DE2335266A1

DE2335266A1 - Hydrostatischer fahrzeugantrieb

Info

Publication number: DE2335266A1
Application number: DE19732335266
Authority: DE
Inventors: Rodney Roye Erickson; Gordon Wilford Johnson
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1973-07-09
Publication date: 1974-01-31
Also published as: JPS5725429B2; GB1432395A; US3803841A; CA980659A; JPS4957255A; FR2192670A1

Description

Hamburg, den 5. Juli 1973 143173 .1114

Priorität: 10. Juli 1972, U.d.A. Pat.Anm.Nr. 270 269

Anmelder:

Caterpillar Tractor v.o.

Peoria, 111., U.S.A·

Hydrostatischer Fahrzeugantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Antrieb und insbesondere auf eine Steuerung für die hydrostatische Antriebsübertragung, wobei die Steuerungsmittel während der Antriebssteuerung eines Fahrzeugs wirksam werden, um das Drehmoment und die Ausgangsgeschwindigkeit so anzupassen, daß übermäßige Drehzahlen während einer Wendung und eine übermäßige Druckbeaufschlagung des hydrostatischen Systems vermieden werden»

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Zum Stand der Technik und dem momentanen Jtand der Entwicklung auf dem Gebiet der hydrostatischen Transmission wird auf die U3-PS 3 381 472 und 3 477 225 verwiesen.

Für die Steuerung hydrostatischer Transmissionen sind bereits zahlreiche Systeme bekanntgeworden· Trotzdem befassen sich nur wenige mit dem Proolem der koordinierten Steuerung eines Paares hydrostatischer Transmissionen, die betriebsweiae miteinander verbunden sind, um ein Paar in Querrichtung auseinanderliegender, mit dem Boden in Berührung oder Eingriff stenender Vorrichtungen anzutreiben, die zur Portbewegung eines Fahrzeugs dienen. Eine solche Anordnung müßte z.B. in einem auf Ketten laufenden Fahrzeug vorgesehen sein, bei welchem jede Spurkette gesondert angetrieben wird· Zweirädrige Traktoren, die zum Ziehen von Scrapern verwendet werden, können auch eine solche Vorrichtung, die hier beschrieben wird, benutzen.

Eine derartige Anordnung führt zu einer besonderen Schwierigkeit bei kettengetriebenen Fahrzeugen, bei denen die Drehung dadurch ausgeführt wird, daß die Antriebsgeschwindigkeit jeder der gesondert angetriebenen Ketten verändert wird. Wird das Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit geschwenkt oder auf dem Fleck gedreht, treten sehr hohe Verteilerdrüoke auf. Dies beruht auf der Hemmwirkung der Kettenschuhe, die aich in den Boder. eingraben, so dai zur Drehung des Fahrzeuges eine größere Kraft erforderlich ist, übermäßige Verteilerdrücke verursachen, daß ein großes Strömungsmittelvolumen über die Hochdruckentlastungsventile

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umgeleitet wird, was zu einer übermäßigen Erwärmung und einer Leistungsverschwenaung führt.

Hoch bedeutender ist jedoch das Sicherheitsproblem· Die Benutzung stufenlos veränderlicher Transmissionen, wie der hydrostatischen Transmission, ermöglicht eine^i für schweren Binsatz vorgesehenen Fahrzeug, schnell eine hohe !Portbewegungsgeschwindigkeit während des .Einsatzes zu erreichen« Eine solche hohe Arbeitsgeschwindigkeit verbessert die Produktivitä"fc£rheblich, erhöht jedoch auch die Gefahren beim üblichen Einsatz solcher Fahrzeuge, wenn Drehungen ausgeführt werden müssen·

Die Gefahren, die beim .Betrieb mit hoher Geschwindigkeit für schwere Arbeitsfahrzeuge auftreten, rühren in erster Linie von der hohen Trägheit der Fahrzeuge und dem hohen Schwerpunkt her, der sowohl im belasteten wie im unbelasteten Zustand vorliegt. Diese Bedingungen sind besonders kritisch, wenn Drehungen auszuführen sind· Z.B. führt die hohe Trägheit solcher Fahrzeuge dazu, daß eine gute Zugkraft und ein hohes Drehmoment benötigt wird, um das Fahrzeug zu drehen. Das Fehlen eines dieser Faktoren kann dazu führen, daß bei einer mit hoher Geschwindigkeit ausgeführten Drehung die Kontrolle über das Fahrzeug verlorengeht·

üs gibt i'axirseuge, die ia beladenen Zustand einen hohen schwerpunkt aufweisen, und andere ciit einem hohen Schwer-

punkt im unbeladenen Zustand. In beiden Fällen kann der hohe Schwerpunkt dazu führen, daß dae Fahrzeug umkippt, falls versucht wird, es mit hoher Geschwindigkeit zu drehen.

