DE2100790A1

DE2100790A1 - Einrichtung zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl einer Antriebsanlage

Info

Publication number: DE2100790A1
Application number: DE19712100790
Authority: DE
Inventors: Horst 7000 Stuttgart; Veil Karl 7336 Uhingen; Hamma Karlmann 7992 Tettnang; Mann Egon 7990 Friedrichshafen Bäuerle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-01-08
Filing date: 1971-01-08
Publication date: 1972-07-20
Also published as: GB1381884A; US3761141A; FR2121294A5

Description

Wd/Fu I8.12.7O

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart, und Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Frie dri chshafen Einrichtung zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl einer Antriebsanlage

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl einer Antriebsanlage, vorzugsweise zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines mit einem hydrostatischen Antrieb ausgestatteten Fahrzeugs, mittels einer mechanischen Bremseinrichtung.

Wird eine derart ausgebildete Antriebsanlage von der An- oder Abtriebsseite her zu stark beschleunigt, so kann die Drehzahl unerwünscht hohe Werte annehmen, wodurch die Gefahr des Beschädigens der Anlage besteht.

Ist ein Fahrzeug beispielsweise mit einem hydrostatischen Antrieb ausgerüstet und wird es von seiner Masse her beschleunigt, z. B. beim Befahren eines Gefälles, dann wird der Hydromotor als Pumpe angetrieben. Ist die Beschleunigung genügend groß oder dauert der

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Beschleunigungsvorgang genügend lange, dann kann der Hydromotor überdreht werden, wodurch er beschädigt oder gar zerstört wird. Dasselbe geschieht z. B. bei einem hydrostatischen Antrieb einer Winde, wenn die fallende Last eine Überdrehzahl hervorruft.

Um dies zu verhindern, wird von dem die Anlage Bedienenden eine mechanische Bremseinrichtung betätigt. Eine solche Anlage ist durch/die deutsche Auslegeschrift 1 189 867 bekannt geworden.

Sie verlangt Jedoch ständiges Beobachten des Betriebszustandes durch den Bedienenden, u. a. richtet sie sich an dessen Geschicklichkeit. Das führt bei Unachtsamkeit oder mangelnder Erfahrung zu Betriebszuständen, in denen der obengenannte Gefahrenzustand eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die auch in kritischen Betriebszuständen die AntrJäDsanlage sicher vor Beschädigung oder gar Zerstörung schützt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß über ein von einem Drehzahlgeber beeinflußtes, in einer an eine Druekmittelquelle angeschlossenen Leitung angeordnetes, drosselndes Glied eine geschwindigkeitsabhängig steuerbare Zuführung von Druckmittel zu einem die Bremseinrichtung mittelbar oder unmittelbar betätigenden Verstellzylinder erfolgt.

Das hat den Vorteil, daß die Bremseinrichtung auch ohne das Zutun des Bedienenden in Aktion tritt, d. h. sie spricht von einer bestimmten Drehzahl ab selbsttätig an.

Als Druckmittelquelle kann eine Hydropumpe dienen, wenn flüssiges Druckmittel als Medium verwendet wird, oder ein Druckluftkompressor bei Druckluftbetätigung der Bremseinrichtung.

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Der Bremsdruck kann unmittelbar zum Verstellzylinder der Bremseinrichtung herangeführt werden oder zu einem Hilfszylinder, der mit einem Hauptbremszylinder gekoppelt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl einer Antriebsanlage in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 1, angewandt bei einem Fahrzeug mit hydrostatischem Antrieb, ebenfalls in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Antriebsmaschine bezeichnet, die über eine Abtriebswelle 2 ein Rad 5 antreibt. Auf der Abtriebswelle ist ein Fliehkraftregler 4 bekannter Bauart angeordnet, dessen Fliehgewichte 5 mit einer auf der Abtriebswelle 2 angeordneten Schiebemuffe 6 zusammenwirken. Auf diese wirkt eine Feder 7 ein, welche bestrebt ist, die Schiebemuffe entgegen der Kraft der auf sie einwirkenden Fliehgewichte zu verschieben. Zwischen der Schiebemuffe und den Fliehgewichten besteht ein festgelegter Abstand h.

Mit der Schiebemuffe ist ein Verstellglied 8 einer verstellbaren Drossel 9 verbunden, die in einer Leitung 10 angeordnet ist. Die Leitung 10 führt von einer Druckmittelquelle 11 zu einem Behälter 12.

An die Leitung 10 ist eine Zweigleitung 13 angeschlossen, die zum Verstellzylinder 14 (Raddruckzylinder) einer konventionellen Be-

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triebsbremse 15 führt. Diese dient zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl der Anlage und kann entweder unmittelbar an der Antriebsmaschine 1 oder dem Rad J5 einwirken.

