DE2638379C3 - Stufenlos einstellbares hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

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Bei einem bekannten Getriebe der im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Gattung (AT-PS 2 43 095) ist es schon bekannt, in der Pumpeneinlaßleitung ein Hauptsteuerventil anzuordnen, mit dem der wirksame Hub einer durch Nockenantrieb getriebenen Kolbenverdrängermaschine einstellbar ist. Diese kann mit veränderlichem Förderdruck und veränderlichem Fördervolumen getrieben werden. Auf ihrer Förderseite ist -to jedoch keine Druckbegrenzungseinrichtung vorgesehen.

Es ist bei hydrostatischen Verdrängermaschinen mit nockengetriebenen Verdrängerkolben bereits bekannt, an die Pumpenförderleitung ein Druckbegrenzungsventil anzuschließen, dessen Auslaßleitung mit einer den Nockentrieb enthaltenden Antriebskammer verbunden ist und bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil eine Förderhubverringerung der Pumpenkolben bewirkt (US-PS 30 02 462, DE-OS 23 11 457). Bei diesem Getriebe erfolgt eine willkürliche Steuerung der am Verbraucher erwünschten Fördermenge durch ein in die Förderleitung eingeschaltetes Wegeventil mit geschlossener Mitte. Durch den veränderlichen Öffnungsquerschnitt dieses Ventils wird die dem Verbraucher zugeführte Flüssigkeitsmenge bestimmt, wobei das der Pumpe zugeordnete Druckbegrenzungsventil einen konstanten Pumpenförderdruck — selbst bei Nullförderung der Pumpe und geschlossenem Wegeventil — aufrechterhält. Hierdurch arbeitet das bekannte Getrie- ω be vor allem bei niedrigen Fördermengen mit schlechtem Wirkungsgrad. Außerdem ist die Drehzahleinstellung von getriebenen Hydromotoren bei niedrigen Drehzahlen nicht fein genug.

Es ist auch bereits bekannt, bei Verdrängerpumpen f>5 der in Rede stehenden Gattung (DE-OS 19 11 450) mit der Pumpförderleitung verbundene Druckbegrenzungsventile anzuordnen, deren Einstelldruck durch Fernsteuerung verändert werden kann. Im einzelnen wird hier ein Ventilschieber in dem Druckbegrenzungsventil in Abhängigkeit vom Druck in einer Leitung verschoben, die gegenüber der die Pumpe mit dem hydrostatischen Motor verbindenden Leitung einen wesentlich geringeren Querschnitt aufweist Hierdurch wird bei einer Überlastung des Getriebes der Pumpendruck erst mit einer zeitlichen Verzögerung in die Kurbelkammer geleitet, so daß die Pumpe bei Oberlast unter Umständen nicht sofort auf Null-Förderung gebracht wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Steuerung der Ausgangsdrehzahl des Getriebes zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Oberhegriff und im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Durch die Erfindung wird eine besonders feinfühlige Steuerung der Ausgangsdrehzahl des Getriebes insbesondere bei niedrigen Drehzahlen mit äußerst geringen Energieverlusten ermöglicht

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt

In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Ackerschlepper mit hydtcstatischem Getriebe,

F i g. 2 das hydrostatische Getriebe in schematischer Darstellung.

Das hydrostatische Getriebe ist in einen Ackerschlepper 10 eingebaut, der einen Hauptrahmen 12, zwei Vorderräder 14 und zwei Treibräder 16 sowie einen Motor 18 aufweist Das Getriebe selbst ist mit einem oder mehreren hydrostatischen Motoren 20 versehen, die mit den Treibrädern 16 des Ackerschleppers 10 antriebsverbunden sind. Eine Ladepumpe ist mit 22 und eine als Hauptpumpe ausgebildete Kolbenpumpe ist mit 24 bezeichnet Ladepumpe und Kolbenpumpe sind in F i g. 1 mit 26 bezeichnet und so dargestellt, als wären sie direkt mit dem Motor 18 verbunden.

