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Steuervorrichtung für ein Flüssigkeitsgetriebe und für die Drehzahlregeleinrichtung
des Antriebsmotors eines Fahrzeugantriebes, insbesondere für Hubstapler Die Erfindung
betrifft eine Steuervorrichtung für ein Flüssigkeitsgetriebe und für die Drehzahlregeleinrichtung
des Antriebsmotors eines Fahrzeugantriebes, insbesondere für Hubstapler, mit einem
aus mindestens einer hydrostatischen Ölpumpe und mindestens einem hydrostatischen
Ölmotor bestehenden Flüssigkeitsgetriebe, wobei über einen von einem Steuerorgan
hydraulisch betätigten Servomotor die Fördermenge der Ölpumpe und/oder die Schluckfähigkeit
des Ölmotors stufenlos veränderbar ist, deren Einstellung im Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich
durch zwei auf ein mit dem Steuerorgan verbundenes Schaltgestänge gegenläufig beweglich
einwirkende Fußhebel erfolgt, mit Steuerung des übersetzungsverhältnisses und der
Drehzahlregeleinrichtung durch einen gemeinsamen, mit letzterer über ein Kraftübertragungsglied
verbundenen Bedienungshebel.
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Insbesondere bei Hubstaplern üblicher Ausführung wird der Antriebsmotor
der Pumpe in der Regel über einen Handhebel auf eine bestimmte Drehzahl eingestellt,
die durch einen Drehzahlregler bei allen Belastungen annähernd konstant gehalten
wird. Diese Drehzahleinstellung des Antriebsmotors ist für den Fahrer bei schwierigen
Manövern, die beispielsweise beim Hubstaplerbetrieb oft unumgänglich sind, umständlich
und kaum durchführbar, da er beide Hände zur Bedienung der Fahrzeugsteuerung benötigt
und überdies durch zwei weitere Handhebel noch die Hubeinrichtung betätigt werden
muß. Daher läßt der Fahrer bei derartigen Manövern meist den Antriebsmotor mit der
unnötig hohen Betriebsdrehzahl weiterlaufen. Ferner besteht die Gefahr, daß bei
Fahrzeugstillstand die Zurückregelung des Antriebsmotors auf Leerlaufdrehzahl unterlassen
wird, so daß neben starken Motorengeräuschen zusätzlich ein unnötig hoher Brennstoffverbrauch
entsteht. Schließlich sind Arbeitszeitverluste durch Betätigung zahlreicher Hebel
für ein Manöver unvermeidbar.
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Zur Bedienungsvereinfachung ist eine Regelvorrichtung für einen Fahrzeugantrieb
mit einem Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei der die den Kolbenhub der hydrostatischen
Pumpe bestimmende, um eine Querachse schwenkbare Schiefscheibe über ein Gestänge
mit einem als Doppelhebel ausgebildeten, der Brennstoffregelung dienenden, als Wippe
ausgebildeten Fußhebel verbunden ist. Beim Verstellen dieses Fußhebels aus seiner
Ruhelage heraus wird die Scheibe um eine Kleinigkeit verschwenkt, während die übrigen
Bewegungen des Fußhebels ohne Wirkung auf die Scheibe bleiben. Durch Betätigung
des Fußhebels in der einen Richtung wird die Scheibe in eine Anstellung gebracht,
die eine Förderung der Pumpe für den Vorwärtsfahrbereich ergibt, während die Betätigung
des Fußhebels in der anderen Richtung eine Umkehrung der Förderrichtung herbeiführt.
Es werden demnach mit Hilfe eines einzigen Fußhebels die Drehzahl des Antriebsmotors
geregelt sowie die jeweils die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt bewirkenden Förderrichtungen
der Ölpumpe festgelegt.
