DE2009255C3 - Drehzahlverhältnissteuerung für ein differenzdrehzahlgelenktes Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drchzahlverhältnisstcuerung für ein diffcrcnzdrehzahlgelenktcs Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit Gleisketten, mit je einem Überlagerungsgetriebe für die Treibräder jeder Fahr/eugseite, mit einem in der Übersetzung veränderbaren Tr akiiuiiNgeii lebe /.wischen Aiiiiicbsi'i'iuiui üi'iu Treibrädern, dessen Abtrieb mit je einem Eingangsgetriebeglied der Überlagerungsgetriebe in Verbindung steht sowie mit einem ebenfalls in der Übersetzung veränderbaren Lenkgetriebe zwischen Antriebsmotor S und je einem weiteren Eingangsgetriebeglied der Überlagerungsgetriebe.

Solche differenzdrehzahlgelenklen Fahrzeuge, bei denen die Abrollflächen stets, d. h. auch beim Lenken, in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet bleiben und eine

ίο Richtungsänderung durch gewaltsames Verschwenken des gesamten Fahrzeuges während der Fahrt oder des Stillstandes auf Grund von Laufgeschwindigkeitsunterschieden an den Treibrädern der einen Fahrzeugseite gegenüber der anderen erzwungen wird, stellen besondere Anforderungen zur Lösung der Lenkaufgabe. Die grundsätzliche Schwierigkeit bei einer Differenzdrehzahllenkung kommt daher, daß sowohl die Traktion des Fahrzeuges als auch die Lenkantriebskraft von ein und derselben Antriebsquelle abgenommen werden müssen.

so Wie sich denken läßt, bestimmen sich die für die Traktion einerseits erforderlichen Drehzahlen und Drehmomente nach völlig anderen Gesichtspunkten als die für die Lenkung. Wegen Platzmangel und aus Gründen der Gewichtseinsparung sollen jedoch diese zeitlich und

»5 gemäß der Charakteristik nach Drehzahl- und Drehmomentenbedarf völlig verschiedenen Antriebsbedürfnisse von einer einzigen Antriebsqueüe aus befriedigt werden.
Man hat beim Stand der Technik zum Erzielen einer im ganzen Geschwindigkeitsspektrum ausreichenden Traktion ein handschaltbares Mehrganggetriebe vorgesehen, das bei einigen Bauarten mit einem hydrodynamischen Vorsatzgetriebe kombiniert ist, und das über ein Überlagerungsgetriebe auf die Treibräder wirkt.

Für das Lenkgetriebe hat man ein mit zunehmendem Steuerrad-Ausschlag sich in der Übersetzung stufenlos oder in Stufen veränderndes Lenkgetriebe, welches auf die Überlagerungsglieder der Überlagerungsgetriebe wirkt, eingebaut. Die stufenbehafteten Lenkgetriebe

♦o gestatten es, nur feste, sich durch die eingebauten Übersetzungen ergebende Radien zu fahren; Zwischenradien müssen durch Pendelungen zwischen den beiden angrenzenden festen Radien gefahren werden.

Dadurch, daß die Eingangsleistung und die Eingangsdrehzahl für das Lenkgetriebe vom Kraftflußstrang für den Antrieb des Fahrzeuges abgenommen wird, und zwar an einer Stelle, die zwischen Motor und Traktionsgetriebe liegt, ändert sich bei einem Gangwechsel im Traktionsgetriebe nicht nur die EÜngangsdrehzahl des Traktionsgetriebes (die Abtriebägeschwindigkeit des Traktionsgetriebes ändert sich ja wegen der Trägheit des Fahrzeuges nur sehr langsam, der Motor hingegen macht beim Gangwechsel einen Drehzahlsprung), sondern auch die Eingangsdrehzahl des Lenkgetriebes. Dies führt zu einer sprunghaften Veränderung der Abtriebsdrehzahl des Lenkgetriebes. Das bedeutet, daß bei einem Gangwechsel im Traktionsgetriebe sich auch der Lenkradius ändert, was ein sofortiges Gegensteuern erforderlich macht.

Es ist für Lenkgetriebe, bei denen der Abtrieb des Lenkgetriebes durch das Reaktionsmoment hydrodynamischer Bremsen angetrieben wird, bekanntgeworden (CII-PS 4 70 993), die Abtriebsdrehzahl nach Maßgabe des Lenkrad-Ausschlages auf zeitliche Konstanz zu reis geln. Die Drehzahl der Lenkgelriebeabtriebswelle ist nämlich proportional der Drehzahldifferenz der Treibräder rechts und links und demgemäß ein direktes Maß für die Krümmung der gewünschien rvui ve, ailciuiiigs

