DE2065354B2 - Steuereinrichtung für den hydrostatischen Zusatzantrieb einer Anhängerachse einer Zugmaschine mit Anhänger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für den hydrostatischen Zusatzantrieb einer Anhängerachse einer Zugmaschine mit Anhänger, wobei der Fahrantrieb der Zugmaschine über ein Wechselgetriebe erfolg· und von der Antriebsmaschine der Zugmaschine eine auf der Zugmaschine angeordnete Pumpe des hydrostatischen Zusatzantriebes angetrieben wird, die einen aus" dem Anhänger angeordneten hydrostatischen Motor mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, und die Pumpe und der hydrostatische Motor in einem geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf liegen und der hydrostatische Motor über ein gegebenenfalls mehrgängiges Wechselgetriebe die Anhängerachse antreibt, und wobei die Fördermenge der Pumpe bzw. das Schluckvermögen des hydrostatischen Motors über von einer Füll- und Steuerpumpe mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagbare Stellzylinder einstellbar ist, wobei im Steuerkreislauf ein Drehmomentventil vorgesehen ist, dessen Ventilglied die Beaufschlagung bzw. die Entlastung des Stellzylinders steuert, wozu das Ventilglied in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und vom Druck im geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf belastet ist.

Steuereinrichtungen für den hydrostatischen Zusatzantrieb einer Anhängerachse einer Zugmaschine mit Anhänger sind beispielsweise bereits durch die US-PS 33 60 064 oder durch die Zeitsch-ift »Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft« Nr. 22 vom Dezember 1966, S. 21 bis 31 bekanntgeworden. Bei diesen bekannten hydrostatischen Zusatzantrieben werden die die Fördermenge der Pumpe ändernden Steuerelemente zwangsweise so gesteuert, daß der an der Anhängerdeichsel auftretende Zugaufwand des hydrostatischen Zusatzantriebes in einem Verhältnis zum gesamten Zugaufwand der Zugmaschinen-Anhänger-Kombination steht.

Aus der FR-PS 13 06 458 ist eine gattungsgemäße Steuereinrichtung für einen hydrostatischen Zusatzantrieb bekanntgeworden, der auch für den Antrieb einer Anhängerachse verwendet werden kann. Hierbei ist eine Drehmomentsteuereinrichtung vorgesehen, durch die der dem Drehmoment entsprechende Druck aus den Verbindungsleitungen zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor abgenommen wird, um das Ausgangsdrehmoment des hydrostatischen Zusatzantriebes zu steuern. Auf die Stellung des zugehörigen Gaspedals spricht eine Vorrichtung an, wodurch die Steuereinrichtung eingestellt wird.

Diese bekannten Zusatzantriebe hatten jedoch keinen wesentlichen Erfolg aufzuweisen hauptsächlich wegen des Umstandes, daß deren Steuerung nicht mit der Steuerung des Antriebes der Zugmaschine und der

³ 4

aft der Zugmaschine koordiniert weMen konnte. gerachse 21 für einen der Anhänger, durch die An-

f L ί * if,-.^eH ^Eri^{ndung zugrunde lie}g^e"de hängerräder 23 antreibbar sind.

Aufgabe, die Stabilität des Zusatzantnebes zu erhöhen. Für den Antrieb der Anhängerachse 21 ist ein hydro-

^enn dieser Zusatzantrieb von eine, Brennkraftma- statischer Zusatzantrieb vorgesehen, dessen Zugkraft

schine mit Wechselgetriebe aus angetrieben wird. _{s ein}en im wesentlichen feststehenden Prozentsatz der

Diese Aufgabe wird erf.ndungsgemäß dadurch ge- gesamten Zugkraft des Fahrzeuges bildet, die Zugkraft

löst, daß das Venülglied des Drehmomentventils im der Antriebsräder 18 der Zugmaschine jedoch nicht

Sinne einer Erhöhung der Fördermenge der Pumpe übersteigt. Der hydrostatische Zusatzantrieb besteht

mittels eines an das Betätigungsgestänge des Gaspe- aus einer Pumpe 25, die einem hydrostatischen Motor

dals der Antriebsmaschine der Zugmaschine ange- io 26 Druckflüssigkeit zuführt

schlossenen Steuerghedes belastet ist, und entgegenge- Die Pumpe 25 wird von der Zugmaschine 10 und der

setzt zu dieser Belastungsrichtung vom Druck im hydrostatische Motor 26 vom die Anhängerachse 21

Hochdruckteil des hydraulischen Arbeitskreislaufes des aufweisenden Anhänger getragen Zwischen der Pum-

hydrostatischen Zusatzantnebes beaufschlagt ist. _pe 25 und dem hydrostatischen Motor 26 wird die

Vorzugsweise ist das an das Betätigungsgestänge des 15 Druckflüssigkeit von biegsamen Schlauchleitungen 29,

Gaspedals angeschlossene Steuerglied mit einer Dämp- 30 und 31 befördert, die an dem einen Ende mit Hilfe

fungszylinderanordnung gekoppelt, die beim Loslassen der Kupplungen 32. 33 und 34 mit der Pumpe 25 und

des Gaspedals eine verzögerte Rückbewegung des am anderen Ende mit Hilfe von Schlauchkupplungen

Steuerghedes bewirkt, wodurch die Einstellung des 36. 37 und 38 mit dem hydrostatischen Motor 26 ver-

Drehmomentventils während des Schaltens des Wech- 20 bunden sind.

selgetriebes des Fahrantriebes der Zugmaschine und Die Pumpe 25 wird von der Antriebsmaschine über

damit der Zugaufwand an der Anhängerachse auf- ein Verteilergetriebe 39 und eine Pumpenkupplung 42

rechterhalten bleibt. angetrieben. Die Pumpenkupplung 42 kann wahlweise

Hierdurch wird erreicht, daß die Zugkraft des hydro- mittels einer Betätigungseinrichtung eingerückt werstatischen Zusatzantnebes während der Umschaltung 25 den, wenn der hydrostatische Zusatzantrieb zum Undes mechanischen Hauptwechselgetriebes aufrechter- terstützen der Zugkraft der Zugmaschine in Betrieb gehalten bleibt. Da die Drehmomentregelung des hydro- setzt werden soll. Die Betätigungseinrichtung für die statischen Getriebes bei der Einstellung des Antriebs- Pumpenkupplung 42 sowie andere Betätigungseinrichmaschinendrosselventils verändert wird, würde das tungen sind in der F i g. 1 in der Steuereinrichtung 44 Freisetzen des Gaspedals während des Schaltens des 30 zusammengefaßt.

