DE2336256A1

DE2336256A1 - Verfahren und vorrichtung zur laermverminderung von antriebsmaschinen

Info

Publication number: DE2336256A1
Application number: DE19732336256
Authority: DE
Inventors: Fred T Smith
Original assignee: Sargent Industries Inc
Current assignee: Sargent Industries Inc
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1973-07-17
Publication date: 1974-02-07
Also published as: AU5673573A; US3812676A; GB1439193A; CA996840A; IT985244B; JPS4963114A; BR7305404D0; FR2194011B1; AU474558B2; FR2194011A1

Description

Sargent Industries Inc. P 739

Los Angeles California

Verfahren und Vorrichtung zur Lärmverminderung von Antriebsmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lärmminderung von Antriebsmaschinen, die zugleich einen Nebenverbraucher mit veränderlicher Last betreiben.

Zusammenfassung der Erfindung: Eine Pumpe, die über ein ausreichend großes Leistungsvermögen verfügt, um einen Verbraucher mit dem notwendigen Durchsatz an Hydraulikflüssigkeit bei verhältnismäßig niedriger Pumpendrehzahl zu versorgen, wird von einer Maschine angetrieben, die bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet. Wenn sich die Maschinendrehzahl auf einen vorbestimmten Wert oberhalb ihrer Leerlaufdrehzahl erhöht, sind Mittel vorgesehen, um die Ausgangsleistung der Pumpe auf oder unter einem vorbestimmten Durchsatzwert zuhalten, damit die Pumpe oder der Nebenverbraucher nicht überlastet werden. Als Pumpe kann eine Pumpe mit veränderlichem Verdrängervolumen oder eine Vielzahl von Pumpen mit konstantem Verdrängervolumen dienen, um die Ausgangsleistung in Abhängigkeit vom geforderten Druck des Nebenverbrauchers zu verändern und um somit das erforderliche Eingangsdrehmoment für die Pumpe unter einen vorbestimmten Wert zu halten. Die Steuermittel in Form einer Drossel

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können in Reaktion auf den geforderten Druck des Nebenverbrauchers betätigt werden, um das Drehmoment der Maschine abhängig vom erforderlichen Eingangsdrehmoment für den Betrieb der Pumpe zu verändern, während die Maschine bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlauf drehzahl arbeitet.

In zunehmendem Maße befaßt man sich im Rahmen des Umweltschutzes und der Urnweltverbesserung mit dem Problem der Lärmbelästigung. Gerade Stadtbevölkerung ist von allen Arten von Lärm umgeben, der vom Heulen der Düsenflugzeuge bis zum Dröhnen des Straßenverkehrs reicht. Diese Lärmbelästigung.kann sehr schädlich sein.

Eine allgemeine Lärmquelle ist der heulende Lärm eines Lastwagenmotors. Vornähmlich, wenn dieser auf hohen Drehzahlen läuft, um Hilfseinrichtungen, die sich auf dem Lastwagen befinden, zu betreiben. Als Beispiel ist ein Müllwagen erwähnt, bei dem der Lastwagenmotor einen Lademechanismus für die Müll Schluckeinrichtung nebenbei betreibt.

Gerade die Hilfseinrichtungen auf einem Lastwagen, wie der Lademechanismus für einen Müllader, durchlaufen einen Arbeitstakt, in welchem sich die Belastungsverhältnisse gegenüber dem Motor verändern. Daher wird z.B. beim Betrieb eines Müllademechanismus der Müll zunächst in einen Füllbehälter eingebracht, der sich innerhalb einer Hecktorkonstruktion auf einem Lastwagen befindet. Der Müll wird dann von dem Füllbehälter durch eine Öffnung befördert, die den Füllbehälter mit einem Müllspeicher verbindet. Unter hohem Druck wird der Müll dann zusammengepreßt. Hierzu sind hohe Drücke für den Lademechanismus erforderlich.

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"Während des Betriebes von einem Nebenverbraucher auf einem Lastwagen war es früher notwendig, den Lastwagenmotor mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl weiterlaufen zulassen, wenn die Belastung des Ttebenverbrauchers veränderlich ist. Dies wurde deswegen getan, um ein Abwürgen des Lastwagenmotors zu verhindern, wenn die LeistungsiortJerungen infolge der veränderlichen Belastung zunahmen. Dieses Betriebs verfahren war vielleicht ausxeichend,um ein Abwürgen zu verhindern, es war jedoch unwirtschaftlich und erzeugte hohe Geräuschpegel.

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Der Motor erzeugte auch mehr Leistung als vorn Verbraucher benötigt wurde. Um diese nichtgenutzte Leistung während der Abschnitte des veränderlichen Belastungstaktes mit minimaler Leistungsanforderung zu verteilen, war es notwendig, einen Teil der Ausgangsleistung von einer Pumpe, die vom Motor angetrieben wurde, zu einem Sammelbehälter abzuzweigen. Daher wurde die gesamte Ausgangsleistung der Pumpe nur während der Abschnitte des veränderlichen Belastungstaktes mit maximaler Leistungsanforderung genutzt.

So ist es bekannt, für den Betrieb von Hilfseinrichtungen eine Hilfsmaschine zusätzlich auf dem Lastwagen zu montieren, um die Hilfseinrichtung zu betreiben. Diese Hilfsmaschinen sind verhältnismäßig klein und arbeiten bei hohen Drehzahlen, um ihre maximale Leistung für den Antrieb der Hilfseinrichtung zu entwickeln. Diese Betriebsart war im Hinblick auf eine Verminderung der Lärmbelästigung nicht zufriedenstellend, da eine kleine Maschine, die bei hoher Drehzahl arbeitet, ein äußerst wirksamer Lärmerzeuger ist. Ebenso ist diese Betriebsart unwirtschaftlich, da sie eine Verteilung von ungenützter Maschinenausgangsleistung erfordert, außer für den Fall, wenn die Belastung sich in der Phase ihres Arbeitstaktes mit maximaler Lei-

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stungsanforderung befindet.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine ausreichende Leistung zum Antrieb'von Nebenverbrauchern zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig die Antriebsmaschine in einem Bereich geringer Lärmentwicklung zu fahren. Ferner eine Vorrichtung, sowie ein Verfahren zum Antrieb eines Nebenverbrauchers mit veränderlicher Belastung zu schaffen, in welchem die Antriebsleistung mit einem besseren Wirkungsgrad durch den Verbraucher ausgenutzt wird. Darüber hinaus soll durch die Vorrichtung und das Verfahren die Maschine, die einen Nebenverbraucher antreibt, mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl nahe der Leerlaufdrehzahl betrieben werden, um einen verminderten Verschleiß und eine erhöhte Lebensdauer der Maschine zu erreichen, was zu verminderten Wartungskosten führt.

Erfindungsgemäß geschieht das durch ein Verfahren, bei dem ein Nebenverbraucher mit veränderlicher Belastung angetrieben wird durch ein Hydrauliksystem, das abhängig vom Betrieb der Antriebsmaschine einen Flüssigkeitsstrom unter Druck mit geregeltem Durchsatz erzeugt, und daß abhängig von der Belastung des Nebenverbrauchers eine Vorrichtung gesteuert wird, die auf die Drehzahl der Antriebsmaschine einwirkt, so daß diese nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet.