Die Einlaßseite der Ladepumpe 22 ist mit einem Sammelbehälter 28 über eine Saugleitung 30 verbunden, während die Auslaßseite der Ladepumpe 22 mit einem Ladekreis in Verbindung steht, der die Leitungen 32,34, 36 und 38 aufweist. Ein Druckregulierungsventil 40 ist in der Leitung 34 vorgesehen und hält einen im wesentlichen konstanten Druck im Laderaum aufrecht

Die Kolbenpumpe 24 ist mit einer Zylindertrommel 41 versehen, die eine Vielzahl Zylinderbohrungen 42 aufweist, die zu einer Antriebskammer 44 hin offen sind. Je ein Kolben 46 ist in jeder Zylinderbohrung 42 vorgesehen und bis in die Antriebskammer 44 geführt und wird auch auf diese hin über eine Feder 48 gedrückt In der Zylindertrommel 41 ist eine Antriebswelle 50 für die Kolbenpumpe 24 gelagert, wobei ein ringförmiger Nocken 52 exzentrisch auf der Antriebswelle 50 in der Antriebskammer 44 zum Umlauf mit der Antriebswelle 50 gelagert ist und gegen die Kolben 46 zur Anlage kommt, um diese nach außen zu schieben. Die Antriebswelle 50 kann unmittelbar mit der Antriebswelle des Motors 18 des Ackerschleppers 10 verbunden sein.

Jede der Zylinderbohrungen 42 der Kolbenpumpe ist mit einem Einlaß, der hier durch eine Leitung 54 dargestellt ist, über ein Rückschlagventil 56 verbunden und mit einem Auslaß, der hier durch eine Leitung 58 angedeutet ist, über ein Rückschlagventil 60.

Die Leitung 54 der Kolbenpumpe 24 bzw. ihr Einlaß ist mit der Leitung 32 des Ladekreises über ein Hauptsteuerventil 62 verbunden, das über einen Handhebel 64 betätigbar ist. Die Leitung 58 bzw. der Auslaß der Kolbenpumpe 24 wiederum ist mit dem Einlaß des hydrostatischen Motors 20 über einen Ventilschieber 66 verbunden, über den sich die Drehrichtung der hydrostatischen Motoren umkehren läßt Der Auslaß eines jeden hydrostatischen Motors ist mit der Leitung 38 des Ladekreises über den Ventilschieirsr 66 verbunden.

Über einen Kanal 68, eine Leitung 70 und ein unter Federdruck stehendes Rückschlagventil 72 ist die Antriebskammer 44 der Kolbenpumpe 24 mit dem Ladekreis in Verbindung. Hierbei verhindert das unter Federdruck stehende Rückschlagventil 72, das Druckflüssigkeit aus der Antriebskammer 44 in den Ladekreis gelangen kann und verringert durch seine Federspannung den Druck der Flüssigkeit die von dem Ladekreis in die Antriebskammer gelangt auf einen Wert so daß der auf die Kolben 46 über die Flüssigkeit in der Antriebskammer ausgeübte Druck dem Druck entspricht der auf die Kolben über die Federn 48 ausgeübt wird, wenn sich die Kolben 46 in ihrem äußeren Hubenden befinden. Die Antriebskammer steht außerdem mit dem Sammelbehälter 28 über eine Drossel 74 in Verbindung. Letztere ermöglicht einen Flüssigkeitsumlauf durch die Antriebskammer 44 zu KUhlzwecken und ein Abströmen des Druckes bei zu hohem Druck in der Antriebskammer.

Der Auslaß der Kolbenpumpe 24 ist ferner mit der Antriebskammer 44 über eine Leitung 75 in Verbindung, die sich zwischen dem Auslaß und der Leitung 70 erstreckt Ein Druckbegrenzungsventil 78 ist in der Leitung 75 vorgesehen und wird normalerweise in eine Schließstellung über eine Feder 80 gedrückt. Das Druckbegrenzungsventil 78 spricht auf den Druck an dem Auslaß an, wozu eine Pilotleitung 82 vorgesehen ist, die es in eine Auf-Stellung verschieben kann, wenn der Druck in der Leitung 58 bzw. dem Auslaß der Kolbenpumpe einen vorherbestimmten Wert erreicht hat Die Kraft der Feder 80 kann auch mechanisch ausgeschaltet werden, und zwar üh?r _ej_n Pedal 76, das es der Bedienungsperson ermöglicht, das Druckbegrenzungsventil 78 auf Wunsch zu öffnen.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise beschrieben.