Getriebes vom Fahrer normalerweise auch eine Herab- Für die Antriebsmaschine 12 ist ein Gaspedal 51 vorsetzung des Drehmoments des hydrostatischen Zusatz- gesehen. Wie an sich bekannt, wird durch Niederdrükgetriebes bewirken. Der Dämpfungszylinder verzögert ken des Gaspedals 51 die Kraftstoffzufuhr für die Anjedoch diese Wirkung und läßt nur eine allmähliche triebsmaschine 12 erhöht und damit das Drehmoment Herabsetzung des Drehmoments des hydrostatischen 35 an den Antriebsrädern 18 der Zugmaschine. Zum EinGetriebes bei einem raschen Freisetzen des Gaspedals stellen des Drehmoments des hydrostatischen Zusatzvom Fahrer der Zugmaschine zu. antriebes ist eine Stelleinrichtung 54 vorgesehen. Diese

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Sielleinrichtung wird später noch ausführlich beschrie-Steuereinrichtung sind aus den Unteransprüchen 3 bis 5 ben, und ihre Funktion besteht darin, die Zugkraft an ersichtlich. 40 der Anhängerachse 21 auf einen im wesentlichen festin den Zeichnungen ist ein in der folgenden Beschrei- stehenden Prozentsatz der gesamten Zugkraft der Zugbung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des hydro- maschine an den Antriebsrädern 18 zu halten. Zu diestatischen Zusatzantriebes der Anhängerachse nach sein Zweck ist der Gashebel 51 mit der Stelleinrichtung der Erfindung dargestellt. Es zeigt 54 durch ein Gestänge 56 verbunden. Wird daher das

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Antriebs- 45 Drehmoment an den Antriebsrädern 18 der Zugma-

achse der Zugmaschine, der Anhängerachse sowie des schine erhöht, so wird auch das Drehmoment des hy-

hydrostatischen Zusatzantnebes der Anhängerachse drostatischen Zusatzantriebes an der Anhängerachse

und der zugehörigen Steuereinrichtung, 21 erhöht.

F i g. 2 eine schematische Darstellung des in der Der hydrostatische Motor 26 des hydrostatischen

F i g. 1 dargestellten zweigängigen, mit dem Aus- 50 Zusatzantriebs treibt die Anhängerachse 21 über eine

gleichsgetriebe zusammengebauten Achsgetriebes der Freilaufkupplung 58 und ein zweigängiges, mit dem

Anhängerachse und der Schalteinrichtung desselben Ausgleichgetriebe zusammengebautes Achsgetriebe 59

und die an. Die Freilaufkupplung 58 verhindert, daß der Anhän-

F i g. 3 eine schematische Darstellung des in der ger über die Anhängerachse 21 den hydrostatischen

F i g. 1 dargestellten hydrostatischen Zusatzantriebes 55 Zusatzantrieb antreibt,

mit der Steuereinrichtung. Das zweigängige Achsgetriebe 59 vergrößert den

Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist eine Zugmaschine Geschwindigkeitsbereich des hydrostatischen Zusatz-

10 mit einer Antriebsmaschine 12, z. B. mit einer Diesel- artriebes wesentlich, so daß der wirksame Geschwin-

brennkraftmaschine, mit einem von der Antriebsma- digkeitsbereich verdoppelt werden kann. Wie später

schine angetriebenen mehrgängigen Wechselgetriebe 60 noch in Verbindung mit der F i g. 2 beschrieben wird,

14, mit einem von diesem angetriebenen Achsgetriebe besteht das zweigängige Achsgetriebe 59 aus einer

15, mit von diesem Achsgetriebe angetriebenen Achs- Zahnräderwechselgetriebegruppe, die wahlweise von wellen einer Antriebsachse 17 und mit den Antriebsrä- einer verschiebbaren Klauenkupplung betätigt wird, dem 18 ausgestattet. Zum Schalten des zweigängigen Achsgetriebes in einen

Die Zugmaschine 10 soll die primäre Antriebskraft 65 der beiden Gänge oder in den Leerlaufgang ist eine für einen oder mehrere von der Zugmaschine gezogene Schalteinrichtung 63 sowie ein Fahrgeschwindigkeits-Anhänger erzeugen. Die Anhänger sind in der Fig.? fühler 64 versehen, der aus einem herkömmlichen nicht dargestellt; die Fi g. 2 zeigt jedoch eine Anhän- Fliehkraftregler bestehen kann, und der bei einer vor-

herbestimmten Geschwindigkeit ζ. B. von 20 km/h der Schalteinrichtung 63 ein Signal zuführt. Die Schalteinrichtung 63, die aus einem herkömmlichen Ventil bestehen kann, führt auf Grund des genannten Signals der Betätigungseinrichtung des zweigängigen Achsgetriebes Druckluft zu, so daß dieses aus dem ersten Gang in den zweiten Gang geschaltet wird, der für die höhere Geschwindigkeit vorgesehen ist, Wird das Signal aus dem Geschwindigkeitsfühler beendet und angezeigt, daß die Fahrgeschwindigkeit unter die vorherbestimmte Schaltgeschwindigkeit für den Anhänger absinkt, so bewirkt die Schalteinrichtung 63, daß das zweigängige Achsgetriebe in den ersten Gang zurückgeschaltet wird.

