DE2545778C3 - Hydrostatisches Getriebe - Google Patents
Hydrostatisches GetriebeInfo
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- DE2545778C3 DE2545778C3 DE19752545778 DE2545778A DE2545778C3 DE 2545778 C3 DE2545778 C3 DE 2545778C3 DE 19752545778 DE19752545778 DE 19752545778 DE 2545778 A DE2545778 A DE 2545778A DE 2545778 C3 DE2545778 C3 DE 2545778C3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
- F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
- F16H61/44—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
- F16H61/448—Control circuits for tandem pumps or motors
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten
Gattung.
Ein Getriebe dieser Art ist aus der DE-AS 1 273 947 bekannt. Bei Anordnungen dieser Art ergeben
sich durch Zu- bzw. Abschalten einzelner oder mehrerer Einheiten verschiedene Gänge, da je nach
Anzahl und Größe der wirksamen Einheiten ein unterschiedliches Schluck- bzw. Fördervolumen vorgegeben
werden kann. Die Anzahl der erreichbaren Getriebegänge ist dabei gleich der Anzahl der möglichen
unterschiedlichen Einheiten-Kombinationen, wobei durch eine Umkehr der Drehrichtung auf einfache
Weise in beiden Richtungen gleich hohe Gangzahlen erreichbar sind. Bei einer Kopplung eines derartigen
Getriebes mit einer Brennkraftmaschine kann daher diese z. B. abhängig von der Last mit der zu dieser
Last gehörenden optimalen Drehzahl (in bezug auf günstigsten Kraftstoffverbrauch) gefahren werden,
wobei die Regulierung der Getriebeausgangsdrehzahl ausschließlich im Getriebeteil erfolgt.
Bei der bekannten Anordnung sollen etwa fünf parallel arbeitende Pumpen mit einem Motor zusammenwirken,
wobei im Bereich des Druckstutzens jeder Pumpe ein Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil
angeordnet ist, welche mit Ausnahme des Druckbegrenzungsventils der ersten Pumpe über
zugehörige hydraulische Steuerleitungen mit einem die Schaltvorrichtung bildenden Steuerschieber verbunden
sind. Die erste Pumpe ist hierbei offenbar von der Steuerung ausgenommen und daher dauernd in
Betrieb. Dementsprechend erfaßt das bekannte Getriebe den um den Wert ü liegenden Abtriebsdrehzahlbereich
nicht. Der genannte Steuerschieber besteht aus einer Büchse, in der ein Steuerkolben axial
verschiebbar gelagert ist. Dieser Steuerkolben weist eine hydraulisch mit dem Rücklauf verbundene Zentralbohrung
auf, die über Radialbohrungen mit Umfangsnuten verbunden ist. Dementsprechend sind
auch am Innenumfang der Büchse umlaufende Nuten vorgesehen, in welche jeweils eine einem bestimmten
Druckbegrenzungsventil zugeordnete Steuerleitung mündet. Sobald zwei Nuten fluchten, soll die entsprechende
Pumpe aktiviert sein. Durch entsprechendes Verschieben des Steuerkolbens ist daher eine bestimmte
Zu- bzw. Abschaltung von Pumpen zu erreichen.
Bei der bekannten Anordnung sind jedoch lediglich wenige Pumpenkombinationen zu verwirklichen,
da bei der Ausschöpfung aller Kombinationsmöelichkciten
eine unverhältnismäßig große Länge
des Steuerkolbens und der Büchse mit einer dementsprechend großen Anzahl von Innen- und Außenumfangsnuten
notwendig wäre. Der hiermit verbundene fertigungstechnische Aufwand und Piatzbedarf ist
evident. Die vorstehend genannten Nachteile ergeben daher eine Begrenzung der Einsatzmöglichkeiten von
Anordnungen nach der DE-AS 1273947. Beispielsweise durch Brennkraftmaschinen betriebene Fahrzeuge
scheiden hier aus. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist in der Art und Weise der
Betätigung des genannten Steuerkolbcns zu sehen. Dieser soll einerseits durch eine Feder und andererseits
durch den Druck in der Förderleitung der Pumpen beaufschlagt sein. Während des Normalbetriebs
soll sich dabei ein Gleichgewichtszustand mit der gewünschten Pumpenaktivierung ergeben. Abgesehen
von den hierbei auftretenden, praktisch nur durch Versuche zu lösenden Dimensionierungsfragen wird
hierbei eine zusätzliche Anfahrsteuervorrichtung in Kauf genommen. Besonders nachteilig wirkt sich jedoch
aus, daß hierbei eine willkürliche Aktivierung bzw. Passivierung von verschiedenen Fumpenkombinationen
gar nicht möglich ist, was jedoch gerade beim Einsatz in brennkraftmaschinen-getriebenen Fahrzeugen
etc. sehr r wünscht wäre.