nur solange die Fahrgeschwindigkeit konstant ist Diese Drehzahlregelung und Kursstabilisierung ist jedoch zu träge, um eine so rasche Drehzahländerung, wie sie bei einem zügigen Gangwechsel nötig wäre, aufzufangen und durch entsprechende entgegenwirkende Übersetzungsveränderung zu kompensieren. Auch bei so ausgerüsteten Fahrzeugen ist beim Gangwechsel ein Gegensteuern erforderlich. Außerdem ist die Differenz der Laufgeschwindigkeiten nicht das ausschließliche Maß für dk; Kurvenkrümmung sondern nur im Zusammenwirken mit der mittleren Laufgeschwindigkeit. Bei einer auf gleicher Frontlinie durch eine Kurve fahrenden Phalanx von Panzern sind bei sämtlichen Fahrzeugen die Drehzahldifferenzen der Treibräder gleich groß, nicht jedoch ihr Kurvenradius; und dies deswegen, weil die mittlere Laufgeschwindigkeit der Treibräder, d. h. die Translationsgeschwindigkeit der Fahrzeuge verschieden groß ist. Das heißt bei einem Fahrzeug mit nach Maßgabe des Lenkausschlages drehzahlgeregeltem Lenkgetriebe muß bei Änderung der Geschwindigkeit in einer Kurve trotzdem noch gegengesteuert werden. Es wird eben nur eine von zwei für den Kurvenradius maßgebenden Größen geregelt.

In der Zeitschrift »Krafthand«, 8.6.67, Heft 12, ist eine Schalthilfe für schwere Fahrzeuge mit Rädern aufgezeigt. Die beschriebene Schaltautomatik signalisiert und steuert das Synchron-Moment des zu schaltenden Zahnradpaares einer Getriebestufe in einem Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe. Hierzu werden die Drehzahlen vom Motor und vom Getriebeabtrieb von Generato/en in elektrische Meßgrößen verwandelt, um einen Gleichlauf zur Einleitung des Schaltvorganges herbeizuführen.

In der Zeitschrift »Lastauto und Omnisbus«, 15.9.65, Sonderheft II, ist unter Verwendung der vorstehend genannten Schaltautomatik eine elektronische Drehzahlvergleichseinrichtung beschrieben, mit deren Hilfe Verluste in der Geschwindigkeit beim Schalten in einen anderen Gang vermieden werden sollen. Mit dieser Einrichtung wird lediglich erreicht, daß die Übergänge beim Schalten nicht mehr ruckartig, sondern gleitend erfolgen. Die sogenannte Vor^.i schaltung dient lediglich zum Erzeugen eines Gleichlaufes zwischen der Motordrehzahl und der Schaltgetriebeabtriebsdrehzahl.

Bei den Vorrichtungen nach beiden Entgegenhaltungen werden Drehzahländerungen durch den Schaltvorgang nicht berücksichtigt, da diese ja auch bei Lastkraftwagen und Omnibussen die Lenkung nicht beeinflussen. In beiden Fällen werden lediglich die Drehzahlen zwischen Motor und Schaltgetriebeabtriebswelle gemessen und geregelt.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkgetrieberegelung zu schäften, die es erlaubt unabhängig von Änderungen des Fahrzustandes, wie z. B. Beschleunigungen, Verzögerungen, Schaltvorgänge oder unterschiedliche Beschaffenheit des Bodens, den gewünschten Kurvenradius zu stabilisieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Treibrädern jeder Fahrzeugseite an sich bekannte Drehzahlmeßwerke angeordnet sind, deren Meßsignale über eine von dem Steuerrad des Fahrzeuges verstellbare Vorrichtung und ein Hauptsteuervenlil hydrostatischen Verstellorganen zuführbar sind, die die Übersetzung des Lenkgetriebes regeln.

Im Gegensatz zur Differenz der Treibraddrehzahlen •h einzig deren Verhältnis für den Kurvenrüdius maßgebend, und zwar völlig unabhängig von etwaigen anderen Fahrzustandsgrößen, insbesondere von der mittleren Geschwindigkeit Eine nach Maßgabe des Lenkausschlages zeitlich konstante Regelung des Tre'braddrehzahlverhältnisses sichert in jedem Falle eine konstante Kurvenkrümmung, vorausgesetzt, daß auf beiden Seiten kein nennenswerter Schlupf auftritt Ein solcher Einfluß ließe sich im Hinblick auf eine Kursstabiüsierung wohl kaum exakt erfassen. Durch die

ίο erfindungsgemäßen Merkmale läßt sich also eine konstante Regelung des Treibraddrehzahlverhältnisses verwirklichen. Dies bringt für das Gleiskettenfahrzeug ein ausgeglichenes Kurvenfahrverhalten. Insbesondere führen Fahrtgeschwindigkeitsänderungen und Schaltvorgänge nicht mehr zu einem veränderten Kurvenradius.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehzahlmeßwerke hydrostatische Drehzahlmeßpumpen mit verstellbaren Meßdrosseln auf der

ao Druckseite sind, daß die vom Steuerrad verstellbare Vorrichtung aus den beiden Meßdrosseln und einem gemeinsam, aber einander gegensinnig die Drosselquerschnitte vergrößernden bzw. verkleinernden Verstellorgan für die beiden Meßdrosseln besteht und daß

