DE2065354A1

DE2065354A1 - Hydrostatischer zusatzantrieb

Info

Publication number: DE2065354A1
Application number: DE19702065354
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1969-06-02
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2065354B2

Description

Hydrostatischer Zusatzantrieb Ausscheibung aus P 20 22 230.0-21 Es wurde bereite vorgeschlagen, für eine der Achsen des Anlängeran einer Zugmaschine und für diese selbst verschiedene Antriebe vorzusehen, um die Zugkraft der Zugmaschine zu unterstützen.
Diese Zusatzantriebe hatten jedoch keinen wesentlichen Erfolg aufzuweisen hauptsächlich wegen des Umstandes, dass deren Steuerung nicht mit der Steuerung des Antriebs der Zugmaschine und der Zugkraft der Zugmaschine koordiniert werden konnte.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt bei dem Aufhänger eine Zugkraftunterstützung in einem unteren Geschwindigkeitbereichen bis zu ungefähr 20 km/h. Danach bis zu einer Zusatzanbrieb in einen höheren Bereich umgeschaltet bis zu einer Geschwindigkeit von ungefähr 50 km/h. Bei höheren Geschwindigkeiten wird der Zusatzantrieb abgeschaltet und der Antrieb erfolgt allein über die Räder der Zugmaschine.
Der Brenmomentausgang des hydrostatischen Zusatzantriebs wird so reguliert, dass die Zugkraft des Anhängers die Zugkraft der Zugmaschine niemals übersteigt und im wesentlichen einen feststehenden Prozentsatzs der gesamten Zugkraft beträgt. Um dieses Ziel zu erreichen, steht die Drehmomentregulierung für das Getriebe mit dem Drosselventil der Zugmaschine in Verbindung.
Ferner kann eine Steuerung vorgesehen werden, die die Zugkraft des hydrostatischen Zusatzantriebs während der Umschaltung des mechanischen Hauptsteheselgetriebes aufrechterhält. Zu diesem Zweck kann ein Dämpfangszylinder verwendet werden, der der Drehmomentregulierungseinrichtung für den hydrostatischen Antrieb zugeordnet ist. Da die Drehmomentregulierung des hydrostatischen Getriebes bei der Einstellung des Motordrosselventils verändert wird, so würde das Freisetzen des Gaspedals während des Schaltens des Getriebes von Fahrer normalerweise auch eine Herabsetzung des Drehmomentes des hydrostatischen Zusatzgetriebes bewirken.
Der Dämpfungszylinder verzögert jedoch diese Wirkung und lässt nur eine allmähliche Herabsetzung des Drehmoments des hydrostatischen Getriebes bei einem raschen Freisetzen des Gaspedals vom Fahrer der Zugmaschinen zu.
Dem Drehmoment-regulierungsmittel des hydrostatischen Zusatzgetribes wird vorzugsweise ein Ventil zugeordnet, daß die Pumpe des hydrostatischen Getriebes während der Umsetzung des Wechselgetriebes des Anfingers auf eine Verdrängung Null umschaltet.
Hierbei wird der Antrieb der Achse des Anhängers entlastet und die Umschaltung des Antrieb der Anhängerachse nur eine höhere oder eine niedrigere Geschwindigkeit erleichtert.
Eine auf die Geschwindigkeit oder Drehzahl ansprechende Steuerung bewirkt selbsttätig eine Umschaltung des Differentlagetriebes des Anhängers auf einen höheren Geschwindigkeitsbereich bei einer vorherbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit von ungefähr 20 km/h.
Dieses Zweigang-Differentialgetriebe dehnt den Bereich der Ausnutzung des hydrostatischen Zusatzgetriebes zum Unterstützen des Zugmaschinenatriebs wesentlich aus.
Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die Fig. 1 eine schematische Darstellung des Zugmaschinenantriebs der Antriebsachse der Zugmaschine, der Achse des Abhängers sowie des hydrostatischen Getriebes ander @@-rigen Steuerorgane, Fig. 2 eine schematische Darstellung des in der Fig. 1 dargestellten Zweigang-Differentiallgetriebes und der Umschalmittel und die Fig. 3 eine schematische Darstellung des in der Fig. 1 dargestellten hydrostatischen Getriebe mit den Steuermitteln.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist eine Zugmaschine 10 mit einem Hauptantriebsmotor 12, z.B. einem Dieselmotor, mit einem vom Motor angetriebenen Mehrganggetriebe 14, mit einem von diesem angetriebenen Differentialgetriebe 15, mit einer von diesem Getriebe angetriebenen Achse 17 und mit den Antriebsrädern 18 ausgestattet.
Die Zugmaschine 10 soll die primäre Antriebskraft für einen oder mehrere von der Zugmaschine gezogene Anhänger erzeugen. Die Anhänger sind in der Fig. 2 nicht dargestellt; die Fig. 2 zeigt jedoch eine Achse 21 für einen der Anhänger, @@@ mit den Rädern 2@ verbunden ist.
Für den Antrieb der Achses 21 ist ein hydrostatischen Getriebe vorgesehen, dessen Zugkraft eine in wesentlichen feststehenden Prozentsatz gesamten Zugkraft des Fahrzeuges bildet, die Zugkraft der Räder in der Zugmaschine jedoch nicht übersteigt. Das hydrostatische Getriebe besteht allgemeinem aus einer hydraulischen F@@ 25, die einem hydraulischen Motor 2 eine unter Druck stehende Flüssigkeit zuführt.
