DE2545778B2 - Hydrostatisches getriebe - Google Patents
Hydrostatisches getriebeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung.
Ein Getriebe dieser Art ist aus der DT-AS 1273 947 bekannt. Bei Anordnungen dieser Art ergeben
sich durch Zu- bzw. Abschalten einzelner oder mehrerer Einheiten verschiedene Gänge, da je nach
Anzahl und Größe der wirksamen Einheiten ein unterschiedliches Schluck- bzw. Fördervolumen vorgegebenwerden
kann. Die Anzahl der erreichbaren Getriebegänge ist dabei gleich der Anzahl der möglichen
unterschiedlichen Einheiten-Kombinationen, wobei durch eine Umkehr der Drehrichtung auf einfache
Weise in beiden Richtungen gleich hohe Gangzahlen erreichbar sind. Bei einer Kopplung eines derartigen
Getriebes mit einer Brennkraftmaschine kann daher diese z. B. abhängig von der Last mit der zu dieser
Last gehörenden optimalen Drehzahl (in bezug auf günstigsten Kraftstoffverbrauch) gefahren werden,
wobei die Regulierung der Getriebeausgangsdrehzahl ausschließlich im Getriebeteil erfolgt.
Bei der bekannten Anordnung sollen etwa fünf parallel arbeitende Pumpen mit einem Motor zusammenwirken,
wobei im Bereich des Druckstutzen jeder Pumpe ein Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil
angeordnet ist, welche mit Ausnahme
\S des Druckbegrenzungsventils der ersten Pumpe über
zugehörige hydraulische Steuerleitungen mit einem die Schaltvorrichtung bildenden Steuerschieber verbunden
sind. Die erste Pumpe ist hierbei offenbar von der Steuerung ausgenommen und daher dauernd in
Betrieb. Dementsprechend erfaßt das bekannte Getriebe den um den Wert 0 liegenden Abtriebsdrehzahlbereich
nicht. Der genannte Steuerschieber besteht aus einer Büchse, in der ein Steuerkolben axial
verschiebbar gelagert ist. Dieser Steuerkolben weist eine hydraulisch mit dem Rücklauf verbundene Zentralbohrung
auf, die über Radialbohrungen mit Umfangsnuten verbunden ist. Dementsprechend sind
auch am Innenumfang der Büchse umlaufende Nuten vorgesehen, in welche jeweils eine einem bestimmten
Druckbegrenzungsventil zugeordnete Steuerleitung mündet. Sobald zwei Nuten fluchten, soll die entsprechende
Pumpe aktiviert sein. Durch entsprechendes Verschieben des Steuerkolbens ist daher eine bestimmte
Zu- bzw. .Abschaltung von Pumpen zu crreichen.
Bei der bekannten Anordnung sind jedoch lediglich wenige Pumpenkombinationen zu verwirklichen,
da bei der Ausschöpfung aller Kombinationsmöglichkeiten eine unverhältnismäßig große Länge
des Steuerkolbens und der Büchse mit einer dementsprechend
großen Anzahl von Innen- und Außenumfangsnuten notwendig wäre. Der hiermit verbundene
fertigungstechnische Aufwand und Platzbedarf ist evident. Die vorstehend genannten Nachteile ergeben
daher eine Begrenzung der Einsatzmöglichkeiten von Anordnungen nach der DT-AS 1273947. Beispielsweise
durch Brennkraftmaschinen betriebene Fahrzeuge scheiden hier aus. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Anordnung ist in der Art und Weise der Betätigung des genannten Steuerkolbcns zu sehen.
Dieser soll einerseits durch eine Feder und andererseits durch den Druck in der Förderleitung der Pumpen
beaufschlagt sein. Während des Normalbetriebs soll sich dabei ein Gleichgewichtszustand mit der gewünschten
Pumpenaktivierung ergeben. Abgesehen von den hierbei auftretenden, praktisch nur durch
Versuche zu lösenden Dimensionierungsfragen wird hierbei eine zusätzliche Anfahrsteuervorrichtung in
Kauf genommen. Besonders nachteilig wirkt sich jedoch aus, daß hierbei eine willkürliche Aktivierung
bzw. Passivierung von verschiedenen Pumpenkombinationen gar nicht möglich ist, was jedoch gerade beim
Einsatz in brennkraftmaschinen-getriebenen Fahrzeugen etc. sehr erwünscht wäre.
