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Hydrostatisches Getriebe mit einer Füllpumpe Die Erfindung bezieht
sich auf ein hydrostatisches Getriebe mit einer Füllpumpe zum Ergänzen der Leckölmengen
im Getriebekreislauf und zur Betätigung des Kraftverstärkers für die Getriebeverstellung,
und einer durch ein Druckmeßglied gesteuerten Schaltvorrichtung, die in Abhängigkeit
vom Druck einer am Druckmeßglied angeordneten Druckkammex eine zwischen der Füllpumpe
und dem Getriebe liegende Drosselstelle steuert, ohne die Verbindung von der Füllpumpe
zum Kraftverstärker zu beeinflussen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen eines solchen
Getriebes bei einfachem Gesamtaufbau zu verringern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Druckseite der Füllpumpe
sowie die Druckseite der Getriebepumpe durch je eine Flüssigkeitsleitung mit der
Druckkammer des Druckmeßgliedes und dem Druckraum des Kraftverstärkers verbunden
sind, und jede dieser Leitungen ein sich zur Druckkammer bzw. zum Druckraum des
Kraftverstärkers hin öffnendes Rückschlagventil aufweist, wobei die Drosselstelle
mit steigendem Druck in der Druckkammer des Meßgliedes geöffnet wird.
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Es ist bereits eine Steuereinrichtung für die Übersetzungseinstellung
eines hydrostatischen Getriebes bekannt, bei der eine Füllpumpe über einen Kanal
Druckflüssigkeit fördert, die zur Ergänzung der Leckmenge im Kreislauf des Getriebes
und zur Speisung des Kraftverstärkers für die Getriebeverstellung dient. Weiterhin
ist eine Schaltvorrichtung vorhanden, die in Abhängigkeit vom Druck an einem Hilfskolben
ein Ventil schaltet, das zwischen der Zuführungsleitung der Füllpumpe und der Leitung,
die zum hydrostatischeu Getriebe führt, angeordnet ist. Dabei wird die Verbindung
von der Füllpumpe zum Kraftverstärker nicht beeinflußt. Diese dient also zum Ausgleich
der Leckverluste und zur Betätigung des Kraftverstärkers.
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Die bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß es nicht möglich
ist, die Getriebeübersetzung auch vom Kreislaufdruck des hydrostatischen Getriebes
selbst zu verstellen. So muß zu jeder Getrieben verstellung der Druckmittelstrom
der Füllpumpe auf den notwendigen Verstelldruck angedrosselt werden, was zu beträchtlicher
Ölerwärmung führt. Auch kann dadurch kein besonders hoher Verstelldruck erzeugt
werden, so daß die Abmessungen des Kraftverstärkers recht groß bleiben.
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Es ist auch bekannt, die Übersetzung des Getriebes durch den im Kreislauf
selbst herrschenden Druck zu bewerkstelligen, doch ist dies nur dann möglich, wenn
im Getriebe ein entsprechend hoher Druck herrscht. Zur Anfahrverstellung, also dann,
wenn das Getriebe noch drucklos ist, sind besondere Mittel erforderlich.
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Die Erfindung ermöglicht es, sowohl die Speise-oder Füllpumpe sowie
den im Kreislauf herrschenden Druck zur Getriebeverstellung heranzuziehen. Dies
geschieht mit einfachsten Mitteln, wobei die Ab-
messungen des Kraftverstärkers
besonders klein gehalten werden können. Ölerwärmung des Getriebeöls durch Betätigung
der Verstelleinrichtung wird weitgehend vermieden. Der Leistungsbedarf der Füllpumpe
und damit auch die Leistungsverluste können niedrig gehalten werden, da die Füllpumpe
nur selten mit höherem Druck arbeitet.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das
Druckmeßglied als einen von einer Feder belasteten, mit einer Drosselkante versehenen
Ventilkolben auszubilden, eine Endfläche des Ventilkolbens von der Feder zu belasten
und mit dem Niederdruckkreis des hydrostatischen Getriebes die ihr entgegengesetzte
Endfläche mit dem Kraftverstärker sowie mit der Druckseite der Füllpumpe und der
Druckseite des hydrostatischen Getriebes zu verbinden und die. Drosselkante zwischen
der Druckseite der Füllpumpe und der Niederdruckseite des hydrostatischen Getriebes
so anzuordnen, daß die Kraft der Feder die Drosselstelle zu schließen sucht.
