DE3854813T2

DE3854813T2 - Doppel-hydrostatisches Getriebe

Info

Publication number: DE3854813T2
Application number: DE3854813T
Authority: DE
Inventors: Robert John Dorgan; David Allen Wallace
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: AU2753088A; AU600429B2; EP0322202A3; IL88284A; CA1289850C; DE3854813D1; IL88284A0; EP0322202A2; EP0322202B1; US4848186A; JPH01234654A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hydrostatische Getriebe und insbesondere ein Getriebe, dessen am Abtrieb bereitgestellte Antriebskraft in optimaler Weise von der wahlweise einstellbaren Kombination einer Mehrzahl von hydrostatischen Abtrieben abgeleitet ist.
Die EP-A-153612 offenbart ein Getriebe, das zwei Betriebsarten aufweist. In einer Betriebsart, in welcher das Getriebe als ein hydromechanisches Getriebe arbeitet, treibt ein Dieselmotor über eine P1anetengetriebeanordnung, welche über eine Hauptwelle mit dem Dieselmotor gekoppelt ist, einen Elektrizitätsgenerator mit konstanter Drehzahl an. Da die Drehzahl des Dieselmotors schwankt, kompensiert eine hydrostatische Pumpen-/Motor-Anordnung, die durch einen Drehzahlregler gesteuert wird, die Drehzahlschwankungen des Motors. Der Dieselmotor treibt eine hydrostatische Maschine, welche als Pumpe arbeitet, über ein Getriebe an. Die hydrostatische Maschine, welche als Pumpe arbeitet, treibt einen Motor an, welcher wiederum einen Zahnkranz des P1anetengetriebes über ein Ritzel antreibt. Der Drehzahlregler variiert die Verdrängung der Pumpe so, daß der Generator von der Getriebeanordnung mit konstanter Drehzahl angetrieben wird.
In einer zweiten Betriebsart treibt der Dieselmotor nicht die Hauptwelle an, da die Lager der Getriebeanordnung durch Klopfen (offenbar durch den Dieselmotor hervorgerufen) zerstört werden können. Um dies zu verhindern, wird eine Pumpe in Gang gesetzt, welche den Motor antreibt, welcher wiederum die hydrostatische Maschine als einen Motor antreibt, welcher das Getriebe und die P1anetengetriebeanordnung 14 in langsame Drehung versetzt, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Lager zu verringern.
Reine hydrostatische Getriebe verwenden typischerweise eine einzige mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe, welche im hydraulischen Fluidkreislauf mit einem einzigen Hydraulikmotor so verbunden ist, daß ein Abtrieb eines hydrostatischen Getriebes gebildet wird, welcher, indem die Verdrängung einer der beiden Hydraulikvorrichtungen oder von beiden Hydraulikvorrichtungen variiert wird, in der Drehzahl unendlich variabel sein kann. Die hydraulischen Leistungen, d.h. die maximalen Verdrängungen der Pumpe und des Motors, werden durch die Drehmoment- und Drehzahlanforderungen einer bestimmten Last vorgegeben.
Um hohen Drehmomentanforderungen der Last zu genügen, müssen deren hydraulische Leistungen groß sein, und somit müssen Pumpe und Motor jeweils große bauliche Abmessungen aufweisen. Dabei sind jedoch deren hydraulische und mechanische Verluste signifikant. Ferner werden bei hohen Abtriebsdrehzahlen die Zentrifugalkräfte und -momente eines großen Hydraulikmotors, welcher bei hohen Drehzahlen läuft, ein ernsthaftes Problem.
Um die Probleme zu mindern, die mit hochkapazitiven hydrostatischen Hochleistungs-Antriebseinheiten, welche eine Hydraulikpumpe und einen Motor umfassen, verbunden sind, wurden hydromechanische Antriebe oder Getriebe entwickelt, und diese finden jetzt auch breite Verwendung. Derartige Getriebe verwenden eine mechanische treibende Kraft eines Primärantriebs, die in einer schaltbaren Verbindungsgetriebeeinheit mit der hydrostatischen treibenden Kraft, die von einer hydraulischen Antriebseinheit, die von einem Primärantrieb angetrieben wird, bereitgestellt wird, verbunden ist, so daß ein mehrbereichiger unendlich variabler hydromechanischer Abtrieb für den Antrieb einer Last erhalten wird.
Zwar sind hydromechanische Getriebe für eine Vielzahl von Anwendungen gut geeignet, sie sind jedoch relativ komplex und in der Herstellung teuer. Darüber hinaus erfordern sie eine mechanische Antriebsverbindung vom Primärantrieb zum Getriebeabtrieb, wohingegen ein hydrostatisches Getriebe Ölleitungen verwenden kann, die an komplexe Getriebekonfigurationen leichter angepaßt werden können. Außerdem erfordern bestimmte Anwendungen nicht die Vielseitigkeit und den Antrieb für hohe Drehzahlen, die von hydromechanischen Getrieben geboten werden. Für diese Anwendungen sind daher deren Kosten nicht gerechtfertigt.