Aus der DT-OS 2412724 ist eine Anordnung bekannt, bei der die Saugstutzen der Verdrängereinheiten
eines Blocks im Gegensatz zu der aus der vorstehend diskutierten DT-AS 1273947 entnehmbaren
Anordnung mittels eines hydraulischen Steuerschiebers direkt gesteuert werden. Dieser besteht aus einer
mit radialen Anschlußbohrungen versehenen Büchse und einem hierin verschiebbar gelagerten Steuerkolben.
Auch bei dieser Anordnung ist mit vertretbarem Aufwand Iedigl!ch eine einfache Addition der vorhandenen
Einheiten möglich. Eine volle. Ausnutzung aller Kombinationsmöglichkeiten würde aber auch hier zu
einem nicht mehr vertretbaren Aufwand führen.
Andererseits ist es aus der US-PS 3 582245 bekannt, bei einer Block-Anordnung mit mehreren parallel
arbeitenden Pumpen die einzelnen Pumpen durch Kurzschließen des Druckstutzens und des Saugstutzens
abzuschalten, wobei in der Kurzschlußleitung und im Anschlußbereich des Druck- und Saugstutzens
an die Ringleitung jeweils ein geeignetes Absperrventil vorgesehen sein soll. Der Aufbau und die Ausbildung
der hierfür benötigten Stellglieder sowie die Art und Weise der Steuerung dieser Stellglieder bleibt
hierbei jedoch offen. Andererseits gehört aber auch eine elektromagnetische Betätigung von 2/2-Wegeventilen
samt einer zugehörigen Steuerung mittels einer zentralen elektrischen Steuerungsanlage zum
Stand der Technik (Arbeitsbuch der ölhydraulik, Panzer, Beitier, 1969, Seiten 442ff.). Bei hydrostatischen
Getrieben der gattungsgemäßen Art wurden bisher jedoch nur hydraulische Steuerschieber angewendet.
Hiervon ausgehend besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein wirtschaftliches
Getriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei geringem Platzbedarf und bei einfachem Aufbau
der Schaltung eine hohe Gangzahl und damit eine praktisch gleitende Anpassung an alle Betriebsverhältnisse
ermöglicht, gleichzeitig jedoch ein willkürliches Schalten erlaubt.
Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe gattungsgemäßer Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung erlaubt auf einfache und daher billige Weise die volle Ausnutzung der in jeder Einheitenzahl liegenden Kombinationsmöglichkeiten, ohne
dabei an Übersichtlichkeit einzubüßen. Das hierdurch geschaffene große Kombinationsfeld läßt dabei äußerst
feine Abstufungen zu, so daß ohne weiteres eine Übersetzungsänderung erreichbar ist, die an eine stufenlose
Einstellung angenähert ist. Außerdem ist der bei der erfindungsgemäßen Anordnung auftretende
ίο Energiebedarf äußerst gering. Zum einen können
massive Steuerschieber, die gegen die Kraft starker Federn verschoben werden müssen, völlig entfallen.
Zum anderen ist die Verlustleistung im Bereich passivierter Verdrängereinheiten äußerst gering. Ferner ist
hierbei ohne weiteres eine völlige Stillsetzung des Abtriebs möglich, ohne die Antriebsmaschine stillsetzen
zu müssen, was sich insbesondere beim Einsatz in brennkraftmaschinen-getriebenen Fahrzeugen positiv
auswirkt. Ein weiterer Vorteil besteht in der willkürliehe η Steuerungsmöglichkeit innerhalb des gesamten
Kombinationsfeldes.
Der mit der Schleifschiene zusammenwirkende Gleitschuh läßt sich dabei in vorteilhafter Weise ohne
weiteres mit dem »Gashebel« des betreffenden Fahrzeugs koppeln. Dadurch, daß die Schleifschiene in
mehrere Leisten aufgeteilt ist, die je nach den Bedürfnissen des Einzelfalls miteinander kombiniert werden
können, läßt sich auf einfache Weise ein breites Einsatzfeld überstreichen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines hydrostatischen
Getriebes gattungsgemäßer Art,
Fig. 2 den schaltungstechnischen Aufbau eines Getriebes in vereinfachter Darstellung,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung,
Fig. 4 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung an Hand eines Kfz-Antriebs, und
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Pumpenblocks.
