DE2607002C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Übersteuerungseinrichtung für ein Steuersystem zur Regulierung der Verdrängung einer Pumpeneinheit in einem hydrostatischen Getriebe nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Hydrostatische Getriebe für Fahrzeuge der Raupenbauart ver­ wenden üblicherweise zwei parallele Pumpeneinheiten, deren jede mit veränderbarer Verdrängung ausgestattet ist, um durch entsprechende Veränderung der Verdrängung von einer oder bei­ den Pumpen die Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Fahrzeugrichtung durch einen Benutzer zu gestatten. Die Erfindung ist im folgenden insbesondere im Zusammenhang mit einem hydrostatischen Getriebe dieser Bauart beschrieben. Aus der folgenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfin­ dung auch bei den gebräuchlicheren hydrostatischen Getrie­ ben verwendet werden kann, die eine einzige Pumpeneinheit oder Mehrfach-Pumpeneinheiten aufweisen, deren Verdrängung gleichzeitig verändert wird.

Bei den meisten hydrostatischen Getrieben ist es erwünscht, die auf die Hauptantriebsmaschine durch das Getriebe ausge­ übte Belastung dann zu vermindern, wenn die Betriebsdreh­ zahl der Hauptantriebsmaschine unter einen ausgewählten Be­ reich wegen einer äußeren Belastung abfällt, wie dies bei­ spielsweise dann der Fall ist, wenn ein Fahrzeug mit einer Antriebsmaschine und einem Getriebe bergauf arbeitet, oder in anderer Weise auf eine erhöhte Belastung trifft.

Die Verwendung von Unterdrehzahl-Betätigungs- Ventilen ist in Verbindung mit hydrostatischen Getrieben zur Überwindung dieses Problems bekannt; vgl. dazu US-Patente 34 77 225 und 37 27 628. Derartige Unterdrehzahl-Einheiten sind zur Erreichung ihrer Zie­ le hinreichend zweckmäßig, sind aber relativ kompliziert, was die Anschaffungs- und Betriebs-Kosten für die hydrostatischen Einheiten erhöht. Insbesondere sind derartige bekannte Unterdrehzahlventile üblicherweise mit Servoventilen verbunden, um die veränder­ bare Verdrängung der hydrostatischen Pumpeneinheiten durch hydraulische Betätigungsvorrichtungen zu verändern. Diese spezielle Kombination hat sich als verhältnismäßig kost­ spielig und kompliziert herausgestellt.

Aus der DE-AS 12 56 024 ist ein Steuergerät für ein aus einer Kraftmaschine und einem hydrostatischen Getriebe gebildetes Antriebsaggregat bekannt, wobei unter Verwendung von Pumpen ein Steuersignal erzeugt wird, welches aber nicht einstellbar ist. Aus der US-RE 27 488 ist schließlich ein Steuersystem für ein hydrostatisches Getriebe bekannt, wie es im wesentlichen im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Übersteuerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszugestalten, daß diese nicht nur auf die Betriebsdrehzahl der Antriebskraftmaschine anspricht, sondern zusätzlich auch noch von Hand beeinflußbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigen

Fig. 1 und 2 schematische, teilweise geschnittene Darstel­ lungen eines Steuersystems für ein Paar von Pumpeneinheiten mit veränderbarer Verdrängung in einem hydrostatischen Getriebe;

Fig. 3 einen Längsschnitt der Drehzahlsteuer- und Ab­ laßventil-Einheit, die im hydrostatischen Steuer­ system der Fig. 1 und 2 verwendet wird;

Fig. 4 einen vergrößerten Längs­ schnitt einer Venturieinheit, die in dem hydrostatischen Getriebesteuersystem der Fig. 1 und 2 verwendet wird;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch eines von einem Paar von Nachfüll- und Freigabeventilen, die in dem hydrostatischen Getriebesteuersystem gemäß den Fig. 1 und 2 verwendet werden;

Fig. 6 eine ins einzelne gehende Ansicht einer erfindungs­ gemäßen Unterdrehzahl-Betätigungseinheit, die in dem hydrostatischen Steuersytem der Fig. 1 und 2 verwendet wird;

Fig. 7 eine Teilansicht eines Teils der Unterdrehzahl- Betätigungseinheit, wobei eine andere erfindungs­ gemäße Ausbildungsart dargestellt ist;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 eine weitere vergrößerte Schnittansicht der Dreh­ zahlübersteuerungs- und Ablaßventil-Einheit, die in dem hydrostatischen Steuersystem der Fig. 1 und 2 an Stelle der Drehzahlsteuer- und Ablaß- ventil-Einheit der Fig. 3 verwendet werden kann.

Wie bereits oben erwähnt, bezieht sich die Erfindung insbe­ sondere auf ein Steuersystem für ein Getriebe mit veränder­ barer Kapazität, wobei eine Unterdrehzahl-Betätigungsvor­ richtung auf die Betriebsdrehzahl einer mit dem Getriebe­ eingang gekuppelten Antriebsmaschine anspricht. Die Er­ findung richtet sich insbesondere auf einen hydrostatischen Getriebe- und Steuerkreis, wie er in den zusammengesetzten Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Der Steuerkreis gemäß den Fig. 1 und 2

In den Fig. 1 und 2 ist ein hydrostatischer Steuerkreis (Steuersystem) im Ganzen mit 10 bezeichnet und dient zur Verbindung mit einem hydrostatischen Getriebe 12, welches zwei Pumpeneinheiten 14 und 16 mit veränderbarer Verdrängung der übermittigen Bau­ art und zwei Motoreinheiten 18 und 20 mit fester Verdrängung aufweist. Die erste Pumpeneinheit 14 steht mit der Motorein­ heit 18 über einen geschlossenen Kreis aus den Leitungen 22 und 24 in Verbindung. Die zweite Pumpenein­ heit 16 ist in ähnlicher Weise mit der Motoreinheit 20 durch zwei Leitungen 26 und 28 verbunden.

