DE2441069B2

DE2441069B2 - Stufenloses hydrostatisches getriebe

Info

Publication number: DE2441069B2
Application number: DE19742441069
Authority: DE
Inventors: Leonard H Hutchinson Kan. Reimer (V.StA.)
Original assignee: Fl 6H 39-50
Priority date: 1973-09-04
Filing date: 1974-08-27
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2245884B1; US3905194A; GB1482571A; FR2245884A1; DE2441069A1; CA997986A; JPS5053778A

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenloses hydrostatisches Getriebe mit automatischer Übersetzungseinstellung, bei dem die Schiefscheibe einer Schiefscheiben-Stellpumpe entgegen der Vorspannkraft einer Vorspannvorrichtung von einem Stellkolben eines Stellzylinders verschwenkbar ist, dessen getriebeeingangs-drehzahlabhängiger Stelldruck von einer - mit Stellpumpendrchzahl getriebenen - Hilfspumpe konstanter Verdrängung erzeugt wird, wobei dem getriebeeingangs-drehzahlabhängigen Stellmoment an der Schiefscheibe ein getriebelastabhängiges Gegenstellmoment entgegenwirkt.

Bei Getrieben der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DT-AS 1425806) wird eine automatische Steuerung der Übersetzungseinsteliung erreicht, die in Abhängigkeit von der Getriebeeingangsdrehzahl und der jeweiligen Getriebebelastung eine Stellcharakteristik erzeugt, die dem bei Fahrzeugen und vielen Maschinen erwünschten Betriebsverhalten sehr nahe kommt. Um einen brauchbaren getriebeeingangs-drehzahlabhängigen Stelldruck zu erzeugen, sind bei der bekannten Stellvorrichtung jedoch zusätzliche Stellorgane nötig.

Es ist auch bereits eine andere Stelleinrichtung für

hydrostatische Getriebe bekannt (DT-OS 1528441),

die das angestrebte Betriebsverhaiten aufweist. Sie ist jedoch durch Verwendung zahlreicher Steuerschieber verhältnismäßig aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, den Bauaufwand für hydrostatische Getriebe der in Rede stehenden Gattung ohne Einschränkung des erwünschten Betriebsverhaltens zu ίο verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a und b gelöst. Das Merkmal b ist bereits bei der eingangs genannten DT-OS 1528441 bekannt. Die Steuernut ist jedoch dabei in einem zusätzlichen Ablaßsteuerschieber angeordnet, der über eine auf der Stellstange angeordnete Schrägfläche gesteuert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist an Hand schematischer Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel beschrieben: Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt und als Blockschaltbild dargestellte Ansicht eines hydrostatischen Getriebes;

Fig. 2 ist eine Kurvendarstellung der Pumpenausgangsleitung als Funktion der Drehzahl.

Das in Fig. 1 dargestellte hydrostatische Getriebe umfaßt einen Antriebsmotor 2, etwa einen Verbrennungsmotor, der über eine Antriebswelle 4 eine an