Aus der DE-OS 2412724 ist eine Anordnung bekannt,
bei der die Saugstutzen der Verdräng» icinheiten
eines Blocks im Gegensatz zu der aus der vorstehend diskutierten DE-AS 1273 947 entnehmbaren
Anordnung mittels eines hydraulischen Steuerschiebers direkt gesteuert werden. Dieser besteht aus einer
mit radialen Anschlußbohrungen versehenen Büchse und einem hierin verschiebbar gelagerten Steuerkolben.
Auch bei dieser Anordnung ist mit vertretbarem Aufwand lediglieh eine einfache Addition der vorhandenen
Einheiten möglich. Eine volle Ausnutzung aller Koinbinationsmöglichkeiten würde aber auch hier zu
einem nicht mehr vertretbaren Aufwand führen.
Andererseits ist es aus der US-PS 3 582 245 bekannt,
bei einer Block-Anordnung mit mehreren parallel arbeitenden Pumpen die einzelnen Pumpen
durch Kurzschließen des Druckstutze ns und des Saugstutzens abzuschalten, wobei in der Kurzschlußleitung
und im Anschlußbereich des Druck- und Saugstutzens an die Ringleitung jeweils ein geeignetes Absperrventil
vorgesehen sein soll. Der Aufbau und die Ausbildung der hierfür benötigten Stellglieder sowie die Art
und Weise der Steuerung dieser Stellglieder bleibt hierbei jedoch offen. Andererseits gehört aber auch
eine elektromagnetische Betätigung von 2/2-Wegeventilen samt einer zugehörigen Steuerung mittels einer
zentralen elektrischen Steuerungsanlage zum Stand der Technik (Arbeitsbuch der Ölhydraulik.
Panzer, Beitier, 1969, Seiten 442 ff.). Bei hydrostatischen Getrieben der gattungsgemäßen Art wurden
bisher jedoch nur hydraulische Steuerschieber angewendet.
Hiervon ausgehend besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein wirtschaftliches
Getriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei geringem Platzbedarf und bei einfachem Aufbau
der Schaltung eine hohe Gangzahl und damit eine praktisch gleitende Anpassung an alle Betriebsveihältnisse
ermöglicht, gleichzeitig jedoch ein willkürliches Schalten erlaubt.
Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe gattungsgemäßer
Art durch die im Kennzeichen des Ansnruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung erlaubt auf einfache und daher billige
Weise die volle Ausnutzung der in jeder Einheitenzahl liegenden Kombinationsmoglichkeiten, ohne
dabei an Übersichtlichkeit einzubüßen. Das hierdurch geschaffene große Kombinationsfeld läßt dabei äußerst
feine Abstufungen zu, so daß ohne weiteres eine Übersetzungsänderung erreichbar ist. die an eine stufenlose
Einstellung angenähert ist. Außerdem ist der bei der erfindungsgemäßen Anordnung auftretende
ίο Energiebedarf äußerst gering. Zum einen können
massive Steuerschieber, die gegen die Kraft starker Federn verschoben werden müssen, völlig entfallen.
Zum anderen ist die Verlustleistung im Bereich passivierter Verdrängereinheiten äußerst gering. Ferner ist
hierbei ohne weiteres eine völlige Stillsetzung des Abtriebs möglich, ohne die Antriebsmaschine stillsetzen
zu müssen, was sich insbesondere beim Einsatz in brennkraftmaschinen-getriebenen Fahrzeugen positiv
auswirkt. Ein weiterer Vorteil besteht in der willkürlichen Steuerungsmöglichkeit innerhalb des gesamten
Kombinationsfeldes.
Der mit der Schleifschiene zusammenwirkende
Gleitschuh läßt sich dabei in vorteilhafter Weise ohne weiteres mit dem »Gashebel« des betreffenden Fahrzeugs
koppeln. Dadurch, daß die Schleifschiene in mehrere Leisten aufgeteilt ist. die je nach den Bedüifnissen
des Einzelfalls miteinander kombiniert werden können, läßt sich auf einfache Weise ein breites Einsatzfeld
überstreichen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines hydrostatischen Getriebes gattungsgemäße! Art,
Fig. 2 den schaltungstechnischen Aufbau eines Getriebes in vereinfachter Darstellung,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung,
Fig. 4 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung an Hand eines Kfz-Antriebs. und
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Pumpenblocks.
