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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellgerät für die Übersetzungseinstellung
eines hydrostatischen Getriebes, dessen Pumpenverdrängung mittels einer Nachlaufsteuerung
stufenlos einstellbar ist und das einen Grenzwertschieber aufweist, der unabhängig
von der Lage des Stellgerätgebers die Pumpenverdrängung verringert, wenn der einen
Fühler beaufschlagende Getriebehochdruck einen eingestellten Grenzwert überschreitet,
der von einer gemeinsam mit dem Stellkloben sich bewegenden Kurvenfläche bestimmbar
ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein solches
Stellgerät mit einer besonderen übersteuerungseinrichtung zu versehen, so daß die
Ansprechgrenze des Grenzwertschiebers als bestimmte Funktion der Pumpenverdrängung
veränderlich ist, wobei diese Funktion ohne weiteres durch eine andere Funktion
ausgetauscht werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steuerkolben und die Nachlaufhülse
des Steuerschiebers für den Stehzylinder in eine relative Null-Lage einstellbar
sind, in der der Stehzylinder gleichzeitig mit der Speiseleitung und dem Vorratsbehälter
in Verbindung steht und daß der Grenzwertschieber die Speiseleitung des Steuerschiebers
mit einer Hilfsdruckmittelquelle oder mit dem Vorratsbehälter verbinden kann und
daß der Grenzwertschieber einen von dem Fühler betätigten Ablaßschieber und eine
mit ihm zusammenarbeitende Nachlaufbüchse aufweist, die über ein Gestänge, einen
Stößel und einen austauschbaren Nocken in Abhängigkeit von der Verdrängung der Pumpe
einstellbar ist.
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Es ist bereits ein Stellgerät für die übersetzungseinstellung eines
hydrostatischen Getriebes bekannt, dessen Pumpeneinstellung mittels eines hydraulischen
Kraftverstärkers mit Nachlaufsteuerung stufenlos einstellbar ist, wobei ein Grenzwertschieber
zur Übersteuerung der am Stellgerätgeber eingestellten Übersetzung vorgesehen ist,
der bei Überschreiten einer bestimmten Betriebsgröße (z. B. Getriebeleistung, Getriebedruck)
die Übersetzungseinstellung unabhängig von der Lage des Stellgerätgebers verschiebt,
wobei die Ansprechgrenze von der Stellung einer gemeinsam mit dem Servokolben sich
bewegenden Kurvenfläche bestimmt wird. Bei einem Stehgerät für ein stufenlos verstellbares
Keilriemengetriebe ist es ferner bekannt, daß der mit einem Nachlaufgestänge verbundene
Steuerkolben bei dessen Neutralstellung den Servozylinder sowohl mit der Servodruckquelle
als auch mit dem Vorratsbehälter verbindet.
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Weiterhin ist ein Stellgerät bekannt, bei welchem der Steuerkolben
und die Steuerhülse des Steuerventils für den Servozylinder des hydraulischen Kraftverstärkers
in eine relative Null-Lage einstellbar sind, in der die druckbeaufschlagten Kammern
des Servozylinders gleichzeitig mit der Speiseleitung und mit dem Vorratsbehälter
in Verbindung stehen, wobei wiederum ein Grenzwertschieber zur Übersteuerung der
am Stellgerätgeber eingestellten Übersetzung vorgesehen ist, der bei Überschreiten
einer bestimmten Betriebsgröße die Übersetzungseinstellung unabhängig von der Lage
des Stellgerätgebers verschiebt. Hier sind in einem Steuerkolben die Stegköpfe als
die mit ihnen zusammenarbeitende Nuten ausgebildet, so daß in der Neutralstellung
des Schiebers der Servozylinder sowohl mit der Druckquelle als auch mit dem Vorratsbehälter
in Verbindung ist. Die Stege bilden hierbei mit den Nuten je zwei Drosselstellen.
Wenn der Druckabfall an allen Drosselstellen hier gleich ist, bildet sich eine gleiche
Stützkraft am Servokolben aus. Ein Nachlaufgestänge ist zwischen dem Stellgerätgeber,
dem Steuerzylinder und dem Steuerschieber vorgesehen. Es ist auch ein Grenzwertventil
vorgesehen, das bei Überlastung der Antriebsmaschine zur Übersteuerung der am Stellgerätgeber
eingestellten Übersetzung dient.
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Es ist auch bekannt, in einem Servokolben ein Überströmventil anzuordnen,
durch das bei einer zu großen Druckdifferenz zwischen den beiden Kolbenseiten diese
miteinander kurzgeschlossen werden.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Beziehungen zwischen der
Bewegung der Nachlaufbüchse und der Bewegung der Schiefscheibe den Grenzdruck als
Funktion der Strömungscharakteristiken des Getriebes bestimmen und von der Form
der Nockenoberfläche abhängen. In einfacher Weise kann das erfindungsgemäße Stellgerät
auf jede gewünschte Strömungs-Druckcharakteristik leicht eingestellt werden, ohne
daß wesentliche Teile des Stellgerätes ausgetauscht oder ausgewechselt werden müssen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Bewegungsbereich
der Nachlaufhülse wenigstens in der einen Richtung kleiner sein als der Bewegungsbereich
des Kolbens, so daß wenigstens eine Grenzstellung des Steuerkolbens gegeben ist,
in der die relative Null-Lage nicht erzielbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die
Pumpe von einem mit einer Drehzahlsteuerung versehenen Motor angetrieben wird, kann
ein zweiter Fühler vorgesehen sein, der den Ablaßschieber des Grenzwertschiebers
verschiebt, und ein Druckregelventil kann vorgesehen sein, das den Druck am zweiten
Fühler erhöht oder erniedrigt, wenn der Drehzahlregler des Antriebsmotors in Tätigkeit
tritt. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, daß das Druckregelventil in
bekannter Weise als Druckreduzierventil ausgebildet ist, dessen Reduzierkolben von
einer einstellbaren Vorspannung einer Feder und dem dieser Feder entgegenwirkenden
reduzierten Druck betätigt wird und den Druck der zugeführten Flüssigkeit infolge
einer durch den Reduzierkolben gesteuerten Abflußdrossel auf den durch die Federvorspannung
bestimmten reduzierten Druck mindert, wobei die Federvorspannung durch den Regelhebel
des Antriebsmotors einstellbar ist.