Einem Merkmal der Erfindung entsprechend wird ein hydrostatisches Getriebe mit einer Abtriebswelle geschaffen, welches in Kombination umfaßt:
A. eine hydraulische Pumpe, die von einem mechanischen Eingangsteil antreibbar ist und die die Möglichkeit variabler hydraulischer Verdrängung bietet;
B. einen ersten hydraulischen Motor, der in hydraulischer Fluid-Strömungsverbindung mit der Pumpe verbunden ist, um einen ersten hydrostatischen Abtrieb zu erzeugen;
C. einen zweiten hydraulischen Motor, der in Fluidverbindung mit der Pumpe verbunden ist, um einen zweiten hydrostatischen Abtrieb zu erzeugen, und der die Möglichkeit variabler hydraulischer Verdrängung bietet;
D. eine zusammenfassende Getriebeeinheit, die ein erstes durch den ersten hydrostatischen Abtrieb angetriebenes Getriebeelement, ein zweites durch den zweiten hydro statischen Abtrieb angetriebenes Getriebeelement und
ein drittes Getriebeelement zum Erzeugen eines zusammengefaßten hydrostatischen Abtriebs auf der Getriebeabtriebswelle umfaßt, wobei das Übersetzungsverhältnis vom ersten Getriebeelement auf das dritte Getriebeelement vom übersetzungsverhältnis vom zweiten Getriebeelement auf das dritte Getriebeelement verschieden ist;
E. eine Einrichtung zum wahlweisen Desaktivieren des ersten Motors und
F. eine Steuereinheit, die so arbeitet, daß sie wahlweise die besagte Desaktivierungseinrichtung steuert und steuerbar die hydraulischen Verdrängungen der Pumpe und des zweiten Motors ändert, um dadurch eine Last zu beschleunigen, die antriebsschlüssig mit der Getriebeabtriebswelle verbunden ist.
Einem weiteren Merkmal der Erfindung entsprechend wird ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Getriebes geschaffen, das aufweist: eine mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung, einen ersten Hydraulikmotor mit variabler Verdrängung, der in hydraulischer Fluidströmungsverbindung mit der Pumpe steht, um einen ersten hydrostatischen Abtrieb zu erzeugen, einen zweiten Hydraulikmotor mit variabler Verdrängung, der in hydraulischer Fluidströmungsverbindung mit der Pumpe steht, um einen zweiten hydrostatischen Abtrieb zu erzeugen und eine Getriebeeinheit zum Zusammenfassen des ersten und des zweiten hydrostatischen Abtriebs umfaßt, um einen hydrostatischen Abtrieb des Getriebes auf eine Last zu erzeugen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
A. Einstellen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe auf im wesentlichen null;
B. Einstellen der hydraulischen Verdrängung des ersten Motors auf im wesentlichen maximale Verdrängung;
C. Einstellen der hydraulischen Verdrängung des zweiten Motors auf im wesentlichen maximale Verdrängung;
D. Desaktivieren des ersten Motors;
E. Erhöhen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe und Senken der hydraulischen Verdrängung des zweiten Motors, um den zweiten hydrostatischen Abtrieb an dem Abtrieb des hydrostatischen Getriebes zu erzeugen, um die Last von einem stehenden Start heraus zu beschleunigen;
F. Ingangsetzen des ersten Motors, wenn das Druckverhältnis des zweiten Motors im wesentlichen Gleichheit zu dem Druckverhältnis des ersten Motors erreicht, und
G. weiteres Erhöhen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe, um die Zusammenfassung des ersten und des zweiten hydrostatischen Abtriebs an dem hydrostatischen Abtrieb des Getriebes für fortgesetzte Beschleunigung der Last zu erzeugen.
