DE1750554B2 - Halbautomatisches hydraulisches Übersetzungsstellsystem für ein hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Übersetzungsstellsystem der im Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs angegebenen Bauart. Bei einem bekannten System dieser Art (GB-PS 1067162) beruht die Übersteuerungsvorrichtung auf einer solchen Abstimmung der hydro-

statischen Getriebepumpe auf den Antriebsmotor, daß bei dessen Überlastung auch die Pumpe überlastet wird und ihr Förderdruck eine zulässige Höchstgrenze überschreitet. Wenn das geschieht, wirkt dieser Förderdruck mittels eines Überdruckventils auf einen Stellkolben, der die willkürlich einstellbare Drossel unabhängig von ihrer jeweiligen Einstellung mittels eines Steuerkolbens und Gestänges öffnet und dadurch das Pumpenstellglied auf Null stellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das halbautomatische hydraulische Übersetzungsstellsystem so auszugestalten, daß bei einer Überlastung des Antriebsmotors die Vernichtung des Druckabfalls in der Drossel und die dadurch bedingte Nullstellung des Pumpenstellgliedes unabhängig davon erfolgt, ob der Druck im Getriebe eine zulässige Grenze überschreitet. Eine solche Abstimmung der Getriebepumpe auf den Antriebsmotor, wie sie bei dem bekannten System erforderlich ist, ist dann entbehrlich. Das hat den Vorteil, daß ein und dasselbe Getriebe für verschieden starke Antriebsmotoren verwendet werden kann.

Wie diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst ist, ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptpatentanspruchs.

Sobald die Getriebeeingangsdrehzahl, also die Motordrehzahl, unter die bestimmte Grenze sinkt, dann öffnet die Venturimeßeinrichtung ganz unabhängig von dem im hydrostatischen Getriebe herrschenden Druck den Steuerschieber, der zur Drossel parallelgeschaltet ist. Darauf spricht aber der Pumpenstellkolben unverzüglich an, weil er dank des hydraulischen Kraftverstärkers das Pumpenstellglied auf Null stellen kann, ohne dabei irgendeinem erheblichen Widerstand zu begegnen. Das bedeutet aber, daß das Übersetzungsstellsystem mit großer Empfindlichkeit und unabhängig von dem im hydrostatischen Getriebe herrschenden Druck auf den Abfall der Motordrehzahl unter die bestimmte Grenze anspricht und dann unverzüglich das Pumpenstellglied auf Null stellt. Darin liegt ein erheblicher Fortschritt gegenüber dem vorstehend erläuterten bekannten System, bei welchem der zu verstellbaren Drossel parallelgeschaltete Steuerschieber, die Venturimeßeinrichtung und der hydraulische Kraftverstärker fehlen.

An sich sind die Merkmale a, b und c des kennzeichnenden Teiles des Hauptpatentanspruchs nicht mehr neu. So ist es bei Getrieben der in Rede stehenden Gattung schon bekannt (US-PS 3256747), den an der Drossel erzeugten Druckunterschied dadurch abzusenken, daß ein dieser Drossel parallelgeschalteter Steuerschieber bei Abfall der Getriebeeingangsd.-ehzahl durch einen Fliehkraftregler geöffnet wird. Hierdurch wird das Getriebe bei Unterschreiten einer bestimmten Eingangsdrehzahl in Richtung der Pumpennullstellung verstellt. Jedoch ist dabei ein zusätzliches Fliehkraft abhängiges Steuerelement nötig, und es läßt sich die Getriebeübersetzung nicht willkürlich einstellen, weil die Drossel nicht willkürlich einstellbar ist.

Bei einem bekannten Übersetzungsstellsystem mit dem Merkmal b (FR-PS 1398232) beaufschlagt die Venturi-Meßeinrichtung einen Steuerschieber, der den Druckmittelzufluß zum Übersteuerungs-Stellzylinder einer hydrostatischen Stellpumpe beherrscht. Sinkt dabei die Getriebeeingangsdrehzahl unter einen kritischen Wert, dann wird das Steuerventil eines hydraulischen Kraftverstärkers unabhängig von der jeweiligen Handeinstellung übersteuert.

Bei einem bekannten Steiisystesn mit dem Merkmal c (DT-PS 1204539) wird ein vorgespannter Stellkolben zur Betätigung eines hydraulischen Kraftverstärkers einer Stellpumpe von Steuerdrücken beaufschlagt, die an fliehkraftabhängig gesteuerten Getriebereglern und Getrieberegelventilen erzeugt werden, wobei gleichfalls von der Getriebeeingangswelle angetriebene Steuerpumpen zur Anwendung kommen.