Ein Hauptaiel der Erfindung ist deshalb, einen hydrostatischen Fahrzeugantrieb mit einem selbsttätigen Steuerungssystem zu schaffen, um für eine günstigste Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausnutzung der Motorleistung während Wendungen und Drehungen auf dem Fleck zu sorgen·

Weiter bezweckt die Erfindung, für ein stufenlos veränderliches Tranomissionssystem eine Steuerung zu schaffen, die in angemessener Weise die Motorauβgangsieistung zwischen den getrennten Ketten des Fahrzeugantriebs aufzuteilen, um eine gesteuerte Drehung mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen.

Ein weiteres Ziel dar Erfindung ist die Schaffung eines SteuerungBsystems, um hydrostatisch angetriebene Spurkettenfahrzeuge so zu steuern, daß sie mit fortlaufendem Antrieb gesteuerte Bögen und Drehungen auf dem Fleck fahren können»

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Fahrzeug, das ein Paar hydrostatischer Transmissionen zum Antrieb getrennter Fahrzeugräder aufweist, mit einem Steuerungssystem ausgestattet ist, das selbsttätig während mit hoher Geschwindigkeit ausgeführter Wendungen das Drehmoment und

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die Geschwindigkeit zwischen den Transmissionen aufteilt. Das Steuerungssystem spricht sowohl auf ein Geschwindigkeit ssteuersignal als auch auf ein Drehungsgeschwindigkeitssignal an, um selbsttätig die Drehgeschwindigkeit der Transmission anzupassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung 13t ein Kettenfahrzeug mit einem Paar hydrostatischer Transmissionen im Antrieb.szug zum Einzelkettenantrieb versehen und weist ein Steuerungssystem auf, das auf die Fahrzeugsteuerung anspricht, um selbsttätig während einer Drehung die Transmissionseinstellung so zu bemessen, daß Drehungen mit übermäßiger Geschwindigkeit und auch eine übermäßige Druckbeaufschlagung des hydrostatischen Antriebssystems vermieden werden·

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt ist· Es zeigent

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuerungssystemea,

Fig. 2 ein auf die Fahrzeugsteuerung ansprechendes Ventil für das System nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Druckbeziehung für das System nach Fig. 1.

Ein hydrostatisches Antriebssystem mit einem erfindungsge-

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mäßen Steuersystem, siehe Pig. 1, weist ein Paar hydrostatischer Transmissionen 10 und 12 auf, von denen jede betriebsweise so angeschlossen ist, daß sie durch den nicht dargestellten selben Motor angetrieben werden und ein Drehmoment auf gesonderte Antriebsräder oder Spurketten zur Portbewegung eines Fahrzeugs übertragen· Die hydrostatische Transmission 10 weist eine Pumpe 14 veränderlicher Verdrängung und einen Motor 16 veränderlicher Verdrängung auf, die durch eine hydraulische Schleife verbunden sind, zu der Bine Leitung 18 und eine Leitung 20 gehören. Die hydrostatische Transmission 12 ist in gleicher Weise gebaut und enthält eine Pumpe 22 veränderlicher Verdrängung, die durch Leitungen 26 und 28 mit einem Motor veränderlicher Verdrängung verbunden ist. Das Verhältnis von Eingang zu Ausgang wird in jeder Transmission durch die Verdrängungseinstellung von Pumpe und Motor der Transmission geregelt.

Die Verdrängung jeder Pumpe wird durch Hydraulikmotoren oder Pumpenstellvorriohtungen 30 und 32 verändert, die so arbeiten, daß 3ie di© Pumpen zu beiden Seiten der Mitte von einer Verdrängung ITuIl auf eine maximale Verdrängung schwenken, so daß Vorwärts- und Rückwärtseinstellung und auch ein bestimmtes Maß an Geschwindigkeitssteuerung möglich wird· Die Pumpenstellvorrichtungen 30 und 32 werden durch Servoventileinheiten 31 und 33 gesteuert, wobei die Servoventile durch einen Vorsteuerzylinder 35 oder einzeln durch Stellvorrichtungen 34 und 36 betätigt werden, die

auf den Steuerdruck im Lenkungssystem ansprechen, wie noch erläutert wird.

