DE1630105C3 - Hydrostatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem von einer Pumpe über eine ein Richtungssteuerventil aufweisende Druckleitung mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren hydrostatischen Motor, von dem die Druckflüssigkeit über ein in eine Rückleitung eingeschaltetes druckgesteuertes Bremsventil zum Behälter abströmt, das einen in Richtung Abschließen der Rückleitung federbelasteten Ventilschieber aufweist, der vom Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors entgegen der Federkraft beaufschlagbar ist und der vom Druck der Druckflüssigkeit der Rückleitung unbeeinflußt ist, wodurch der Ventilschieber unterhalb eines vorgegebenen Wertes des Druckes der Druckflüssigkeit zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors die Rückleitung selbsttätig graduell abschließt, und einem in der Rückleitung liegenden Druckbegrenzungsventil, bei dem die Belastung seines Ventilkolbens in Schließrichtung willkürlich einstellbar ist.

Es ist ein hydrostatisches Getriebe bekannt (DT-AS l 151 443), bei dem eine Einstellung der Ausgangsleistung des hydrostatischen Motors dadurch erfolgt, daß die Pumpe als Taumelscheibenpumpe mit einstellbarer Fördermenge ausgebildet und zur Veränderung des Taumelscheibenwinkels ein von einer Steuerpumpe beaufschlagter Stellmotor vorgesehen und zwischen dem Stellmotor und dem Behälter ein hand- oder fußbetätigtes leistungsregelndes Ventil angeordnet ist, das beim Einstellen aus der Ruhelage in die Druckentla-

stungslage den Stellmotor zwecks Verkleinerung des Taumelscheibenwinkels zunehmend druckentlastet und die Fördermenge der Pumpe bis zu einer Unterbrechung des Antriebs zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor verringert.

Ferner ist ein hydrostatisches Getriebe mit einem in die Motor-Rückleitung eingeschalteten druckgesteuerten Bremsventil bekannt (DT-AS 1 161 154), das in bestimmten Fahrzuständen, beispielsweise wenn der hydrostatische Motor beim Bergabwärtsfahren als Pumpe wirkt, selbsttätig die Rückleitung schließt und dadurch ein Überdrehen des hydrostatischen Motors verhindert, wobei auf der Mantelfläche des Bremsventilschiebers eine sich axial verjüngende Ringnut ausgebildet ist, durch die die Rückleitung beim Schließen des Bremsventils graduell abgesperrt wird. Hierbei ist jedoch das Bremsventil außer vom Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors in Öffnungsrichtung auch vom Druck der Druckflüssigkeit in der Rückleitung in Schließrichtung beaufschlagt, und wenn der Motorausgangsdruck bei fallendem Motoreingangsdruck verhältnismäßig steil ansteigt, führt der Druckanstieg am Motorausgang zu einer Erhöhung der Schließgeschwindigkeit des Bremsventilschiebers, so daß die selbsttätige Bremswirkung in bestimmten Fahrzuständen dieses bekannten Getriebes übermäßig rasch einsetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydrostatisches Getriebe zu schaffen, bei dem für eine einerseits willkürliche und andererseits selbsttätige, weiche Abbremsung des hydrostatischen Motors gesorgt wird.

Ein hydrostatisches Getriebe der eingangs erwähnten Art ist Gegenstand eines älteren Patentes (DT-AS 1 243 533), jedoch liegt dort das Druckbegrenzungsventil parallel zum Bremsventil in der Rückleitung, so daß sich durch das Druckbegrenzungsventil nur die Bremswirkung des Bremsventils einstellen läßt, eine Abbremsung des hydrostatischen Motors mit Hilfe des Druckbegrenzungsventils in der Öffnungslage des Bremsventils jedoch nicht möglich ist.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß ein hydrostatisches Getriebe der eingangs erwähnten Art geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Druckbegrenzungsventil in Reihe liegend mit dem Bremsventil hinter diesem in die Rückleitung eingeschaltet ist und sein Ventilkolben unabhängig von der Stellung des Bremsventils willkürlich in eine die Rückleitung zunehmend drosselnde und schließende Stellung gebracht werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebe ist eine Änderung des Drucks in der Rückleitung ohne Einfluß auf das Steuerverhalten und insbesondere den Schließvorgang des Bremsventils, und die Umsteuerung des Bremsventils erfolgt einzig in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors, so daß die selbsttätige Bremswirkung des Bremsventils weich einsetzt, auch wenn der Motorausgangsdruck rasch ansteigt, also wenn beispielsweise das Fahrzeug beim Bergabwärtsfahren schiebt, und gleichzeitig ist jederzeit und unabhängig vom Fahrzustand mit Hilfe des Druckbegrenzungsventils ein willkürliches Bremsen auf das hydrostatische Getriebe fein dosierbar möglich, gleichgültig welche Druckverhältnisse in der Druckleitung zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors herrschen.

