Hydrostatisches Getriebe

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige hydrostatische Getriebe haben eine durch zumindest eine Pumpe gebildete Primäreinheit und eine durch einen Hydromotor gebildete Sekundäreinheit, die hydraulisch gekoppelt sind. Dabei lassen sich die Primär- und Sekundäreinheit in einem offenen Kreislauf betreiben, wobei über die Pumpe Druckmittel aus einem Tank angesaugt und der mit Druck beaufschlagte Druckmittelvolumenstrom zum Hydromotor der Sekundäreinheit geleitet wird und von dort zum Tank abströmt.

Bei einem geschlossenen Kreislauf sind die Primäreinheit und die Sekundäreinheit direkt miteinander verbunden, so dass das Druckmitte! vom Ablaufanschluss der Sekundäreinheit zum Saug- oder Niederdruckanschluss der Primäreinheit geführt wird und lediglich Druckmittelverluste über eine Speisepumpe oder dergleichen ausgeglichen werden.

In der DE 937 862 ist ein hydrostatisches Getriebe für eine Werkzeugmaschine gezeigt, bei dem die Primäreinheit durch eine Vielzahl von Pumpen gebildet ist, die als Konstantpumpen oder Verstellpumpen ausgeführt sein können. Im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Druckanschluss der Pumpe und dem Zulaufanschluss der Sekundäreinheit, die bei dieser bekannten Lösung durch Hydrozylinder gebildet ist, ist eine Ventilanordnung vorgesehen, über die eine oder mehrere der Pumpen auf drucklosen Umlauf verstellbar ist, so dass die Druckmittelversorgung der Sekundäreinheit in Abhängigkeit vom Betriebszustand über allen Pumpen oder von einer Teilmenge dieser Pumpen erfolgen kann, um die Vorschubgeschwindigkeit der Sekundäreinheit zu verstellen. Das Druckmittel strömt von der Sekundäreinheit zu einem Tank hin ab, aus dem die Pumpen mit Druckmittel versorgt werden - es handelt sich somit um einen offenen Kreislauf. In der DE 198 50 162 C1 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Getriebes mit offenem Kreislauf gezeigt, bei der die Primäreinheit und die Sekundäreinheit jeweils durch verstellbare Hydromaschinen ausgebildet sind, so dass das Verdrängungsvolumen der Sekundäreinheit an den Druck der Primäreinheit angepasst werden kann, um eine gewünschte Drehzahl des Hydromotors einzustellen.

In der EP 0 494 236 B1 ist ein hydrostatisches Getriebe mit einer Primär- und Sekundäreinheit gezeigt, die jeweils nach dem DDU-Prinzip (Digital Displacement Unit) aufgebaut sind. Dabei sind die Primär- und Sekundäreinheiten jeweils als Hydromaschinen in Axial- oder Radialkolbenbauweise ausgeführt, die somit eine diskontinuierliche Fördercharakteristik aufweisen. Die Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu Arbeitsräumen dieser Hydromaschinen werden über elektrisch entsperrbare bzw. sperrbare Rückschlagventile gesteuert, die über die Pumpensteuerung ansteuerbar sind, um den jeweiligen Arbeitsraum im „füll mode", im „partial mode" oder im „idle mode" zu betreiben. Dadurch kann das Förder- bzw. Schluckvolumen der Primär-/Sekundäreinheiten in erster Näherung stufenlos von einem Maximalwert auf Null verstellt werden, wobei die Ansteuerung derart erfolgt, dass ein pulsationsarmer Summen-Fördervolumenstrom oder Summen- Schluckvolumenstrom erzielt wird. Voraussetzung für die vorbeschriebene Art der Steuerung (DDU) ist, dass die niederdruck- und hochdruckseitigen Ventile mit hoher Dynamik geschaltet werden können, so dass die Druckmittelströmungspfade zum oder vom Arbeitsraum sehr schnell abgesperrt oder zum Durchströmen frei gegeben werden können. Die niederdruckseitigen und hochdruckseitigen Kontrollelemente können beispielsweise als Schaltventile, vorzugsweise in Sitzbauweise ausgeführt sein, die beispielsweise durch einen Magnetaktuator betätigt sind.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Einstellung des Schluck-/Fördervolumens über die schnell schaltenden Ventile eines erheblichen regelungstechnischen und vorrichtungstechnischen Aufwands bedarf.

Ein Nachteil der in der DE 937 862 beschriebenen Lösung besteht darin, dass eine Anpassung des Schluckvolumens der Sekundäreinheit nicht möglich ist. Bei dem in der DE 198 50 162 C1 beschriebenen hydrostatischen Getriebe kann die Verstellung der Primär- und Sekundäreinheiten nur relativ langsam durchgeführt werden, so dass Anpassungen mit hoher Dynamik nicht möglich sind. Des Weiteren ist ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand zur Realisierung der verstellbaren Hydro- maschine erforderlich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes hydrostatisches Getriebe zu schaffen, das mit hoher Dynamik an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein hydrostatisches Getriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist das hydrostatische Getriebe mit einer Primäreinheit und einer Sekundäreinheit ausgeführt, von denen eine als Pumpenanordnung und die andere als Hydromotoranordnung betrieben ist. Die Pumpenanordnung hat eine Vielzahl von parallel geschalteten, von einer gemeinsamen Antriebswelle angetriebenen Pumpeinheiten, die wahlweise über eine Ventilanordnung hydraulisch mit der Hydromotoranordnung verbindbar sind, die ihrerseits mit einer Abtriebswelle in Wirkverbindung steht. Zwischen der Sekundäreinheit und der Primäreinheit ist ein Drehrichtungsventil zur Einstellung der Drehrichtung der Sekundäreinheit vorgesehen. Erfindungsgemäß hat die Sekundäreinheit eine Vielzahl von Hydromotoreinheiten, deren Zulaufanschlüsse jeweils über die Ventilanordnung mit einer von den Pumpeinheiten gespeisten Druckleitung oder mit einer Niederdruckleitung verbindbar sind.