Die Pumpe 25 wird von der Zugmaschine 10 und der Motor 2 von dem zur Achse 21 gehörenden Anhänger getragen. Zwischen der Pumpe 25 und dem Motor 26 wird die Flüssigkeit von biegsamen Leitungen 29, 50 und 31 befördert, die an dem einen Ende mit Hilfe der Kupplungen 52, 3) und 34 mit der Pumpe 25 und am anderen Ende mit Hilfe der Kupplungen 36, 37 und 38 mit dem Motor 26 verbunden sind.
Die Pumpe 25 wird vom Hauptantriebsmotor über ein Getriebe )9 und eine Hauptkupplung 42 angetrieben. Die Pumpenkupplung 42 kann wahlweise mittels entsprechender Betätigungsorgane eingerückt werden, wenn das hydrostatische Zusatzgetriebe zum Unterstützen der Zugkraft der Zugmaschine in Betrieb gesetzt werden soll. Die Betätigungsmittel für die Kupplung 42 sowie gewisse andere Steuerorgane sind in der Fig. 1 bei 44 dargestellt.
Für den Motor 12 ist ein Gaspedal 51 vorgesehen. Wie an sich bekannt, wird durch Niederdrücken des Gaspedals 51 die Kraftstoffzufuhr für den Motor 12 erhöht und damit das Drehmoment an den Rändern 18 der Zugmaschine. Zum Regulieren des Drehmomentes des hydrostatischen Zusatzgetriebes ist eine Einstellmittel 54 vorgesehen. Dieses Einstellmittel wird später noch ausführlich beschrieben, und dessen Funktion besteht im wesentlichen darin, die Zugkraft an der Achse 21 des Anhängers auf einem im wesentlichen feststehenden Prozentsatz der gesamten Zugkraft der Zugmaschine an den Haupträdern 18 zu halten. Zu diesem Zweck ist der Gashebel 51 mit dem Drehmomenteinstellmittel 54 durch ein geeignetes Gestänge 56 verbunden. Will der Fahrer das Drehmoment an den Rädern 18 der Zugmaschine erhöhen, so wird auch das Drehmoment des hydrostatischen Getriebes an der Achse 21 des Anhängers ererhöht.
Der Motor 26 des erfindungsgemässen hydrostatischen Lusatzantriebs betreibt die Achse 21 des Anhängers über eine Freilaufkupplung 58 und ein Zweigangdifferentialgetriebe 59. Die Freilaufkupplung 58 verhindert, dass der Anhänger mit der Achse 21 das hydrostatische Getriebe antreibt.
Das Zweigang-Differentialgetriebe 59 vergrössert den Geschwindigkeitsbereich des erfindungsgemässen hydraulischen Zusatzantriebes wesentlich, so dass der wirksame Geschwindigkeitsbereich verdoppelt werden kann. Wiespäter noch in Verbindung mit der Fig. 2 beschrieben wird, besteht das Zweigang-Differentialgetriebe 5¼ aus einem Zaiinrüdgetriebe , das wahlweise von einer Gleitzahnkupplung betätigt wird. Zum Umschalten des Zweigang-Differentialgetriebes in einen der beiden Gänge oder in den Leerlaufgang ist eine Steuereinrichtung 63 sowie ein Erdbodengeschwindigkeitsfühler 64 vorgesehen, der aus einem herkömmlichen Fliehkraftregler bestehen kann, und der bei einer vorherbestimmten Geschwindingkeit z.B. von 20 km/h der Steuereinrichtung 63 ein Signal zuführt.
Die Steuer- oder Umschalteinriclltung 6), , die aus einem herkömmlichen Ventil bestehen kann, führt aufgrund des genannten Signals einer Betätigungseinrichtung des Zweigang-Differentialgetriebes Luft zu, wobei das Zweiganggetriebe aus dem ersten Gang in den zweiten Gang umgeschaltet wird> der für die höhere Geschwindigkeit vorgesehen ist. Wird das Signal aus dem Geschwindigkeitsfühler beendet und angezeigt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die vorherbestimmte Schaltgeschwindigkeit des Anhängers absinkt, so bewirkt die Umschalteinrichtung 63, dass das Zweigang-Differentialgetriebe in den ersten Gang zurückgeschaltet wird.
Die Hauptsteuereinrichtung 44 steht mit dem Hauptgetriebe 14 über eine geeignete Verbindung (bei 66 dargestellt) in Verbindung und führt über die Leitung 68 der Umschalteinrichtung 63 ein Signal zu, wenn der Fahrer das Hauptgetriebe in einen höheren Gang umschaltet. Aufgrund dieses Signals in der Leitung 68 schaltet die Umschalteinrichtung das Zweigang-Differentialgetriebe in den Leerlaufgang. Zugleich wird die Kupplung 42 von der Steuerung 44 ausgerückt, wobei das hydrostatische Zusatzgetriebe selbsttätig abgeschaltet und außer Betrieb gesetzt wird. Diese Abschaltung des Zusatzantriebs erfolgt bei einer gewählten Geschwindigkeit von ungefähr 56 km/h. Es ist auch möglich, die Unterstützungs funktion des Zusatzgetriebes aufgrund der Fahrgeschwindigkeit zu beenden und nicht als Folge einer Umschaltung des Hauptgetriebes 14 in einen vorherbestimmten höheren Gang. Dies kann mit Hilfe des Geschwindigkeitsfühlers 64 und der Umschalteinrichtung 63 sowie auch mit Hilfe der Hauptsteuerung 44 durchgeführt werden.
Das Zweigang-Differentialgetriebe 59 ist in der Fig. 2 ausführlich dargestellt, Eine Freilaufkupplung 58 treibt die Kegelzahnräder 70 Land 71 an, die die ihrerseits eine quer zum Anhänger verlaufende Welle 73 antreiben.