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Bei einem Stellgerät für ein hydrostatisches Getriebe mit einem Pendelschieber,
der automatisch die Hochdruck- und Niederdruckbegrenzungsventile mit der Hochdruck-
bzw. Niederdruckseite des Getriebes verbindet, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung der Pendelschieber den ersten Fühler in bekannter Weise
mit der Hochdruckseite des Getriebes verbinden.
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Bei einem Stehgerät für ein hydrostatisches Getriebe mit einem einstellbaren
Hydrometer, dessen Stellglied während des Motor- bzw. Pumpenbetriebes in die maximale
bzw, minimale Schluckstellung gedrückt wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Hydromotorkolben in Richtung maximaler Motorverdrängung beaufschlagt, und zwar
über einen entgegen einer Vorspannkraft vom Getriebehochdruck beaufschlagten Vorsteuerschieber,
der den Hydromotorstellkolben spätestens entlastet bei einem Getriebehochdruck,
der ausreicht, um über den ersten Fühler den Ablaßschieber in eine Ablaßstel-
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zu schieben, wenn die Pumpe mit maximaler Fördermenge arbeitet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden, in der schematisch ein hydrostatisches
Getriebe, insbesondere für ein Fahrzeug, dargestellt ist.
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Das Getriebe weist eine Pumpe 1 mit veränderlicher Verdrängung auf,
deren Welle 2 mit der Ausgangswelle eines Antriebsmotors 3 verbunden ist. Weiterhin
weist das hydrostatische Getriebe einen Hydrometer 4 mit veränderlichem Schluckvermögen
auf, dessen Antriebswelle 5 mit den nicht dargestellten Rädern eines Fahrzeugs verbunden
ist. Ferner sind Hauptleitungen 6 und 7 vorgesehen, welche die Pumpe 1 und den Hydromotor
4 miteinander verbinden. Der Antriebsmotor 3 treibt ferner eine Hilfsdruckmittelquelle
8 an, die Druckmittel über eine Leitung 9 und über Abzweigungsleitungen 9 a, die
Rückschlagventile 11 und 12 enthalten, in die Hauptleitungen 6 und 7 abgibt. Die
Hüfsdruckmittelquelle 8 dient dazu, den Getriebekreis mit Druckmittel gefüllt zu
halten. Der Druck in den beiden Hauptleitungen wird durch eine Steuerung 13 begrenzt,
die Hochdruck- und Niederdruckbegrenzungsventile 14 und 15 und einen Pendelschieber
16 aufweist. Der Pendelschieber 16 ist mit den Hauptleitungen 6 und 7 über Leitungen
17, 17 a, 18 und 18 a verbunden; er dient dazu, diejenige der Hauptleitungen,
die den Hochdruck führt, mit der Leitung 19 zu verbinden, die zum Einlaß des Hochdruckbegrenzungsventils
14 führt, und die andere Hauptleitung mit der Leitung 21 zu verbinden, die zum Einlaß
des Niederdruckbegrenzungsventils 15 führt. Der Auslaß des Hochdruckbegrenzungsventils
14 ist mit der Leitung 21 verbunden und der Auslaß des Niederdruckbegrenzungsventils
15 mit einem Vorratsbehälter 22.
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Die Pumpe 1 ist eine Pumpe mit einer Zylindertrommel mit Axialkolben
und mit einer Schiefscheibe 23, die um die Achse eines Zapfens 24 einstellbar ist.
In der Ebene 25 liegen die Mitten der Köpfe der Kolben 26 und des Zapfens 26. Die
Schiefscheibe 23 wird aus der dargestellten Stellung durch einen Stehzylinder 27
in entgegengesetzte Richtungen verschwenkt. Dieser Stellzylinder 27 wird durch den
Steuerschieber 28 und Grenzwertschieber 29 gesteuert. Der Steuerschieber 28 weist
fünf im Abstand voneinander angeordnete Ringkammern 31 bis 35 und eine Nachlaufhülse
36 auf. Die Ringkammern 31 und 35 stehen mit dem Vorratsbehälter 22 in Verbindung.
Die Ringkammern 32 und 34 sind mit den Arbeitskammern 27 a und 27 b des Stehzylinders
27 über Leitungen 37 und 38 verbunden. Die Ringkammer 33 ist mit einer Speiaeleitung
39 verbunden. Die Nachlaufhülse 36 weist fünf im Abstand ; voneinander angeordnete
Sätze von radialen Bohrungen 41 bis 45 auf, die mit den Ringkammern 31 bis 35 zusammenarbeiten,
und nimmt einen Steuerkolben 46 mit einer Ringnut 47 auf, die von Schieberkanten
48 und 49 begrenzt wird. Die Schie- f berkanten 48 und 49 sind etwas schmaler als
die Kanäle 42 und 44, so daß, wenn der Steuerkolben 46 relativ zur Nachlaufhülse
36 eine Null-Lage wie dargestellt einnimmt, jede der Ringkammern 32 und 34 mit der
Ringkammer 33 und mit einer der Rinakammern 31 oder 35 verbunden ist. Der Steuerkolben
46 wird gegenüber dem Gehäuse des Steuerschiebers 28 durch einen Hebel 51 und die
Nachlaufhülse 36 wird aus der dargestellten Stellung durch den Stellzylinder 27
in beiden Richtungen verschoben, und zwar über eine Nachlaufsteuerung 52, die eine
Kurbel 53 aufweist, die bei 54 drehbar gelagert ist. Die Nachlaufsteuerung ist derart
ausgebildet und eingestellt, daß sich der Steuerkolben 46 und die Nachlaufhülse
36 in eine: Null-Lage befinden, wenn der Hebel 51 seine neutrale Stellung einnimmt
und wenn sich die Schiefscheibe 23 in ihrer Null-Lage befindet.