In einem hydrostatischen Getriebe wird bekanntlich eine mechanische Leistung dadurch umgesetzt,
daß eine von außen antreibbare Pumpe vorgesehen ist, mit der eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck
setzbar ist, welche einen Hydromotor antreibt, der das hier erzeugte Drehmoment nach außen abgibt. In
Fig. 1 ist bei 1 ein aus mehreren Einheiten bestehender Pumpenblock und bei 2 der dazugehörige Motorblock
angedeutet. Zwischen dem Pumpenblock 1 und dem Motorblock 2 ist im vorliegenden Beispiel eine
massive Platte 3 angeordnet, in der zur Bildung der Ringleitung 4 für das Druckmittel Längs- und Querbohrungen
vorgesehen sind. Der Druckast der Ringleitung 4 soll hierbei durch die durchgehenden Linien
angedeutet sein, der drucklose Ast durch die unterbrochenen Linien. Zweckmäßig könnte die Platte 3
auch mehrschichtig ausgebildet sein, so daß die Kanäle zur Bildung der Ringleitung eingefräst werden könnten.
Die Strömungsrichtung des in der Ringleitung umgewälzten Druckmittels ist durch Pfeile angedeutet.
Der Pumpenblock 1 ist in mehrere parallel wirkende Einheiten aufgeteilt. In dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel enthält der Pumpenblock 1 vier Einheiten 5-8. Ebenso wie der
Pumpenblock könnte auch der Motorblock in mehrere parallel wirkende Einheiten aufgeteilt sein. In dem
in Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführungsbeispiel enthält der Pumpenblock jedoch lediglich eine Einheit,
hier den Hydromotor 9. Die Einheiten 5-8 des Pumpenblockes 1 sind vorteilhaft über eine gemeinsame
Antriebswelle 10, die mit einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Brennkraftmaschine,
kuppelbar ist, antreibbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die Einheiten 5-8 parallel nebeneinander
angeordnet sind, ist die Antriebswelle 10 zweckmäßig als Längswelle ausgebildet, die sich über
die gesamte Breite des Pumpenblocks 1 erstreckt. Die über die Welle 10 eingebrachte und im Getriebe umgesetzte
Leistung ist über die von den Einheiten des Motorblocks 2 angetriebenen Welle 11 nach außen
abgebbar.
Durch Aktivieren bzw. Passivieren einzelner Einheiten bzw. Einheiten-Kombinationen lassen sich unterschiedliche
Getriebegänge erreichen. Die maximale Anzahl der möglichen unterschiedlichen Kombinationen
läßt sich dadurch voll ausschöpfen, daß das Schluckvolumen der Einheiten 5-8 gegenseitig unterschiedlich
ist. Die vier Einheiten 5-8 ergeben auf diese Weise 15 unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten
und damit 15 Getriebegänge. Hieraus ist ersichtlich, daß schon verhältnismäßig wenig Einheiten gemäß
der Erfindung ohne eine große Gangzahl sicherstellen, so daß auch ein weiter Drehzahlbereich
mit einer guten Annäherung an eine stufenlose Regelung überstrichen werden kann. Ein unterschiedliches
Schluckvolumen läßt sich wie in Fig. 1 angedeutet, auf einfache Weise dadurch erreichen, daß die zu einem
Block, hier zum Pumpenblock 1, zusammengefaßten Einheiten, hier die Einheiten 5-8, eine unterschiedliche
Baugröße aufweisen. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß die Antriebsdrehzahl für jede
Einheit dieselbe sein kann, so daß etwa in Fig. 1 die Antriebswelle 10 mit jeder Einheit fest gekuppelt sein
kann. Außerdem ist es hierbei möglich, mit einer geringen Anzahl von Standardeinheiten unterschiedliche
auf die Verhältnisse des Einzelfalls abgestimmte Getriebe zusammenstellen zu können. Um die Verwcndungglcichcr
Einheiten zu gewährleisten, können jedoch zur Erzielung eines unterschiedlichen Schluckbzw.