as aus dem die Signale vergleichenden Hauptsteuerventil abgehende Leitungen zu je einer Arbeitsseite der hydrostatischen Verstellorgane für die Übersetzung des Lenkgetriebes führen.
Damit die Ansprechempfindlichkeit der Regelvorrichtung möglichst groß ist, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolben des Hauptsteuerventils hydrostatisch durch eine dem den beiden Meßdrosseln gemeinsamen Verstellorgan aufgezwungene Schwingung mit einer Longitudinalschwingung beaufschlagt ist. Dadurch werden Hysterese-Erscheinungen ausgeschaltet, die durch die Ruhereibung verursacht werden. Die Frequenz dieser Schwingung muß einerseits wesentlich unterhalb der Eigenschwingungszahl des Kolbens selber liegen: andererseits sollte eine Schwingungsperiode um wenigstens etwa eine Größenordnung kürzer sein als die kürzeste Durchfahrtszeit des Fahrzeuges durch die eigene Auflagerlänge.
Eine besondere einfache Konstruktion, die Schwingung zu erzeugen, ergibt sich ferner dadurch, daß das beiden Meßdrosseln gemeinsame Verstcllorgan mit einem Magnetanker verbunden ist, welcher durch zwei in Betätigungsrichtung dies- und jenseits an ihm angreifende elektromagnetische Spulen verstellbar ist und daß die beiden Spulen an je eine vom Steuerradausschlag veränderbare Stromquelle angeschlossen sind. Die mittleren Spannungen sind dabei bei Lenkhebelstellung »geradeaus« so zueinander zu bemessen, daß eine gleichmäßige Meßdrosselöffnung hervorgerufen wird und daß bei Lenkhebelausschlag nach der einen Seite die eine Verstellspannung gegenüber der anderen überwiegt und umgekehrt.

Beim Drehen des Fahrzeuges auf der Stelle liefern die Meßpumpen zumindest vor dem Beginn der Drehung beim Fahrzeugstillstand keine Meßwerte. Fine Beeinflussung der das Lenkgetriebe verstellenden Verstellorgane ist jedoch nur bei Vorhandensein eines solchen irgendwie gearteten Meßausganges der Drehzahlwerke möglich. Damit also auch im Fahrzeugstillstand die am Lenkgetriebe vorhandenen Verstellorgane für eine Lenkoperation vorbereitet werden können, insbesondere damit ein Drehen auf der Stelle möglich wird,

dem Meßsignal beider Drehzahlmeßwerke je ein gleich großes Grundsignal überlagert ist. Dieses Überlagern kann durch Einschlagen des Steuerrades in die Extremstellungen, vorzugsweise nach Überfahren eines mechanischen Widerstandes oder auf besondere manuelle Betätir-'Pg eine-, Schal'ers hin. veranlaßt werden. Dieses Gmnds'gna! kann ruhig zeitlich schwanken, es muß nur für beide Seiten gleich groß vorhanden sein. Dieses Grundsignal täuscht irgendeine mittlere Fahrgeschwin digkeit vor und ermöglicht vorbereitende Operationen auch im Stillstand. Es verfälscht zwar die Vcrhältnisbildung für die den Drücken und Spannungen entspre chenden Drehzahlen, da die Druck/Drehzahl-Kennlinien bzw. die Spiinnungs/Drehzahl-Kennlinien der Drehzahlmeßwerke durch das Grundsignal in Richtung der Drehzahlkoordinatenachse verändert werden und die Verhältniswerte der den Meßgrößen entsprechenden Drehzahlen nicht beibehalten bleiben, dies ist jedoch belanglos.

Ungeachtet der obenerwähnten Regeleinrichtung gibt es weitere Möglichkeiten, die angegebene Lehre zu verwirklichen. Als Drehzahlmeßwerke kommen hydrostatische und hydrodynamische Meßpumpen, ferner auf dem Prinzip des Fliehkraftpendels beruhende Drehzahlmeßwerke, Tachogeneratoren und digital arbeitende, d. h. zählende Drehzahlmesser mit elektronischen Schaltelementen in Betracht. Als Maßnahme, die Meßcharakteristik derartiger D.ehzahlmeßwerke quantitativ zu beeinflussen, kommt für alle genannten Meßmöglichkeiten in Betracht, das Übersetzungsverhältnis von zu messender Welle und Drehzahlmeßwerk stufenlos veränderlich zu gestalten. Bei hydrostatischen Meßpumpen besteheii darüber hinaus die beiden Möglichkeiten, entweder — wie vorgesehen — die bei dieser Anordnung notwendige Meßdrossel zu varrieren oder die Pumpe bezüglich ihrer Fördermenge veränderlich zu machen. Bei den elektrischen Tachogeneratoren gibt es die Möglichkeit, das Statormagnetfeld unterschiedlich stark zu erregen und ferner ist denkbar, einen veränderlichen ohmschen Widerstand im Ausgang des Tachogenerators anzuordnen und über ihn die Meßcharakteristik quantitativ zu beeinflussen.