In einem hydrostatischen Getriebe wird bekanntlich eine mechanische Leistung dadurch umgesetzt,
daß eine von außen antreibbare Pumpe vorgesehen ist, mit der eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck
setzbar ist, welche einen Hydromotor antreibt, der das hier erzeugte Drehmoment nach außen abgibt. In
Fig. 1 ist bei 1 ein aus mehreren Einheiten bestehender Pumpenblock und bei 2 der dazugehörige Motorblock
angedeutet. Zwischen dem Pumpenblock 1 und dem Motorblock 2 ist im vorliegenden Beispiel eine
massive Platte 3 angeordnet, in der zur Bildung der Ringleitung 4 für das Druckmittel Längs- und Querbohrungen
vorgesehen sind. L^er Druckast der Ringleitung
4 soll hierbei durch die durchgehenden Linien angedeutet sein, der drucklose Ast durch die unterbrochenen
Linien. Zweckmäßig könnte die Platte 3 auch mehrschichtig ausgebildet sein, so daß die Kanäle
zur Bildung der Ringleitung eingefräst werden könnten. Die Strömungsrichtung des in der Ringlcitung
umgewälzten Druckmittels ist durch Pfeile angedeutet.
Der Pumpenblock 1 ist in mehrere parallel wirkende Einheiten aufgeteilt. In dem in Fig. 1 dargestellten
Ausfühiungsbeispiel enthält der Pumpenblock
1 vier Einheiten 5-8. Rhcnso wie der
Pumpcnbloek könnte auch der Motorblock in mehrere
parallel wirkende Einheiten aufgeteilt sein. In dem in Fig. 1 dargestellten einfachen Aiislührungsbeispicl
enthält der Pumpenbloek jedoch lediglich eine Einheit, hier den Hydromotor 9. Die Einheiten 5-8 des
Pumpenblockes 1 sind vorteilhaft über eine gemeinsame Antriebswelle 10, die mit einer Antriebsmaschine,
beispielsweise einer Brennkraftmaschine, kuppelbar ist, antreibbar. Im dargestellten Ausführungsbeispicl,
in dem die Einheiten 5-8 parallel nebeneinander angeordnet sind, ist die Antriebswelle 10
zweckmäßig als Längswelle ausgebildet, die sieh über die gesamte Breite des Pumpenblocks 1 erstreckt. Die
über die Welle 10 eingebrachte und im Getriebe umgesetzte Leistung ist über die von den Einheiten des
Motoi blocks 2 angetriebenen Welle 11 nach außen abgebbar.
Durch Aktivieren bzw. Passivieren einzelner Einheiten bzw. Einheiten-Kombinationen lassen sich unterschiedliche
Getriebegänge erreichen. Die maximale Anzahl der möglichen unterschiedlichen Kombinationen
läßt sich dadurch voll ausschöpfen, daß das Schluckvolumen der Einheiten 5—8 gegenseitig unterschiedlich
ist. Die vier Einheiten 5-8 ergeben auf diese Weise 15 unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten
und damit 15 Getriebegänge. Hieraus ist ersichtlich, daß schon verhältnismäßig wenig Einheiten gemäß
der Erfindung ohne eine große Gangzahl sicherstellen, so daß auch ein weiter Drehzahlbereich
mit einer guten Annäherungen eine stufenlose Regelung
überstrichen werden kann. Ein unterschiedliches Schluckvolumen läßt sich wie in Fig. 1 angedeutet,
auf einfache Weise dadurch erreichen, daß die zu einem Block, hier zum Pumpenblock 1, zusammengefaßten
Einheiten, hier die Einheiten 5-8, eine unterschiedliche Baugröße aufweisen. Hiermit ist der
Vorteil verbunden, daß die Antriebsdrehzahl für jede Einheit dieselbe sein kann, so daß etwa in Fig. 1 die
Antriebswelle 10 mit jeder Einheit fes; gekuppelt sein
kann. Außerdem ist es hierbei möglich mit einer geringen Anzahl von Standardeinheiten unterschiedliche
auf die Verhältnisse des Einzelfalls abgestimmte Getriebe zusammenstellen zu können. Um die Verwendung
gleicher Einheiten zu gewährleisten, können jedoch zur Erzielung eines unterschiedlichen Schluckbzw.