Demgemäß sind bei dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Getriebe sowohl die Primäreinheit als auch die Sekundäreinheit durch eine Vielzahl von Hydromaschinenein- heiten gebildet, die vorzugsweise als Konstanteinheiten ausgeführt sind. Durch wahlweise Zu- oder Abschalten einer oder mehrerer Pumpeinheiten bzw. Hydromaschinen- einheiten kann sowohl das Schluckvolumen als auch das Fördervolumen der Sekundär- /Primäreinheiten an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden, wobei durch geeignete Ausgestaltung der die Druckmittelverbindung steuernden Ventilanordnung eine Anpassung an unterschiedliche Drücke und Volumenströme mit hoher Dynamik ermöglicht ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder Hydromotoreinheit zulaufseitig ein Zulaufventil und/oder ablaufseitig ein Ablaufventil zugeordnet, das in einer Position den Zulaufanschluss mit der Druckleitung bzw. einen Ablaufanschluss mit einer Ablaufleitung und in einer anderen Position den Zulaufanschluss bzw. den Ablaufanschluss mit einer allen Hydromotoreinheiten gemeinsamen Ablaufleitung verbindbar ist. Auf diese Weise ist es mit geringem Aufwand möglich, die einzelnen Hydromaschinen auf drucklosen Umlauf umzuschalten, so dass diese keinen Beitrag zum Antrieb des dem hydrostatischen Getriebe zugeordneten Verbrauchers liefert.

Entsprechend kann jeder Pumpeinheit niederdruckseitig ein Niederdruckventil und/oder hochdruckseitig ein Druckventil zugeordnet werden, das in einer Position einen Nieder- druckanschluss mit der Niederdruckleitung bzw. den Druckanschluss mit der Druckleitung und in einer anderen Position den Niederdruckanschluss bzw. den Druckanschluss mit einer allen Pumpeinheiten gemeinsamen Niederdruckleitung verbindet. Durch diese Variante können entsprechend auch eine oder mehrere der Pumpeinheiten auf drucklosen Umlauf verstellt werden, um den Fördervolumenstrom anzupassen.

Bei einem besonders einfach ausgeführten Ausführungsbeispiel ist ein Niederdruckventil allen oder mehreren der Pumpeinheiten zugeordnet, so dass all diese Pumpeinheiten in der gleichen Weise angesteuert werden.

Entsprechend kann auch einer oder mehrerer der Hydromotoreinheiten ein gemeinsames Ablaufventil zugeordnet werden, so dass diese entsprechend zu- oder abgeschaltet werden können.

Bei einer besonders einfach aufgebauten Lösung sind die Zulauf-, Ablauf-, Saug- oder Druckventile als elektrisch oder elektrohydraulisch betätigte Wegeventile mit einer Durchflussposition und einer Umlaufposition ausgeführt, wobei bei letzterer der jeweilige Anschluss der Primär- bzw. Sekundäreinheit mit Niederdruck verbunden ist. Derartige Ventile lassen sich mit einem sehr geringen Aufwand ausführen, so dass der vorrichtungstechnische Aufwand minimal ist.

Zur Speicherung von Bremsenergie, beispielsweise beim Abbremsen der Sekundäreinheit kann das hydrostatische Getriebe mit einem Hydrospeicher ausgeführt sein, der über ein Speicherladeventil mit der Niederdruckleitung verbindbar ist.

Bei einer Variante der Erfindung kann das hydrostatische Getriebe mit der Funktion einer Feststellbremse versehen sein, wenn das Drehrichtungsventil mit einer Sperrstellung ausgeführt ist, in der die hydraulische Verbindung zwischen Primär- und Sekundäreinheit abgesperrt ist.

Bei einer besonders kompakt ausgeführten Lösung sind das oder die im Zulauf bzw. im Ablauf der Hydromotoreinheiten und niederdruckseitig und hochdruckseitig der Pumpeinheiten vorgesehenen Ventile jeweils zu einem Ventil zusammengefasst.

Ein derartiges Ventil ist vorzugsweise mit einer Umlaufposition ausgeführt, in der die jeweiligen Anschlüsse mit der Niederdruck- bzw. Ablaufleitung verbunden sind.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann beispielsweise zum lastfreien Start/ Hochlauf des die Primäreinheit antreibenden Motors ein Ventil der vorstehend genannten Bauart verwendet werden, wobei dieses in Richtung seiner Umlaufposition vorgespannt ist.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades im Teillastbereich lässt sich erreichen, wenn die Einheiten, die sich im drucklosen Umlauf befinden, durch eine Kupplung von der zugeordneten Welle (Antriebswelle/Abtriebswelle) getrennt werden.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Primäreinheit von einem Verbrennungsmotor angetrieben ist und die Abtriebswelle mit einem Differentialgetriebe oder dergleichen in Wirkverbindung steht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Förder- bzw. Schluckvolumen der Einheiten primär- oder sekundärseitig unterschiedlich ausgeführt.

