DE1528381A1

DE1528381A1 - Servoventil fuer hydrostatische Getriebe

Info

Publication number: DE1528381A1
Application number: DE19651528381
Authority: DE
Inventors: Roeske Eugene A; Hallberg Irving H
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1964-06-30
Filing date: 1965-06-20
Publication date: 1969-10-09
Also published as: US3241317A; GB1090322A; FR1439509A

Description

Unterlagen für die Offeniegungssu.ixL-j.-x & PATENTANWÄLTE

DH.ING. H.NBGENDANK · dipl-ing. H. HAIJCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 ■ NEUER WALL 41

TEL·. 36 74 2 8 TTIVD 364115

TELEGR. NEGEDAPATENT HAMBURG

ρ ,κ pn χα-, c- MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TBI. 3380586

Borg-Warner Corporation "^1ΙΜ· negedapatent München

: HAMBURG, 12. AUgUSt 1968

Servoventil für hydrostatische Getriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servoeinrichtung zur Steuerung eines hydrostatischen Getriebes.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Servoeinrichtung zur Einstellung des 'Taumelscheibenwinkels einer ir.it veränderlicher Verdrängung arbeitenden Flüssigkeitspumpe in einem hydrostatischen Getriebe. Der Taumelscheibenv/inkel wird durch einen Handhebel eingestellt, und ein Servoventil ist für die Bewegung der Taumelscheibe vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung i'~;t es , zum Steuern der Taumelscheibe einer Flüssigkeitspumpe ein Servoventil vorauseilen, v/ob ei das Servoventil so ausgebildet ist, daß in Neutralstellung des Handhebels die Ilochdrucksoite des Getriebes mit der ITiederdrickneite in Verbindung steht, um die durch die Pumpe geförderte iPlüssigk'it zum lumpeneinlaß zurückzuführen, -^-uf diese 7/eise braucht eine genaue Nullstellung des ■ Handhebels, bei der

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der Taumelscheibenwinkel null ist und keine Flüssigkeit gefördert wird, nicht bestimmt zu werden, da für einen kleinen Bewegungsbereich des Handhebels das Servoventil die geförderte Flüssigkeit zum Pumpeneinlass zurückfahrt und damit ein Krieche- des Fahrzeuges in der Nullstellung verhindert wird.

Die Erfindung besteht aus den neuen Ausführungen, den Anordnungen und Vorrichtungen, die beschrieben sowie beansprucht werden und die dazu dienen, die geschilderte und andere Aufgaben zu lösen, wie sie sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ergeben.

Die Beschreibrng erfolgt in Bezug auf die Zeichnungen. Es ζeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines hydrostatischen Getriebes, wobei die Gesamtanordnung der Pumpen- und Motoreinheiten veranschaulicht ist,

Fir. P ein Schaltsche^na des Drucknetzes und des Flussigkeitssteuerstromes des Getriebes nach Fig. 1 und

Fig. 5 einen Querschnitt der oervoventils für den hydraulischen otromkreis.

Das Servoventil gemäß der Erfindung ist für den Einnatζ in dem

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^Bad ORigi_Nal .

hydraulische:¹ Steuerstromkreis zur Steuerung des Taumelscheibenwinkels der Fumpeneinheit eines hydrostatischen Getriebes der Art, wie es in'Fip;. 1 gezeigt ist, ausgebildet und ist mit einer Flüssigkeitspumpe ausgerüstet, die durch eine Antriebsmaschine angetrieben wird, lie einen Flüssigkeitsmotor treibt, um ein stufenlos veränderliches 'Übersetzungsverhältnis zu ermöglichen.

Ein hydrostatisches Getriebe 10, das uie Erfindung verkörpert, ist in Fig. 1 gezeigt und besteht aus einer Flüssigkeitspumpe 11 und einem Flüssigkeitsmctor 12. ]ine feststeh· nde üurchlaßplatte Y^z> trennt die Flüssigkeitspumpe uncj&en I"otor. iine Taumelscheibe 14 mit veränderlichem V/inkel i:;t fur die I-umpe und eine feste Taumelscheibe 15 ist für die Motoreinheit vorgesehen. Jie Pumpe wird durch eine Antriebswelle 16 anr~'rieben, und der !.otor treibt die Abtriebswelle 17. FlüssA ^keo tskan^:'le 18 und 19 in der festen Durchlaßplatte 1 ;; verbinden aie i-nmpe und den J.'otor. Das in Fi^. 1 dargestellte Getriebe irt in der ™ scli .ebenden deutschen I-'at ?ntanmel(hir!^ B 75 469 ^- I/^/i7'- eingehender beschriebe'".