ίο In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 und 2 je ein hydraulisches Schaltschema eines hydrostatischen Getriebes und des dazu gehörigen halbautomatischen hydraulischen Ubersetzungsstellsystem nach der Erfindung,

Fig. 3 ein hydraulisches Schaltschema eines halbautomatischen hydraulischen Übersetzungsstellsystems für zwei nicht dargestellte hydrostatische Getriebe, die je eine Laufkette eines Kettenfahrzeugs antreiben,

Fig. 4 ein im hydrostatischen Getriebe vorgesehenes Überdruck-Ventilaggregat, das mit dem in Fig. 3

gezeigten Übersetzungsstellsystem verbunden ist und Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Drosselventils, das in Fig. 2 schematisch bei 97 gezeigt ist. Das hydrostatische Getriebe, für welches das in Fig. 1 gezeigte Übersetzungsstellsystem bestimmt ist, besteht aus einer hydrostatischen Pumpe 31, aus einem Hydromotor 32 und aus Verbindungsleitungen 33 und 34, die den Auslaß der Pumpe mit dem Einlaß des Motors und den Auslaß des Motors mit dem Einlaß der Pumpe verbinden. Das Fördervolumen der Pumpe und das Schluckvermögen des Hydromotors sind je durch ein Stellglied 35β bzw. 36a stetig veränderlich, und zwar das Fördervolumen der Pumpe durch Null hindurch. Je nachdem, ob das Stellglied 35a ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Nullstellung in der einen Richtung oder in der anderen Richtung verstellt'ist, fördert die Pumpe 31 in die Leitung 33 oder in die Leitung 34 hinein und treibt daher den Hydromotor 32 in der einen oder in der anderen Drehrichtung. Angetrieben wird die Pumpe von einem Motor 65 über eine Welle 66. Der Hydromotor 32 kann dem Zweck dienen, das Fahrzeug anzutreiben, auf dem sich die in Fig. 1 gezeigte Anlage befindet. Die beiden Stellglieder 35 a und 36a bestimmen daher die Fahrtrichtung und das Übersetzungsverhältnis des Antriebs. Befindet sich das Stellglied 35 a der hydrostatischen Pumpe in der in Fig. 1 gezeigten Nullstellung, in der sich das Fördervolumen der Pumpe auf Null beläuft, dann steht daher das Fahrzeug auch dann still, wenn der Motor 65 läuft. Zum Anfahren in der einen oder der anderen Richtung muß das Stellglied 35 α auiwäns cder abwärts verstellt werden. Das Stetig! ed 36α nimmt dabei die Lage ein, in welcher der Hydromotor 32 auf das höchste Schluckvolumen eingestellt ist. Nur dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit die Grenze überschreiten soll, die der Hydromotor 32 in diesem Zustand mit dem größten Pumpenfördervolumen erzielen kann, wird das Stellglied 36a nach links aus der in Fig. 1 gezeigten L^ge bewegt, um das Schluckvermögen des Hydromotors 32 zu verringern und dadurch dessen Drehzahl zu steigern. Ferner muß das Pumpenstellglied 35 a in seine Nullstellung zurückgestellt werden, wenn der Antriebsmotor 65 den Leistungsbedarf der

Pumpe 31 nicht mehr zu decken vermag, etwa infolge von Brennstoffmangel oder anderen Störungen, und seine Drehzahl daher unter eine bestimmte Grenze sinkt. Zum willkürlichen Verstellen des Pumpenstellgliedes 35a dient ein Handhebel 82. In seiner linken Endstellung bringt er das Stellglied 35a in die in Fig. 1 gezeigte Nullstellung. Verschwenkt man ihn von der linken Endstellung ausgehend nach rechts, dann bewirkt er eine seinem Verstellwinkel verhältnisgleiche Verstellung des Stellgliedes 35a. Ob dieses dabei aufwärts oder abwärts verstellt wird, also das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts laufen läßt, bestimmt ein Stellhebel, der in Fig. 1 links von dem Umsteuerschieber 96 gezeigt ist.

Der Steuerung der beiden Stellglieder 35 α und 36a dient nun ein halbautomatisches hydraulisches Übersetzungsstellsystem, dessen Schaltschema in Fig. 1 gezeigt ist. Zu diesem System gehört eine mit dem Antriebsmotor 65 über die Getriebeeingangswelle 66 getriebene Steuerpumpe 70, die eine erste Steuerleitung 75 speist. Diese ist mit einer zweiten Steuerleitung 76 über einen als Drossel wirkenden Steuerschieber verbunden, dessen im Gehäuse 79 verschiebbarer Steuerkolben 81 durch ein Gestänge 83 mit dem Handhebel 82 verbunden ist. Die zweite Steuerleitung 76 steht über eine Leitung 77 und ein Überdruckventil 78 mit dem Vorratsbehälter R in Verbindung, der auch die Steuerpumpe 70 speist. Das Überdruckventil 78 hält daher in den mit ihm verbundenen Leitungen 76, 77 und 40 einen bestimmten Druck aufrecht. Die Leitung 40 steht über Rückschlagventile 53 und 54 m it dem Getriebekreislauf in Verbindung, der von den Leitungen 33 und 34 gebildet wird.

Von den Drücken in den beiden Steuerleitungen 75 und 76 wird über Leitungen 94 und 95 ein vorgespannter Pumpenstellkolben 92 beaufschlagt. Wie später im einzelnen erläutert werden wird, bewirkt dieser Kolben 92 die Verstellung des Pumpenstellgliedes 35a. Die Vorspannfedern 92 und 93, die im Zylinder 90 beiderseits auf den darin geführten Pumpenstellkolben 92 wirken, halten diesen Kolben jeweils in einer Höhenlage, die von dem Unterschied der in den Steuerleitungen 75 und 76 herrschenden Drücke und von der jeweiligen Einstellung des Umsteuerschiebers 96 abhängt. Dieser Druckunterschied aber entsteht durch das Drosseln des von der Pumpe 70 durch die Leitungen 75, 76 und 77 geförderten Stromes. Je nachdem, wie man den Handhebel 82 einstellt, also wie stark dieser Strom gedrosselt wird, wird der Kolben 92 und durch diesen das Stellglied 35a verstellt, wobei die Richtung dieser Verstellung von der Einstellung des Handhebels abhängt, der mit dem Umsteuerschieber 96 verbunden ist. Fahrtgeschwindigkeit und Fahrtrichtung werden also durch Handverstellung des Stellgliedes 35a mittels des Handhebels 82 und des Handhebels des Umsteuerschiebers 96 bestimmt. Die selbsttätige Nullstellung des Stellgliedes 35a bei Abfall der Motordrehzahl der Welle 66 unter eine bestimmte Grenze erfolgt durch eine Übersteuerungsvorrichtung, die den Druckabfall in der Drossel 79 vernichtet.