Fördervolumens auch unterschiedliche Antricbsdrchzahlcn gewählt werden. Es ist auch denkbar
und in bestimmten Fällen, in denen größere Übersct-/ungsspi
iingc erwünscht sind, auch vorteilhaft, die beiden vorstehend geschilderten Maßnahmen gcmcinsum
zur Anwendung zu bringen. Bei Ausführungen wie in Fig. 1 dargestellt, bei denen die Aufteilung
lediglich eines Blocks, hier des l'umpcnblocks 1 in beispielsweise vier parallel wirkende Einheiten und
damit die Erzielung eines 15-Gang-Gctricbcs den Anforderungen an die Unterteilung des zu überstreichenden
Drchzahlbercichs genügt, kann zur Erzielung eines besonderen Rationalisicrungseffektes die finden
ungeteilten Block vorgesehene Buugrößc auch gleichzeitig für eine Einheit des unterteilten Blocks
Verwendung finden. Es ist in dieser Richtung auch denkbar, ilaß /.ui Bildung des ungeteilten Blocks mehrere
gleich große oder ungleich große Geräte des geteilten Blocks Verwendung finden, die hier allerdings
nicht zu- und abxchultbai sind und fest untereinander
gekuppelt sind. Dies setzt jedoch voraus, daß die verwendeten Geräte sowohl als Pumpe wie auch als Motor
einsctzlw sind. Die Verwendung derartiger Geräte
ist auch mit dem weiteren Vorteil verbunden, daß hier dann gegebenenfalls der Motorblock auf Pumpbetrieb
und der Pumpenblock auf Motorbetrieb umstellbar ist. Hierbei ist etwa bei Fahrzeuggetrieben die
Nutzung der Bremsenergie möglich. Dabei v/erden Drehkolbenmaschinen gewählt, die zudem ein nahezu
gleichförmiges Drehmoment liefern. Zur Bewältigung sehr hoher Drehzahlen können hier die zur Gattung
der Drehkolbenmaschinen gehörenden Zahnradpumpen Verwendung finden. Derartige Bauelemente
lassen sich auch einfach in beiden Drehrichtungen betreiben, so daß sich bei einem Getriebe der beschriebenen
Art hiermit im Vorwärts- und Rückwärtslauf gleichviel Gänge erreichen lassen. Gute Ergebnisse
wurden jedoch auch mit Getrieben erzielt, bei denen der Pumpenblock aus Zahnradpumpen aufgebaut war
und der Motorblock sogenannte klappengesteuerte Hydromotoren enthielt. Ein derartiger Aufbau ist
etwa in Fig. 1 angedeutet.
ao Zum Aktivieren bzw. Passivieren der verschiedenen
Einheiten bzw. Einheiten-Kombinationen ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, die in Fig. 1 bei 12
durch ihren Schaltkasten angedeutet ist und in Fig. 2 näher ausgeführt ist. Der grundsätzliche Aufbau der
a5 hier dargestellten Anordnung entspricht dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel. Für gleiche Teile finden daher der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen
Verwendung.
Die wie vorstehend ausgeführt, zweckmäßig durch Zahnradpumpen gebildeten Einheiten 5-8 sind in der
in Fig. 2 gewählten Darstellung der Übersichtlichkeit halber mit großem gegenseitigen seitlichen Abstand
gezeichnet. Jede Einheit des Pumpenblocks ist mit ihrem Saugstutzen an den drucklosen Ast der Ringlei-
tung 4 und mit ihrem Druckstutzen an den Druckast der Ringleitung 4 angeschlossen. Im gezeichneten
Ausführungsbeispiel ist der drucklose Ast mit 4a und der Druckast mit Ab bezeichnet. Vom drucklosen Ast
Aa der Ringleitung führt beispielsweise ein Saugstut-
zen 13 zur Pumpeneinheit 5, die mit einem sich hieran
anschließenden Druckstutzen 14 mit dem Druckast Ab verbunden ist. Der Saugstutzen 13 ist mit dem
Druckstutzen 14 über eine Kurzschlußleitung ILS verbunden. Solange die Einheit 5 aktiviert ist, ist die
Kurzschlußleitung 15 geschlossen. Hierfür findet ein Stellglied, etwa ein Schieber oder Ventil 16 Verwendung.