In Fig. ?. sind eine Flüssigkeitszufuhr ~:nl ein Taumelsc* eibensteuerstromlcreis schematisch dargestellt. Der J¹IUsSi^. .^i tsstrom einschließlich der Druc.kan'H e, '.velche die x-^vu^e und den i..otor v^vbi¹"¹ en, ist in der schiebenden rj. tr. -. at^nt^ninoidunp einr-e ^n !er b-sc"i^ieher . Jer Flü.-.ri^keitsstrorp'ireis der

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Fig. 2 schlieft einen Sumpf 30 und eine Flüssigkeitsspeisepumpe 31 ein, welche Flüssigkeit aus dem Sumpf durch eine Leitung 32 entnimmt. Eine Leitung 33 verbindet die Förder-' seite der Pumpe 31 mit einem Servoventil 110 sowie mit zwei Rückschlagventilen 35 und 36, die mit den Kanälen 18 und 19 in Verbindung stehen, die die Pumpe und den Motor verbinden. Die Leitung 33 ist auch mit einer Leitung 37 verbunden, die zu einem überdruckventil 38 f hrt, das den Druck in Leitung 33 steuert und einen Teil der Flüssigkeit von der Speisepumpe ^ in den Sumpf zurückleitet. Die Kanäle 18 und 19, die die Pumpe und den T.Iotor verbinden, stehen mit zwei Rückschlagventilen 40 und 41 bzw. mit deren Zuleitungen 42 und 43 in Verbindung.

Je nac¹'" der Drehrichtung der Pumpe und des Motors wird entweder der Kanal E oder der Kanal 19 die Hochdruckverbindung darstellen. Der Kanal, der die Hochdruckflüssigkeit führt, bestimmt, welches der Rückschlagventile 40 und 41 öffnet und Hochdruck-. flüssi~ke~'t in die Druckleitung 4S fließen läßt. Die Hochdruckk flüssigkeit in der Druckleitung 45 wird dann das andere Rückschlagventil schließen. In dieser '.7_pise wird die Druckleitung 4S immer Hochdruckflüssigkeit innerhalb der Anlage führen. Der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 45 wird durch ein Überdruckvn-rt il \-0 begrenzt, das mit den Kanälen 18 und 19 in Verbindung :-:teht. ^ine --veigl^itung 46 verbindet die Hochdruckleitung mit dem Servo ventil 110. Das Überdruckventil steuert oder begrenzt -en Druck .Ln der Leitung 45 un.. denjenigen der Kanäle

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18 oder 19» je nachdem, welcher die Hochdruckflüssigkeit führt, und zwar durch Verbindung der Kanäle 16 und 19, wenn ein vorbestimmter Maximaldruck überschritten wird.

Die Leitung 33» die an das Servoventil 110 angeschlossen'ist, wird immer den gleichen Druck haben wie der Druck in dem der Kanäle 18 und 19» der den niedrigen Druck aufweist, da je nachdem, welches Rückschlagventil .35 oder 36 mit den Nieder- M druck in Verbindung steht, dieses bei Hochdruck in der Leitung 18 oder 19 öffnen und das andere Rückschlagventil schliessen wird. Der Druck in der mit Servoventil 110 verbundenen Leitung 46 wird immer der gleiche sein, wie in der Hochdruckleitung zwischen der Pumpe und dem Motor entsprechend der Wirkung der Rückschlagventile 4-0 und 4-1.

In Fig. 3 ist das Servoventil 110 der Erfindung dargestellt. Es ist ein Handsteuerhebel 112 vorgesehen, der zur Einstellung des Winkels der Taumelscheibe IA- bewegt werden kann, uie Taumelscheibe 14 und der Handhebel 112 sind schematisch in Fig. 3 dargestellt.