Diese Übcrsteuerungsvorrichtungwird nun von einem zur verstellbaren Drossel 79, 81 parallelgeschaltetcn Steuerschieber 80, 80a gebildet, der bei Abfall der Drehzahl der Welle 66 unter eine bestimmte Grenze geöffnet wird. Mit der Steuerpumpe 70 ist nämlich eine Vcnturi-Meßeinrichtung 72 durch Leitungen 71 und 73 in Reihe geschaltet. Solange die von der Steuerpumpe 70 geförderte Strömungsmenge eine bestimmte Grenze überschreitet, besteht ein erheblicher Meßdruckunterschied zwischen der Förderleitung 71 der Steuerpumpe 70 und einer Leitung 72a die von der Venturi-Meßeinrichtung 72 abgezweigt ist. Während die Leitung 71 durch eine Zweigleitung 71a mit dem einen Ende des Schiebergehäuses 80 verbunden ist, der den Steuerkolben 80a enthält, ist das andere Ende des Schiebergehäuses an die Leitung

ίο 72a der Venturi-Einrichtung angeschlossen. In diesem anderen Ende des Schiebergehäuses 80 befindet sich eine vorgespannte Druckfeder 84, die auf den Steuerkolben 80a drückt. Der Meßdruckunterschied zwischen den Leitungen 71a und 72 a hält aber den Steuerkolben 80a entgegen der Kraft der Feder in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, in der er zwei Steuermündungen des Schiebergehäuses 80 trennt, die mit den Leitungen 75 und 76 verbunden sind. Sinkt der Meßdruckunterschied unter die kritische Grenze, dann drückt die Feder den Steuerkclben 80a in Richtung auf die Leitung 71a, wodurch die beiden Leitungen 75 und 76 miteinander verbunden werden und daher den Druckabfall in der Drossel 79 vernichten. Das hat aber die Wirkung, daß die Federn 93 den Pumpenstellkolben 92 in die in Fig. 1 gezeigte Lage überführen, wodurch gleichzeitig das Stellglied 35a in die in Fig. 1 gezeigte Nullstellung überführt wird, in der die Pumpe 31 nicht fördert und daher die Welle 66 entlastet.

Der Pumpenstellkolben 92 bewirkt die Verschiebung des Stellgliedes 35 a und damit die Einstellung der Getriebeübersetzung über einen hydraulischen Kraftverstärker. Dieser Kraftverstärker besteht aus einem hydraulischen Servomotor 35 in Gestalt eines Zylinders und eines darin geführten Kolbens, dessen Kolbenstange von dem Stellglied 35a gebildet wird. Die Enden des Zylinders 35 stehen durch Leitungen 39 mit einer hydraulischen Nachlaufsteuerung 37,37a in Verbindung, die ihrerseits durch einen schwenkbaren Arm 41 gesteuert wird. Dieser ist durch ein einstellbares Gestänge 91 mit dem Pumpenstellkolben

92 verbunden. Daher wirken die Nachlaufsteuerung 37, 37a und der Servomotor 35 als hydraulischer Kraftverstärker, der es dem Kolben 92 ermöglicht, mit einer sehr geringen Kraft das Stellglied 35a zu verstellen, ohne daß dieses dabei auf den Pumpenstellkolben 92 zurückwirken kann. Die beiden Federn

93 spannen den Pumpenstellkolben 92 so vor, daß dessen Verschiebeweg dem Druckunterschied verhältnisgleich ist, der zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76 besteht und von der jeweiligen Einstellung der Steuerkolben 81 und 80a abhängig ist.

Nimmt der Handhebel 82 die in Fig. 2 gestellte

SS Lage ein, dann ist die verstellbare Drossel 79, 81 geöffnet und bewirkt daher keinen Druckunterschied zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76. Verschwenkt man ihn ausgehend von dieser Lage in Richtung des Pfeiles F bis in eine mittlere Stellung, dann

bo stellt er die Drossel 79, 81 so ein, daß der von ihr erzeugte Druckunterschied in den Leitungen 75 und 76 den Kolben 92 in seine obere oder untere Grenzstellung wandern läßt, je nachdem, wie der Umsteuerschieber 96 eingestellt ist. Das bedeutet aber, daß

dann die Pumpe 31 auf das größtmögliche Fördervolumen eingestellt wird. Die Folge ist, daß der Motor 32 mit mittlerer Drehzahl läuft und das Fahrzeug entsprechend schnell antreibt. Verschwenkt man dann