Fördervolumens auch unterschiedliche Antriebsdrehzahlen gewählt werden. Es ist auch denkbar
und in bestimmten Fällen, in denen größere Ubersetzungssprünge erwünscht sind, auch vorteilhaft, die
beiden vorstehend geschilderten Maßnahmen gemeinsam zur Anwendung zu bringen. Bei Ausführungen
wie in Fig. 1 dargestellt, bei denen die Aufteilung lediglich eines Blocks, hier des Pumpenblocks 1 in
beispielsweise vier parallel wirkende Einheiten und damit die Erzielung eines 15-Gang-Getriebes den
Anforderungen an die Unterteilung des zu überstreichenden Drehzahlbereichs genügt, kann zur Erzielung
eines besonderen Rationalisierungseffektes die für den ungeteilten Block vorgesehene Baugröße auch
gleichzeitig für eine Einheit des unterteilten Blocks Verwendung finden. Es ist in dieser Richtung auch
denkbar, daß zur Bildung des ungeteilten Blocks mehrere gleich große oder ungleich große Geräte des geteilten
Blocks Verwendung finden, die hier allerdings nicht zu- und abschaltbar sind und fest untereinander
gekuppelt sind. Dies setzt jedoch voraus, daß die verwendeten Geräte sowohl als Pumpe wie auch als Motor
einsetzbar sind. Die Verwendung derartiger Gcriite ist auch mit dem weiteren Vorteil verbunden, daß
hier dann gegebenenfalls der Motorblock auf Pumpbetrieb und der Pumpenblock auf Motorbetrieb umstellbar
ist. Hierbei ist etwa bei Fahr/.euggctrieben die Nutzung der Bremsenergie möglich. Dabei werden
Drehkolbenmaschinen gewählt, die zudem ein nahezu gleichförmiges Drehmoment liefern. Zur Bewältigung
sehr hoher Drehzahlen können hier die zur Gattung der Drehkolbenmaschine!! gehörenden Zahnradpumpen
Verwendung finden. Derartige Bauelemente lassen sich auch einfach in beiden Drehrichtungen betreiben,
so daß sich bei einem Getriebe der beschriebenen Art hieimit im Vorwärts- und Rückwärtslaut
gleichviel Gänge erreichen lassen. Gute Ergebnisse wurden jedoch auch mit Getrieben erzielt, bei denen
der Pumpenblock aus Zahnradpumpen aufgebaut war und der Motorblock sogenannte klappengesteuerte
Hydromotoren enthielt. Ein derartiger Aufbau ist etwa in Fig. 1 angedeutet.
ao Zum Aktivieren bzw. Passivieren der verschiedenen Einheiten bzw. Einheiten-Kombinationen ist eine
Schaltvorrichtung vorgesehen, die in Fig. 1 bei 12 durch ihren Schaltkasten angedeutet ist und in Fig. 2
näher ausgeführt ist. Der grundsätzliche Aufbau der hier dargestellten Anordnung entspricht dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel. Für gleiche Teile finden daher der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen
Verwendung.
Die wie vorstehend ausgeführt, zweckmäßig durch Zahnradpumpen gebildeten Einheiten 5-8 sind in der
in Fig. 2 gewählten Darstellung der Übersichtlichkeit halber mit großem gegenseitigen seitlichen Abstand
gezeichnet. Jede Einheit des Pumpenblocks ist mit ihrem Saugstutzen an den drucklosen Ast der Ringleitung
4 und mit ihrem Druckstutzen an den Druckast der Ringleitung 4 angeschlossen. Im gezeichneten
Ausführungsbeispiel ist der drucklose Ast mit 4a und der Druckast mit 4b bezeichnet. Vom drucklosen AsI
4a der Ringleitung führt beispielsweise ein Saugstutze η 13 zur Pumpeneinheit 5, die mit einem sich hieran
anschließenden Druckstutzen 14 mit dem Druckasi 4b verbunden ist. Der Saugstutzen 13 ist mit dem
Druckstutzen 14 über eine Kurzschlußleitung 15 verbunden. Solange die Einheit 5 aktiviert ist, ist die
Kurzschlußleitung 15 geschlossen. Hierfür findet eir Stellglied, etwa ein Schieber oder Ventil 16 Verwendung.