Die Verdrängung der Motoren 16 und 24 wird durch lineare Motoren oder Motoratellvorrichtungen 38 und 40 gesteuert, die so arbeiten, daß sie die Verdrängung der Motoren verändern und dadurch deren Geschwindigkeit und/oder Drehmoment abgabe« Die Motorstellvorrichtungen werden durch Servoventileinheiten 37 und 39 gesteuert, die an aas Steuersystem durch Gestängeverbindungen 42 und 44 angeschlossen sind, die durch einen linearen Betätigungsmotor oder Vorsteuerzylinder 46 betätigt werden. Die Servoventile zur Steuerung der Verdrängung der Motoren 16 und 24 sind zur gleichzeitigen Betätigung über das Gestänge durch den Betätigungsmotor 46 in Verbindung, wobei der Motor 46 auf einen nicht gezeigten Geschwindigkeitasteuerwähler anspricht, um das Geschwindigkeitsverhältnis der Transmission au ändern·

Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Steuersystems wird vorzugsweise von einer mit fester Verdrängung arbeitenden, nicht dargestellten Pumpe zugeführt, die unmittelbar vom Fahrzeugmotor angetrieben wird und aus einem Sumpf Flüssigkeit ansaugt, die über ein Leitungssystem den verschiedenen Steuerventilen des Systems zugeführt wird«

Die Hydraulikmotoren 16 und 24 sind über das Steuersystem miteinander in Verbindung und ao synchronisiert, daß an jedsr der Transmissionen eine genau ■ bemessene und syn—

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chror.i3iertö; Ausgangsleistung· aufrechter:*·^.!ten y.ii\i_? .vor—

:;t_t daß die" Pumpen 14 und 22 für »iieo'eibe Aus^ui_t:;·:- in gleicher ".Veirje synchronisiert aina« Die ..lotoren 16 und 24 sind synchronisiert und- in Verbindung miteinander, un zusammenzuarbeiten, wenn von maximaler auf aihim&le Verdrängung und umgekehrt unter der rtirkung des Stellmotors 46 für die Geschwindigkeitssteuerung umgestellt wird'. Der Stellmotor 46 enthält einen Kolben 47» der durch Gestänge- " mittel 42·und 44 mit den Servoventilen 37 und 39 der Motoren verbunden ist. Der Kolben 47 ist durch eine Feder 48 auf die ausgefahrene Stellung vorgespannt, die in der Pig. dargestellt ist und die maximale Verdrängung der' ..lotoren bedeutet. Der Geschwindigkeitssteuermotor 46 spricht auf ein Geschwindigkeitssteuersignal in Gestalt von Druckflüssigkeit an, die über die üteuerleitungen 49 oder 5C zugeführt wird, um den Kolben 47 zu stellen. Damit werden auch aie Motoren 16 und 24 auf eine entsprechende Verdrängung oder ein Geschwindigkeitsverhältnis gestellt'· Jede der Steuerleitungen 49 und 50 ist mit geeigneten, die Strömung überwachenden Mitteln versehen, zu denen ein paralleles Rückschlagventil, und/eder eine Drosselstelle gehören, die die Betätigung des Motcrvorsteuerzylinders oder Stellmotors glättet» ". - ·

Die Pumpen 14 und 22 werden in ähnlicher V/eise durch eineii Betätigungs— oder Jervomotor 35 gesteuert, der einen Vorsteuersylinder aufweist, in welchem ein Kolben 52 auf eine Mittellage'durch Federn 53 und 54 vorgespannt ist. Der Kolben 52 ist mit einem Paar Hebelarmen oder Winkelhebel—

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anordnungen 55 und 56 verbunden, von denen jede einen in~ dividu-illen Vorsteuermotor 34 bzw. 56 trägt und die durch eine Verbindungsstange 57 verbünden aind. Der Vorstauermotor 35 spricht auf einen Differentialdruck an, der auf den Kolben 52 einwirkt, und'durch die üeatängeanordnungen auch auf die Servoventile 31 und 33_f so daß dadurch die Verdrängung der Pumpen 14 und 22 gesteuert wird. JJer Kolben 52 kann sich in beiden Richtungen bewegen und damit . auch das Gestänge in den Servoventileinheiten in beiden Richtungen· Infolgedessen kann der Kolben die Pumpen 14 und 22 über die Mitte nach beiden Seiten verschwenken, um dadurch flüssigkeit in beiden Richtungen durch den Kreis zu schicken und dementsprechend die Transmissionen zu

veranlassen, in-Bezug auf den Motoreingäng entweder"in Vorwärts— ode'r JSückwärtsrichtung zu laufen· Das Gestänge ist so angeordnet, daß es eine koordinierte Steuerung der zwei Pumpen ermöglicht, so daß der Ausgang "der Pumpen synchronisiert ist und Stellungsentsprechung aufweist*

Die Winkelhebelanordnungen 55 und 56 sind jeweils an einem festen Schwenkpunkt 58 bzw. 59 schwenkfähig angeordnet. Jede weist· einen veränderlichen dchwenkpunkt 60 bzw. 61 auf,um die Hebellänge zu variieren, die zur Betätigung dee entsprechenden Hebelarmes vorgesehen ist. Der Abstand' des ochwenkpunkte3 oder "-Zapfens 60 vom Schwenkpunkt 58 bestimmt das Ausmaß der Bewegung, das auf die Servoventileinheit 31 und damit zur Stellung der Pumpe übertragen wird. Die Bewegungsrichtung für eine gegebene .dewegungsrichfcung des /orJteuerzylinders 35'wird durch seine Lage

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auf der einen oder anderen Seite des festen Schwenkpunkteu 53 bestimmt, der wiederum susamuen mit den Abstand vom

ochwenkpunkt 58 durch, die Stellvorrichtung 34 bestimmt wird.