Um die exakte, fein gesteuerte Bremswirkung des Bremsventils weiter zu verbessern, empfiehlt es sich, auf der Mantelfläche des Ventilkolbens des Bremsventils eine längliche, sich verengende Meßkerbe auszubilden.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebe die Pumpe als Taumelscheibenpumpe mit einstellbarer Fördermenge ausgebildet und zur Veränderung des Taumelscheibenwinkels ein von einer Steuerpumpe beaufschlagter Stellmotor vorgesehen und zwisehen dem Stellmotor und dem Behälter ein hand- oder fußbetätigtes Kupplungs- und Bremssteuerventil angeordnet ist, das beim Einstellen aus der Ruhelage in die Druckentlastungslage den Stellmotor zwecks Verkleinerung des Taumelscheibenwinkels zunehmend druckentlastet und die Fördermenge der Pumpe bis zu einer Unterbrechung des Antriebs zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor verringert, ist ein willkürliches Bremsen mit Hilfe des Druckbegrenzungsventils vorteilhafterweise nur dann möglich, wenn zuvor die Fördermenge der Pumpe und somit die Antriebsleistung des hydrostatischen Motors auf den Minimalwert eingestellt wurde, was in einfacher Weise dadurch sichergestellt wird, daß das Kupplungs- und Bremssteuerventil über die Druckentlastungslage hinaus einstellbar ist und die Belastung des Ventilkolbens des Druckbegrenzungsventils in Schließrichtung zunehmend erhöht. Im Hinblick auf eine baulich einfache Ausbildung ist es in diesem Fall zweckmäßig, daß das hand- oder fußbetätigte Druckentlastungselement des Kupplungs- und Bremssteuerventils über eine Feder auf einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Kolben einwirkt und die Belastung des Druckbegrenzungsventils in Schließrichtung mit steigender Anpressung des Kolbens an den Ventilsitz zunehmend ansteigt. Bei Betätigung des Kupplungs- und Bremssteuerventils wird daher zunächst der Antrieb des hydrostatischen Motors von der Pumpe her unterbrochen, und anschließend setzt die Bremswirkung mit Hilfe des Druckbegrenzungsventils ein.

Hierbei sind in Ausbildung der Erfindung zwei wechselweise betätigbare Vorwärts- und Rückwärtsventile zum Umschalten des Richtungssteuerventils vorgesehen, wobei in der Betätigungslage des Vorwärtsventils die eine und in der Betätigungslage des Rückwärtsventils die andere von zwei entgegengesetzt wirkenden, an die Steuerpumpe angeschlossenen Druckkammern des Richtungssteuerventils mit dem Behälter verbunden ist, und bei einer Einstellung der Vorwärts- bzw. Rückwärtsventile über ihre Betätigungslage hinaus ist die Steuerdruckleitung zwischen der Steuerpumpe und dem Behälter zunehmend gedrosselt und der Stellmotor zwecks Erhöhung der Pumpenfördermenge zunehmend druckbeaufschlagt, wodurch aus Sicherheitsgründen bei einer Drehrichtungsumkehr des hydrostatisehen Motors dafür gesorgt wird, daß im Drehrichtungsumkehrpunkt des hydrostatischen Motors die Fördermenge der Pumpe ebenfalls wieder auf einen Minimalwert eingestellt ist. In diesem Fall empfiehlt es sich im Hinblick auf eine baulich einfache Ausbildung der Vorwärts- und Rückwärtsventile, daß ein Zwischenkolben des Vorwärts- bzw. Rückwärtsventils über eine Feder mit einem mit dem Ventilsitz des jeweiligen Ventils zusammenwirkenden Kolben verbunden ist und bei einer Einstellung des jeweiligen Ventils über die Betätigungslage hinaus die Federspannung und somit die Anpressung des Kolbens an den Ventilsitz durch den Zwischenkolben zunehmend erhöht ist und der am Stellmotor anliegende Druck der Steuerdruckflüssig-

keit ansteigt.

In den Zeichnungen ist ein in der folgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema wie die F i g. 2A, 2B und 2C zusammenzusetzen sind,

F i g. 2A, 2B, 2C eine schematische Darstellung des hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung.

Die Teilfiguren 2 zeigen eine als Axialkolbenpumpe ausgebildete Pumpe 10 mit einstellbarer Fördermenge, eine Steuerpumpe 11 mit konstanter Fördermenge, einen als Axialkolbenmotor ausgebildeten hydrostatischen Motor 12 mit einstellbarem Schluckvermögen, ein Kupplungs- und Bremssteuerventil 15, ein Rückwärtsventil 16, ein Vorwärtsventil 17, ein gesteuertes Druckbegrenzungsventil 20, ein Richtungssteuerventil 21, ein Bremsventil 22 und ein Überlastschutzventil 23.

Für die Pumpe 10 und den hydrostatischen Motor 12 ist je eine Taumelscheibe 30 und 31 vorgesehen. Ferner ist für die Taumelscheibe 30 der Pumpe 10 eine Stellvorrichtung 25 und für die Taumelscheibe 31 des hydrostatischen Motors 12 eine Stellvorrichtung 26 vorhanden. Für die Druckflüssigkeit des hydrostatischen Getriebes und seiner Steuereinrichtung ist ein Behälter 32, schematisch dargestellt, vorgesehen.

Die Stellvorrichtung 25 für die Pumpe 10 befindet sich in einem Gehäuse 35 und besteht aus einem Stellmotor 36, einem Druckausgleichsventil 37 und einem Vorspannkolben 38. Der Vorspannkolben ist in einer Bohrung 40 des Gehäuses 35 verschiebbar und wird durch eine Feder 41 nach rechts gegen die Taumelscheibe 30 der Pumpe 10 gedrückt.

Das Druckausgleichsventil 37 besteht aus einem Kolben 44, der eine Anschlußkappe 45 trägt, auf die eine Feder 46 einwirkt. Diese Feder 46 ruht anderenends auf einem Kontaktteil 47, das seinerseits mit der Taumelscheibe 30 in Berührung steht. Der Kolben 44 des Druckausgleichsventils37ruhtin einer abgestuften Bohrung 48 im Gehäuse 35.

Der Stellmotor 36 umfaßt einen Ventilkolben 55 und einen Stellkolben 56, der gegen die Taumelscheibe 30 drückt. Der Ventilkolben 55 läßt sich innerhalb des Stellkolbens 56 verschieben. Der Stellkolben ist in einer Bohrung 57 des Gehäuses angeordnet und begrenzt darin eine Druckkammer 58. Außerdem ist eine zweite Kammer 60 im Gehäuse vorgesehen, in der der Kopf

61 des Ventilkolbens 55 verschiebbar liegt. Eine Feder

62 drückt über den Kopf 61 den Ventilkolben 55 in der Zeichnung nach links, also vom Stellkolben 56 weg.