Das Servoventil 110 weicht einen Ventilkörper 11? auf, der zwei Abschlußkappen 116 und I].7 ~'"t, die in bekannter /.'eine, z.B. durch Bolzen, befestigt sind (nicht gezeichnet). Uin KoI"!;on 11'S und ein steuerventil 119 sind in dem Vensilkörp'-T ;>;e ^ It en.

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. Der Ventilkörper 115 hat eine Längsbohrung 120. Der Kolben gleitet in dieser Bohrung 120. Im Ventilkörper 115 ist ein Flüssigkeitskanal 121 vorhanden, der an die Leitung 46 angeschlossen werden kann. In der Abschlußkappe 116 ist eine Bohrung 122 vorgesehen, die mit der Leitung 33 zwischen der Pumpe und dem Motor verbunden werden kann. Der Kanal 121 steht mit einer Nut 123, die in die Bohrung 120 eingebracht ist, in Verbindung. Der Kolben 118 besitzt eine Axialbohrung 130, in der P das Steuerventil 119 gleitet. Der Kolben 118 ist mit der Taumelscheibe 14 durch einen Stift 131 verbunden und verändert den Winkel der Taumelscheibe 14-, wenn er sich innerhalb der Bohrung 120 des Ventilkörpers 115 bewegt. Ein Federring 132 sitzt in der Bohrung des Kolbens 118 und begrenzt die Bewegung des Steuerventils gegenüber dem Kolben 118 nach links, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Kolben 118 weist eine äußere Um- ! Tangsflache 133 j eine radiale Endfläche 134 und eine sich im wesentlichen radial erstreckende Kegelfläche 135 auf.

Ein Flüssigkeitsdurchlaß 136 ist im Kolben 118 vorgesehen, der die Umfangsflache 133 und die Bohrung 130 im Kolben verbindet. Ein Kanal 136a verbindet die Kegelfläche 135 und den Durchlaß 136« Im Kolben 118 ist ein zweiter Kanal vorgesehen, der die radiale Endfläche 134 mit der Bohrung 130 verbindet,. Die Bohrung 130 hat eine Ansenkung 138 an ihrer rechten Seite (wie in Fi?;. 1 gezeigt).

Der Kolben Hl _, Ventilkörper 115 und die Abschlußkappe 116

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•bilden eine Druckkammer 141 an der linken Seite des Servoven-

tils 110, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Abschlußkappe

besitzt eine Bohrung 142, in der der Kolben 118 gleitet.

Das Steuerventil 119 hat einen Stift 150, der sich in einen ^; Schlitz 151 im Handhebel 112 erstreckt, so daß das Steuerventil 119 durch den i±andhebel 112 längsverschoben werden kann. Das Steuerventil 119 besitzt eine äußere Umfangsfläche 152 und eine Ringnut 153, die in die Umfangsflache eingearbeitet ist. Das Steuerventil hat auch einen Auslaßkanal 154, der die Umfangs- % fläche 152 mit dem linken Ende des Steuerventil .(Fig. 3) und damit mit dem Sumpf 30 des Getriebes verbindet. In einer Bph-.rung 155 der Abschlußkappe 117 gleitet das Steuerventil 119··

Das Servoventil der Erfindung arbeitet wie folgt: der Druckkanal 121 ist mit der Hochdruckleitung oder den .Pumpenauslass zwischen der Pumpe und dem Motor des Getriebes durch die leitungen 45 und 46 verbunden, und wenn der Landhebel in der E"eutralstellung steht wie in Fig. 3, ist Dr"c-kkanal 121 über die g Bohrungen 136 und 136a im Kolben 11' mit der Druckkammer 141 und durch die öffnung 122 über die Leitimg 33 mit der ϊΓ-iederdruckleitunr; des Getriebes verbunden. 3o/frird das Servoventil der Erfindung jede bei der Nullstellung des Hebels geförderte Flüssigkeit von der Eochdruckseite ablassen. In der dargestellten Verkörperung i'-t die Hochdruckleitung an die Saugseite der Pumpe oder die Niederdruckleituns: des Getriebes angeschlossen, um jede Kriec'uaeigung dadurch zu verhindern, daß kein Flüssig-

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keitsdruckzum Hot or weitergeleitet wird. Das Servoventil könnte jedoch auch so ausgebildet werden, daß der Druck in der Hochdruckleitung zum Sumpf abgelassen wird, wenn der Hebel in Neu— tralstellung steht. .