Diese Vorsteuerzylinder oder Stellvorrichtungen 34 und 36 arbeiten mit den oben erwähnten veränderlichen Gestängevorrichtungen zusammen, um die Lenkung zu bewirken· Eine Betätigung des einen oder anderen der Vorsteuerzylinder 34» 36 führt zu einer Änderung in der Ausgangsgeschwindigkeit einer Transmission· Diese Vorsteuerzylinder werden durch einen Differentialdruck betätigt, der in jedem Pail mittels eines Strömungsmitteldruckea hergestellt wird, der über die Hydraulikleitung 62 "bzw. 63 zugeführt wird und dem eine ?eder 64 bzw. 65 an dem entsprechenden Kolben entgegenwirkt, ...--..

Dia Arbeitsweise der dargestellten Ausführungsform wird am besten dadurch verständlich," wenn berücksichtigt wird, daß das in Pig· I dargestellte System in seiner neutralen Stellung ist. D.h., daß der bei 66 auftretende Eingangsantrieb vom Fahrzeugmotor auf die Eingänge der beiden Pumpen 14 und 22 übertragen wird, jedoch zu keiner Drehungsausgangslei3tung an den Ausgangswellen 67 und 68 der Transmission führt· Eine hydrostatische Transmission, bei der wie im vorliegenden Fall sowohl die Pumpe als auch der Motor Einheiten mit veränderlicher Verdrängung sind, muß ein Steuersystem aufweisen, um die Pumpe-und den Motor auf—

dor richtig äbru3tinmen unu d.^jr.it eii.-e wirksam., e Arbeitsweise dor ir&nsEiission zu erzielen.

In einer richtig abgestimmten Transmission hat die Pumpe eine Verdrängung Hull und einen Geschwindigkeitazustand Null, während der Motor auf seiner maximalen Verdrängung ist. Für eine Beschleunigung des Panrzeugs wird die Pumpen»- verdrängung bis zu einsm Höchstmaß vergrößert, während der Motor in seiner maximalen Verdrängung bleibt, so daß er "' ein maximales Drehmoment bei einem minimalen Druck für die Beschleunigung des Fahrzeugs entwickelt.

Um das Fahrzeug zu beschleunigen, wird Druckflüssigkeit in den Servomotor 35 für die Geschwindigkeitssteuerung über die Hydraulikleitungen 69 oder 70 eingeführt, so daß der Servokolben 52 aufgrund des an ihia angreifenden Differentialdruckes verschoben wird und dabei diese Bewegung über die Winkelhebelanordnungen 55 und 56 auf die Dr ehservGventileinheiten 31 und 33 überträgt, wodurch: allmählich die Verdrängung der Pumpen 14 und 22.erhöht wird. Die Verdrängung der Pumpen verursacht, daß Flüssigkeit uia die Schleifen 18\ 20/ 26_r 28 fließt. Dadurch wirkt die Flüssig-' keit auf die Motoren. 16 und 24 und setzt sie in Bewegung. Die Puxapenverdrängung wird bis zu einem Höchstmaß vergröJ3ert_r während die Motoren in ihrer maximalen Verdrängung bleiben, to, daid sie zur Beschleunigung de3 Fahrzeugs ein maximales Drehoiocient- ,bei minimalen Drücken entwickeln.