Die Primäreinheit und die Sekundäreinheit können entweder in einem geschlossenen Kreislauf oder in einem offenen Kreislauf angeordnet sein. Bei einem geschlossenen Kreislauf sind die Ablaufleitungen der Hydromotoreinheiten mit den Zulaufleitungen der Pumpeinheiten verbunden. Eine derartige Variante hat den Vorteil, dass sich die Sekundäreinheit bei einer Schubumkehr, beispielsweise bei einer Bergabfahrt auf der verbrennungsmotorseitigen Primäreinheit abstützen kann, so dass der bei einem offenen Kreislauf erforderliche vorrichtungstechnische Aufwand zur hydraulischen Abstützung minimiert ist.

Zum Ausgleich einer Leckage wird dem geschlossenen Kreislauf vorzugsweise eine Speisepumpe zugeordnet, über die Druckmittel einer Niederdruckseite der Primär- oder Sekundäreinheit zugeführt werden kann.

Um eine bessere Spülung und Kühlung der Pumpeinheiten und Hydromotoreinheiten im drucklosen Umlauf zu ermöglichen, sind bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die motor- und hydromotorseitigen Anschlüsse separat mit einem Tank verbunden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schema- tischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines hydrostatischen Getriebes mit offenem hydraulischem Kreislauf;

Figur 2 eine vereinfachte Variante des Ausführungsbeispiels des hydrostatischen Getriebes gemäß Figur 1 ;

Figur 3 eine weiter vereinfachte Variante, bei der zuiaufseitige Ventile der Primäreinheit und ablaufseitige Ventile der Sekundäreinheit jeweils zu einem einzigen Ventil zusam- mengefasst sind; Figur 4 eine Variante, bei der die niederdruck- und hochdruckseitigen Ventile einer Einheit zu einem gemeinsamen Ventil zusammengefasst sind;

Figur 5 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4, wobei dieses Ventil stromlos in eine Umlaufposition vorgespannt ist;

Figur 6 eine Variante eines hydrostatischen Getriebes mit der Funktion einer Feststellbremse;

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem Pumpeinheiten der Primäreinheit und Hydromotoreinheiten der Sekundäreinheit über Kupplungen vom Antriebs- bzw. Abtriebsstrang getrennt werden können;

Figur 8 ein im Grundaufbau dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entsprechendes Getriebe, bei dem die Primär- und Sekundäreinheiten in einem geschlossenen hydraulischen Kreis betrieben sind;

Figur 9 ein hydrostatisches Getriebe mit geschlossenem hydraulischem Kreis und einer Speisepumpe und

Figur 10 eine Variante des hydrostatischen Getriebes gemäß Figur 9.

Figur 1 zeigt ein Schaltschema eines hydrostatischen Getriebes 1 , über das beispielsweise ein Fahrzeug, ein mobiles Arbeitsgerät, eine Werkzeugmaschine oder dergleichen antreibbar ist. Das hydrostatische Getriebe 1 besteht im Wesentlichen aus einer von einer Brennkraftmaschine 2 angetriebenen Primäreinheit 4, die über ein Drehrichtungsventil 6 hydraulisch mit einer Sekundäreinheit 8 verbunden ist, die ihrerseits mechanisch mit einem Differentialgetriebe 9 eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Primäreinheit 4 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest vier mit konstantem Förder-Λ/erdrängungsvolumen ausgeführte Hydromaschinen, im Folgenden Pumpeinheiten 10a, 10b, 10c, 10d genannt, die über eine allen Pumpeinheiten 10 gemeinsame Antriebswelle 12 von der Brennkraftmaschine 2 angetrieben werden. Die Einheiten 10, 14 sind in beiden Drehrichtungen betreibbar. Die Sekundäreinheit 8 hat beim dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest vier Hydromaschinen, im Folgenden Hydromotoreinheiten 14a, 14b, 14c, 14d genannt, die über eine Abtriebswelle 16 mechanisch mit dem Differentialgetriebe 9 verbunden sind.

Das hydrostatische Getriebe 1 ist bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 8 als offener Hydraulikkreislauf ausgeführt. Bei Antrieb der Primäreinheit 4 mit den Pumpeinheiten 10a, 10b, 10c, 10d wird Druckmittel aus einem Tank T über eine gemeinsame Niederdruckleitung 18 angesaugt, von der Zweigleitungen 20a, 20b, 20c, 2Od zu Niederdruckanschlüssen der Pumpeinheiten 10 abzweigen. In jeder dieser Niederdruckzweigleitungen 20 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Niederdruckventil 22a, 22b, 22c, 22d angeordnet. Dieses ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt, das in einer federvorgespannten Grundposition (a) die Durchströmung der Niederdruckzweigleitung 20 ermöglicht und bei Bestromung eines Elektromagneten 24a, 24b, 24c, 24d in eine Umlaufposition (b) verstellbar ist, in der der hier als Sauganschluss der jeweiligen Pumpeinheit 10a, 10b, 10c, 10d bezeichnete Anschluss mit einer sich verzweigenden Ablaufleitung 26 verbindet, die in den Tank T einmündet. Durch Umschalten des einer Pumpeinheit 10 zugeordneten Niederdruckventils 22 kann der jeweilige Nie- derdruckanschluss der Pumpeinheit 10 direkt mit dem Tank T verbunden werden. In dem Fall, dass die Pumpeinheiten 10 als Hydromotoren wirken, wäre dann der „Nieder- druckanschluss" der Ablaufanschluss der Hydromaschine 10 - dies gilt für die anderen Einheiten/Hydromaschinen 10, 14 entsprechend.