Für ein vollständigeres Verständnis der Erfindung kann auf die folgende erläuternde Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung Bezug genommen werden, in welcher die einzige Figur eine schematische Darstellung eines erf indungsgemäßen hydrostatischen Getriebes darstellt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, enthält das einen hydrostatischen Antrieb enthaltende Getriebe des vorliegenden Ausführungsbeispiels, welches insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, eine hydraulische Antriebseinheit, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist, und die aus einer Hydraulikpumpe P und einem Paar Hydraulikmotoren M1 und M2 besteht. Diese hydraulische Antriebseinheit kann Hydraulikpumpen und Motoraggregate vom zwangsweise verdrängenden Kugelkolbentyp verwenden, die in einem geschlossenen hydraulischen Fluidweg zusammengeschlossen sind, wie z.B. in der U.S. 3 815 698 Reed offenbart. Es versteht sich, daß andere Typen von Hydraulikpumpen und Motoraggregaten mit unendlich variabler Verdrängung, wie z.B. Typen mit axialem Kolben, verwendet werden können.
Die Hydraulikpumpe P ist für den Antrieb beider Hydraulikmotoren M1 und M2 ausgelegt. Die Pumpe P steht somit in hydraulischer Fluidverbindung mit dem Motor M1, wie durch die Pfeile 14a, 14b angedeutet, und in hydraulischer Fluidverbindung mit dem Motor M2, wie mit den Pfeilen 16a und 16b angedeutet. Aus Gründen, die weiter unten dargelegt sind, wird die Verbindung des Hydraulikfluids zwischen der Pumpe und dem Motor M1 wahlweise durch geeignete Mittel blockiert, wie z. B. durch ein Ventil 18. Wie durch Pfeil 20a angedeutet, kann die Pumpe P ihre Verdrängung unendlich variieren oder ihren "Hub verändern", wie man es in der Fachsprache nennt. Dasselbe gilt mindestens auch für den Motor M2, wie durch Pfeil 20b angedeutet, und vorzugsweise auch für den Motor M1, wie durch Pfeil 20c angedeutet.
Die Pumpe P wird mechanisch bei vorzugsweise konstanter Drehzahl über ein Transfergetriebe 22 von einem geeigneten Primärantieb (nicht dargestellt), wie z. B. einer Verbrennungsmaschine, angetrieben. Der drehzahlmäßig unendlich variable hydrostatische Abtrieb des Motors M2 wird auf einer Welle 24 entwickelt, wohingegen der drehzahlmäßig unendlich variable hydrostatische Abtrieb des Motors M1 auf einer Hohlwelle 25 entwickelt wird. Diese hydrostatischen Abtriebe werden durch ein geeignetes abtriebsseitiges Getriebe verbunden, wie z. B. durch ein P1ane-engetriebe, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 26 versehen ist und welches ein Sonnenrad 265, Ritzelräder 26p, einen Ritzelradträger 26c und einen Zahnkranz 26r enthält. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung treibt der hydrostatische Antrieb des Motors M2 an der Welle 24 das Sonnenrad 265 an, und der hydrostatische Antrieb des Motors M1 an der Hohlwelle 25 treibt den Zahnkranz 26r an. Der zusammengefaßte hydrostatische Antrieb wird auf dem Träger 26c entwickelt, der mit der Getriebeabtriebswelle 28 verbunden ist. Falls gewünscht, kann diese Antriebswelle mit einer geeigneten Antriebs-Übersetzungsvorrichtung 30 verbunden werden, welche feste oder auswechselbare Übersetzungsanordnungen von Zahnrädern, Ketten, Bändern oder ähnlichem umfaßt, um so die geforderten Drehzahlund Drehmomentverhältnisse für eine bestimmte Last, die von der Welle 30a angetrieben wird, zu erhalten. Eine Bremse B ist so ausgelgt, daß sie den Zahnkranz 26r des P1anetengetriebes 26 wahlweise sperren kann. Zum Ende der Beschreibung des Getriebes 10 wird auf eine Steuereinheit 32 hingewiesen, die die Hubeinstellungen (Veränderungen der Verdrängungen) der Pumpe P über eine Verbindung 32a, des Zahnkranzmotors M1 über eine Verbindung 32b und des Sonnenradmotors M2 über eine Verbindung 32c, die Position des Ventils 18 über eine Verbindung 32d und die Stellung der Bremse B über eine Verbindung 32e steuert. All dies erfolgt als Antwort auf den Hydraulikdruck in der hydraulischen Antriebseinheit 12, welcher über eine Verbindung 32f gelesen wird, die Drehzahl am Antrieb des Getriebes an der Welle 24 des Sonnenradmotors, welche über eine Verbindung 32g ausgelesen wird, und die Drehzahl am Antrieb des Getriebes an Welle 28, die über eine Verbindung 32h ausgelesen wird.