den Handhebel 82 noch weiter in Richtung des Pfeiles F, um noch schneller zu fahren, dann steigt der Unterschied der Drücke in den Leitungen 75 und 76 noch weiter, ohne daß das aber einen Einfluß auf den Pumpenstellkolben 92 hätte, der sich bereits in seiner Endstellung befindet. Diese Drucksteigerung hat aber zur Folge, daß der an die Stciierleitung 75 über die Leitung 101 angeschlossene Motorstcllkolben 104 im Zylinder 100 aufwärts verschoben wird und einen Arm 44 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dieser ist aber durch einen hydraulischen Kraftverstärker 36,38, 38ö mit dem Motorstellglied 36a verbunden, das daher durch den Kolben 104 verstellt wird, ohne auf diesen zurückzuwirken. Die über dem Kolben 104 befindliche Feder 103 wird dabei zusammengedrückt und die aus dem Zylinder 100 verdrängte Flüssigkeit fließt durch eine Leitung 102 und das Überdruckventil 78 zurück zum Flüssigkeitsbehälter R.

Die beiden Steuerleitungen 75 und 76 sind mit dem Umsteuerschieber 96 je über ein Drosselaggregat 97 verbunden, das aus einem Rückschlagventil und einer dazu parallelen Drosselstelle gebildet ist. Entsprechende Drosselaggregate 97 sind zwischen die Leitungen 75 einerseits und 101, 102 andererseits eingeschaltet. Diese Drosselaggregate dienen dem Zweck, die Bewegung der Stellkolben 92 und 104 zu dämpfen. Diese Dämpfung ist erwünscht, weil sonst die Stellkolben 92 und 104 unter dem Einfluß der sie belastenden Federn in Schwingung geraten könnten. Dann würde die Getriebesteuerung rauh wirken.

Eine Ausführungsform der in den Drosselaggregaten 97 befindlichen Drosseln wird später unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert werden.

Während bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform die Venturi-Meßeinrichtung 72 der Drossel 79, 81 vorgeschaltet ist, ist in Fig. 2 eine Ausführungsform des Übersetzungsstellsystems gezeigt, in der die Venturi-Meßeinrichtung 72 der Drossel 79 nachgeschaltet ist. Denn bei dieser Ausführungsform befindet sich die Venturi-Meßeinrichtung 72 zwischen der Leitung 76 und der Leitung 40. Während das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für einen Antriebsmotor 65 bestimmt ist, der ständig mit seiner Solldrehzahl läuft, ist die Ausführungsform der Fig. 2 für ein Übersetzungsstellsystem bestimmt, bei welchem der Fahrer des Fahrzeugs die Solldrehzahl willkürlich wählen kann. Diese Wahl erfolgt durch einen Handhebel 118, der mit dem Fliehkraftregler 119 des Motors 65 verbunden ist. Während bei der Ausführungsform der Fig. 1 der Druckabfall in der Drossel 79 immer dann vernichtet wird, wenn die Getriebeeingangsdrehzahl der Welle 66 unter eine ganz bestimmte Grenze fällt, muß bei der Ausführungsform der Fig. 2 diese Grenze veränderlich sein und von der Solldrehzahl des Motors 65 abhängen. Je niedriger diese Drehzahl gewählt ist, um so tiefer muß die Grenze liegen. Aus diesem Grunde ist der Steuerschieber BO, 80a der Fig. 1 durch einen anderen Steuerschieber 110, 111 ersetzt, der die Verbindung zwischen den Steuerleitungen 75 und 76 nur dann öffnet und da durch den Druckabfall in der Drossel 79 vernichtet, wenn die Drehzahl der Welle 6i unter die veränderliche Grenze fällt. Mit dem Steuerkolben 111 ist nämlich nicht nur der Stellkolben 113 sondern auch eine Druckfeder 115 verbunden, die durch einen schwenkbaren Nocken 116 unterschiedlich vorgespannt wird. Dieser Nocken steht über ein Gestänge 117 mit dem Stellhebel 118 in Verbindung. Je niedriger die Solldrehzahl des Motors 65 eingestell ist, um so schwächer wird die Feder 115 vorgespannt, umso geringer muß daher der Meßdruckunterschied der Venturi-Meßeinrichtung 72 sein, damit die Verbindung zwischen ί den Stcuerleitungen 75 und 76 durch den Steuerkol-

• ben 111 geöffnet und dadurch der Druckabfall in der Drossel 79 vernichtet wird. Die verstellbare Feder 115 bestimmt also die Einstellung der Drehfallgrenze, bei deren Unterschreiten das Fördervolumen der Pumpe

ι» 31 auf Null gestellt wird. Ferner sind bei der Ausführungsform der Fig. 2 die hydraulischen Kraftverstärker anders ausgestaltet, welche die beiden Stellkolben 92 und 104 mit dem Pumpenstellglied 127 und dem Motorstellglied 128 verbinden. Diese beiden Stellglieder sind nämlich durch Gestänge je an ein auf und ab bewegliches Gehäuse 122 bzw. 123 angeschlossen. Jedes dieser Gehäuse enthält zwei zylindrische Kammern, deren eine einen am Getriebegehäuse verankerten Kolben 126 und deren andere einen diesen Kolben umsteuernden Steuerkolben 121 aufnimmt. Der Steuerkolben 121 steht mit dem Kolben 92, bzw. dem Kolben 104 in Verbindung. Infolgedessen stellt jedes der Gehäuse 122 und 123 ein Nachlauf glied dar, das bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 121 diesem nachläuft, ohne auf ihn zurückzuwirken. Die Betriebsflüssigkeit für die Nachlaufglieder wird der Leitung 40 entnommen.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß der hydraulische Anschluß 101 des Zylinders 100 für das Motor-