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Vorteilhaft ist es auch, die Druckkammer des Druckmeßglieds über je
ein sich zum Druckmeßglied hin öffnendes Rückschlagventil mit beiden Anschlüssen
der Getriebepumpe zu verbinden.
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Für die beiden Unteransprüche wird nur Schutz im Zusammenhang mit
dem Anspruch 1 beansprucht. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung
eines hydrostatischen Getriebes, dessen Pumpe von einem Kraftverstärker verstellt
wird, der entweder aus dem Getriebekreis oder von der Füllpumpe mit Druckmittel
versorgt wird,
F i g. 2 eine Drosselstelle mit Druckmeßglied.
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Das in F i g. 1 dargestellte hydrostatische Getriebe besteht
im wesentlichen aus einer Pumpe 10, die über eine Antriebswelle 12 von einer
nicht dargestellten Antriebsmaschine angetrieben wird, sowie einem Motor
11 mit einer Abtriebswelle 13. Die Pumpe 10 wird durch einen
Kraftverstärker 14 üblicher Bauart verstellt, und zwar in Abhängigkeit von der Stellung
eines Vorsteuerschiebers 15. Dieser gleitet in einem Stellkolben
17, der seinerseits an zwei Stellen dichtend in einem Stellzylinder
18 geführt ist, so daß er Endräume 19, 20 in dem Stellzylinder abteilt.
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Der Stellkolben 17 ist über ein Gestänge 21 gelenkig mit der
schwenkbaren Schiefscheibe 22 der Pumpe 10 verbunden. Die Stellung des Stellkolbens
17 bestimmt daher deren Hub, d. h. die Fördermenge der Pumpe
10.
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Die Pumpe 10 und der Motor 11 sind über einen Getriebekreislauf
verbunden, dessen je nach der Drehrichtung als Druck- oder Saugleitung dienende
Kanäle mit 23, 24 bezeichnet sind. Beide Kanäle sind über je ein Rückschlagventil
25, 26 mit dem einen Endraum 20 des Stellzylinders verbunden. Die Rückschlagventile
öffnen sich zu diesem Endraum 20 hin. Vom Endraum 20 geht ein Kanal 27 in
die den Vorsteuerschieber 15 führende Bohrung 28 des Stellkolbens.
Mit Hilfe von Bunden 29, 30 und einem Kanal 31 stellt der Vorsteuerschieber
15 je nach seiner Lage eine Verbindung zwischen dem Kanal 27
und einem
Auslaß 32 oder einem Kanal 33 her, der durch ein abgeteiltes Stück
der Bohrung 28 mit dem Endraum 19 des Stellzylinders verbunden ist.
Der wirksame Querschnitt des Endraumes 19 ist größer als der des Endraumes
20.
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über eine Leitung 37 ist der Endraum 20 mit einem Anschluß
38 eines Drosselventils 39 verbunden. An den Anschluß 38 können
noch weitere Verbraucher angeschlossen sein, was durch einen Pfeil symbolisiert
ist. Ein Anschluß 40 des Drosselventils 39 ist über eine Leitung 41 mit der
Druckseite einer Füllpumpe 42 verbunden, die ebenfalls von der Anttiebswelle 12
angetrieben wird und Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 43 ansaugt. Ein weiterer
Anschluß 44 des Drosselventils 39 steht mit einem überdruckventil 45 in Verbindung,
dessen Niederdruckseite zum Vorratsbehälter 43 entlastet ist; außerdem ist der Anschluß
44 über einen Filter 46 und zwei Rückschlagventile 47, 48 mit den Leitungszweigen
23, 24 des Getriebes verbunden. An letztere ist je
ein überdruckventil
49, 50 angeschlossen, deren Niederdruckseite zum. Vorratsbehälter 43 entlastet
ist. Sie kann auch zum jeweils gegensinnigen Leitungszweig 23, 24 entlastet
sein.
