DE1455566C - Steuereinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der eine von der mittels einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe einstellbaren Antriebsmaschine des Fahrzeugs angetriebene, mittels eines Hebels in ihrer Förderrichtung und in ihrer Fördermenge einstellbare Pumpe einem hydrostatischen Motor Druckflüssigkeit zuführt, wobei die Pumpenfördermenge abhängig vom Druck im hydraulischen Kreislauf und entsprechend der Belastung der Antriebsmaschine des Fahrzeugs derart gesteuert wird, daß das Drehmoment der Antriebsmaschine konstant bleibt.

Derartige Steuervorrichtungen sind bekannt und finden beispielsweise in landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen Verwendung. Bei einer bekannten Steuervorrichtung (britische Patentschrift 909 792) für einen hydrostatischen Antrieb erfolgt die Einstellung der Schiefscheibe der Pumpe über einen einstellbaren Hebel, und durch Belastungsänderungen des Motors hervorgerufene Drehzahländerungen der Antriebsmaschine werden über einen auf die Kraftstoffzuführung der Antriebsmaschine wirkenden Fliehkraftregler ausgeglichen. Im Fall, daß die Leistungsforderung größer als die Leistungsabgabe ist, kann die Einstellung der Schiefscheibe durch einen Stellmotor übersteuert werden, der mit Hilfe eines in einem zusätzlichen Steuerkreis liegenden Steuerventils betätigbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zu schaffen, mit der die von einer Pumpe einem hydrostatischen Motor zugeführte Fördermenge derart gesteuert wird, daß bei Belastungsähderungen ein Gleichgewichtszustand zwischen der Einstellung des hydrostatischen Getriebes und der Antriebsmaschine selbsttätig erreicht wird und insbesondere im Bereich geringer Winkellagen der Taumelscheibe der Pumpe hohe Drücke im hydrostatischen Getriebe vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einem mit einer Taumelscheibe der Pumpe verbundenen Hebel zwei Rollen befestigt sind, von denen die eine mit einem um eine feste Achse Schwenkbaren Hebel zusammenwirkt, an dessen Ende des einen Hebelarms eine durch die Betätigung der Drosselklappe in ihrer Federkraft einstellbare Feder angreift und die andere mit einer um eine feste Achse schwenkbare Platte zusammenwirkt, an der eine weitere Platte angelenkt (Schwenkachse) ist, die einerseits von einer Feder in Richtung eines Zusammenpressens beider Platten belastet ist und andererseits mit einer von dem Hebel zum Einstellen der Förderrichtung der Pumpe verschiebbaren Rolle zusammenwirkt, die auf einem Hebel verschiebbar ist, der zwischen zwei Ventilen (Ventilkolben) schwenkbar gelagert ist und mit den auf Druckänderungen im hydrostatischen Getriebe ansprechenden Ventilen zusammenarbeitet, wobei die die Platten zusammenhaltende Feder beim Betätigen der Drosselklappe der Antriebsmaschine verstellbar ist und so ausgelegt ist, daß bei einer vorbestimmten geringen Winkellage der Taumelscheibe der Pumpe die beiden Platten außer Berührung gelangen.

In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Straßenfahrzeug mit der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt schematisch den hydrostatischen Antrieb des Fahrzeugs mit der Steuervorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 zeigt schaubildlich die Steuervorrichtung des hydrostatischen Antriebs;

F i g. 4 zeigt eine weitere Einzelheit der Steuervorrichtung.

Das Straßenfahrzeug gemäß Fig. 1 hat zwei von einem hydrostatischen Getriebe angetriebene Räder

ίο 10. Die Pumpe 12 des hydrostatischen Getriebes wird von der Antriebsmaschine 11 des Fahrzeugs angetrieben und speist ihrerseits über Leitungen 23 und 24 einen hydrostatischen Motor 13. Mit 14 ist die Steuereinrichtung zur Änderung der Hübe der Pumpe und des hydrostatischen Motors bezeichnet, wobei die Steuereinrichtung Taumelscheiben der hydrostatischen Einheiten in ihrer Winkellage verstellt. Die Steuereinrichtung 14 wird willkürlich mittels eines Hebels 15 und eines Pedals 16 betätigt.

so In F i g. 2 sind die Taumelscheiben der Pumpe und des hydrostatischen Motors mit 17 bzw. 18 bezeich· . net, und die Stellmotoren zur Änderung der Winkellage der Taumelscheiben 17 bzw. 18 „ sind mit 19 ι bzw. 20 bezeichnet. Außerdem ist eine von der Anas triebsmaschine 11 angetriebene Speisepumpe 21 vorgesehen, die Druckflüssigkeit von einem Behälter 22 ansaugt und in eine der beiden Leitungen 23 oder 24 einspeist. '

Die Steuereinrichtung 14 besteht aus einem Gehäuse 9 (F i g. 3) mit zwei parallelliegenden Zylindern 25 und 26, und diese Zylinder sind zwecks Erleichterung der Beschreibung senkrecht liegend dargestellt. Das untere Ende des Zylinders 25 ist an die Leitung 23 und das untere Ende des Zylinders 26 an die Leitung 24 angeschlossen. Die Anschlüsse sind mit 27 bzw. 28 bezeichnet. In jeden Zylinder münden mit einem gegenseitigen Abstand drei Öffnungen 29 α, 30 α und 31 α bzw. 29 b, 30 b und 31 b. Die oberen Öffnungen 29 α und 29 b sind stets mit der Druckflüssigkeit hohen Druckes führenden Leitung 23 oder 24 zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor verbunden. Das wird durch ein Ventil 32. (F i g. 2) in einer Leitung 29 erreicht. Die unteren Öffnungen 32 a und 31 b sind über eine Leitung 31 mit einem Abfluß verbunden, und die in der Mitte liegenden Öffnungen 30« und 30 b sind über Leitungen 34 bzw. 33 mit den Stellmotoren 20 bzw. 19 verbunden durch die die Winkellage der Taumelscheiben des hydrostatischen Motors bzw. der Pumpe eingestellt werden.

In den Zylindern 25 und 26 befindet sich je ein Ventilkolben 35 und 36, der je einen oberen Kolbenteil 35 α bzw. 36 a, einen mittleren Kolbenteil 35 b bzw. 36 b sowie einen unteren Kolbenteil 35 c und 36 c hat. Die oberen Kolbenteile erstrecken sich vom Gehäuse 9 aus und legen sich gegen die untere Fläche eines Hebels 37 an, der oben auf dem Gehäuse angeordnet ist, und um eine waagerechte Achse 38 schwenkbar ist, die von den Mittelachsen der Zylinder 25 und 26 gleichen Abstand hat.

Ein zweiter Hebel 39 erstreckt sich parallel zum Hebel und ein Ende dieses Hebels trägt eine Rolle 40, die auf der oberen Fläche des ersten Hebels 37 abrollt. Der zweite Hebel 39 kann mittels des Hebels 15 zwischen einer neutralen Lage, in der die Rolle 40 senkrecht über der Achse 38 des ersten Hebels 37 liegt und einer vorderen und rückwärtigen Lage,

in denen die Rolle näher zu den beiden Zylindern 25 bzw. 26 liegt, axial bewegt werden.

Auf der Rolle 40 ruht ein Ende einer Platte 41, die sich waagerecht und rechtwinklig zu den Hebeln 37 und 39 erstreckt. Zwischen ihren Enden ist die Platte gelenkig an eine zweite Platte 42 angeschlossen, deren anderes Ende gelenkig mit einem festen Teil 43 verbunden ist, so daß die zweite Platte 42 um eine waagerechte Achse 44 ausschwingen kann, die parallel zu den beiden Hebeln verläuft. Die Schwenkachse zwischen den beiden Platten 41 und 42 ist mit 45 bezeichnet. Die Platten 41 und 42 werden normalerweise durch eine Druckfeder 46 aneinander gedruckt, die zwischen dem Ende der Platte 41, entfernt von der Rolle 40, und einem Teil 47 .liegt, dessen Lage durch einen Nocken 48 bestimmt wird, der mit dem Pedal 16 verschwenkt wird.

An der Taumelscheibe 17 der Pumpe ist ein dritter Hebel 49 angeschlossen, der sich parallel zu den Hebeln 37 und 39 erstreckt und an seinem anderen Ende gegabelt ist und zwei weitere Rollen 50 und 51 trägt. Die Rolle 50 rollt auf der oberen Fläche der zweiten Platte 42 ab, während die dritte Rolle auf der unteren Fläche eines vierten Hebels 52 abrollt, der mit einem Ende an einem festen Teil 53 schwenkbar befestigt ist. Dadurch kann er sich um eine Achse 54 verschwenken, die parallel zur Achse 38 liegt, um die sich der erste Hebel bewegt. Das andere Ende des vierten Hebels 52 ist an das eine Ende einer Spannfeder 55 angeschlossen, deren anderes Ende an einem Teil 56 befestigt ist, dessen Lage von einem zweiten Nocken 57 gesteuert wird, der sich mit dem Pedal 16 dreht. -:

Wenn der zweite Hebel 39 sich in seine vordere Lage gemäß F i g. 3 bewegt hat. dann bewegt sich der erste Hebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn und bewegt den Ventilkolben 35 nach unten und den Ventilkolben 36 nach oben. Dadurch ist die öffnung 30 b mit der öffnung 31 b verbunden, so daß die Pumpe 12 die Leitung 33 beaufschlagt. Die Taumelscheibe 17 der Pumpe wird in ihre äußerste Winkelstellung verstellt. Eine Bewegung der Taumelscheibe der Pumpe ändert die Spannung der Spannfeder 55, und der sich vergrößernde Druck zusammen mit dem sich vergrößernden Druck aus dem hydraulischen Kreislauf übt eine Kraft auf den Ventilkolben 35 aus, durch die der Gleichgewichtszustand hergestellt wird. In dieser Gleichgewichtsstellung ist die öffnung 30 b vom Abfluß getrennt.

Ändert sich die Gleichgewichtsstellung durch Betätigung des Pedals oder durch sich verändernde Belastung der Antriebsmaschine des Fahrzeugs, dann werden die mittleren Kolbenteile 35 b und 36 b bewegt, und damit werden die Winkellagen der Taumelscheiben 17 oder 18 verändert, bis die beiden Rollen 50 und 51 Lagen einnehmen, durch die das Gleichgewicht wieder hergestellt wird.

Durch die beschriebene Steuereinrichtung wird das Drehmoment der Antriebsmaschine konstant gehalten. Bei kleinen Einstellwinkeln der Taumelscheiben, beispielsweise unter 4°, würden die Betriebsdrücke des hydrostatischen Getriebes hohe Werte erreichen. Zu diesem Zweck sind die beiden Platten 41 und 42 und die Druckfeder 46 derart angeordnet, daß unter einer bestimmten Winkellage der Taumelscheibe die Kraft der Druckfeder 46 nicht ausreicht, um die beiden Platten 41 und 42 in gegenseitiger Berührung zu halten. Die erste Platte 41 verschwenkt sich um die Schwenkachse 45 hinsichtlich der zweiten Platte, so daß also die Steuereinrichtung sowohl von der Spannfeder 55 als auch von der Druckfeder 46 gesteuert wird. Wird der zweite Hebel 39 in seine Neutrallage bewegt, dann haben die Platten 41 und 42 keinen Einfluß auf den Betrieb. In diesem Fall sind die Stellmotoren 19 und 20 weder an den Abfluß noch an eine Druckquelle angeschlossen, und die Taumelscheiben nehmen ihre neutrale

ίο Lage ein.

Nimmt der zweite Hebel 39 seine entgegengesetzte Lage ein (d. h. nach rechts bewegt, gemäß F i g. 3), dann hat sich die Taumelscheibe 17 der Pumpe 12 über in die Winkelstellung hinaus bewegt, wo der Hub gleich Null ist. Erreicht die Taumelscheibe 17 die der Hublage gleich Null entsprechende Stellung, dann befinden sich die Rollen 50 und 51 des dritten Hebels 49 und ebenso die Rolle 40 des Hebels 39 unmittelbar über der Achse 38. Da die Achse 54 des

ao Hebels 52 mit den Rollen 50, 51 und 40 und mit der Achse 38 ausgerichtet ist, schwingt die Platte 42 um die Achse 54 unter Einfluß der Spannfeder 55 aus, bis ein Anschlag 58 erreicht ist. Dadurch kommt eine Fläche 52 a der Unterseite des Hebels 52 in eine

waagerechte Lage. ■

Eine Weiterbewegung des Hebels 15 zwecks Schalten des Rückwärtsantriebs setzt den Stellmotor 19 der Pumpe unter Druck, wodurch sich die Taumelscheibe

. über die der Hublage gleich Null entsprechende Stellung bewegt. Dadurch bewegen sich die Platten 41 und 42 nach unten, wobei die Druckfeder 46 einer solchen Bewegung entgegenwirkt. Die Rolle 51 bewegt sich entlang der Fläche 52 a des Hebels 52, bis wieder eine Gleichgewichtslage erreicht ist.

Wie oben angegeben, werden die Taumelscheiben der Pumpe und des hydrostatischen Motors gleichzeitig eingestellt. Es ist aber zweckmäßig, den hydrostatischen Motor erst einzustellen, wenn die Pumpe mit maximalem Hub arbeitet. Zu diesem' Zweck wird die Hochdruckzufuhr zum ersten Zylinder 25 über ein Ventil 59 geleitet, das durch einen Stößel 60 geöffnet wird, der an der Taumelscheibe der Pumpe anliegt, und zwar nur dann, wenn die Pumpe mit maximalem Hub arbeitet.

Zweckmäßig wird verhindert, daß der Pumpenhub sich über ein bestimmtes Maß vergrößert. Dadurch soll ein Bremsen durch die Antriebsmaschine des Fahrzeugs ermöglicht werden. Wie dies erreicht wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Dazu ist ein Nocken 61, mit einem Ende gelenkig an die Taumelscheibe 17 der Pumpe angeschlossen und trägt an seinem anderen Ende eine Rolle 62, die auf dem ersten Hebel 37 an dem Ende desselben abrollt, wo sich der zweite Zylinder 26 befindet. Die Rolle 62 rollt normalerweise frei auf dem ersten Hebel 37, so daß der Nocken 61 den Betrieb nicht beeinflußt. Wenn gebremst werden soll, dann wird ein Anschlag 63 in den Bewegungsweg des Nockens 61 eingeführt. Wenn dann der Nocken 61 den Anschlag 63 berührt, dann übt die Rolle 62 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Hebel 37 aus. Bei Weiterbewegung des Nockens 61 schwingt der Hebel 37 aus, wodurch der Ventilkolben 36 nach unten bewegt wird, so daß aus der öffnung 29 b hoher Druck zur öffnung 30 b gelangt. Dadurch verringert sich der Pumpenhub, worauf sich der Nocken 61 nach rechts (Fig. 4) bewegt, bis der Hebel 37 wieder in die waagerechte Lage zurückkehrt und das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Bei Hüben unter-

halb einer bestimmten Größe bleibt die beschriebene Betriebsweise der Steuereinrichtung unberührt.

Für jeden Wert der Drosseleinstellung unterhalb eines bestimmten Wertes kann die Drossel überfahren werden, um zu verhindern, daß die Antriebs- maschine des Fahrzeugs zu schnell läuft. Das wird ; einfach dadurch erreicht, daß man einen Freigang 65 (Fig. 2) in das Gestänge zum Pedal einschaltet. Dadurch kann das Drosselventil der Antriebsmaschine des Fahrzeugs erst dann eine Lage einnehmen, die to der yom Fahrer gewählten Lage entspricht, wenn der Pumpenhub sich auf einen Wert vergrößert hat, bei dem die von der Antriebsmaschine entwickelte Kraft ' aufgenommen wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuervorrichtung für einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für Straßenfahrzeuge, bei der eine von der mittels einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe einstellbaren Antriebs· »o maschine des Fahrzeugs angetriebene, mittels eines Hebeis in ihrer Förderrichtung und in ihrer Fördermenge einstellbare Pumpe einem hydrostatischen Motor Druckflüssigkeit zuführt, wobei die Pumpenfördermenge abhängig vom Druck im as hydraulischen Kreislauf und entsprechend der Belastung der Antriebsmaschine des Fahrzeugs derart gesteuert wird, daß das Drehmoment der Antriebsmaschine konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß an einem mit einer Taumelscheibe (17) der Pumpe (12) verbundenen Hebel (49) zwei Rollen (50 und 51). befestigt sind, von denen die eine mit einem um eine feste Achse (54) schwenkbaren Hebel (52) · zusammenwirkt, an dessen Ende des einen Hebelarms eine durch die Betätigung der Drosselklappe in ihrer Federkraft einstellbare Feder (55) angreift und die andere (50) mit einer um eine feste Achse (44) schwenkbare Platte (42) zusammenwirkt, an der eine weitere Platte (41) angelenkt (Schwenkachse 45) ist, die einerseits von einer Feder (46) in Richtung eines Zusammenpressen beider Platten (41 und 42) belastet ist und andererseits mit einer von dem Hebel (15) zum Einstellen der Förderrichtung der Pumpe (12) verschiebbaren Rolle (40} zusammenwirkt, die auf einem Hebel (37) verschiebbar ist, der zwischen zwei Ventilen (Ventilkolben 35 und 36) schwenkbar, gelagert ist Und mit den auf Druckänderungen im hydrostatischen Getriebe ansprechenden Ventilen zusammenarbeitet, wobei die die Platten zusammenhaltende Feder (46) beim Betätigen der Drosselklappe der Antriebsmaschine verstellbar ist und so ausgelegt ist, daß bei einer vorbestimmten geringen Winkellage der Taumelscheibe der Pumpe die beiden Platten außer Berührung.gelangen.

   'Hierzu 1 Blatt Zeichnungen