Im Gehäuse 35 befindet sich eine Druckleitung 65, die, über die Bohrung 40, zu dem Vorspannkolben 38 und zum Ende des Kolbens 44 des Druckausgleichsventils sowie zu einem Ausgang 66 führt. Eine weitere Leitung 67 verbindet die Bohrung 48 für das Druckausgleichsventil 37 mit dem Behälter 32 über einen Hohlraum 28, der die Taumelscheibe 30 aufnimmt und in den eine zum Behälter 32 führende Leitung 29 mündet. Eine Leitung 68 ist mit dem Druckausgleichsventil 37 und einer Leitung 69 verbunden. Die Leitung 69 wiederum ist mit der zweiten Kammer 60 des Stellmotors 36 und Öffnungen 72 und 73 verbunden. Außerdem enthält das Gehäuse 35 zwei Öffnungen 75 und 76, die mit der Bohrung 57 des Stellmotors 36 in Verbindung stehen.

An die Pumpe 10 ist eine Saugleitung 80, die mit dem Behälter 32 in Verbindung steht, und eine Druckleitung 81 angeschlossen.

Eine Welle 82 treibt sowohl die Pumpe 10 als auch die Steuerpumpe 11 an, wobei an letztere eine Saugleitung 85, die mit dem Behälter 32 verbunden ist, und eine Steuerdruckleitung 86 angeschlossen ist.

Ein Kontrollventil 19 besteht aus einem Ventilkörper 90 mit einer Kugel 91, die in einem Sitz 92 im Ventilkörper 90 ruht und durch eine Feder 93 angepreßt wird. Eine Leitung 95 verbindet das Kontrollventil 19 mit der Stellvorrichtung 26 des hydrostatischen Motors 12.

Die Stellvorrichtung 26 für den hydrostatischen Motor besteht aus einem Gehäuse 101, einem Vorspannkolben 102, einem Stellkolben 103 und einem Druckausgleichsventil 104. Der Vorspannkolben 102 ist in einer Bohrung 110 des Gehäuses 101 angeordnet. Eine Feder 111 preßt den Vorspannkolben 102 gegen die Taumelscheibe 31 des hydrostatischen Motors 12.

Der Stellkolben 103 ist in einer Bohrung 112 des Gehäuses 101 untergebracht und enthält ebenfalls eine Feder 113, die den Kolben 103 gegen die Taumelscheibe 31 preßt. Das Druckausgleichsventil 104 besteht aus einem Ventilschieber 115, der in einer Bohrung 116 des Gehäuses 101 geführt ist. Er hat einen Kopfteil 117, der in einer großen Bohrung 118 des Gehäuses 101 bewegbar ist. Diese Bohrung 118 ist durch eine Endplatte 119 verschlossen, die in ihrer Lage durch einen Federring

120 gehalten wird. Zwischen der Endplatte 119 und dem Kopfteil 117 des Ventilschiebers 115 ist eine Feder

121 gespannt. Der Ventilschieber 115 trägt Kolbenabschnitte 123, 124 und 125, zwischen denen Ausdrehungen 126 und 127 liegen.

Eine mit der Druckleitung 95 verbundene Druckleitung 130 ist an die Bohrung 110 für den Vorspannkolben 102 über eine Drosselstelle 129 und außerdem über eine Zuleitung 131 an die Bohrung 116 für das Druckausgleichsventil 104 angeschlossen. Eine Leitung 135 verbunden.

Die Leitung 136 verbindet die Bohrung 116 für das Druckausgleichsventil 104 und einen Hohlraum 33 für die Taumelscheibe 31 miteinander, der über eine Leitung 34 mit dem Behälter 32 verbunden ist.

Der hydrostatische Motor 12 hat ein Gehäuse 138 und ist an Leitungen 140 und 141 im Gehäuse 138 angeschlossen. Jede dieser beiden Leitungen kann als Einlaß- oder Auslaßleitung dienen, je nach der Stellung des Richtungssteuerventils 21. Zwischen den Leitungen 140 und 141 befindet sich das Überlastschutzventil 23 in einer Bohrung 142 des Gehäuses 138. In dieser ist ein federbelasteter Kolben 143 verschiebbar, der einen im Durchmesser größeren Teil 144 und einen im Durchmesser kleineren Teil 145 aufweist.

Das Richtungssteuerventil 21 liegt in einer Ventilbohrung 146 des Gehäuses 138 und weist einen darin verschiebbaren Ventilschieber 147 auf. An diesem sind Ventilkolben 148, 149 und 150 vorgesehen, die durch Ausdrehungen 151 und 152 getrennt sind. Innerhalb des Ventilgehäuses 138 sind an der Ventilbohrung 146 Ausgänge 155,156,157,158 und 159 vorgesehen. .

Der Ventilschieber 147 und die Ventilbohrung 146 begrenzen eine Druckkammer 160 am oberen Ende des Richtungssteuerventils 21 und eine Druckkammer 161 an dessen unterem Ende. Mit der Steuerdruckleitung 86 ist eine Steuerdruckleitung 162 verbunden, die die Druckkammer 160 durchquert. In der Steuerdruckleitung 162 befindet sich in der Nähe der Leitung 86 eine Drosselstelle 163. Mit der Steuerdruckleitung 86 ist noch eine Steuerdruckleitung 165 verbunden, die die Druckkammer 161 durchquert. Die Verbindung zwischen den Steuerdruckleitungen 165 und 86 weist eine

Drosselstelle 166 auf. Die Ausgänge 155 und 159 des Richtungssteuerventils 21 sind mit einer Leitung 167 verbunden, die zum Bremsventil 22 führt. Der Ausgang 157 steht mit der Leitung 95 in Verbindung, der Ausgang 156 mit der Leitung 140 und der Ausgang 158 mit der Leitung 141.