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Bei dieser bekannten Einrichtung wird die Fördermenge der Ölpumpe
durch einen mit der Schiefscheibe verbundenen, doppelt wirkenden Kolben erzielt,
dessen einer Arbeitsraum mit der Druckleitung und dessen anderer Arbeitsraum mit
der Saugleitung der Ölpumpe verbunden ist. Beide Arbeitsräume sind über eine zusätzliche
Leitung miteinander verbunden, in die ein vom Arbeitsdruck des Antriebsmotors und
abhängig von der Umdrehungszahl der Antriebswelle betätigtes Drosselventil eingeschaltet
ist. Hierbei ist das Drosselventil über ein Schaltgestänge an die Kolbenstangen
zweier voneinander unabhängiger Kolben angelenkt, von denen der eine von dem in
den Zylindern des Antriebsmotors herrschenden Arbeitsdruck und der andere durch
den Förderdruck einer besonderen, auf der Antriebswelle der Pumpe angeordneten Zahnradpumpe
beaufschlagt wird, so daß bei zunehmendem Arbeitsdruck das Arbeitsventil eine öffnende,
bei zunehmender Umdrehungszahl der Antriebswelle eine schließende Stellung einnimmt.
Hierdurch wird infolge des je nach Förderrichtung der Ölpumpe sich in dem einen
oder anderen Arbeitsraum
des doppelt wirkenden Kolbens aufbauenden
Druckes der Kolben nach der einen oder anderen Richtung verschoben und die Schrägstellung
der Schiefscheibe verringert oder erhöht.
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Die Änderung der Fördermenge der Ölpumpe und damit der Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges ist somit nicht unmittelbar über den Fußhebel dem Fahrer überlassen,
sondern erfolgt selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors
und von dem in den Zylindern des Antriebsmotors herrschenden Druck. Dies hat neben
dem aufwendigen und komplizierten Aufbau der Vorrichtung den Nachteil, daß die Fahrgeschwindigkeit
immer mit einer gewissen Verzögerung geändert wird, an die sich der Fahrer auch
nach längerer Übung nicht gewöhnen kann, da die Dauer der Verzögerungszeiten von
mehreren, der Beeinflussung des Fahrers entzogenen Faktoren abhängig und nicht vorher
abschätzbar ist. Auch ist die genaue Einstellung sämtlicher Schaltgestänge eine
unbedingte, jedoch für die Dauer nicht zu verwirklichende Voraussetzung. Schon die
geringsten, durch unvermeidliche Verschleißerscheinungen in den Anlenkpunkten der
Schaltgestänge sich ergebenden Verstellungen stören die Funktion der Vorrichtung.
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Es ist zwar bereits bekannt, mittels eines einzigen Bedienungshebels
sowohl die Drehzahlverstellvorrichtung des Antriebsmotors eines Fahrzeuges als auch
das in den Fahrantrieb eingeschaltete stufenlose Getriebe zu verstellen. In einem
Fall, in dem es sich um ein stufenloses Keilriemengetriebe handelt, ist zwischen
einem der Drehzahlverstellung dienenden Fußhebel und dem Keilriemengetriebe, dessen
Untersetzungsverhältnis sich normalerweise selbsttätig nach Maßgabe des auftretenden
Drehmomentes und gegebenenfalls der auftretenden Drehzahl verändert, eine beim Erreichen
der Vollaststellung der Drehzahlverstellvorrichtung wirksame Verbindung vorgesehen.
Dadurch wird es dem Fahrer ermöglicht, beim Beschleunigen des Fahrzeuges die größtmögliche
Beschleunigung herauszuholen, indem nach Erreichen der Vollasteinstellung das übersetzungsverhälnis
ins Langsame des Keilriemengetriebes selbttätig über den sich aus der automatischen
Einstellung ergebenden Wert hinaus erhöht wird. Hierbei wird die Drehzahleinstellung
nicht mehr geändert.