Um das Getriebe aus einem stehenden Start heraus zu betreiben, wird das Ventil 18 durch die Steuereinheit 32 geschlossen, so daß die Verbindung des Hydraulikfluids zwischen Pumpe B und Zahnkranzmotor M1 unterbrochen ist, und dieser hydraulische Motor somit außer Betrieb ist. Die Steuereinheit betatigt außerdem die Bremse B, um den Zahnkranz 26r zu sperren und somit eine Reaktionskraft für das P1anetengetriebe 26 zu schaffen, und auch um den Zahnkranzmotor M1 vor den typisch hohen Drehmomentbelastungen beim Anfahren zu schützen. Ebenfalls beim Anfahren stellt die Steuereinheit die Pumpe P auf Null- oder Minimalhub (Verdrängung Null) und die Sonnen- und Zahnkranzmotoren jeweils auf vollen oder maximalen Hub (Verdrängung maximal). Mit der Pumpe auf Null-Hub befindet sich das Getriebe 10 effektiv in einem gesperrten Ruhezustand. Die Pumpenleistung (maximale Verdrängung) kann etwas kleiner sein als die kombinierten Leistungen der beiden Motoren, wobei der Zahnkranzmotor eine etwas größere Leistung aufweisen kann als der Sonnenmotor. Um den Antrieb der Last, welche mit der Getriebeabtriebswelle 28 (oder Welle 30a) verbunden ist, zu beginnen, wird der Hub der Pumpe P vergrößert (Verdrängung erhöht), um Hydraulikfluid zum Sonnenmotor M2 zu pumpen, der sich dann zu drehen beginnt und so einen hydrostatischen Antrieb an der Welle 24 entwickelt. Dieser Antrieb erscheint auf der Getriebeabtriebswelle 28 als die Untersetzung vom Sonnen- zum Trägerrad, welche durch die P1anetengetriebeeinheit 26 auferlegt wird. Es versteht sich, daß die Welle 28 entweder vorwärts oder rückwärts angetrieben werden kann, abhängig von der Richtung, in welcher das Hydraulikfluid im Hydrau likkreislauf für den Sonnenmotor M2 gepumpt wird.
Wenn der Hub der Pumpe durch die Steuereinheit 32 vergrößert wird, erhöht sich die Drehzahl des Sonnenmotors M2, und die Last, welche über das Getriebe 10 angetrieben wird, wird beschleunigt. Wenn eine bestimmte hydrostatische Antriebsdrehzahl an der Welle 24 oder ein bestimmtes Verhältnis zwischen dieser Antriebsdrehzahl und dem hydraulischen Fluiddruck erreicht wird, was gemäß der Optimierung des Betriebswirkungsgrades festgestellt wird, beginnt die Steuereinheit 32 den Hub des Sonnenmotors M2 zu verringern. Dieser Übergangspunkt kann z. B. dann eintreten, wenn die Pumpe P ungefähr ein Viertel des Hubs erreicht. Wenn der Hub des Sonnenmotors verringert wird, entweder alleine oder in Verbindung mit einer weiteren Vergrößerung des Hubs der Pumpe P, wie von der Steuereinheit 32 vorgegeben, erhöht sich die Drehzahl des hydrostatischen Antriebs an der Welle 24, ebenso wie die Getriebeabtriebsdrehzahl an der Welle 28, aber im Verhältnis der Untersetzung des Sonnenrads zum Trägerrad der P1anetengetriebeeinheit 26. An einem Übergangspunkt während der Hubverminderung des Sonnenmotors M2 wird ein Druckverhältnis (Verhältnis des Getriebeabtriebsdrehmoments zum Hydraulikdruck) erreicht, welches gleich dem Druckverhältnis ist, dem der Zahnkranzmotor M1 ausgesetzt wäre, wenn Ventil 18 offen und Bremse B gelöst wäre. Dieser zweite Übergang kann z. B. dann eintreten, wenn der Hub des Sonnenmotors auf einen Hub von 60% verringert wurde und wird vorausberechnet aus den relativen Leistungen der beiden Motoren, aus dem Hydraulikfluiddruck, der Drehmomentanforderung, den Verlusteigenschaften des Hydraulikkreislaufs, dem Getriebeverhältnis der P1anetengetriebeinheit 26, und der Drehzahl des hydrostatischen Antriebs des Sonnenmotors. Es wird daran erinnert, daß, bis dieser zweite Übergangspunkt erreicht wird, der Zahnkranzmotor M1 effektiv vom Hydraulikkreislauf durch das Ventil 18 abgetrennt ist und auf vollem Hub steht. Da der hydrostatische Antrieb des Zahnkranzmotors auf der Hohlwelle 25 auf die Antriebswelle 24 des Wandlers mit einem niedrigeren numerischen Getriebeübersetzungsverhältnis (Zahnkranzzu-Träger) als der hydrostatische Antrieb des Sonnenmotors (Sonne-zu-Träger) übertragen wird, ist der Zahnkranzmotor relativ gesehen in einem mechanischen Nachteil und würde somit ein höheres Drehmoment erfahren, wenn er in den hydraulischen Kreislauf eingebunden wäre. Indem man jedoch die Steuereinheit 32 so programmiert, daß das Ventil 18 geöffnet und Bremse B gelöst werden, so daß der Zahnkranzmotor M1 bei vollem Hub in die hydraulische Antriebseinheit 12 effektiv zu dem Zeitpunkt während der Hubverringerung des Sonnenmotors M2 eingebunden wird, an dem deren Druckverhältnisse im wesentlichen gleich sind, wird ein Drehmomentausgleich erreicht. Der jetzt aktivierte Zahnkranzmotor beginnt dann seinen hydrostatischen Antrieb zu entwickeln, so daß er seinen gleichen Beitrag am Lastdrehmoment an der Antriebswelle 28 leistet. Unter diesen Umständen kann die Einbindung des Zahnkranzmotors in die hydraulische Antriebseinheit 12 an diesem zweiten Übergangspunkt, was als ein Schalten von einem ersten Drehzahlbereich in einen zweiten Drehzahlbereich betrachtet werden kann, als ein kontinuierlicher Übersetzungswechsel durchgeführt werden.