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Der Grenzwertschieber 29 weist ein Gehäuse mit einer axialen Schieberbohrung
auf, in der zwei Ringkammern 56 und 55 und eine Austrittsöffnung 57 ausgebildet
sind und eine Nachlaufhülse 58 gleitet. Die Ringkammer 55 ist mit der Speiseleitung
59 und die Ringkammer 56 ist über die Leitungen 9 und 9 b mit der Hilfsdruckmittelquelle
8 verbunden. Die Austrittsöffnung 57 ist mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden. Die
Nachlaufbuchse 58 weist zwei im Abstand voneinander angeordnete Sätze radialer Kanäle
59 und 61 auf, die den Ringkammern 55 und 56 entsprechen. Die Nachlaufbuchse nimmt
einen Ablaßschieber 62 auf, der eine Ringnut 63 und zwei Schieberkanten 64 und 65
hat. Der Ablaßschieber 62 und die Nachlaufbuchse 58 sind nach links und rechts vorgespannt,
und zwar in eine Speisestellung, in der die Ringnut 63 die radialen Kanäle 59 und
61 verbindet, wobei diese Vorspannung durch Druckfedern 66 und 67 erfolgt. Die Druckfeder
66 sitzt an einer Kappe 68, die gleitbar in der Schieberbohrung angeordnet ist,
deren axiale Stellung mittels einer Schraube 69 eingestellt werden kann: Eine Bewegung
des Ablaßschiebers 62 nach rechts erfolgt durch Fühler 71 und 72. Die Arbeitskammer
71a des Fühlers 71 ist mit der Leitung 19 des Steuerkreises 13 verbunden
und deshalb übt dieser Fühler auf den Ablaßschieber 62 dauernd eine Kraft aus, die
proportional zum Druck der Hochdruckseite des Getriebes ist. Die Arbeitskammer 72a
des Fühlers 72 ist über eine Leitung 73 mit der Auslaßkammer eines Druckregelventils
74 verbunden. Eine Bewegung der Nachlaufbuchse 58 nach links erfolgt durch ein Gestänge
75, welches mit der Nachlaufsteuerung 52 über einen Nöcken 76 verbunden ist, der
um den Drehpunkt 54 drehbar mit der Kurbel 53 verbunden ist. Ein Stößel 77 ist mit
einem Hebel 78 verbunden, dessen oberes Ende in einen Schlitz im rechten Ende der
Nachlaufbuchse 58 eingreift und dessen unteres Ende bei 79 schwenkbar gelagert ist.
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Die Oberfläche 76a des Nockens 76 ist derart geformt, daß der
Hebel 78 seine rechte Endlage einnimmt, wenn die Schiefscheibe 23 ihre Null-Lage
einnimmt, wobei die Nachlaufbuchse 58 sich in ihrer rechten Endlage befindet. Wenn
sich die Schiefscheibe 23 aus dieser Null-Stellung heraus bewegt, so verschwenken
die Nockenoberfläche 76a und der Stöße177 den Hebe178 entgegengesetzt zur
Uhrzeigerrichtung und dadurch wird die Nachlaufbuchse 58 nach links verschoben.
Die Form der Oberfläche 76a bestimmt die Beziehung zwischen dem Abgabedruck und
der Verdrängung der Pumpe 1. In den Fällen, in denen der Antriebsmotor eine Leistung
abgeben kann, die genügt, um die vorbestimmten Grenzwerte für die Belastung des
Getriebes zu übersteigen, wird die Nockenoberfläche 76a derart gewählt und ausgebildet,
daß eine Sicherung gegen eine Überschreitung der Leistungs- und Belastungsgrenzen
des Getriebes gegeben ist. In den Fällen, in denen kleinere Motoren verwendet werden,
wird das Profil
des Nockens derart ausgewählt, daß das Getriebe
eine konstante Leistung aufnimmt, die kleiner ist als die Leistungsabgabe des Motors
bei Leerlaufdrehzahl, so daß der Motor gegen Abwürgen gesichert wird. In anderen
Anlagen, wie beispielsweise in Werkzeugmaschinen, ist der Nocken derart ausgelegt,
daß eine Beziehung zwischen Fördermenge und Druck überwacht wird, die von den Erfordernissen
des vom Hydromotor 4 angetriebenen Mechanismus bestimmt werden. Diese Anforderungen
können in einfacher Weise durch das dargestellte Getriebe dadurch erfüllt werden,
daß lediglich der Nocken 76 ausgetauscht wird, der im Gestänge 75 verwendet wird.
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Der Antriebsmotor 3 weist eine Drossel 3 a auf. Das Druckregelventil
74 verändert die maximale Leistungsaufnahme des Getriebes entsprechend der Einstellung
dieser Drossel. Das Druckregelventil74 weist ein Gehäuse auf mit einer Einlaßkammer
81, die mit der Hilfsdruckmittelquelle 8 verbunden ist. Weiterhin weist das Gehäuse
eine Abflußkammer 82 auf, die mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden ist, und eine
Ablaßkammer 83, die mit der Leitung 73 in Verbindung steht. In diesem Gehäuse ist
ein Kolben 84 verschiebbar gelagert. Dieser Kolben 84 weist eine Ringnut 85 auf,
die über radiale und axiale Kanäle 86 und 87 in dauernder Verbindung mit der Auslaßkammer
83 steht, und weiterhin weist dieser Kolben zwei Schieberkanten 88 und 89 auf. Der
Kolben 84 ist in die dargestellte Lage, in der Einlaß- und Auslaßkammern 81 und
83 durch die Nut 85 und die Kanäle 86 und 87 miteinander verbunden sind, durch eine
Druckfeder 91 vorgespannt und wird in entgegengesetzter Richtung durch den Druck
in der Kammer 83 verschoben, und zwar zuerst in eine Sperrstellung, in der die Schieberkanten
88 und 89 die Nut 85 sowohl von der Einlaßkammer 81 als auch von der Abflußkammer
82 trennen, und dann in eine Ablaßstellung, in der die Nut 85 in der Auslaßkammer
82 liegt. Das untere Ende der Feder 91 wird von einem beweglichen Sitz 92 getragen,
der durch den Gashebel 93 verschoben wird. Da der Druck, der in der Auslaßkammer
83 ausgebildet wird, sich unmittelbar mit der Vorspannung der Feder.91 ändert und
damit mit der Einstellung des Gashebels 93, hat der Fühler 72, der auf diesen anspricht
und der den Fühler 71 unterstützt, die Wirkung, daß der Betriebsdruck im Getriebekreis
erhöht bzw. abgesenkt wird, wenn die Motordrehzahl zunimmt bzw. abnimmt.