Die Steuereinrichtung 44 ist an das Wechselgetrieoe 14 des Fahrantriebs der Zugmaschine über eine Verbindung 66 angeschlossen und führt über eine Leitung 68 der Schalteinrichtung 63 ein Signal zu. wenn das Wechselgetriebe in einen höheren Gang umgeschaltet wird. Auf Grund dieses Signals in der Leitung 68 schaltet die _J0 Schalteinrichtung das zweigängige Achsgetriebe in die Leerlaufstellung. Zugleich wird die Pumpenkupplung 42 von der Steuereinrichtung 44 ausgerückt, womit der hydrostatische Zusatzantrieb selbsttätig abgeschaltet und außer Betrieb gesetzt wird. Diese Abschaltung des hydrostatischen Zusatzantriebs erfolgt bei einer gewählten Geschwindigkeit von ungefähr 56 km/h. Es ist auch möglich, die Unterstützungsfunktion des hydrostatischen Zusatzantriebes abhängig von der Fahrgeschwindigkeit abzuschalten und nicht als Folge einer Schaltung des Wechselgetriebes 14 des Fahrantriebes der Zugmaschine in einen vorherbestimmten höheren Gang. Dies kann mit Hilfe des Fahrgeschwindigkeitsfühlers 64 und der Schalteinrichtung 63 sowie auch mit Hilfe der Steuereinrichtung 44 durchgeführt werden.

Das zweigängige Achsgetriebe 59 ist in der F i g. 2 ausführlich dargestellt. Die Freilaufkupplung 58 treibt über Kegelräder 70 und 71 eine quer zum Anhänger verlaufende Eingangswelle 73 an.

Die Eingangswelle 73 treibt eine verschiebbare Klauenkupplung 75 an, deren verschiebbare Schaltmuffe 76 linke und rechte Klauen 77 und 78 aufweist, die wahlweise in Gegenklauen 79 und 80 an Zahnrädern 82 und 83 eingerückt werden können. Die F i g. 2 zeigt die verschiebbare Schaltmuffe 76 in der Leerlaufstellung, bei der die Zahnräder 82 oder 83 nicht angetrieben werden, da die Klauen und Gegenklauen außer Eingriff sind. Die Zahnräder 82 und 83 sind auf der Welle 73 frei drehbar gelagert, während die Schaltmuffe 76 sich mit dieser dreht.

Die Achswellen der Anhängerachse 21 können von einem der Zahnräder 82 oder 83 über eines von Zahnrädern 85 oder 86 angetrieben werden. Die Zahnräder 85 und 86 sind mit einem auf den Achswellen der Anhängerachse 21 für drehbar gelagerten Ausgleichsgetriebegehäuse 88 und 89 verbunden, in dem Ausgleichräder 90 und 91 eines Kegelräderausgleichgetriebes drehbar angeordnet sind. Beim Umlauf des Ausgleichgetriebegehäuses treiben die mit diesem verbundenen Ausgleichräder 90 und 91 Achswellenräder 94 und 95 an, die mit den Achswellen der Anhängerachse 21 verbunden sind.

Zum Schalten der Klauenkupplung 75 aus der Leerlaufstellung in den hohen oder den niedrigen Gang ist ein pneumatisch beaufschlagbarer Stellmotor 100 vorgesehen, der aus einem Zylinder und einem in diesem verschiebbar gelagerten Kolben 101 besteht, der von Federn 102 und 103 in der Mittelstellung gehalten wird.

In dieser Stellung ist auch die Klauenkupplung 75 au Leerlauf eingestellt, so daß die Achswellen ohne An trieb vom Hydrostatischen Motor 26 sich frei drehcr können.

Zum Einschalten des hydrostatischen Zusatzantrie bes wird von der Schalteinrichtung 63 durch eine Lei tung 106 Druckluft zur in F i g. 2 linken Seite des Stell motors 100 geleitet, so daß der Kolben 101 nach recht; geschoben wird und die Klauen 78 und die Gegenklauen 80 miteinander in Eingriff bringt. Dies hat zui Folge, daß das Ausgleichgetriebegehäuse und durch dieses die Achswellen über die Zahnräder 83 und 86 im niedrigen Geschwindigkeitsbereich angetrieben werden. Beim Empfang eines Schaltsignals vom Fahrgeschwindigkeitsfühler 64 leitet die Schalteinrichtung 63 Druckluft zu einer Leitung 108, so daß der Kolben 101 nach links geschoben wird und die Klauen 77 und die Gegenklauen 79 miteinander in Eingriff bringt, wodurch das Ausgleichsgetriebegehäuse und über dieses die Achswellen mittels der Zahnräder 82 und 85 im hohen Drehzahlbereich des Achsgetriebes 59 angetrieben werden. Wird von der Steuereinrichtung 44 ein Signal zum Abschalten des hydrostatischen Zusatzantriebes gegeben, so verbindet die Schalteinrichtung 63 beide Leitungen 106 und 108 mit einer Abführleitung, so daß die Federn 102 und 103 den Kolben 101 in die Mittellage bringen, wodurch die Schaltmuffe 76 in die Leerlaufstellung bewegt wird und beide Zahnräder 82 und 83 frei auf der Eingangswelle umlaufen können.

In der F i g. 3 sind die Pumpe 25, der hydrostatische Motor 26 und die Stelleinrichtung 54 ausführlich dargestellt. Die Stelleinrichtung 54 kann in nicht dargestellter Weise am Pumpengehäuse befestigt werden. Aus einem Vorratsbehälter 112 wird der hydrostatische Zusatzantrieb mit Druckflüssigkeit versorgt, die durch eine Rückführleitung zum Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.

Wie aus der F i g. 3 zu ersehen ist. steht die Pumpe 25 mit dem hydrostatischen Motor 26 über die Schlauchleitungen 29 und 30 in Verbindung, deren Verbindungskupplungen in F i g. 3 nicht dargestellt sind. Die Schlauchleitung 29 leitet die Druckflüssigkeit aus der Pumpe zum hydrostatischen Motor, während die Schlauchleitung 30 die Druckflüssigkeit aus dem hydrostatischen Motor zur Pumpe zurückleitet. Die Schlauchleitung 31 dient zum Ablassen der Leckflüssigkeit aus dem Motorgehäuse in das Pumpengehäuse.