Die Breite der Nut 123 in Bohrung 120/Läßt einen gewissen Bewegungsbereich des Handhebels und des Kolbens 118 gegenüber dem Ventilkörper 115 zu, indem jede geforderte Flüssigkeit zum ' ' Pumpenein^r-~ang geleitet wird, so daß der exakte Nullwinkel der Taumelscheibe 14 bei Nullstellung des Hebels nicht gefunden zu werden braucht, um ein Kriechen zu verhindern. Eine näherungsweise Einstellung des Handhebels 112, die eine Verbindung

zwischen der Bohrung 136 und der Nut 123 im Ventilkörper 115 schafft, wird die Kriechneigung verhindern.

Wenn der Handhebel 112 nach links bewegt wird, um den Taumelscheibenwinkel in einer Richtung aus der Neutralstellung heraus zu vergrößern, wird das Steuerventil 119 nach links bewegt, und die Nut 153 ^es Steuerventils 119 schafft eine Verbindung zwischen den Bohrungen 136 und 137· Der Druck in der Druckkammer 141 wird so zur Druckkammer 140 geleitet und auf die Fläche 134 des Kolbens 116 wirken und ihn nach links bewegen. Der Kolben 118 wird;sich nach links bewegen und dabei der Bewegung des Steuerventils 119 folgen, bis die Bewegung des Steuerventils 119 aufhört; gleichzeitig wird die Verbindung zwischen der Bohrung 136 so'vie der Nut 153 unterbrochen und&ein weiterer Druck zur Druckkammer 140 weitergeleitet.

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Der Kolben 118 wird sieh nach links bewegen, bis er teilweise den Durchlaß 154-im Steuerkolben 119 freilegt, der die Druckkammer 140 über den Durchlaß 154 mit dem Sumpf 30 in Verbindung bringt. Der Kolben 118 wird daher ausgerichtet, wenn ein Gleichgewi chtspunkt erreicht ist, bei dem die auf die linke Seite des Kolbens 118 wirkende Kraft, die sich aus dem Druck in der Kammer 141 mal der Oberfläche 125 und der resultierenden Kraft der Taumelscheibe 14 auf den Stift 131 zusammensetzt, gleich der Kraft aus dem Druck in Kammer 140 mal der Fläche 134 ist.

Wenn der Handhebel bewegt wird, um den Steuerkolben 119, wie in j?ig. 3 gezeigt ist, nach rechts zu verschieben, wird die Leitung 154 mit der Druckkammer 140 in Verbindung gebracht und dabei jeder D^ck in Druckkammer 140 abgelassen. Die Kraft auf Kolben 118 entsprechend dem Druck in der Kammer 141 wird dann den Kolben 118 nach rechts bewegen, der Belegung des Handhebels ! 112 folgend, bis der Kolben 118 wieder die Leitung 154 im Steu- j erventil 119 bedeckt.

Es ist offensichtlich, daß eine verbesserte Servoventileinrichtung geschaffen wurde, mit der die Taumelscheibe der Pumpe eines hydrostatischen Getriebes genau eingestellt werden kann und bei der die Taumelscheibe der Bewegung des Handhebels zur Veränderung des Tanmelsch.eibenwinkels entsprechend folgt.

Weiterhin verkörpert das Servoventil der Erfindung eine wirk-

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same und einfache Methode, 'Kriecherscheinungen bei der Nullstellung des Handhebels zu verhindern. Es ist ein kleiner Bewegungsbereich des Handhebels in der Neutralstellung vorgesehen, innerhalb dessen das Servoventil'den Pumpenauslaß oder die Hochdruckleitung mit dem Pumpeneinlaß oder der Niederdruckleitung verbindet, um so jede durch die Pumpe geförderte Flüssigkeit auf den Eingang der Pumpe kurzzuschließen und zu verhindern, daß unter Druck stehende Flüssigkeit den Motor erreicht, womit die Voraussetzungen für ein Kriechen ausgeschaltet sind. Es ist ebenso offensichtlich, daß das Servoventil der Erfindung in anderen Gebieten außerhalb der hydrostatischen Getriebe angewendet werden kann, wenn eine Pumpe der gezeigten Art als Druckquelle benutzt wird.