Das Bremsventil 22 ist in einer Ventilbohrung 170 des Gehäuses 138 angeordnet. In dieser Ventilbohrung liegt ein Ventilschieber 171 mit Ventilkolben 172 und 173, getrennt durch eine Ausdrehung 174. öffnungen 175,176,178 und 179 sind in der Ventilbohrung 170 des Bremsventils 22 vorgesehen. Die öffnung 179 ist enger als die öffnung 178. Eine Feder 180 preßt den Ventilkolben 171 nach oben, wie dargestellt. Die Öffnung 176 steht mit der Leitung 167 in Verbindung, diese wieder- *5 um mit dem Richtungssteuerventil 21. Die Öffnung 178 ist mit einer zum Behälter 32 führenden Leitung 181 verbunden, und die Öffnung 179 mit der Druckleitung 81. Die öffnung 175 ist mit einer zum gesteuerten Druckbegrenzungsventil 20 führenden Leitung 182 verbunden. Im Ventilkolben 172 des Ventilschiebers 171 ist eine Meßkerbe 183 vorgesehen.

Das gesteuerte Druckbegrenzungsventil 20 weist ein Ventilgehäuse 185 mit einer Ventilbohrung 186 auf. In dieser ist ein Ventilkolben 187 verschiebbar angeord- ^a5 net, der durch eine Feder 188 in der Zeichnung nach rechts gedrückt wird. Auf einem Ventilsitz 189 im Ventilgehäuse 185 ruht der Ventilkolben 187, dessen Durchmesser abgestuft und dessen Ende 190 im Durchmesser kleiner ist, wodurch ein Differentialbereich am Ventilkolben entsteht. Im Ventilgehäuse 185 sind öffnungen 191, 192 und 193 vorgesehen. Die öffnung 193 ist mit der Leitung 182, die Öffnung 191 mit einer zum Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 führenden Leitung 195 und die öffnung 192 über eine Leitung 196 mit dem Behälter 32 verbunden. Der Kopfteil des Ventilkolbens 187 weist eine Drosselbohrung 197 auf.

Das Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 besteht aus einem Ventilgehäuse 200 mit einer Ventilbohrung 201. Ein mit einem Pedal 202 verbundener Ventilkolben 203 ist in einem verengten Teil 204 der Ventilbohrung 201 verschiebbar. Weiterhin befindet sich in der Bohrung 201 ein becherförmiger Kolben 206. Zwischen dem Kolben 203 und dem becherförmigen Kolben 206 liegt eine Feder 208, eingebettet in den Hohlraum des Kolbens 206. Zwischen dem Pedal 202 und dem Ventilgehäuse 200 befindet sich eine weitere Feder 209. Der becherförmige Kolben 206 ruht in einem Sitz 210 im Ventilgehäuse 200. Dieses Ventilgehäuse enthält öffnungen 212, 213, 214 und 216. Die öffnung 216 ist mit der Leitung 195 und die öffnung 214 über eine Leitung 220 mit dem Behälter 32 verbunden. Die öffnung 212 führt über eine Leitung 221 zum Behälter 32, und die öffnung 213 führt über eine Leitung 222 zur öffnung 73 der Stellvorrichtung 25 der Pumpe.

Das Rückwärtsventil 16 und das Vorwärtsventil 17 sind ähnlich wie das Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 aufgebaut. Entsprechende Teile des Rückwärtsventils tragen die gleichen Bezeichnungen wie die des Kupplungs- und Bremssteuerventils 15 mit dem Zusatz a, die des Vorwärtsventils 17 solche mit dem Zusatz 6.

Das Rückwärts- und das Vorwärtsventil 16 und 17 besitzen becherförmige Ventilkolben 203a bzw. 2036 mit Kopfteilen 231 bzw. 232. In den Ventilbohrungen 201a und 2016 befindet sich je ein Zwischenkolben 207 mit ebenfalls becherförmiger Gestalt. Je eine Feder 208a bzw. 2086 drückt auf den jeweiligen Zwischenkolben 207 und auf je einen Kolben 206a bzw. 206b. Eine Feder 209a liegt zwischen dem Kopfteil 231 und dem Zwischenkolben 207 und eine Feder 2096 zwischen dem Kopfteil 232 und dem Zwischenkolben 207. Ein gemeinsames Pedal 202a stellt das Rückwärts- und Vorwärtsventil 16 und 17 ein und ist um eine Achse 230 drehbar gelagert. Das Pedal 202a betätigt den Ventilkolben 203a des Rückwärtsventils oder den Ventilkolben 2036 des Vorwärtsventils. Selbstverständlich können das Rückwärts- und Vorwärtsventil 16 und 17 auch durch getrennte Pedale betätigt werden, wie es beim Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 geschieht.

Eine Öffnung 2126 des Vorwärtsventils ist mit der Steuerdruckleitung 165 verbunden, eine öffnung 2166 mit der Steuerdruckleitung 86. Eine Leitung 233 verbindet eine öffnung 216a des Rückwärtsventils 16mit einer Öffnung 2146 des Vorwärtsventils 17, und eine Leitung 234 verbindet eine öffnung 212a des Rückwärtsventils 16 mit einer öffnung 2136 des Vorwärtsventils 17.

Die Leitung 234 führt ebenfalls zum Behälter 32. Eine Öffnung 214a des Rückwärtsventils 16 ist über eine Leitung 235 mit dem Behälter 32 verbunden und eine öffnung 213a des Rückwärtsventils 16 mit der Steuerdruckleitung 162.