Die Pumpe und der hydrostatische Motor sind als Axialkolbenaggregate ausgebildet mit Axialkolben 120 bzw. 122 drehbaren Zylinderblöcken 116 bzw. 118, die mit mehreren, in einem Kreis angeordneten Zylindern versehen sind, in denen die Axialkolben 120 bzw. 122 verschieblich gelagert sind. Die Pumpe 25 ist mit einer schwenkbaren Taumelscheibe 123 versehen, auf die die vorstehenden Enden der Axialkolben 120 einwirken und die Drehzahl und das Drehmoment des hydrostatischen Zusatzantriebes bestimmen. Der hydrostatische Motor weist eine geneigte Schiefscheibe 125 auf, auf die die Axialkolben 122 einwirken.

Zum Schwenken der Taumelscheibe 123 der Pumpe sind zwei Stellzylinder 127 und 128 vorgesehen. In diesen sind Federn 129 bzw. 130 und Kolben 132 und 133 gelagert, deren Kolbenstangen 134 und 135 diametral gegenüberliegend mit der Taumelscheibe gelenkig verbunden sind und diese entsprechend schwenken, wenn den Stellzylindern durch eine Steuerleitung 138 oder 139 Steuerdruckflüssigkeit zugeführt wird. Die Federn führen die Taumelscheibe über die Axialkolbrn in Hir· in

der Fig.3 dargestellte Stellung, bei der die Fördermenge der Pumpe 25 den Wert Null aufweist. Die Stellzylinder sind so angeordnet, daß bei Einströmen der Steuerdruckflüssigkeit in den einen Stellzylinder die Taumelscheibe in der einen Richtung geschwenkt wird, während die Taumelscheibe in die entgegengesetzte Richtung geschwenkt wird, wenn die Steuerdruckflüssigkeit in den anderen Stellzylinder einströmt, wobei die Fördermenge der Pumpe 25 in der gewünschten Weise erhöht wird.

Es ist eine als Zahnradpumpe ausgebildete Füll- und Steuerpumpe 14C vorgesehen, die von einem eigenen Motor oder von der Antriebsmaschine 12 angetrieben wird. Diese Füll- und Steuerpumpe steht über eine Saugleitung 142 mit dem Vorratsbehälter 112 in Verbindung und führt dem hydrostatischen Zusatzantrieb über eine Leitung 144 gekühlte Druckflüssigkeit zum Ausgleich der Leckflüssigkeit zu. Die Kapazität der Füll- und Steuerpumpe reicht aus, um herausgesickerte Druckflüssigkeit zu ersetzen, um die Stelleinrichtung 54 der Pumpe mit Steuerdruckflüssigkeit zu versorgen und um dem hydrostatischen Zusatzantrieb mehr gekühlte Druckflüssigkeit zuführen zu können, als für die vorgenannten Zwecke erforderlich ist, so daß dieser ausreichend gekühlt wird.

Die Leitung 144 steht über zwei federbeaufschlagte Rückschlagventile 146 und 147 mit den Schlauchleitungen 29 und 30 in Verbindung, so daß die gekühlte Druckflüssigkeit über das eine Rückschlagventil zur Niederdruckseite des geschlossenen Arbeitskreislaufes geleitet wird, während das andere Rückschlagventil von dem hohen Druck in der Hochdruckleitung geschlossen gehalten wird. An die Leitung 144 ist ein federbeaufschlagtes Überdruckventil 149 angeschlossen, durch das überschüssige Druckflüssigkeit abgelassen wird.

Zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Schlauchleitung 29 oder 30, in der niedriger Druck herrscht, und einem Niederdruckentlastungsventil 151 ist ein Wechselventil 152 vorgesehen. Das Wcchselventil steht mit den Schlauchleitungen 29 und 30 über Leitungen 153, 154, 155 und 156 in Verbindung und bewirkt eine Ableitung der erhitzten Druckflüssigkeit, die von der von der Füll- und Steuerpumpe 140 zugeführlen Druckflüssigkeit ersetzt wird. Die Durckflüssigkeil in den Schlauchleitungen 29 und 30 wirkt über die Leitungen 153 bzw. 155 und stellt das Wechselveniil so ein. daß das Niederdruckentlastungsventil 151 über eine Leitung 158 mit der Niederdruckseite des geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislaufes über die Leitung 154 oder 156 verbunden wird, so daß die erhitzte Druckflüssigkeit in den Vorratsbehälter abgeleitet werden kann. Das Wechselventil 152 wird von Federn in seiner Schließstellung gehalten, so daß während der Umkehrung des Druckes in den Leitungen des Arbeitskreislaufes keine hohen Druck aufweisende Druckflüssigkeit verlorengeht.

Der hydrostatische Zusatzantrieb ist mit Kurzschlußventilen 160 und 161 ausgestattet, die über Leitungen 162 bzw. 163 miteinander und mit den Schlauchleitungen 29 und 30 in Verbindung stehen. Diese Kurzschlußventile verhindern ein zu starkes Ansteigen des Drukkes in einer der beiden Schlauchleitungen 29 und 30 und entlasten den hydraulischen Arbeitskreislauf bei Druckstößen, die bei einer raschen Beschleunigung oder einem plötzlichen Bremsen auftreten können. Tritt ein zu hoher Druck auf. so leitet eines der Kurz-".rhliißventile die überschüssige Druckflüssigkeit zur Niederdruckseite des hydraulischen Arbeitskreislaufes. Tritt z. B. in der Schlauchleitung 29 ein zu hoher Druck auf, so wird die überschüssige Druckflüssigkeit über die Leitung 162, das Kurzschlußventil 160 und die Leitung 163 zur Schlauchleitung 30 abgeleitet.

Wie bereits beschrieben, beieinflußt die Stelleinrichtung 54 der Pumpe die Fördermenge der Pumpe 25 so, daß von der gesamten Zugkraft des Fahrzeuges ein bestimmter Prozentsatz bei dem hydrostatischen Zusatzantrieb aufrechterhalten wird. Die Stelleinrichtung besteht dazu aus einer Eingangsanordnung 164, einem Drehmomentventil 166, einem Druckfühler 168, aus einem Neutralantriebsventil 170 und aus einer die Steuerung verzögernden Dämpfungszylinderanordnung 173.