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Der Hydromotor 4 ist wie die Pumpe 1 aufgebaut, jedoch ist die Steuerung
seiner Schiefscheibe 23' anders ausgeführt.
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Die Steuerung des Hydromotors umfaßt einen Stellkolben 94, dessen
rechte Arbeitskammer mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden ist und dessen linke Arbeitskammer
94a über einen Vorsteuerschieber 95 wahlweise mit Druck beaufschlagt und entlastet
wird. Dieser Vorsteuerschieber 95 weist eine Einlaßöffnung 96 auf, die mit der Leitung
9 verbunden ist, eine Ablaßöffnung 97, die mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden
ist, eine Auslaßöffnung 98, die mit der Arbeitskammer 94 a des Motors 94 verbunden
ist, ebenso einen Schieberkolben 99, der wahlweise die Auslaßöffnung mit den anderen
beiden Öffnungen verbindet. Dieser Schieberkolben 99 hat eine Ringnut 101. die derart
bemessen ist, daß diese die Eimaß- und Auslaßöffnungen 96 und 98 in der dargestellten
Lage des Schieherkolbens überbrückt. Weiterhin weist der Schieberkolben 99 zwei
Schieberkanten 102 und 103 auf. Der Schieberkolben 99 ist nach rechts in die dargestellte
Lage durch eine Druckfeder 104 vorgespannt und wird durch einen Fühler 105 in entgegengesetzte
Richtung entgegen dieser Vorspannung bewegt. Der Fühler weist eine Arbeitskammer
105 a auf, die über eine Leitung 106 mit der Hochdruckleitung 19 verbunden ist.
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Da die Vorspannung, die auf die Schiefscheibe 23' des Hydromotors
4 einwirkt, diese während des normalen Betriebs in eine maximale Verdrängungsstellung
drückt und da die rechte Seite des Stellkolbens 94 dauernd entlastet ist, arbeitet
der Hydromotor 4 normalerweise als Motor mit festem Schluckvermögen und der Vorsteuerschieber
95 hat normalerweise keinen Einfluß auf die Stellung der Schiefscheibe 23'. Lediglich
beim überdrehen oder Überlasten, wenn der Hydromotor 4 als Pumpe arbeitet, kann
die wahlweise einstellbare Entspannungswirkung des Vorsteuerschiebers 95 die Verdrängung
oder das Schluckvermögen des Hydromotors 4 ändern.
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Wenn der Antriebsmotor 3 läuft, speist die Hilfsdruckmittelquelle
8 Druckmittel in die Leitung 9 ein und ein Teil der Fördermenge wird der Ringkammer
33 des Steuerschiebers 28 zugeführt. Wenn sich der Stellgerätgeberhebel 51 in der
dargestellten neutralen Stellung befindet, strömt dieses Druckmittel durch zwei
parallele Wege zum Vorratsbehälter 22. Obwohl diese Strömungswege begrenzt sind,
reicht der Rückdruck, der in den Ringkammern 32 und 34 erzeugt wird und der den
Arbeitskammern 27 a und 27 b zugeführt wird, nicht aus, daß der Stehzylinder
27 die Schiefscheibe 23 gegen die Vorspannungswirkung der Reaktionskräfte, die durch
die Pumpenkolben 26 ausgeübt werden, aus der Null-Verdrängungsstellung heraus bewegt.
Aus diesem Grund behält die Schiefscheibe 23 ihre Null-Verdrängungsstellung bei
und der Hydromotor 4 bleibt im Stillstand.
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Um das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung anzutreiben, bewegt der Fahrer
den Hebel 51 um seinen Schwenkpunkt 51 a im Uhrzeigersinn, so daß sich der
Steuerkolben 46 relativ zur Nachlaufhülse 36 nach links bewegt. Diese Bewegung des
Steuerkolbens führt dazu, daß die Arbeitskammer 27a mit Druck beaufschlagt wird
und daß die Arbeitskammer 27 b entlastet wird. Der Stellzylinder 27 bewegt
nun die Schiefscheibe 23 um die Achse des Zapfens 24 im Uhrzeigersinn und dadurch
gibt die Pumpe 1 Druckmittel in die Hauptleitung 6 ab. Dieses Druckmittel durchströmt
den Hydromotor 4 und kehrt dann zur Pumpe 1 über die Hauptleitung 7 zurück. Die
durch den Getriebekreis strömende Druckmittelmenge ist eine Funktion der Winkelstellung
der Schiefscheibe 23. Wenn sich die Schiefscheibe aus der Null-Verdrängungsstellung
heraus bewegt, steigt die Drehzahl des Hydromotors. über die Nachlaufsteuerung 52
verschiebt eine Bewegung der Schiefscheibe 23 die Nachlaufhülse 36 nach links in
eine relative Null-Lage gegenüber dem Steuerkolben 46, und dadurch wird der Betrieb
des Stellzvlinders 27 unterbrochen. wenn die Stellung der Schiefscheibe 23 der Stellung
des Hebels 51 entspricht. Da die Arbeitskammern 27a und 27b sowohl
mit der Speiseleitung 39 als auch mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden sind. wenn
der Steuerkolben 46 und die Nachlaufhülse 30 in ihrer Null-Stellung sind, ist der
Stellzvlinder 27 hydraulisch nicht verriegelt und die Reaktionskräfte. die durch
die Pumpenkolben 26 ausgeübt werden.
haben die Neigung, die Schiefscheibe
23 in die Null-Verdrängungsstellung zurückzuführen. Da jedoch eine Bewegung der
Schiefscheibe 23 in diese Stellung von einer Bewegung der Nachlaufhülse 36 relativ
zum Steuerkolben 46 nach rechts begleitet wird, wird die Arbeitskammer 27 a mit
Druck beaufschlagt und die Arbeitskammer 27b wird entlastet, sobald die Schiefscheibe
die Stellung verläßt, die durch den Hebel 51 eingestellt ist. Dadurch wird die Schiefscheibe
in diese Stellung zurückgeführt.
