druckes zum Verdrängungssteuermechanismus 20, um die Pumpe in bekannter Weise zu steuern.

Zur Verbindung der Teile des hydrostatischen Getriebes sind Leitungen vorgesehen. Eine Leitung 40 verbindet den Sumpf mit der Eingangsseite der Pumpe 10. Der Ausgang der Pumpe 10 ist über eine Pumpenförderleitung 41 mit dem Steuerventil 30 verbunden. In dieser Leitung befindet sich ein Rückschlagventil 15, um eine Rückwirkung des Belastungsdrucks vom Motor 12 auf die Pumpe 10 zu verhindern. Eine Motorzuflußleitung 42 verbindet das Steuerventil 30 mit dem Motor 12, während eine Leitung 43 vom Motor 12 zum Sumpf 11 führt. Das Steuerventil 30 ist über eine Rückflußleitung 44 direkt mit dem Sumpf 11 verbunden. Die Ausgangsseite der Pumpe 10 ist über eine Leitung 45 mit dem dem Zylinder 24 des Verdrängungssteuermechanismus 20 verbunden. Eine Meßdrucksteuerleilung 46 verbindet den Ausgang der Pumpe 10 mit dem Zylinder 22 des Verdrängerstcuermechanismus 20. Die Leitung 46 ist zwischen dem Pumpenausgang und der Leitung 47 mit einer Drosselstelle 50 versehen. Die Leitung 47 verbindet die Leitung 46 mit dem Steuerventil 30. In Fig. 1 befindet sich das Steuerventil in seiner neutralen Stellung und verbindet dabei die Leitung 47 mit der Leitung 44 bzw. mit dem Sumpf 11.

Im Betrieb des Steuerventils 30 in seiner neutralen Stellung wild ein kühlender Strömungspfad aufgebaut, und eine begrenzte Menge von Flüssigkeit strömt durch die Drosselstelle 50 und zum Sumpf Il über das Steuerventil 30 und die Leitung 47. Dieses Strömen eines Teils des gepumpten Strömungsmitteln

ίο durch den der Kühlung dienenden Strömungspfad bewirkt eine Zirkulation von genügend Flüssigkeit, um die von der Pumpe erzeugte Wärme abzuführen.

Das von der Pumpe geförderte Strömungsmittel bewirkt wegen der begrenzten Strömung zum Sumpf einen Druckanstieg in den Leitungen 41 und 45 sowie im Zylinder 24 zur Verdrängerabnahme. Zur gleichen Zeit wird der Flüssigkeitsdruck im Zylinder 22 zur Verdrängungsvergrößerung und in der Leitung 46 auf die Druckgröße in der Leitung 43 vermindert, und zwar durch die Verbindung der Leitungen 46 und 47 mit der Leitung 44 in der neutralen Stellung des Steuerventils. Daher bewirkt der Anstieg des Flüssigkeitsdrucks in den Leitungen 41 und 45 eine Verminderung der Pumpenverdrängung. Dadun-h fördert die Pumpe nur eine solche Flüssigkeitsmenge, die durch die Öffnung 50 und den Bypass unter dem Flüssigkeitsdruck zum Sumpf geführt werden kann, der erforderlich ist, um die Tau-

;iü melscheibe 21 gegen die Wirkung der Feder 23 zu beeinflussen.

Wenn das Steuerventil 30 in eine Betriebsstellung verschoben ist, ist der Pumpenausgang mit dem Motor 12 verbunden, und der den Motor beaufschlagende Druck wird zur Steuerung der Pumpe zu dem Verdrängersteuermechanismus 20 geleitet.

Es ist bemerkenswert, daß die Leitung 47, die oben den Kühlstrom zum Sumpf 11 führte, nicht länger mit dem Sumpf verbunden ist, wenn sich das Steuerventil in einer seiner Betriebsstellungen befindet. Daher ist dann der Kühlkreislauf unterbrochen, wodurch sich keine Vergeudung bzw. kein Verlust von Strömungsmittel bei Betriebsbedingungen ergibt.
Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht weitgehend derjenigen aus Fig. 1. Der Verdrängersteuermechanismus 20 weist einen Anschlag 25 für eine minimale Verdrängung auf, wodurch die Verdrängung der Pumpe 10 nicht bis auf Null reduziert werden kann. Die Drosselstelle 50 der Ausführungsform aus F i g. 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein federbelasletes Rückschlagventil 14 ersetzt. Auch der Betrieb der Ausführungsform aus Fig. 2 ähnelt derjenigen aus Fig. 1. Da die Pumpe 10 wegen des Anschlags 25 nicht auf eine Null-Verdrängung einstellbar ist, wird eine begrenzte Strömung durch das Rückschlagventil 14 und durch das Steuerventil 30 zum Sumpf 11 geführt, um eine Kühlungsslrömung aus Flüssigkeit zu bilden. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Vorteil eines unterbrochenen Kühlungsslrompfades während des Arbeitszustandes vorhanden.

Die Ausführungsform aus F i g. 3 zeigt eine Pumpe 10 mit einem Verdrängersteuermechanismus 20, dessen Taumelscheibe 21 von der Feder 23 auf volle Verdrängung vorgespannt ist, wobei ferner ein Zylinder 24 zur Verdrängungsreduzierung und ein Vorstcucr-Fühlventil 60 vorgesehen sind.