Eine Nachfüll- und Freigabe-Ventilanordnung 30 ist mit den beiden Paaren der hydrostatischen Leitungen 22, 24 und 26, 28 verbunden. Die Nachfüll- und Freigabeventilanordnung 30 arbeitet in einer üblichen Weise, um von den Pumpen- und Motor- Kombinationen infolge Lecks verlorenes hydraulisches Strömungs­ mittel zu ersetzen, und um einen sich in den Pumpeneinheiten, den Motoreinheiten und den die Verbindung herstellenden hydro­ statischen Schleifen oberhalb eines vorgewählten Niveaus ent­ stehenden Drucks freizugeben.

Jede der Pumpeneinheiten 14 und 16 besitzt eine Eingangswel­ le 14 a oder 16 a zur Kupplung mit einer üblichen (nicht ge­ zeigten) Antriebsmaschine bzw. einem Motor.

Eine Strömungsmittelversorgung für sowohl den hydrostatischen Steuerkreis 10 als auch für die Nachfüll- und Freigabe-Ventil­ anordnung 30 wird durch eine Pumpe 32 mit positiver Verdrän­ gung geliefert, die üblicherweise durch die Antriebsmaschine für das Getriebe 12 angetrieben wird. Die Pumpe 32 saugt hydraulisches Strömungsmittel von einem Reservoir 14 an und liefert unter Druck stehendes Strömungsmittel über ein Filter 36 an eine Einlaßleitung 38 für eine Venturi­ einheit 40. Die Venturi-Einheit 40 liefert über eine Zweigleitung 42 Nachfüllströmungsmittel an die Nachfüll- und Freigabe-Ventilanordnung 30.

Mit der Zweigleitung 42 steht auch ein Drehzahlsteuer- und Ablaßventil 44 in Verbindung, wobei dieses Ventil 44 ferner über ein Paar von Zweigleitungen 46 und 48 an die Venturi- Einheit 40 angeschlossen ist.

Eine Unterdrehzahl-Betätigungseinheit 50 steht sowohl mit der Venturi-Einheit 40 als auch mit der Drehzahl­ steuerungs- und Ablaß-Ventilanordnung 44 in Verbindung, und zwar über die Zweigleitungen 46 und 48. Aufbau und Betrieb der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 und auch der Ven­ turi-Leitung 40 und des Drehzahlsteuerventils 44 sind weiter unten im einzelnen beschrieben.

Die Pumpeneinheit 14 umfaßt einen doppelt wirkenden Strö­ mungsmittelbetätiger 52, der eine ausfahrbare Stange 54 be­ sitzt, die mit einer Schwenkplatte 56 gekuppelt ist, um die Strömungsmittelausgangsgröße von der Pumpe durch die Leitun­ gen 22, 24 zu steuern.

Die Pumpeneinheit 14 umfaßt ferner ein Drehservoventil 58, welches mit dem Kopfende bzw. dem Stangenende des Betätigers 52 mittels Leitungen 60 bzw. 62 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist ein Servoventil 64 für die Pumpe 16 mit dem Stangenende bzw. Kopfende eines weiteren Betätigers 66 durch Leitungen 68 bzw. 70 verbunden. Die beiden Dreh­ ventile 58 und 64 sind von üblicher Bauart mit einem (nicht gezeigen) Ventilkolben, der drehbar in den Ventilen ange­ ordnet ist, um den Strömungsmittelfluß zu den Betätigern 52 und 66 zu steuern. Die Kolben können entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn verdreht werden, um die entsprechen­ den Betätiger 52 und 66 auszufahren oder zurückzuziehen. Dies hat entweder die Verdrehung der Schrägplatten im oder gegen den Uhrzeigersinn zur Folge, um so die Drehrichtung der ent­ sprechenden Motoren 18 und 20 einzustellen. Betätigungs­ strömungsmittel für die Servoventile 58 und 64 wird durch eine Zweigleitung 72 geliefert, die auch mit der Venturi-Ein­ heit 40 in Verbindung steht.

Jede der Pumpen 14 und 16 weist eine Steuergelenkanordnung 74 oder 76 auf, um den Ventilkolben der entsprechenden Servo­ ventile 58 und 64 durch gesonderte bei 78 bzw. 80 bezeigte Null-Verstärkungs-Einstellvorrichtungen anzuordnen. Konstruk­ tion und Aufbau eines Steuergelenks der bei 74 oder 76 gezeig­ ten Bauart sind im einzelnen in der DE-OS 25 51 949 der Anmelderin beschrieben. Eine Null- und Ver­ stärkungs-Einstellvorrichtung der bei 78 und 80 dargestellten Bauart ist im einzelnen in der DE-OS 25 54 187 der Anmelderin beschrieben.

Im folgenden werden diese Elemente zudem zusammenfassend be­ handelt, um so die vorliegende Erfindung einfacher erklären zu können. Im allgemeinen weist jede der Pumpen 14 und 16 einen Steuerhebel 82 auf, der im Uhrzeigersinn (vgl. Fig. 1) um einen Schwenkpunkt 84 verdreht werden kann, was die Ver­ drehung eines Gelenks 86 in der entsprechenden Null- und Ver­ stärkungseinstellvorrichtung 78 und 80 im Uhrzeigersinn be­ wirkt, und zwar zusammen mit dem Ventilkolben für jedes der Drehservoventile 58 und 64. Die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehung der Hebel 82 hat in ähnlicher Weise die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Verdrehung der Ventilkolben zur Folge. Der Hebel 82 für die Pumpe 14 wird von Hand durch ein Gelenk 88 versteuert, welches schwenkbar mit einem Ende mit dem Hebel 82 verbunden ist, während das andere Ende des Gelenks 88 schwenkbar an einer von Hand be­ tätigbaren Hebelanordnung 90 liegt, die mit der Unterdrehzahl- Betätigungsvorrichtung 50 zusammenarbeitet. Ein zusätzliches Gelenk 92 verbindet die Hebel 82 für die Pumpen 14 und 16, so daß die Ventilkolben für die beiden Drehservoventile 58 und 64 gemeinsam betätigt werden. Die eben beschriebene Steuer­ gelenkanordnung wird elastisch in eine in Fig. 1 gezeigte neutrale Stellung gedrückt, und zwar beispielsweise mit einer nicht dargestellten üblichen Zentrierfedervorrichtung.