Die Druckanschlüsse der Pumpeinheiten 10 sind über Druckzweigleitungen 28a, 28b, 28c, 28d mit einer gemeinsamen Druckleitung 30 verbunden. Entsprechend der Niederdruckseite sind auch im Druckmittelströmungspfad zwischen dem jeweiligen Druckan- schluss der Pumpeinheiten 10 und der Druckleitung 30 jeweils ein Druckventil 32a, 32b, 32c, 32d angeordnet, dessen Aufbau demjenigen der Niederdruckventile 22 entspricht. D.h. diese Druckventile 32 sind in eine Öffnungsstellung (a) vorgespannt, in der das Druckmittel vom Druckanschiuss der Pumpeinheiten 10 in die gemeinsame Druckleitung 30 abströmen kann. Durch Bestromen eines Elektromagneten 34a, 34b, 34c, 34d kann jedes Druckventil 32 in eine Umlaufposition (b) verstellt werden, in der der jeweilige Druckanschiuss der Pumpeinheiten 10 mit einer sich zu den Druckventilen 32 hin verzweigenden druckseitigen Ablaufleitung 36 verbinden, die in eine Ablaufhauptleitung 38 einmündet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ablaufleitungen 26, 38 als getrennte Leitungen ausgeführt, prinzipiell können jedoch diese Leitungen und auch die Leitung 36 als gemeinsame Ablaufleitung ausgeführt sein.

Die Druckleitung 30 ist zu einem Druckanschluss P des Drehrichtungsventils 6 geführt. Dieses ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als 4/2-Wegeventil ausgeführt, das in seiner federvorgespannten Grundposition (a) den Druckanschluss P mit einem Arbeits- anschluss A und die Hauptablaufleitung 38 mit einem weiteren Arbeitsanschluss B verbindet. Durch Bestromen eines Elektromagneten 40 kann das Drehrichtungsventil 6 für eine Rückwärtsfahrt in eine Schaltstellung (b) umgeschaltet werden, in der der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss B und der Arbeitsanschluss A mit dem Anschluss T verbunden ist.

An den Arbeitsanschluss A ist eine Zulaufleitung 42 angeschlossen, von der Zulaufzweigleitungen 44a, 44b, 44c, 44d zu Zulaufanschlüssen der Hydromotoreinheiten 14a, 14b, 14c, 14d abzweigen. Ähnlich wie bei der Primäreinheit 4 sind im Zulauf zu den Hydromotoreinheiten 14 jeweils ein Zulaufventil 46a, 46b, 46c, 46d vorgesehen, die wiederum den gleichen Aufbau wie die Niederdruckventile 22 und die Druckventile 32 aufweisen. Demzufolge sind diese Zulaufventile 46 über eine Feder in eine Öffnungsposition (a) vorgespannt, in der die Zulaufleitung 42 mit dem jeweiligen Zulaufanschluss der zugeordneten Hydromotoreinheit 14 verbunden ist. Bei Bestromen eines Elektromagneten 48a, 48b, 48c, 48d wird der jeweilige Zulaufanschluss der zugeordneten Hydromotoreinheit 14a, 14b, 14c, 14d mit einer allen Einheiten gemeinsamen zulaufsei- tigen Ablaufleitung 50 verbunden, die ebenfalls im Tank T mündet. Durch Umschalten der Zulaufventile 46 kann somit der Zulaufanschluss der Hydromotoreinheiten 14 mit dem Tank T verbunden werden (druckloser Umlauf).

Die niederdruckseitigen Ablaufanschlüsse der Hydromotoreinheiten 14a bis 14d sind über Rücklaufzweigleitungen 52a, 52b, 52c, 52d mit einer an den Arbeitsanschluss B angeschlossenen gemeinsamen Rücklaufleitung 54 verbunden. In jeder der Rücklaufzweigleitungen 52 ist ein Ablaufventil 56a, 56b, 56c, 56d vorgesehen, dessen Grundaufbau wiederum demjenigen der mit dem Bezugszeichen 22, 32, 46 bezeichneten Ventile entspricht. Demgemäß sind die Ablaufventile 56 als 3/2-Wegeventile ausgeführt, die in eine Öffnungsstellung (a) vorgespannt sind und die mittels eines Schaltmagneten 58a, 58b, 58c, 58d in eine Umlaufposition (b) umschaltbar sind, in der der Ablaufan- schluss der Hydromotoreneinheiten 14a, 14b, 14c, 14d jeweils mit einer sich zu den Ablaufventilen 56 hin verzweigenden ablaufseitigen Ablaufleitung 60 verbunden sind, die in mit der in den Tank T einmündenden zulaufseitige Ablaufleitung 50 verbunden ist. Demzufolge wird durch Umschalten der Ablaufventile 56 in die Schaltposition (b) der Ablaufanschluss der zugeordneten Hydromotoreneinheiten 14 direkt mit dem Tank T verbunden.