Ein Laststeuerventil 18 weist ein Ventilgehäuse 240 mit einer Ventilbohrung 241 auf. In dieser Ventilbohrung gleitet ein mit einer Kolbenstange 243 versehener Ventilkolben 242. Die Kolbenstange ist an das Gestänge zum Einstellen der Brennstoffzufuhr zur Antriebsmaschine angeschlossen. Eine Feder 244 drückt den Ventilkolben 242 in der Zeichnung nach links in Richtung Drehzahlabnahme der Antriebsmaschine. Das Ventilgehäuse 240 weist öffnungen 245 und 246 auf. Die öffnung 245 ist mit der Steuerdruckleitung 86, die öffnung 246 über eine Leitung 247 mit dem Behälter 32 verbunden.

Die Wirkungsweise des hydrostatischen Getriebes nach der Erfindung ist die folgende: Die in ihrer Fördermenge einstellbare Pumpe 10 liefert Druckflüssigkeit über die Druckleitung 81 zu den Öffnungen 75 und 76 des Stellmotors 36, zum Ausgang 66 im Gehäuse 35, über die Druckleitung 65 zum Vorspannkolben 38 und zum Druckausgleichsventil 37, zum Kontrollventil 19, sowie zur öffnung 179 des Bremsventils 22.

Der Stellmotor 36 ist druckabhängig und arbeitet je nach dem an der öffnung 72 herrschenden Druck der Steuerdruckflüssigkeit, der willkürlich zur Vergrößerung des Taumelscheibenwinkels und damit zur Vergrößerung der Fördermenge der Pumpe eingestellt wird. Von der Steuerpumpe 11 wird in der Steuerdruckleitung 86 ein Druck erzeugt. Dieser hängt von der auf das Pedal 202a ausgeübten Kraft, entweder in Rückwärts- oder in Vorwärtsrichtung, ab, wie später noch beschrieben wird.

Die Steuerdruckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 86 gelangt über die öffnung 72 des Gehäuses 35 zur zweiten Kammer 60 und wirkt auf den Kopf 61, wodurch der Ventilkolben 55 in der Zeichnung nach rechts bewegt wird. Dadurch gelangt der Stellkolben 56 ebenfalls nach rechts und erhöht den Taumelscheibenwinkel an der Pumpe, da der Stellkolben 56 der Axialbewegung des Ventilkolbens 55 exakt folgt durch die Ausnützung des Druckes der von der Pumpe 10 geförderten Druckflüssigkeit, die über die öffnung 75 der Druckkammer 58 zugeführt wird. Der Stellmotor 36 arbeitet in bekannter Weise, indem der Stellkolben 56 der Axialbewegung des Ventilkolbens 55 folgt.

Auf dem Vorspannkolben 38 liegt der Druck der Druckflüssigkeit von der Druckleitung 81 über die

509 630/288

Druckleitung 65. Er bewirkt die Rückführung der Taumelscheibe 30 in die neutrale Stellung und wirkt über die Tunnelscheibe als Gegenkraft auf den Stellkolben 56.

Das Druckausgleichsventil 37 erhält ebenfalls Druckflüssigkeit von der Pumpe 10 über die Druckleitung 65 und bewegt sich, abhängig von der durch die Lage der Taumelscheibe 30 bestimmten Stellung der Feder 46, entsprechend dem Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung 65 gegebenenfalls bis zu einer Stellung, in der die Leitungen 68 und 67 miteinander verbunden werden. Der Druck der Druckflüssigkeit in der Leitung 68 fällt dabei ab und der Kopf 61 wird entlastet, wodurch die Feder 62 den Ventilkolben 55 wieder in der Zeichnung nach links drücken kann und den Taumelscheibenwinkel verkleinert und damit die Fördermenge der Pumpe verringert. Daher hat das Druckausgleichsventil 37 einen veränderbaren Bereich, der von der Lage der Taumelscheibe der Pumpe abhängt. Wenn der eingestellte Maximaldruck des Druckausgleichsventils 37 durch eine entsprechende Stellung der Taumelscheibe 30 überschritten wird, tritt der Stellmotor 36 wie beschrieben in Funktion, verringert den Fluß und erhöht den Pumpenausgangsdruck, wodurch die Motorleistung zunimmt.

Der Druck der von der Pumpe 10 geförderten Druckflüssigkeit in der Druckleitung 81 öffnet das Kontrollventil 19 und liefert Druckflüssigkeit über die Leitung 95 zum Ausgang 157 des Richtungssteuerventils 21. Die Druckflüssigkeit gelangt dann entweder über die Leitung 141 oder die Leitung 140 zum hydrostatischen Motor 12 und treibt diesen an. Über welche der Leitungen 140 oder 141 die Druckflüssigkeit zugeführt wird, hängt von der Stellung des Richtungssteuerventils 21 ab, diese wiederum von der Betätigung des Pedals 202a, wie später beschrieben wird. Die von der Pumpe 10 geförderte Druckflüssigkeit gelangt ebenso über die Leitung 95 und die Druckleitung 130 zur Stellvorrichtung 26 für den hydrostatischen Motor 12.

Die Druckflüssigkeit in der Druckleitung 130 gelangt durch die Drosselstelle 129 und wirkt auf den Vorspannkolben 102 der Taumelscheibe 31. Der Stellkolben 103 steht in Kontakt mit der Taumelscheibe 31 und steuert deren Lage.