jo stellglied 104 von der einen oder der anderen der beiden Verbindungsleitungen 94 und 95 abgezweigt ist, die sich zwischen dem Umsteuerschieber 96 und den Enden des Pumpen-Vorsteuer-Zylinders 90 erstrekken. Dabei erfolgt die wahlweise Abzweigung des An-Schlusses 101 von der Leitung 94 oder der Leitung 95 durch ein Zweiwegeventil 129, das durch den Druckunterschied zwischen den Leitungen 94 und 95 umschaltbar ist. Je nachdem, ob die Pumpe 31 in der einen oder der anderen Richtung fördert, führt entweder die Leitung 94 oder die Leitung 95 den höheren Druck, und das Zweiwegeventil 129 sorgt dann dafür, daß jeweils die den höheren Druck führende Leitung mit der Leitung 101 in Verbindung steht. Das Zweiwegeventil 129 ist als Steuerschieber mit einem in sei-

ner Mittellage federnd zentrierten Steuerkolben 129 β ausgebildet, der bei seiner Verschiebung aus der Mittellage den Abzweigkanal 101 zum Zylinder 100 freigibt, dessen hydraulische Betätigung gegen die Kraft einer einzigen Rückstellfeder 103 erfolgt.

Nunmehr sei das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispie! der Erfindung näher erläutert. Die Steuerpumpe 70, die Venturi-Meßeinrichtung 72, die verstellbare Drossel 79, 81 mit dem Handstellhebel 82 und der Umsteuerschieber M mit seinem Handhebel

ss sind an die beiden Steuerleitungen 75 und TC ebenso angeschlossen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Auch hierbei sind dem Steuerschieber 9€ die beiden Drosselaggregate 97 vorgeschaltet. Vom Steuerschieber M aus erstrecken sich die Leitungen 94 und 95 zu dem in Fig. S nicht dargestellten Zylinder 99, genau wie im Schaltschema der Fig. 1 gezeigt. Auch sind die Leitungen 7S wie in Fig. 1 an Mündungen eines zur verstellbaren Drossel 79,81 parallelgeschalteten Steuerschiebers 80 angeschlossen, dessen Steuerkolben Ma

6) bei normalen Drehzahlen des Antriebsmotors, also der Welle 69, diese beiden Steuerm(indungen trennt. Nur bei Abfall der Getriebeeingangsdrehzahl unter eine bestimmte Grenze öffnet der Steuerschieber Ma

die Verbindung zwischen den Leitungen 75 und 76. Insoweit entspricht also das Übersetzungsstellsystem der Fig. 5 demjenigen der Fig. 1. Es ist jedoch zusätzlich in einem Anbau 155 des Steuerschiebergehäuses 80 eine zweite Zylinderkammer zur Aufnahme eines Steuerkolbens 156 vorgesehen. Dieser Steuerkolben bildet ein Ausschaltventil, das in dem die Steuerleitungen 75 und 76 verbindenden Kanal des Gehäuses 80, 155 in Reihe mit dem Steuerkolben 80« geschaltet ist. Dieses Ausschaltventil ermöglicht zwei verschiedene Betriebsweisen des Übersetzungsstellsystems, nämlich die mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene Betriebsweise und eine zweite Betriebsweise, bei der bei geringer Motordrehzahl die Übersteuerungsvorrichtung in Gestalt des Steuerschiebers mit dem Steuerkolben 80a ausgeschaltet, also unwirksam gemacht ist. Das hat die Wirkung, daß man das Fahrzeug mit sehr langsam laufendem Antriebsmotor 65 fahren kann, ohne daß dabei die Übersteuerungsvorrichtung den Druckabfall in der Drossel 79 vernichtet und dadurch das Pumpenstellglied auf Null stellt.

Der zusätzliche Steuerkolben 156 hat eine Ringnut und nimmt bei normalen Drehzahlen des Antriebsmotors 65 die in Fig. 5 gezeigte Lage ein, in der diese Ringnut den durch das Gehäuse 80, 155 laufenden Verbindungskanal der Steuerleitungen 75 und 76 offen läßt. Er wird in dieser Stellung entgegen der Kraft einer auf ihn einwirkenden Druckfeder 157 durch den Druck in der Steuerleitung 75 gehalten. Zu diesem Zweck verbindet bei dieser Ausgestaltung des Übersetzungsstellsystems die Leitung 71a die Leitung 75 mit dem über dem Steuerkolben 156 befindlichen Hubraum. Der andere Hubraum, der die Feder 1S7 enthält, ist mit der Abzapfleitung 72a der Venturi-Meßeinrichtung 72 verbunden, Während des Betriebes des Fahrzeugs mit Motordrehzahlen, die oberhalb einer bestimmten Grenze liegen, ist der von der Steuerpumpe 70 erzeugte Druck in den Leitungen 71, 75, 71a und im oberen Hubraum des Gehäusesanbaus 155 so hoch, daß der Schieberkolben 156 entgegen der Kraft der Feder 157 und entgegen dem von unten auf den Steuerkolben 156 wirkenden Flüssigkeitsdruck in der in Fig. 3 gezeigten Lage gehalten wird, in der die Übersteuerungsvorrichtung 80, 80a in der mit Bezug auf Fig. 1 erläuterten Weise wirkt. Wenn aber die Motordrehzahl bis in den Bereich der Leerlaufdrehzahl sinkt, dann steigt der Druck in der Abzapfleitung 72a der Venturi-Meßeinrichtung und drückt mit Hilfe der Feder 157 den Steuerkolben 156 entgegen dem in den Leitungen 75 und 71a herrschenden Flüssigkeitsdruck aufwärts. Dadurch wird verhindert, daß bei weiterem Abfall der Drehzahl die Übersteuerung.svorrichtung 80, 80a anspricht, das Pumpenstellglied 35a auf Null stellt und dadurch ein Manövrieren des Fahrzeugs verhindert. Der Steuerkolben 156 stellt also ein Steuerglied dar, das durch den Druckunterschied zwischen den beiden Steucrleitungen 75, 76 verschiebbar ist und das Überbrücken der beiden Steuerleitungen beim Unterschreiten der im Anspruch 1 genannten Grenze verhindert, wenn dieser Druckunterschied infolge niedriger Motordrehzahl eine untere Grenze unterschreitet.