Zum Abschalten der Einheit 5 wird die Kurzschlußleitung 15 durch Betätigung des Stellgliedes 16
geöffnet. Gleichzeitig wird der Druckstutzen 14 im Bereich hinter der Einmündung der Kurzschlußleitung
15 mittels eines weiteren Stellgliedes 17 geschlossen, Die Aktivierung bzw. Passivierung der weiteren
Einheiten 6,7 und 8 geschieht in gleicher Weise. Eine besondere Beschreibung ist daher nicht crfor-
5j derlich. Die Saugstutzen, Druckstutzen, Kurzischlußlcitungcn
und die beiden Stellglieder der Pumpcncinheiten 6, 7 und 8 sind daher der Einfachheit halber
mit 13«, b, c bis 17«, b, c bezeichnet. Die Stellglieder
16 und 17 sind elektrisch betätigbar. Die elektrische
Betätigung ergibt sehr kurze Ansprechzeiten und erlaubt
eine platzsparende Übertragung der Steuerimpulse mittels elektrischer Leitungen sowie die Verwendung
elektronischer Steuerelemente. Die Elektromagneten zur elektrischen Betätigung der Stcll-
6j glieder 16 und 17sindinFig. 2 durch ihre Wicklungen
18 bzw. 19 angedeutet. In einer Ausführungsform kann der - das den Anschluß an den Druckast Ab
tier Ringleitung steuernde Stellglied 17 betätigende
- Magnet 19 unter Strom geöffnet und der - das die Kurzschlußleitung IS steuernde Stellglied 16 betätigende
— Magnet 18 unter Strom geschlossen sein. Hierdurch wird erreicht, daß im Leerlauf, d. h. dann,
wenn die Einheit 5 nicht aktiviert ist, beide Magnete stromlos sind. Die Magnete 18 bis 18c der Stellglieder
16 bis 16c sowie die Magnete 19 bis 19c der Stellglieder 17 bis 17c sind über hier nicht dargestellte elektrische
Leitungen mit dem in F i g. 1 dargestellten Schaltkasten 12 verbunden. Ein Ausführungsbeispiel einer
derartigen elektrischen Steuerung ist in der weiter unten näher zu beschreibenden Fig. 3 dargestellt.
Aus Fig. 2 ist ferner erkennbar, daß der Hydromotor 9 zwei Druckeingänge 20 und 21 aufweist. Der
Eingang 20, der zum Vorwärtsbetrieb dienen soll, ist hier mittels eines Stellgliedes 22 steuerbar. Der Eingang
21, der für den Rückwärtsbetrieb vorgesehen ist, ist mittels eines Stellgliedes 23 steuerbar. Zur Betätigung
der Stellglieder 22 und 23 finden wieder durch ihre Wicklungen angedeutete Magnete 24 und 25
Verwendung, die über elektrische Leitungen ebenfalls mit dem Schaltkasten 12 verbunden sein können.
Durch entsprechende Betätigung der Stellglieder 22 bzw. 23 läßt sich demnach hier auf einfache Weise
eine Umschaltung von einer Drehrichtung auf die andere erreichen.
Am Druckstutzen 14 bzw. 14a-14c kann zur Erzielung einer stufenlosen Regelung des Schluck- und
Fördervolumens ferner ein einstellbares Drosselventil 25 bzw. 25a-25c vorgesehen sein. Die hierdurch eintretenden
Verluste sind in der Regel vernachlässigbar. Hierdurch ergibt sich ein stufenlos regelbares Getriebe.
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Füllung des gesamten Getriebes mit Druckmittel, für das
zweckmäßig Drucköl Verwendung findet, kann vorteilhaft eine mit der Ringlcitung 4 in Verbindung stehende
Überwachungseinrichtung 26 vorgesehen sein, die beim Erreichen einer minimalen Füllung ein Sichtbzw.
Tonsignal gibt und Mittel 27 zum Nachfüllen von Druckmittel aufweist.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltvorrichtung zum elektromagnetischen Betätigen der den Einheiten 5-8
zugeordneten Stellglieder 16-16c bzw. 17-17c enthält
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Schlcifschiene 30, auf der eine der Anzahl der
gewünschten Einheiten-Kombinationen entsprechende Anzahl von Schaltstcllcn fest vorgegeben sind.