Die Beschreibung bezieht sich nur auf eine bevorzugte Verkörperung der Erfindung, und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.

41/07'33F

Claims

ing. H, NEGENDANK · DIPL.-ING. H. HATJCK · pipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBUHG-MÜNCHEN

ZUSTELLUNGSANSCHHIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TEI.. 8β 74 88 TTND !!6 41 IB

TELEGR. NEGEDAPATENT HAMBUBG

P 15 28 381 5 München ie · mozartstr. 23

" - · TEL.5380088

Borg-Warner Corporation «ι*β*, negedapatent :

. Hamburg, 12. August 1968

Patentansprüche

Schubtrieb zum Verändern der Hubstellung einer Verdrängungs-Pumpe mit stufenlos veränderbarer Verdrängung, mit einem druckbetätigbaren Stellkolben, einem im Stellkolben gleitbar angeordneten, über eine Eingangskraft bet"tigbaren Steuerschieber, einem zur Druckbeaufschlagung des Stellkolbens dienenden Druckraum, der durc> eine Bewegung des Steuerschiebers in der einen Richtung an die Hochdruckseite und in der anderen Richtung an die Niederdruckseite der Pumpe anschließbar ist, so daß der Stellkolben einer Bewegung des Steuerschiebers folgt, und einem die Hochdruck- und Wiederdruckseite der Pumpe verbindenden Strömungsmittelkanal, der bei Llinimalförderung der Pumpe geöffnet werden kann, dadurch, gekennzeichnet, daß zur genauen Nullhubeinstellung der Pumpe (ll) die- 3trömuna:smittelverbindung (46, 121, 156, 156a, 141, 122, >3) durch den Stellkolben (118) steuerbar"ist, wobei bei einer der Nullhubstellung der Pumpe entsprechenden Stellung des von Hand betätigbaren Steuerschiebers (152) die otrömungsmittelverbindung geöffnet ist.- :

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-■.■-, u

2. Schubtrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Durchlässe (136, 136a) in dem Kolben (118), um den Druckflüssigkeit sauslaßkanal der Pumpe mit dem Flüssigkeitseinlaßkanal zu verbinden, wenn der Handhebel (112) in der Neutralatellung ist. · ■

3. Schubtrieb nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch die Flüssigkeitsdurchlässe (136, 136a) in dem Kolben (118), um die Hochdruck- und Niederdruckkanäle (18,' 1.9) zwischen der Pumpe (11) und de?n Motor (lO) zu verbinden, wenn der Handhebel in der Neutralstellung ist.

M-. Schubtrieb nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein Servoventil (119), äas einen Ventilkörper (115), den Kolben (118), der verschiebbar innerhalb des Ventilkörpers angeordnet und mit der Taumelscheibe (14) verbunden ist, der Kolben (118) ist mit einer durchgehenden Axial-■ bohrung (130) versehen, wobei ein Steuerventil (152) in der h Bohrung des Kolbens verschiebbar angeordnet ist, und der Kolben der .axialbe~/egung des Steuerventils folgen kann, wenn dieses durch den Handhebel (112) zur Veränderung des Taumelscheibenwinkels der Taumelscheibe b-z«y. des Winkels des Hubverstellglied^ bewegt wird, und der Handhebel mit e-ner neutralen Stellung, in der die Taumelscheibe bzw. das Hubverstellglied auf einem Winkel minimalen 1-umpenhubes steht, v/obei die FlüssiiikeitsdurcMässe (121) in dem Ventilkcrper mit den Flüssigkeitsaurchlässen (136, 136a) in dem

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Kolben. zusammenarbeiten, wenn der Kollo en in einer der Feutralsteilung des Handhebels entsprechenden Stellung

steht, um so die Hoch- und Fiederdruckkanäle (18, 19) zwischen der Pumpe (lO) und dem Motor (12) zu verbinden und zu verhindern, daß irgendein Flüssigkeitsdruck von der Pumpe zum Motor gelangt, wenn der Hebel in der Neutralstellung steht.

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