jo sich bekannte Pumpe 6 mit variablem Hub antreibt, deren wesentlichen Bauteile in der Zeichnung dargestellt sind. Die Pumpe umfaßt eine Schiefscheibe 8, die um einen Bolzen 10 schwenkbar gelagert ist und durch einen Stellzylinder 20 in ihrer Neigung verstellt werden kann, der einen Stellkolben 22 enthält, dem eine Vorspannfeder 24 entgegenwirkt. Ferner ist ein Hilfszylinder 40 vorgesehen mit einem an der Taumelscheibe angreifenden Kolben 42. Die Kolben 12 der Pumpe 6 werden in ihrem Hub durch die Neigung der Taumelscheibe 8 eingestellt, und zwar zwischen einem Nullhub, wenn die Taumelscheibe 8 normal zur Welle 4 verläuft, und maximalem Hub, wenn der Stellkolben 22 voll herausgedrückt und der Kolben 42 voll zurückgezogen ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Stellkolben 22 hat eine sich verjüngende Längsnut 23, die Fluid zu einem Sumpf 36 leitet und die eine maximale Durchlaßöffnung aufweist, wenn die Taumelscheibe 8 sich in der Stellung entsprechend einem maximalen Hub befindet. Es ist ferner eine kleine Zusatzpumpe 16 vorgesehen, die von der Welle 4 angetrieben wird, so daß deren Drehzahl der Drehzahl der Pumpe 6 zugeordnet ist. Diese Zusatzpumpe gibt Druckfluid über eine Leitung 18 an den Stellzylinder 20. Von der Pumpe 6 gelangt über eine Leitung 28 Druckfluid an den hydraulischen Motor 30, der etwa in Axialkolbenbauart ausgeführt sein kann mit fester oder variabler Verdrängung. In letzterem Fall kann dieser Motor mit einer Taumelscheibe als Reversiervorrichtung versehen sein. Der Motor 30

bo treibt eine Last 32. Der Auslaß des Motors 30 ist mit dem Sumpf 36 verbunden. Von diesem führen Saugleitungen zu der Pumpe 6 und zu der Zusatzpumpe 16.

Ein derartiges Getriebe weist ähnliche Eigenschaf-

b5 ten auf wie ein automatisches Getriebe von Kraftfahrzeugen.

Fig. 2 zeigt in einem Schaubild die Abhängigkeit der Pumpenleistung von der Drehzahl. Als Antriebs-

motor sei ein Verbrennungsmotor angenommen, Wenn der Motor 2 gestartet wird und im Leerlauf läuft, hält die Vorspannfeder 24 die Taumelscheibe normal zur Welle 4, so daß die Pumpe 6 kein Druckfluid liefert. Man erkennt aus Fig. 2, daß srst bei Erreichen einer Drehzahl von 500 U/min die Pumpenförderung einsetzt.

In dem Leerlaufbereich bis zu dieser Drehzahl liefert die Zusatzpumpe 16 jedoch Fluid an den Stellzylinder 20, welches durch die dabei kleinste Öffnung der sich verjüngenden Längsnut 23 ausströmt. Die auf den Stellkolben 22 ausgeübte Kraft reicht nicht aus, um die Kraft der Vorspannfeder 24 zu überwinden. Es sei angenommen, daß die Last 32 die Antriebswelle eines Fahrzeuges sei. Wenn die Bedienungsperson sodann auf das Gaspedal des Motors 2 drückt, steigt die Drehzahl der Pumpe, so daß der Hub unter dem Einfluß des steigenden Ausgangsdruckes der Zusatzpumpe 16 auf den Stellkolben 22 ansteigt, bis der maximale Hub oder die gewünschte Fahrzeusgeschwindigkeit erreicht ist. Es sei angenommen, daß die Pumpe 6 den maximalen Hub bei der Hälfte der maximalen Motordrehzahl erreicht. Zum Anhalten läßt die Bedienungsperson das Gaspedal los. woraufhin der Motor 2 und die Pumpe 6 auf die Leerlaufdrehzahl zurückgehen und das Fahrzeug anhält. Die Ausgangsleistung der Pumpe für einen derartigen Zyklus ist in Fig. 2 durch die Kurve 60 dargestellt, deren obere Grenze von der vom Motor maximal aufgebrachten Leistung abhängt. Die Getriebeeigenschaften lassen sich dabei auf gewünschte Werte einrichten durch eine geeignete Bemessung und Formgebung der Längsnut 23 des Stellkolbens 22. Diese Längsnut kann natürlich auch in der Wand des Stellzylinders 20 oder auch sowohl in dieser Wand als in dem Stellkolben 22 angebracht sein.

Eine Antriebsumkehr läßt sich erreichen durch ein Richtungsumkehrventil oder durch Umkehr der Taumelscheibe bei dem hydraulischen Motor 30.