Das in Fig. 3 gezeigte Übersetzungsstellsystcm ist für einen Fahrzeugantrieb bestimmt, bei welchem der Antriebsmotor unter Steuerung durch einen Regler mit seiner Solldrehzahl läuft. Man kann das Fahrzeug daher nicht mit Hilfe des Getriebes und des Antriebsmotors bremsen, wie es bei gewöhnlichen Fahrzeugen

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der Fall ist. Darum ist eine Steueranlage 139 vorgesehen. Zu dieser gehört ein Zylinder 140, dessen eines Ende durch eine Leitung 141 mit der Abzapfleitung 72ö der Venturi-Meßeinrichtung verbunden ist, während das andere Ende des Zylinders 140 durch eine Leitung 144 mit der Leitung 71 verbunden ist und daher unter dem Druck steht, der stromauf von der Venturi-Meßeinrichtung 72 in der Leitung 71 herrscht. Ein im Zylinder 1.40 befindlicher Kolben 142 steht unter dem Druck einer vorgespannten Feder 145 und ist durch ein Gestünge 142a und 146 mit einem Luftbreinsen-Verstärkungsaggregat 147 verbunden. Dieser vermag ein Bremsband 148 einer Bremstrommel 149 anzuziehen, die sich auf der Welle des Hydromotors 32 befindet. Sucht der Antriebsmotor etwa bei einer Bergabfahrt seine Solldrehzahl zu überschreiten, dann sinkt der Druck in der Abzapfleitung 72a und in der daran angeschlossenen Leitung 141, während der Druck in der Leitung 144 und in der Leitung 71 steigt. Infolgedessen bewegt sich der Kolben 142 entgegen der Kraft seiner Vorspannfeder und bewirkt das Anziehen der Bremse 148, 149. Dadurch wird das Fahrzeug so weit verzögert, daß der Antriebsmotor seine Solldrehzahl nicht überschreiten kann.

Wie Fig. 3 zeigt, ist zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76 ein zusätzlicher Strömungsweg vorgesehen, der durch ein Ventil 130 in Gestalt eines Steuerschiebers mit einem durch eine Feder 132 belasteten Steuerkolben 131 verschlossen oder geöffnet werden kann. Der Steuerkolben 131 hat eine Kolbenstange 133, die durch ein Gestänge 135 und ein damit verbundenes Pedal 134 verschoben werden kann. Der Schieberkolben 131 hat Drosselschlitze, mit deren Hilfe man durch Niederdrücken des Pedals 134 den Druckabfall in der Drossel 79 verringern kann, der durch den Hebel 82 eingestellt ist. Das hat aber die Wirkung, daß das mit der durch den Hebel 82 gewählten Geschwindigkeit laufende Fahrzeug abgebremst wird und langsamer fährt, ohne daß man dazu den Steuerhebel 82 verstellen müßte. Gibt der Steuerkolben 131 die Verbindung zwischen den Steuerleitungen 75 und 76 frei und schließt diese kurz, dann wirkt kein Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 142.

Wird der Hydromotor 32 überlastet, dann steigt der Druck zwischen den Leitungen 33 und 34 des hydrostatischen Getriebes über eine bestimmte Grenze. Dieser Druck wird aber durch eine Leitung 255 auf einen Zylinder 136 übertragen und wirkt in diesem gegen einen federbelasteten Kolben, dessen Kolbenstange 137 auf die Kolbenstange 133 wirkt. Infolgedessen verschiebt sich der Steuerkolben 131 entgegen der Kraftseiner Feder 132 und setzt den Druckabfall in der Drossel 79 herab. Das führt aber zu einer Verringerung des Hubvolumens der Pumpe 31 und damit zu einer Entlastung des hydrostatischen Getriebes. Diese Entlastung verhindert eine übermäßige Erwärmung des Getriebes. Die Schieberkolbenstange 137 stellt also ein Meßglied für den im hydraulischen Getriebe herrschenden Druck dar.