Wie vorstehend ausgeführt, sind bei jeder Einheit 10, 14 niederdruck- und hochdruck- seitig jeweils eines der vorbeschriebenen 3/2-Wegeventile 56, 46, 32, 22 angeordnet, so das unabhängig davon, ob die Einheit 10,14 als Motor oder Pumpe betreiben wird, die betreffende Einheit 10, 14 in drucklosen Umlauf geschaltet werden kann.

Gemäß Figur 1 ist in der Niederdruckleitung 18 ein Speicherventil 62 vorgesehen, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist und über eine Feder in eine Grundposition (a) vorgespannt ist, in der die Niederdruckleitung 18 in den Tank T einmündet. Durch Bestromen eines Schaltmagneten 64 kann das Speicherladeventil 62 in eine Position (b) verstellt werden, in der die Niederdruckleitung 18 mit einem Hydrospeicher 66 verbunden ist, dessen Funktion im Folgenden erläutert wird.

Im „normalen" Betriebszustand (Vorwärtsfahrt) treibt die Brennkraftmaschine 2 über die Antriebswelle 12 die Pumpeinheiten 10 der Primäreinheit 4 an. Diese Pumpeinheiten 10 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Konstantpumpen ausgeführt und können beispielsweise durch Zahnradpumpen, Flügelzellenpumpen, Gerotoren oder durch Kolbenpumpen ausgeführt sein. Wie eingangs erläutert, kann die Anzahl der Pumpeinheiten beliebig in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung gewählt werden, wobei die Pumpeinheiten 10 nicht notwendigerweise mit dem gleichen Fördervolumen ausgelegt sein müssen. Im „normalen" Betriebszustand sind sämtliche Ventile 22, 32, 46, 56 in ihre Öffnungspositionen (a) geschaltet (Schaltmagnete 24, 34, 48, 58 unbestromt). Das Druckmittel wird über die Pumpeinheiten 10 und die Niederdruckleitung 18 aus dem Tank T angesaugt und mit Druck beaufschlagt über die geöffneten Druckventile 34 in die Druckleitung 30 gefördert. Bei der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs ist das Drehrichtungsventil 6 in seine Grundposition (a) geschaltet (Schaltmagnet 40 unbestromt), so dass das von der Primäreinheit 4 geförderte Druckmittel über die Zulaufleitung 42 und die davon abzweigenden Zulaufzweigleitungen 44 und die jeweils geöffneten Zulaufventile 46 zum Zulaufanschluss der Hydromotoreneinheiten 14 gefördert wird. Über die Hydroeinheiten 14 wird dann die Abtriebswelle 16 und somit das Differentialgetriebe 9 angetrieben. Das vom Ablaufanschluss der Hydromotoreinheiten 14 abströmende Druckmittel fließt über die geöffneten Ablaufventile 56 und die Rücklaufzweigleitungen 52 in die gemeinsame Rücklaufleitung 54 und über den Arbeitsanschluss B und den Tankanschluss T des Drehrichtungsventils 6 in die Hauptablaufleitung 38 und von dort in den Tank T zurück. Der vorbeschriebene Betriebszustand wird beispielsweise dann eingestellt, wenn das Fahrzeug mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit fahren soll, in der das maximale Schluckvolumen der Sekundäreinheit 8 ausgenutzt wird.

Durch Umstellen des Drehrichtungsventils 6 in die mit (b) gekennzeichnete Schaltposition kann eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs eingestellt werden. In diesem Fall liegen dann die Rücklaufleitung 54 und die Rücklaufventile 56 im Druckmittelzulauf, während die Zulaufventile 46 und die Zulaufleitung 52 im Ablauf liegen.

Zum Anfahren des Fahrzeugs bzw. bei Langsamfahrt können einzelne Pumpen der Primäreinheit 4 durch Umschalten der Ventile 24 und 36 in ihre mit (b) gekennzeichnete Umlaufpositionen auf drucklosen Umlauf geschaltet werden, so dass sowohl die Niederdruckseite als auch die Druckseite der Pumpeinheiten 10 mit dem Tank T verbunden sind. In entsprechender Weise kann auch das Schluckvolumen der Sekundäreinheit 8 durch Umschalten der Zulaufventile 46 und der Ablaufventile 56 in ihre jeweilige Umlaufposition (b) reduziert werden. Diese Schaltung vermindert im Bereich kleiner Volumenstromanforderung die Verluste der Primäreinheit 4 und der Sekundäreinheit 8, so dass insbesondere im Teillastbereich ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Bei einem hydraulischen Abbremsen des Fahrzeugs kann die Bremsenergie über eine nicht dargestellte Schaltung in hydraulische Energie umgewandelt werden, indem Druckmittel während des Bremsvorgangs durch Umschalten des Speicherventils 62 in den Hydrospeicher 66 gefördert wird, so dass dieser aufgeladen wird. Die im Hydro- speicher 66 gespeicherte Energie kann dann beispielsweise bei einem Anfahrvorgang des Fahrzeugs zur Unterstützung der Brennkraftmaschine 2 eingesetzt werden.