Die Druckflüssigkeit in der Druckleitung 130 belastet über die Zuleitung 131 den Ventilschieber 115 des Druckausgleichsventils 104, wodurch dieser in der Zeichnung nach links gegen den Druck der Feder 121 geschoben wird. In einer bestimmten Lage werden die Leitung 135 und die Druckleitung 130 verbunden, wodurch die Druckflüssigkeit in die Bohrung 112 gelangt. Dort wirkt diese auf den Stellkolben 103, wodurch die Neigung der Taumelscheibe des hydrostatischen Motors vergrößert, dessen Schluckvermögen vergrößert und damit dessen Drehzahl herabgesetzt wird, wobei ein konstanter Druck im hydraulischen Arbeitskreislauf erhalten wird. Auf diese Weise trägt das Druckausgleichsventil 104 zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckes im hydraulischen Arbeitskreislauf während der Bewegung der Taumelscheibe 31 bei. Bei einem bestimmten, etwas geringeren Druck in der Druckleitung 130 gelangt der Ventilschieber 115 nach rechts, in welcher Lage die Bohrung 112 über die Leitung 135, die Ausdrehung 126 und die Leitung 136 mit dem Behälter 32 verbunden ist und führt auf diese Weise den Druck vom Stellkolben 103 ab. Dadurch kann sich die Taumelscheibe 31 wieder auf den kleinsten Neigungswinkel einstellen, wodurch die Drehzahl des hydrostatischen Motors mit abnehmendem Neigungswinkel und damit geringerem Schluckvermögen wieder zunimmt. Somit dient das Druckausgleichsventil 104 zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes im hydraulischen Arbeitskreislauf. Das Überlastschutzventil 23 verhindert, daß ein vorbestimmter Maximaldruck überschritten wird, der durch die Kraft der Feder und die Durchmessergröße der Teile 144 und 145 des Kolbens 143 gegeben ist. Wenn z. B. die Leitung 141 als Hochdruckleitung für den hydrostatischen Motor arbeitet, und der Druck der Druckflüssigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet, wirkt dieser auf die Druckfläche des Teiles 145 des Kolbens 143 und bewegt diesen nach oben, wodurch die Leitungen 141 und 140 miteinander verbunden werden, bis der Druck zurückgegangen ist. Entsprechend kann der Druck in der Leitung 140 auf die ringförmige Druckfläche zwischen den Teilen 144 und 145 des Überlastschützventils 23 wirken und den Kolben nach oben bewegen, wodurch die Leitungen 140 und 141 miteinander verbunden werden.

Durch Betätigung entweder des Vorwärts- oder des Rückwärtsventils 16 bzw. 17 nimmt der Druck der Steuerdruckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 86 zu. Dieser Druck steht auch an der Öffnung 245 des Last-Steuerventils 18 an, wodurch die Drehzahl der Antriebsmaschine zunimmt, indem der Ventilkolben 242 gegen die Feder 244 in der Zeichnung nach rechts gedrückt wird. Dadurch wird der Arbeitsbereich des Fahrzeuges größer, als wenn er von der Geschwindigkeit nur der Antriebsmaschine abhinge.

Das Vorwärts- und das Rückwärtsventil 17 und 16 arbeiten in gleicher Weise zur Erzeugung des Druckes der Steuerdruckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 86. Es genügt daher, die Wirkungsweise nur an Hand des Vorwärtsventils 17 zu erklären. Wenn zum Vorwärtsfahren die rechte Seite des Pedals 202a niedergedrückt wird, bewegt sich der Ventilkolben 2036 nach unten, wodurch die Öffnungen 2126 und 2136 miteinander verbunden werden und die Steuerdruckleitung 165 über die Leitung 234 mit dem Behälter 32 Verbindung hat. Dabei vermindert sich der Druck der Steuerdruckflüssigkeit in der Ventilbohrung 146 des Richtungssteuerventils 21 an dessen unterem Ende infolge der Wirkung der Drosselstelle 166 zwischen den Steuerdruckleitungen 165 und 86. Der Ventilschieber 147 bewegt sich in der Zeichnung nach unten infolge des anhaltenden Druckes der Steuerdruckflüssigkeit auf das obere Ende des Ventilkolbens 150. Diese Steuerdruckflüssigkeit wird über die Steuerdruckleitung 86 und die Drosseistelle 163 zugeführt, und durch das Niederdrücken des Pedals in Vorwärtsrichtung wird die »Vorwärts«- Stellung des Richtungssteuerventils 21 bestimmt. Dabei fließt die Druckflüssigkeit der Pumpe 10 in der Leitung 95 über die Ausdrehung 152 des Ventilschiebers 147 und den Ausgang 156 in die Leitung 140, wodurch der hydrostatische Motor vorwärts angetrieben wird.

Wird das Pedal weiterhin in Vorwärtsrichtung niedergedrückt, nimmt der Druck der Feder 2096 zu und bewegt den Zwischenkolben 207 nach unten, w'odurch der Druck der Feder 2086 auf den becherförmigen Kolben 2060 zunimmt und diesen 2066 in den Sitz 2106 preßt. Der normale Steuerdruckflüssigkeitsstrom von der Steuerdruckleitung 86 über die öffnung 2166, weiter — nach Verschieben des Kolbens 2066 — durch die öffnung 2146 zur Leitung 233, von da über das Rückwärtsventil 16 zum Behälter 32 hört auf, was zu einem Ansteigen des Druckes in der Steuerdruckleitung 86 führt.

Wie bereits erwähnt, führt dieser Druckanstieg in der Steuerdruckleitung 86 zu einer Bewegung des Kopfes 61 des Ventilkolbens 55 des Stellmotors 36, wodurch die Taumelscheibe 30 aus ihrer Anfangsstellung in eine solche Lage gebracht wird, wie sie dem Druck in der Steuerdruckleitung 86 entspricht.

Wird durch weiteres Niederdrücken des Pedals 202a der Druck der Steuerdruckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung 86 erhöht, so wird sich eine maximale Zugkraft durch die Veränderung des Taumelscheibenwinkels der Pumpe 10 zu seinem Maximalwert einstellen, während gleichzeitig der Taumelscheibenwinkel des hydrostatischen Motors 12 seinen Minimalwert einnimmt und die Drehzahl durch die Wirkung des Laststeuerventils 18 zunimmt. Je nach Stärke des Pedaldruckes kann somit jede gewünschte Geschwindigkeit eingestellt werden. Wie bereits gesagt, arbeitet das Rückwärtsventil 16 in gleicher Weise, um den hydrostatischen Motor rückwärts anzutreiben.