Wie die Leitung 255 mit den beiden Leitungen 33 und 34 des hydrostatischen Getriebes verbunden ist, zeigt Fig. 4, in der diese beiden Leitungen durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Die Leitungen 33, 34 haben je eine Abzweigung 243, jede dieser Abzweigungen mündet in eine Kammer 241a, die durch einen Kolben 246 in einem Zylinderraum 250 begrenzt ist. Dieser Kolben bildet ein Verschlußstück eines Ventils, das die Kammer 241a von einem mit

dem Flüssigkeitsvorratsbehälter verbundenen Raum 248 trennt und einen Durchlaß 253 hat. Der Hubraum 250,derdie Belastungsfeder 249 enthält, steht mittels eines federbelasteten Überdruckventils 252 mit der Leitung 255 in Verbindung.

Steigt nun der Druck einer der Leitungen 33, 34 über die zulässige Grenze, dann verschiebt sich der durch diesen Druck beaufschlagte Kolben 246 und verbindet die den Überdruck enthaltende Kammer 241a über die Kammer 248 mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter. Mithin wirkt der Kolben 246 als Überdruckventil. Außerdem wirkt der Druck in der Kammer 240a über den Durchlaß 253 auf das federbelastete Ventil 252 und öffnet dieses, wodurch ein Kanal 254 und die an diesen angeschlossene Leitung 255 unter Druck gesetzt wird.

Beim Auftreten eines Überdrucks im Getriebe tritt also Flüssigkeit aus dem Überdruckventil 252 aus und wirkt auf das Meßglied 137, Fig. 3.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Drosselaggregats 97 dargestellt, das aus einem Rückschlagventil und einer parallel dazu verlaufenden Drosselstelle besteht. Es hat sich nun gezeigt, daß die durch dieses Drosselaggregat erreichte Dämpfung von Schwingungen des Pumpenstellkolbens 92 oder des Motorstellkolbens 104 dadurch wesentlich verbessert werden kann, daß der Drosselquerschnitt in Abhängigkeit vom Druckabfall in der Drossel 79, also abhängig von dem auf den Stellkolben 92 oder 104 wirkenden Flüssigkeitsdruck, verstellbar gemacht wird. Das Schiebergehäuse 271 des in Fig. 5 gezeigten Drosselaggregats enthält in seiner Bohrung 272 einen Schieberkolben 273, der in seiner Mitte eine äußere Ringnut 272 hat, die durch eine verzweigte axiale Bohrung des Steuerkolbens mit einem Einlaß 277 in der Stirnseite des Kolbens in Verbindung steht. Dieser Einlaß kommuniziert mit einer Mündung 278 des Gehäuses 271. Ferner hat das Gehäuse 271 mehrere radiale Kanäle 274, die einerseits mit einer äußeren Kammer 276 des Schiebergehäuses 271 und andererseits mit der Ringnut 272 kommunizieren, wenn der Steuerkolben 273 durch eine ihn belastende Schraubendruckfeder 275 in der in Fig. 5 gezeigten Lage gehalten wird. Der die Feder 275 enthaltende Hubraum hat eine Mündung 279 im Gehäuse 271. In das Übersetzungsstellsystem der Fig. 1 wird das Drosselaggregat der Fig. 5 μπ Hie Stelle eines jeden Drosselaggregats 97 eingefügt. Dabei wird die Leitung 75 an die Mündung 278, die Leitung 76 an die Mündung 279 und die zum Umsteuerschieber 96 verlaufende Leitung, bzw. die Leitung 101 oder die Leitung 102, mit der Kammer 276 verbunden. Die Wirkung

ίο ist dann folgende:

Steigt der Druckabfall in der Drossel 79, also der Druckunterschied zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76, dann stellt sich der Kolben 273 auf eine mittlere Stellung ein, in welcher dem auf die linke

ι · Stirnseite des Kolbens wirkende Druckunterschied die Feder 275 im Gleichgewicht entgegenwirkt. Infolgedessen verringert sich entsprechend die Anzahl der Drosselkanäle 274, welche die Leitung 75 mit der Kammer 276, also mit dem Umsteuerschieber 96 oder

2ü tier Leitung 101 oder der Leitung 102 der Fig. 1, verbinden. Je höher der Druckunterschied zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76 ist, um so kleiner wird daher der Drosselquerschnitt zwischen der Leitung 75 und der Kammer 276. Umgekehrt werden bei Sinken des Druckunterschiedes zwischen den beiden Steuerleitungen 75 und 76 mehr Drosselkanäle 274 freigelegt. Wird der Druckabfall in der Drossel 79 vernichtet, so daß in den Leitungen 75 und 76 derselbe Druck herrscht, dann geht der Kolben unter dem

in Druck der Feder 275 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung über, in der alle Drosselkanäle 274 offen sind. Es entspricht dies der Wirkung des Aggregats 97, das ebenfalls die Strömung von dem Umsteuerventil 96 zur Leitung75 ungedrosselt fließen läßt, wenn der Druck-

j-, abfall in der Drossel 79 vernichtet ist.