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" Der mit dem Stellgerätgeber 51 verbundene Steuerkolben 46 kann sich
aus der neutralen Stellung heraus über eine größere Strecke bewegen als die Nachlaufhülse
36. Wenn deshalb gier Hebel 51 in seine Endlage bewegt ist und wenn die -Schiefscheibe
23 sich in ihre maximale Verdrängungsstellung bewegt hat, verbleibt die Nachlaufhülse
36 in einer Stellung rechts von einer Null-Lage gegenüber dem Steuerkolben. Wenn
immer die Verdrängung der Pumpe 1 für den Vorwärtsbetrieb einen maximalen Wert annimmt,
steht die Arbeitskammer 27a in freier Verbindung mit der Speiseleitung 39 und die
Arbeitskammer 27 b ist entspannt.
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Wenn das Getriebe im normalen Betrieb in Vorwärtsrichtung arbeitet,
ist die Hauptleitung 6 die Hochdruckleitung und der Pendelschieber 16 nimmt die
dargestellte Lage ein, in der diese Hochdruckleitung mit dem Hochdruckbegrenzungsventil
14 über die Leitung 19 verbunden ist und die Hauptleitung 7
ist mit
dem Niederdruckbegrenzungsventü 15 über die Leitung 21 verbunden. Der Druck in der
Leitung 19 wird in die Arbeitskammer 71a des Fühlers 71 übertragen, in der dieser
Druck eine Kraft entwickelt, die die Neigung hat, den Ablaßschieber 62 gegen die
Vorspannung der Feder 66 nach rechts zu verschieben. Wenn der Betriebsdruck im Getriebekreis
ansteigt, verschieben die Fühler 71 und 72 den Ablaßschieber 62 relativ zur
Nachlaufbuchse 58 nach rechts, und zwar zuerst in eine Überlappungsstellung,
in der die Schieberkante 64 die radialen Kanäle 59 abdeckt und dadurch die Verbindung
zwischen der Speiseleitung 39 und der Hilfsdruckmittelquelle 8
interbricht
und dann in eine Ablaßstellung, in der iie radialen Kanäle 59 mit der Ablaßöffnung
57 in Verbindung stehen. Es sei angenommen, daß der "übler 72 eine konstante Kraft
auf den Kolben 62 tusübt. Der Getriebedruck, der erforderlich ist, um len Ablaßschieber
62 in die überlappungs- und Maßstellung zu bringen, hängt von der Vorspannung md
Stärke der Druckfeder 66 und von der Verdrän-;ung der Pumpe 1 ab. Diese Abhängigkeit
kann der f atsache zugeschrieben werden, daß, wenn sich die ;chiefscheibe 23 aus
der Null-Verdrängungsstellung ort und zu dieser hin bewegt, das Gestänge 75 die
dachlaufbuchse 58 gegenüber dem Ablaßschieber 62 .ach links und rechts bewegt, wodurch
die Strecke, Lie der Ablaßschieber zurücklegen muß, um die iberlappungs- und Entlastungsstellung
zu erreichen, erringert und vergrößert wird. Aus diesem Grund erändert sich der
maximale Betriebsdruck, der ausebildet wird, umgekehrt proportional zur Förderienge
der Pumpe 1.
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Wenn der Fahrer die Fördermenge der Pumpe 1 rhöht und wenn deshalb
die Nachlaufbuchse 36 des teuerschiebers 28 gegenüber dem Steuerkolben 46 ch rechts
von einer Null-Stellung befindet, so wird, ,enn die Fühler 71 und 72 den Ablaßschieber
62 es Grenzwertschiebers 29 in die überlappungsstellung verschieben, durch die Unterbrechung
der Strömung in die Speiseleitung 39 der Stellzylinder 27 abgestoppt. Da die Schieber
28 und 29 eine Strömung aus der Arbeitskammer 27 a verhindern, ist der Stellzylinder
27 hydraulich verriegelt und hält die Schiefscheibe 23 in ihrer augenblicklichen
Stellung. Wenn die Belastung am Hydromotor 4 und demzufolge der Druck im Kreis abnehmen,
bewegt die Druckfeder 66 den Ablaßschieber 62 relativ zur Nachlaufhülse 58 nach
links, und dadurch wird die Speiseleitung zur Arbeitskammer 27a wieder geöffnet.
Der Stellzylinder 27 fährt nun fort, die Schiefscheibe 23 in die durch den
Hebel 51 ausgewählte Stellung zu bewegen, bis die Bewegung der Nachlaufhülse
58 nach links, die durch das Gestänge 75 erzeugt wird, eine überlappungsstellung
am Grenzwertschieber 29 hervorruft. In diesem Fall wird der Stellzylinder 27 wieder
gestoppt, bis die Überbelastung beseitigt ist.