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Nachdem die Pumpe einer typischen 'franemission ihre maximale Verdrängung erreicht hat, ist das Fahrzeug ebenfalls in seiner Höchstgeschwindigkeit, falls nicht der Motor auch in der Verdrängung veränderlich ist· Bei Motoren veränderlicher Verdrängung, wie in dem vorliegenden Fall,, wird die Verdrängung des ülotors allmählich dadurch verringert, daß Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 50 zur Einwirkung auf den Servokolben 47 zugeführt wird. Der Kolben 47 überträgt seine Bewegung über das Gestänge 42, 44 auf die Servoeinheiten 37 und 39» um dadurch den Motor " in seine minimale Verdrängung und das Fahrzeug'zu seiner Höchstgeschwindigkeit zu bringen. Eine Lenkung des Fahrzeuge wird dadurch, erreicht^ daß die Auagangegeschwindigkeit einer der Wellen 67» 68 mit Bezug auf die andere geändert wird. Im wesentlichen wird dies erreicht, indem das Geschwindigkeitsverhältnis der einen !Transmission mit Bezug auf die andere geändert wird. Hierzu wird einfach einer der Lenkungssorvomotoren 34» 36 betätigt, indem über eine der Hydraulikleitungen 62, 63 erhöhter Strömungsmitteldruck zugeführt wird. Falls s,B. der Druokin der Leitung 62 erhöht wird, führt eine Bewegung des Servokolbens des Motors 34 dazu, daß der Schwenkpunkt 60 abwärts in dem Schlitz bewegt wird, der in dem uiit 55 bezeichneten Teil ausgebildet ist» Dieser Schlitz würde in der Betriebsstollung in einem Winkel zu dem dargestellten stehen» Dies würde au einer Nockenwirkung und zu einer Bewegung des Schwenkpunktes 60 nach rechts oder links führen, so daB damit die Servoventilelnheit ?1 betätigt wird« Das führt dazu, daß die

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Pumpe 14 auf eine geringere Verdrängung als die der Pumpe 22 geschwenkt wird· Dementsprechend verringert sich die Ausgangsgeschwindigkeit der Antriebsachse 67» Aufgrund— ' dessen wird das Fahrzeug in Sichtung des langsameren An-";.. triebsrades gedrehte . "■ -.."■- ■ · .·"■ . ·

Wegen der hohen Geschwindigkeiten, die Fahrzeuge mit /lern. hier beschriebenen Transmissionsaystem erreichen können, ^Nsind auf die Lenkung ansprechende . Geschwindigkeitssteuermittel vorgesehen, um hohe Ausgangsgeschwindigkeiten der Transmissionen aufgrund von hohen Wendesignalen zu yer—-ringern» In dsr. erfindungsgemäßen Einrichtung weisen die auf die Lenkung ansprechenden Geschwindigkeitssteuermittel eins Ventilanordnung 71 auf, die über eine Hydraulikleitung 72, ein Doppelrückschlagventil 75 und Hydraulikleitungen und 75 mit den Lenkungssteuerleitungen 62 und.,63 verbunden ist. Die Ventilanordnung 71 steht auch über Hydrauliklei— tungen 76 und 77 mit den Motorgeschwindigkeitssteuerlei— tungen 49 und 50 in Verbindung, die an den,Servomotor 46 zu dessen .Steuerung angeschlossen sind· - . .......

Wegen der auf Lenkung ansprechenden Geschwindigkeitssteuerjmittel nach der Erfindung wird auf ilg· 2 verwiesen· Die dargestellte Einrichtung weist eine Ventilanordnung mit einem Gehäuse 80 auf, in dem eine erste Bohrung 81 ausgebildet ist, in der hin— und herbeweglich ein Steuerschieber 82 angeordnet ist, der durch eine Jeder 85 auf das eine äuSero ßndo ,der Bohrung 81 vorgespannt ist· Die

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leitung 72 steht in Verbindung mit der Bohrung 81 und über eine Ausnehmung 84 am. Schieber 82 mit einem Ringrauia 85». Der Ringraum 85 ist über einen Kanal 86 mit einer Kammer 87 verbunden, die ant Ende einer zweiten Bohrung 88 ausgebildet ist· Der Kanal 89 geht vom Ringraum 85 zur Kammer 90 am Ende der zylindrischen Bohrung 81 und des VentilSchiebers 82. Ein Entlastungsventil 91 ist zwischen dem Kanal 86 und der Bohrung 81 angeordnet· Ein Ventilschieber 92 ist. hin- und herbeweglich in der Bohrung 88 angeordnet und auf die eine Endstellung mittels einer Feder 93 vorgespannt· Eine zylindrische Bohrung 94 ist im Ventilschieber 92 ausgebildet und nimmt ein zylindrisches Verzögerungsglied 95 auf, das an. dem einen Ende der Bohrung 88 anliegt und eine Kammer 96 zwischen den anderen Ende und dem Ventilschieber bildet. Ein Kanal 97 verbindet die Kammer 96 und eine Ringausnehmung 98 im Schieber 92· Die Ringrinne 98 ist in Verbindung mit der Leitung 77 und bei richtiger Stellung des Schiebers 92 mit einem Bingraum 99» der seinerseits über einen Kanal 100 mit der Leitung 76 in Verbindung steht. Die Leitungen 76 und 8 77 sind in Verbindung mit den Leitungen 49 und 50 und daher mit gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 47 des Servomotors 46* Die vorstehend erläuterte Ventilanordnung bewirkt eine Verbindung zwischen den zwei Seiten des ServokbibenB 47 und verringert oder ändert dadurch den Differentialdruck aufgrund bestimmter noch au erläuternder Bedingungen. '