Im vorliegenden Ausführungsbcispicl mit fünfzehn möglichen Einheiten-Kombinationen weist die
Schlcifschiene 30 fünfzehn Schnittstellen auf, die etwa
im gleichen Abstand nebeneinander und in der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Gänge angeordnet
sind. Die. Schlcifschiene 30 besteht im gezeichneten
Ausführungsbcispicl aus vier den Einheiten 5-8 zugeordneten Leisten 31-34, auf denen einzelne
Kontaktpunktc 35, die etwa durch kleine Stifte gebildet werden können, zum Aktivieren der zugehörigen
Einheit vorgesehen sind. Die jeweils die zu einem Gang gehörenden Einheiten aktivierenden Kontaktpunktc
35 sind auf Rasterlinicn der Schleifschiene 30 angeordnet und bilden so die Schaltstellen. Auf der
Gleitschiene 30 ist gemülA der Erfindung ein Gleitschuh
36 axial verschiebbar, der etwa mit dem positiven Pol einer Stromquelle 37 verbunden ist, deren
negativer Pol an den Magneten 18-18< bzw. 19-19<
liegt, welche wiederum mit den zugehörigen Leisten 31-34 der Schleifsehiene 30 und damit den zugehörigen
Kontaktpunkten 35 verbunden sind. Die Magnete 18-18c bzw. 19-19c betätigen daher die mit ihnen
verbundenen Stellglieder, sobald durch den Gleitschuh 36 am betreffenden Kontaktpunkt 35 der
Stromkreis geschlossen wird. Auf der Schleifsehiene 30 sind für den Gleitschuh 36 in jeder Schaltstellung
Rasterstellen vorgesehen, in die der Gleitschuh 36 einrasten kann. Um eine zeitliche Überschneidung der
durch den Gleitschuh 36 durchführbaren Ein- und
ίο Ausschaltvorgänge und damit eine Lastschaltbarkeit
des Getriebes zu erreichen, kann der Abstand der Kontaktpunkte 35 benachbarter Schaltstellen zweckmäßig
kleiner gewählt werden, als die mittels des Gleitschuhs 36 erfaßbare Kontaktbreite. Da bei einer
derartigen Ausführung die zum vorhergehenden Gang gehörende Einheiten-Kombination erst zu arbeiten
aufhört, wenn bereits die zum nächsten Gang gehörende Einheiten-Kombination schon zu arbeiten begonnen
hat, kann es unter Umständen kurzzeitig zu
ao Volumenstößen kommen. Dadurch, daß die Druckmittelleitungen,
etwa die Ringleitung 4 wenigstens teilweise aus einem dehnfähigen Material, etwa einem
Hochdruckschlauch, bestehen, können diese Stöße jedoch einfach und sicher abgefangen werden. Es
as könnte zu diesem Zweck jedoch auch ein Hochdruckspeicher
vorgesehen sein. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel, in welchem die Kontaktpunkte 35 jeder
Einheiten-Kombination vom Gleitschuh 36 gleichzeitig erreicht werden, wird vorteilhaft eine gemeinsame
Betätigung aller zu aktivierenden bzw. zu passivierenden Einheiten erreicht. Es sind jedoch auch
Anwendungsfälle denkbar, bei denen eine kurze Verzögerung vorteilhaft sein kann.
Der Gleitschuh 36 ist in einfachen Ausführungen von Hand etwa mittels eines Hebels betätigbar. Im
gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Gleitschuh 36 mittels eines von einem Regler 38 betätigbaren
Stellgeräts 39, hier beispielsweise einer mittels eines Stellmotors 40 betätigbarer Gewindespindel verstellbar.
In den Regler 38 kann etwa die Last und die Antriebsdrehzahl eingegeben werden, wie durch da;
schematisch dargestellte Stellglied 41 angedeutet ist.
Ein Getriebe der vorstehend beschriebenen ArI
läßt sich in Fahrzeugen einsetzen, bei denen die beim
Bremsen freiwerdende Energie genutzt werden soll Hierfür kommen insbesondere Omnibusse in Frage
die im Stadtverkehr häufige Stopstellen haben. Ir Fig. 4 ist in schcmatischer Darstellung der Antriel
eines derartigen Busses dargestellt. Mit 45 ist hicrbe
der Antriebsmotor, etwa ein Dieselmotor, bezeichnet dessen Welle 46 über eine Kupplung 47 mit der Hin
gangswelle 48 des Putnpcnblocks 49 eines hydrostat!