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Wenn andererseits der Steuerschieber 28 sich in einer Null-Stellung
befindet und wenn der Ablaßschieber 62 in eine überlappungsstellung geschoben ist,
kann das Druckmittel aus der Arbeitskammer 27 a zum Vorratsbehälter 22 gelangen,
und zwar durch den begrenzten Strömungsweg, der durch die Leitung 37, die Ringkammer
32 und die radialen Kanäle 42 und 41 gebildet wird, und die Schiefscheibe 23 kann
sich unter der Einwirkung der Vorspannungskräfte, die durch die Kolben 26 ausgeübt
werden, in schwimmender Weise zur Null-Verdrängungsstellung hin bewegen. Da jedoch
diese Bewegung der Schiefscheibe die Nachlaufbuchse 36 gegenüber - dem Steuerkolben
46 nach rechts verschiebt und da hierdurch die Verbindung zwischen der Arbeitskammer
27a und dem Vorratsbehälter 22 unterbrochen wird und dabei über das Gestänge 75
ermöglicht wird, daß die Feder 67 die Nachlaufbuchse 58 gegenüber dem Ablaßschieber
62 in eine Speisestellung verschiebt und die Speiseleitung zur Leitung 39 wieder
öffnet, bewegt der Stehzylinder 27 die Schiefscheibe 23 in ihre Ausgangsstellung
zurück. Wenn sich der Grenzwertschieber 29 in seiner überlappungsstellung befindet,
hindert dieser den Steuerschieber daran, die Verdrängung oder Förderung der Pumpe
1 zu erhöhen. Dabei wird jedoch die Verdrängung oder Förderung in der gegenwärtigen
Höhe aufrechterhalten.
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Wenn der Betriebsdruck im geschlossenen Getriebekreis auf einen übermäßigen
Wert ansteigt, verschiebt der Fühler 71 den Ablaßschieber 62 in seine Ablaßstellung.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Nachlaufhülse 36 des Steuerschiebers 28 sich gegenüber
dem Steuerkolben 46 rechts von einer Null-Lage befindet; wird die Arbeitskammer
27a unmittelbar mit dem Vorratsbehälter 22 über eine Leitung 37, die Ringkammer
32, die radialen Kanäle 42, die Ringnut 47, die radialen Kanäle 43, die Ringkammer
33, die Leitung 39, die Kammer 55, die radialen Kanäle 59 und die Austrittsöffnung
57 verbunden und die Reaktionskräfte, die von den Kolben 26 ausgeübt werden, bewegen
die Schiefscheibe 23 in Richtung Nullförderung. Durch diese Bewegung ermöglicht
das Gestänge 75 der Feder 67 die Nachlaufbuchse 58 nach rechts zu bewegen, und diese
Bewegung hält so lange an, bis die Nachlaufbuchse gegenüber dem Ablaßschieber 62
eine überlappungsstellung einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Strömung aus der
Arbeitskammer 27a unterbrochen und der Stellzylinder
27
hält die Schiefscheibe 23 in ihrer Stellung, die einer herabgesetzten Förderung
entspricht. Der Grenzwertschieber 29 verursacht im wesentlichen einen Vorgang, der
auch eintritt, wenn sich der Steuerschieber 28 in einer Null-Stellung befindet.
Der Ablaßschieber 62 bewegt sich in eine Ablaßstellung. Ein Unterschied zur
Fördermengenverringerung durch den Grenzwertschieber besteht darin, daß anfangs
die Strömung aus der Arbeitskammer 27a an der Schieberkante 48 gedrosselt wird.
Ein weiterer Druckanstieg zwingt den Fühler 71, den Ablaßschieber 62 relativ zur
Nachlaufbuchse 58 nach rechts zu bewegen. Dadurch wird wieder eine Ablaßleitung
für die Arbeitskammer 27a geöffnet und die Vorspannungskräfte, die auf die
Schiefscheibe 23 einwirken, können diese in eine neue Stellung bewegen, die einer
verminderten Förderung entspricht. Wenn der überdruck groß genug ist, wird die Schiefscheibe
23 in eine Null-Verdrängungsstellung zurückbewegt. Wenn andererseits der Betriebsdruck
abnimmt, so bewegt die Druckfeder 66 den Ablaßschieber 62 relativ
zur Nachlaufbuchse 58 nach links in eine Speisestellung, in der die Ringnut
63 die radialen Kanäle 59 und 61 verbindet und in der die Arbeitskammer 27a mit
Druck beaufschlagt wird. In diesem Fall bewegt der Stellzylinder 27 die Schiefscheibe
23 in die Stellung zurück, die durch den Stellgerätgeberhebel 51 bestimmt wird.
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Wenn sich der Steuerschieber 28 in einer I,qull-Stellung befindet
und der Grenzwertschieber 29 in eine Ablaßstellung verschoben wird, so wird die
Geschwindigkeit, mit der sich die Schiefscheibe 23 in die Stellung verminderter
Verdrängung hineinbewegt, etwas durch die Drosselung der Strömung verringert, die
an der Schieberkante 48 am radialen Kanal 42 erzeugt wird. Normalerweise
hat diese Verzögerung keine Folgen. Wenn sich jedoch die Schief-Scheibe 23 in ihrer
maximalen Verdrängungsstellung befindet und demzufolge das Getriebe mit einer maximalen
übersetzung arbeitet, kann ein erheblicher überdruck zu einer Beschädigung oder
Zerstörung einiger Getriebeteile führen. Der Steuerschieber 28 ist nun derart ausgelegt,
daß, wenn sich der Hebel 51 in der maximalen Fördermengeneinstellung befindet,
dieser den Steuerkolben 46 in eine links von der linken Grenzstellung der Nachlaufhülse
36 gelegene Lage einstellt. Dadurch ist die Arbeitskammer 27 a frei mit der Speiseleitung
39 verbunden, wenn immer sich die Schiefscheibe 23 in ihrer maximalen Verdrängungsstellung
befindet, und kann deshalb schnell abgelassen werden, sobald der Ablaßschieber 62
des Grenzwertschiebers 29 eine Ablaßstellung einnimmt.
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Der Zusammenhang zwischen der Bewegung der Nachlaufbuchse 58 und der
Bewegung der Schiefscheibe 23 bestimmt den Grenzdruck als Funktion der Fördermenge
pro Zeiteinheit des Getriebes und hängt von der Form der Nockenoberfläche 76 ab.
In einigen Fällen kann die Nockenoberfläche eine glatte, gleichmäßige, kontinuierliche
Kurve sein, die derart ausgelegt ist, daß das Produkt aus Druck und Fördermenge
konstant gehalten wird. Dadurch bleibt die vom Getriebe übertragene Leistung konstant.