Zum Abschalten der Einheit 5 wird die Kurzschlußleitung 15 durch Betätigung des Stellgliedes Ii
geöffnet. Gleichzeitig wird der Druckstutzen 14 irr
J0 Bereich hinter der Einmündung der Kurzschlußleitung
15 mittels eines weiteren Stellgliedes 17 geschlossen. Die Aktivierung bzw. Passivierung der weiteren
Einheiten 6,7 und 8 geschieht in gleicherweise Eine besondere Beschreibung ist daher nicht erfor
derlich. Die Saugstutzen, Druckstutzen, Kurzschluß leitungen und die beiden Stellglieder der Pumpenein
heiten 6, 7 und 8 sind daher der Einfachheit halbei mit 13a, b, cbis 17a, b, c bezeichnet. Die Stellgliedei
16 und 17 sind elektrisch betätigbar. Die elektrisch« Betätigung ergibt sehr kurze Ansprechzeiten und er
laubt eine platzsparende Übertragung der Steuerim pulse mittels elektrischer Leitungen sowie die Ver
Wendung elektronischer Steuerelemente. Die Elek
tromagneten zur elektrischen Betätigung der Stell
5, glieder 16undl7sindinFig. 2durch ihre Wicklungei
18 bzw. 19 angedeutet. In einer Ausführungsforn kann der - das den Anschluß an den Druckast 4/
der Ringleitung steuernde Stellglied 17 betätigend!
- Magnet 19 unter Strom geöffnet und der - das die Kurzschlußleitung 15 steuernde Stellglied 16 betätigende
- Magnet 18 unter Strom geschlossen sein. Hierdureh wird erreicht, daß im Leerlauf, d. h. dann,
wenn die Einheit 5 nicht aktiviert ist, beide Magnete stromlos sind. Die Magnete 18 bis 18c der Stellglieder
16 bis 16c sowie die Magnete 19 bis 19c der Stellglieder 17 bis 17c sind über hier nicht dargestellte elektrische
Leitungen mit dem in Fig. 1 dargestellten Schaltkasten 12 verbunden. Ein Ausführungsbeispiel einer
derartigen elektrischen Steuerung ist in der weiter unten näher zu beschreibenden Fig. 3 dargestellt.
Aus Fig. 2 ist ferner erkennbar, daß der Hydromotor
9 zwei Druckeingänge 20 und 21 aufweist. Der Eingang 20, der zum Vorwartsbetiicb dienen soil, ist
hier mittels eines Stellgliedes 22 steuerbar. Der Hingang 21, der für den Rückwärtsbetrieb vorgesehen ist,
ist mittels eines Stellgliedes 23 steuerbar. Zur Betätigung der Stellglieder 22 und 23 finden wieder durch
ihre Wicklungen angedeutete Magnete 24 und 25 ao
Verwendung, die über elektrische Leitungen ebenfalls mit dem Schaltkasten 12 verbunden sein können.
Durch entsprechende Betätigung der Stellglieder 22 bzw. 23 läßt sich demnach hier auf einfache Weise
eine Umschaltung von einer Drehrichtung auf die andere erreichen.
Am Druckstutzen 14 bz\.'. 14a—14c kann zur Erzielung
einer stufenlosen Regelung des Schluck- und Fördervolumens ferner ein einstellbares Drosselventil
25 bzw. 25c/-25c vorgesehen sein. Die hierdureh eintretenden
Verluste sind in der Regel vernachlässigbar. Hierdureh ergibt sich ein stufenlos regelbares Getriebe.
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Füllung des gesamten Getriebes mit Druckmittel, für das
/weckmäßig Drucköl Verwendung findet, kann vorteilhaft eine mit der Ringleitung 4 in Verbindung stehende
Überwachungseinrichtung 26 vorgesehen sein, die beim Erreichen einer minimalen Fü. lung ein Sichtbzw.