Ein primäres Eingangssignal für die Stelleinrichtung 54 wird von einem schwenkbar gelagerten Steuerglied 175 in der Eingangsanordnung 164 erzeugt. Das Steuerglied 175 wird über das Gestänge 56 vom Gaspedal 51 der Antriebsmaschine eingestellt. Ein Arm 176 des Steuergliedes 175 wirkt auf eine axial bewegbare Stange 177 ein, die in einer abgestuften Buchse 179 verschiebbar gelagert ist, wobei die Buchse einen Teil einer Membran-Kolben-Anordnung 180 bildet. Die Stange 177 wird gegen den Arm 176 von einer Feder 181 gedrückt, die in eine Bohrung 182 an einem Eingangsgehäuse 185 eingesetzt ist. Die Feder 181 liegt an einem Federsitz 187 an, der durch einen Sicherungsring 188 an der Stange 177 abgestützt wird. Am rechten Ende der Buchse 179 ist ein Ring 186 befestigt, der als Anschlag am linken Ende der Bohrung 182 dient, wodurch die Bewegung der Membran-Kolbenanordnung 180 nach links begrenzt wird.

Die Membrankolbenanordnung 180 ist in einem in einem Ventilgehäuse 191 vorgesehenen Zylinder 189 verschiebbar gelagert. Die Membran 193 der Membrankolbenanordnung 180 unterteilt die Bohrung 189 in eine Niederdruckkammer 195 und in eine modulierte Druckkammer 197.

Die modulierte Druckkammer 197 wird von der Füll- und Steuerpumpe 140 über einen Durchlaß 200, das Neutralantriebsventil 170. einem Durchlaß 201 und eine Leitung 202, die an die Leitung 144 angeschlossen ist, mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt.

Die Membrankolbenanordnung 180 weist eine durchgehende Bohrung 203 auf, in der die Stange 177 verschiebbar gelagert ist. Mit der Bohrung 203 stehen radial verlaufende Durchlässe 205 und 206 in Verbindung, die ihrerseits direkt mit dem Innenraum der modulierten Druckkammer 197 in Verbindung stehen. Die Stellung der Stange 177 bewirkt eine Modulation des Druckes in der modulierten Druckkammer 197 durch Drosseln der Strömung der Steuerdruckflüssigkeii durch die Durchlässe 205 und 206. Nimmt die Stang« 177 die in der F i g. 3 dargestellte Stellung ein, so ist die modulierte Druckkammer 197 vollständig entleert, unc die Steuerdruckflüssigkeit strömt durch den Durchlal 200, durch die radialen Durchlässe 205 und 206 durcl die Bohrung 203 in die Niederdruckkammer 195. Dii Niederdruckkammer 195 steht über eine Öffnung 20! und über Durchlässe 210 und 211 mit einem Ablaufka nal 212 in Verbindung, der in das Pumpengehäusc um von dort in den Vorratsbehälter führt.

Wird das Steuerglied 175 aus der in der F i g. 3 dat gestellten Stellung im Gegenuhrzeigersinne gc schwenkt, so wird die Stange 177 nach links geschobe und drosselt die Strömung der Stcuerdruckflüssigke durch die radialen Durchlässe 205 und 206. so daß de

509 549/1!

Druck der Steuerdruckflüssigkeit in der modulierten Druckkammer 197 ansteigt und die Membrankolbenanordnung 180 in F i g. 3 nach links verschiebt. Auf diese Weise kann die Membrankolbenanordnung 180 in der Bohrung 189 verschiedene Stellungen einnehmen. Die Einstellung der Stange 177 und der Membrankolbenanordnung 180 bestimmt das für den hydrostatischen Zusatzantrieb gewünschte Drehmoment.

Die Membrankolbenanordnung 180 wirkt auf ein bewegbares Ventilglied 216 im Drehmomentventil 166 über eine Schraubenfeder 217 ein, die zwischen Federsitzen 219 und 220 eingespannt ist. Der Federsitz 219 liegt am rechten Ende des Ventilgliedes 2lb an und drückt dieses nach links, wobei eine öffnung 221 über den Raum zwischen Ventilbunden 222 und 223 mit der Steuerleitung verbunden wird. Die Öffnung 221 ist über einem Durchlaß 222' und die Leitung 202 von Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt.

Das Drehmomentventil 166 weist eine mit der Steuerleitung 138 in Verbindung stehende öffnung 224, eine mit der Steuerleitung 139 in Verbindung stehende Öffnung 225, eine linke Ablaßöffnung 227 und eine rechte Ablaßöffnung 228 auf, wobei die beiden Ablaßöffnungen mit einem Ablaufkanal 230 verbunden sind, der seinerseits an den Ablaufkanal 212 angeschlossen ist.

Wird das Ventilglied 216 in die in F i g. 3 dargestellte linke Stellung geschoben, so wird die Steuerdruckflüssigkeit aus der öffnung 221 in die Öffnung 224 und in die Steuerleitung 138 geleitet, wodurch der Stellzylinder 127 beaufschlagt und die Taumelscheibe 123 im Gegenuhrzeigersinne geschwenkt, so daß die Arbeitsflüssigkeit durch die Schlauchleitung 29 gefördert wird und den hydrostatischen Motor 26 in der Vorwärtsfahrtrichtung antreibt. Zugleich wird Steuerdruckflüssigkeit aus dem Stellzylinder 128 durch die Steuerleitung 139 zur Öffnung 225 zwischen den Ventilbunden 223 und 232 in die Ablauföffnung 228 geleitet.