Die Welle 7) treibt eine Gleitzahnkupplttng 75 mit einem axial verschiebbaren Glied 76 an, das einen linken Zahnsatz 77 und einen rechten Zahnsatz 78 aufweist, welche Zahnsätze wahlweise in Zahne 79 und 80 an den Zahnrädern 82 und 83 eingerückt werden können. Die Fig. 2 zeigt das verschiebbare Kupplungsglied 76 in einer neutralen Stellung, bei der die Zahnräder 82 oder 83 nicht angetrieben werden, da keiner der Kupplungszähne eine rückt ist. Die Zahnräder 82 und 83 sind selbstverständlich auf der Welle 73 frei drehbar gelagert, während das Glied 76 an der Welle befestigt ist und sich mit dieser dreht.
Die Achsen 21 können von einem der Zahnräder 82 oder 83 über eines der Zahnräder 85 oder 86 angetrieben werden. Die Zahnräder 85 und 86 sind auf den Achsen 21 frei drehbar gelagert, jedoch in bezug auf die Träger 88 und 89 ortsfest, die die Planetenräder 90 und 91 eines Kegelzahnrad-Differentialgetriebes 92 drehbar aufnehmern. Bei der Planetenbewegung der Zahnräder 90 und 91 um die Achse 21 herum treiben diese die Kegelzahnräder 94 und 95 an, die mit den Achsen 21 des Anhängers verbunden sind.
Zum Umschalten der Gleitzahnkupplung 75 aus der neutralen Stellung in den hohen oder den niedrigen Gang isteine pneumatische Bebätigungseinrichtung 100 vorgesehen, die aus einem Zylinder und einem in diesem gleitbar gelagerten Kolben 101 besteht, der von den Federn 102 und 103 in einer neutralen Stellung gehalten wird.
Bei dieser Stellung ist auch die Gleitzahnkupplung 75 auf Leerlauf eingestellt, so dass die Achsen bohne Antrieb vom Motor 28 sich frei drehen könnel.
zoll der hydrostatische Zusatzantrieb eingeschaltet werden so leitet die Umschalteinrichtung 63 durch die Leitung 186 ein Druck mittel zur linken Seite der Betätigungseinrichtung 100, so dass der Kolben 101 nach rechts verschoben wird und die Zeine 78 und 80 mit einander in Eingriff bringt. Dies hat zur Folge, dass die Achsen 21 über die Zahnräder 83 und 86 im niedrigen Geschwindigkeitsbereich angetrieben werden. Bei Empfang eines Umschaltsignals aus dem Geschwindigkeitsfühler 64 leitet die Umschalteinrichtung 63 ein Druckmittel zur Leitung 108, so dass der Kolben 101 nach links verschoben wird und die Zähne 77 und 79 mit einander in Eingriff bringt mit der Folge, dass die Achsen 21 über die Zahnräder 82 und 85 im hohen Drehzahlbereich des Differentialbetriebes 59 angetrieben werden. Wird aus der Steuerung 44 ein Signal zum Abschalteb des Zusatzantriebes empfangen, so verbindet die Umschalteinrichtung 6) beide Leitungen 106 und 108 miteiner Abführungsleitung, so dass die Federn 102 und 103 den Kolben 101 einmitten können, wobei das innere Kupplungsglied 76 in die neutrale Stellung bewegt wird und beide Zahnräder 82 und 83 freigeetzt werden.
In der Fig. ) sind die Pumpe 25, der Motor 26 und die Pumpensteuerung 54 ausführlich dargestellt. Die Pumpensteuereinrichtung 54 kann mit Hilfe geeigneter, in der Fig. ) nicht dargestellter Mittel am Pumpengehäuse befestigt werden. Aus einem Vorratsbehälter 112 wird die Anlage mit einer Betriebsflüssigkeit versorgt, die durch eine Leitung 114 zum Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.
t'ie aus der Fig. ) zu ersehen ist, steht die Puiiipe 25 mit dom Motor 20 über aie Leitungen 29 und )0 in Verbindung, deren Verbindungs kupplungen in der Fig. ) nicht dargestellt sind. Die Leitung 29 leitet die Flüssigkeit aus der Pumpe zum Motor, während die Leitung )0 die Flüssigkeit aus dem Motor zu Pumpe zurückleitet.
Die Leitung 31 dient zun Ablassen der Flüssigkeit aus dem Motorgehäuse in das Pumpengehäuse.
Die Pumpe und der Motor bestehen vorzugsweise aus Ausfüflrungen mit Axialkolben und mit drehbaren Zylinderblöcken 116 bzw 117, die mit mehreren, zu einem Kreis angeordneten Zylindern verselaien sind, in denen die Kolben 120 bzw. 122 gleitbar gelagert sind.
Die Pumpe 25 ist mit einer verschwenkbaren Taumelplatte 12) versehen, auf die die vorstehenden Enden der Kolben 120 einwirken und die Drehzahl und das Drehmoment des hydrostatischen Getriebes bestimmen. Der Motor weist einegeneigte Steuerplatte 125 auf, auf die der Kolben 122 einwirkt.
Zum Einstellen der Pumpentaumelplatte sind zwei Zylinder 127 und 128 vorgesehen. In diesen sind die Einmittungsfedern 129 bzw.
1D0 und die Kolben 132 und 133 gelagert, deren Kolbenstangen 1)4 und 135 mit der Taumelplatte gelenkig verbunden sind und diese entsprechend verschweken, wenn den Zylindern durch die Leitungen 138 und 139 eine Steuerflüssigkeit zugeführt wird. Die Federn führen die Pumpentaumelplatte über die Kolben in die in der Fig.3 dargestellte Stellung, bei der die Verdrängung der Pumpe 25 den Wert Null aufweist. Die Steuerzylinder üben die herkömmliclle Wirkung aus, so dassbei dem Einströmen der Druckflüssigkeit in den einen Zylinder die Taumelplatte in einer gegebenen Richtung verschwenkt wird, während die Platte in die entgegengesetzte Richtung verschwenkt wird, wenn die Druckflüssigkeit in den anderen Zylinder einströmt, wobei die Verdrängung der Pumpe 25 in oder gewünschte Weise erhöht wird.