Ferner durch den Betrieb eines hydraulischen Nebenverbrauchers mit veränderlichem Volumen und veränderlichem Druck durch eine Pumpe mit ausreichender. Förderleistung, einer Antriebsmaschine, die mit einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl die Pumpe antreibt und durch Veränderung des Pumpen-Volumens abhängig dem Druckbedarf des Nebenverbrauchers, womit das maximale Antriebsdrehmoment der Antriebsmaschine angepaßt ist; und durch eine Vorrichtung, durch

die eine von der Maschine angetriebene Pumpe mit veränderbarem Volumen Hydraulikflüssigkeit an einem Nebenverbraucher abgibt, daß die Pumpe zwei Kolben besitzt, die über eine Taumelscheibe angetrieben sind, und daß der Hubraum durch Verstellen der Taumelscheibe veränderbar ist, oder daß mehrere Pumpen parallel geschaltet sind, die zu- und abgeschaltet werden, abhängig vom Flüssigkeitsdruck.

Gemäß der Erfindung wird ein hydraulischer Nebenverbraucher mit veränderlichen Volumen oder veränderlichem Druck von einer Pumpe angetrieben, die eine ausreichende Kapazität aufweist, um den Leistungsanforderungen des Verbrauchers zu genügen. Die Antriebsmaschine ist wirksam mit der Pumpe verbunden. Der Betrieb der Maschine zur Leistungsversorgung des hydraulischen Nebenverbrauchers geschieht bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen nahe der Leerlaufdrehzehl. Bei einer solchen Betriebsweise läuft die Maschine bei etwa einem Viertel ihrer maximalen Drehzahl und Leistung und arbeitet daher mit niedrigem Lärmpegel.

Während des Betriebes des Nebenverbrauchers wird eine Drosselsteuerung die Kraftstoffzufuhr zur Maschine auf einen Wert einregeln, der ausreicht, um die Ausgangsleistung lediglich auf den Wert zu halten, der ausreicht, um die Pumpe zu betreiben. Wenn sich die Maschinendrehzahl auf einen vorbestimmten Wert erhöht, z.B. um ihre Hauptarbeitsaufgabe zu erfüllen, wird der Durchsatz von Flüssigkeit durch die Pumpe auf oder unter einem vorbestimmten Wert gehalten. Hierzu dient erfindungsgemäß eine Fliehkraftkupplung, die in den Kraftfluß zwischen Antriebsmaschine und Pumpe geschaltet ist. Überschreitet die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Wert, unterbricht die Kupplung automatisch den Antrieb zwischen Maschine und Pumpe.

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Für die Verwendung der Vorrichtung für den Betrieb von hydraulischen Nebenverbrauchern mit veränderlichem Volumen oder veränderlichem Druck wird zweckmäßig ein Flüssigkeitsreservoir in hydraulischer Verbindung mit der Pumpe vorgesehen sein, um einen hydraulischen Kreislauf mit einer offenen Schleife zu bilden. Dies schafft eine größere Flexibilität für den Betrieb der Vorrichtung, indem ein veränderliches Volumen der Hydraulikflüssigkeit für den Betrieb des Nebenverbrauchers vorgesehen wird. Wenn z.B. der Verbraucher mit veränderlicher Belastung einen Hydraulikzylinder mit einem verhältnismäßig großen Volumen enthält, wird ein großes Volumen von Hydraulikflüssigkeit während einer Phase seines Betriebes in dem Zylinder gespeichert werden. Das Reservoir schafft eine Quelle für Hydraulikflüssigkeit zur Versorgung des Zylinders, und die gespeicherte Hydraulikflüssigkeit kann dann schnell in das Flüssigkeitsreservoir entleert werden, und zwar während einer anderen Phase des Belastungstaktes, wenn der Verbraucher nicht ein derartig großes Volumen an Flüssigkeit benötigt.

Die eingesetzten Pumpen zum Betrieb des Nebenverbrauchers können in eine Pumpe mit konstantem Verdrängungsvolumen bestehen, deren Kapazität genügend groß ist, um das maximale Volumen an Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung zu stellen.

Es können aber auch Pumpen mit veränderlichem Verdrängervolumen vorgesehen sein, die das Verdrängervolumen der Pumpe in Reaktion auf erhöhte Druckanforderungen von dem Verbraucher mit veränderlicher Belastung vermindern. Das Eingangsdrehmoment für den Antrieb der Pumpe ist proportional dem Flüssigkeitsvolumen, das von der Pumpe gefördert wird, und ebenso proportional den Druckanforderungen des hydraulischen Verbrauchers mit veränderlicher Belastung. Wenn die Druckanforderungen des hydraulischen Verbrauchers

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bis zu einem vorbestimmten Wert ansteigen, kann das Verdrängervolumen der Pumpe proportional vermindert werden, um das Eingangsdrehmoment für den Antrieb der Pumpe auf oder unter einem vorbestimmten Wert zu halten. Auf diese Weise ist die Maschine in der .Lage, die notwendige Antriebsleistung für die Pumpe zuliefern, und trotzdem mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl zu laufen.

Gleichfalls können die Pumpen aus einer Vielzahl von Pumpen mit konstantem Verdrängervolumen bestehen, um die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen in Reaktion auf die Druckanforderungen des hydraulischen Verbrauchers zu verändern. Indem die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen mit konstantem Verdrängervolumen vermindert wird, wenn die Druckanforderungen des hydraulischen Verbrauchers mit veränderlicher Belastung einen vorbestimmten Wert erreichen, kann das erforderliche Antriebs drehmoment für die Pumpen auf oder unter einem vorbestimmten W.ert gehalten werden. Dann, wenn die Druckanforderungen des hydraulischen Verbrauchers zurückgegangen sind, kann die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen erhöht werden, um das Volumen von Hydraulikflüssigkeit zu vergrößern und um die Arbeitsgeschwindigkeit des Verbrauchers mit veränderlicher Belastung zu erhöhen, während das erforderliche Eingang sdrehmoment für die Pumpen unter einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

Durch Steuermittel in Form einer Drossel kann die Kraft stoffzufuhr zur Maschine in Reaktion.auf die Druckanforderungen des Verbrauchers verändert werden, Das Ausgangsdrehmoment, das von der Maschine abgegeben wird, kann dann in Reaktion auf die Druckanforderungen des Verbrauchers verändert werden, während das Flüssigkeitsvolumen,

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das durch die Pumpen in das System gefördert wird, in ähnlicher Weise in Reaktion auf die Druckanforderungen des Verbrauchers verändert wird. Das Ausgangsdrehmoment der Maschine wird auf diese Weise so geregelt, daß es dem für den Betrieb der Pumpen erforderlichen Eingangsdrehmoment angepaßt ist. Diese Maßnahmen gewährleisten einen Betrieb mit hohem Wirkungsgrad, wobei das Ausgangsdrehmoment der Maschine wirkungsvoller für den Antrieb des Nebenverbrauchers ausgenutzt wird.

Die Drosselsteuervorrichtung, die die Kraftstoffzufuhr zur Maschine in Reaktion sowohl auf die Druckanforderungen des Nebenverbrauchers als auch auf das Volumen von Hydraulikflüssigkeit verändert, kann bei Verwendung von einer Vielzahl von Pumpen mit konstantem Verdrängervolumen einen Druckeingang erhalten, der proportional dem Systemdruck und den Belastungsanforderungen des Nebenverbrauchers mit veränderlicher Belastung ist, und einen Druckeingang, der proportional dem Volumen von Hydraulikflüssigkeit ist, mit dem das System durch eine Pumpe versorgt wird, wenn der Systemdruck auf oder unter einem bestimmten Drück ist. Die kombinierten Druckeingänge für die Drosselsteuervorricntung, die sowohl auf dem Systemdruck als auch auf dem Flüssigkeitsvolumen basieren, steuern die Bewegung, die einem Drosselsteuerhebel durch die Drosselsteuervorrichtung mitgeteilt wird. Die Menge des dem Motor zugeführten Kraftstoffes und das Ausgangsdrehmoment des Motors werden daher sowohl durch das Volumen von Flüssigkeit, welches durch die Pumpen in das System gefördert wird, als auch durch den Systemdruck gesteuert, gegen welchen die Pumpen bei der Versorgung des hydraulischen Nebenverbrauchers mit veränderlicher Belastung mit Flüssigkeit arbeiten.