Ist der der Einstellung des Steuergliedes 175 entsprechende Druck in der Schlauchleitung 29 erreicht worden, so bewegt sich das Ventilglied 216 nach rechts zurück in die Modulationsstellung, in der der Ventilbund 222 die Öffnung 224 gerade sperrt. Zu diesem Zweck ist ein Bolzen 236 vorgesehen, der mit seinem einen Ende in einen Zylinder 237 ragt, der einen Teil des Druckfühlers 168 bildet Der Zylinder 237 steht mit der Schlauchleitung 29 über eine Leitung 239 in Verbindung. Die auf den Bolzen 236 einwirkende Kraft ist daher proportional dem Druck in der Schlauchleitung 29 und stellt daher eine Größe für das Drehmoment des hydrostatischen Zusatzantriebes dar. Der Bolzen 236 wirkt auf das Ventilglied 216 des Drehmomentstromteils über einen Federsitz 241 in F i g. 3 nach rechts ein, der von einer Feder 242 gegen das linke Ende des Ventilglieds gedruckt wird.

Die soweit beschriebene Stelleinrichtung 54 arbeitet in der folgenden Weise. Stehi die Stange 177 in der in F i g. 3 dargestellten Stellung, so wird die Strömung der Steuerdruckflüssigkeit von den radialen Durchlässen 205 und 206 nur sehr wenig gedrosselt, so daß der größte Druckabfall der Steuerdruckflüssigkeit zwischen der Füll- und Steuerpumpe und dem Pumpengehäuse an einer Drosselstelle 245 in dem Durchlaß 222' auftritt. Wird jedoch die Stange 177 verschoben, um die radialen Durchlässe 205 und 206 zu verkleinern, so wird die Strömung der Steuerdruckflüssigkeit an der Drosselstelle 245 kleiner, so daß an der Drosselstelle ein kleinerer Druckabfall und an den radialen Durchlässen

205 und 206 ein größerer Druckabfall eintritt, der zi einem Druckanstieg in der modulierten Druckkammei 197 führt. Der Druckanstieg in der modulierten Druckkammer 197 wird über die Membrankolbenanordnung 180 und die Schraubenfeder 217 auf das Ventilglied 216 übertragen. Reicht diese Kraft aus, um die auf den Bolzen 236 einwirkende Druckkraft sowie die Kraft dei Feder 242 und die Reibungskräfte zu überwinden, se wird das Ventilglied nach links geschoben, wie ober beschrieben, und die Steuerdruckflüssigkeit in die Steuerleitung 138 geleitet mit der Folge, daß der Stellzylinder 127 beaufschlagt und der Stellzylinder 128 entlastet wird, so daß die Taumelscheibe geschwenkt wird. Die resultierende Erhöhung der Pumpenfördermenge bewirkt eine Beschleunigung des hydrostatischen Motors, so daß das Ausgangsdrehmoment erhöht wird wodurch der Druck in dem hydrostatischen Zusatzantrieb ansteigt. Eine Rückkopplung zur Stelleinrichtung erfolgt über die Leitung 239, die an die Schlauchleitung 29 angeschlossen ist. Der Druck im hydrostatischen Zusatzantrieb steigt an, bis die auf den Bolzen 236 einwirkende Kraft so stark wird, daß die Schraubenfeder 217 zusammengedrückt wird, und daß das Ventilglied 216 in eine Modulationsstellung zurückbewegt werden kann,

in der ein Ausgangsdrehmoment aufrechterhalten wird, das der Einstellung des Steuergliedes 175 entspricht.

Die Aufrechterhaltung des gewählten konstanten Ausgangsdi-ehmomentes oder des Druckes im hydrostatischen Zusatzantrieb wird in der folgenden Weise

durchgeführt, wobei angenommen wird, daß das Steuerglied 175 feststeht. Hieraus ist zu ersehen, daß im Dauerbetrieb immer ein Gleichgewicht der Kräfte, die parallel zur Achse des Ventilglieds 216 wirken, auftreten kann, so daß das Produkt aus dem Druck in der modulierten Druckkammer 197 und der wirksamen Fläche der Membran-Kolbenanordnung 180 gleich dem Produkt aus dem Druck im Zylinder 237 und der Endfläche des Bolzens 236 sein muß. Alle Änderungen der Betriebsbedingungen, die dieses Gleichgewicht stören,

führen dazu, daß die Glieder der Steuerung die Fördermenge der Pumpe so ändern, daß ein konstantes Ausgangsdrehmoment und der beschriebene Kraitaüsgleich aufrechterhalten wird.

Das Neutralantriebsventil 170 dient als Ein- und Ausschaltmittel für den hydrostatischen Zusatzantrieb zusammen mit der Pumpenkupplung 42. Das Neutralantriebsventil 170 wird von einem Elektromagneten 250 eingestellt, der von der Steuereinrichtung 44 (Fig. 1) Strom erhält. Das Neutralantriebsventil 170 enthält einen bewegbaren Ventilschieber 251 mit einem oberen Ventilbund 252 und einem unteren Ventilbund 253, die die Verbindung zwischen Öffnungen 255 und 256 öffnen oder sperren, sowie einen Ventilsitz 257. Es wird darauf hingewiesen, daß der Ventilbund 252 als Ventil

wirkt und beim Anliegen am Ventilsitz 257 die Strömung der Steuerdruckflüssigkeit in eine Niederdruck-Kammer 259 des Neutralantriebsventils 170 sperrt, das über den Durchlaß 211 mit dem Ablaufkanal 212 in Verbindung steht. Die F ig. 3 zeigt das Neutralan-

tr.ebsventil 170 in der Offenstellung, bei der eine Verbindung zwischen den Öffnungen 255 und 256 besteht, so daß die Steuerdruckflüssigkeit in die modulierte druckkammer 197 strömen kann. Wird die Stromversorgung des Elektromagneten 250 unterbrochen, so be-

%*& sich der Ventilschieber 251 nach oben, wobei die μ ".""? ²⁵⁵ gesperrt und die Öffnung 256 mit der Niederdruckkammer 259 verbunden wird, so daß der uruck in der modulierten Druckkammer 197 sofort ab-

fällt. Die Strömung der Sieuerdruckflüssigkeit aus der modulierten Druckkammer 197 setzt sich fort, bis der Druck in der modulierten Druckkammer gleich dem Druck im Pumpengehäuse ist. Dieser Druckabfall in der modulierten Druckkammer 197 erzeugt ein Ungleichgewicht der auf das Ventilglied 216 einwirkenden Kräfte mit der Folge, daß die Pumpe 25 keine Arbeitsdruckflüssigkeit mehr fördert und das Ausgangsdrehmoment 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 der hydrostatische Zusatzantrieb ungeachtet der Einstellung des Steuergliedes 175 ein- und ausgeschaltet werden kann.