In dem Fall, in dem die Bremsenergie des Fahrzeugs in hydraulische Energie umgewandelt wird, wirken die in Figur 1 mit 14 bezeichneten Einheiten dann sozusagen als Primäreinheit (Pumpe), über die der Hydrospeicher 66 aufgeladen werden kann.

In Figur 2 ist ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel dargestellt, dessen Grundaufbau demjenigen aus Figur 1 entspricht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass den Pumpeinheiten 10a, 10b, 10c, 10d der Primäreinheit 4 anstelle von jeweils einem Niederdruckventil 22a, 22b, 22c, 22d lediglich ein allen Pumpeinheiten 10 gemeinsames Niederdruckventil 22 zugeordnet ist, dessen in Figur 2 mit A gekennzeichneter Aus- gangsanschluss über eine Saugleitung 68 mit den Niederdruckanschlüssen der Pumpeinheiten 10a bis 10d verbunden ist. D.h. die Primäreinheit 4 lässt sich niederdruck- seitig durch Umschalten eines einzigen Niederdruckventils 22 in seine Umlaufposition (b) umschalten.

Figur 3 zeigt eine gegenüber der Variante in Figur 2 weiter vereinfachte Lösung, bei der anstelle der drei ablaufseitigen Ablaufventile 56a, 56b, 56c, 56d der Sekundäreinheit 8 ein einziges Ablaufventil 56 vorgesehen ist, dessen hydromotorseitiger Eingangsan- schluss A über eine Leitung 70 mit den Ablaufanschlüssen der Hydromotoreinheiten 14a bis 14d verbunden ist. Der mit T gekennzeichnete Ausgangsanschluss des Ablaufventils 56 ist dann - wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit dem Arbeits- anschluss B des Drehrichtungsventils 6 verbunden. Im Übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel demjenigen aus Figur 2, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Durch die in Figur 3 dargestellte Vereinfachung wird die Funktionalität für den Rückwärtsfahrmodus und auch bei der Speicherung der Bremsenergie eingeschränkt. In Figur 4 ist anhand einer Pumpeinheit 10a des hydrostatischen Getriebes gemäß Figur 1 ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem die in Figur 1 mit den Bezugszeichen 22 und 32 bezeichneten Niederdruckventile und Druckventile zu einem einzelnen Kombiventil 72 zusammengefasst sind. Dieses ist als 4/2-Wegeventil ausgeführt, das in seiner federvorgespannten Grundposition (a) die Druckleitung 30 (siehe Figur 1) mit der an den Druckanschluss der Pumpeinheit 10a angeschlossenen Druckzweigleitung 28a und die Niederdruckleitung 18 mit der an den Niederdruckanschluss der Pumpeinheit 10a angeschlossenen Niederdruckzweigleitung 20a verbindet. Demzufolge wird in der Schaltposition (a) des Kombiventils 72 die Funktionalität bereitgestellt, die in den Grundpositionen (a) des Niederdruckventils 22 und des Druckventils 32 im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 eingestellt ist. D.h. in der Grundposition (a) des Kombiventils 72 wird Druckmittel über die Niederdruckleitung 18 aus dem Tank T angesaugt und über die von der Brennkraftmaschine 2 angetriebene Pumpeinheit 10 mit Druck beaufschlagt und über die Druckzweigleitung 28a und die Druckleitung 30 zur Sekundäreinheit 8 gefördert. Selbstverständlich können auch die sekundäreinheitseitigen, jeweils einer Hydromotoreinheit 14 zugeordneten Zulauf- und Ablaufventile 46, 56 als Kombiventil 72 gemäß Figur 4 ausgeführt werden.

Durch Verstellen des Kombiventils 72 in seine mit (b) gekennzeichnete Umlaufposition wird sowohl die Druckzweigleitung 28a als auch die Niederdruckzweigleitung 20a mit der Niederdruckleitung 18 oder einer Ablaufleitung verbunden, so dass die Pumpeinheit 10a auf drucklosen Umlauf geschaltet ist.

Figur 5 zeigt eine Variante, bei der die Brennkraftmaschine 2 im Wesentlichen lastfrei gestartet oder auf Drehzahl gebracht werden kann. Eine derartige Variante ist des Weiteren für eine Failsafe-Funktion einsetzbar. Bei dieser Variante ist das Kombiventil 72 in eine Grundposition (a) vorgespannt, in der die Druckzweigleitung 28a und die Niederdruckzweigleitung 20a beide mit der Niederdruckleitung 18 verbunden sind, so dass die Pumpeinheit 10a bei unbestromtem Schaltmagneten 74 auf drucklosen Umlauf umgeschaltet ist. D.h. bei Stromausfall oder bei nicht bestromten Schaltmagneten 74 wird die Sekundäreinheit 8 nicht mit Druckmittel versorgt. Diese Druckmittelversorgung erfolgt erst nach Umschalten in die Schaltposition (b) mittels des Schaltmagneten 74, in der dann die Druckzweigleitung 28a mit der Druckleitung 30 und die Niederdruckleitung 18 mit der Niederdruckzweigleitung 20a verbunden ist. Selbstverständlich kann das in Figur 5 dargestellte Kombiventil 72 mit einer stromlosen Umlaufstellung auch bei den Hydromotoreinheiten 14 der Sekundäreinheit 8 eingesetzt werden. D.h. die Kombiventile lassen sich sowohl in der aufgelösten Ventilbauweise nach Figur 1 als auch bei den vereinfachten Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2 und 3 realisieren.