Hat die Abtriebsdrehzahl einen bestimmten Wert erreicht, so kommen die Pliehgewichte nach Überwindung des Abstands h in Berührung mit der Schiebemuffe 6 und verschieben sie entgegen der Kraft der Feder 7· Das mit der Schiebemuffe 6 verbundene Verstellglied 7 stellt die Drossel 9 daraufhin so ein, daß der Durchflußquerschnitt der Leitung 10 verringert wird. An der Drossel bildet sich ein Druckgefälle, d. h. zwischen der Drossel 14 und der Druckmittelquelle 11 baut sich ein Druck auf, der über die Zweigleitung 13 auf den Verstellzylinder 14 einwirkt. Dieser betätigt die Betriebsbremse 15. Die Bremskraft ändert sich ab einer bestimmten Drehzahl - dann nämlich, wenn die Pliehgewichte mit der Schiebemuffe 6 in Berührung gekommen sind - proportional zur Abtriebsdrehzahl, d. h. diese ist drehzahl- oder geschwindigkeitsabhängig. Mit dieser Anordnung wird ein wirksamer und einfacher Überdrehschutz der Antriebsmaschine erreicht.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine hydrostatische Antriebsvorrichtung, bei der der Hydromotor vor Überdrehzahl geschützt werden soll. Das erfindungsgemäße Prinzip wird in ψ etwas anderer Weise angewandt. Gleiche Teile wie zuvor sind mit denselben Ziffern bezeichnet.

Von einer Brennkraftmaschine 16 wird eine verstellbare Hydropumpe 17 angetrieben, von der zwei Leitungen 18 und 19 zu einem Hydromotor 20 führen. Dieser treibt über die Abtriebswelle 2 ein Fahrzeugrad 5

Eine Hilfspumpe 21 saugt aus einem Behälter Druckmittel an und fördert es über Leitungen 22, 23 und eines von zwei Rückschlagventilen 24j, 25 in die den niedrigeren Druck führende. Leitung 18 oder 19„

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Die Hilfspumpe fördert weiterhin Druckmittel in eine Leitung 26, in der hintereinanderliegend eine verstellbare Drossel 9 und eine feste Drossel 27 angeordnet sind. Das Ende der Leitung 26 mündet in den Behälter 12. Von einer zwischen den Drosseln 9 und 27 liegenden Stelle geht die Zweigleitung 15 aus, die in einem Hilfszylinder 28 mündet. In diesem ist entgegen der Kraft einer Feder 29 ein Kolben 30 dicht gleitend geführt, dessen Kolbenstange 31 am unteren Arm 32' eines um eine Achse 33 drehbaren Bremspedals 32 angelenkt ist. Am Arm 32^f ist ebenfalls noch eine Schubstange 34 angelenkt, die einen Hauptbremszylinder 35 betätigt. Von diesem werden in bekannter Weise die Radbremszylinder l4 der Betriebsbremse 15 beaufschlagt.

Auf der Abtriebswelle 2 ist der Fliehkraftregler 4, wie oben beschrieben, angeordnet. Die Leitung 26 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 36 abgesichert, das vor der verstellbaren Drossel 9 liegt. Im Gegensatz zum vorigen Ausführungsbeispiel ist die Drossel 9 in Ruhelage geschlossen und öffnet sich erst, wenn der Fliehkraftregler die Schiebemuffe 6 betätigt.

Im Betrieb fördert die von der Brennkraftmaschine l6 angetriebene, verstellbare Hydropumpe 17 Druckmittel über die Leitung l8 zum Hydromotor 2G* der das Fahrzeugrad 3 antreibt. Die Speisepumpe fördert über die Leitung 22 und das Rückschlagventil 25 Druckmittel In die den Niederdruck führende Leitung 19. Die verstellbare Drossel 9 ist im normalen Fahrbetrieb geschlossen. Zum Bremsen des Fahrzeugs wird in üblicher Weise das Bremspedal 32 betätigt, worauf öle Raddruckzylinder 14 die Betriebsbremse betätigen.

Wird das Fahrzeug s. B, im Gefalle infolge des Hangabtriebs beschleunigt, dann arbeitet der Hydromotor 20 als Pumpe* die Hydropumpe 17 als Motor, der die Brennkraftmaschine antreibt. Die Bewegungsenergie des Fahrzeugs wird also über das hydrostatische Getriebe de™ Brennkraftmaschine zugeführt und von deren Schlepp-

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leistung ganz oder teilweise vernichtet, je nach der Größe des Gefälles und der Dauer des Beschleunigungsvorganges. Wären keine besonderen Maßnahmen getroffen und würde das Fahrzeug weiterhin beschleunigt, dann bestünde die Gefahr, daß der Hydromotor überdreht und dadurch beschädigt oder gar zerstört wird. Hier setzt aber die erfindungsgemäße Anordnung ein.