Durch die Verwendung der vorliegenden Vorrichtung und do? Verfahrens

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wird eine verhältnismäßig große Antriebsmaschine dazu benutzt, die Leistung für einen verhältnismäßig kleinen Nebenverbraucher zu
liefern. Während die Antriebsmaschine die Leistung für den Nebenverbraucher bereitstellt, arbeitet sie mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl. In dieser Weise betrieben, können die Motormittel ungefähr bei 25 % ihrer maximalen
Drehzahl und Leistung arbeiten. Dadurch liefern die Motormittel die Leistung für den Nebenverbraucher bei einem sehr niedrigen Lärmpegel. Das .Ausgangsdrehmoment, das von den Motormitteln abgegeben wird, und das Eingangsdrehmoment, das von den Pumpenmitteln für die Versorgung des Nebenverbrauchers benötigt wird, stehen
vorzugsweise in einer solchen Beziehung zu einander, daß der Gesamtwirkungsgrad maximiert wird, wobei das Ausgangsdrehmoment der Motormittel wirkungsvoll für den Antrieb der Pumpenmittel ausgenutzt wird.

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Die Erfindung wird anhand von Beispielen in den Zeichnungen wie folgt beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht für ein System, bei dem eine Maschine nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet, um Leistung mit niedrigem Lärmpegel zu erzeugen , und um zugleich den Betrieb eines Nebenverbrauchers zu gewährleisten.

Fig. 2 zeigt in schematischer Ansicht eine Pumpe mit veränderlichem Verdrängeirvolumen.

Fig. 3 zeigt in schematischer Ansicht eine Pumpe und eine Ventilanordnung für eine Vielzahl von Pumpen mit konstantem Volumen für den Antrieb des Nebenverbrauchers, wobei die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pumpen in Reaktion auf die Druckanforderungen des Nebenverbrauchers veränderbar ist.

Fig. 4 zeigt in schematischer Ansicht Pumpen- und Ventilanordnungen gem. Fig. 3, wobei das Ventil verschoben werden kann, um das Volumen von Flüssigkeit zu vermindern, um so Leistung für den Betrieb des Nebenverbrauchers bereitzustellen.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Drosselsteuereinrichtung, die verwendet werden kann, um die Kraftstoff zufuhr zum Motor in Reaktion auf die Druckanforderungen des Nebenverbrauchers zu verändern.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Müllabfuhrwagens mit (in gestichelten Linien) einem Lademechanismus, der von einer Pumpe betrieben wird, die durch den Motor des Fahrzeuges bei einer Drehzahl nahe seiner Leerlaufdrehzahl angetrieben wird.

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Gemäß Fig. 1 wird eine verhältnismäßig große Maschine 2, deren Aufgabe in erster Linie darin besteht, einen Lastwagen über eine Hauptantriebswelle 7 anzutreiben, verwendet, um eine zweite Aufgabe zu erfüllen, nämlich Leistung für einen Nebenverbraucher 4 bereitzustellen, um eine Hilfsabtriebswelle 8 zu betreiben. Die Hilfswelle 8 ist über eine Fliehkraftkupplung 26, über eine Antriebswelle 9 mit einer Pumpe 6 verbunden. Die Pumpe 6 erhält Hydraulikflüssigkeit durch eine Eingangsleitung 16 aus einem Reservoir 14 und liefert Hydraulikflüssigkeit durch eine Ausgangsleitung 1 0 an den Nebenverbraucher mit veränderlichem Volumen und veränderlichem Druck. Hydraulikflüssigkeit des Nebenverbrauchers

wird durch eine Rückf uhr leitung 12 zum Reservoir 14 zurückgeleitet.

Eine Steuerleitung 28 führt von der Ausgangsleitung 10 zu der Pumpe 6 und wird dazu benutzt, um das Volumen der Hydraulikflüssigkeit, das durch die Pumpe 6 durch die Aisgangsleitung 10 gefördert wird, zu verändern. Es ist jedoch nicht entscheidend, das von der Pumpe geförderte Volumen der Hydraulikflüssigkeit zu verändern, daher kann die Steuerleitung 28 auch eingespart werden. Die Pumpe 6, zum Beispiel, kann eine Pumpe mit konstantem Verdrängervolumen sein, deren Kapazität genügend groß ist, um jeden Bedarf des Nebenverbrauchers mit veränderlicher Belastung zu decken. Die Maschine 2'ist schließlich so ausgelegt, daß sie die für den Antrieb der Pumpe 6 erforderliche Leistung bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl bereitstellt.

Eine Steuerleitüng 18, die von der Ausgangsleitung 10 abzweigt, kann dazu benutzt werden, eine Drossel steuervorrichtung 20, die als Hydraulikzylinder dargestellt ist, zu betätigen. Eine Stange 22, die in Reaktion auf Druckschwankungen innerhalb der Drosselsteuervorrichtung 20 bewegbar ist, ist mit einer Drossel 27 durch einen Hebel 24 verbunden. Nimmt der Druckbedarf des Nebenverbrauchers 4 zu, wird zusätzliche Leistung für den Antrieb der Pumpe 6 benötigt, um Hydraulikflüssigkeit für den

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Nebenverbraucher 4 zur Verfügung zu stellen. Dem erhöhten Leistungsbedarf des Nebenverbrauchers 4 wird durch eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu der Maschine 2 begegnet, wobei die Menge des Kraftstoffs von dem Systemdruck in der Leitung 10 abhängt, wie er durch die Steuerleitung 18 auf die Drosselsteuervorrichtung 20-übertragen wird. Auf diese Weise kann das Abtriebsdrehmoment der Maschine 2 automatisch durch die Drosselsteiaervorrichtung 20 reguliert werden, um die notwendige Leistung für den Betrieb des Nebenverbrauchers 4 bereitzustellen, während die Drehzahl der Maschine 2 nahe ihrer Leerlaufdrehzahl bleibt.

Bei Leistungsbereitstellung für den Betrieb des Nebenverbrauchers 4 arbeitet die Maschine 2 bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl. Die Hauptaufgabe der Maschine ist aber die Leistungsabgabe für den Antrieb eines Lastwagens. Im Bedarfsfall kann somit die Maschine 2 bei einer Drehzahl arbeiten, die ungefähr bei einem Drittel ihrer maximalen Drehzahl liegt, und eine Leistung an den Nebenverbraucher in Höhe von etwa einem Viertel bis einem Drittel der maximalen Ausgangsleistung abgeben. Zum Beispiel kann die Drehzahl der Maschine 2 zwischen 700 und 1. 000 Umdrehungen pro Minute schwanken, und trotzdem noch die Leistung für den Betrieb des Nebenverbrauchers 4 bereitstellen.

Da die Maschine 2 bei der Leistungsversorgung des Nebenverbrauchers 4 im Bereich ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet, liefert sie die notwendige Leistung bei einem sehr niedrigen Lärmpegel. Darüber hinaus wird dadurch, daß die Maschine 2 bei der Leistungsversorgung für den Nebenverbraucher 4 bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl arbeitet, die Lebensdauer der Maschine erweitert, und die Wartungskosten herabgesetzt. Beim Betrieb des Nebenverbrauchers 4 kann ein Abwürgen der Maschine 2 durch Veränderung der Kraftstoffzufuhr zur Maschine 2 in Reaktion auf den Druckbedarf des Verbrauchers mit veränderlicher

Belastung verhindert werden. Die Ausgangsleistung der Maschine wird auf diese Weise verändert, um dem Bedarf des Verbrauchers zu genügen, so daß die Ausgangsleistung der Maschine wirkungsvoll durch den Verbraucher ausgenutzt wird.