Bei laufendem Motor 18 und sich in seiner Zu-Stellung befindlichem Hauptsteuerventil 62 (in F i g. 2 ist es in seiner Auf-Stellung dargestellt) wird der Nocken 52 die Kolben 46 bis an das Ende ihres äußeren Hubes verschieben. Die Ladepumpe 22 wird dabei den Ladekreis druckbeaufschlagen bis zu einer Höhe, die durch das Druckregulierungsventil 40 bestimmt ist Der Druck des Ladekreises wird über das Rückschlagventil 72 durch die Leitung 70 und den Kanal 68 bis in die Antriebskammer 44 gelangen und diese druckbeaufschlagen. Dieser in der Antriebskammer herrschende Druck wird auf die Kolben eine Kraft ausüben, durch die die durch die Federn 48 hervorgerufene Kraft ausbalanciert wird, so daß die Kolben 46 an den äußeren Enden ihrer Hübe verbleiben. Leckverluste über die Drossel 74 werden durch über das Rückschlagventil 72 nachströmende Flüssigkeit ausgeglichen. Hierbei wird gleichzeitig ein Kühleffekt in der Antriebskaimmer 44 erreicht. Befinden sich die Kolben 46 an den äußeren Enden ihrer Hübe, so hat die Kolbenpumpe 24 eine Null-Förderung erreicht.

Die Förderung der Kolbenpumpe wird dadurch

erreicht daß die Bedienungsperson des Ackerschleppers 10 das Hauptsteuerventil 62 betätigt und zwar über dessen Handhebel 64. Bei offenem Hauptsteuerventil 62 wird zunächst die Flüssigkeitsmenge, die in die Leitung s 54 einströmt und dann der Flüssigkeitsdruck an dem Einlaß der Kolbenpumpe 24 kontrolliert Die Druckflüssigkeit gelangt zu dem Einlaß der Kolbenpumpe 24 über die Rückschlagventile 56. Der dann an den Zylinderbohrungen 42 herrschende Druck wird dam· auf die Kolben

ίο 46 übertragen und das dort herrschende Gleichgewicht stören, so daß die Kolben 42 nach innen geschoben werden. Der Nocken 52 dagegen wird wiederum die Kolben nach außen schieben, wodurch Flüssigkeit durch die Rückschlagventile 60 und den Auslaß bzw. die Leitung 58 zu dem hydrostatischen Motor 20 über den Ventilschieber 66 gelangen kann.

Wenn nun die Belastung des Ackerschleppers 10 ansteigt beispielsweise, wenn bergaufwärts gefahren wird oder ein Bodenbearbeitungswerkzeug zu ziehen ist so wird der Druck in der Leitung 58 der Kolbenpumpe infolge der an dem hydrostatischen Motor 20 ansteigenden Last größer werden. Sobald nun der Druck am Auslaß bzw. in der Leitung 58 einen vorherbestimmten Maximalwert erreicht der selbstverständlich unter dem Wert liegt der einer Belastung einsprechen würde, bei der Störungen oder Bruch auftreten könnten, so wird dieser über die Pilotleitung 82 des Druckbegrenzungsventil 78 in seine Auf-Stellung verschieben, so daß dieser hohe Druck am Auslaß bzw. in der Leitung 58 in die Antriebskammer 44 gelangt Der dann in der Antriebskammer 44 sich aufbauende Druck wird die Kolben wiederum in ihren äußeren Hubenden halten, wodurch die Fördermenge der Pumpe reduziert oder sogar gleich null werden kann. Auf diese Weise ist das System nicht kontinuierlich dem hohen Druck unterworfen. Während dieser Periode tritt ein äußerst geringer Kraftverlust auf, da die Förderleistung der Pumpe nur verringert wird, ohne daß die gesamte Förderung in den Sammelbehälter 28 oder in den Ladekreis gelangen würde. In einem solchen Falle muß die Bedienungsperson natürlich dafür Sorge tragen, daß die hohe Belastung wieder abgebaut wird. Dies kann einfach dadurch erfolgen, daß der Ackerschlepper in die entgegengesetzte Richtung gefahren wird, und zwar braucht man hierzu lediglich den Ventilschieber 66 zu betätigen. Wenn nun der Druck am Auslaß der Kolbenpumpe 24 abgebaut wird, kann das Druckbegrenzungsventil 78 wieder in seine Zu-Stellung sich verschieben, wonach sich dann der Druck in der

so Antriebskammer 44 über die Drossel 74 abbauen kann, bis der Druck in der Antriebskammer wieder den durch den Druck des Ladekreises und des Rückschlagventiles 72 hervorrufenen, annähernd konstanten Druck erreicht hat.

Selbstverständlich kann die Bedienungsperson die Bewegung des Ackerschleppers 10 auch durch die Betätigung des Pedales 76 anstatt durch die Betätigung des Handhebels 64 kontrollieren. So wird beispielsweise durch Niedertreten des Pedales 76 das Druckbegrenzungsventil 78 derart verschoben, daß der Druck an der Ausgangsseite der Kolbenpumpe in ihre Antriebskammer 44 gelangt. Die Bedienungsperson kann dann das Hauptsteuerventil 62 öffnen, was über den Handhebel 64 erfolgt ohne daß jetzt der Ackerschlepper bewegt würde. Durch sukzessives Nachlassen des Pedals 76 wird dann der Druck am Auslaß der Kolbenpumpe nach und nach von der Antriebskammer 44 weggenommen, so daß, nachdem dieser hohe Druck in der Antriebskam-

mer 44 über die Drossel 74 abgebaut wurde, die Kolbenpumpe wieder beginnt. Druckflüssigkeit dem hydrostatischen Motor 20 zuzuführen. Die Bewegung des Fahrzeuges kann sehr schnell dadurch unterbrochen werden. daB das Pedal 76 niedergetreten wird. Auf diese Weise kann die Bedienungsperson ein ruckfreies Anfahren de? Ackerschleppers erzielen, wobei ebenfalls kleine Bewegungen möglich sind. Diese Bewegungskontrolle des Ackerschleppers, Zentimeterkontrolle genannt, ist sehr nützlich, wenn ein Gerät an den Ackerschlepper angehängt werden soll oder wenn auf engem Gelände gewendet werden muß.
Die Betätigung des Druckbegrenzungsventils 78 über

das Pedal 76 ist auch in Gefahrensituationen sehr vorteilhaft. Denn es ist wesentlich einfacher, die Bewegung des Ackerschleppers durch Betätigen des Pedals zu unterbrechen, beispielsweise dann, wenn die Bedienungsperson andere Steueraufgaben wahrzunehmen hat, als die Bewegung des Ackerschleppers durch die Betätigung des Handhebels 64 zu unterbrechen. Hierdurch wiederum kann die Bedienungsperson jederzeit den Ackerschlepper durch Betätigung des Pedals 76 abstoppen und so lange in dieser Stellung halten, bis sie Zeit findet, das Hauplsteuerventil 62 zu schließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stufenlos einstellbares hydrostatisches Getriebe, dessen Pumpenfördermenge durch Ändern der Zulaufbedingungen einer durch Nockenantrieb getriebenen Kolbenverdrängermaschine einstellbar ist, wobei in der Pumpeneinlaßleitung ein Hauptsteuerventil angeordnet ist, das die Pumpenfördermenge unabhängig von dem Pumpenförderdruck ändert, dadurch gekennzeichnet, daß an die Pumpenförderleitung (58) ein Druckbegrenzungsventil (78) angeschlossen ist, dessen Auslaßleitung (75) mit einer den Nockenantrieb (50) enthaltenden Antriebskammer (44) der Pumpe (24) verbunden ist und bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil (78) eine Förderhubverringerung der Pumpenkolben (46) bewirkt

2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskammer (44) über eine Drossel (74) mit einem Sammelbehäiter (28) verbunden ist.

3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (78) pilotgesteuert und fernbetätigbar ist

4. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil Ober ein Pedal (76) steuerbar ist