Um eine Last über diesen zweiten Übergangs- oder Bereichsumschaltpunkt hinaus zu beschleunigen, wird der Hub der Pumpe P1 weiterhin erhöht, wohingegen die Hübe der Motoren M1 und M2 auf abgestimmte Weise so verringert werden, daß im wesentlichen ein Drehmomentgleichgewicht, d. h. gleiche Druckverhältnisse, gehalten wird, und zwar alles unter der Kontrolle der Steuereinheit 32. Es versteht sich, daß die Vergrößerung des Hubs der Pumpe und die abgestimmten Verringerungen der Hübe der Motoren auch nacheinander statt gleichzeitig durchgeführt werden können, um eine Beschleunigung über diesen zweiten Übergangspunkt herbeizuführen. Der Zahnkranzmotor M1 ist zwar dahingehend offenbart, daß er eine variable Verdrängungsmöglichkkeit bietet, d. h., über einen variablen Hub verfügt, es versteht sich, daß er auch ein Hydraulikmotor mit einer festen Verdrängung sein kann. Wenn in diesem Fall der Hub des Sonnenmotors zum zweiten Übergangspunkt hin verringert wird, wo sein Druckverhältnis gleich wird zu dem eines Zahnkranzmotors mit fester Leistung, und der letztgenannte dann in die hydraulische Antriebseinheit 12 eingebunden wird, d. h., wenn das Ventil 18 geöffnet wird und die Bremse B gelöst wird, dann würde Beschleunigung über den zweiten Übergangspunkt hinaus einzig durch kontinuierliches Vergrößern des Hubs der Pumpe herbeigeführt werden. Es versteht sich, daß ein Herabsetzen des Hubs des Sonnenmotors über den zweiten Übergangspunkt hinaus dessen Drehmomentgleichgewicht mit einem Zahnkranzmotor mit fester Verdrängung verändern würde, und dieses wird deshalb vorzugsweise vermieden. Da nur bei der Pumpe der Hub verändert wird, um die Drehzahl über den zweiten Übergangspunkt hinaus zu erhöhen, ist die maximale Getriebeabtriebsdrehzahl, welche an der Welle 28 erhältlich ist, geringer als in dem Falle, in dem der Hub beider Motoren herabgesetzt wird. Es versteht sich, daß die Steuereinheit 32 beim Verzögern durch den zweiten Übergangspunkt hindurch das Einrücken der Bremse B und das Schließen des Ventils 18 an diesem Schaltpunkt bewirkt, wobei das Verzögern fortgesetzt wird, was durch Vergrößern des Hubs des Sonnenmotors M2 und Verringern des Hubs der Pumpe P erreicht wird.
Aus der bisher gegebenen Beschreibung ist ersichtlich, daß der kombinierte hydrostatische Antrieb an der Welle 28 direkt oder indirekt über eine Antriebsübersetzungsvorrichtung 30 so verbunden werden kann, daß er eine Vielzahl von Lasten antreibt, wie z. B. ein Fahrzeug, eine Werkzeugmaschine, etc.. Im Falle eines Fahrzeugs könnte dieser vom Getriebe bereitgestellte Antrieb auf ein Paar Antriebs räder über ein geeignetes Differentialgetriebe gegeben werden.
Der Rest der Figur veranschaulicht die Anwendung des Ausführungsbeispiels als hydrostatisches Steuergetriebe für ein schlupfgelenktes Kettenfahrzeug, wie z.B. einen Raupenschlepper. Diese Anordnung wäre gleichermaßen geeignet für mit Rädern ausgestattete schlupfgelenkte Fahrzeuge. Zu diesem Zweck wird die Getriebeabtriebswelle 28 (oder Welle 30a) verwendet, um die rechte Fahrzeugkette (Räder) anzutreiben, und eine zweite hydrostatische Antriebsgetriebeeinheit 34, welche identisch ist zur Getriebeeinheit 10 und eine hydraulische Antriebseinheit 36 enthält, sorgt für den Antrieb der linken Fahrzeugkette (Räder). Diese Getriebeeinheiten werden parallel von demselben Primärantrieb-Eingangsteil über ein Transfergetriebe 22 angetrieben. Eine Hydraulikpumpe P1 der Getriebeeinheit 34 ist mit Hydraulikmotoren M3 und M4 in hydraulischer Fluidverbindung in gleicher Weise verbunden, wie oben für die Pumpe P und die Motoren M1 und M2 be schrieben. Somit wird die Fluidverbindung der Pumpe P1 mit dem Motor M3 über ein mit dem Bezugszeichen 38 versehenes Ventil geschaltet. Der hydrostatische Antrieb des Motors M4 ist so verbunden, daß er das Sonnenrad eines