Die Erfindung ist an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Antriebs-. Lenk- und Steuerschema eines differenzdrehzahlgelenkten Fahrzeuges mit einer Drehzahiverhältnissteuerung mit hydrostatischen Drehzahlmeßwerken und elektromagnetischer Beeinflussung der Meßdrosselquerschnitte mit der Überlagerung einer Schwingbewegung,

F i g. 2 die Erzeugung und Überlagerung einer Schwingbewegung für das Verstellorgan an den Meßdrosseln mit gegenphasig erzeugten Rechteckimpulsen gleicher Zeitdauer (konstantes Tastverhältnis), aber Beeinflussung der Impulshöhe durch das Lenkrad,

F i g. 3 eine Steuerung ähnlich nach F i g. 2, jedoch mit konstant starken Impulsen und gleichbleibender Frequenz, jedoch mit Beeinflussung des Tastverhältnisses durch das Steuerrad und

Fig.4 ein Antriebs-, Lenk- und Steuerschema mit Antrieb der sogenannten Nullwelle über stufenlos veränderbare Wandler, die über eine Drehzahlverhältnissteuerung beeinflußt werden und mit automatisch schaltendem Traktionsgetriebe.

In dem Antriebsschema nach F i g. 1 ist ein Antriebsmotor mit 1 bezeichnet. Er treibt über ein in Stufen in der Übersetzung veränderliches Traktionsgetriebe 2 und über einen Kegelradtrieb 3 eine Haupttreibwelle < von welcher die Antriebsleistung über Stirnrad-Plane tengetriebe (Überlagerungsgetriebe 5 und 6) an Treib räder 7 ind 8 gelangt, die auf zugehörigen Planeten trägerwellen 9 und 10 der zugehörigen Planetengetrie be befestig! sind. Die Überlagerungsgetriebe 5 und ι sind völlig gleich aufgebaut, jedoch spiegelbildlich in Fahrzeug angeordnet. Auf der Haupttreibwelle ist ai beiden Enden ein Sonnenrad 11 befestigt, welches mi

ίο auf einem Planetenträger 12 gelagerten Planetenzahn rädern 13 im Eingriff steht. Diese stehen ihrerseits mi dem Innenkranz eines Hohlrades 14 im Eingriff. Da Hohl-iid trägt auf der Außenseite auch noch einei Zahnkranz. In diese Außenverzahnung greift je eil Zahnrad 16 bzw. 17 eines linken bzw. rechten Nullwel lenteiles 15a bzw. \5b ein, die bei Umlauf dank eine Kcgelrad-Umkehrtriebes (Kegelzahnräder 18. 19 um 20) in einander entgegengesetzter Drehrichtung umlau fen. Durch einen Umlauf der sogenannten geteiltei Nullwelle wird den Treibrädern 7 bzw. 8 eine bestimm te der Nullwellendrehzahl proportionale Drehzahl po sitiv bzw. negativ überlagert, so daß eine Drehzahldif ferenz an den Treibrädern erzeugt wird. Je nach Um laufrichtung des Nullwellenteiles 15a beispielsweisi

r.5 wird dabei eine Drehzahldifferenz zugunsten eine Rechts- bzw. Linkskurve hervorgerufen. Die Nullwel lendrehzahl ist proportional der Drehzahldifferenz. um diese ist bei vorgegebener mittlerer Fahrzeugge schwindigkeit proportional der Kurvenkrümmung.

Die Nullwelle wird vom Antriebsmotor 1 her übe ein Lenkgetriebe 21 angetrieben, welches über eini Stirnräderkette mit einer der Motordrehzahl stets pro portionalen Drehzahl angetrieben wird. Das Lenkge triebe vermag das Kegelzahnrad 20 je nach Stellunj einer durch einen Schwenkkolbenantrieb 22 ver schwenkbaren Stellwelle 23 innerhalb zweier feste symmetrisch zu Null liegender Extremwerte stufenlo auf jede positive oder negative dazwischenliegend· Drehzahl anzutreiben. Mit Hilfsenergie von einer Pum pe 24 versorg! und gesteuert durch ein Hauptsteuer ventil 25 wird der Schwenkkolbenantrieb 22 verstell und damit die jeweils gewünschte Drehrichtung unc Übersetzung im Lenkgetriebe, d. h. die Lenkrichtun; und die Kurvenkrümmung eingestellt.

Die Steuerung des Hauptsteuerventils 25 und die Re gelung des Drehzahlverhältnisses der Treibräder geh gemäß F i g. 1 folgendermaßen vor sich: In der Näh< der Treibachsen (Planetenträgerwellen 9 bzw. 10) is jeweils eine hydrostatische Drehzahlmeßpumpe 2( bzw. 27 angeordnet, die von der zugehörigen Treibach se angetrieben wird. Durch geeignete Anordnung vor Rückschlagventilen ist dafür gesorgt, daß die Meßpum pen sowohl bei Vorwärts- wie bei Rückwärtsfahrt stet! in eine gleiche Meßleitung 28 bzw. 29 fördern. An Ende der gleichachsig zueinanderliegenden einandei gegenüberstehenden Meßleitungen sind Meßdrosselr 30 bzw. 31 angeordnet, an denen je nach Fördermenge der zugehörigen Meßpumpe ein Meßdruck aufgestau wird. Dieser Meßdruck wird über Steuerleitungen 3i bzw. 33 auf die beiden Stirnseiten des S'.euerkolben: des Hauptsteuerventils gegeben.