Bei einem weitergebildeten Getriebe ist ein Hilfszylinder 40 vorgesehen, in dem sich ein Kolben 42 bewegt, der auf die Taumelscheibe 8 einwirkt, und zwar gegensinnig zur Wirkung des Stellkolbens 22. Der auf den Kolben 42 wirkende Druck entspricht dem Ausgangsdruck der Pumpe 6 in der Leitung 28, der über die Leitung 38 zugeführt wird. Der Kolben 42 ist wesentlich kleiner als der Stellkolben 22, so daß letzterer in seiner Wirkung überwiegt beim Einstellen der Verdrängung, während der Kolben 42 einen mäßigenden Einfluß ausübt bei großer Belastung, bei der der Druck in der Leitung 38 zunimmt, Dieser mäßigende Einfluß auf die Wirkung des Stellkolbens 22 führt zu einer Verringerung der Verdrängung der Pumpe 6, so daß das Übersetzungsverhältnis und die an den Motor 30 und die Last 32 gelieferte Leistung zunehmen. Die durch Hinzufügen des Hilfszylinders 40 erreichte Kennlinie ist in Fig. 2 durch die Linie

2ü 62dargestellt. Wenn die Bedienungsperson mehr Gas gibt, um zu beschleunigen oder eine größere Last zu betätigen, ergibt sich eine Ausgangsleistung entsprechend der Kurve 62. Der Rücklauf erfolgt dabei auf der Kurve 60, wie bei einer normalen Betätigung des Gaspedals. An Stelle des Hilfszylinders 40 kann der Bolzen 10 der Taumelscheibe 8 auch etwas oberhalb der Zentren der Ventilöffnungen in den Pumpen bewegt werden, oder diese können in Drehrichtung etwas vorverlegt sein. Beide Verfahren sind an sich bekannt, um eine Tendenz zu einer geringeren Verdrängung als Funktion des Ausgangsdruckes zu schaffen.

Wenn die Betriebseigenschaften nicht zu sehr vom üblichen abweichen, kann man an Stelle der in bestimmter Weise geformten Längsnut eine feststehende öffnung verwenden zum Druckablassen aus der Leitung 18. Eine derartige Vorrichtung läßt sich allerdings nicht auf eine gewünschte Kennlinie einstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stufenloses hydrostatisches Getriebe mit automatischer Übersetzungseinstellung, bei dem die Schiefscheibe einer Schiefscheiben-Stellpumpe entgegen der Vorspannkraft einer Vorspannvorrichtung von einem Stellkolben eines Stellzylinders verschwenkbar ist, dessen getriebeeingangsdrehzahlabhängiger Stelldruck von einer - mit Stellpumpendrehzahl getriebenen - Hilfspumpe konstanter Verdrängung erzeugt wird, wcbei dem getriebeeingangs-drehzahlabhängigen Stellmoment an der Schiefscheibe ein getriebelastabhängiges Gegenstellmoment entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der getriebeeingangs-drehzahlabhängige Druck (Leitung (18) durch den Querschnitt einer Abflußdrosselöffnung (23) bestimmt wird, der sich mit zunehmender Stellpumpenfördermenge vergrößert, wobei

b) diese veränderliche Abflußdrosselöffnung zwischen Stellzylinder (20) und Stellkolben (22) - als eine am Stellkolbenschaft angebrachte konische Nut (23) ausgebildet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung in bekannter Weise eine Feder (24) ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebe-Iastabhängige Gegenstellmoment in bekannter Weise durch eine außermittige Anordnung der Schiefscheibenschwenkachse (10) erzeugt ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebe-Iastabhängige Gegenstellmoment von einem dem Stellzylinder (20) entgegenwirkenden Hilfszylinder (40) erzeugt wird, der von dem Förderdruck der Stellpumpe (6) beaufschlagt ist.