Tonsignal gibt und Mittel 27 zum Nachfüllen von Druckmittel aufweist.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltvorrichtung zum elektromagnetischen Betätigenderden Einheiten 5-8
zugeordneten Stellglieder 16—16c bzw. 17-17c enthält
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Schleifschiene 30, auf der eine der Anzahl der
gewünschten Einheiten-Kombinationen entsprechende Anzahl von Schaltstellen fest vorgegeben sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit fünfzehn möglichen Einheiten-Kombinationen weist die
Schleifschiene 30 fünfzehn Schaltstellen auf, die etwa im gleichen Abstand nebeneinander und in der Reihenfolge
der aufeinanderfolgenden Gänge angeordnet sind. Die Schleifschiene 30 besteht im gezeichneten Ausführungsbeispiel aus vier den Einheiten 5—8 j5
zugeordneten Leisten 31-34, auf denen einzelne Kontaktpunkte 35, die etwa durch kleine Stifte gebildet werden können, zum Aktivieren der zugehörigen
Einheit vorgesehen sind. Die jeweils die zu einem Gang gehörenden Einheiten aktivierenden Kontaktpunkte 35 sind auf Rasterlinien der Schleifschiene 30
angeordnet und bilden so die Schaltstellen. Auf der Gleitschiene 30 ist gemäß der Erfindung ein Gleitschuh 36 axial verschiebbar, der etwa mit dem positiven Pol einer Stromquelle 37 verbunden ist, deren
negativer Pol an den Magneten 18-18c bzw. 19—19c
liegt, weiche wiederum mit den zugehörigen Leisten 31—34 der Schlcifschienc 30 und damit den zugehörigen
Kontaktpunkten 35 verbunden sind. Die Magnete 18-18c bzw. 19-19c betätigen daher die mit ihnen
verbundenen Stellglieder, sobald durch den Gleitschuh 36 am betreffenden Kontaktpunkt 35 der
Stromkreis geschlossen wird. Auf der Schleifschiene 30 sind für den Gleitschuh 36 in jeder Schaltstellung
Rasterstellen vorgesehen, in die der Gleitschuh 36 einrasten kann. Um eine zeitliche Überschneidung der
durch den Gleitschuh 36 durchführbaren Ein- und Ausschaltvorgänge und damit eine Lastschaltbarkeit
des Getriebes zu erreichen, kann der Abstand der Kontaktpunkte 35 benachbarter Schaltstellen zweckmäßig
kleiner gewählt werden, als die mittels des Gleitschuhs 36 erfaßbare Kontaktbreite. Da bei einer
derartigen Ausführung die zum vorhergehenden Gang
gehörende Einheiten-Kombination erst zu arbeiten aufhört, wenn bereits die zum nächsten Gang gehörende
Einheiten-Kombination schon zu arbeiten begonnen hat, kann es unter Umständen kurzzeitig zu
Volumenstößen kommen. Dadurch, daß die Druckmittelleitungen, etwa die Ringleitung 4 wenigstens
teilweise aus einem dehnfähigen Material, etwa einem Hochdruckschlauch, bestehen, können diese Stöße
jedoch einfach und sicher abgefangen werden. Es könnte zu diesem Zweck jedoch auch ein Hochdruckspeicher
vorgesehen sein. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel, in welchem die Kontaktpunkte 35 jeder
Einheiten-Kombination vom Gleitschuh 36 gleichzeitig erreicht werden, wird vorteilhaft eine gemeinsame
Betätigung aller zu aktivierenden bzw. zu passivierenden Einheiten erreicht. Es sind jedoch auch
Anwendungsfälle denkbar, bei denen eine kurze Verzögerung vorteilhaft sein kann.
Der Gleitschuh 36 ist in einfachen Ausführungen von Hand etwa mittels eines Hebels betätigbar. Im
gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Gleitschuh 36 mittels eines von einem Regler 38 betätigbaren
Stellgeräts 39. hier beispielsweise einer mittels eines Stellmotors 40 beiätigbarer Gewindespindel versteiibar.
In den Regler 38 kann etwa die Last und die Antnebsdrehzahi eingegeben werden, wie durch das
schematisch dargestellte Stellglied 41 angedeutet ist.
Ein Getriebe der vorstehend beschriebenen Art läßt sich in Fahrzeugen einsetzen, bei denen die beim
Bremsen freiwerdende Energie genutzt werden soll. Hierfür kommen insbesondere Omnibusse in Frage,