Die Arbeitsweise der Nachfüll- und Freigabe-Ventilanordnung 30 ist kein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung und ihre Konstruktion und Arbeitsweise sind im einzelnen im US-Patent 35 28 243 beschrieben, wobei insbesondere auf Fig. 8 dieses Patents hingewiesen sei. Die Nachfüll- und Freigabe-Anordnung 30 umfaßt ein Paar von bei 94 bzw. 96 dargestellten Ventilen. Das Ventil 96 ist in Aufbau und Wir­ kungsweise ähnlich dem Ventil 94, welches im einzelnen in Fig. 5 gezeigt ist.

Das Nachfüll- und Freigabeventil 94 umfaßt einen Ventilkol­ ben 98, der infolge eines relativ höheren Strömungsmittel­ drucks an Leitung 22 oder 24 verschoben wird. Wenn beispiels­ weise ein höherer Strömungsmitteldruck innerhalb der Leitung 24 vorhanden ist, so trifft dieser Strömungsmitteldruck in eine Kammer 100 durch Einlaßkanal 102 ein, um den Ventilkol­ ben in die in Fig. 5 gezeigte Stellung zu verschieben. Wenn sich der Kolben 98 in dieser Stellung befindet, so wird Nach­ füllströmungsmittel von der Versorgungsleitung 42 mit der Leitung 22 über den Kolben 98 und durch einen Auslaßkanal 104 verbunden. Auf diese Weise wird ein positiver Druck in der Niederdruckleitung 22 zur Verhinderung der Pumpenkavi­ tation erzeugt, während dem geschlossenen hydrostatischen Kreis zwischen Pumpe und Motor auch gekühltes Strömungs­ mittel zugeführt wird.

Überschußströmungsmittel wird von der Leitung 22 durch einen Kanal 106 abgeführt. Wenn sich der Kolben 98 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet, so steht der Kanal 106 mit einem weiteren Kanal 108 in Verbindung, der über eine Leitung 110 mit einem Freigabe- und Umgehungsventil 112, einem Wärme­ austauscher oder Kühler 114 und dem gemeinsamen Sumpf 34 in Verbindung steht (vgl. Fig. 2).

Gleichzeitig leitet ein weiterer Kanal 118 im Ventil Strö­ mungsmittel von Leitung 24 über den Kolben 98 und durch einen Kanal 120, der zu einem Freigabeventil 122 führt. Das Freigabeventil (Überdruckventil) 122 öffnet sich dann, wenn der Strömungsmitteldruck von Leitung 24 ein vorgewähltes Niveau überschreitet. Das Freigabeventil leitet Überschuß­ strömungsmittel von Leitung 24 zurück zum Kolben 98 und durch den Kanal 104 in die Niederdruckleitung 22.

Das Ventil 94 arbeitet im wesentlichen in der gleichen Wei­ se, wenn höherer Strömungsmitteldruck innerhalb der Leitung 22 entsteht. Der höhere Strömungsmitteldruck in der Leitung 22 tritt in eine Kammer 124 am linken Ende des Ventilkolbens 98 ein, wodurch dieser vollständig nach rechts verschoben wird. Wenn sich der Kolben 98 in dieser Stellung befindet, so wird Strömungsmittel von der Niederdruckleitung 24 zu dem Freigabe- und Umgehungsventil 112 und Wärmeaustauscher 114 durch einen Kanal 126 und die gleiche Zweigleitung 110 zirkuliert. Ferner wird höherer Strömungsmitteldruck von Lei­ tung 22 in Verbindung mit Kanal 120 gebracht, so daß Über­ schußdruck zur anderen Leitung über Freigabeventil 122 zu­ rückgebracht werden kann.

Die Arbeitsweise der Ventilanordnung 127 hängt vom unter Druck stehenden Strömungsmit­ tel ab, welches über eine Leitung 128 vom Drehzahl-(Ge­ schwindigkeits)-Steuerventil 44 kommt. Der Strömungsmittel­ druck von Leitung 128 hat die Tendenz, einen Kolben 130 nach rechts zu der in Fig. 5 dargestellten Kolbenstellung hin zu bewegen, so daß eine Kugel 132 einen Kanal 134 blockiert, der durch einen Rohreinsatz 136 gebildet ist. Somit tritt der vom Kanal 120 kommende Strömungsmitteldruck in eine Zumeßöffnung 138 ein und baut sich hinter einem Tellerelement-Ventil 140 auf, um mit einer Feder 142 zusam­ menzuarbeiten, um das Tellerelement-Ventil 140 in seiner geschlossenen Stellung entgegen dem Strömungsmitteldruck von Versorgungsleitung 42 zu halten.

Wenn der Strömungsmitteldruck von der Leitung 128 durch das Drehzahlsteuerventil 44 abgelassen wird, so verschiebt sich der Kolben 130 nach links und gestattet, daß sich die Kugel 132 aus ihrem Sitz bewegt, wodurch die Verbindung zu einem Ablaßkanal 144 hergestellt wird. Wenn somit der Strömungs­ mitteldruck hinter dem Tellerelement 140 freigegeben wird, so wird das Element 140 durch den Strömungsmitteldruck von der Versorgungsleitung 42 nach links verschoben, um die Druckfreigabe von Kanal 120 zu gestatten, auf welche Weise in wirkungsvoller Weise der Betrieb der Hydraulikmotore 18 und 20 verhindert wird.