Das Fühlventil 60 enthält einen Ventilschieber 61,

der in einer in einem Ventilkörper 63 angeordneten Bohrung 62 verschiebbar ist. Der Ventilkörper 63 hat Steuerkanten bildende öffnungen 64, 65, 66, 67 und 68. Der Ventilschiebei trägt Bunde 79, 70 und 71, und weist eine zentrale Bohrung 72 auf, die mit einer Öffnung 73 versehen ist. Die Enden des Ventilkörpers 63 sind geschlossen, und zwischen dem Bund 71 und dem einen Ende des Ventilkörpers befindet sich eine Feder 75, die den Venülschieber 61 nach links drängt. Eine Bewegung des Vcntilschiebers 72 bewirkt eine abwechselnde Verbindung zwischen den Öffnungen 65 und 66 oder 66 und 67 mittels des Bundes 70.

Das Steuerventil 30 aus F i g. 3 ist ein Vicr-Wcg-Ventil bekannter Bauart. Der Aufbau des Ventils 30 ist dem Durchschniltsfachmann geläufig, so daß keine weitere Beschreibung dieses Teils erfolgt, da die Erfindung nicht auf dieses Ventil gestützt ist. Das dargestellte Steuerventil 30 ist zur Steuerung eines doppelt wirkenden Hydromotors 12 angeschlossen. Eine Öffnung 32 im Steuerventil 30 kann den Druck bereitstellen, welcher der dem Motor 12 auferlegten Last entspricht.

Eine Leitung 80 verbindet die Öffnung 64 mit dem Ausgang der Pumpe 10, während eine Leitung 81 von der Öffnung 65 ebenfalls zum Ausgang der Pumpe führt. Die öffnung 66 ist mittels einer Leitung 82 mit dem Zylinder 24 für eine Verdrängiingsabnahme verbunden, während die Öffnung 67 mit dem Sumpf 11 verbunden ist. Eine Meßdrucksteuerleitung 83 verbindet die öffnung 68 mit der öffnung 32 des Steuerventils 30.

Beim Betrieb des hydrostatischen Getriebes nach F i g. 3 wird der von der Pumpe 10 erzeugte Flüssigkeitsdruck dem Steuerventil 30 über die Leitung 41 zugeleitet. Wenn sich das Steuerventil 30 in seiner neutralen Stellung befindet, ist dieser Flüssigkeitsdruck vom Steuerventil unterbrochen und wirkt auf den Bund 69 des Ventilschiebers 61, um diesen gegen die Feder 75 nach rechts zu verschieben. Diese Bewegung bewirk! eine Verbindung zwischen den Öffnungen 65 und 66, wodurch der Pumpendruck über die Leitung 81, die Öffnungen 65 und 66 sowie über die Leitung 82 auf den Zylinder 24 für eine Verdrängungsabnahme einwirkt und die Pumpe 10

ίο veranlaßt, die Verdrängung zu reduzieren. Ein Teil der Flüssigkeit kann durch die zentrale Bohrung 72 des Ventilschiebers 61, durch die öffnung 73 und die Öffnung 68 über die Leitung 83 zum Sumpf Il strömen, und zwar über das Steuerventil 30. Diese begrenzte Flüssigkeitsströmung durch die öffnung 73 in der zentralen Bohrung 72 sorgt für eine ausreichende Zirkulation im hydraulischen System, um die beim Pumpbetrieb erzeugte Wärme abzuführen. Wenn das Steuerventil 30 in seine Betriebsstellung verschoben ist, versorgt die Pumpe 10 den Motor 12 mit Druckflüssigkeit, wobei an der Öffnung 68 des Fühlvcntils 60 ein Druck erzeugt wird, der für die Belastung des Motors 12 bezeichnend ist. Dieser Druck wirkt auf den Bund 71, um den Ventilschieber 61 nach links zu bewegen und den Zylinder 24 mit dem Sumpf über öffnungen 66 und 67 zu verbinden. Die Verdrängung der Pumpe 10 wird dann so weit vergrößert, wie es von der Last durch die Wirkung der Verdrängungsvergrößerungsfeder 73 gefordert wird.

Wenn sich das Steuerventil 30 in einer Betriebs stellung befindet, besteht keine Verbindung über di< Öffnung 32 zum Sumpf, so daß der in der neutralei Stellung des Steuerventils 30 vorhandene Kühlungs

strom in dieser Stellung des Steuerventils unter brochen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydrostatisches Getriebe mit einem offenen Kreislauf und einer Steiipumpc mit einem in die Pumpenförderleitung eingeschalteten Steuerventil, das in seinen Betriebsstellungen eine Hydromotorzuflußleitung mit der Pumpenförderleitung verbindet und in seiner neutralen Stellung beide trennt, wobei der in der Pumpenförderleitung wirkende Druck die Stellpumpe in Richtung kleinerer Fördermenge steuert und der in der Hydromotorleitung wirkende Druck in der Betriebsstellung des Steuerventils über einen Meßdruckkana! desselben und eine Meßdrucksteuerleitung zur Pumpenverstellung in Richtung steigender Fördermenge weitergeleitet »vird, wobei in der neutralen Stellung des Steuerventils die Meßdruckieitung mit einer Getrieberückflußleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenförderleitung (41) über eine Drosselvorrichtung (50, 14, 72) an die Meßdrucksteuerleitung (46, 83) angeschlossen ist, wobei die Drosselvorrichtung in den Betriebsstellungen als Drucksperre zwischen Pumpenförderleitung und Meßdruckleitung wirkt und in der neutralen Stellung (Fig. 1, 2, 3) einen begrenzten Küh'flüssigkeitsstrom ableitet.

2. Hydrostatische Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung in bekannter Weise als Rohrverengung (50) oder als fedc belastetes Rückschlagventil (14) ausgebildet ist.

3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung im Schieber (61) eines Vorsteuer-Fühlventils (60) ausgebildet ist.