Die die Einstellung verzögernde Dämpfungszylinderanordnung 173 soll ein zu schnelles Einstellen verhindern, das bei einer raschen Bewegung des Steuergliedes im Uhrzeigersinne verursacht wird. Dieser Fall würde z. B. eintreten, wenn beim Umschalten des Wechselgetriebes 14 das Gaspedal 51 rasch losgelassen wird. Wäre die Dämpfungszylinderanordnung 173 nicht vorgesehen, so würde die Feder 181 das Steuerglied 175 und die Taumelscheibe 123 sofort in die neutrale Stellung zurückführen. Dieses rasche Ansprechen kann nicht zugelassen werden, wenn eine kontrollierte Abbremsung erwünscht ist. Es ist außerdem noch erwünscht, daß die Zugkraft des hydrostatischen Zusatzantriebes während einer Schaltung des Wechselgetriebes 14 nicht geschwächt wird.

Die Dämpfungszylinderanordnung 173 und ein Strömungssteuerventil 247 steuern die Rückführung des Steuergliedes 175 in die neutrale Einstellung. Wird das Steuerglied 175 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt, so bewegt sich ein Kolben 254 der Dämpfungszylinderanordnung, dessen Kolbenstange 265 mit dem anderen Arm des Steuergliedes 175 gelenkig verbunden ist, in einem Dämpfungszylinder 258 nach rechts und saugt die unter dem Gehäusedruck stehende rückgeführte Steuerdruckflüssigkeit in den vom Kolben 254 zurückgelassenen Hohlraum an. Dies hat zur Folge, daß die Steuerdruckflüssigkeit durch eine Leitung 260 im Ventilgehäuse 191, über ein Kugelrückschlagventil 261 im Strömungssteuerventil 247 durch einen Kanal 262 in den Dämpfungszylinder 258 strömt. Wird das Steuerglied 175 losgelassen, so schwenkt die Feder 181 das Steuerglied um dessen Drehachse, wobei die Federkraft auf den Kolben 254 übertragen und in einer Dämpfungskammer 267 ein Druck erzeugt wird. Als Folge des Druckanstieges strömt die Steuerdruckflüssigkeit aus der Dämpfungskammer 267 hinaus und durch den Kanal 262, wobei das Kugelrückschlagventil 261 sich schließt, so daß die Steuerdruckflüssigkeit durch eine öffnung 268 mit änderbarer Weite strömt, wobei die Weite von einem Schraubglied 270 eingestellt werden kann. Die Steuerdruckflüssigkeit kehrt dann durch die Leitung 260 und den Abluftkanal 212 zum Pumpengehäuse zurück.

Die Weite der Öffnung 268 kann durch Drehen einer Mutter 272 geändert werden, in die das Schraubglied 270 eingeschraubt ist Ein Schaft 273 des Schraubgliedes kann mit einer Farbkodierung versehen werden, die die Weite der Öffnung anzeigt.

Nachstehend wird noch einmal eine kurze Zusammenfassung der Beschreibung der Arbeitsweise des hydrostatischen Zusatzantriebes einer Anhängerachse gegeben.

Die Steuereinrichtung 44 ist mit einer elektrischen Srhnltune verbunden, die die beschriebenen Funktionen selbsttätig ausführt, wenn sie mittels eines Schalters ein- oder ausgeschaltet wird, oder wenn sie bei einem bestimmten Gang des Wechselgetriebes 14 eingeschaltet wird. Eine solche elektrische Schaltung ist an sich bekannt und daher in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Der hydrostatische Zusatzantrieb wird durch Druck auf einen Schalter in der Zugmaschine eingeschaltet. Hierbei schaltet die Steuereinrichtung 44 das zweigängige Achsgetriebe 59 in den ersten Gang, so daß die Antriebsmaschinendrehzahl sich an die Fahrzeuggeschwindigkeit anpassen kann. Hiernach rückt die Steuereinrichtung 44 die Pumpenkupplung 42 ein. Der hydrostatische Zusatzantrieb treibt dann die Anhängerachse 21 an, während die Steuereinrichtung 44 das Drehmoment des hydrostatischen Zusalzanlriebes in der oben beschriebenen Weise steuert. Das zweigangige Achsgetriebe 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 Geschwindigkeit führt der Fahrgeschwindigkeitsfühler 64 der Schalteinrichtung 63 ein Signal zu, die ihrerseits der Steuereinrichtung 44 ein Signal zuleitet, wodurch der Elektromagnet 250 Strom erhält. Hierbei wird die Pumpenfördermenge auf Null herabgesetzt, der Antrieb entlastet und der hydrostatische Motor 26 verlangsamt. Die Schalteinrichtung 63 führt dann dem pneumatisch beaufschlagbarem Stellmotor 100 Druckluft zu mit der Folge, daß das zweigängige Achsgetriebe in den zweiten Gang mit der höheren Drehzahl geschaltet wird. Nach Beendigung der Schaltung schaltet die Steuereinrichtung 44 die Stromversorgung des Elektromagneten 250 ab, wodurch der hydrostatische Zusatzantrieb mitteis der nun wieder voll arbeitenden Pumpe 25 eingeschaltet wird.