Diese Steuerung wird verwendet, wenn das Getriebe, wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel,
zum Antrieb eines Fahrzeugs benutzt wird. In anderen Fällen, beispielsweise beim
Antrieb von Werkzeugmaschinen, kann die Nockenoberfläche in einfacher Weise mit
einer Stufe versehen sein, so daß das Getriebe entweder mit hoher Drehzahl und niedrigem
Druck arbeitet - beispielsweise bei einem schnellen Quervorschub eines gesteuerten
Gliedes - oder mit niedriger Drehzahl und hohem Druck - beispielsweise während des
Bearbeitungsvorgangs. In jedem Fall können die gewünschten Fördermengen-Druckcharakteristiken
leicht dadurch geändert werden, daß lediglich der Nocken 76 ausgetauscht wird.
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Wie bereits ausgeführt, wird der Grenzwertschieber 29 ebenfalls vom
Fühler 72 betätigt, dessen Stell= kraft sich mit dem Ausgangsdruck des Druckregelventils
74 verändert. Ein Teil des Druckmittels, das von der Hilfsdruckmittelquelle 8 abgegeben
wird, gelangt in die Einlaßkammer 81 dieses Ventils 74, und zwar über die Leitung
9 und strömt dann durch die Kanäle 87 und 86, die Kammer 83 und die Leitung 73 zur
Arbeitskammer 72a des Fühlers 72. Der Druck in der Auslaßkammer 83 wirkt auf das
obere Ende des Kolbens 84 ein und erzeugt eine Kraft, die den Kolben gegen
die Kraft der Feder 91 nach unten drückt. Wenn der Druck in der Auslaßkammer auf
den Wert ansteigt, der durch die Einstellung der Feder 91 bestimmt wird,
wird der Kolben 84 in eine überlappungsstellung bewegt, in der die Kolbennut
85 und demzufolge die Auslaßkammer 83 sowohl von der Einlaßkammer 81 als auch von
der Ablaßkammer 82 abgetrennt sind. Dieser in der Auslaßkammer 83 eingestellte Druck
wird in die Arbeitskammer 72 a durch eine Leitung 73 übertragen. Die durch diesen
Druck erzeugte Kraft unterstützt die Verschiebekraft, die vom Fühler 71 abgegeben
wird. Wenn die Fühler den Ablaßschieber 62 bewegen und der in der Arbeitskammer
72a und in der Auslaßkammer 83 herrschende Druck erniedrigt wird, so verschiebt
die Feder 91 den Kolben 84 nach oben und es wird wieder die Einlaßkammer 81 mit
der Auslaßkammer 83 verbunden. Wenn der Druck in der zuletzt genannten Kammer wieder
auf den eingestellten Wert zurückgestellt ist, bewegt sich der Kolben
84 in seine überlappungsstellung zurück.
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Die Kraft der Feder 91 hängt von der Stellung des Auflagers 92 ab,
das vom Regelhebel 93 gesteuert wird. Wenn sich der Regelhebel in der Leerlaufstellung
befindet, ist die Vorspannung in der Feder 91 maximal und demzufolge ist der in
der Auslaßkammer 83 und in der Arbeitskammer 82 eingestellte Druck ein maximaler
Druck. Unter diesen Umständen schiebt ein verhältnismäßig niedriger Betriebsdruck
in der Arbeitskammer 71 a den Ablaßschieber 62 in seine überlappungs- und
Ablaßstellungen. Zu den Zeitpunkten, in denen die Leistungsabgabe des Antriebsmotors
3 niedrig ist, ist demzufolge auch der Leistungsbedarf des Getriebes gering. Wenn
der Regelhebel vorgeschoben wird, bewegt sich das Auflager 92 in Richtung einer
Entlastung der Feder 96 und dadurch wird die Vorbelastung in der Feder 91 verringert.
Der Druck in der Auslaßkammer 82, der bisher den Kolben 84 in der überlappungslage
gehalten hat, verschiebt nun den Kolben in die Ablaßlage, in welcher die Kolbennut
85 mit der Ablaßkammer 82 fluchtet. Dadurch kann eine gewisse Druckmittelmenge aus
der Auslaßkammer 83 austreten und der Druck in dieser Kammer wird verringert. Wenn
der Auslaßdruck um eine Größe verringert ist, die der Veränderung der Federvorbelastung
entspricht, bewegt sich der Kolben 84 in die überlappungsstellung zurück. Wenn der
Regelhebel
vorgeschoben wird, um die Drehzahl und die Leistungsabgabe
des Antriebsmotors 3 zu erhöhen, nimmt der Druck, der in die Arbeitskammer 72a übertragen
wird, und dadurch die Kraft, die durch den Fühler 72 übertragen wird, ab und dadurch
erhöht sich der maximal zulässige Getriebedruck. Die auf den Regelhebel ansprechende
Steuerung ist derart ausgelegt, daß der Leistungsbedarf des Getriebes bei allen
Drehzahlen des Antriebsmotors 3 innerhalb eines sicheren Bereichs unterhalb der
Leistungsgrenze des Antriebsmotors liegt.
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Um einen Rückwärtsgang zu erhalten, bewegt der Fahrer den Hebel 51
um seinen Schwenkpunkt 51 a entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn, wodurch der Steuerkolben
46 aus der dargestellten neutralen Stellung nach rechts verschoben wird.
Diese Bewegung des Steuerkolbens bewirkt, daß die Schieberkante 48 die Verbindung
zwischen den radialen Kanälen 42 und 43 unterbricht und die Schieberkante 49 die
Verbindung zwischen den radialen Kanälen 44 und 45 unterbricht. Die Arbeitskammern
27b und 27a werden mit Druck beaufschlagt bzw. abgelassen und der Stehzylinder
27 -bewegt nun die Schiefscheibe 23 um die Achse des Schwenkzapfens 24 entgegengesetzt
zum Uhrzeigerdrehsinn und die Pumpe 1 gibt Druckmittel in die Hauptleitung
7 ab. Wenn die Schiefscheibe 23 die durch den Hebel 51 bestimmte Lage erreicht,
hat die Nachlaufsteuerung 52 die Nachlaufbuchse 36 nach rechts in eine Null-Lage
gegenüber dem Steuerkolben 46 bewegt und der Stehzylinder 27 ; wird angehalten.