Der Venturi-Leitung 40 ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt und umfaßt einen Einlaßkanal 146 zur Aufnahme von Strömungs­ mittel, welches von der Pumpe 32 über den Kanal 38 zugeführt wird. Strömungsmittel wird durch den Kanal 146 durch einen Venturi-Hals 148 in einer Venturi-Anordnung 150 und sodann in einen Kanal 152 geleitet, und zwar über eine Vielzahl von radial ausgebildeten Kanalöffnungen 154. Der Kanal 152 steht in Abzweigverbindung mit der Leitung 72 (vgl. auch Fig. 1) und einem Freigabeventil 155, welches einen vorbestimmten Druck innerhalb des Kanals 152 und der Leitung 72 aufrechter­ hält, wobei Überschußströmungsmittel durch das Freigabe­ ventil zur Leitung 42 zurückgeführt wird. Der Strömungsmit­ teldruck innerhalb der Leitung 42 wird auf einem Niveau ge­ halten, welches etwas niedriger ist als das Druckniveau innerhalb der Leitung 72, und zwar geschieht dies mittels des Freigabe- und Umgehungs-Ventils 112 (vgl. Fig. 2).

Ein Hochdruckkanal 156 verbindet den Venturi-Einlaßkanal 146 mit der Leitung 48, die ebenfalls sowohl mit dem einen Ende der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 als auch mit dem Drehzahlsteuer- und Ablaßventil 44 (vgl. Fig. 1) in Verbin­ dung steht. Ein Niederdruckkanal 158 benachbart zum Venturi- Hals 148 steht in Verbindung mit der Leitung 46. Wie man aus Fig. 1 erkennt, steht die Leitung 46 ebenfalls in Verbin­ dung mit dem entgegengesetzt liegenden Ende der Unterdrehzahl­ Betätigungsvorrichtung 50 und dem Drehzahlsteuer- und Ablaß­ ventil 44.

Der Strömungsmitteldruck innerhalb der Hochdruck- und Nieder­ druckkanäle 156 und 158 spricht auf die Geschwindigkeit der Strömungsmittelströmung durch den Venturi-Hals 148 an und ist im ganzen proportional zur Betriebsdrehzahl der Pumpe 32 und auch der (nicht gezeigten) Antriebsmaschine, durch welche die Pumpe angetrieben wird. Dementsprechend hat die Erhöhung oder Verminderung der Antriebsmaschinendrehzahl eine entsprechende Änderung bei der Ausgangsgröße für die Pumpe 32 zur Folge. Die Kanäle 156 und 158 sind daher bestrebt, die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 46 und 48 für einen im folgenden im einzelnen beschriebenen Zweck einzustellen.

Das Drehzahlsteuerungs- und Ablaßventil 44 sieht gemäß Fig. 3 die manuelle Steuerung der Druckdifferenz innerhalb der Lei­ tungen 46 und 48 vor. Das Ventil 44 umfaßt ein Paar von Ven­ tilkolben 160 und 162, die in parallelen Bohrungen 164 bzw. 166 angeordnet sind, wobei die Bohrungen durch ein Paar von mit Abstand angeordneten Kanälen 168 und 170 verbunden sind. Die Ventilkolben 160 und 162 sind elastisch in die in Fig. 3 gezeigten Stellungen vorgespannt, und zwar mittels Federn 172 bzw. 174.

Der Kolben 160 stellt in seiner dargestellten Position eine Verbindung zwischen einem Paar von Kanälen 176 und 178 her, die in Verbindung mit den Leitungen 46 bzw. 48 stehen. Auf diese Weise wird der Strömungsmitteldruck innerhalb der Lei­ tungen 46 und 48 ausgeglichen, um den Betrieb des hydrosta­ tischen Getriebes zu verhindern. Gleichzeitig blockiert der Kolben 160 die Verbindung zwischen einem mit Leitung 42 ver­ bundenen Kanal 180 und dem Kanal 168, während der andere Ver­ bindungskanal 170 mit einem Ablaufauslaß 182 verbunden ist. Die eingeschränkte Strömungsmittelströmung von Leitung 42 durch eine Vielzahl von Zumeßschlitzen 184 wird auf diese Weise über den Ablaßkanal 182 zum Sumpf zurückgebracht.

Wenn sich der Kolben 162 in seiner dargestellten Position befindet, so ist ein mit Leitung 128 verbundener Kanal 186 in Verbindung mit einem Ablaßkanal 188 angeordnet, um den Kanal 128 zurück zum Sumpf zu verbinden. Das Ablassen des Kanals 128 bewirkt den Eingriff einer (nicht gezeigten) Park­ bremse, die durch Federdruck angelegt und durch Strömungs­ mitteldruck freigegeben wird. Gleichzeitig kann Strömungs­ mitteldruck von der Leitung 42 das Tellerelement-Ventil 140 der beiden Nachfüll- und Freigabe-Ventile 94 und 96 (vgl. auch Fig. 5) freigeben, wodurch die beiden Paare der Leitun­ gen 22, 24 und 26, 28 miteinander verbunden werden, um den Betrieb der Hydraulikmotoren 18 und 20, wie oben beschrieben, zu verhindern. Diese Funktion wird allgemein als "Getriebeablassen" bezeichnet.

Der Ventilkolben 160 wird von Hand zur Regulierung der Fahr­ zeuggeschwindigkeit betätigt. Die Manipulation des Kolbens 160 in eine mit "NULLDREHZAHL" bezeichnete Stellung blockiert die Verbindung zwischen dem Kanal 170 und dem Ablaßkanal 182, während die Verbindung zwischen der Leitung 42 und dem Kanal 170 über die Zumeßschlitze 184 aufrechterhalten bleibt. Die Verbindung zwischen den Leitungen 46 und 48 wird durch eine Vielzahl von umfangsmäßig mit Abstand angeordneten Zumeß­ schlitzen aufrechterhalten, wobei einer dieser Zumeßschlitze bei 190 dargestellt ist. Unter Druck stehendes Strömungsmit­ tel von der Leitung 42 wird durch den Kanal 170 in eine Kam­ mer 192 am unteren Ende des Kolbens 162 geleitet, wodurch dieser nach oben gegen die Feder 174 gedrückt wird. Der Kol­ ben 162 befindet sich somit in einer Stellung, wo die Verbin­ dung zwischen der Leitung 128 und dem Ablaßkanal 188 blockiert ist, während gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Leitung 128 und dem Verbindungskanal 168 hergestellt ist.

Die weitere Bewegung des Ventilkolbens 160 blockiert progressiv die Verbindung zwischen der Leitung 42 und dem Verbindungskanal 170, während die Leitung 42 in Verbindung mit dem anderen Verbindungskanal 168 gebracht wird. Der Strö­ mungsmitteldruck von der Leitung 42 wird dadurch zur Leitung 128 übertragen, um die obenerwähnte durch Federdruck ange­ legte und strömungsmittelfreigegebene Bremse zu lösen. Gleichzeitig verschiebt Strömungsmitteldruck in Leitung 128 wiederum den Kolben 130 nach rechts in den Nachfüll- und Freigabeventilen 94 und 96 (vgl. Fig. 5). Demgemäß blockiert die Kugel 132 den Kanal 134 und gestattet, daß wiederum Druck hinter dem Steuerventil 140 aufgebaut wird. Gleichzeitig überträgt ein Innenkanal 194 innerhalb des Kolbens 162 Strömungsmitteldruck in die Kammer 192, um den Kolben 162 in seiner angehobenen Stellung zu halten. Bei fortgesetzter Bewegung des Kolbens 160 wird die Verbindung zwischen den Leitungen 46 und 48 fortlaufend vermindert, was auch für den Strömungsmitteldruck in Leitung 46 gilt. Wenn der Kolben 160 sich der als "MAXIMALDREHZAHL" bezeich­ neten Stellung nähert, so wird die Verbindung zwischen Lei­ tungen 46 und 48 blockiert, so daß der volle Differenz­ druck darin entwickelt wird, und zwar durch die Venturi- Leitung 40 in der beschriebenen Weise.

Die Unterdrehzahl-Betätigungseinheit 50 ist allgemein in dem hydraulischen Steuerkreis gemäß Fig. 1 und im einzelnen in Fig. 6 dargestellt; diese Vorrichtung 50 bildet ein wichtiges Element der vorliegenden Erfindung. Allgemein spricht die Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 auf die Strömungs­ mitteldifferenz an, welche in den Leitungen 46 und 48 existiert. Dieser Differezdruck ist, wie oben angegeben, im ganzen proportional zur Betriebsdrehzahl der Pumpe 32 und der Eingangswellen 14 a und 16 a für die entsprechenden hydro­ statischen Pumpen.

Die Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 weist - wie ins­ besondere in Fig. 6 gezeigt - einen Ventilkörper 202 mit einer Bohrung 204 zur Aufnahme eines länglichen Rohrkolbens 206 auf. Der Ventilkörper 202 ist mit diametral entgegengesetzt angeordneten, länglichen Öffnungen 208 ausgestattet, die sich längs eines Mittelteils der Bohrung 204 erstrecken. Der Rohr­ kolben 206 ist an seinem unteren Ende 210 abgeschlossen, wobei am oberen bzw. unteren Ende der Bohrung 210 Gegenbohrungen 212 bzw. 214 ausgebildet sind. Der Kolben 206 wird durch eine Feder 216 elastisch nach unten gedrückt. Die Gegenbohrungen 212 und 214 an den entgegengesetzt liegenden Enden der Bohrung 204 stehen in Strömungsmittelverbindung mit den Leitungen 48 bzw. 46.

Ein ringförmiger geschlitzter Kragen 218 umfaßt einen Mittel­ teil des Kolbens 206 und ist am Kolben mittels einer Schraube 220 festgeklemmt. Ein Paar von Vorsprüngen 222 ist diametral am Kragen ausgebildet, wobei sich die Vorsprünge 222 in läng­ liche Öffnungen 208 hineinerstrecken, die am Ventilkörper 202 ausgebildet sind.

Zwei Rollen 224 und 226 besitzen Befestigungsstummel 228 bzw. 230 und erstrecken sich in Bohrungen 232 hinein, die durch die Vorsprünge 222 gebildet sind. Demgemäß ist die Rolle 224 in­ nerhalb des Führungsschlitzes 234 angeordnet, der durch ein Glied 236 gebildet ist, welches in geeigneter Weise am Ventil­ körper 202 befestigt ist. In ähnlicher Weise ist die andere Rolle 226 innerhalb einer länglichen Nut oder eines Schlitzes 238 angeordnet, der auf einer Seite eines Elements 240 der Hebel­ anordnung 90 (vgl. auch Fig. 1 und 8) ausgebildet ist. Das Hebelelement 240 ist schwenkbar mittels eines Stiftes 242 mit einem Betätigungshebel 244 verbunden. Das oben unter Bezug­ nahme auf Fig. 1 beschriebene Gelenk 88 ist schwenkbar an der entgegengesetzt liegenden Seite des Hebelelements 240 an des­ sen unterem Ende mittels eines Stiftes 246 befestigt. Der He­ bel 244 ist zur Drehung mit einer Welle 248 befestigt, die eine Drehlagerung 250 aufweist. Die Welle 248 kann somit in geeigneter Weise an einer üblichen (nicht gezeigten) Steuerung des Fahrzeugbenutzers befestigt sein, um die Unterdrehzahl-Be­ tätigungsvorrichtung einzustellen.

Der Vorwärtslauf eines Fahrzeugs mit dem Getriebe 12 wird da­ durch eingeleitet, daß man die Welle 248 und Hebel 244 ent­ gegen dem Uhrzeigersinn (gesehen von rechts in Fig. 6) in eine vorgewählte Maximalstellung verdreht, während der Rückwärts­ lauf durch eine gleichartige Verdrehung der Welle und des He­ bels im Uhrzeigersinn eingeleitet werden kann. Die Rolle 226 bildet einen beweglichen Schwenkpunkt für den Hebel 240. Dem­ gemäß bestimmt die Stellung des Kolbens 206 innerhalb seiner Bohrung 204 die Größe der Linearbewegung, die dem Gelenk 88 infolge der Verdrehung von Welle 248 und Hebel 244 ausgeprägt wurde. Wie erwähnt, ist das Gelenk 88 betriebsmäßig mit dem Servoventil 58 über das unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrie­ bene Steuergelenk verbunden. Auf diese Weise stellt das Ge­ lenk 88 die Verdrängungsgröße für die beiden Pumpen 14 und 16 ein, um die Betriebsgeschwindigkeit für die Motoren 18 und 20 zu bestimmen.

Wenn sich der Kolben 206 in der in Fig. 6 gezeigten Position befindet, so sind Rolle 226 und Schwenkstift 246 in Axialaus­ richtung, so daß die Bewegung des Gelenks 88 bei Verdrehung der Welle 248 und des Hebels 244 nicht beeinflußt werden kann.

Diese Stellung des Kolbens und der Zustand der Unterdrehzahl- Betätigungsvorrichtung wird üblicherweise als "VOLLE UNTER­ DREHZAHL" bezeichnet.

Wenn im Gegensatz dazu der Kolben 206 nach oben zum oberen En­ de seiner Bohrung 204 hin verschoben wird, so bewegt sich die Rolle 226 auch nach oben längs der Nut 238 im Hebel 240, um den effektiven Hebelarm für den Hebel zu ändern. Demgemäß er­ fährt das Gelenk 88 einen ansteigenden linearen Lauf, wobei die relative Laufgröße für das Gelenk 88 ein Maximum dann er­ reicht, wenn der Kolben vollständig nach oben in seine Bohrung 204 verschoben ist. Diese Stellung liefert die relativ maximale Verdrängung der Pumpen 14 und 16 und auch die maximale Betriebs­ drehzahl bzw. Geschwindigkeit für das Getriebe und sein Fahr­ zeug, wobei diese Stellung üblicherweise als "NULLUNTERDREHZAHL" bezeichnet wird. Man erkennt also, daß die Fahrzeuggeschwindig­ keit durch Einstellung der Lage des Kolbens 206 innerhalb der Bohrung 204 gesteuert werden kann.

Der Kolben 206 wird in seiner Bohrung infolge der tatsächli­ chen zwischen Leitungen 46 und 48 herrschenden Druckdifferenz und auch infolge einer Kraft der Feder 216 angeordnet. Die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 46 und 48 wird ent­ weder von Hand durch Manipulation des Ventilkolbens 160 im Geschwindigkeitssteuerventil (Fig. 3) oder automatisch mit­ tels der Venturi-Leitung 40 (Fig. 4) infolge der Betriebsdreh­ zahl der Proportionalpumpe 32 mindestens dann reguliert, wenn der Ventilkolben 160 sich in seiner MAXIMALDREHZAHL-Stellung befindet.

Wenn die Getriebeeingangswellen 14 a und 16 a mit der Nenn­ drehzahl oder optimalen Drehzahl durch eine Antriebsmaschine angetrieben werden, so ist die Strömungsmittelausgangsgrö­ ße der Proportionalpumpe 32 im wesentlichen konstant. Der Strömungsmittelfluß am Venturi-Hals 148 (vgl. Fig. 4) er­ zeugt ein Druckdifferential zwichen den Kanälen 156 und 158, welches den entsprechenden Leitungen 48 und 46 zuge­ führt wird. Wenn sich der Ventilkolben 160 (Fig. 3) in seiner MAXIMALDREHZAHL-Stellung befindet, und die Verbindung zwischen den Leitungen 48 und 46 blockiert, so reicht der höhere Strö­ mungsmitteldruck in der Leitung 48 und der Gegenbohrung 212 der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 aus, um die Feder 216 zu überwinden, um auf diese Weise den Kolben 206 nach oben zur NULLUNTERDREHZAHL-Stellung hin zu verschieben.

Wenn jedoch das Getriebe oder das Fahrzeug auf eine erhöhte Last oder einen erhöhten Bewegungswiderstand auftrifft, der ausreicht, um das Absinken der Drehzahl der Antriebsmaschine bzw. des Antriebsmotors zu bewirken, so nimmt die Betriebs­ drehzahl der Proportionalpumpe 32 ab, was eine Verminderung des Strömungsmittelflusses durch den Venturi-Hals 148 zur Fol­ ge hat. Der Druck wird somit im Auslaßkanal 158 und der Lei­ tung 46 verhältnismäßig erhöht. Der erhöhte Druck wird auch im oberen Ende der Bohrung 204 für die Unterdrehzahl-Betäti­ gungsvorrichtung entwickelt. Dieser erhöhte Druck arbeitet natürlich mit der Feder 216 zusammen, um den Kolben 206 nach unten zu drücken, und zwar im ganzen proportional zur Größe des Druckanstiegs innerhalb der Leitung 46. Demgemäß wird die Verdrängung der Pumpen 14 und 16 vermindert, wodurch die Dreh­ momentanforderungen für ihre Eingangswellen 14 a und 16 a ver­ mindert werden, bis die Drehmomentanforderungen der Pumpen 14 und 16 gleich der Drehmomentausgangsgröße des Motors bei seiner augenblicklichen reduzierten Drehzahl sind. Sollte der erhöhte Widerstand über eine Zeitperiode hinweg konstant ver­ bleiben, so bleibt die Lage des Kolbens 206 ausgeglichen zwi­ schen den NULL-UNTERDREHZAHL- und VOLLE UNTERDREHZAHL-Stel­ lungen.

Wenn die erhöhte Last wegfällt, so kann die Antriebsmaschine für das Getriebe wieder ihre Nennbetriebsdrehzahl erreichen, wobei die Pumpe 32 ebenfalls auf ihre normale Betriebsdreh­ zahl zurückkehrt. Gleichzeitig stellt der normale Strömungs­ mittelfluß durch den Venturi-Hals 148 die ursprüngliche Druck­ differenz zwischen den Leitungen 46 und 48 wieder her, so daß der Kolben 206 wiederum nach oben in die NULLUNTERDREH­ ZAHL-Stellung verschoben wird.

Die manuelle Steuerung des Kolbens 206 wird - wie oben er­ wähnt - durch Manipulation des Ventilkolbens 160 in dem Geschwindigkeitssteuerventil 44 erreicht, welches das Druck­ differential zwischen den Leitungen 46 und 48 einstellt oder eliminiert. Beispielsweise arbeitet der erhöhte Strö­ mungsmitteldruck in Leitung 46 mit der Feder 216 zusammen, um den Kolben 206 nach unten zu verschieben, um die Betriebs­ drehzahl (Geschwindigkeit) für das Getriebe und sein Fahr­ zeug zu vermindern. Wenn der Strömungsmitteldruck innerhalb der Leitungen 46 und 48 sich dem Gleichgewichtszustand nähert, so verschiebt die Feder 216 den Kolben 206 nach un­ ten in seinen VOLLEN UNTERDREHZAHL-Zustand, wo die Ausgangs­ verdrängung der Pumpen 14 und 16 vermindert wird, und zwar mit einer äquivalenten Verminderung der Betriebsdrehzahl des Getriebes.

Eine abgewandelte Ausbildungsform der Unterdrehzahl-Betäti­ gungsvorrichtung 50 ist in Fig. 7 dargestellt und im ganzen mit 50′ bezeichnet. Die abgewandelte Unterdrehzahl-Betäti­ gungsvorrichtung 50′ gleicht der Vorrichtung 50 der Fig. 6 mit folgenden Ausnahmen. Die Unterdrehzahl-Betätigungsvor­ richtung 50′ umfaßt eine zweite Feder 252, die unterhalb des geschlossenen Endes 210′ des Kolbens 206′ angeordnet ist. Die Feder 252 arbeitet in Kombination mit der oberen Feder 216′, um die Bewegung des Kolbens 206′ zu stabili­ sieren, und zwar durch Minimierung von dessen Tendenz, infol­ ge von durch Laständerungen an den Motoren 18 und 20 ver­ ursachten Druckänderungen zu schwingen oder nachzujagen.

Die beiden Federn 216′ und 252 können entweder eine lineare oder veränderbare Federkonstante besitzen. Vorzugsweise be­ sitzt mindestens eine der Federn eine veränderbare Federkon­ stante, um die Stabilität weiter zu verbessern. Eine derarti­ ge variable Federkonstante gestattet, daß die Motordrehzahl­ änderungen, bestimmt durch die Lage des Kolbens 206′ in seiner Bohrung, linearer bezüglich der Laständerungen an den Motoren 18 und 20 verlaufen.

Es sei hier wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen, wo ein weite­ res bevorzugtes Element zusammen mit der Unterdrehzahlbetäti­ gungsvorrichtung 50 zur Verbesserung von dessen Stabilität dar­ gestellt ist. In Fig. 1 erkennt man, daß eine einschränkende Zumeßöffnung 254 und ein Rückschlag­ ventil 256 parallel längs der Leitung 48 angeordnet sind. Das Rückschlagventil gestattet Strömungsmittelfluß von der Gegen­ bohrung 212 in der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 zur Venturi-Leitung 40 und zum Drehzahlsteuerventil 44. Die Ein­ schränkung 254 vermindert die Strömungsmittelflußrate zur Un­ terdrehzahl-Betätigungsvorrichtung 50 hin, um die Bewegung des Kolbens 206 auf seine NULLUNTERDREHZAHL-Stellung zu begrenzen. Dies erzeugt einen allmählicheren Anstieg der Getriebedrehzahl, wenn die äußere Last an den Motoren 18 und 20 vermindert wird, um einer Antriebsmaschine für das Getriebe zu gestatten, sich schneller auf ihrer Nenndrehzahl zu stabilisieren.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Drehzahlsteuerungs- und Ablaß-Ventils 44 ist allgemein bei 44′ in Fig. 9 darge­ stellt. Das Drehzahlübersteuerungs- und Ablaß-Ventil 44′ übt im ganzen die gleichen Funktionen aus, wie das Drehzahl­ steuerungs- und Ablaß-Ventil 44 der Fig. 3. Jedoch ist der Aufbau des Ventils 44′ gemäß Fig. 9 wesentlich einfacher.

Das Drehzahlübersteuerungs- und Überdruck-Ventil 44′ umfaßt einen innerhalb einer Bohrung 304 angeordneten Kolben 302, der in die in Fig. 9 gezeigte Stellung durch eine Feder 306 gedrückt ist, wenn sich der Kolben 302 in der gezeigten Stel­ lung befindet, so wird eine Verbindung zwischen den Kanälen 308 und 310 hergestellt, die mit Leitungen 48′ bzw. 46′ ver­ bunden sind. Demgemäß wird der Strömungsmitteldruck in den Leitungen 46′ und 48′ ausgeglichen, so daß die Feder 216 in der Unterdrehzahlbetätigungsvorrichtung 50 (vgl. Fig. 6 oder 7) den Kolben 206 nach unten in seinen VOLLE UNTERDREHZAHL-Zu­ stand drücken kann.

Gleichzeitig ist die Verbindung zwischen den mit Leitung 42′ bzw. Leitung 128′ verbundenen Kanälen 312 und 314 blockiert; die Leitung 128′ steht ebenfalls in Verbindung mit einem Ab­ laßkanal 316. Wenn also die Leitung 128 auf diese Weise be­ lüftet (mit dem Ablaß verbunden ist, so werden die Schleifen­ leitungen zwischen jeder Pumpen- und Motor-Kombination, wie bei 22, 24 und 26, 28 in Fig. 1 und 2 angedeutet, in Verbin­ dung miteinander gebracht, und zwar durch die Nachfüll- und Freigabe-Ventile 94 und 96 (vgl. auch Fig. 5). Dies hat na­ türlich das Anlegen der durch Federkraft angelegten und durch Strömungsmittel freigegebenen Parkbremsen zur Folge, wie dies bereits zuvor beschrieben wurde.

Die manuelle Betätigung des Kolbens 302 in seine NULLDREHZAHL- Stellung blockiert den Strömungsmittelfluß durch den Ablaßkanal 316 und verbindet die Versorgungsleitung 42′ mit der Leitung 128′. Demgemäß liefert die Leitung 128 wieder unter Druck stehendes Strömungsmittel an die Nachfüll- und Freigabe-Ventile, um die Parkbremsen zu lösen, und um wiederum das Entstehen einer Druckdifferenz zwischen jedem Satz von Leitungen 22, 24 und 26, 28 zu gestatten.

Gleichzeitig wird der ansteigende Druck in der Leitung 128′ über einen Innenkanal 318 im Kolben 302 einer Kammer 320 zugeführt. Die Kammer 320 wird durch einen Reaktionskörper (Rückschlagkörper) 322 gebildet, der gleitend in einer im unteren Ende des Kolbens 302 ausgebildeten Bohrung 324 angeord­ net ist. Druck innerhalb der Kammer 320 wirkt entgegen der Vorspannung der Feder 306 derart, daß der Kolben 302 schnell in seine MAXIMALDREHZAHL-Stellung zurückgebracht wird, wenn die manuelle Einschränkung der Bewegung des Kolbens 302 weg­ genommen wird.

Wenn sich der Kolben 302 in seiner MAXIMALDREHZAHL-Stellung befindet, so ist die Verbindung zwischen den Leitungen 46′ und 48′ blockiert, wobei die Unterdrehzahl-Betätigungsvorrich­ tung 50 in ihrer automatischen Betriebsart arbeitet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Strömungsmitteldruck­ differenz zu steuern, welche zwischen den Leitungen 46′ und 48′ vorhanden ist.

Die manuelle Steuerung von Getriebe und Fahrzeuggeschwindig­ keit wird normalerweise durch genaue Positionierung des He­ bels 244 in der Hebelanordnung 90 (vgl. Fig. 6 und 8) auf­ rechterhalten. Eine derartige manuelle Steuerung könnte bei­ spielsweise auch mittels eines einfachen üblichen Geschwin­ digkeitssteuerventils (nicht gezeigt) aufrechterhalten werden. In jedem Fall gestattet das Drehzahlübersteuerungs- und Ab­ laß-Ventil 44′ dem Benutzer die manuelle Einstellung des Kolbens 302 zwischen den MAXIMUM- und NULLDREHZAHL-Stellun­ gen, wobei unter Druck stehendes Strömungsmittel von der Hochdruckleitung 48′ in die andere Leitung 46′ abgelassen wird, um das in diesen Leitungen vorhandene Druckdifferential einzustellen. Bei einer Fehlfunktion innerhalb des Steuerkrei­ ses, beispielsweise beim Nichtvorhandensein von Strömungs­ mitteldruck in der Versorgungsleitung 42′ dann, wenn der Mo­ tor abgeschaltet ist, bringt die Feder 306 den Kolben 302 in seine dargestellte Position zurück und legt die Parkbrem­ sen in der beschriebenen Weise an und beendet ebenfalls den Betrieb des Getriebes 12 (vgl. Fig. 1 und 2).

Claims (4)

1. Übersteuerungseinrichtung für ein Steuersystem (10) zur Regulierung der Verdrängung einer Pumpeneinheit (14) in einem hydrostatischen Getriebe (12) mit einer Eingangswelle (14 a) und einer Ausgangswelle (18), wobei das Steuersystem folgendes aufweist:
Hebelvorrichtungen (90) gekuppelt mit der Pumpeneinheit (14) und mit einem Benutzer-Steuerelement zur selektiven Einstellung der Verdrängung der Pumpeneinheit (14), und eine hydraulisch ansprechende Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung (50), die betriebsmäßig mit den Hebelvorrichtungen (90) gekuppelt ist, um den effektiven Hebelarm einzustellen und dadurch die Verdrängung der Pumpeneinheit (14) bei einer festen Position des Benutzer-Steuerelements zu verändern,
gekennzeichnet durch
Signalmittel (40) zur Erzeugung eines variablen Strömungsmittelsignals proportional zur Drehzahl der Getriebe- Eingangswelle, wobei das variable Strömungsmittelsignal der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung (50) zugeführt wird, um die maximale Verdrängung der Pumpeneinheit (14) bei einer vorbestimmten Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle einzustellen, und um die Verdrängung der Pumpeneinheit zu reduzieren infolge der Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle, die unterhalb die vorbestimmte Drehzahl absinkt, und ferner gekennzeichnet durch
ein Drehzahlsteuerventil (44) in Wirkverbindung mit den Signalmitteln (40) und der Unterdrehzahl-Betätigungs­ vorrichtung, wobei das Drehzahlsteuerventil (44) ein manuelles Übersteuerungs-Steuerelement (160) aufweist, um selektiv das von der Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung empfangene variable Strömungsmittelsignal derart abzuwandeln, daß die Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung die Verdrängung der Pumpeneinheit infolge des abgewandelten variablen Signals verändert.

2. Steuersytem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrehzahl-Betätigungsvorrichtung einen Ventilkörper (202) mit einer darinnen ausgebildeten Bohrung (204) aufweist, und wobei ein Kolben (206) beweglich in der Bohrung angeordnet ist, um auf das variable Strömungsmittelsignal anzusprechen.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe vorgesehen ist, die in Verbindung mit der Getriebe-Eingangswelle angetrieben ist, um einen Ausgangsmittelströmungsfluß zu erzeugen, der proportional zur Betriebsdrehzahl der Getriebeeingangswelle ist, und wobei ferner als Signalmittel eine Ventileinheit (40) vorgesehen ist, die den Ausgangsfluß der Pumpe empfängt und einen variablen Differenzdruck in einem Paar von Leitungen (46, 48) erzeugt, die in Verbindung mit der Ventilkörperbohrung (204) auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens stehen.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahlsteuerventil (44) in Verbindung mit dem Paar von Leitungen steht, wobei das manuelle Übersteuerungs-Steuerelement (160) manuell beweglich ist, um selektiv das Paar von Leitungen zu verbinden, um den variablen Differenzdruck abzuwandeln.