Während des Antriebes fließt die Druckflüssigkeit normalerweise von der öffnung 176 durch die Ausdrehung 174 in die öffnung 175 des Bremsventils 22 und von da durch das gesteuerte Druckbegrenzungsventil 20 in den Behälter 32. Wird die Stellung des Ventilschiebers 171 des Bremsventils 22 verändert, so wenn die Antriebsmaschine abgestellt wird und die Pumpe nicht arbeitet, oder wenn das Fahrzeug bergab rollt und wenn z. B. die Rückwärtsrichtung eingestellt ist, dient die Leitung 140 normalerweise als Auslaßleitung des hydrostatischen Motors über die Ausdrehung 152, die Öffnung 155 und die Leitung 167 und das Bremsventil 22 zum Behälter. Wenn dieser »umgekehrte« Antriebszustand vorliegt, wird die Leitung 140 zur Druckleitung in die der in diesem Zustand als Pumpe wirkende hydrostatische Motor fördert. Dabei führt die Druckleitung 81 Druckflüssigkeit mit vermindertem Druck, der bis zum Vakuum abnehmen kann, da der hydrostatische Motor mehr Flüssigkeit fördert, als die Pumpe liefert. In diesem Zustand (Vakuum) bewegt die Feder 180 des Bremsventils 22 den Ventilschieber 171 in deren obere Lage, wodurch die öffnung 176 geschlossen wird und somit auch der Ausgang vom hydrostatischen Motor, da dieser als Pumpe wirkt und eine Bremswirkung hervorruft. In gleicher Weise bewegt die Feder 180 den Ventilschieber 171 nach oben und schließt damit die öffnung 176, wenn die Antriebsmaschine abgestellt wird und die Pumpe nicht arbeitet. Dadurch werden, wenn auch das Kontrollventil 19 beide öffnungen des hydrostatischen Motors verschließt, Bewegungen in jeder Richtung verhindert.

Auf der Mantelfläche des Ventilkolbens 172 des Bremsventils 22 ist eine Meßkerbe vorgesehen, damit das Bremsventil 22 den Ausgang des hydrostatischen Motors 12 allmählich abschließt, wenn dieser als Pumpe arbeitet, um eine langsame Abbremsung des Fahrzeuges zu erzielen und ein ruckartiges Anhalten zu vermeiden. Während des normalen Betriebes, wenn die Pumpe den Druck liefert, hält die durch die verengte öffnung 179 fließende Druckflüssigkeit den Ventilschieber 171 des Bremsventils 22 in der unteren Lage, wobei der Ausgang des hydrostatischen Motors 12 über das gesteuerte Druckbegrenzungsventil 20 zum Behälter 32 offen ist.

Das Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 bewirkt eine Unterbrechung des Antriebes zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor genauso wie eine übliche Kupplung in einem Fahrzeug mit mechanischem Wechselgetriebe und übt darüber hinaus eine Bremswirkung auf das Fahrzeug aus.

Wenn das Pedal 202 des Kupplungs- und Bremssteuerventils 15 etwas niedergedrückt wird, werden die öffnungen 212 und 213 miteinander und zugleich über die Leitungen 222 und 221 mit dem Behälter 32 verbunden. Dabei verringert sich der Druck, der auf den Kopf 61 des Ventilschiebers 55 des Stellmotors 36 wirkt. Beim Niederdrücken des Pedals gelangt die Taumelscheibe 30 der Pumpe 10 in die Lage ihrer geringsten Auslenkung durch Abfluß der Druckflüssigkeit aus der zweiten Kammer 60 des Stellmotors 36. Dadurch wird die Antriebskraft auf die Räder unterbrochen.

Wird das Pedal 202 weiter durchgedrückt, dann wird der becherförmige Kolben 206 infolge der zunehmenden Kraft der Feder 208 mit zunehmender Kraft gegen seinen Sitz 210 gepreßt. Dadurch steigt der Druck in der Leitung 195 an, den normalerweise eine Druckflüssigkeit in dieser Leitung hat, die durch die Drosselbohrung 197 des Ventilkolbens 187 des gesteuerten Druckbegrenzungsventils 20 geflossen ist. Während sich dieser Druck in Leitung 195 aufbaut, nimmt der effektive Druck in der Ventilbohrung 186 auf der linken Seite des Ventilkolbens 187 des gesteuerten Druckbegrenzungsventils 20 zu und drückt dadurch den Ventilkolben 187 gegen seinen Ventilsitz 189, wodurch das gesteuerte Druckbegrenzungsventil 20 den Druckflüssigkeitsaustritt des hydrostatischen Motors 12 abschließt, wenn dieser versucht, als Pumpe zu arbeiten, z. B. beim Bremsen. Die Bremswirkung kann somit durch den Fahrer geändert werden durch entsprechenden Druck auf das Pedal 202, wodurch der Druck in der Leitung 195 und damit die Flüssigkeitsmenge, die durch das gesteuerte Druckbegrenzungsventil 20 vom hydrostatischen Motor 12 zum Behälter 32 fließt, sich ändert, wenn der hydrostatische Motor als Pumpe arbeitet.

Aus Obigem geht hervor, daß das hydrostatische Getriebe nach der Erfindung in den Fällen angewandt werden kann, in denen eine genaue Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Zugkraft oder der Drehzahl erforderlich ist. Die Vorwärts- und Rückwärtsventile lassen sich auf einfache Weise betätigen, so daß bei Fahr- und Hebezeugen ein schneller Richtungswechsel vorgenommen werden kann. Anfahren und Halten erfolgen weich und wirksam. Das Kupplungs- und Bremssteuerventil 15 erlaubt auch ein weiches Auskuppeln und Bremsen, wodurch sich die Bremswirkung genau dosieren läßt.