die im Stadtverkehr häufige Stopstellen haben. In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung der Antrieb
eines derartigen Busses dargestellt. Mit 45 ist hierbei der Antriebsmotor, etwa ein Dieselmotor, bezeichnet,
dessen Welle 46 über eine Kupplung 47 mit der Eingangswelle 48 des Pumpenblocks 49 eines hydrostatischen
Getriebes kuppelbar ist. Bei einem Fahrzeug, bei dem wenigstens zwei Räder angetrieben werden
müssen, sind einem Pumpenblock zwei Motorblöckc zugeordnet. Dementsprechend steht der Pumpenblock 49 im dargestellten Ausführungsbeispiel über
eine verzweigte Ringleitung 50 mit den die Motorblöcke bildenden, direkt an den Fahrzeugrädern 51
und 52 sitzenden Hydromotoren 53 und 54 in Verbindung. Zum Ausgleich von Druckschwankungen ist ar
den Druckast der Ringleitung 50 ein Hochdruckspeicher 55 und an den drucklosen Ast ein Niederdruckspeicher 56 angeschlossen. Die durch das hydrostatische Getriebe gewährleistete hohe Gangzahl ermöglicht es, den Dieselmotor 45 auf einer gewählter
Bestdrehzahl zu halten und die Geschwindigkeitsregulierung allein durch das Getriebe vorzunehmen
Das Fahrzeug steht, solange keine Pumpe aktiviert
ist und die Hydromotoren daher nicht beaufschlagt werden. Etwa mit einem Fußhebel können die in
Fig. 3 dargestellten Gänge aktiviert weiden. Um die maximale Geschwindigkeit zu erreichen, werden alle
Pumpen aktiviert, d. h., das Fordervolumen ist in diesem Fall am größten, so daß auch die Drehzahl der
Hydromotoren 53 und 54 ihr Maximum erreicht. Soll das Fahrzeug abgebremst werden, so wird die Kupplung
47 zwischen der Antriebsmaschine 45 und dem Pumpenblock 49 gelöst. Die fest mit den Rädern 51
und 52 gekuppelten Hydromotoren 53 und 54 arbeiten in diesem Fall als Pumpen und die Pumpen des
Pumpenbiocks 49 als ί lydromotoren. Um die hierbei
freiwerdende Bremsenergie nutzbar zu machen, ist der Pumpcnblock 49 über eine Kupplung 57 mit einem
Energiespeicher 58, vorzugsweise einem Kreisel, kuppelbar. Die Kupplung 57 wird daher geschlossen,
sobald die Kupplung 47 zwischen der Antriebsmaschine 45 und dem Pumpenblock 49 gelöst ist. Die
Antriebsmaschine kann in diesem Zustand auf Leerlaufdrehzahl gehalten oder ganz abgeschaltet werden.
Auf diese Weise wird die Bremsenergie zur Beschleunigung des Kreisels 58 benutzt. Mit steigender Drehzahl
des Kreisels 58 und damit fallender Fahrzeuggcs jhwindigkeit muß das Schluckvolumen des als Motor
arbeitenden Pumpenblocks 49 verringert werden, um dessen Drehzahl zu erhöhen. Dies geschieht durch
Abschalten einzelner Einheiten. Von einer gewissen Fahrzeugrestgeschwindigkeit bis zum Stoppen kann
das normale Bremssystem benutzt werden. Hierzu wird der Pumpcnblock 49 vollkommen abgeschaltet,
d. h. die Saug- und Druckseiten der einzelnen Einheiten werden alle kurzgeschlossen, und die Kupplung
57 zwischen dem Pumpenblock 49 und dem Kreisel
58 wird gelöst. Zum Anfahren kann die im Kreisel 58 gespeicherte Energie dadurch genutzt werden, daß
die Kupplung 57 wieder geschlossen wird, wodurch der Pumpenblock 49 durch den Kreisel 58 angetrieben
wird. Nach Erreichen einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Antriebsmaschine 45 wieder
zugeschaltet und der Kreisel 58 vom Pumpenblock 49 getrennt werden. Es wäre jedoch auch denkbar,
zum Bremsenein in einer Kurzschlußleitung angeordnetes
Drosselventil zu verwenden. Die Bremsenergie würde hier allerdings nicht genutzt.
Bei Fahrzeugantrieben der oben beschriebenen Art. bei denen mehrere angetriebene Räder vorgesehen
sind, kann der in mehrere parallel wirkende Einheiten aufgeteilte Block in den Pumpenblock verlegt
werden. Auf diese Weise kann der an jedem Antriebsrad notwendige Hydromotor so einfach wie möglich
ίο ausgeführt werden. Es sind jedoch auch Fälle denkbar,
bei denen es vorteilhaft sein kann, die Aufteilung in parallel wirkende Einheiten in den Motorblock bzw.
