DE1450836C3 - Übersteuerungseinrichtung für die Übersetzungseinstellung eines hydrostatischen Getriebes - Google Patents

Description

ein Aufrechterhalten der Kraftmaschinendrehzahl ohne Beeinträchtigung der Arbeitsweise des Antriebsaggregates auch bei starken Belastungen der Getriebeausgangswelle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine elektrische Signaleinrichtung vorgesehen ist, die bei hohen Getriebeausgangsdrehzahlen bei einer Drehzahlverringerung der Kraftmaschine infolge einer steigenden Belastung an der Kraftmaschine (= an der Getriebeeingangswelle) durch den Regler ausgelöst wird und ein Schaltventil betätigt, das durch Absperrung einer zum Servorstellgerät des Hydromotors führenden Steuerflüssigkeitsleitung die manuell eingestellte Motorverdrängung im Sinne einer Verdrängungserhöhung übersteuert, ohne die Steuerventile von Hand einzustellen und somit die Kraftmaschinenwelle zwecks Einhaltung der vorbestimmten Drehzahl entlastet.

Es ist schon bekannt (USA.-Patentschrift 3 039 267), bei hydrostatischen Getrieben am Hydromotor vom Getriebedruck betätigte Übersteuerungszylinder anzubringen, die beim Auftreten einer Überlast die Motorverdrängung erhöhen. Dabei ist jedoch kein manuelles Eingreifen auf die Einstellung möglich. Weiterhin ist es auch bekannt, bei Getrieben die Pumpe oder andere hydrostatische Maschinen mit hydraulischen Servostellgeräten für die Verdrängungsvolumeneinsteliung zu versehen, deren Handeinstellung von lastabhängigen automatischen Übersteuerungseinrichtungen im Überlastfall übersteuert werden (französische Patentschrift 1 294 612).

Wenn die Übersteuerung auf die Pumpe wirkt und das zugehörige Fahrzeug plötzlich einer Last ausgesetzt wird, die die Übersteuerung ansprechen läßt und groß genug ist, daß sich die Taumelscheibe der Pumpe in die Neutralstellung bewegt, dann dreht die Maschine mit sehr hoher Geschwindigkeit durch, ohne daß das Fahrzeug sich bewegt. Der Fahrzeugführer hat also das Gefühl, daß das Getriebe nicht durchzieht bzw. nicht richtig funktioniert. Bei der vorliegenden Übersteuerung jedoch stellt diese Motorübersteuerung den Motor, wenn eine übermäßige Last vorliegt, auf vollen Hub, d. h., sie versucht das Getriebe zu entlasten. In keinem Augenblick wird das Getriebe jedoch aufhören, ein Antriebsmoment an die Fahrzeugräder zu liefern. Das vorliegende Motorübersteuerungssystem bietet also einen wesentlichen Vorteil.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipskizze eines hydraulischen Getriebes, das mit der erfindungsgemäßen Übersteuerungseinrichtung versehen ist,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der Einrichtung für das in der F i g. 1 dargestellte Getriebe,

F i g. 3 eine Abänderung der in der F i g. 2 dargestellten Einrichtung,

F i g. 4 Kurven der Arbeitscharakteristiken des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Getriebes.

Die Erfindung wird an Hand des in Fi g. 1 dargestellten hydraulischen Getriebes erläutert.

Es handelt sich um ein hydrostatisches Getriebe mit einer Pumpe 11 mit veränderbarer Fördermenge und einem Hydromotor 12 mit veränderbarer Schluckfähigkeit. Über ein Handstellgestänge 118, 122 kann wahlweise die Pumpenfördermenge und die Schluckfähigkeit des Motors zur Einstellung des gewünschten Übersetzungsverhältnisses beeinflußt werden und mit einer Übersteuerungseinrichtung, die auf einen Druckanstieg in den Druckleitungen über einen vorher bestimmten Wert hinaus anspricht und die Einstellung des Handgestänges in einem der Druckerhöhung entgegenwirkenden Sinn übersteuert.