Die Anzahl der dafür erforderlichen und zu betätigenden Teile wurde auf ein Minimum reduziert, da die Einstellung der Fördermenge der Pumpe und das Schluckvermögen des hydrostatischen Motors selbsttätig je nach geforderter Leistung erfolgt.

Es ist nur ein einziges Pedal zu betätigen, um in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu fahren. Ein besonderes Beschleunigungspedal ist nicht nötig. Ebenso selbsttätig erfolgt die Drehzahlsteuerung je nach geforderter Leistung.

Eine unbeabsichtigte Bewegung des Fahrzeuges, wenn es abgestellt ist, tritt dank der Wirkung des Bremsventils nicht auf, das dem Fahrzeug eine zusätzliche Sicherheit verschafft.

Ebenso wird das Fahrzeug bei einem Ausfallen des hydrostatischen Motors oder der Pumpe angehalten. Für den Steuerdruck ist auch eine getrennte, kleinere Steuerpumpe vorgesehen, wodurch auch kleinere und billigere Ventile und Federn verwendet werden können, als wenn die Pumpe des Antritts dazu mit verwendet würde.

Die Verwendung einer getrennten Steuerpumpe macht die Steuervorgänge zuverlässiger, da ein relativ konstanter Druck zur Aufrechterhaltung einer konstanten Drehzahl des hydrostatischen Motors zur Verfügung steht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydrostatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem von einer Pumpe über eine ein Richtungssteuerventil aufweisende Druckleitung mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren hydrostatischen Motor, von dem die Druckflüssigkeit über ein in eine Rückleitung eingeschaltetes druckgesteuertes Bremsventil zum Behälter abströmt, das einen in Richtung Abschließen der Rückleitung federbelasteten Ventilschieber aufweist, der vom Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors entgegen der Federkraft beaufschlagbar ist und der vom Druck der Druckflüssigkeit in der Rückleitung unbeeinflußt ist, wodurch der Ventilschieber unterhalb eines vorgegebenen Wertes des Druckes der Druckflüssigkeit zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Einlaß des hydrostatischen Motors die Rückleitung selbsttätig graduell abschließt, und einem in der Rückleitung liegenden Druckbegrenzungsventil, bei dem die Belastung seines Ventilkolbens in Schließrichtung willkürlich einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (20) in Reihe liegend mit dem Bremsventil (22) hinter diesem in die Rückleitung (176,182,196) eingeschaltet ist und sein Ventilkolben (187) unabhängig von der Stellung des Bremsventils (22) willkürlich in eine die Rückleitung zunehmend drosselnde und schließende Stellung gebracht werden kann.

2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Mantelfläche des Ventilkolbens (172) des Bremsventils (22) eine längliche, sich verengende Meßkerbe (183) ausgebildet ist.

3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Pumpe als Taumelscheibenpumpe mit einstellbarer Fördermenge ausgebildet und zur Veränderung des Taumelscheibenwinkels ein von einer Steuerpumpe beaufschlagter Stellmotor vorgesehen und zwischen dem Stellmotor und dem Behälter ein hand- oder fußbetätigtes Kupplungsund Bremssteuerventil angeordnet ist, das beim Einstellen aus der Ruhelage in die Druckentlastungslage den Stellmotor zwecks Verkleinerung des Taumelscheibenwinkels zunehmend durckentlastet und die Fördermenge der Pumpe bis zu einer Unterbrechung des Antriebs zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor verringert, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungs- und Bremssteuerventil (15) über die Druckentlastungslage hinaus einstellbar ist und die Belastung des Ventilkolbens (187) des Druckbegrenzungsventils (20) in Schließrichtung zunehmend erhöht.

4. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hand- oder fußbetätigte Druckentlastungselement (Pedal 202, Ventilkolben 203) des Kupplungs- und Bremssteuerventils (15) über eine Feder (208) auf einen mit einem Ventilsitz (210) zusammenwirkenden Kolben (206) einwirkt und die Belastung des Druckbegrenzungsventils (20) in Schließrichtung mit steigender Anpressung des Kolbens (206) an den Ventilsitz (210) zunehmend ansteigt.

5. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten des Richtungssteuerventils (21) zwei wechselweise betätigbare Vorwärts- und Rückwärtsventile (17 und 16) vorgesehen sind, wobei in der Betätigungslage des Vorwärtsventils (17) die eine (161) und in der Betätigungslage des Rückwärtsventils (16) die andere (160) von zwei entgegengesetzt wirkenden, an die Steuerpumpe (11) angeschlossenen Druckkammern (160, 161) des Richtungssteuerventils (21) mit dem Behälter (32) verbunden ist, und daß bei einer Einstellung der Vorwärts- bzw. Rückwärtsventile (17 bzw. 16) über ihre Betätigungslage hinaus die Steuerdruckleitung (86) zwischen der Steuerpumpe (11) und dem Behälter (32) zunehmend gedrosselt und der Stellmotor (36) zwecks Erhöhung der Pumpenfördermenge zunehmend druckbeaufschlagt ist.

6. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenkolben (207) des Vorwärts- bzw. Rückwärtsventils (17 bzw. 16) über eine Feder (208 bzw. 208a) mit einem mit dem Ventilsitz (2106 bzw. 210a) des jeweiligen Ventils (17 bzw. 16) zusammenwirkenden Kolben (2066 bzw. 206a) verbunden ist und bei einer Einstellung des jeweiligen Ventils über die Betätigungslage hinaus die Federspannung und somit die Anpressung des Kolbens (2066 bzw. 206a) am Ventilsitz (2106 bzw. 210a) durch den Zwischenkolben (207) zunehmend erhöht ist und der am Stellmotor anliegende Druck der Steuerdruckflüssigkeit ansteigt.