Die maximale Drehzahl und Leistung der Maschine 2 liegen weit oberhalb der Werte, die für den Betrieb des Nebenverbrauchers 4 erforderlich sind. Würde zum Beispiel die Drehzahl der Maschine 2 bis zu ihrer maximalen Drehzahl erhöht, würde die Pumpe 6 auf Drehzahlen oberhalb ihres Leistungsvermögens gebracht werden und dazu führen, daß eine solche Menge von Flüssigkeit an den Verbraucher 4 geliefert würde, daß dessen Kapazität überstiegen würde. Die Fliehkraftkupplung 26 wird dazu verwendet, um die Pumpe 6 und den Verbraucher 4 vor einem Überdrehen durch die Maschine 2 zu bewahren. Wenn die Maschinendrehzahl auf eine bestimmte Drehzahl oberhalb der Le erlauf drehzahl ansteigt, zum Beispiel, wenn die Maschine ihre Hauptarbeitsaufgabe erfüllt hat, trennt die Kupplung 26 automatisch die Hilfsabtriebswelle 8 von der Antriebswelle 9. Die Kupplung 26 kann so eingestellt werden, daß, sie die Welle 9 bei einer Drehzahl der Maschine 2 von ungefähr 1. 500 Umdrehungen pro Minute trennt.

Die Hilfsabtriebswelle 8 wird direkt von der Maschine 2 angetrieben, so daß diese Welle während des Betriebes der Maschine fortlaufend umläuft. Die Vorrichtung wird durch das Eingreifen der Kupplung 26 gesteuert. Verschiedene Mittel können verwendet werden, um die Kupplung zu steuern. Eines dieser Mittel kann z.B. in einem einfachen elektrischen Kreis bestehen, in welchem eine Vielzahl von Schaltern 15, 17, 19 und 21 in Reihe durch eine Eingangsleitung 11 zwischen einer elektrischen Energiequelle 23 und der Kupplung 26 geschaltet sind. Der Schalter 21 kann durch den Zündschalter des Fahrzeuges betätigt werden, so daß der Schalter 21 geschlossen wird, sobald der Zündschlüssel zum Starten der

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Maschine gedreht wird.

Der Schalter 19 kann auf dem Instrumentenbrett innerhalb des Fahrzeugführerhauses angeordnet sein, während der Schalter 17 irgendwo an dem Fahrzeug angeordnet sein kann. In einem Müllschlucker, dessen Lademechanismus am Heck des Lastwagenbehälters angordnet ist, würde der Schalter 17 im allgemeinen am Heck des Lastwagenbehälters zum Zwecke einer leichten Betätigung des Lademechanismus angeordnet sein. Der Schalter 19 dient als Sicherheitsmaßnahme, um eine Verletzung von Kindern oder Unbefugten durch seine Betätigung zu verhindern. Befindet sich der Schalter 19 in einer offenen Stellung, so kann die Vorrichtung durch Schließen des Schalters 17 nicht außerhalb der Sicht des Fahrers in Betrieb genommen werden.

Der Schalter 15 ist ein Geschwindigkeitskontrollschalter, der mit der Maschine über eine Leitung 25 verbunden sein kann. Der Schalter 25 überträgt ein Signal auf den Schalter 15, wenn die Maschine 2 eine vorher bestimmte Drehzahl erreicht. Wenn die Maschine 2 die vorher bestimmte Drehzahl überschreitet, wird der Schalter 15 automatisch geöffnet, um die Kupplung 26 zu öffnen und die Verbindung zwischen den Wellen 8 und 9 zu trennen. Dies verhindert ein Überdrehen der Pumpe oder des Verbrauchers 4 durch die Maschine 2. Wie dargestellt, kann die elektrisch betätigte Kupplung 26 in einer herkömmlichen Weise durch eine Leitung 13 geerdet sein.

Der Schalter 15 kann ebensogut mechanisch wie elektrisch betätigt werden. Zum Beispiel kann der Schalter 15 geöffnet und geschlossen werden in Reaktion auf die Drehzahl einer biegsamen Welle, die den Schalter 15 mit der Maschine 2 verbindet. Die biegsame Welle, die die gleiche Funktion wie die Leitung 25 haben würde, kann von der Welle 8 angetrieben werden. Ebenso kann der Schalter 15 mit der Kupplung 26 integriert und durch eine Zentrifugalkraft betätigt werden.

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Das Signal, das durch die Leitung 25 auf den Schalter 15 übertragen wird, kann durch Wahrnehmen der Geschwindigkeit, mit welcher die Verteilerkontakte öffnen und schließen, oder durch direktes Wahrnehmen der Drehzahl der Welle 8 erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein kleiner Generator angetrieben werden, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Größe direkt proportional der Drehzahl der Maschine 2 ist. Um für eine Flexibilität des Systems zu sorgen, kann der Schalter 1 5 justierbar sein. Schließlich kann der Schalter 15 so eingestellt sein, daß er bei jeder gewänschten Maschinendrehzahl öffnet, die erforderlich ist, um die spezielle Pumpe und den Verbraucher in dem . · System zu schützen. ·

Ein reservoir 14 verbindet den Nebenverbraucher und die Pumpe 6 miteinander, so daß eine Flexibilität in dem System gewährleistet ist, und däß ein veränderliches Volumen an Hydraulikflüssigkeit zum Betrieb des Verbrauchers 4 benutzt werden kann. Wird zum Beispiel der Verbraucher Hydrahlikzylinder mit verhältnismäßig großem Volumen versehen, wie sie zum Antrieb des Lademechanismus für einen Müllschlucker Verwendung finden, können die Zylinder verhältnismäßig große Mengen an Flüssigkeit während bestimmter Abschnitte des Belastungstaktes speichern. In diesem Fall, werden verhältnismäßig große Mengen an Hydraulikflüssigkeit dem Reservoir 14 entnommen und dem Verbraucher 4 durch die Pumpe 6 zugeführt. In einem anderen Fall kann-während des Betriebes der Verbraucher 4 eine verhältnismäßig geringe Menge an Flüssigkeit zum Betrieb benötigen. Der Verbraucher 4 ist dann mit veränderlicher Belastung beaufschlagt. Eine verhältnismäßig große Menge an Hydraulikflüssigkeit ist dann in dem Reservoir 14 gespeichert, während eine geringe Menge an Hydraulikflüssigkeit zum Betrieb des Verbrauchers 4 benutzt wird.

Fig. 2 zeigt eine herkömmliche Pumpe 29 mit veränderlichem Volumen.

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Die Pumpe 29 mit veränderlichem Volumen weist auf einer Drehbefestigung 36 eine Taumelscheibe 30 auf, die auf Kolben 40 aufliegt. Die Kolben 40 werden von Bohrungen innerhalb eines Pumpenkörpers 38 aufgenommen und werden infolge der Federn 42 in Berührung mit der Taumelscheibe 30 schräg nach außen gedrückt. Anlagescheiben 44, die fest auf den Kolben 40 und im Bereich ihrer äußeren Enden angeordnet sein, berühren die äußeren Bereiche der Feder 42, während die inneren Bereiche der Federn gegen den Pumpenkörper 38 drücken. Der Pumpenkörper 38 wird von einer Antriebswelle 9 jjn Umdrehungen versetzt, wobei der Hub der Kolben 40 durch den Winkel der Taumelscheiben 30 bestimmt wird.