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Bei einer anderen bekannten Konstruktion mit einem hydrodynamischen
Wandler mit verstellbaren Pumpenschaufeln als Flüssigkeitsgetriebe wird über einen
einzigen Bedienungshebel zunächst vom Leerlauf des Antriebsmotors an bis zur größtmöglichen
Drehzahleinstellung desselben die volle Offenstellung der Pumpenschaufeln unbeeinflußt
gelassen; bei darüber hinausgehendem Kraftbedarf des Fahrzeuges werden unter Beibehaltung
der vollen Brennstoffmenge für den Antriebsmotor die Pumpenschaufeln auf zunehmend
kleiner werdende Durchflußmengen der Arbeitsflüssigkeit verstellt. Es wird daher
bei voller Füllung des Antriebsmotors das übersetzungsverhältnis ins Langsame des
Flüssigkeitsgetriebes vergrößert.
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Mit den beiden zuletzt beschriebenen Steuervorrichtungen können die
weiter oben geschilderten, bei der Regelung hydrostatischer Fahrzeuggetriebe auftretenden
Probleme nicht gelöst werden. Mit der zweitgenannten Konstruktion ist dies auch
deshalb nicht möglich, weil ein hydrostatisches Getriebe, im Gegensatz zum hydrodynamischen
Wandler, im gesamten Übersetzungsbereich zwangläufig verstellt werden muß, während
der hydrodynamische Wandler sein Übersetzungsverhältnis selbsttätig verändert. Die
zusätzliche Verstellmöglichkeit für die Pumpenschaufeln bei der bekannten Einrichtung
soll lediglich den Übersetzungsbereich erweitern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Einrichtungen
zu vermeiden und eine Steuervorrichtung mit einfachen Mitteln zu schaffen, durch
die der Fahrer sowohl die Drehzahleinstellung des Antriebsmotors als auch eine von
der Drehzahleinstellung unabhängige willkürliche Einstellung des Flüssigkeitsgetriebes
jederzeit und unverzüglich vornehmen kann.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens einer der
Fußhebel als gemeinsamer Bedienungshebel derart mit der Drehzahlregeleinrichtung
und mit dem Schaltgestänge verbunden ist, daß in an sich bekannter Weise die Drehzahlregeleinrichtung
lediglich im Anfangsbereich des Verschwenkweges des Bedienungshebels von der Leerlauf-
auf die Betriebsdrehzahlstellung bringbar ist, wobei das Flüssigkeitsgetriebe unbeeinflußt
bleibt, und daß beim weiteren Verschwenken unmittelbar das mit dem Steuerorgan verbundene
Schaltgestänge aus der Neutralstellung heraus ohne weitere Verstellung der Drehzahlregeleinrichtung
betätigbar ist.
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Damit der Fahrer nicht immer mit demselben Fuß die Drehzahlverstellung
vorzunehmen hat, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beide Fußhebel über
je ein Kraftübertragungsglied mit der Drehzahlregeleinrichtung verbunden.
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Zum Erzielen eines möglichst geringen Brennstoffverbrauchs, insbesondere
im Fall geringer notwendiger Antriebsleistung, beispielsweise beim Anheben von Lasten
geringen Gewichts, erfolgt die Drehzahlverstellung in Weiterbildung der Erfindung
innerhalb bestimmter, über einen Handhebel vorwählbarer Drehzahlbereiche.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, teilweise
in Schrägansicht, dargestellt. Das verstellbare hydrostatische Aggregat
1, entweder eine Ölpumpe oder ein Ölmotor, besitzt einen zum Verändern der
Fördermenge bzw. Schluckfähigkeit sowie zum Verändern der Förderrichtung bzw. der
Richtung der Schluckfähigkeit um eine Achse 2 schwenkbaren Tei13. Die Verschwenkung
zwischen den beiden Endstellungen 4 und 5 über die Neutralstellung 6 (Fahrgeschwindigkeit
Null) hinweg, erfolgt durch einen hydraulischen Servomotor mit dem Zylinder 7, dem
Kolben 8 und der feststehenden Kolbenstange 9. Der Servomotor ist durch ein Steuerorgan
10, beispielsweise einen druckausgeglichenen Kolbenschieber, steuerbar. Die zum
Betrieb des Servomotors 7, 8, 9 erforderliche Druckflüssigkeit wird durch eine Speisepumpe
11 über eine Leitung 12 dem Steuerorgan 10 zugeleitet. Die Verbindungsleitungen
zwischen dem Steuerorgan 10 und dem Servomotor 7, 8, 9 sind mit 13 und 14 und die
Rückflußleitung vom Steuerorgan 10 zum Flüssigkeitsvorratsbehälter 15 mit
16 bezeichnet. Das nach dem bekannten Nachführprinzip arbeitende Steuerorgan
10 ist durch eine längsverschiebbare Stange 17 beeinflußbar. Das jeweils
andere Teil des Steuerorgans 10 ist in üblicher Weise über eine als Rückführung
dienende Stange 18
mit dem verschwenkbaren Teil 3 des hydrostatischen Aggregates
1 verbunden, damit die Verschwenkung des Teils 3 nach Erreichen der vom Fahrer vorgewählten
Einstellung beendet wird.