Es ist eine als Zahnradpumpe ausgebildete Nachfüll- und Kühlpumpe 140 vorgesehen, die von einem Motor oder vom Hauptantriebsmotor 12 angetrieben wird. Diese Pumpe steht über eine Leitung 142 mit dem Vorratsbehälter 112 in Verbindung und führt der Anlage über eine Leitung 144 Nachfüll- und Kühlflüssigkeit zu. Die Kapazität der Pumpe reicht aus, um herausgesickerte Flüssigkeit zu erse-tzen, um die Pumpensteuerung 54 mit Steuerflüssigkeit zu versorgen und um der Aiilage mehr Kühlflüssigkeit zuführten zu können, als für die vorgenannten Zwecke erforderlich ist, so dass das Getriebe ausreichend gelcühlt wird.
Mit der Leitung 144 stehen zwei federbeaufschlagte Rückschlagventile 146, 147 in Verbindung sowie mit den Leitungen 29 und 30, so dass die grsatz- und die Kühlflüssigkeit über das eine Ventil zur Niederuckseite des Strömungskreislauge geleitet wird, während das andere Rückschlagventil von dem hohen Druck in der Hochdruckleitung geschlossen gehalten wird. Mit der Leitung 144 steht ein federbeaufschlagtes Überdruckventil 149 in Verbindung, durch das überschlüssige Druckflüssigkeit abgelassen wird.
Zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Hauptleitung 29 und )0, in der ein niedriger Druck herrscht, unu einem Niederdruckentlastungsventil 151 ist ein Schieberventil 152 vergesehen. Das Schieberventil steht in Verbindung iiiit den Leitungen 2) unu 90 über die Leitungen 153, 154, 155 und 156 und bewirkt eine Ableitung des erhitzten Öls, das von uem von der Pumpe 140 zugeführten Kühlöl verdrängt wird. Die Druckflüssigkeit in den Leitungen 29 und 30 wirkt über die Leitungen 159 bzw. 155 unu stellt das Schieberventil so ein, {dass eine Verbindung hergestellt wird vom Niederdruckentlastungsventil über eine Leitung 158 zur NiedeL-druckseite des Getriebekreislaufes über die Leitung 154 oder 156, so aass die erhitzte Flüssigkeit in den Vorratsbehälter abgeleitet werden kann. Das Schieberventil 152 wird von Federn in eine Schließstellung eingemittet, so dass während der Umkehrung des Druckes in den Hauptleitungen kein Hochdrucköl verlorengeht.
Das Getriebe ist mit den Überdruckventilen 160 und 161 ausgestattet, die über die Leitungen 162 bzw. 16) mit einander in Verbindung stehen. Diese Ventile verhindern ein zu starkes Ansteigen des Druckes in einer der beiden Hauptleitungen 29 und 30 und entlasten den Strömungskreislauf bei Druckstössen, die bei einer raschen Beschleunigung oder einem plötzlichen Bremsen auftreten können. Tritt ein zu hoher Druck auf, so leitet das Überdruckventil das überschüssige Öl zur Niederdruckseite des Getriebekreislaufes. Tritt z.B. in der Leitung 29 ein zu hoher Druck auf, so bewirkt die überschüssige Druckflüssigkeit über die Leitung 162, dass das Ventil 160 die Flüssigkeit dber die Leitung 163 zur Leitung 30 ableitet.
Wi e bereits beschrieben, besteht die Pumpenverdrängungsteuerung aus einer Drehmomentsteuerung, die die Verdrängung der Pumpe 25 so beeinflusst, dass von der gesamten Zugkraft des Fahrzeuges oln bestimmter Prozentsatz bei nein hydrostatischen Zusatzantrieb aufrechterhalten wird. Nach der Darstellung besteht die Drehmomentsteuerung aus einer Eingangs anordnung 164, einem Drehmomentventil 166, einem Druekfühlcr 168, aus einem Neutralantriebsventil 170 und aus einer die Steuerung verzögernden Dämpfungszylinderanordnung 173.
Das primäre Eingangssignal für die Steuerung 54 wird von einem verschwenkbar gelagerten Steuerglied 175 in der Eingangsanordnung 164 erzeugt. Das Steuerglied 175 wird über das Verbindungsglied 56 vom Gaspedal 51 des Hauptantriebsmotors eingestellt. Ein Endeteil 176 des Gliedes 175 wirkt auf eine axial bewegbare Stange 177 ein, die in einer abgestuften Buchse 179 gleitbar gelagert ist, welche Buchse einen Teil einem Balgen-Kolben-Anor(lnung 189 bildet.
Die Stange 177 wird gegen nen Endteil 176 von einer Feder 181 gedrückt, die in eine Bohrung 1d2 am Eingangsgehäuse 185 aingesetzt ist. Die Feder 181 liegt an einem Federsitz 187 an, der an der Gebrauchsstelle von einem Sprengring 188 an der Stange 177 festgehalten wird. Die Buchse 179 ist am rechten Ende mit einem an dieser befestigten ringförmigen Glied 186 versehen, das als Anschlag dient, wenn ein Eingriff mit dem linken-Ende der Bohrung 182 erfolgt, wodurch die Bewegung der Kolbenanordnung 180 nach links begrenzt wird.