Zwischen den sich unbeweglich gegenüberstehender Meßdrosselöffnungen ist eine weitere Drosselplatte 34 angeordnet, die um einen festen Punkt 35 schwenkbai und in Richtung der Öffnungsnormalen bewegbar ist Durch rechts und links an die Drosselplatte zug- unc schubfest angelenkte Magnetkerne 36 bzw. 37, die durch zugehörige Magnetspulen 38 bzw. 39 bewegbai

sind, kann die Drossclplaltc aus der Mittcllage herausgedrückt werden. Dadurch wird der Drosselquerschnitt der einen Dros. el vergrößert und der andere verkleinert, so daß bei gleichen MeUpumpcndrch/uhlcn der Meßdruck der einen Meßpumpe zugunsten dem der anderen vergrößert wird. Diese einseitige Verstimmung der beiden Meßdrosscln b/w. Meßcharakteristikcn geschieht durch unterschiedliche Strombcaulschlagung der beiden Magnetspulen 38 b/w. 39 mittels eines durch ein Steuerrad 40 verschobenen Ohmschen Schiebewiderstandes 41, welcher als Spannungsteiler geschaltet ist. Die Spulen sind mit einer Wcchsclslromquelle verbunden.

Durch das Verstimmen der MeßcharaktcriMik ilc-i beiden Drehzahlmeßpumpen 26 b/w. 27 mit der Drosselplane 34 wird ein Ungleichgewicht am Hauptsteuerventil 25 und dementsprechend eine Verschiebung aus der Miltcllagc in eine Arbeitslagc hervorgerufen. Dadurch wird der Schwenkkolbenantrieb 22 beaufschlagt und demzufolge die Übersetzung im Lenkgetriebe verändert. Diese Veränderung ruft ein verändertes Drehzahlverhältnis bei den Trcibraddrchzahlcn hervor. Dadurch werden die Meßpumpen entsprechend dem geänderten Drehzahlverhältnis der Treibräder mit neuen Drehzahlen angetrieben, so daß sich auf Grund dieser geänderten Drehzahlen ein Gleichgewicht an den Meß-Icitungen trotz unterschiedlicher Meßdrosselquerschnitte wieder einstellt. Die quantitative Verstimmung der Meßcharakteristik der Meßpumpen wird durch eine dadurch eingeleitete Drehzahlvcränderung an den Treibachsen (Planetenträgerwcllen 9 bzw. 10) und an der Antriebsseile der Meßpumpen wieder kompensiert.

Die Magnetspulen 38 bzw. 39 werden im Gegentakt mit einem nach einer Sinus-Halbwelle geformten Stromstoß durchflossen. Die Frequenz dieses »Wechselstromes« richtet sich nach der Resonanzfrequenz des zwischen den beidseitigen Ölpolstern und den Federn schwingenden Steuerkolbens des Hauptsteuerventils 25 und nach der kürzesten Durchfahrtszeit des Fahrzeuges durch die eigene Auflageriange. Die Frequenz des Wechselstromes muß wesentlich unterhalb dieser Eigenschwingungszahl liegen, und eine Schwingungsperiode muß wesentlich kürzer als die Durchfahrtszeit sein. Ein brauchbarer Wert für den Wechselstrom ist 25 Hz. Durch das abwechselnde Anziehen des einen und des anderen Magnetkerns 36 bzw. 37 wird ein mit der genannten Frequenz pulsierender Öldruck in den Meßleitungen 28 und 29 bzw. den Steuerleitungen 32 und 33 hervorgerufen. Auf Grund dieser Druckpulsationen wird der Steuerkolben des Hauptsteuerventils zu kleinen Schwingungen um seine Mittellage angeregt. Dank dieser Schwingungen befindet sich der Steuerkolben ständig in Bewegung, und er ist stets in großer Ausrückbereitschaft beim Auftreten eines auch nur geringen Druckunterschiedes an den Steuerleitungen 32 und 33. Durch die beschriebenen Pulsationen wird die Ansprechempfindlichkeit des Steuersystems stark gesteigert.