Die Drosselwirkung der Dämpfungsdrossel 270 nimmt also mit Ansteigen des Druckunterschiedes zwischen den beiden Leitungen 75 und 76 zu. Darauf bezieht sich der Anspruch 8. Dieser Anspruch stellt aber nicht den Steuerschieber 270 an sich mit dem Merkmal der Gruppe radial gebohrter Löcher 274 unter Schutz, die durch den vorgespannten Schieberkolben gesteuert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Halbautomatisches hydraulisches Übersetzungsstellsystem für ein hydrostatisches Getriebe, dessen Übersetzung in Abhängigkeit von der Getriebeeingangsdrehzahl durch ein hydraulisches Drucksteuersystem stufenlos änderbar ist, mit einer — von der Getriebeeingangswelle (66) getriebenen - Steuerpumpe (70), die eine erste Steuerleitung (75) speist, welche über eine willkürlich einstellbare Drossel (79, 81) mit einer zweiten Steuerleitung (76) verbunden ist, wobei ein vorgespannter Pumpenstellkolben (92) von den Drükken in den Steuerleitungen unmittelbar beaufschlagt ist und eine Übersteuerungsvorrichtung vorgesehen ist, die bei Überlastung des Antriebsmotors den Druckabfall in der Drossel (79) vernichtet und dadurch das Pumpenstellglied auf Null stellt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Übersteuerungsvorrichtung von einem zur verstellbaren Drossel (79,81) parallelgeschalteten Steuerschieber (80a, 111) gebildet wird, der bei Abfall der Getriebeeingangsdrehzahl unter eine bestimmte Grenze durch einen Meßdruckunterschied (Leitung 71a, 72a) geöffnet wird,

b) daß der Meßdruckunterschied an einer mit der Steuerpumpe (70) in Reihe geschalteten Venturi-Meßeinrichtung (72) erzeugt wird und

c) daß der Pumpenstellkolben (92) über einen hydraulischen Kraftverstärker (35, 37) die Übersetzungseinstellung bewirkt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturi-Meßeinrichtung (72) der Drossel (79, 81) vorgeschaltet ist (Fig. 1).

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturi-Meßeinrichtung (72) der Drossel (79) nachgeschaltet ist (Fig. 2).

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Venturi-Meßeinrichtung umschaltbare Steuerschieber (111) durch eine verstellbare Feder (115) belastet ist, deren Einstellung die in Anspruch 1 genannte Grenze bestimmt.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Druckunterschied zwischen den beiden Steuerleitungen (75,76) verschiebbares Steuerglied (156) das Überbrücken 'der beiden Steuerleitungen beim Unterschreiten der im Anspruch 1 genannten Grenze verhindert, wenn dieser Druckunterschied eine untere Grenze unterschreitet (Fig. 3).

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis S, gekennzeichnet durch eine solche Vorspannung des Pumpenverstellkolbens (92), daß dessen Verschiebeweg dem Druckunterschied der beiden Steuerleitungen (75, 76) verhältnisgleich ist.

7. System nach Anspruch 1 für ein Fahrzeuggetriebe, dessen Eingangswelle mit einer Bremse und einem Bremskraftverstärker versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Bremskraftverstärker (147) durch den an der Venturi-Meßeinrichtung (72) erzeugten Meßdruckunterschied (Leitung 71a, 72a) antreibbar ist (Fig. 3).

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7

mit in den Steuerleitungen vorgesehenen Dämpfungsdrosseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsdrossel (270) durch den Druckunterschied zwischen den beiden Steuerleitungen (75, 76) derart verstellbar ist, daß mit Ansteigen des Druckunterschiedes die Drosselwirkung zunimmt (Fig. 4).

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein hydrostatisches Getriebe mit einem verstellbaren Hydromotor, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Steuerleitungen (75, 76) auch an einen Stellzylinder (100) für die hydraulische Betätigung des Motorstellgliedes (36) angeschlossen ist, wobei diese hydraulische Betätigung in an sich bekannter Weise die Überwindung einer solchen Kolbenvorspannkraft durch den Druckunterschied in den Steuerleitungen (75, 7i6) erfordert, die größer ist als die zum Verstellen des Pumpenstellgliedes zu überwindende Vorspannkraft.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Anschluß (101) des Zylinders (100) für das Motorstellglied von der einen oder der anderen der beiden Verbindu.igsleitungen (94,95) abgezweigt ist, die sich zwischen dem Umsteuerschieber (96) und den Enden des Pumpen-Vorsteuer-Zylinders (90) erstrecken, wobei die wahlweise Abzweigung durch ein Zweiwegeventil (129) erfolgt, das durch den Druckunterschied in diesen Leitungen (95, 94) umschaltbar ist (Fig. 2).

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegeventil (129) als Steuerschieber mit einem in seiner Mittellage federnd zentrierten Steuerkolben (129a) ausgebildet ist, der bei seiner Verschiebung aus der Mittellage den Abzweigkanal (101) zudem Motor-Vorsteuer-Zylinder (100) freigibt, dessen hydraulische Betätigung gegen die Kraft einer einzigen Rückstellfeder (103) erfolgt (Fig. 2).

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur verstellbaren Drossel (79,81) ein durch einen willkürlich verstellbaren Hebel (134) oder durch ein Meßglied (137) für den im hydraulischen Getriebe herrschenden Druck verstellbarer Steuerschieber (130, 131) vorgesehen ist (Fig. 3).

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (137) durch eine Leitung (255) mit dem Auslaß eines im hydraulischen Getriebe vorgesehenen Überdruckventils (252) verbunden ist (Fig. 3, 5).

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (137) für den im hydraulischen Getriebe herrschenden Druck durch die Druckflüssigkeit verschiebbar ist, die beim Auftreten eines Überdrucks im Getriebe aus dem Überdruckventil (252) austritt (Fig. 3, 5).