Fig· 3 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem Differentialdruck des Motorvorsteuerzylinders und dom Lenk-

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signaidruek» entsprechend der -Erfindung« Der Druck des' Motcrvorsteuerzylinders ist auf-der-Abszisee" und der · Lenkeignaldruck auf'der Ordinate abgetragen. Das Diagramm der-Pig. 5 veranschaulicht, daß der maximale Differentialdruck im Vorsteuerzylinder im wesentlichen konstant gehalten wird, "bis der,Lenksignaldruck sich einem gewissen, am Punkt A angegebenen Druck nähert oder diesen erreicht· Von dort aus beginnt d.er Differentialdruck des Vorsteuerzylindera entlang der Linie A-B abzufallen_r während der Lenkaignald.ru.ck zunimmt. Auf diese Weise erreicht der Differentialdruck dea Yorsteuerzylinders einen minimalen Betriebswert S₃ ä.er dann konstant bleibt, wenn" der Lenkdruck noch weiter anateigt» Die Bedeutung dieser Entwicklung wird nachfolgend noch erläutert.

Um die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zu '..

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veranschaulichen, wird angenommen, daß die Transmission im Antriebssystem de3 Fahrzeugs mit der neutralen oder. antriebslosen Stellung nach Fig. 1 .beginnt«. Die Pumpen 14 und 22 werden langsam auf die der maximalen Verdrängung entsprechende "Stellung gebracht, in.dem die SerroStellvorrichtung 35 betätigt wird. Die Motoren 16 und 24.werden dann langsam in die Stellung minimaler Verdrängung durch Betätigung der ServoStellvorrichtung 46 gebracht; hierzu wix-d. Druck in die Leitung 50 in solchem Ausmaß eingeführt, daß der Kolben 47 gegen die Feder 48 in die voll zurückgezogene Stellung, siehe S¹Ig- 2, bewegt, wird. Dadurch werden, die Motoren-16 und 24 in die Stellung minimaler■ Ver-

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drängung gebracht, während die Pumpen 14 und 22 mit maximaler Verdrängung arbeiten. Das !Fahrzeug wird daher mit seiner Höchstgeschwindigkeit angetrieben. Unter diesen Bedingungen bewegt sieh das Fahrzeug in gerader Linie mit voller Geschwindigkeit vorwärts, wobei auf das System kein Lenksignal einwirkt. Der Differentialdruck des Motorvorsteuerzylinders, siehe Fig. 3> würde daher an einem Punkt auf dem unteren Ende der senkrechten Linie unter Punkt A anzunehmen sein·

Palis der Fahrer eine Wendung auszuführen wünscht oder das Fahrzeug lenken will, betätigt er eine nicht dargestellte Lenkung, die ein nicht dargestelltes Ventil betätigt oder bewegt, so daß die eine oder die andere der Lenksteuer leitungen 62, 63 unter Druck geeetzt wird· Dementsprechend wird eine der Servostellvorrichtungen 34» 36 betätigt· Es soll in diesem Fall angenommen werden, daß der Fahrer in einer solohen Sichtung zu wenden wünscht, daß die Leitung 63 beaufschlagt werden muß. Dieser Druck wird auf die Servostellvorrichtung 36 übertragen und bewegt deren Kolben und damit die Servoventileinheit 33 in dem Sinne, daß die Verdrängung der Pumpe 22 verringert wird. Damit wird die Ausgangsantriebsleistung für die Achse oder Ausgangswelle 68 dieser Transmission verringert, ao daß das Fahrzeug eine Wendung in Richtung nach dieser Fahrzeugseite ausführt. Falls der Fahrer den Lenksignaldruck an einem Punkt unterhalb des Druckes A in Fig. 3 aufrechterhält, kann das Fahrzeug die Drehung mit voller Geschwindigkeit ausführen.

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us wird natürlich angenommen, daß die Lenkung des Fahrzeugs nahezu direkt proportional dem Lenk^ignaldruck ist, so daß eine allmähliche Drehung des Fahrzeugs signalisiert wird, wenn ein niedriger Druck in dem 3yatem ausgelöst wird. Der Druck in der Leitung 62 wird jedoch, auch weitergeleitet durch die Leitung 75, über das Doppelrückschlagventil 73, die Leitung 12, über den Ventilschieber 82 hinweg, durch den Kanal 66 hindurch in die Kammer 87· Dort wirkt der Druck auf das Ringende des Kolbens 92« Gleichzeitig wird Druck vom Geschwindigkeitssteuersystem weitergeführt durch die Leitung 50 und die Leitung 77 in die Ringrinne 98 und über den Kanal 97 in die Kammer 96 ebenfalls zur Einwirkung auf den Kolben 92· Solange der Druck aus dem Geschwindigkeitssteuersystem, der in der Kammer 96 v/irkt, und der Druck vom Lenkungssystem, der in der Kammer 87 wirkt, unter dem von der Feder 95 ausgeübten Druck bleiben, bleibt das Ventil 92 in der dargestellten Lage, so daß die Lenkung sich nicht auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auswirkt·