Figur 6 zeigt ein dem hydrostatischen Getriebe gemäß Figur 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem über das Drehrichtungsventil 6 die Funktion einer Feststellbremse dargestellt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehrich- tuhgsventil 6 als 4/3-Wegeventil ausgeführt, mit einer federvorgespannten Grundposition (0), in der die Zulaufleitung 42, die Rücklaufleitung 54, die Hauptablaufleitung 38 und die Druckleitung 30 gegeneinander abgesperrt sind, so dass die hydraulische Verbindung zwischen Primäreinheit 4 und Sekundäreinheit 8 unterbrochen ist. Durch Be- stromen der beiden Schaltmagnete 40a, 40b kann das Drehrichtungsventil 6 zum Einstellen der Vorwärtsfahrt in die mit (a) gekennzeichnete Position und zum Einstellen der Rückwärtsfahrt in die mit (b) gekennzeichnete Schaltposition verstellt werden. In diesen Schaltpositionen (a), (b) entspricht die Funktion derjenigen des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 , so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen werden kann.

Figur 7 zeigt eine Variante, über die sich der Wirkungsgrad im Teillastbereich, d.h. in dem Bereich, in dem einige der Hydromotoreinheiten 14 und der Pumpeinheiten 10 auf drucklosen Umlauf geschaltet sind weiter verbessert werden kann. Zu diesem Zweck ist jeder der Pumpeinheiten 10a bis 10d und der Hydromotoreinheiten 14a bis 14d jeweils eine Kupplung 76a, 76b, 76c, 76d im primärseitigen Antriebsstrang bzw. eine Kupplung 78a, 78b, 78c, 78d im sekundärseitigen Abtriebsstrang zugeordnet, so dass die auf drucklosen Umlauf umgeschalteten Pumpeinheiten bzw. Hydromotoreinheiten durch Ausrücken der zugeordneten Kupplung 76, 78 mechanisch von der Antriebswelle 12 bzw. der Abtriebswelle 16 getrennt werden können. Diese Kupplungen 76, 78 können in beliebiger Weise, beispielsweise durch mechanische, hydraulische oder pneumatische Kupplungen ausgeführt sein. Bei dieser Variante werden dann die in der Darstellung links angeordneten Einheiten 10, 14 auf drucklosen Umlauf geschaltet und zur Minimierung der mechanischen Verluste auch die zugehörigen Kupplungen 76, 78 geöffnet, so dass lediglich noch die rechts davon liegenden Einheiten 10, 14 wirksam sind. Selbstverständlich lassen sich die anhand der Figuren 4, 5 und 6 erläuterten Ventilvarianten bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen einsetzen.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Sekundäreinheit 8 und die Primäreinheit 4 in einem offenen hydraulischen Kreislauf betrieben. Anhand der Figuren 8 bis 10 werden Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen diese Einheiten in einem geschlossenen hydraulischen Kreis angeordnet sind.

Figur 8 zeigt den Grundaufbau eines hydrostatischen Getriebes 1 gemäß Figur 1 mit geschlossenem hydraulischem Kreislauf, wobei im Prinzip der Aufbau der Primär- und Sekundäreinheiten 4 und 8 gleich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist, so dass auf eine Beschreibung der Einzelkomponenten verzichtet wird. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass die Rücklaufleitung 54 in der in Figur 8 dargestellten Grundposition des Drehrichtungsventils 6 direkt mit der Niederdruckleitung 18 der Primäreinheit 4 verbunden ist, d. h., es ist immer die Saugseite der Pumpeinheiten mit der Ablaufseite der Hydromotoreinheiten verbunden.

Der Hydrospeicher 66 ist über das Speicherventil 62 bei Bestromen des Schaltmagneten 64 und eine zum Ausgang eines Wechselventils 80 führende Speicherleitung 82 mit einem Eingang des Wechselventils 80 verbunden. Die beiden Eingänge des Wechselventils 80 sind einerseits an die Zulaufleitung 42 der Sekundäreinheit 8 und andererseits an die Niederdruckleitung 18 der Primäreinheit 4 angeschlossen, so dass die Speicherleitung 82 stets mit der den höheren Druck führenden Leitung der beiden Leitungen 18 und 42 verbunden ist.

Die Funktion des hydrostatischen Getriebes 1 in Figur 8 entspricht derjenigen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele - wie erwähnt, liegt der einzige Unterschied darin, dass der Rücklauf der Sekundäreinheit 8 (Hydromotoreneinheiten 14) mit dem Zulauf der Primäreinheit 4 (Pumpeinheiten 10) verbunden ist. Durch Umschalten des Drehrichtungsventils 6 aus der dargestellten Grundposition kann die Drehrichtung der Sekundäreinheit 8 umgedreht werden, so dass eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs eingestellt wird. Zum Anfahren des Fahrzeugs bzw. beim Langsamfahren können einzelne Pumpeinheiten 10 durch Umschalten der zugeordneten Ventile 22 und/oder 32 auf drucklosen Umlauf geschaltet werden, wobei dann der Zulauf und/oder der Ablauf der Pumpeinheit 10 - wie eingangs beschrieben - mit dem Tank T verbunden ist.