Erreicht das Fahrzeug eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit, z. B. 56 km/h, so wird diese Geschwindigkeit von der Steuereinrichtung 44 entweder durch eine besondere Schaltung des Wechselgetriebes 14 oder vom Fahrgeschwindigkeitsfühler 64 ermittelt, wodurch die Pumpenkupplung 42 ausgerückt und der hydrostatische Zusatzantrieb sofort abgeschaltet wird. Hiernach wird der auf den pneumatisch beaufschlagbaren Stellmotor 100 einwirkende Druck von der Steuereinrichtung 44 über die Schalteinrichtung 63 abgebaut wodurch die Anhängerachse in eine Leerlaufstellung geschaltet wird. Bei hohen Geschwindigkeiten erfolg! der Antrieb des Fahrzeuges allein von der Zugmaschine aus.

Wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges herabgesetzt, so bewirkt ein Herunterschalten des Wechselge triebes, das der hydrostatische Zusatzantrieb sicr selbsttätig einschaltet. Die Steuereinrichtung 44 und di( Schalteinrichtung 63 schalten das zweigängige Achsge triebe in den den Fahrbedingungen entsprechender Gang, wonach die Pumpenkupplung 42 eingerück wird.

Wird die vorherbestimmte niedrige Geschwindigkei vom Fahrgeschwindigkeitsfühler 64 ermittelt, so führ die Schalteinrichtung 63 der Steuereinrichtung 44 eil Signal zu, wodurch der Elektromagnet 250 des Neutral antriebsventils mit Strom versorgt und die Fördermen ge der Pumpe 25 auf den Wert Null herabgesetzt wire Die Schalteinrichtung 63 schaltet das zweigängig Achsgetriebe 59 in den niedrigen Gang, worauf di Steuereinrichtung 44 den Elektromagneten 250 ab schaltet und die Pumpe wieder in Betrieb setzt, so da

der hydrostatische Zusatzantrieb wieder wirksam wird.

Zum Ausschalten des Zusatzantriebs wird der Schalter betätigt, wodurch die Steuereinrichtung 44 die Pumpp.nkupplung 42 ausrückt und die Schalteinrichtung 63 das zweigängige Achsgetriebe 59 in die Leerlaufstellung schaltet.

Die Steuereinrichtung 44 rückt die Pumpenkupplung 42 aus, wenn das Wechselgetriebe in den Rückwärtsgang geschaltet wird, so daß der hydrostatische Zusatzantrieb bei einer Rückwärtsfahrt ausgeschaltet wird. Zugleich wird das zweigängige Achsgetriebe 59 in die Leerlaufstellung geschaltet, so daß das Fahrzeug rückwärts fahren kann, ohne daß die vom hydrostatischen Motor 26 antreibbaren Achswellen von diesen angetrieben werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den hydrostatischen Zusatzantrieb einer Anhängerachse einer Zugmaschi- s ne mit Anhänger, wobei der Fahrantrieb der Zugmaschine über ein Wechselgetriebe erfolgt und von der Antriebsmaschine der Zugmaschine eine auf der Zugmaschine angeordnete Pumpe des hydrostatischen Zusatzantriebes angeordnet wird, die einen auf dem Anhänger angeordneten hydrostatischen Motor mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, und die Pumpe und der hydrostatische Motor in einem geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf liegen und der hydrostatische Motor über ein gegebenenfalls mehrgängiges Wechselgetriebe die Anhängerachse antreibt, und wobei die Fördermenge der Pumpe bzw. das Schluckvermögen des hydrostatischen Motors über von einer Füll- und Steuerpumpe mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagbare Stellzylinder einstellbar ist, wobei im Steuerkreislauf ein Drehmomentventil vorgesehen ist, dessen Ventilglied die Beaufschlagung bzw. die Entlastung des Stellzylinders steuert, wozu das Ventilglied in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung und vom Druck im geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (216) des Drehmomentventils (166) im Sinne einer Erhöhung der Fördermenge der Pumpe mittels eines an das Betätigungsgestänge des Gaspedals (51) der Antriebsmaschine (12) der Zugmaschine (10) angeschlossenen Steuergliedes (175) belastet ist, und entgegengesetzt zu dieser Belastungsrichtung vom Druck im Hochdruckteil des hydraulischen Arbeitskreislaufes des hydrostatischen Zusatzantriebes beaufschlagt ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an das Betätigungsgestänge des Gaspedals (51) angeschlossene Steuerglied (175) mit einer Dämpfungszylinderanordnung (173) gekoppelt ist, die beim Loslassen des Gaspedals (51) eine verzögerte Rückbewegung des Steuergliedes (175) bewirkt, wodurch die Einstellung des Drehmomentventils (166) während des Schaltens des Wechselgetriebes (14) des Fahrantriebes der Zugmaschine (10) und damit der Zugaufwand an der Anhängerachse (21) aufrechterhalten bleibt.

3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungszylinderanordnung (173) einen an das an das Betätigungsgestänge des Gaspedals (51) angeschlossene Steuerglied (175) angelenkten Kolben (254) aufweist und weiterhin ein Strömungssteuerventil (24) umfaßt, durch das die Wirkung des Kolbens (254) geändert werden kann.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (216) des Drehmomentventils (166) durch eine Schraubenfeder (217) in Richtung Erhöhung der Pumpenfördermenge belastet ist und der eine Federsitz (220) dieser Schraubenfeder (217) durch eine Membran-Kolbenanordnung (180) einstellbar ist, wobei die Stellung der Membran-Kolbenanordnung durch Steuerung des Druckes der Steuerdruckflüssigkeit in den zu beiden Seiten der Membran (193) gebildeten Druckkammern (195 und 197) mittels des an das Betätigungsgestänge des Gaspedals (51) angeschlossenen Steuergliedes (175) eingestellt wird.

5. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß an das an das Betätigungsgestänge des Gaspedals (51) angeschlossene Steuerglied (175) eine Stange (177) angelenkt ist, die in einer Buchse (179) der Membran-Kolbenanord-Rung (180) geführt ist und zwei Durchlässe (205 und 206) steuert, wodurch der über den einstellbaren Federsitz (220) der Schraubenfeder (217) auf das Ventilglied (216) des Drehmomentventils (166) in Richtung Erhöhen der Pumpenfördermenge wirkende Druck der Steuerdruckflüssigkeit in der modulierten Druckkammer (197) änderbar ist.