sehen Getriebes kuppelbar ist. Bei einem Fahrzeug bei dem wenigstens zwei Räder angetrieben werdei
müssen, sind einem Pumpenblock zwei Motorblock! zugeordnet. Dementsprechend steht der Pumpen
block 49 im dargestellten Ausführungsbcispicl übe eine verzweigte Ringleitung 50 mit den die Motor
blöcke bildenden, direkt an den Fahizeugriidcin 5
und 52 sitzenden Hydromotoren 53 und 54 in Vei bin dung. Zum Ausgleich von Druckschwankungen ist ai
den Druckast der Ringleitung 50 ein Hoclulruckspei
eher 55 und an den drucklosen Ast ein Niederdruck Speicher 56 angeschlossen. Die durch das hydros tu
tische Getriebe gewährleistete hohe Gangzahl crmög licht es, den Dieselmotor 45 auf einer gewählte
Bestdrch/ahl /.u halten und die Geschwindigkeitc
gulieiuug allein durch das Getriebe vor/.unehmei
Das Fahrzeug steht, solange keine Pumpe aktiviert ist und die Hydromotoren daher nicht beaufschlagt
werden. Etwa mit einem Fußhebel können die in Fig. 3 dargestellten Gänge aktiviert werden. Um die
maximale Geschwindigkeit zu erreichen, werden alle Pumpen aktiviert, d. h., das Fördervolumen ist in diesem
Fall am größten, so daß auch die Drehzahl der Hydromotoren 53 und 54 ihr Maximum erreicht. Soll
das Fahrzeug abgebremst werden, so wird die Kupplung 47 zwischen der Antriebsmaschine 45 und dem
Pumpenblock 49 gelöst. Die fest mit den Rädern 51 und 52 gekuppelten Hydromotoren 53 und 54 arbeiten
in diesem Fall als Pumpen und die Pumpen des Pumpenblocks 49 als Hydromotoren. Um die hierbei
freiwerdende Bremsenergie nutzbar zu machen, ist der Pumpenblock 49 über eine Kupplung 57 mit einem
Energiespeicher 58, vorzugsweise einem Kreisel, kuppelbar. Die Kupplung 57 wird daher geschlossen,
sobald die Kupplung 47 zwischen der Antriebsmaschine 45 und dem Pumpenblock 49 gelöst ist. Die
Antriebsmaschine kann in diesem Zustand auf Leerlaufdrehzahl gehalten oder ganz abgeschaltet werden.
Auf diese Weise wird die Bremsenergie zur Beschleunigung des Kreisels 58 benutzt. Mit steigender Drehzahl
des Kreisels 58 und damit fallender Fahrzeuggeschwindigkeit muß das Schluckvolumen des als Motor
arbeitenden Pumpenblocks 49 verringert weiden, um dessen Drehzahl zu erhöhen. Dies geschieht durch
Abschalten einzelner Einheiten. Von einer gewissen Fahrzeugrestgeschwindigkeit bis zum Stoppen kann
das normale Bremssystem benutzt werden. Hierzu wird der Pumpenblock 49 vollkommen abgeschaltet,
d. h. die Saug- und Druckseiten der einzelnen Einheiten werden alle kurzgeschlossen, und die Kupplung
57 zwischen dem Pumpenblock 49 und dem Kreisel
58 wird gelöst. Zum Anfahren kann die im Kreisel 58 gespeicherte Energie dadurch genutzt werden, daß
die Kupplung 57 wieder geschlossen wird, wodurch der Pumpenblock 49 durch den Kreisel 58 angetrieben
wird. Nach Erreichen einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Antriebsmaschine 45 wieder
zugeschaltet und der Kreisel 58 vom Pumpenblock 49 getrennt werden. Es wäre jedoch auch denkbar,
zum Bremsenein in einer Kurzschlußleitung angeordnetes
Drosselventil zu verwenden. Die Bremsenergie würde hier allerdings nicht genutzt.
Bei Fahrzeugantrieben der oben beschriebenen Art, bei denen mehrere angetriebene Räder vorgesehen
sind, kann der in mehrere parallel wirkende Einheiten aufgeteilte Block in den Pumpenblock verlegt
werden. Auf diese Weise kann der an jedem Antriebsrad notwendige Hydromotor so einfach wie möglich
ίο ausgeführt werden. Es sind jedoch auch Fälle denkbar,
bei denen es vorteilhaft sein kann, die Aufteilung in parallel wirkende Einheiten in den Motorblock bzw.
