DE1528381A1 - Servoventil fuer hydrostatische Getriebe - Google Patents
Servoventil fuer hydrostatische GetriebeInfo
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Description
DH.ING. H.NBGENDANK · dipl-ing. H. HAIJCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ
TEL·. 36 74 2 8 TTIVD 364115
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
909841/0733 BAD
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
909841/0733 βΛ ' —-„
Bad ORigiNal .
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
Yz> 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
BAD4 ORIGINAL
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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 '.7pise 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.
90984 1/0733
. 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
«098.41/0733 ^
•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 ' '
Pumpeneinr-~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 (1)
- ing. H, NEGENDANK · DIPL.-ING. H. HATJCK · pipl-phys. W. SCHMITZHAMBUHG-MÜNCHENZUSTELLUNGSANSCHHIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41TEI.. 8β 74 88 TTND !!6 41 IBTELEGR. NEGEDAPATENT HAMBUBGP 15 28 381 5 München ie · mozartstr. 23" - · TEL.5380088Borg-Warner Corporation «ι*β*, negedapatent :. Hamburg, 12. August 1968PatentansprücheSchubtrieb 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.- :909841/0733 BADORiOiNAL-■.■-, u2. 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 dem909.84 1/07 3 3 ~5~Kolben. zusammenarbeiten, wenn der Kollo en in einer der Feutralsteilung des Handhebels entsprechenden Stellungsteht, 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.BAD 90984 1/073 3
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