Eine Steuer stange 32 ist mit der Taumelscheibe 30 durch eine Schwenkverbindung 33 verbunden und beweglich in einem Hydraulikzylinder 34 angeordnet. Dieser erhält seine Flüssigkeit durch die Steuerleitung 28. Ein gleitend innerhalb des Zylinders 34 angeordneter Kolben 37 ist seinerseits mit der Steuerstange 32 verbunden, während eine zwischen dem Ende des Kolbens 37 und der inneren Wand des Zylinders 34 angeordnete Feder 35 eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kolben 37 und die Steuer stange 32 ausübt. Die durch die Feder 35 ausgeübte nach außen gerichtete Kraft dient dazu, um die Taumelscheibe 30 um einen solchen Winkel zu schwenken, daß die maximale Verdrängung durch die Kolhen.40 erzielt wird.

Nimmt der Druck in der Steuerleitung 28 zu, so werden der Kolben 37 und die Steuer stange 32 nach links von ihren Stellungen, wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt. Dies bewirkt eine Schwenkung der Taumelscheibe 30 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung auf eine vertikale Stellung und vermindert dadurch die Verdrängung durch die Kolben 40. Dies wiederum vermindert die Fördermenge der Pumpe 29 mit veränderlichem

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Volumen. Das Drehmoment, welches für den Antrieb der Pumpe 29 erforderlich ist, ist von dem Systenadruck in der Leitung 10 und ebenso von dem Flüssigkeitsvolumen abhängig, welches von der Pumpe 29 in das System gefördert wiird. Wird das Flüssigkeitsvolumen, das von der Pumpe 29 in Reaktion auf eine Zunahme des Druckbedarfs durch den Verbraucher 4 gefördert wird, vermindert, so wird das Eingangsdrehmoment für den Antrieb der Pumpe 29 unter einem vorher bestimmten Wert gehalten. Dies schafft eine größere Systemflexibilität, weil es der Pumpe 29 erlaubt, durch ein verhältnismäßig niedriges Angangs-,drehmoment und eine niedrige Ausgangsdrehzahl der Maschine 2 angetrieben zu werden, ohne daß die Maschine abgewürgt wird, selbst wenn der Druckbedarf des Nebenverbrauchers 4 vielleicht sehr stark ansteigen sollte.

In Fig. 3 ist ein schematisches Schaltbild von einer Vielzahl von Pumpen mit konstantem Volumen dargestellt, die von einem Ventilsystem betätigt werden, das die Fördermenge der Pumpe 6 in dem System abhängig vom Druckbedarf des Nebenverbrauchers 4 verändert. Es werden Pumpen 46 und 48 mit konstantem Volumen von einer gemeinsamen Antriebswelle 92 angetrieben, die mit der Welle 9 (Fig. 1) gekuppelt ist. Die Fördermenge der Pumpen 46 und 48 wird durch ein Ventil 50 gesteuert, dessen Stellung in Reaktion auf den Druckbedarf des Nebenverbrauchers 4 verändert wird. Eine Eingangsleitung 52, die in zwei Leitungen 56 und 58 verzweigt ist, speist Flüssigkeit in eine gemeinsame Ansaugstelle für jede der Pumpen 46 und 48 ein.

Die Fördermenge der Pumpe 46 und die Fördermenge der Pumpe 48 werden durch die Ausgangsleitungen 60 und 62 beziehungsweise zu dem Ventil 50 gefördert. Wenn sich das Ventil 50 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, führt die Ausgangsleitung 60 von der Pumpe 46 zu

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einer Ausnehmung 64 und zu einer Querbohrung 66. Die Fördermenge der Pumpe 46 strömt dann durch die Querbohrung 66 zu einer Ausnehmung 68 und zu einer Förderleitung 70.

Die Ausgangsleitung 62 von der Pumpe 48 führt zu einer weiteren Ausnehmung 72, zu einer Querbohrung 74 und zu einer Ausnehmung 76. Die Fördermenge der.Pumpe 48 wird dadurch zu der Ausnehmung 76 gefördert und danach zu einer Förderleitung 78, die sich mit der gemeinsamen Förderleitung 70 verbindet. Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Ventils 50 wird die Fördermenge von beiden Pumpen 46 und 48 somit durch das Ventil 50 zu der gemeinsamen Förderleitung 70 gefördert.

Eine Drucksteuerleitung 90 kann mit der gemeinsamen Förderleitung 70 verbunden werden, um den Systemdruck anzuzeigen, der durch den Druckbedarf des Verbrauchers 4 bestimmt wird. Dieser Verbraucher 4 ist ein Verbraucher mit veränderlicher Belastung. Eine zweite Drucksteuerleitung 88 kann mit der Ausnehmung 64 verbunden werden, um den Druck der Fördermenge von der Pumpe 46 wahrzunehmen, wenn diese Fördermenge in das System eingespeist wird. Die Drucksteuerleitungen 88 und 90 können dann dazu benutzt werden, um eine in Fig. dargestellte Drosselsteuervorrichtung zu betätigen, die die Menge der Kraftstoffzufuhr zu der Maschine verändert, um deren Ausgangsdrehmoment in Reaktion auf den Druckbedarf des Systems und das Flüssigkeitsvolumen zu verändern, das durch die Pumpen 46 und 48 in das System gefördert wird. Es ist jedoch nicht notwendig, daß zwei Drucksteuerleitungen benutzt werden, um die Drosselsteuervorrichtung zu betätigen; gegebenenfalls könnte die Drossel gänzlich durch den Systemdruck gesteuert werden, wie er durch die Sleuerleitung 90 übertragen wird.

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Eine Steuerleitung 80 ist mit der Förderleitung 78 verbunden und nimmt den von der Pumpe 48 erzeugten Förderdruck wahr. Die Leitung 80 führt zu einem Drucköffnungsventil 82, das auf einen bestimmten Öffnungsdruck einstellbar ist; Von dem Ventil 82 führt eine Steuerleitung 84 weiter, die mit einem Betätigungsorgan verbunden ist, dargestellt'al s ein HydraulikzyMnder 96, der wirksam mit dem Ventil 50 verbunden ist. Der Hydraulikzylinder 96 arbeitet gegen eine Feder 94, die in Fig. 3 so dargestellt ist, das sie das Ventil 50 nach rechts drückt, wobei sich die Feder in einem entspannten Zustand befindet.

Eine Ausnehmung 86 überdeckt eine Rückführleitung 54, die von dem Ventil 50 zu der Eingangsleitung 52 führt. Wenn das Ventil 50 sich in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, wird die Rückführleitung 54 durch das Ventil 50 und Ausnehmung 86 abgeschlossen und fördert keine Hydraulikflüssigkeit.

Wenn die Drehzahl"der Maschine und der Antriebswelle 92 während des Betriebes der Pumpen 46 und 48, die gegen den hydi'aulischen Verbraucher mit veränderlicher Belastung arbeiten, zunehmen, baut sich der Druck in der Leitung 80 zunehmend bis zu dem bestimmten Öffnungsdruck für das Ventil 82 auf. Ist der Druck in der Leitung 80 ausreichend, um das Ventil 82 zu öffnen, wird der Druck dann durch die Leitung 84 auf die Hydraulikzylinder 96 übertragen. Dies bewirkt eine Verschiebung des Ventils 50 aus seiner in Fig. 3 dargestellten Stellung nach links.

Die Fig. 4 zeigt das Ventil 50 in seiner in Richtung des Pfeiles A verschobenen Stellung. Das Ventil führt nun die Ausgangsleitung 6o von der Pumpe 46 zu der Ausnehmung 86 und dann zu der Rückführleitung

Die Fördermenge der Pumpe 46 -wird dadurch durch die Leitung 54 zu der Eingangsleitung 52 im Kreislauf zurückgefördert und wird durch die Leitungen 56 und 58 zu der gemeinsamen Ansaugstelle für die Pumpen 46 und 48 zurückgeführt. Nachdem das Ventil 50 verschoben worden ist, ist die Förderleitung 62 der Pumpe 48 noch durch die verlängerten Ventilausnehmungen 72 und 76 mit der Förderleitung 78 verbunden. Dadurch wird nach Verschiebung des Ventils 50 lediglich die Fördermenge der Pumpe 48 durch das Ventil zu der Förderleitung 70 befördert.