Hierbei umfaßt die Übersteuerungseinrichtung Ventile 181, 182, die bei Überschreiten des Höchstdruckes in einer der Druckleitungen einen im Handstellgestänge 118, 122 angeordneten Übersteuerungszylinder 120 mit Druckflüssigkeit beaufschlagen. Der Übersteuerungszylinder steht in Verbindung mit einer Steuerplatte 100 mit Steuerschlitzen 102, 103 zur mechanischen oder hydromechanischen Steuerung der Stelleinrichtung 28, 45 für Hubvolumina von Pumpe und Motor. Die Steuerschlitze sind dabei so ausgebildet, daß bei einer wahlweisen Bewegung durch Handverstellung oder Übersteuerung die Pumpenfördermenge und die Motorschluckfähigkeit nacheinander

zo beeinflußt werden, wobei zur Erhöhung der Abtriebsdrehzahl zuerst die Pumpenfördermenge erhöht und dann die Motorschluckfähigkeit vermindert wird bzw. umgekehrt bei Verringerung der Abtriebsdrehzahl.
Bei dem Getriebe können an beiden Stirnseiten des mittig in dem Übersteuerungszylinder 120 befindlichen Kolbens 119 Federn 121 angeordnet sein, die eine von der beim Übersteuerungsvorgang auftretenden Relativbewegung zwischen dem Kolben 119 und dem Zylinder 120 unabhängige Bewegung des Handhebels 115 des Handstellgestänges zulassen. Außerdem kann die Steuerplatte 100 schwenkbar an hydraulischen Servostelleinrichtungen 50, 51 angebracht sein.

Zur näheren Beschreibung der Arbeitsweise der das Drehmoment regelnden Ventile 181 und 182 sei darauf hingewiesen, daß bei Getrieben der hier beschriebenen Art eine ungefähr der in F i g. 4 dargestellten Kurvet erhalten wird, wenn die Drehmomentleistung des Getriebes aus dem Hydromotor 12 auf einer senkrechten Achse und die Drehzahl des Getriebes an der Getriebeausgangswelle auf einer waagerechten Achse aufgetragen wird. In dem Getriebe der beschriebenen Art besteht zwar die Neigung, eine "bestimmte Druckhöhe beizubehalten, doch ist im allgemeinen eine Abnahme des Druckes in der Anlage bei niedrigem Drehmoment und hoher Drehzahl vorhanden, und zwar mindestens teilweise auf Grund der Fähigkeit der Pumpe, bei vollem Hub ein vorherbestimmtes Drehmoment bei einem kleineren Druck zu liefern als in einer Stellung, die kleiner als der volle Hub ist. Die Druckkurve kann daher annähernd wie die Kurve B in F i g. 4 dargestellt werden. In dem oberen Abschnitt des Drehmomentbereiches und in dem unteren Abschnitt des Drehzahlbereiches des Getriebes, d. h. links von der lotrechten gestrichelten Linie C in F i g. 4, ist der Druck in der Anlage etwas höher als in dem unteren Abschnitt des Drehmomentbereiches und in dem oberen Abschnitt des Drehzahlbereiches des Getriebes, rechts von der gestrichelten Linie C.

So Bei der bevorzugten Ausführung wird die Einstellung der Federn 187 und der Ventile 181 und 182 vorzugsweise so gewählt, daß das Ventil in erster Linie in dem Arbeitsbereich des Getriebes, der links von der Linie C liegt, anspricht.

Zur Regelung des Arbeitens in dem rechts von der Linie C (F i g. 4) gelegenen Arbeitsbereich des Getriebes ist eine zusätzliche Regelvorrichtung vorhanden, das die Form eines Regelventils im Durchlaß 91 ha-

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ben kann, der zwischen der Kammer 90 und der öff- Federdruck auf den Reglerstößel 217 zur Einwirkung

nung 92 vorhanden ist und der dem Stellgerät 51 züge- bringt, der wiederum die Drosselklappe 220 regelt,

hört, das die Verdrängung des Hydromotors 12 regelt. Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender

Zu diesem Zweck wird ein von einem Solenoiden be- Weise: Der Antriebsmotor 16 wird in der üblichen

tätigtes Schaltventil 200 verwendet, dessen Wicklung s Weise angelassen, und der Hebel 230 wird auf eine

201 einen Ventilstößel 202 einstellt, der bei abge- Stellung bewegt, die eine vorherbestimmte Einstellung

schalteter Wicklung 201 für gewöhnlich in einer Ven- des Stößels 217 bewirkt. Die Bewegung des Hebels

tiloffenstellung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, gehal- 230 auf die dargestellte Stellung, die als eine feste

ten wird, so daß das Stellgerät 51 für gewöhnlich in Stellung für den Antriebsmotor 16 angesehen werden

der beschriebenen Weise anspricht, sofern nicht das i° kann, erhöht die Spannung auf die Feder 234, so daß

Schaltventil 200 geschlossen wird. die Fliehkraftgewichte 215 in der dargestellten Stel-

Die Wicklung 201 des Solenoidventils ist über lung gehalten werden und auch die Drosselklappe 220 Drähte 204 mit einer Signaleinrichtung (Regelschal- in der dargestellten Stellung so lange gehalten wird, ter) 205 (F i g. 2) verbunden, deren Schaltkolben 206 bis der Antriebsmotor die vorherbestimmte gevon einer der Kraftmaschine 16 zugeordneten Regel- *5 wünschte schnelle Drehzahl erreicht hat. Überschreivorrichtung geschaltet wird. ^tet der Antriebsmotor 16 diese Drehzahl, dann wer-

Der Regler 208 (Fig. 1) hat eine umlaufende Ein- den die Fliehkraftgewichte nach außen bewegt, Übergangswelle 209, deren Riemenscheibe 210 über einen winden die Feder 234, bewegen den Lenker 233 nach Antriebsriemen 211 von dem Antriebsmotor 16 ge- oben und verkleinern die Drosselöffnung, so daß die trieben wird. Die Eingangswelle 209 trägt drehbar ge- ²⁰ Motordrehzahl sinkt. Erfolgt dagegen ein Abfall in lagerte Fliehkraftgewichte 215 (F i g. 2), die bei still- ^der Motordrehzahl aus einer vorherbestimmten Drehstehender Welle 209 die in F i g. 2 dargestellte Stel- Zahleinstellung, so bewegen sich die Fliehkraftgelung einnehmen. Bei der Drehung der Welle 209 wichte 215 unter der Einwirkung der Feder 234 nach schwingen die Gewichte 215 nach außen, so daß sich innen, bewegen den Lenker 223 nach unten und verdie Schwenkarme 216 in F i g. 2 nach oben bewegen ²5 größern die Drosselöffnung, so daß die Drehzahl des und einen Stößel 217 betätigen. Dem Stößel 217 ist Motors erhöht wird.

eine Drossel 220 für die Kraftmaschine bzw. den An- Wenn bei für ein vorherbestimmtes Arbeiten des triebsmotor 16 in solcher Weise zugeordnet, daß der Motors eingestellten Hebel 230 die Antriebsmotor-Antriebsmotor für eine vorherbestimmte, von Hand drehzahl fällt und der Lenker 223 sich bewegt, um die gewählte Einstellung auf einer gleichbleibenden Dreh-3o Drosselöffnung zu vergrößern, und wenn die BeIazahl gehalten wird. Zu diesem Zweck ist der Stößel stung auf den Antriebsmotor 16 so groß ist, daß der 217 mit einem Lenker 221 verbunden, der am Dreh- Antriebsmotor 16 seine verlangte Drehzahl nicht wiepunkt 222 drehbar gelagert ist und der drehbar einen der erreichen kann, schaltet der Lenker 221 schließ-Lenker 223 trägt, der mit einem Drosselarm 224 in Hch den Schalter 205 beim Anlegen an den Schaltkolsolcher Weise verbunden ist, daß durch die Bewegung 35 ben 206, so daß das Solenoidventil 201 geschlossen des Plungers 217 eine Drehung der Drosselklappe 220 wird. Beim Schließen des Schaltventils 200 (Fig. 1) erfolgt. kann kein Flüssigkeitsstrom aus der Kammer 90 strö-

Eine vorherbestimmte Einstellung des Reglers wird men, und der Zylinder 75 bewegt sich auf dem Kolben durch einen von Hand oder von Fuß einstellbaren Re- 77 nach links, um die Verdrängung des Hydromotors gelhebel 230 ermöglicht, der am Drehpunkt 231 dreh- 40 12 zu erhöhen, wodurch aus dem Getriebe ein erhöhbar gelagert ist und dessen Bewegung unter Verwen- ter Drehmomentausgang erfolgt, der die Belastung auf dung herkömmlicher Mittel durch Reibung verzögert den Antriebsmotor verringert, so daß der Antriebsoder gehemmt wird, so daß der Hebel 230 für ge- motor seine Drehzahl wieder erreichen kann. .
wohnlich in der Stellung stehenbleibt, die ihm von In Fig. 3 ist ein abgeänderter Fliehkraftregler dem Fahrer gegeben worden ist. Der Hebel 230 ist 45 dargestellt, in welchem ein von Hand betätigter Regelüber einen Lenker 233 mit einer Spannfeder 234 ver- hebel 240 auf eine Druckfeder 241 drückt, die unmitbunden, die an dem Hebel 221 verankert ist. telbar auf einen Stößel 242 einwirkt, der unmittelbar

Der Hebel 230 wird oft als Drosselregler bezeich- mit dem Drosselarm 224 verbunden ist. Dieser Fliehnet. In der dargestellten Ausführung wirkt der Hebel kraftregier arbeitet im wesentlichen in der gleichen aber als ein Regler, der einen vorherbestimmten 5o Weise wie der in F i g. 2 dargestellte Fliehkraftregler.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Übersteuerungseinrichtung für die Obersetzungseinstellung eines hydrostatischen Getriebes, dessen Pumpe und Hydromotor mittels druckflüssigkeitsbetätigter Servostellgeräte, die bei niedrigen Getriebeausgangsdrehzahlen mittels Steuerventilen durch den Getriebedruck übersteuerbar sind, von Hand stufenlos einstellbar sind und bei dem bei gewünschter Vergrößerung der Ausgangsdrehzahl das Pumpenverdrängungsvolumen von einem Minimalwert auf einen Maximalwert erhöht und das Motorverdrängungsvolumen von einem Maximum auf ein Minimum verringert wird, wobei die die Pumpe treibende Kraftmaschine mit einem die Kraftmaschinendrehzahl konstant haltenden, von Hand einstellbaren und die Drosselklappe steuernden Regler versehen ist, der auf die Maschinendrehzahl anspricht und auf die Übersteuerungseinrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Signaleinrichtung (205) vorgesehen ist, die bei hohen Getriebeausgangsdrehzahlen bei einer Drehzahlverringerung der Kraftmaschine (16) infolge einer steigenden Belastung an der Kraftmaschine (= an der Getriebeeingangswelle 17) durch den Regler ausgelöst wird und ein Schaltventil (200, 201) betätigt, das durch Absperrung einer zum Servostellgerät (51) des Hydromotors (12) führenden Steuerflüssigkeitsleitung (91) die manuell eingestellte Motorverdrängung im Sinne einer Verdrängungserhöhung übersteuert, ohne die Steuerventile (181, 182) von Hand einzustellen und somit die Kraftmaschinenwelle zwecks Einhaltung der vorbestimmten Drehzahl entlastet.

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   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übersteuerungseinrichtung für die Ubersetzungseinstellung eines hydrostatischen Getriebes, dessen Pumpe und Hydromotor mittels druckflüssigkeitsbetätigter Servo-Stellgeräte, die bei niedrigen Getriebeausgangsdrehzahlen mittels Steuerventilen durch den Getriebedruck übersteuerbar sind, von Hand stufenlos einstellbar sind und bei dem bei gewünschter Vergrößerung der Ausgangsdrehzahl das Pumpenverdrängungsvolumen von einem Minimalwert auf einen Maximalwert erhöht und das Motorverdrängungsvolumen von einem Maximum auf ein Minimum verringert wird, wobei die die Pumpe treibende Kraftmaschine mit einem die Kraftmaschinendrehzahl konstant haltenden, von Hand einstellbaren und die Drosselklappe steuernden Regler versehen ist, der auf die Maschinendrehzahl anspricht und auf die Übersteuerungseinrichtung einwirkt.

   Bei solchen Getrieben (USA.-Patentschrift 516 662) ist es bereits bekannt, das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor und Pumpe des hydraulischen Getriebes durch ein Servostellgerät einzustellen, das mit Hilfe von Steuerventilen durch eine manuell betätigbare Stelleinrichtung betrieben wird. Dabei wird die von Hand vorgenommene Übersetzungseinstellung durch einen von der Kraftmaschinendrehzahl abhängigen Fliehkraftregler im Sinne einer niedrigen Übersetzung übersteuert, falls die am Regler eingestellte Drehzahl nicht mehr durch erhöhte Leistung der Kraftmaschine aufrechterhalten werden kann.

   Es ist bei hydrostatischen Getrieben, bei denen allein das Pumpenverdrängungsvoluemen einstellbar ist, schon bekannt, eine elektrische Signaleinrichtung vorzusehen, die bei einer Drehzahlverringerung der Kraftmaschine infolge einer steigenden Belastung an der Kraftmaschine ausgelöst wird und ein Schaltventil betätigt, das den Steuerflüssigkeitszufluß zu einem Übersteuerungszylinder beherrscht. Bei Auftreten eines Überlastsignals übersteuert dieser Übersteuerungszylinder die Handeinstellung am hydraulischen Servostellgerät für die Pumpe im Sinne einer Verdrängungserniedrigung und entlastet somit die Kraftmaschine zwecks Einhaltung der vorbestimmten Drehzahl (deutsche Auslegeschrift 1111 035).

   Weiterhin ist ein hydrostatisches Getriebe (britische Patentschrift 854 219) mit einer einstellbaren Pumpe und einem einstellbaren Hydromotor bekannt. Es sind Handstellgestänge sowie Stellglieder für die Pumpen- und Motorverstellung vorgesehen. Für die Übersteuerung der Stelleinrichtung ist eine auf den Druck in der Hochdruckleitung des Getriebes ansprechende Übersteuerungseinrichtung vorhanden. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Handstellgestänge nur über die Pumpe wirkt. Der Motor ist nicht unmittelbar einer Handsteuerung unterworfen. Durch die von Hand bedienbare Stelleinrichtung und die ihr zugeordnete Übersteuerungseinrichtung wird nur die Verdrängungsleistung der Pumpe beeinflußt, während die Motorschluckfähigkeit automatisch gleichzeitig nachgeregelt wird. Die Übersteuerungseinrichtung wirkt auf einen die Handsteuerung blockierenden Stift, der bei überhöhtem Druck von der Übersteuerungseinrichtung über ein Gestänge in einem Schlitz einer der Handsteuerung zugeordneten Kulissenplatte verstellt wird, so daß die Übersetzung des Getriebes unabhängig von der Stellung des Handsteuerrades geändert wird. Wegen des unmittelbar nur auf die Pumpe wirkenden Handstellgestänges und der automatischen Regelung des Motors hat das bekannte Getriebe nicht die für alle praktischen Fälle mit oft plötzlichen -und raschen Änderungen der Belastung erforderliche Elastizität, d. h., es ist beispielsweise nicht möglich, eine in Anpassung an die Belastungsänderung zeitlich aufeinanderfolgende Änderung der Pumpenverdrängung und der Motorschluckfähigkeit zu erreichen.

   Es ist auch schon vorgeschlagen worden (älteres deutsches Patent 1 292 982), bei hydrostatischen Getrieben mit von Hand zwangläufig verstellbaren Verdrängungsvolumina von Pumpe und Hydromotor eine Übersteuerungseinrichtung vorzusehen, die bei Überschreiten eines zulässigen Getriebehochdruckes über Ventile einen Übersteuerungszylinder mit Flüssigkeit beaufschlagt, der eine Steuerplatte für die Pumpe und die Hydromotorverstellung automatisch betätigt. Die Steuerplatte ist dabei derart ausgestaltet, daß die Verdrängungsvolumina von Pumpe und Hydromotor sowohl bei der manuellen Verstellung als auch bei der automatischen Übersteuerung nacheinander betätigt werden. Bei einer Übersteuerung wird dabei immer zuerst die Verdrängung des Hydromotors auf einen Maximalwert gebracht, bevor das Pumpenverdrängungsvolumen verringert wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Getriebe der eingangs genannten Gattung, eine Übersteuerungseinrichtung zu schaffen, die