Auf einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung
befestigten Achse 26 sind zwei Doppelhebel 27 und 28 verschwenkbar gelagert. An
den nach unten weisenden Hebelarm des Doppelhebels 27 ist eine Stange 21 und an
den des Doppelhebels 28 die Stange 17 angelenkt. Die Stangen 17 und 21 sind über
einen in seiner Mitte an einem festen Punkt gelagerten Doppelhebel 22 zu gegenläufiger
Bewegung gekuppelt. Auf den Naben der Doppelhebel 27 und 28 sind ebenfalls
verschwenkbar die Fußhebel 29 und 30 gelagert, an deren nach vorn verlängerten Enden
Zugkabel 31 bzw. 32 von zur Drehzahlverstelleinrichtung 25 des Antriebsmotors führenden
Bowdenzügen, nach oben frei beweglich, angreifen. Die Druckspiralen 33 und 34 der
Bowdenzüge liegen mit ihrem einen Ende an einem Festanschlag 35 und mit ihrem anderen
Ende an der Unterseite der sich nach vorn erstreckenden Zungen der Doppelhebe127
und 28 an. Seitlich an den Fußhebeln 29 und 30 befinden sich Anschlagnocken 36 und
37, die derart an den Fußhebeln 29 und 30 befestigt sind, daß sie sich erst
nach einem bestimmten Schwenkweg der Fußhebel an die waagerechten Arme der Doppelhebe127
und 28 anlegen und diese erst bei weiterem Verschwenken der Fußhebe129 bzw. 30 bewegen.
Im Anfangsbereich des Verschwenkweges der Fußhebel 29 bzw. 30 wird demnach die Drehzahlverstelleinrichtung
25 derart betätigt, daß die Motordrehzahl von der anfänglichen Leerlaufdrehzahl
auf die Betriebsdrehzahl beim Anschlag der Nocken 36 bzw. 37 gesteigert wird. Die
hierzu erforderliche Verstellkraft ist so gering, daß die Doppelhebe127 und 28 noch
in ihrer Neutralstellung verbleiben. Das Fahrzeug steht somit still. während der
Antriebsmotor bereits auf die volle vorgewählte Drehzahl hochläuft. Durch Niedertreten
des Doppelhebels 28 über den Fußhebel 30 wird die Stange 17 verschoben, so daß der
Teil 3 in Richtung auf die Endstellung 4 verschwenkt wird, während ein Niedertreten
des Doppelhebels 27 über den Fußhebel 29 mittels über die Stange 21 und den Doppelhebel
22 ein Verschwenken des Teils 3 in umgekehrter Richtung, d. h. in Richtung auf die
Endstellung 5, bewirkt. Das gesamte Bedienungsgestänge wird durch eine in einem
Gehäuse 23 vorgesehene, mechanische oder hydraulische Rückstellvorrichtung in Richtung
auf Rückkehr in die mittlere Neutralstellung belastet.