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Das Drosselventil 39 ist in F i g. 2 näher dargestellt.
Es besteht aus einem Gehäuse 54 mit einer Sackbohrung 55, die an zwei Stellen
durch Ausdrehungen 56, 57 erweitert ist. Die Ausdrehung 57 steht mit
dem Anschluß 40 und die Ausdrehung 56 mit dem Anschluß 44 in Verbindung.
An ihrem offenen Ende ist die Sackbohrung 55 zu einer Gewindebohrung
58 erweitert, in die ein hohles Anschlußteil 59
eingeschraubt ist,
das den Anschluß 38 bildet. Eine Schulter 60 bildet den übergang von
der Gewindebohrung 58 zur Sackbohrung 55. In der Sackbohrung
55 ist ein Schieber 61 dichtend geführt, der in seinem Mittelteil
eine Eindrehung 62 aufweist. Durch diese Eindrehung entsteht ein Drosselbund
63, gegen den sich eine Feder 64 abstätzt, die mit ihrem anderen Ende gegen
das Ende der Sackbohrung 55 anliegt. Der Drosselbund 63 arbeitet mit
dem Bohrungsteil 65
der Sackbohrung 55 zusammen, das zwischen den beiden
Ausdrehungen 56 und 57 liegt. An seinem dem Anschlußteil
59 zugewandten Ende ist der Schieber 61 zu einem Anschlag
66 verbreitert, in den Nuten 67 eingefräst sind.
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In der Längsachse des Schiebers 61 befindet sich eine durch
eine Querbohrung 72 mit der Eindrehung 62 verbundene Sackbohrung
71, die über eine Ringschulter 73 in eine größere Längsbohrung 74
übergeht, welche mit dem Anschluß 38 in Verbindung steht. Gegen die Ringschulter
73 liegt eine als Rückschlagventil dienende Kugel 75 an, die durch
eine Feder 76 gegen das Anschlußteil 59 abgestützt ist.
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Im Betrieb werden die Pumpe 10 und die Füllpumpe 42 von der
Antriebswelle 12 angetrieben. Je nach der Stellung der Schiefscheibe 22, die von
der Stellung des Vorsteuerschiebers 15 abhängt, wird Druckmittel zum Motor
11 gefördert und treibt diesen an, so daß sich die Abtriebswelle
13 dreht.
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Tritt in den Leitungen 23 oder 24 ein Druck auf, so öffnet
sich eines der Rückschlagventile 25 oder 26.
In diesem Fall erhält
der Endraum 20 des Kraftverstärkers Druckmittel aus einer der Leitungen
23, 24, und über diesen Endraum und die Leitung 37 auch der Druckleitungsanschluß
38 des Drosselventils 39.
Die als Rückschlagventil dienende Kugel
75 legt sich dann gegen die Ringschulter 73. Ist der Druck der Leitungen
23, 24, der auf die dem Anschlußteil 59
zugewandte Endfläche des Schiebers
61 einwirkt, groß genug zum Betätigen des Kraftverstärkers, so verschiebt
er den Schieber gegen die Wirkung der Feder 64 bis zum Anliegen des Anschlags
66 an der Schulter 60. Der Drosselbund 63 verschiebt sich also
aus dem Bohrungsteil 65 heraus, und das Druckmittel der Füllpumpe 42 kann
über die Leitung 41, den Anschluß 40, das Bohrungsteil 65, den Anschluß 44,
den Filter 46 und eines der Rückschlagventile 47 oder 48 zur Niederdruckseite des
hydrostatischen Ge# triebes lließen.