Hat die Drehzahl der Abtriebswelle 2 einen festgelegten Maximalwert erreicht, dann verschieben die Pliehgewichte des Fliehkraftreglers 4 nach Überwindung des Abstandes h die Schiebemuffe 6 derart, daß diese die verstellbare Drossel 9 aufsteuert. Daraufhin kann Druckmittel durch die Leitung 26 strömen. Zwischen der verstellbaren Drossel 9 und der festen Drossel 27 staut sich ein Druck an, der bis zum Äbschaltdruck des Druckbegrenzungsventils J>6 ansteigen kann. Der zwischen den beiden Drosseln herrschende Druck ist über die Zweigleitung 15 auch im Hilfszylinder 28 wirksam. Dieser verschiebt den Kolben JO entgegen der Kraft der Feder 29. Die Kolbenstange 51 betätigt die Schubstange J>h des Hauptbremszylinders 55j worauf die Betriebsbremse 15 das Fahrzeug abbremst. Hierdurch wird die Drehzahl des Hydromotors 20 entweder verringert oder auf einem nicht kritischen Wert gehalten, ein Überdrehen desselben wird vermieden. Zwischen dem Bremsdruck in der Zweigleitung 12 und der Abtriebsdrehzahl besteht über die Charakteristik des Fliehkraftreglers in Verbindung mit der festen Drossel 27 ein bestimmter* funktlonelier Zusammenhang, so daß der Bremsvorgang gestuft erfolgt-, und zwar automatisch ohne das Zutun des Fahrers. Das Bremsen durch den Fahrer selbst kann also durch diesen "Vorgang übersteuert werden, er braucht dem Bremsvorgang keine Aufmerksamkeit zu widmen,

Anstellet eines Fliehkraftreglers können auch andere Drehzahlmeßgeräte verwendet werden, z, B, Tachogeneratoren, oder z, B. auch elektronische. Die feste Drossel 27 kann zwecks Verändern der

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Bremscharakteristik willkürlich einstellbar ausgebildet sein. Die verstellbare Drossel 9 kann auch durch ein Ventil ersetzt werden, das vom Stellglied 8 einstellbar ist und den Durchfluß durch die Leitung 10 in der geschilderten Weise steuert.

Eine erfindungsgenäße Anordnung ist auch für hydrostatische Antriebe, die im offenen Kreislauf arbeiten, ohne weiteres anwendbar, z. B. beim Antrieb von Windwerken o. al Als Beschleunigungsgeber wirkt hier die sich abwärts bewegende Last. Als Antriebsmaschinen für den hydrostatischen Antrieb kommen sowohl Brennkraftmaschinen wie auch Elektromotoren o. ä. in Betracht.

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Claims

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Patentansprüche:

'. 1. !Einrichtung zur Steuerung der Abtriebsdrehzahl einer Antriebsanlage, vorzugsweise zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines mit einem hydrostatischen Antrieb ausgestattenen Fahrzeugs, mittels einer mechanischen Bremseinrichtung, dadurch ) gekennzeichnet, daß über ein von einem Drehzahlgeber (4) beeinflußtes, in einer an eine Druckmittelquelle (11,21) angeschlossenen Leitung angeordnetes, drosselndes Glied (9) eine geschwindigkeitsabhängig- steuerbare Zuführung von Druckmittel zu einem die Bremseinrichtung (15) mittelbar oder unmittelbar betätigenden Verstellzylinder (14) erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstellzylinder (l4). ein Hauptbremszylinder (55) vorgeschaltet ist, der von einem an die Leitung angeschlossenen Hilfszylinder (29) betätigbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Druckmittelquelle angeschlossene Leitung (10; 26) zu einem drucklosen Raum führt, daß in die Leitung stromabwärts das drosselnden Glieds (9) eine zweite Drossel (27) angeordnet ist, und daß von dem zwischen dem drosselnden Glied und der

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zweiten Drossel gelegenen Abschnitt der Leitung (26) eine Leitung (13) abzweigt, die zum Hilfszylinder (29) für die Bremseinrichtung führt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß bei einer hydrostatischen Antriebsanlage (17 bis 20) der Verstellzylinder der Bremseinrichtung an die als Hilfspumpe (21) ausgebildete Druckmittelquelle angeschlossen ist und das drosselnde Glied (9) von der Abtriebsdrehzahl des Hydromotors (20) mittels des auf dessen Abtriebswelle (2) angeordneten Drehzahlgebers (4) beeinflußbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber (4) als Fliehkraftregler ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drossel (27) willkürlich einstellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellzylinder (28) über eine Betätigungsstange (31* 34) mit dem Hauptbremszylinder (35) verbunden ist, die auch von einem Bremspedal (32) betätigbar ist.

8. Einrichtung nach einemder Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß das drosselnde Glied (9) eine verstellbare Drossel ist. /

+) in geschlossenem Kreislauf betriebenen

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