Bei der in Figur 8 durchgezogen dargestellten Lösung sind die Umlaufanschlüsse der Zulaufventile 46 über die gemeinsame Ablaufleitung 50 und die Umlaufanschlüsse der Ablaufventile 56 über eine diesen gemeinsame weitere Ablaufleitung 84 mit dem Tank T verbunden. In entsprechender weise sind die Umlaufanschlüsse der Druckventile 32 über eine diesen gemeinsame Ablaufleitung 86 und die Umlaufanschlüsse der Niederdruckventile 22 der Primäreinheit 4 über die Ablaufleitung 26 mit dem Tank T verbunden, so dass aufgrund der getrennten Ablaufleitungen 50, 84; 86, 26 in der jeweiligen Umlaufposition dieser Ventile 46, 56; 32, 22 eine bessere Spülung und Kühlung der zugeordneten Pumpeinheiten 10 bzw. Hydromotoreinheiten 14 erzielt wird. Anstelle dieser separaten Verbindung der Umlaufanschlüsse kann auch - wie in Figur 8 gestrichelt angedeutet und ausführlicher anhand des Ausführungsbeispiels 9 erläutert - auf eine separate Verbindung mit dem Tank verzichtet werden, so dass die Umlaufanschlüsse der Ventile 22, 32 der Primäreinheit 4 und der Ventile 56, 46 der Sekundäreinheit 8 über gemeinsame Ablaufleitungen (gestrichelt in Figur 8) mit dem Tank T verbunden sind.

In der vorbeschriebenen Umlaufschaltung (Leerlaufschaltung) werden im Bereich kleiner Volumenstromanforderungen die Verluste der Pumpen-/Motorkombination verringert und somit ein höherer Wirkungsgrad, insbesondere im Teillastbereich erzielt.

Zum hydraulischen Abbremsen wird das Speicherventil 62 umgeschaltet, so dass der Hydrospeicher 66 aufgeladen wird. Die gespeicherte Bremsenergie kann dann z. B. beim Anfahren des Fahrzeugs oder zum Starten der Brennkraftmaschine 2 ausgenützt werden.

Bei der Schubumkehr treiben die Räder des Fahrzeugs die Hydromotoreinheiten 14 über die Abtriebswelle 16 schneller an, als dies durch den aktuell eingestellten Druckmittelvolumenstrom über die Pumpeinheiten 10 der Fall wäre - die Hydromotoreinheiten 14 wechseln dann in den Pumpmodus und die Pumpeinheiten 10 in den Hydromotormodus, so dass entsprechend auch die Druck- und die Saugseite dieser Hydromaschinen wechseln und die Fahrzeugsmasse auf der Brennkraftmaschine 2 abgestützt ist und der Hydrospeicher 60 bei umgeschaltetem Speicherventil 62 aufgeladen wird. Dabei ist durch das Wechselventil 80 sichergestellt, dass der Hydrospeicher 60 stets an die den höheren Druck führende Leitung angeschlossen ist. Auch in diesem Betriebsmodus ist die Saugseite der „Pumpen" (Hydromotoreinheiten 14) mit der Ablaufseite der „Motoren" (Pumpeinheiten 10) verbunden.

Die in Figur 8 dargestellte Lösung wird vorzugsweise bei einer Verwendung von Aussen- bzw. Innenzahnradmaschinen für die Pumpeinheiten 10 bzw. die Hydromotoreinheiten 14 angewendet, da dort die Leckageverluste minimal sind.

Zum Ausgleich der Leckageverluste kann das hydrostatische Getriebe im geschlossenen Kreis mit einer Speisepumpe 88 gemäß Figur 9 ausgeführt werden, über die zum Ausgleich von Leckagen Druckmittel in die Niederdruckseite des geschlossenen hydraulischen Kreises eingespeist wird. Der Druckanschluss der Speisepumpe 88 ist über eine Speiseleitung 90 und zwei Rückschlagventile 94, 96 mit der Niederdruckleitung 18 oder Druckleitung 30 verbindbar. Die Rückschlagventile 94, 96 schließen zur Speisepumpe 88 hin, so dass diese stets mit der den niedrigeren Druck führenden Leitung 18, 30 verbunden ist. Der maximale Speisedruck in der Speiseleitung 90 ist über ein Speisedruckbegrenzungsventil 98 begrenzt. Bei der in Figur 9 dargestellten Variante sind die Umlaufanschlüsse der Sekundärseite 8 und Primärseite 4 jeweils über eine gemeinsame Ablaufleitung 50 bzw. 26 mit dem Tank T verbunden.

Figur 10 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, das demjenigen aus Figur 9 entspricht, wobei - ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 - die Umlaufanschlüsse der Ventile 46 über die Ablaufleitung 50, der Ablaufventile 56 über die Ablaufleitung 84, der Druckventile 32 über die Ablaufleitung 86 und der Niederdruckventile 22 über die Ablaufleitung 26 separat mit dem Tank T verbunden sind. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 demjenigen aus Figur 9, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.

Offenbart ist ein hydrostatisches Getriebe mit einer Primäreinheit und einer Sekundäreinheit, wobei diese jeweils durch eine Vielzahl von Hydromaschinen mit konstantem Förder-/Schluckvolumen ausgeführt sind, die in beiden Drehrichtungen betreibbar sind. Die Primär- und Sekundäreinheit können in einem geschlossenen hydraulischen Kreis betrieben sein.