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Falls sich dagegen die Pumpe 10 in ihrer Nullstellung befindet,
oder das Getriebe nahezu drucklos läuft, sind beide Leitungen 23, 24 im wesentlichen
drucklos und der Kraftverstärker könnte nicht verstellt werden, da der üblicherweise
niedere Druck der Füllpumpe 42 keine ausreichende Stellkraft ergibt. Hier tritt
das Drosselventil 39 in Tätigkeit. Die Füllpumpe 42 fördert über die Leitung
41, den Anschluß 40, die Querbohrung 72, die Sackbohrung 71,
die Kugel
75 und den Druckleitungsanschluß 38 sowie die Leitung 37 Druckmittel
zum Endraum 20 des Kraftverstärkers. Da der Druck in den Leitungen 23,
24
und im Endraum 20 nahezu gleich und gleich dem genngen Fülldruck ist, hat zunächst
die Feder 64 den Schieber 61 nach oben bis zum Anschlag an das Anschlußteil
59 verschoben (gezeichnete Stellung). Der Drosselbund 63 bildet zusammen
mit dem Bohrungsteil 65 eine Drossel, die zwischen den Anschluß 40 und den
zweiten Anschluß 44 geschaltet ist. Der Druck im Anschluß 40 wird also höher als
der im Anschluß 44, d. h. der Druck im Kraftverstärker wird höher als der
in den Leitungen 23, 24 des Getriebes. Die Rückschlagventile 25 und
26 sind geschlossen. Der Druck im Endraum 20 reicht zum Betätigen des Kraftverstärkers
aus. Wenn nun der Druck im Endraum 20 und damit auch im Anschluß weiter steigt,
verschiebt sich der Schieber 61 entgegen der Kraft der
Feder
64, wodurch die Drosselung zwischen den Anschlüssen 40 und 44 vermindert wird. Auf
diese Weise wird eine durch die Kraft der Feder 64 bestimmte Druckdifferenz zwischen
den Räumen 40 und 44 aufrechterhalten, so daß der Druck im Endraum 20 ausreichend
groß bleibt. Die Drücke in beiden Räumen können so lange ansteigen, bis sich das
Überdruckventil 45 öffnet und den Fülldruck am Anschluß 44 begrenzt (wenn keine
der Leitungen 23, 24 geringen Druck hat).
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Durch diese Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen 40 und 44 wird
erreicht, daß der Kraftverstärker auch dann bereits Druckmittel ausreichenden Druckes
erhält, wenn der Druck in den Leitungen 23, 24 nicht für die Verstellung
des Kraftverstärkers ausreichen würde.
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Sobald das Getriebe belastet wird, steigt der Druck in einer der Leitungen
23, 24 an, eines der Rückschlagventile 25 oder 26 öffnet sich,
und der Kraftverstärker wird wieder aus einer der Leitungen 23, 24 mit Druckmittel
versorgt, wie das eingangs beschrieben wurde.
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Die Wirkungsweise des Kraftverstärkers soll nur kurz beschrieben werden.
Wenn der Vorsteuerschieber 15 in der Zeichnung F i g. 1 nach links
verschoben wird, entlastet er die linke Seite des Stellkolbens 17, so daß
dieser von dem auf seiner rechten Seite herrschenden Druck nach links verschoben
wird und die Schiefscheibe 22 der Pumpe 10 in die dargestellte Lage schwenkt.
Wenn umgekehrt der Vorsteuerschieber 15 nach rechts verschoben wird, öffnet
er eine Verbindung vom Endraum 20 über die Kanäle 27 und 33 zum Endraum
19. Die linke Seite des Stellkolbens 17 wird also mit Druck beaufschlagt,
so daß dieser durch die Differentialkraft nach rechts verschoben wird und die Schiefscheibe
22 der Pumpe 10 in eine zur dargestellten entgegengesetzte Lage verschwenkt.
Derartige Kraftverstärker sind in den verschiedensten Ausführungsformen, auch als
rotierende Kraftverstärker, bekannt.