Gleichzeitig tritt mit der Ventil stellung gemäß Fig. 4 eine Verminderung der Durchflußmenge von Hydraulikföüssigkeit in dem System auf, da die Fördermenge der Pumpe 46 im Kreislauf zurückgefördert wird. Das erforderliche Eingangsdrehmoment für den Antrieb der Pumpen und 48 durch die Antriebswelle 92 ist dem Volumen von Flüssigkeit proportional, welches durch die Pumpen 46 und 48 in das System gefördert wird, und ebenso dem Systemdruck in der Leitung 70. Dadurch bewirkt die Verminderung der Durchflußmenge, die durch die Verschiebung des Ventils 50 verursacht wurde, eine starke Verminderung des erforderlichen Eingangsdrehmomentes für den Antrieb der Pumpen 46 und 48.

Mit der Ventilverschiebung fällt der Druck in der Ausnehmung 64 auf 0 ab. Dies bewirkt eine entsprechende Verminderung des Druckes in der Steuerleitung 88. Infolge des Druckabfalls in der Steuerleitung 88 ist die Drosselsteuervorrichtung nur noch durch den Druck der Steuerleitung 90 beaufschlagt. Der Gesamtdruck, der die Drosselsteuervorrichtung beaufschlagt, ist dadurch stark vermindert. Dieses kann dazu benutzt werden, eine entsprechende Verminderung der der Maschine zugeführten Kraftstoffmenge "zu bewirken und d;i s Ausgangsdrehmoment, das von der Maschine abgegeben wird, dem verminderten

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Eingangsdrehmoment anzupassen, das für den Betrieb der Pumpen 46 und 48 benötigt wird.

Fällt der Druck in der Steuerleitung 80 unter den bestimmten Öffnungsdruck für das Ventil 82 ab, schließt das Ventil, und die Feder 94 entspannt sich, womit das Ventil 50 in seine in Fig. 3 gezeigte Stellung zurückbewegt wird. Damit wird Hydraulikflüssigkeit in dem Hydraulikzylinder 96 durch eine Leitung 100 zu einem Sammelbehälter 98.ausgeschoben. Ist das Ventil 50 wieder in seine in Fig. 3 gezeigte Anfangs «teilung zurückbewegt worden, wird die Fördermenge der beiden Pumpen 46 und 48 wieder in die gemeinsame Förderleitung 70 eingespeist, um ein erhöhtes Volumen von Hydraulikflüssigkeit an den Verbraucher 4 zu liefern. Ebenso ist, wenn sich das Ventil 50 in seiner Anfangs stellung befindet, der Druck, der von der Steuerleitung 88 wahrgenommen wird, der Förderdruck der Pumpe 46. Dieser Druck kann durch die Steuerleitung 88 auf eine DrosselsteuervorriGhtung zusammen mit dem Systemdruck durch die Steuerleitung 90 übertragen werden. Dieser erhöhte Druck kann dazu benutzt werden, um eine Erhöhung der Menge der Kraftstoffzufuhr zu der Maschine zu bewirken, um so ein größeres Abtriebsdrehmoment zu erzielen. Ein erhöhtes Antriebsdrehmoment ist erforderlich, wenn beide Pumpen 46 und 48 Hydraulikflüssigkeit in das Verbraucher system fördern.

Die Kombination von Pumpen und Ventilen, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, besteht aus handelsüblichen Ausrüstungsgegenständen. Wenn ein Ventil, das entweder auf das Volumen oder auf das Volumen und den Druck anspricht, in dem System nach Fig. 3 und 4 anstatt eines druckempfindlichen Ventils 82 verwendet wird, kann das System so ausgelegt werden, daß es auf das Flüssigkeitsvolumen anspricht, welches von den Pumpen 46 und 48 gefördert wird. Ebenso kann es auf das Volumen an

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geförderter Flüssigkeit als auch auf den Systemdruck, durch den das Flüssigkeitsvolumen, welches durch die Pumpen 46 und 48 in das Verbrauchersystem gefördert wird, geregelt wird, eingestellt werden.

Fig. 5 zeigt eine Drosselsteuervorrichtung 102, die besonders für die Verwendung in dem System der fig. 3 und 4 geeignet ist. Die Drosselvorrichtung 102* besteht aus einem Gehäuseteil 104, das eine größere zentrale Bohrun g 106 und eine kleinere zentrale Bohrung 108 aufweist. Ein Kolben 110 ist sowohl innerhalb der größeren als auch der kleineren ^3ohrung 108 angeordnet und besitzt einen größeren Durchmesserteil 112, der von der Bohrung 106 aufgenommen wird, und einen kleineren Durchmesserteil 114, der von der Bohrung 108 aufgenommen wird. Ein geeigneter Übergang 117 verbindet die Durchmesser der vergrößerten Bohrung 106 und der verminderten Bohrung 108. Wenn sich der Kolben 110 in einer zurückgezogenen Stellung, wie in Fig. 5 gezeigt, befindet, drückt der vergrößerte Durchmesserbereich 112 gegen die Verbindungsstelle zwischen dem Übergang 117 und dem Durchmesser der vergrößerten Bohrung 106. Eine ringförmige Kolbenstirnseite 115 bildet dadurch einen Übergangshohlraum 119 mit dem Übergang 117.

Die äußere Stirnseite des Kolben 110 drückt gegen eine Stange 116, die in einer Bohrung eines Endverschlußstückes 118 geführt ist. Das Endverschlußstück 118 ist in einer Gewindebohrung des Gehäuseteils 104 augenommen. Eine U.-förmige Gabel 120 ist an dem Ende des Gehäuse*- teils 104 durch das Endverschlußstück 118 befestigt, welches durch eine Öffnung in der U-förmigen Gabel hindurchtritt. Eine Dichtung 122 ist zwischen der Stirnfläche des Gehäuses 104 und der U-förmigen Gabel 120 angeordnet und eine Berührungsdichtung 124 umgibt die Stange 116, um ein Austreten von Hydraulikflüssigkeit zwischen der Stange 116 und dem Endverschlußstück I 1 8 zu unterbinden.

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Über die Steuerleitung 90, die den durch den Verbraucher 4 hervorgerufenen Systemdruck wahrnimmt, wird die Hydraulikflüssigkeit zu der verkleinerten Bohrung 108 übertragen, und zwar durch ein genormtes Gewindeverbindungsstück, welches in dem Gehäuse 104 eingeschraubt ist. Die Hydraulikflüssigkeit, die durch die Steuerleitung 90 gefördert wird, übt einen Druck auf die verkleinerte Kolbenfläche 113 aus, so daß der Kolben 110 nach rechts aus seiner in Fig. 5 gezeigten Stellung bewegt wird. Die Steuerleitung 88 tritt in das Gehäuse 104 durch einen seitlichen Eingang 125 ein. Wenn die Fördermenge der Pumpe 46 in 'das System gepumpt wird, wird der Förderdruck der Pumpe 46 durch die Steuerleitung 88 auf die Drosselsteuervorrichtung 102 übertragen und übt einen Druck auf die ringförmige Kolbenstirnfläche 115 aus. Dies erzeugt gleichfalls eine Kraft, die den Kolben 110 nach rechts aus seiner in Fig. 5 gezeigten Stellung verschiebt.