Damit beim Drehen auf der Stelle oder beim Rangieren in beengten Verhältnissen (Meßpumpensignale nahezu oder ganz Null) ein Druck in den Meßleitungen 28 und 29 vorhanden ist, sind in den Endstellungen des Steuerrades betätigte, elektrisch parallelgeschaltete Schalter 42 und 43, durch diese Schalter einschaltbare Ventile 44 und 45, die elektrisch ebenfalls parallelgeschaltet sind, und zwei als Mengenteiler angeordnete, nicht angetriebene, jedoch synchron zueinander umlaufende hydraulische Pumpen 46 und 47 vorgesehen. Die beiden Ventile 44 und 45 liegen hydraulisch parallel in den beiden geteilten einander gleich großen Mengcnströmen. die von der Pumpe 24 her kommen. In einer der beiden Extrcmstcllungcn des Steuerrades 40 wcrden die beiden verschwindenden Mcßpumpcnsignalc durch einander gleich große, zeitlich nicht unbedingt gleich bleibende Mengenströme ersetzt, die mittels der Meßdrosscln 30 und 31 und der extrem angelenkten Drosselplatte 34 in unterschiedliche, mittelbar die

ίο Obersetzung des Lenkgetriebes 21 auf den entsprechenden Fxtremwert bringenden Drücke verwandelt werden. Das heißt durch Anschlagen des Steuerrades in eine der Extremstcllungcn wird im dargestellten AusiLihiuiigsbcispiL-i unabhängig vom Fahrzusiand des Fahrzeuges der Größtwert der entsprechenden Treibrad-Drchzah!differcnz eingestellt. Dies kommt der (Orderung nach Drehen auf der Stelle oder guter und sicherer Manövrierfähigkeil in beengten Verhältnissen entgegen. Um ein unbeabsichtigtes Drehen um die Hochachse bei starkem Lenkradeinschlag zu verhindern, können die beiden Schalter 42 und 43 auch zu einem, und zwar gesonderte und manuell zu betätigenden Schalter zusammengefaßt und in Reichweite des Fahrers angeordnet sein. Damit im Falle der Handbetä-(igung der Schalter 42 und 43 und Nichtauslenkung des Hauptsteuerventils 25 an den beiden (Mengenteiler-) Pumpen 46 und 47 ein Druck ansteht, ist im Innern des Ventilkolbens des Hauptsteuerventils 25 eine in dem Sumpf entspannende Drosselstelle eingebaut, die ver-

^o hindert, daß der Druckstutzen der Pumpe 24 jemals drucklos wird.

Die in F i g. 1 gezeigte, zwar einfache elektrische Schaltung zur Erzeugung dieser bereitschaftserhöhenden Schwingung, setzt eine Wechselspannungsquelle von z. B. 25 Hz voraus; eine solche ist in den betroffenen Fahrzeugen jedoch meist nicht vorhanden. Hingegen kann eine Gleichstromquelle vorausgesetzt werden. Ausgehend von einer solchen Gleichstromquelle ist in den F i g. 2 und 3 eine Schaltung elektronischer Elemente gezeigt. Es handelt sich um eine sogenannte astabile Kippstufe mit nachgeschalteter Stromverstärkerstufe. Bei der in F i g. 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist der durch das Steuerrad 40 verschiebbare Schiebewiderstand 41 in völliger Analogie zur Anordnung nach F i g. 1 als Spannungsteiler geschaltet, d. h. bei konstantem Tastverhältnis der von der Kippstufe erzeugten Impulse wird die Höhe der Impulse nach Maßgabe der Lenkradstellung auf die Spulen 38 und 39 verteilt und demgemäß die Drosselplatle 34 (verbunden mit den um die Schneide 35' kippbaren Magnetankern 36' und 37') zu einer um eine aus dem Zentrum herausgerückten Mittellage ausschlagenden Schwingung veranlaßt.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 zeigt eine etwas andere Ar' der Verteilung der Impulse auf die zugehörigen Spuien. Durch gegensinnige Veränderung der beiden in der Kippstufe vorgesehenen Kondensatoren Ci und Ci mittels des Steuerrades 40 wird das Tastverhältnis der von der Kippstufe erzeugten Impulse unter Beibehaltung der Impulshöhe geändert. Hierdurch wird durch Veränderung der Impulsdauer auf die Impulsstärke Einfluß genommen und so eine mehr oder weniger stark exzentrische Schwingung der Drosselplatte zwischen den Meßdrosseln 30 und 31 hervorgerufen.

In dem Getriebe-Schema nach F i g. 4 ist neben einer weiteren Variante für die Drehzahlmeßwerke und der quantitativen Einflußnahme auf deren Charakteristik

die optimale Nutzanwendung der erfindungsgemüßen Drchzahlverhältnisregelung und der Ansprechempfindlichkeit gezeigt. Als Drehzahlmesser sind Tachogeneratoren 26' und 27' vorgesehen, die über jeweils einen stufenlos veränderbaren Reibradtrieb 48 und 49 bzw. 50 und 51 mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben werden können Durch einen um die Sicuerwelle hcrumgeschlungenen Seilzug 52 sowie Spann- und Andrückfedern 53' bzw. 54' und natürlich die Steuerradbewegung werden die Meßgeneratoren in eine bestimmte Soll-Lage gebracht, so daß sic auf Grund der unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen eine unterschiedliche Spannung erzeugen. Diese Differenz: der Mcßsignale verschiebt den Steucrkolben de¹· elektromagnetisch beidseitig betätigten Hauplsleuei veiilils 25' aus der Mittcllage und veranlaßt demzufolge über das Lenkgetriebe eine Drehzahländerung an den Treibachsen (PIanetenträgcrwellen 9 bzw. 10) solange, bis trotz der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der Reibradtriebe 48 und 49 bzw. 50 und 51 die Meßsignale wieder gleich groß sind.

Das Lenkgetriebe ist aus zwei mit gleicher Schaulelanordnung, jedoch mil spiegelbildlicher Beschaufelung ausgebildeten, zueinander und in bezug auf den Abtrieb spiegelbildlich angeordneten, verstellbaren hydrodynamischen Wandlern gebildet. Dank der Vcrstellbarkeil der Leitschaufel der beiden Wandler mittels der durch das Hauptstcucrvcntil 25' gesteuert beaufschlagten Verslcllzylinder 22' bzw. 22" kann die Abtriebsdrehzahl des Lenkgetriebes, z. B. die Drehzahl des Nullwellenteiles 15a, stufenlos auf jede beliebige innerhalb zweier Kxtremwerte liegenden Übersetzung verändert werden. Diese Übersetzungsveränderung kann vor allem in extrem kurzer Zeil erfolgen, weil keine Volumina umgefüllt oder ergänzt oder Eingriffe vertauscht werden müssen. Bei einer Winkeländerung der l.citsehaufeln haben sich nach wenigen Millisekunden (etwa IJniluufzcil der toroidal im Wandler kreisenden Arbeitsflüssigkeit) die Strömungsverhältnisse der neuen Schaufelstellung entsprechend voll umgestellt, so daß die der neuen Schaufelstellung entsprechende Drehmomentenabgabe in kürzester Zeit erreicht wird.

Die Drehmomentenwandler 53 und 54 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Sie haben eine gemeinsame stets proportional zur Motordrehzahl umlaufende, die Pumpen 55 bzw. 56 tragende Pumpenwelle 57. Absolut laufen die Pumpenräder zwar im gleichen Sinn um, auf die Saugseite der Pumpenräder gesehen jedoch einander entgegengesetzt, weshalb die Beschaufelung der Schaufelräder des Wandlers spiegelbildlich zueinander ausgebildet werden müssen. Von der Pumpe unmittelbar zentrifugal beaufschlagt sind die Turbinen 58 bzw. 59 der Wandler angeordnet. Die hohl ausgebildeten Turbinenwellen sind mit einem Kegelzahnrad 20' bzw. 20" verbunden. Durch die gegenüberliegenden Eingriffe dieser Kegelräder treiben die Wandler mit einander entgegengesetzter Drehrichtung auf die Nullwellenteile 15a und 15f> ab. Dem Turbinenschaufelkranz gegenüberliegend und zentripetal durchströmt ist ein Verstelleitrad 60 bzw. 61 angeordnet. Über kleine an den Schwenkzapfen der Leitschaufeln angebrachte Kurbelzapfen, die in einem gemeinsamen Leitradverstellring 62 bzw. 63 angelenkt sind, kann die Anstellung der Leitschaufeln den Drehmoment und Drehzahlerfordernissen entsprechend eingestellt werden.

Als Trakiionsgclricbc ist in dem Fahrzeug, dessen Getriebeschema in Fig.4 dargestellt ist, ein automatisch schaltendes hydrodynamisches Getriebe verwendet, dessen Aufbau und Wirkungsweise hier nicht im einzelnen zu interessieren braucht. Es sei nur gesagt, daß es einen vom Antriebsmotor 1 unmittelbar angetriebenen Föttingcr-Arbeitskreislauf 2" und einen diesem Arbeitskreislauf nachgcschalteten mechanischen in Stufen schallbaren Getriebeteil 2' aufweist. Die Gänge

ίο darin werden selbständig in Abhängigkeit von der Motorbelasuing und der Fahrgeschwindigkeit und sonstigen I ahrzustandsgrößen geschaltet.

Diese Schaltsprünge rufen entsprechende Drehzahlsprünge an der Molorwellc und an der l.cnkgetriebecingangswclle hervor und lösen dementsprechend ein Anwachsen oder Absinken der Turbinendrehzahl aus, was zu einer Änderung des Dreh/ahlverhältnisses der beiden Treibachsen (Planetenirägerwellen 9 und 10) führt. Diese Veränderung ruft über die Dreh/ahlmcij

jo werke und deren am llauptsieuerventil gegeneinander ausgewogenen Meßsignale eine Leitschaufelverstellung hervor, welche den primiirseitigen Drch/ahlsprung kompensiert. Es kommt also bei einem .Schaltvorgang im automatischen Getriebe (Teile 2' und 2") nur vorübergehend zu einer geringfügigen Abweichung vom Soll Drchzahlvcrhaltnis Noch während des Schaltvorganges im Traktionsgctriebi: spricht auf Grund der Empfindlichkeit des Hui!,:tsteuerventils und der raschen Folge des Drehmomentes auf l.eilradschwenkungen die Drehzahlverhältnisregclung an und führt entsprechend den Drehzahlansiieg in Welle 57 während des Gangwechsels (Zeit zum Greifen der entsprechenden Schaltkupplung im Getriebeteil 2', etwa eine Sekunde) das Abtriebsdrehmoment des Wandlers zurück, so daß das Soll-Drehzahlverhältnis vorübergehend nur eine geringfügige, wenn nicht gar veriiachlässigbare Sollwertabweichung erfährt.

Die beschriebene Anordnung wirkt abe auch als Kursstabilisierung sowohl bei Geradeaus- als auch bei Kurvenfahrt. Kommt es auf Grund unterschiedlicher Fahrwiderstände an den beiden Fahrzeugseiten zu einer Abweichung von dem eingestellten Soll-Drehzahlverhältnis der Reibräder, sei es gleich 1 : I wie bei Gcradeausfahrt oder weiche es, wie bei Kurvenfahrt, davon ab, d. h. möchte auf Grund von Fahrbahn-Unregelmäßigkeiten das eine Treibrad gegenüber dem anderen zurückbleiben oder das andere gegenüber dem einen voreilen, so ruft diese Sollwertabweichung ein sofortiges Eingreifen des Reglers hervor. Das Gleichgewicht am Kolben des Hauptstcuerventils 25' wird in diesem Fall durch eine von der Fahrbahn herrührende Störung vorübergehend gestört, wodurch über die Verstellzylinder 22' und 22" die Drehmomente der Wandler erhöht bzw. erniedrigt und den geänderten Fahrwiderständen angepaßt werden, derart, daß das Soll-Drehzahlverhältnis und dementsprechend der Soll-Kurs erhalten bleibt. Dieser Vorzug der raschen Ansprechempfindlichkeit macht die sonst üblichen Stabilisierungsbremsen an den Nullwellenleilcn 15a und 156 überflüssig. In dem Geiriebeschema nach F i g. 1 bei dem bei dem Lenkgetriebe 21 von einem drehzahlstarren hydrostatischen Getriebe ausgegangen wird, kommt diese Kursstabilisierung hauptsächlich durch das drehzahlstarre Verhalten der Hydrostatik zustande.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehzahlverhältnissteuerung für ein differenzdrehzahlgelenktes Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit Gleisketten, mit je einem Überlagerungsgetriebe für die Treibräder jeder Fahrzeugseite, mit einem in der Übersetzung veränderbaren Traktionsgetriebe zwischen Antriebsmotor und Treibrädern, dessen Abtrieb mit je einem Eingangsgetriebeglied der Überlagerungsgetriebe in Verbindung steht sowie mit einem ebenfalls in der Übersetzung veränderbaren Lenkgetriebe zwischen Antriebsmotor und je einem weiteren Eingangsgetriebeglied der Überlagerungsgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß an den Treibrad·;™ jeder Fahrzeugseite an sich bekannte Drehzahlmeßwerke (Drehzahlmeßpumpen 26 und 27) angeordnet sind, deren Meßsignale über eine von dem Steuerrad (40) des Fahrzeuges verstellbare Vorrichtung (Teile 30 und 31, 34 bis 39 und 41) und ein Hauptsteuerventil (25) hydrostatischen Verstellorganen (Schwenkkolbenantrieb 22) zuführbar sind, die die Übersetzung des Lenkgetriebes regeln.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlmeßwerke hydrostatische Drehzahlmeßpumpen (26 und 27) mit verstellbaren Meßdrosseln (30 bzw. 31) auf der Druckseite sind, daß die vom Steuerrad (40) verstellbare Vorrichtung aus den beiden Meßdrosseln und einem gemeinsam, aber einander gegensinnig die Drosselquerschnitte vergrößernden bzw. verkleinernden Verstellorgan (Drosselplatte 34) für die beiden Meßdrosseln besteht und daß aus dem die Signale vergleichenden Hauptsteuerventil (25) abgehende Leitungen zu je einer Arbeitsseite der hydrostatischen Verstellorgane (Schwenkkolbenantrieb 22) für die Übersetzung des Lenkgetriebes (21) führen.

3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Hauptsteuerventils (25) hydrostatisch durch eine dem den beiden Meßdrosseln (30 bzw. 31) gemeinsamen Verstellorgan (Drosselplatte 34) aufgezwungene Schwingung mit einer Longitudinalschwingung beaufschlagt ist.

4. Steuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beiden Meßdrosseln gemeinsame Verstellorgan (Drosselplatte 34) mit einem Magrietanker (Magnetkern 36 und 37 oder 36' und 37') verbunden ist, welcher durch zwei in Betätigungsrichtung dies- und jenseits an ihm angreifende elektromagnetische Spulen (Magnetspulen 38 und 39) verstellbar ist und daß die beiden Spulen an je eine vom Stcucrradausschlag veränderbare Stromquelle angeschlossen sind.

5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßsignal beider Drehzahlmeßwerke je ein gleich großes Grundsignal überlagert ist.