Die Kolbenanordnung 180 ist in einem im Ventilgehäuse 191 vorgesehenen Zylinder 189 gleitbar gelagert. Ein von der Kolbenanordnung getragener Balgen unterteilt die Bohrung 189 in eine Niederdruckkammer 195 und in eine modulierte Druckkammer 197.
Die Kammer 197 steht mit der Ladeflüssigkeit aus der Pumpe 140 über den Durchlass 100, das Neutralventil 17Qs den Durchlass 201 und Über den Durchlass 202 in Verbindung, der mit eni Pumpenauslacks 144 in Verbindung steht.
Die Kolbenanordnung 180 ist mit einer durchgehenden Bohrung 203 versehen, in der die Stange 177 gleitbar gelagert ist, Mit der Bohrung 203 stehen die radial verlaufenden Durchlässe 205 und 106 in Verbindung, die ihrerseits direkt Init dem Innenraum der Kammer 197 in Verbindung stehen. Die Stellung der Stange 177 bewirkt eine Modulation des Druckes in der Kammer 197 durch Drosseln der Strömung durch die Durchlässe 205 und 206. Nimmt die Stange 171 die in der Fig. ) dargestellte Stellung ein, so ist die Kammer 197 vollständig entleert, und die Flüssigkeit strömt durch den Durchlass 200, durch die Öffnungen 205 und 206 durch die Mittelbohrung 203 in die Niederdruckkammer 195. Die Kammer 195 steht über die Öffnung 209 und über die Durchlässe 210, 211 rnit einem Ablaufkanal 212 in Verbindung, der in das Pumpengehäuse führt.
Wird das Steuerglied 175 aus der in dei' Fig. v dargestellten Stellung im Uhrzeigergegensinne verschwenkt, so wird die Stange 177 nach links verschoben und drosselt die Strömung durch die Öffnungen 205 und 206, so dass der Druck in der Kamrner 197 anzeigt und die Kolbenanordnung 180 nach rechts verschiebt. Auf diese Weise kann die Kolbenanordnung 180' in der Bohrung 189 nach Wunsch eingestellt werden Die Einstellung der Stange 177 und uer K8lbenanordnung 180 bestimmt das für uas hydrostatische Getriebe gewünschte Drehmoment.
Die Kolbenanordnung 180 wirkt auf ein bewegbares Ventilglied 216 im Steuerventil166 über eine Schraubenfeder 217 ein, an deren beiden Enden die Federsitze 219 und 220 vorgesehen sind. Der Federsitz 219 liegt am rechten Ende des Ventilgliedes 216 an und drückt dieses nach links, wobei die Öffnung 221 zur Leitung 138 zwischen aen Ventilfeldern 222 und 22) geöffnet wird. Die Öffnung 221 steht mit der Ladeflüssigkeit über dem Durchlass 222' und den Durchlass 202 in Verbindung.
Das Ventil 106 weist eine mit dem Durcnlass 130 i i @ Verbindung stehende Öffnung 224, eine mit dem Durchlass 139 in Verbindung stehende Öffnung 225, eine linke Ablassöffnung 227 und eine rechte Ablassöffnung 228 auf, welche beiden letztgenannten Öffnungen zusammen mit einem Ablaufkanal 230 in Verbindung stehen, der seinerseits mit dem Ablaufkanal 212 verbunden ist.
Wird das Ventilglied 216 in die in der Zeichnung dargestellte linke Stellung verschoben, so wird die Ladeflüssigkeit aus der Öffnung 221 in die Öffnung 224 und in die Leitung 1)8 geleitet, wobei der Steuermotor 127 unter Druck gesetzt wird und die Taumelplatte 123 im- Uhrzeigergegensinne verschwenkt, so dass die Flüssigkeit durch die Leitung 29 geleitet wird und den Motor 26 in der Vorwärtsrichtung antreibt. Zugleich wird Flüssigkeit aus dem Steuerzylinder 128 durch die Leitung 139 zur Öffnung 225 zwischen den Feldern 223 und 2)2 in die Ablauföffnung 228 geleitet.
Ist der von der Einstellung des Steuergliedes 175 bestimmte Druck in der Leitung 29 erreicht worden, so bewegt sich das Ventilglied 216 nach rechts zurück in die Modulationsstellung, in der das eld 222 die Öffnung 224 gerade sperrt. Zu diesem Zweck ist ein Stift 236 vorgesehen, der an dem einen Ende mit einem Zylinder 237 in Verbindung steht, der einnn Teil der Druckermittlungsanordnung 168 bildet. Die Kammer 2)7 steht mit der Leitung 29 über den Durchlaß 2O9 in Verbindung. Die auf den Stift 236 einwirkende hydraulische Kraft ist daher proportional dem Druck in der Leitung 29 und stellt daher das Drehmoment des Getriebes dar. Der Stift 236 wirkt auf das Drehmomentventil 216 über einen Federsitz 241 nach rechts ein, der von einer Feder 242 gegen das linke Ende des Ventils gedrückt wird.
Die soweit beschriebene Steuerung 54 arbeitet in der folgenden Weise. Steht die Steuerstange 177 in der dargestellten Stellung, so wird die Strömung von dem von den Öffnungen 205 und 206 gebildeten veränderbaren Durchlass nur sehr wenig gedrosselt, so dass der grösste Druckabfall zwischen der Ladepumpe und dem Pumpengehäuse an der Öffnung 245 in der Ladedruckleitung 222' auftritt.-Wird jedoch die Steuerstange 177 verschoben, um die Öffnungen 205 und206 zu verkleinern, so wird die Strömung an der Öffnung 245 gedrosselt, so dass an der Öffnung ein kleinerer Druckabfall und an den Öffnungen 205 und 206 ein grösserer Druckabfall eintritt, der zu einem Druckanstieg in der Kammer 197 führt. Der Druckanstieg in der Kammer 197 wird über die KolbenanorngSng 180 und die Feder 217 auf das Ventilglied 216 übertragen. Reicht diese Kraft aus, um die auf den Stift 2)6 einwirkende Druckkraft zu überwinden sowie die Kraft der Feder 242 und die Reibungskräfte, so wied der Ventilkolben nach links verschoben, wie oben beschrieben, und leitet die Flüssigkeit in die Leitung 138 mit der Folge, dass der Steuermotor 127 belastet -und der Steuermotor 128 entlastet wird, so dass die Pumpentaumelpiatte vollständig verschwenkt wird.
DiresultierendJ Erhöhung der Pumpenleistung bewirkt eine Beschleunigung der Last, so dass das Ausgangsdrehmoment erhöht werden muss, wodurch der Druck in der Anlage ansteigt. Eine Rückkopplung zur Steuerung erfolgt über die Leitung 2)9, die auf den Druck in der Hauptleitung 29 anspricht. Der Druck in der Anlage steigt an, bis die auf den Stift 2)6 einwirkende Kraft so stark wird, dass die Feder 217 zusammengedrückQ wird, und dass das Ventil 216 in eine Modulationseinstellung zurückbewegt werden kann, in der ein Ausgangs drehmoment aufrechterhalten wird, das der Einstellung desSteuergliedes 175 entspricht.
Die Auirechterhaltung des gewählten konstanten Ausgangsdrehmomentes oder des Druckes in der Anlage wird in der folgenden Weise durchgeführt, wobei angenommen wird, dass das Steuerglied 175 feststeht. Hinaus ist zu ersehen, dass im Dauerbetrieb keine Unbalanz von Kräften auftreten kann, die parallel zur Achse des Ventilsciiiebers 216 wirken, so dass das Produkt aus dem Druck in der Steuerkamrner 197 und der wirksamen Fläche der Kolbenanordnung 180 gleich dem Produkt aus dem Druck im Druckermittiungszylinder oder der Kammer 237 und der Endfläche der Drudkfühlstange oder des Stiftes 2)6 sein muss. Alle Änderungen der Betriebsbedingungen, die dieses Gleichgewicht stören, führen dazu, dass die Elemente der Steuerung den Hüb der Pumpe so verändern, dass ein konstantes Ausgangsdrehmoment und der beschriebene Kraftausgleich aufrechterhalten wird.
Das Neutraleinmittungsventil 170 dient als Ein- und Ausschaltmittel für den hydrostatischen Antrieb zusammen mit der Supplung 42. Das Ventil 170 wird von einem Elektromagneten 250 eingestellt, der von der Hauptsteuerung 44 (Fig. 1) Strom erhält.
Das Ventil 170 enthält ein bewegbares Ventilglied 251 mit einem oberen Feld 252 und einem unteren Feld 25)> welche Felder die Verbindung zwischen den Öffnungen 255, 256 öffnen oder sperrens sowie einen Ventilsitz 257. Es wird darauf hingewiesen, dass das Feld 252 als Ventilglied wirkt und beim Anliegen am Ventil'-' sltz 257 die Strömung in das Niederdruckende 259 des Ventils 170 sperrt, das über den Durchlass 211 mit der Ablaufleitung 212 in Verbindung steht. Die Fig. ) zeigt das Ventil 170 in der Offen-Stellung bei der eine Verbindung zwischen den Öffnungen 255 und 256 bestehtm so dass die Flüssigkeit in die Kammer 197 strömen kann. Wird die Stromversorgung es Elektromagneten 250unterbrochen, so bewegt sich das Ventilglied 251 nach oben, wobei die Öffnung 255 gesperrt und die Öffnung 256 mit der Niederdruckkammer 259 verbunden wird> so dass der Druck in der Kammer 197 sofort abfällt. Die Strömung aus der Kammer 197 setzt sich fort, bis der Druck in der Kammer gleich dem Druck im Pumpengehäuse ist. Dieser Druckabfall in der Kammer 197 erzeugt eine Unbalanz der auf den Ventilschieber 216 einwirkenden Kräfte mit der Folge, dass die Pumpe 25 keine Flüssigkeit mehr fördert und das Ausgangs drehmoment gleich Null wird. Dieser Vorgang findet innerhalb einer sehr kurzen Zeit statt, so dass die Steuerung ein rasches-Ein- und Ausschalten bewirkt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Getriebe ungeachtet der Einstellung des Steuergliedes 175 ein- und ausgeschaltet werden kann.
Die die Steuerung verzögennde Dämpfungs zy linderanordnung 17) soll die Steuerwirkung vermindern, die bei einer raschen Bewegung des Steuergliedes im Uhrzeigersinne verursacht wird. Dieser Fall würde z.B. eintreten, wenn der Fahrer beim Umschalten des mechanischen Hauptgetriebes 14 das Gaspedal 51 rasch freisetzt. Wäre die Dämpfungseinrichtung 17) nicht vorgesehen, so würde die Feder 181 das Steuerglied 175 und db Taumelplatte 12) sofort In die neutrale Stellung zurückführen. Diese rasche Ansprache kann nicht zugelassen werden, wenn eine kontrollierte Abbremsung erwüiischt ist. Es ist ausserdem noch erwünscht, dass die Zugkraft des hydrostatischen Zusatzantriebes während einer Umschaltung des mechanischen Hauptgetriebes 14 nicht geschwächt wird.
Die Dämpfungszylinderanordnung 173 und das Strömungssteuerventil 247 steuern die Rückführung des Steuergliedes 175 in die neutrale Einstellung. Wird das Steuerglied 175 im Uhrzeigergegensinne verschwenkt, so bewegt sich der Kolben 254 uer Dämpfungsanordnung, der mit dem Steuerglied 175 gelenkig verbunden ist, im Dämpfungszylinder 258 nach rechts und saugt die unter dcm Gehäusedruck stehende Flüssigkeit in den vom Kolben 254 zurückgelassenen Hohlraum an. Dies hat zur Folge, aass uas Öl duieh die Leitung 260 im Gehäuse 191, durch ein KUGelrückschlagventil 261 im Steuerventil 247 durch die Leitung 262 ir den Dämpfungszylinder 258 strömt. Wird der Steuerhebel 175 losgelassen, so verschwenkt die Rückführfeder 181 den Steuerhebel uni dessen Drehpunkt, wobei die Federkraft auf den Dämpfunsgkolben 254 übertragen und in der Dämpfungskammer 267 ein Druck erzeugt wird. Als Folge des Druckanstieges strömt die Flüssigkeit aus der Kammer 267 hinaus durch die Leitung 262, wobei das Kugelrückschlagventil 261 sich schließt, so dass das Öl durch die Öffnung 263 mit veränderbarer Weite strömt, welche Weite von einem Schraubglied 270 eingestellt werden kann. Diese Flüssigkeit kehrt dann durch die Leitungen oder Kanäle 260 und 212 zum Pumpengehause zurück.
Die Weite der Öffnung 268 kann durch Drehen einer Mutter 272 verändert werden, in die das Drosselglied 270 eingeschraubt ist.
Der Schaft 27) kann mit einer Farbkodierung versehen werden, die die Weite der Öffnung anzeigt.
Nachstehend wird noch einmal eine kurze Zusammenfassung der Beschreibung der Arbeitsweise des erfindungsgemässen Zusatzantriebes für eine Zugmaschine mit Anhänger gegeben.
Die Hauptsteuerung 44 ist selbstverständlich miteiner elektrischen Schaltung verbunden, die die beschriebenen Funktionen selbsttätig ausführt, wenn sis vom Fahrer mittels eines Schalters ein- oder ausgeschaltet wird, oder wenn sie bei einem bestimmten Gang des Hauptgetriebes 14 eingeschaltet wird. Eine solche elektrische Schaltung ist an sich bekannt und daher in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Der Zusatzantrieb wird vom Fahrer durch Druck auf einen Einschalter in der Zugsmaschine eingeschaltet. Hierbei schaltet die Steuerung 44 das Zweigang-Differentialgetriebe 59 in den ersten Gang, so dass die Motordrehzahl sich an die Fahrzeuggeschwindigkeit anpasssen kann. Hiernach rückt die Steuerung 44 die Pumpenkupplung 42 ein. Das hydrostatische Getriebe treibt dann die Achse 21 des Anhängers an, während die Steuerung 44 das Drehmoment des hydrostatischen Getriebes in der oben beschriebenen Weise reguliert. Das Zweigang-Differentialgetriebe wird aus dem ersten Gang in den zweiten Gang mit der höheren Drehzahl umgeschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorherbestimmten Zwischenwert überschreitet, vorzugsweise ungefähr 20 km/h. Bei dieser Geschiwndigkeit führt der Geschwindigkeltsfühler (34 der Bereichssteuerung 6) ein Signal zu, die ihrerseits der Hauptsteuerung 44 ein Signal zuleitet, wobei der Elektromagnet 250 Strom erhalt. Hierbei wird die Pumpenleistung auf Null herabgesetzt, der Antrieb entlastet und der Motor 26 verlangsamt. Die Gangsteuerung t) führt aann der Betätigungs einrichtung 100 Flüssigkeit zu mit aer Folge, dass das Zweigang-Differentiaigetriebe in den zweiten Gang mit der höheren Drehzahl eingeschaltet wird. Nach Beendigung der Umschaltung schaltet die Steuei'ung 44 die Stromversorgung des Elektromagneten 250 ab, wobei der Zusatzantrieb von der nun wieder voll arbeitenden Pumpe 25 eingeschaltet wird.
Erreicht das Fahrzeug eine verhältnismässig hohe Geschwindigkeitm z.B. 5G km/h, so wird diese Geschwindigkeit von der Steuerung 44 entweder durch eine besondere Umschaltung des Hauptgetriebes 14 oder vom Geschwindigkeitsfühler 64 ermittelt, wobei die Hauptpumpenkupplung 42 ausgerückt und der Zusatzantrieb sofort abge- Schaltet wird. Hiernach wir der auf die Betätigungseinrichtung 100 einwirkende Druck von der Steuerung 44 über die Gangsteuerung 63 aufgehoben, wobei die Achse des Abhängere in eine neutrale Stellung versetzt wird. Bei hohen Geschiwndigkeiten erfolgt der Antrieb des Fahrzeuges allein von der Zugsmaschine aus.
Wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges herabgesetzt, so bewirkt ein Herunterschalten des Hauptgetriebes, dass der Zusatzantrieb sich selbsttätig einschaltet. Die Steuerung 44 uiM die Gangschaltung uj schalten das Zwwigang-Differentialgetriebe in den geeigneten Gang einm wonach die Hauptkupplung 42 eingedrückt wird.
Wird die vorherbestimmte niedrige Geschwindigkeit vom Geschwindigkeitsfühler 64 ermittelt, so führt die Gangssteuerung 63 der Hauptsteuerung 44 ein Signal zu, wobei der Elektromagnet 250 des Neutralventil mit Strom versorgt wird mit die Folge, dass die Förderleistung der Pumpe 25 auf den Wert Null herabgesetzt wird.
Die Gangsteuerung 63 schaltet das Zweigang-Differentialgetriebe 59 in den unteren Gang ein, wonach die Steuerung 44 den Elektromagneten 250 abschaltet und die Pumpe wieder in Betrieb setzt, so dass der Zusatzantrieb wieder wirksam wird.
Zurn Ausschalten des Zusatzantriebes betätigt der Fahrer den Druckknopfschalter, wobei die Steuerung 44 die Pumpenkupplung 42 ausrückt, während die Gangsteuerung 63 das Zweigang-Differentialgetriebe 59 in den Leerlaufgang einschaltet.
Die Steuerung 44 rückt die Pumpenkupplung 42 aus, wenn das Hauptgetriebe in den Rückwärtsgang eingeschaltet wird, so dass der Zusatzantrieb bei einer Rückwärts fahrt ausgeschaltet wird. Zugleich wird das Zweigang-Differentialgetriebe 59 in den Leerlaufgang eingeschaltet, so dass das Fahrzeug rückwärts fahren kann, ahne dass die zum Motor 26 gehörende Welle sich dreht.
- Patentansprüche -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Hydrostatischer Zsatzantrieb für eine Anhängerachse, die vom Antrieb der Zugmaschine durch eine Pumpe des hydraulischen Zusatzantriebes,-die auf der Zugmaschine angeordnet ist und-von deren Antrieb getrieben wird, und einen hydraulischen Zusatz motor am Anhänger antreibbar ist, wobei Verbindungsleitungen die Zusatzpumpe und den Zusatzmotor miteinander verbinden und einen geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf bilden, mit der Anhängerachse ein Differentialgetriebe verbunden ist, das der hydraulische Zusatzmotor antreibt, und die Fördermenge der Pumpe oder das Schluckvermögen des hydraulischen Motors mittels einer Steuerung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmoment-Steuervorrichtung (54) vorgesehen ist, um das Ausgangs drehmoment des hydraulischen ZusaZzantriebes zu steuern, wobei eine Vorrichtung (175,180,166) auf die Stellung des Gaspedals (51) für den Zugmaschinenantrieb anspricht, um eine Zwangssteuerung der die Fördermenge verändernden Steuerelemente (127, 128) zu bewirken und den Zugaufwand des hydrostatischen Zusatzantriebes im Verhältnis zum gesamten Zugaufwand der Zugmaschinen-Anhänger-Kombination zu steuern.

2.) Hydrostatischer Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsteuerung (54) so angeordnet ist, dass sie einen zur Stellung des Gaspedals (51) proportionalen Druck in der Leitung (29,30) wählt-und- auf den Druck in der Leitung anspricht, um das Drehmoment des hydrostatischen Zusatzantriebes auf dem gewUnschten Wert zu halten.

3.) Hydrostatischer Zusatzantrieb-nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die F8rdermenge verändernde Steuerung aufweist einen druckbeaufschlagbaren, die Fördermenge steuerndenm Servomotor (127,132) für die Pumpeneinheit (25 er-deren Fordermenge erhöht, und dass die Drehmomentsteuerung (54> ein Drehmomentventil (166), einen Steuerhebel (175), der auf das Gaspedal (51) anspricht, um das Drehmomentventil in einer ersten Richtung zu beaufschlagen, in der Druckflüssigkeit zum Steuermotor (127,132) geleitet wird, sowie eine durch Strömungsmittel betätigbare Einrichtung (168) aufweist, die auf den Druck in der Leitung anspricht, um das Drehmomentventil (166) in der entgegengesetzten Richtung zu beaufschlagen, 4.) Hydrostatischer Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsteuerung (54) auf den Druck in der Leitung (29,)0) anspricht, um die Fördermenge der Pumpeneinheit bei einem Leitungsdruckanstieg über einen vorgewählten Wert zu verringern und die Fördermenge der Pumpeneinheit zu erhöhen, wenn der Leitungsdruck unter den gewählten Wert absinkt.

5.) Hydrostatischer Zusatzantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Steuerung eine Verzögerungsvorrichtung (173) aufweist, die die Wirkung der Drehmomentsteuerung (175,166) abändert, um den Zugaufwand des hydrostatischen Zusatzantriebes während des Schaltens des Hauptgetriebes er Zugmaschine aufrechtzuerhalten, 6.) Hydrostatischer Zusatzantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsvorrichtung (173) einen Dämpfungskolben (254) aufweist, der mit dem Drehmomentsteuerhebel (175) verbunden ist, um dessen Bewegung zu verzögern, sowie ein einstellbares Ventil (247), um die Wirkung des Dämpfuhgskolbens (254) zu verändern.

7.) Hydrostatischer Zusatzantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (175) ansprechend auf die Stellung des Gaspedals (51) schwenkbar ist, eine Feder (217) das Drehmomentventil (166) in der ersten Richtung beaufschlagt, eine Kolbenanordnung (180) ein Ende der Feder in derLage einstellt, und dass eine strömungsmittelgesteuerte Vorrichtung (177, 193), die auf den schwenkbaren Steuerhebel (175) anspricht, die Lage der Kolbenanordnung (180) einstellt9 8o) Hydraulischer Zusatzantrieb nachAnspruch 7, dadurch gelcennzeichnet, dass die strömungsmittelgesteuerte Vorrichtung eine in der Kolbenanordnung (180) gleitend bewegliche und von dem Steuerhebel (175) positionierte Stange (177) und die Öffnungen (205,206) in der Kolbenanordnung (180) aufweist, wobei die Stange (177) die Öffnungen und damit den auf einer Seite der Kolben anordnung stehenden Druck steuert.

L e e r s e i t e