Der Druck, der auf die ringförmige Kolbenfläche 115 ausgeübt wird, ist dem Flüssigkeitsvolumen proportional, das durch die Pumpen 46 und 48 (Fig. 3 und 4) in das System gefördert wird, da der Druck gegen die Kolbenfläche 115 nur ausgeübt wird, wenn die Pumpe 46 Hydraulikflüssigkeit in das System fördert. Der Druck, der auf die Kolbenfläche 113 durch die Steuerleitung 90 ausgeübt wird, ist auf der anderen Seite proportional dem Systemdruck und dem Druckbedarf des Verbrauchers 4. Daher ist die Bewegung des Kolbens 110 sowohl von dem Volumen an Hydraulikflüssigkeit bestimmt durch die Pumpen 46 und 48,als auch von dem Druckbedarf, der durch den Verbraucher 4 hervorgerufen wird, abhängig. Das erforderliche Antriebsmoment für den Betrieb der Pumpen. 46 und 48 wird sowohl durch den Druckbedraf des Verbrauchers 4 als auch durch das Flüssigkeitsvolumen bestimmt, welches durch die Pumpen in das System gefördert wird. Dadurch wird die Bewegung des Kolbens 110 durch dieselben veränderlichen Größen gesteuert, die das

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erforderliche Antriebsdrehmoment für den Betrieb der Pumpen 46 und 48 bestimmen.

Das äußere Ende der Stange 116 ist durch einen Tragbolzen 126 mit einem Gabelkopf 128 verbunden. Der Gabelkopf 128 weist eine Öffnung 130 auf, die einen Steuerhebel 132 aufnimmt. Der Steuerhebel 132 wird in der Öffnung 130 mit Hilfe einer Einstellschraube gehalten, die durch ein Gewinde in dem Gabelkopf 128 aufgenommen wird und gegen Qen Steuerhebel 132 drückt.

Das untere Ende des Steuerhebels 132 steht in Eingriff mit einer Gelenkbohrung 142. Dadurch wird der Steuerhebel 132, wenn die Steuerstange 116 durch die Bewegung des Kolbens 110 nach außen bewegt wird, in der Bohrung 142 als Drehpunkt geschv/enkt. "Während der Schwenkung, des Steuerhebels 132 führt der Gabelkopf 128 in Bezug auf die Stange um den Tragbolzen 126 eine Schwenkbewegung aus. Nach der Drehung des Steuerhebels 132 infolge der Bewegung der Stange 116 kann der Steuerhebel z.B. eine Stellung, die mit 132a bezeichnet ist, einnehmen.

Ein Drosselzugseil 144 ist mit einer Öffnung 145 im oberen Bereich des Steuerhebels 132 verbunden. Das andere Ende des Drosselzugseiles ist mit einem Drosselhebel verbunden, wie Pos. 24 in Fig. 1 zeigt. Wenn die Stange 116 ausgezogen und der Steuerhebel 132 geschwenkt wird, wird der Drosselhebel durch das Drosselzugseil 144 bewegt, um die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine zu verändern.

Eine Feder 121 ist innerhalb der vergrößerten Bohrung 106 angeordnet und umgibt die Stange 116. Wenn sich der Kolben 110 in seiner zurückgezogenen Stellung befindet, gibt es eine Lücke 127 zwischen dem Ende der Feder 121 und der äußeren Fläche des Kolbens 110. Daraus ergibt

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sich, wenn Hydraulikflüssigkeit zu Beginn von der Drosselsteuervorrichtung 102 durch die Steuerleitungen 88 und 90 aufgenommen wird, eine schnelle Bewegung des Kolbens 110 und der Stange 116 nach rechts aus ihren in Fig. 5 dargestellten Stellungen. Wenn der Kolben 11 0 in seiner Bewegung auf die Feder 121 trifft, wird die sich an- "" schließende Bewegung des Kolbens 110 und der Stange 116 durch die Widerstandskraft der Feder verlangsamt. Die Aufgabe der Drosselvorrichtung 102 besteht darin, die Kraftstoff zufuhr zu der Maschine in einer solchen Weise zu regeln, daß das Antriebsdrehmoment der Maschine dem Antriebsdrehmoment, welches für den Betrieb der Pumpen 46 und 48 erforderlich ist, angepaßt wird. Daher ist die Feder 121 mit einer Feder steifigkeit ausgelegt, die in Reaktion auf den Kolben 110 einen Druck ausübt und eine Bewegung der Stange bewirkt, so daß Antriebsdrehmoment der Maschine erzeugt wird, welches dem erforderlichen Antriebsdrehmoment der Pumpen 46 und 48 angepaßt ist.

Die Bewegung des Drosselhebels der Maschine in Reaktion auf die Bewegung der Stange 116 kann ebenso durch die Stellung des Steuerhebels 132 gesteuert werden. Indem der Steuerhebel 132 geschwenkt wird, ist die durch den Drosselseilzug 144 hervorgerufene Bewegung eine Funktion des Hebelarmes zwischen der Öffnung 145 und der Gelenkbohrung 142. Dieser Abstand kann verlängert oder verkürzt werden, indem die Einstellschraube 134 gelöst und die Steuerstange 132 in der Öffnung 130 nach oben oder nach unten bewegt wird. Zusätzlich kann die Bewegung der Drossel für die Maschine dadurch verändert werden, daß eine Vielzahl von Bohrungen 148, 150, 152, 154 etc. in dem Steuerhebel 132 vorgesehen wird. Indem die Befestigung des Drosselseilzuges 144 von der Bohrung 145 zu der Bohrung 148 verlegt wird, wird das Ausmaß der Bewegung des Seilzuges 144 vermin-

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dert, wenn der Hebel 132 geschwenkt wird. Ebenso kann, wenn der Steuerhebel 132 durch Lösen der Einstellschraube 130 nach unten bewegt wird, der Drosselseilzug 144 in. einer Bohrung wie 152 oder 154 befestigt werden, die sich sehr nahe an der Gelenköffnung 142 befindet. Dies hat eine sehr kurze Bewegung des Seilzuges 144 in Reaktion auf eine Schwenkung des Steuerhebels 132 zur Folge.

Durch die Arbeitsweise der Drosselsteuervorrichtung 112 wird das Abtriebsdrehmoment der Maschine in Reaktion auf den Leistungsbetiarf des Verbrauchers 4, der mit veränderlicher Belastung versehen ist, verändert. Gleichzeitig wird jedoch die Drehzahl der Maschine nahe ihrer Leerlaufdrehzahl beibehalten. Ein einstellbarer Anschlag 136 begrenzt die maximale Bewegung der Stange 116 und die maximale Schwenkung des Steuerhebels 132. Der einstellbare Anschlag 136 besteht aus einer Schraube 138, die in einer Öffnung in der U-förmigen Gabel 120 durch Muttern 140 gehalten wird und an den sich gegenüberliegenden Seiten der U-förmigen Gabel anliegen. Durch Einstellung der Schraube 138 kann die maximale Bewegung der Stange 116 und die maximale Schwenkung des Steuerhebels 132 verändert werden, um die maximale Maschinendrehzahl zu regeln, wodurch Leistung für den Nebenverbraubher bereitgestellt wird.

Um niedrige Reibungsverluste und eine schnelle Bewegung des Kolbens 110 und der Stange 116 sicher zu stellen, weist der Kolben 110 eine verhältnismäßig lose Passung gegenüber den Durchmessern der verringerten Bohrung 108 und der vergrößerten Bohrung 106 auf. Dies gestattet der Hydraulikflüssigkeit, zwischen den äußeren Flächen des Kolbens 110 und der Durchmesser der Bohrungen 106 und 108 hindurchzutreten. Eine Rückführleitung 146 fördert die Hydraulikflüssigkeit somit zu einem Sammelbehälter, wie mit 14 in Fig. 1 bezeichnet. Auf diese Weise gibt

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es eine langsame aber konstante Strömung von Hydraulikflüssigkeit während ihres Betriebes durch die Drosselsteuervorrichtung 102.