Wie bei Vorwärtsfahrt kann die Nachlaufbuchse 36 dem Steuerkolben nicht in dessen
maximale Verdrängungsstellung folgen. Wenn sich deshalb die Schiefscheibe in ihrer
maximalen Verdrängungsstellung befindet, nimmt die Nachlaufbuchse 36 eine Stellung
links von einer Null-Stellung -in, so daß die Arbeitskammer 27b frei mit der Speiseleitung
39 verbunden ist. Der Steuerschieber hält somit die Schiefscheibe 23 in der Stellung,
die vom Fahrer ausgewählt wird, und zwar so lange, wie ier Grenzwertschieber 29
in seiner Speisestellung )leibt.
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Wenn das Getriebe im Rückwärtsgang betrieben vird, ist die Hauptleitung
7 die Hochdruckleitung znd der Pendelschieber 13 wird nach links verscho-)en, um
diese Leitung mit der Leitung 19 zu verrinden und um die Hauptleitung 6 mit der
Leitung E1 zu verbinden. Da der Arbeitskammer 71a des "ühlers 71 der Betriebsdruck
des Getriebes weiterrin zugeführt wird, arbeitet der Grenzwertschieber reim Rückwärtsbetrieb
in der gleichen Weise wie reim Vorwärtsbetrieb.
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Wenn das Getriebe normal entweder im Vorwärts-;ang oder im Rückwärtsgang
betätigt wird, treibt der iydromotor 4 das Fahrzeug an und die Reaktions-:räfte
der Kolben 26' dieses Hydromotors 4 drücken Je Schiefscheibe 23' in
die dargestellte maximale Terdrängungsstellung. Wenn auch der Druck in der iochdruckseite
des geschlossenen Kreises den Fühler 05 zwingt, den Schieberkolben 99 zu verschieben,
:) hat diese Betätigung keinen Einfluß auf die Verrängung des Hydromotors 4. Wenn
jedoch das Fahrzug den Hydromotor 4 überdreht, so wird dieser tydromotor eine Pumpe
und die Steuerungen verichen dann die Verdrängung dieser Pumpe herabusetzen, um
das Auftreten eines schädlichen Beiebszustandes zu verhindern. Es sei angenommen,
aß das überdrehen auftritt, während das Getriebe in Vorwärtsrichtung arbeitet, und
zwar durch eine schnelle Bewegung des Hebels 51 in seine neutrale Stellung. Wenn
der Hydromotor 4 überdreht wird und als Pumpe wirkt, gibt dieser Druckmittel in
die Hauptleitung 7 ab und erhöht den Druck in dieser Leitung über den in der Leitung
6. Durch die Umkehrung des Druckes in den Leitungen 6 und 7 wird der Pendelschieber
13 aus der dargestellten Stellung nach links verschoben und verbindet die Hauptleitungen
6 und 7 mit den Niederdruck- und Hochdruckablaßleitungen 21 und 19.
Wenn der Druck in der Hauptleitung 7 einen vorbestimmten Wert erreicht, verschiebt
der Fühler 105 den Schieberkolben 99 nach links in eine Stellung, in der die Schieberkante
109 die Einlaßö$nung 96 blockiert und in der die öffnung 98 mit der Ablaßöffnung
97 verbunden ist. Da zu dieser Zeit die Schiefscheibe 23' in Richtung Null-Verdrängungsstellung
vorgespannt ist, kann sich die Schiefscheibe infolge des Ablassens der Arbeitskammer
94a durch den Schieber 95 in Richtung Fördermengenverringerung einstellen. Wenn
die Verdrängung des Hydromotors 4 ausreichend herabgesetzt ist, um den Druck in
der Hauptleitung 7 zu stabilisieren, verschiebt eine Feder 104 den Kolben 99 nach
rechts und zwingt die Schieberkante 103, die Ablaßleitung von der Arbeitskammer
94a zum Vorratsbehälter 22 zu unterbrechen. Der Stehzylinder 94 wird nun hydraulisch
blockiert und hält die Schiefscheibe 23' in einer Stellung verringerter Verdrängung.
Der vorbestimmte Druck, bei welchem der Schieber 95 die Arbeitskammer 94a entlastet,.
ist nicht größer als der Druck, den der Fühler 71 benötigt, um den Grenzwertschieber
29 in eine Ablaßstellung zu verschieben, wenn der Druck im Fühler 72a minimal ist
und wenn die Schiefscheibe 23 sich in ihrer maximalen Verdrängungsstellung befindet.
Die maximale Verdrängung des Hydromotors 4 ist gleich groß oder geringer wie oder
als die maximale Verdrängung der Pumpe 1 und das Getriebe wird während des überdrehens
keinen stärkeren Belastungen unterworfen, als dies während des Normalbetriebs bei
einer Maximaldrehzahl des Antriebsmotors 3 der Fall ist. Bei einer Bremsung durch
das Getriebe hat der Druck in der Hauptleitung 7 die Neigung abzunehmen. Wenn dies
der Fall ist, schiebt die Feder 104 den Schieberkolben 99 in seine
Speisestellung zurück. Wenn der Druck den vorbestimmten Wert wieder erreicht hat,
verschiebt der Fühler 105 den Schieberkolben 99 nach links und unterbricht die Strömung
zur Arbeitskammer 94a. Während der Bremsdauer verändern die Steuerungen des Hydromotors
4 kontinuierlich die Stellung der Schiefscheibe 23', um eine maximale dynamische
Bremsung zu erreichen. Wenn der überdrehzustand beseitigt ist, befindet sich die
Schiefscheibe 23' in ihrer maximalen Verdrängungsstellung und der Hydromotor 4 kann
wieder normal antreiben. Die Leitung 6 wird wieder zur Hochdruckleitung und der
Pendelschieber 13 wird in die dargestellte Lage zurückgeschoben.