linken Antrieb bereitstellenden P1anetengetriebes 40 antreibt, welches identisch ist zum P1anetengetriebe 26. Der hydrostatische Antrieb des Motors M3 ist so verbunden, daß er den Zahnkranz der Planetengetriebeeinheit 40 antreibt, wobei dessen Ritzelradträger so verbunden ist, daß er eine linke Antriebswelle 42 antreibt. Diese Antriebswelle treibt die linke Fahrzeugkette (Räder) direkt oder indirekt über eine Antriebsübersetzungsvorrichtung 44 und deren Antriebswelle 44a an. Eine Bremse B1 ist so angeordnet, daß sie wahlweise den Zahnkranz der P1anetengetriebeeinheit 40 sperrt. Zwar ist für die Getriebeeinheit 34 eine zweite Steuereinheit 46 dargestellt, in der Praxis wird vorzugsweise eine einzige Steuereinheit beide Getriebeeinheiten 10, 34 gemäß den Befehlen eines Bedieners steuern.
Es versteht sich, daß ein geradliniger Fahrzeugvortrieb in der gewünschten Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bei geschlossenen Ventilen 18, 38 und eingerückten Bremsen B, B1 erreicht wird, wenn der Hub der hydraulischen Antriebseinheit 36 durch die Steuereinheit 46 in Übereinstimmung mit der Veränderung des Hubs der hydraulischen Antriebseinheit 12 durch die Steuereinheit 32 verändert wird, wie durch die Verbindung 46a angedeutet, und zwar in der Art und Weise wie oben beschrieben. Koordinierte Hubveränderungen dieser hydraulischen Antriebseinheiten in der oben beschriebenen Weise, wobei die Bremsen B, B1 gelöst und die Ventile 18, 34 beim zweiten Übergangs- oder Schaltpunkt geöffnet sind, schaffen einen geradlinigen Fahrzeugvortrieb im zweiten Bereich. Um zu lenken, werden die Hübe der hydraulischen Antriebseinheiten 12 und 36 in geeigneter Weise differential verändert, um einen gewünschten Drehzahlunterschied an der rechten und linken Getriebeabtriebswelle 28 bzw. 42 zu schaffen. Wie leicht erkennbar, kann dieser Drehzahlunterschied sogar erzielt werden, gleich ob ein Betrieb entweder unterhalb oder oberhalb des zweiten Übergangspunkts vorliegt und gleich ob ein Antrieb in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung erfolgt.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel ein hydrostatisches Antriebsgetriebe schafft, welches einen verbesser ten Wirkungsgrad, kompaktere Abmessungen und ein leichteres Gewicht aufweist. Die Verwendung von zwei kleineren Hydraulikmotoren und einer die hydrostatischen Antriebe zusammensetzenden Getriebeeinheit anstelle eines einzigen großen Hydraulikmotors, um einer vorgegebenen Drehmoment last-Anforderung zu genügen, reduziert signifikant Reibungsverluste im Motor und Hydraulikfluidleckagen. Dies ist aus der Tatsache ersichtlich, daß bei geringer Drehzahl, hoher Drehmomentlast und somit Bedingungen mit hohem hydraulischem Druck, d.h., unterhalb des zweiten Übergangspunktes, sich nur der Sonnenmotor M2 im hydraulischen Kreislauf befindet; somit werden seine Verluste (hydraulische Leckagen und mechanische) zwangsläufig und signifikant geringer sein als die eines einzigen großen Hydraulikmotors. Da der Zahnkranzmotor M1 während dieses Zeit raums mit hohem hydraulischen Druck aus dem Hydraulikkreislauf herausgenommen ist, kann er auch keine Quelle für Leckage von Hydraulikfluid sein. Aufgrund der vorliegenden Erfindung kann die Summe der hydraulischen Leistungen des Sonnen- und des Zahnkranzmotors tatsächlich kleiner sein als die hydraulische Leistung eines einzigen großen Motors. Da die Pumpe P eine kleinere hydraulische Leistung aufweisen kann als die hydraulische Gesamtleistung der beiden Motoren M1, M2, kann darüber hinaus deren Größe bedeutend kleiner sein als die einer Pumpe, welche einen einzigen großen Hydraulikmotor antreibt. Dies stellt zusätzliche Einsparungen dar bei den Verlusten (hydraulisch und mechanisch), bei der Größe und beim Gewicht. Zwar benützt das offenbarte Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Hydraulikpumpe, um zwei Hydraulikmotoren anzutreiben, es versteht sich jedoch, daß mit einer ausgeklügelteren die hydrostatischen Antriebe verbindenden Getriebevorrichtung drei oder mehr Hydraulikmotoren, die durch eine oder mehrere Hydraulikpumpen angetrieben werden, verwendet werden können, um eine einzige oder mehrere Lasten anzu treiben.