Falls der Fahrer wünscht, mit dem Fahrzeug eine engere Wendung auszuführen, wird durch verstärkte Bewegung der Lenkeinrichtung der Druck in der Leitung 72 erhöht· Dieser Druck wird damit in die Kammern 90, 87 und 96 übertragen und führt zu einer allmählichen Bewegung der Schieber 82 und 92 in Abwärtsrichtung, bezogen auf Fig. 2. Wenn der Lenksignaldruck den Druck A, siehe Fig. 3, erreicht, hat sich der Schieber 92 soweit bewegt, daß die Ringrinne 98

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jetzt in Verbindung mit dem Hingraum 99 ist, so daß eine Verbindung zwischen den Leitungen 77 und 76 hergestellt ist· Dies führt zu einer Überströmverbindung für den Druck von der Hochdruckseite des Servokolbens 47 zur Niederdruckseite, wodurch sich der Differentialdruck am Kolben 47 verringert und der Kolben eine Bewegung in Richtung auf die maximaler Verdrängung entsprechende Stellung ausführt. Aufgrunddessen ergibt sich eine Betätigung der oervoeinheiten 37 und 39 und eine Schnellnachführung der Motoren 16 und 24 auf ihre maxiamler Verdrängung entsprechenden Stellungen, so daß die Umdrehungszahlen an den Ausgängen der zwei Transmissionen dadurch verringert werden. Eine fortdauernde Erhöhung im Lenksignaldruck führt zu einer fortdauernden Verringerung im Differentialdruck am Servokolben 47 und dementsprechend zu einer fortdauernden Bewegung des Kolbens mit einer daraus folgenden fortdauernden Bewegung der Motoren 16 und 24 auf ihre maximaler Verdrängung entsprechenden Stellungen, bi3 der Lenksignal— druck den Punkt B, siehe Pig. 3, erreicht. 'Herrn der Lenkdruok den Punkt B erreicht, wird der Differentialdruck am Kolben 47 wieder konstant entlang der geraden Linie, die vom Punkt B aufwärts geht. Dieser Zustand tritt ein, wenn der Ventilschieber 82, siehe Pig· 2, sich derart abwärts bewegt hat, daß die Ringrinne 84 vollständig in die zylindrische Bohrung 82 unter dem fiingraum 85 eingetaucht ist, so daß die Verbindung zwischen der Leitung 72 und dem Kanal 86 unterbrochen ist. Dies führt dazu, daß der Druck in der Kammer 90 konstant bleibt und irgend-

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eine Weiterbewegung des Schiebers 92 soweit eingeschränkt wirdι daß die Verdrängungseinstellung an den Motoren 16 und 24 fest aufrechterhalten bleibt, um das gewünschte Verhältnis von Drehmoment und Umdrehungszahl zu erzielen·

Schwenkungen und Drehungen auf der Stelle können daher mit verhältnismäßig besserer Sicherheit und nur geringem zusätzlichen Aufwand.an Leistung ausgeführt werden, falls ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem verwendet wird. Drehungen auf dem Fleck werden z.B. bei einem auf Spurketten laufenden Fahrzeug dadurch ausgeführt, daß die eine Kette mit Bezug auf die andere umgekehrt läuft. Das Fahrzeug dreht dann um seine senkrechte Achse, während es ia wesentlichen auf demselben Fleck bleibt·

Schwenkungen werden ausgeführt, indem eine Spur angehalten und der Antrieb der anderen fortgesetzt wird. Dies führt ' dazu, daß das Fahrzeug um die eine Spurkette schwenkt·

Derartige Schwenkungen und Drehungen auf der Stelle 3ind Schwenkungen mit kurzem Radius und gefährlich auszuführen, falls das Fahrzeug mit erheblicher Geschwindigkeit läuft· Die Eriiiiuung verringert die Schwierigkeiten beträchtlich dadurch, daß selbsttätig die Fahrzeuggeschwindigkeit herabgesetzt wird, wenn eine Wendung mit kurzem Radius signalisiert wird.

In der vorstehenden Beschreibung ist demnach eine auf die Lenkung ansprechende Antriebssteuerung beschrieben, die lait Hilfe eines entsprechenden Steuerventilea die Ver-

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rlngerung der Ausgangsgeschwindigkeit von hydrostatischen Transmissionen unter bestimmten Lenkungsbedingungen bewirkt, wodurch sowohl die Sicherheit als auch die Antriebseigen~ schäften des Fahrzeugs verbessert werden.