die Motorblöcke zu verlegen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Elektromotor als Antriebsmaschine
vorgesehen ist, der zur Ausnutzung der Bremsenergie mit möglichst konstanter Drehzahl
als Generator betrieben werden soll.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren jeweils nebeneinander angeordnete
ao Einheiten zur Bildung eines Pumpenblocks vorgesehen, die über eine Längswelle antreibbar sind. Es ist
jedoch auch denkbar, daß wie in Fig. 5 dargestellt, die den Pumpenblock bildenden Einheiten sternförmig
um die gemeinsame Antriebswelle angeordnet
sind. In einem derartigen Fall können alle Einheiten etwa in derselben Ebene angeordnet sein, so daß sich
eine in Achsrichtung besonders platzsparende Ausführungergibt, die als zweiteiliges Gußteil ausgeführt
werden kann. In Fig. 5 bezeichnet 60 eine gemeinsame Antriebswelle für die Einheiten 61-64 eines
Pumpenblocks 65. Auf die Antriebswelle 60 ist ein Stirnrad 66 aufgesetzt, das mit den Antriebsritzeln
67-70 der Einheiten 61-64 kämmt. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel weisen die Antriebsritzel 67-70
unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Drehzahlen der Einheiten
61-64 und damit trotz gleicher Baugröße ein unterschiedliches Fördervolumen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel,
bei dem die Antriebsritzel der Einheiten des Pumpenblocks sternförmig um ein auf
die gemeinsame Antriebswelle aufgesetztes Stirnrad angeordnet sind, ergibt demnach eine besonders kompakte
Ausführung.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Hydrostatisches Getriebe mit einer geschlossenen Druckmittel-Ringleitung zwischen einem
Pumpen- und einem Hydromotorblock, von denen wenigstens einer mehrere hydraulisch an die
Ringleitung anschließbare, mechanisch gekoppelte Verdrängereinheiten mit konstanten, jedoch
gegeneinander abgestuften Hubvolumina aufweist, wobei alle Verdrängereinheiten eines
Blocks in verschiedensten Kombinationen von einer Schaltvorrichtung zu- und abschaltbar sind,
und wobei Kurzschlußleitungen zwischen der Eintritts- und der Austrittsseite jeder Verdrängereinheit
und zu der gemeinsamen Ringleitung führende Anschlußleitungen durch einzelne Ventile,
von denen jedes nur eine einzige Leitung steuert, geöffnet bzw. geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß
a) die Ventile als einzelne, elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile (16,18; 17,19)
ausgebildet sind;
b) die beiden je einer Verdrängereinheit zugeordneten Ventile (16, 18; 17, 19) durch ein
gemeinsames, elektrisches Signal gleichzeitig gegensinnig betätigbar sind;
c) daß die Schaltvorrichtung eine Schleif schiene (30) mit einer der Anzahl der möglichen Einheiten-Kombinationen
entsprechenden Anzahl von Schaltstellen aufweist, die jeweils Kontaktpunkte (35) für die gemeinsam einzuschaltenden
Verdrängereinheiten (5 bis 8) enthalten, die mittels eines entlang der Schleifschiene (30) verschiebbaren Gleitschuhs
(36) gemeinsam überbrückbar sind, und
d) die jeweils verschiedenen Verdrängereinheiten (5 bis 8) zugeordneten Kontaktpunkte
(35) auf unterschiedlichen, die Schleifschiene (30) bildenden, parallelen Leisten (31 bis 34)
angeordnet sind.
2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Anschluß
an die Ringleitung (4) steuernde Ventil (17, 19) unter Strom geöffnet und das die Kurzschlußleitung
(15) steuernde Ventil (16, 18) unter Strom geschlossen ist.
3. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (36) in die einzelnen Schaltstellungen einrastbar ist.
4. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die benachbarten Gängen zugeordneten Schaltstellen auf der Gleitschiene
(30) nebeneinander angeordnet sind und die mittels des Gleitschuhs (36) durchführbaren Ein- und
Ausschaltvorgänge sich zeitlich überschneiden.
5. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der
Kontaktpunkte (35) benachbarter Schaltstellen kleiner als die mittels des Gleitschuhs (36) erfaßbare
Kontakibreite ist.
6. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Leitungen (4; 50) wenigstens teilweise aus einem
dehnfähigen Material bestehen.
7. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine der den Pumpenblock (1) bildenden Einheiten (5 bis 8)
druckseitig mit einem einstellbaren Drosselventil (25) versehen ist.
8. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckseite der Ringleitung (50) mit einem Hochdruckspeicher
(55) und die Niederdruckseite mit einem Niederdruckspeicher (56) verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752545778 DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752545778 DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2545778A1 DE2545778A1 (de) | 1977-04-14 |
DE2545778B2 true DE2545778B2 (de) | 1977-10-06 |
DE2545778C3 DE2545778C3 (de) | 1978-06-01 |
Family
ID=5959018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752545778 Expired DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2545778C3 (de) |
Families Citing this family (3)
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FR2495723A1 (fr) * | 1980-12-09 | 1982-06-11 | Bretagne Atel Chantiers | Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule |
US5842848A (en) * | 1997-01-03 | 1998-12-01 | Knowles; Frederick W. | Compact high-volume gear pump |
-
1975
- 1975-10-13 DE DE19752545778 patent/DE2545778C3/de not_active Expired
Also Published As
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