Claims

1. Ein hydrostatisches Getriebe mit einer Antriebswelle und in Kombination umfassend:

A. eine hydraulische Pumpe (P), die von einem mechanischen Eingangsteil antreibbar ist und die die Möglichkeit variabler hydraulischer Verdrängung bietet;

B. einen ersten hydraulischen Motor (M1), der in hydraulischer Fluid-Strömungsverbindung mit der Pumpe (P) verbunden ist, um einen ersten hydrostatischen Antrieb (25) zu erzeugen;

C. einen zweiten hydraulischen Motor (M2), der in Fluidverbindung mit der Pumpe (P) verbunden ist, um einen zweiten hydrostatischen Antrieb (24) zu erzeugen, und der die Möglichkeit variabler hydraulischer Verdrängung bietet;

D. eine zusammenfassende Getriebeeinheit (26) die ein erstes durch den ersten hydrostatischen Antrieb (25) angetriebenes Getriebeelement, ein zweites durch den zweiten hydrostatischen Antrieb (24) angetriebenes Getriebeelement und ein drittes Getriebeelement zum Erzeugen eines zusammengefaßten hydrostatischen Antriebs auf der Getriebeabtriebs welle (26c, 28) umfaßt, wobei das Übersetzungsverhältnis vom ersten Getriebeelement auf das dritte Getriebeelement vom Übersetzungsverhältnis vom zweiten Getriebeelement auf das dritte Getriebeelement verschieden ist;

E. eine Einrichtung (18) zum wahlweisen Desaktivieren des ersten Motors (M1) und

F. eine Steuereinheit (32), die so arbeitet, daß sie wahlweise die besagte Desaktivierungseinrichtung steuert und steuerbar die hydraulischen Verdrängungen der Pumpe und des zweiten Motors ändert, um dadurch eine Last zu beschleunigen, die antriebsschlüssig mit der Getriebeabtriebswelle verbunden ist.

2. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 1, bei dem der erste Motor (M1) die Möglichkeit variabler hydraulischer Verdrängung aufweist und bei dem die Steuereinheit (32) steuerbar die hydraulischen Verdrängungen sowohl des ersten Motors (M1) als auch des zweiten Motors (M2) variiert.

3. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 2, bei dem die zusammenfassende Getriebeeinheit (26) eine P1anetengetriebeeinheit ist.

4. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 3, bei dem das erste Getriebeelement (25) ein Zahnkranz ist, das zweite Getriebeelement (24) ein Sonnenrad ist und das dritte Getriebeelement ein Ritzelradträger (26c) der P1anetengetriebeeinheit ist.

5. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die Desaktivierungseinrichtung ferner Ventilmittel (18) zum wahlweisen Blockieren der hydraulischen Fluidströmungsverbindung zwischen der Pumpe (P) und dem Motor (M1) enthält.

6. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 5, bei dem die Desaktivierungseinrichtung (18) ferner eine Bremse (B) zum wahlweisen Bremsen und Freigeben des Zahnkranzes umfaßt.

7. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 6, das ferner getrennte Mittel (32g, 32f) zum Erfassen der Drehzahl des zweiten hydrostatischen Antriebs (24) und des hydraulischen Drucks in der Pumpe (P) umfaßt, wobei die Steuereinheit (32) die hydraulischen Verdrängungen der Pumpe (P) und der Motoren (M1, M2) variiert und wahlweise das Ventil (18) und die Bremse (B) gemäß der Drehzahl des zweiten hydrostatischen Antriebs und gemäß dem hydraulischen Druck des Fluids in der Pumpe, entsprechend den Anzeigen der getrennten Erfassungseinrichtungen, einstellt.

8. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die Desaktivierungseinrichtung eine Bremse (B) zum wahlweisen Sperren des ersten hydrostatischen Antriebs einschließt.

9. Das hydrostatische Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 8, bei dem die Desaktivierungseinrichtung eine Einrichtung (18) zum wahlweisen Blockieren der hydraulischen Fluidverbindung zwischen der Pumpe und dem ersten Motor einschließt.

10. Das hydrostatische Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pumpe (P), der erste Motor (M1) und der zweite Motor (M2), die zusammenfassende Getriebeeinheit (26) und die Desaktivierungseinrichtung (18, B) für den ersten Motor eine erste hydrostatische Getriebeeinheit (10) bilden, die antriebsschlüssig mit einer ersten Getriebeabtriebswelle (30a) verbunden ist, wobei das hydrostatische Getriebe ferner eine zweite hydrostatische Getriebeeinheit (34) umfaßt, die zu der ersten hydrostatischen Getriebeeinheit identisch ist und die antriebsschlüssig mit einer zweiten Getriebeabtriebswelle (41a) verbunden ist, wobei die erste und die zweite hydrostatische Getriebeeinheit gemeinsam von dem mechanischen Eingangsteil angetrieben werden können und wobei die Steuereinheit die erste und die zweite hydrostatische Getriebeeinheit steuert, um Vortrieb und Lenkung für ein schlupfgelenktes Fahrzeug zu liefern.

11. Ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Getriebes, das eine mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe (P) mit variabler Verdrängung, einen ersten Hydraulikmotor (M) mit variabler Verdrängung, der in hydraulischer Fluidströmungsverbindung mit der Pumpe (P) steht, um einen ersten hydrostatischen Antrieb zu erzeugen, einen zweiten Hydraulikmotor (M2) mit variabler Verdrängung, der in hydraulischer Fluidströmungsverbindung mit der Pumpe (P) steht, um einen zweiten hydrostatischen Antrieb zu erzeugen, und eine Getriebeeinheit (26) zum Zusammenfassen des ersten und des zweiten hydrostatischen Antriebs umfaßt, um einen hydrostatischen Antrieb des Getriebes auf eine Last zu erzeugen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

A. Einstellen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe (P) auf im wesentlichen null;

B. Einstellen der hydraulischen Verdrängung des ersten Motors (M1) auf im wesentlichen maximale Verdrängung;

C. Einstellen der hydraulischen Verdrängung des zweiten Motors (M2) auf im wesentlichen maximale Verdrängung;

D. Desaktivieren des ersten Motors (M1);

E. Erhöhen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe (P) und Senken der hydraulischen Verdrängung des zwei ten Motors (M2), um den zweiten hydrostatischen Antrieb an dem Antrieb des hydrostatischen Getriebes zu erzeugen, um die Last von einem stehenden Start heraus zu beschleunigen;

F. Ingangsetzen des ersten Motors (M1), wenn das Druckverhältnis des zweiten Motors (M2) im wesentlichen Gleichheit zu dem Druckverhältnis des ersten Motors (M1) erreicht, und

G. weiteres Erhöhen der hydraulischen Verdrängung der Pumpe (P), um die Zusammenfassung des ersten und des zweiten hydrostatischen Antriebs an dem hydrostatischen Antrieb des Getriebes für fortgesetzte Beschleunigung der Last zu erzeugen.

12. Das Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfaßt den Schritt:

H. koordiniertes Senken der hydraulischen Verdrängung des ersten und des zweiten Motors (M1, M2) derart, daß die Gleichheit der Druckverhältnisse im wesent lichen aufrechterhalten wird, während die Last weiter beschleunigt wird.

13. Das Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Schritte Gundhgleichzeitigdurchgeführtwerden.

14. Das Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt des Desaktivierens des ersten Motors (M1) ein Bremsen des ersten hydrostatischen Antriebs einschließt und der Schritt des Ingangsetzens des ersten Motors (M1) ein Freigeben der Bremse des ersten hydrostatischen Antriebs einschließt.

15. Das Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem der Schritt des Desaktivierens des ersten Motors ferner ein Blockieren der hydraulischen Fluidströmungsverbindung zwischen der Pumpe (P) und dem ersten Motor (M1) umfaßt und der Schritt des Ingangsetzens des ersten Motors ferner das Freigeben der hydraulischen Fluidströmungsverbindung zwischen der Pumpe (P) und dem ersten Motor (M1) umfaßt.