die Motorblöcke zu verlegen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Elektromotor als Antriebsmaschine
vorgesehen ist, der zur Ausnutzung der Bremsenergie mit möglichst konstanter Drehzahl
als Generator betrieben werden soll.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren jeweils nebeneinander angeordnete
ao Einheiten zur Bildung eines Pumpenblocks vorgesehen,
die über eine Längswelle antreibbar sind. Es ist jedoch auch denkbar, daß wie in Fig. 5 dargestellt,
die den Pumpenblock bildenden Einheiten sternförmig um die gemeinsame Antriebswelle angeordnet
sind. In einem derartigen Fall können alle Einheiten etwa in derselben Ebene angeordnet sein, so daß sich
eine in Achsrichtung besonders platzsparende Ausführung ergibt, die als zweiteiliges Gußteil ausgeführt
werden kann. In Fig. 5 bezeichnet 60 eine gemeinsame Antriebswelle für die Einheiten 61-64 eines
Pumpenblocks 65. Auf die Antriebswelle 60 ist ein Stirnrad 66 aufgesetzt, das mit den Antriebsritzeln
67-70 der Einheiten 61-64 kämmt. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel weisen die Antriebsritzel 67—70
unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Drehzahlen der Einheiten
61-64 und damit trotz gleicher Baugröße ein unterschiedliches Fördervolumen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel,
bei dem die Antriebsritzel der Einheiten des Pumpenblocks sternförmig um ein auf
die gemeinsame Antriebswelle aufgesetztes Stirnrad angeordnet sind, ergibt demnach eine besonders kompakte
Ausführung.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Hydrostatisches Getriebe mit einer geschlossenen Druckmittel-Ringleitung zwischen einem
Pumpen- und einem Hydromotorblock, von denen wenigstens einer mehrere hydraulisch an die
Ringleitung anschließbare, mechanisch gekoppelte Verdrängereinheiten mit konstanten, jedoch
gegeneinander abgestuften Hubvolumina aufweist, wobei alle Verdrängereinheiien eines
Blocks, in verschiedensten Kombinationen von einer Schaltvorrichtung zu- und abschaltbar sind,
und wobei Kurzschlußleitungen zwischen der Eintritts- und der Austrittsseite jeder Verdrängereinheit
und zu der gemeinsamen Ringleitung führende Anschlußleitungen durch einzelne Ventile,
von denen jedes nur eine einzige Leitung steuert, geöffnet bzw. geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß
a) die Ventile als einzelne, elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile (16,18; 17,19)
ausgebildet sind;
b) die beiden je einer Verdrängereinheit zugeordneten Ventile (16, 18; 17, 191 durch ein
gemeinsames, elektrisches Signal gleichzeitig gegensinnig betätigbar sind;
c) daß die Schaltvorrichtung eine Schleifschiene (30) mit einer der Anzahl der möglichen Einheiten-Kombinationen
entsprechenden Anzahl von Schaltstellen aufweist, die jeweils Kontaktpunkte (35) für die gemeinsam einzuschaltenden
Verdrängereinheiten (5 bis 8) enthalten, die mittels eines entlang der Schleifschiene (30) verschiebbaren Gleitschuhs
(36) gemeinsam überbrückbar sind, und
d) die jeweils verschiedenen Verdrängereinheiten (5 bis 8) zugeordneten Kontaktpunkte
(35) auf unterschiedlichen, die Schleifschiene (30) bildenden, parallelen Leisten (31 bis 34)
angeordnet sind.
2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Anschluß
an die Ringleitung (4) steuernde Ventil (17, 19) unter Strom geöffnet und das die Kurzschlußleitung
(15) steuernde Ventil (16, 18) unter Strom geschlossen ist.
3. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (36) in die einzelnen Schaltstellungen einrastbar ist.
4. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die benachbarten Gängen zugeordneten Schaltstellen auf der Gleitschiene
(30) nebeneinander angeordnet sind und die mittels des Gleitschuhs (36) durchführbaren Ein- und
Ausschalitvorgänge sich zeitlich überschneiden.
5. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der
Kontaktpunkte (35) benachbarter Schaltstellen kleiner als die mittels des Gleilschuhs (36) erfaßbare
Kontaktbreite ist.
6. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Leitunaen (4: 50) wenigstens teilweise aus einem
dehnfähigen Material bestehen.
7. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine der den Pumpenblock (1) bildenden Einheiten (5 bis 8)
druckseitig mit einem einstellbaren Drosselventil (25) versehen ist.
8. Hydrostatisches Getriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckseite der Ringleitung (50) mit einem Hochdruckspeicher
(55) und die Niederdruckseite mit einem Niederdruckspeicher (56) verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752545778 DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752545778 DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2545778A1 DE2545778A1 (de) | 1977-04-14 |
DE2545778B2 DE2545778B2 (de) | 1977-10-06 |
DE2545778C3 true DE2545778C3 (de) | 1978-06-01 |
Family
ID=5959018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752545778 Expired DE2545778C3 (de) | 1975-10-13 | 1975-10-13 | Hydrostatisches Getriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2545778C3 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3027983A1 (de) * | 1980-07-24 | 1982-02-25 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Hydrostatische antriebseinrichtung |
FR2495723A1 (fr) * | 1980-12-09 | 1982-06-11 | Bretagne Atel Chantiers | Transmission hydrostatique entre un moteur primaire et un moteur de traction, notamment pour vehicule |
US5842848A (en) * | 1997-01-03 | 1998-12-01 | Knowles; Frederick W. | Compact high-volume gear pump |
-
1975
- 1975-10-13 DE DE19752545778 patent/DE2545778C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2545778B2 (de) | 1977-10-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |