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HydrostatisCher Fahrantrieb Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen
Fahrantrieb mittels eines in geschlossenem Kreislauf arbeitenden hydrostatischen
Getriebes, dessen verstellbare und umkehrbare Pumpe von einer Brennkraftmaschine
angetrieben ist, der ein auf eine Steuereinrichtung einwirkender Drehzahlgeber zugeordnet
ist, welche über drehzahlen der Brennkraftmaschine ir. bestimmten Fahrbereichen
verhindert.
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überdrehzahlen an der Brennkraftmaschine können sich dann ein stellen,
wenn ein derart ausgerüstetes Fahrzeug im Gefälle durch den Hangabtrieb beschleunigt
wird (Schiebebetrieb), Es entsteht hierbei ein LeistungsrUclcfluß vom Antriebsrad
über das hydrostatische Getriebe zur Brennkraftmaschine.
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Es ist bekannt, Überdrehzahlen dadurch zu verhiiidern, daß der fiub
der Hydropumpe verringert, insbesondere zu Null gemacht wird. Dabei wird die Drehzahl
der Brennkraftmaschine gemessen und einer Verstelleinrichtung eingegeben, die den
Hub der Pumpe steuert.
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(DT AS 1 286 863).
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Diese bekannte Einrichtung hat Jedoch den Nachteil, daß mit ihr keine
Beeinflussung der Brennkraftmaschine selbst möglich ist.
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Das ist Jedoch in bestimmten Betriebszuständen wünschenswert, z. B.
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beim Reversieren der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Auch in diesem Betriebszustand
stellt sich der oben beschriebene Schiebebetrieb ein.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugantrieb der eingangs
genannten Art zu schaffen, der ein rasches Reversieren der Fahrtrichtung gestattet
und dabei ein ueberdrehen der BrennIcrafbmaschine verhindert.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß im Gestänge vom
Gaspedal zur Brennkraftmaschine ein längenveränderbares Glied angeordnet ist, dessen
Lange von einem vem Drehzahlgeber beeinflußten Steuerteil und einem vom Gestänge
beeinflu3ten Steuerglied derart bestimmt ist, da3 es das Brennstoffzumeßglied der
Brennkrartmaschine im Schiebebetrieb des Fahrzeugs auch in Vollgasstellung des Gaspedals
so einstellt, daß die 3rnnkraftmaschine auf eine unter der zulässigen Cronzdrehzahl
gelegenen Drehzahl eingestellt wird.
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Auf diese Weise wird nicht nur die gestellte Aufgabe gelöst, sondern
auch ein ruckfreies Verzögern des Fahrzuugs erreicht. Hierbei wird die Nullasttellung
der Brennkraftmaschine erzwungen, aber trotzdem rasches Reversieren der Fahrtrichtung
ermöglicht.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn das längenveränderbare Glied ein
doppeltwirkender Hydrozyl.inder ist, dessen eine Seite stets von einer Hilfspumpe
beaufschlagt ist, während die andere Seite je nach- Position des Steuerteils von
der Hochdruckseite des Getriebes beaufschlagt oder zu einem drucklosen Raum entlastet
ist.
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Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Diese zeigt einen hydrostatisehen Fahrantrieb in schematischer Darstellung.
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Eine Brennkraftmaschine 1, z B. ein Dieselmotor3 treibt über eine
Antriebswelle 2 eine verstellbare und umkehrbare Hydropumpe 3 an, deren Stellglied
3' über einen Fahrhebel 4 einstellbar ist, ggf.
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unter Zwischenschaltung eines Kraftverstärkers. Die Hydropumpe 3 fördert
Je nach Einstellung ihres Stellglieds über eine von zwei Leitungen 5, 6 Druclanittel
in geschlossenem Kreislauf zu einem Hydromotor 7. Dieser treibt ueber eine Abtriebswelle
8 und ein Untersetzungsgetriebe 9 die Räder 10 des Fahrzeugs an.
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Die Brennkraftmaschine 1 treibt außerdem noch eine Hilfspumpe 11 nn,
die über eine Leitung 12, zwei Zweigleitungen 13, 14 mit je einem Rückschlagventil
15, 16 Druckmittel in eine der beiden Leitungen 5 oder 6 fördert. An die Leitung
12 ist noch eine Leitung 17 angeschlossen, die über ein Druckbegrenzungsventil 18
zu einem Druckmittelbehälter 19 führt.
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Das Gaspedal 20 für die Brennkraftmaschine 1 ist um ein gestellfestes
Lager 21 drehbar, An einer Ende des Gaspendals Ist ein Arm 22 rest angeordnet, der
gelenkig -mit einem Hydrozylinder 23 verbundei ist. Dieser wird vcn einer Kolben
24 in zwei Druckräume 25,26, unterteilt. An der Kolbenstange 27 ist ein Druckschalter
28 befestigt; sie ist über ein Koppelglied 29 mit dem die Brennstoffzufuhr der Brennkraftmaschine
bestimmten Glied verbunden.
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Der Druckraum 25 des Hydrozylinders 23 ist über eine Leitung 30 mit
der Leitung 17 verbunden, während von seinem Druckraum 26 eine Leitung 31 zu einem
Druckbegrenzungsventil 32 führt. Die Auslarfseite des Druckbegrenzungsventils 32
ist über eine Leitung 32' mit der Auslaßseite eines Druckbegrenzungsventils 33 verbunden.
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An die Leitung 31 ist ein elektromagnetisch betätigtes 4/2-Wegeventil
34 angeschlossen, das zwei Schaltstellungen A und B einzunehmen vermag. Von einem
seiner Anschlüsse fblirt eine Leitung 25 zum Druckmittelbehalter 19, an die auch
die Saugleitung 36 der Hilfspumpe 11 angeschlossen ist.
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Von einem anderen Anschluß des Wegeventils 34 fOlrt eine Zeitung 37
zu einem druckmittelbetätigten 4/2-Wegeventil 38 mit zwei Schaltstellungen A, B.
An die Leitung 37 ist weiterhin eine Leitung 39 angeschlossen, die zum Druckbegrenzungsventil
33 führt. Ein Anschluß des Wegeventils 38 steht über elne Leitung 40 mit der Leitung
6 in Verbindung. Ein anderer Anschluß hat über eine Leitung 41 Verbindung mit der
Leitung 5. Von der Leitung 6 führt noch eine Leitung 42 zum einen Betätigungskolben
38' des Wegeventils, dessen anderer Betätigungskolben 38" über eine an die Leitung
41 angeschlossene leitung 43 beaufschlagt ist.
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Die Motorwelle der Brennkraftmaschine treibt einen Fliehkraftregler
44 an, der bei einer bestimmten Drehzahl einen elektrischen Schalter 45 betätigt.
Von diesem führt eine elektrische Leitung 46 zum einen Betätigungsmagnet 34' des
Wegeventils 34, während vom Druckschalter 28 eine elektrische Leitung 47 zum anderen
Betätigungsmagneten 34" führt Fördert die Hydropumpe 1 Druckmittel in die Leitung
5, so wira in bekannter Weise der Hydromotor 7 beaufschlagt und in Rotation versetzt,
worauf das Fahrzeug z. B. in Vorwärtsfahrtrichtung angetrieben.
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wird.
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Die Leitung 6 ist Niederdruckleitung und wird von der Hilfspumpe 11
über die Leitungen 12 13 und das Rückschlagventil 16 gespeist.
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Die Hilfspumpe beaufschlagt über die Leitungen 17, -30 auch den Druckraum
25 des Hydrozylinders 23, wogegen dessen Druckraum 26 über die Leitung 31, das Wegeventil
24 und die Leitung 35 zum Druclunittelbehälter 19 entlastet ist.
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Der Kolben des Hydrozylinders 23 ist nun vollständig ausgefahren,
so daß das Gestänge vom Gaspedal 20 bis zur Brennkraftmaschine 1 seine größte Länge
erreicht hat. Vollgassteilung am Gaspedal 20 entspricht Vollgas an der Brennkraftmaschine
Sämtliche Ventile nehmen die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Die nun den
Hochdruck führende Leitung 5 wird durch das Druckbegrenzungsventil 33 abgesichert,
das über die Leitungen 39 und 41 Verbindung zur Leitung 5 hat.
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Wird die Förderrichtung der Hydropumpe durch Umschalten des Fahrhebels
umgekehrt (reversiert), d. h. wird das Stellglie 3' in seine entgegengesetzte Lage
gebracht, so wird die Leitung 6 Hochdruckleitung und die Leitung 5 Niederdruckleitung.
Das Fahrzeug fährt nun rückwärts. Das Gasgestänge nimmt wie zuvor seine größte Länge
ein. Das Wegeventil 38 wird Jetzt aber in seine Schaltstellung B geschaltet, so
daß ebenfalls wieder das Druckbegrenzungsventil 33 die den Hochdruckführende Leitung
6 absichert.
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Es bei angenommen, daß das Fahrzeug vorwärts fahrt und alle Teile
die in der Zeichnung dargestellte Lage einnehmen. Gelangt das Fahrzeug in ein Gefälle
oder wird das hydrostatische Getriebe rasch reversiert, z. B. aus Vmax vorwärts
nach Vmax rückwärts, so kann das Fahrzeug durch seine Masse beschleunigt werden
(Schiebebetrieb).
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In diesem Fall arbeitet der Hydromotor 7 als Pumpe, die Ilydropumpe
3 als Motor, der die Brennkraftmaschine 1 antreibt. Ist die Beschleunigung genügend
groß oder dauert sie genügend lange, so besteht die Gefahr, daß die Brennkraftmaschine
oder Teile des haydrostatischen Getriebes überdreht werden, was zu deren Zerstörung
fUhren kann.
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Reversiert der Fahrer das Fahrzeug und behält er das Gaspedal 20 absichtlich
oder unabsichtlich auf Volgas, so ergibt dies einer seits ein schnelles Reversieren,
andererseits ein Hochtrieben der Drehzahl der Brennkraftmaschine bis zu n1maxzul
( Abregeldrehzahl bzw. n1maxzul=Abregeldrehzahl.
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Bei nlmaxzul = Abregeldrehzahl der Brennkraftmaschine stellt sich
bei einem Dieselmotor die sog. Nullastregelung ein, die Jedoch. bei Verringerung
der Drehzahl n1 unter die Abregeldrehzahl wegen der Vollastregelung des Gaspedals
wieder in eine Vollastregelung eingestellt wird. Ist die Abregeldrehzahl gleich
n1maxzul, arbeitet die Brennkraftmaschine immer im Vollastbetrieb, solange das Gaspedal
nicht zurückgenommen wird Dieses Verhalten läßt ein weiches, ruckfreie und stetiges
Verzögern des Fahrzeugs, wie es z. B. bei einem Hubstabler erforderlich ist, nicht
zu. Aus diesem Grund soll die Nullaststellung der Brennkraftmaschine erzwungen werden,
das schnelle Reversieren des hydrostatischen Getriebes bzw. die Umkehr der Förderrichtung
ist erwünscht und wird beibehalten.
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Dies geschieht folgendermaßen: Ist im Schiebebetrieb die noch zulässige
Grenzdrehzahl n1maxzul erreicht, wird durch den Fliehkraftregler 44 der Schalter
45 betätigt, worauf das Wegeventil 34 in seine Schaltstellung B gebracht wird. Damit
kann Druchnittel aus der nun den Hochdruck führenden Leitung 6 Uber die Leitungen
42, 40, das Wegeventil 38 (ebenfalls Schal tstelIwag B), die Leitung 37, das Wegeventil
34 und die Leitung 31 in den Druckraurn 26 des Hydro zylinders strömen. Der Hochdruck
in der Leitung 6 wird Jetzt aberreduziert auf einen durch das Druckbegrenzungsventil
32 bestimmten Wert, das über die Leitung 37, das Wegeventil 34 und die Leitung 31
an die Leitung 6 angeschlossen ist. Der reduzierte Hochdruck ist auf das zulässige
und vorhandene Bremsmoment der Antriebsmaschine abgestimmt. Der reduzierte Hochdruck
ist allerdings immer noch
wesentlich höher als der von der Hilfspumpe
erzeugte Druck, so daß der Kolben 24 Jetzt in den ilydrozyl.inder einfährt und das
Gestänge am Gaspedal verlcürzt. Trotz Vollgasstellung des Gaspedals wird nun die
Brennkraftmaschine auf Nullast zurückgestellt.
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Beim Erreichen der Fahrgeschwindigkeit V = Null ist das am Fahrzeugrad
wirkende Bremsmoment ebenfalls Null, also auch der Druck im Getriebekreis und am
Druckbegrenzungsventil 32. Der Druck der Hilfspumpe ist wieder in der Lage, den
Kolben 24 des Hydrozylinders auszufahren und damit das Gestänge am Gaspedal zu verlängern.
Darauf wird die Brennkraftmaschine auf Vollast gebracht entsprechend der stets beibehaltenen
Stellung des Gaspedals. Gleichzeitig wird beim Verschieben des Kolbens 24 der Druckschalter
28 so betätigt, daß er das Wegeventil 34 in Stellun.g A bringt, das hydrostatische
Getriebe also wieder auf Zugbetrieb einstellt. Die Hydropumpe schwenkt nun so aus,
daß mit maximaler Beschleunigung in der anderen Fahrtrichtung gefahren werden kann.