- PATENTANSPRÜCHE -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

!./Hydrostatisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Motor und unabhängig angetrieDenen iOrtbewegungaelementen, die von dem Motor über ein Paar stufenlos veränderbarer hydrostatischer Transmissionen antreibbar sind, für deren Einstellung eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch hydraulische Steuermittel (35, 57; 46, 47, 42, 44) einschließlich einer Quelle für unter Druck stehende flüssigkeit, die zur koordinierten Steuerung der Transmissionen vorgesehen sind» durch auf den Druck der Steuerflüssigkeit ansprechende Mittel (31, 33? 31$ 59) zur Steuerung des Verhältnisses der Transmissionen, durch Mittel (34, 60} 36, 61) zur wahlweisen Änderung des Steuerdruckes der Transmissionen für die Änderung des Auagangsverhält— nisses zwischen den Transmissionen zwecks Bewirkung einer Drehung des .Fahrzeugs und durch auf den Drehsteuerdruck und den Terhältnissteuerdruck ansprechende Mittel (71» 47) zur Einstellung der Verhältnissteuerung in Abhängigkeit von der Summe der Drücke·

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf Druck ansprechendes Ventil (71)» dessen Betriebseinstellung proportional der Summe der Drücke ist·

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der hydrostatischen Transmissionen eine Pumpe ver-

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änderlicher Verdrängung (14; 22) und einen Motor veränderlicher Verdrängung (16j 24) aufweist, der von der Flüssigkeit aus der Pumpe antreibbar ist·

4» Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gestängevorrichtung (42, 44) die Motoren (16, 24) miteinander und ferner eine Vorrichtung (55, 56_f 57» 55) die Pumpen (14» 22) miteinander jeweils zur Herstellung einer Lageentsprechung verbindet und daß durch Lenkungset euermitt el (34» 36) die Lageentsprechung der Pumpen veränderbar ist.

5« Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zur Steuerung der Verdrängung der Motoren (16, 24) einen Kolben (47) enthält, zu dessen Betätigung Mittel zur Zuleitung der Gesohwindigkeitssteuerflüasigkeit (49, 50) vorgesehen sind und zu dessen Bewegung für eine Änderung des Transmissionsverhältnisses Steuermittel (71) auf die Summe der Drücke der Geschwindigkeitssteuerflüssigkeit und der Lenkungesteuerflüssigkeit ansprechen·

6. Einrichtung naoh Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (47) zur Steuerung der Verdrängung der Motoren (16, 24) auf einen Differentialdruck anspricht,, wobei die auf die Summe der Drucke ansprechenden Mittel ein den Differentialdruck änderndes, auf Druck ansprechendes Ventil (71) aufweisen·

7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechenden Mittel einen Ventilsohieber

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' einschließlich eines Stufenkolben enthalten.

8» Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kolben des Ventils (71) einen ersten Bereich, der , von dem Druck der Geschwindigkeitssteuerflüssigkeit baaufschlagbar ist, und einen zweiten Bereich aufweist, der dem Lenksteuerdruck ausgesetzt ist, wobei die auf diese Bereiche v/irkenden Drücke gegen die Vorspannung einer Feder den Kolben von einer geschlossenen in eine offene Stellung bewegen, die eine Verbindung zwischen beiden Seiten des Kolbens herstellt,

9β Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen weiteren Schieber enthält, der dem Lenksteuerdruck ausgesetzt ist und die Verbindung der Lenksteuerflüssigkeit mit dem zweiten Bereich des Ven,— tilkolbens ateuert·

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Steuerungsmittel (35) zur gleichzeitigen Steuerung der Pumpenverdrängung und durch Steuerungsmittel (47) zur gleichzeitigen Steuerung d'er ■.lotorverdrängung sowie durch Lenksteuermittel zur wahlweisen und einzelnen Steuerung der Pumpenverdrängungenfür eine Änderung des Verhältnisses der Transmissionen zueinander und durch Mittel, die auf die Ausgangsleistung der Geschwindigkeitssteuermittel und der Len— kungssteuermittel zur Übersteuerung der Geschwindigkeitsateueriüittel ansprechen.

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11· Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung der Verdrängung der Pumpen (14» 22) und der Motoren (16» 24) für jede Pumpe und jeden i/Iotor eine auf Druckflüssigkeit ansprechende οtellvorrichtung (30, 32, 33, 40) aufweist, denen jeweils ein Servoventil (31» 33» 37» 39) zugeordnet ist, wobei die Servoventile durch eine ivlehrzahl von auf Druck ansprechende ^ervoeinrichtungen betätigbar sind, an die wahlweise unter Druck stehende Flüssigkeit über Leitungsvorrichtungen zuführbar ist, die in Verbindung mit einer auf Druck ansprechenden Ventilvorrichtung (71) stehen.

309835/0508

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