Die Verwendung der vorliegenden Vorrichtung und des Verfahrens zum Betrieb eines Lademechanismus für einen Müllastwagen ist in Fig. 6 dargestellt. Ein Müllabfuhrfahr zeug 156, das ein Führerhaus 158 und einen Müllbehälter 160 aufweist, ist auf einem Rahmen 162 befestigt« Ein Hecktor 164 ist irn hinteren Bereich des Behälters 160 angeordnet. Das Hecktor 164 kann an seinem oberen Ende schwenkbar mit dem Behälter so verbunden sein, daß es zum Auswurf des Mülls aus dem Behälter nach oben geschwenkt werden kann.

Wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist, besteht das Hecktor 164 aus einem Füllbehälter 166 und einem Lademechani.smus 168, der innerhalb des Hecktores 164 befestigt ist. Der Lademechanismus kann aus einer oder mehreren Andruckplatten bestehen, die hydraulisch betätigt werden, z. B. ^unter Verwendung von Hydraulikzylindern, um den Müll aus dem Füllbehälter 166 durch eine Öffnung im Bereich 170 zu " befördern.zwischen dem Füllbehälter 164 und dem Speicherbehälter 160. Die besondere Form des Lademechanismus ist kein notwendiges Krite- ■ rium der vorliegenden Erfindung, und irgend ein anderer hydraulisch ^; betätigter Mechanismus kann ebenfalls Verwendung finden.

Der Lademechanismus 168 wird von einer Pumpe 6 betrieben, die von der Fahrzeugmaschine 2 mit einer Drehzahl nahe der Leerlaufdrehzahl der Maschine angetrieben wird. Die Pumpe 6 erhält Hydraulikflüssigkeit von einem Sammelbehälter 14 über eine Leitung 16 und versorgt den ladernechanismuE 168 mit Flüssigkeit durch die Leitung 10. Die Hydraulikflüssigkeit wird zuiTi Sammelbehälter 14 vom Lademechanisrmis 168 durch Leitung 12 zurückgeführt. Uni die Maschine, die Pumpe, den Sammelbehälter etc. zu bezeichnen, werden dieselben Bezugszeichen

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wie in Fig. 1 verwendet. Eine Drosselsteuerung und ein Mittel zur Veränderung des Ausgangsvolumens und -druckes der Pumpe 6 kann in dem in Fig. 6 gezeigten System aus Gründen enthalten sein, die zuvor in Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurden. Ebenso können eine Kupplung 26 und Mittel zum Betrieb der Kupplung (dargestellt in Fig. 1) in dem System nach Fig. 6 Verwendung finden, um den Antrieb zwischen der Maschine 2 und der Pumpe 6 zu trennen, wenn die Maschinendrehzahl einen bestimmten Wert erreicht. Dies verhindert, daß die Pumpe 6 und der Lademechanismus 168 durch die Maschine 2 tiberdreht werden, Zusätzlich können eine Pumpe mit veränderlichem Verdrängervolumen (fig. 2) oder eine Vielzahl von Pumpen mit festem Verdrängervolumen (Fig. 3 und 4) anstatt der Pumpe 6 in Fig. 6 .verwendet werden. Dies erlaubt eine Veränderung des Volumens und des Druckes der Hydraulikflüssigkeit, die an den Lademechanismus 168 in Reaktion auf den Belastungsbedarf des Mechanismus geliefert wird, um das Antriebsdrehmoment der Pumpe 6 unter einen bestimmten Wert zu halten. Vorzugsweise wird die Kraftßtoffzufuhr zu der Maschine 2 in Reaktion auf das Volumen und den Druck der Flüssigkeit verändert, die an den Lademechanismus 168 geliefert wird, zweckmäßig indem eine Drosseleteuervorrichtung, wie In Fife. 5 dargestellt, Verwendung findet. Dies erlaubt eine Veränderung des Abtriebsdrehmomentes der Maschine 2 in einer Weise, die mit deft Veränderungen des erforderlichen Antriebßdrehmoments für die Pumpe 6 abgestimmt ist. Die Abtriebsleistung der Maschine ist dadurch mit einem besseren Wirkungsgrad durch die Pumpe zum Antrieb des Lademechanismus 168 ausgenutzt.

Wie in der vorangegangenen Beschreibung dargestellt, schafft die Erfindung eine Vorrichtung, die im Hinblick auf die Bereitstellung von Leistung für den Betrieb eines Nebenverbrauchers mit veränderlichem Volumen und veränderlichem Druck .sehr anpassungsfähig ist. Indem der Nebenverbrauche ν mit einer verhältnismäßig großen Maschine angetrie-

ORIGINAL INSPECTED

ben wird, die nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet, wird der Betrieb bei einem niedrigen Lärmpegel und mit einem verminderten Verschleiß der Maschine durchgeführt. Darüber hinaus wird das Abtriebsdrehmoment der Maschine mit einem größeren Wirkungsgrad durch den Verbraucher ausgenutzt, um eine Ausnutzung der Maschinenabtriebsleistung mit höherem Wirkungsgrad zu erzielen.

Gemäß der vorangegangenen Beschreibung ist die Maschine so dargestellt worden, als wenn sie eine Nebenarbeitsfunktion erfüllt, um Leistung für einen Nebenverbraucher bereitzustellen. Selbstverständlich kann das Gesamtsystem der vorliegenden Erfindung auch dazu benutzt werden, um Leistung für einen Hauptverbraucher bereitzustellen, wobei eine hinreichend überdimensionierte Maschine verwendet werden müßte, um den Verbra eher bei verhältnismäßig niedriger Maschinendrehzahl anzutreiben. Obwohl dies die für eine größere Maschine erforderliche anfängliche Investition erhöhen würde, würden diese Investitionskosten durch eine Verminderung des resultierenden Lärmpegels ausgeglichen werden.

Ebenso ist der Nebenverbraucher, wie zuvor beschrieben, als ein Verbraucher mit veränderlichem Volumen und veränderlichem Druck dargestellt worden, da dies das Gebiet ist, auf dem die Erfindung ihren größten Anwendungsbereich hat. Wenn gewünscht, kann die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung für den Betrieb eines Verbrauchers mit veränderlichem Druck und konstantem Volumen, einen Verbraucher mit veränderlichem Volumen und konstantem Druck oder einen Verbraucher mit konstantem Druck und konstantem Volumen auch Anwendung finden. Indem die Grundsätze dex* vorliegenden Erfindung Verwendung finden, können irgendwelche dieser verschiedenen Typen von Verbrauchern bei niedrigem Lärmpegel betrieben werden,

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der außerordentlich wünschenswert sein kann, um die Auswirkung der Lärmbelästigung auf die Wirtschaftlichkeit zu vermindern.

Die Drosselsteuervorrichtung 102, wie sie zuvor beschrieben wurde, arbeitet als Steuerorgan, indem sie die Drehzahl der Maschine ebenso begrenzt wie sie die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine in Reaktion auf den Leistungsbedarf des Verbrauchers und des erforderlichen Antriebsdrehmomentes der Pumpe verändert. Die Maschine kann auch in Abhängigkeit von der Größe und dem Bedarf des Nebenverbrauchers lediglich «lurch ein; Steuerorgan geregelt werden, um ihre Drehzahl für den Betrieb des Verbrauchers zu begrenzen. Wenn z.B. für die Maschine ein Dieselmotor Verwendung findet, kann die Maschinendrehzahl ebenso durch eine Unterdrehzahldrosselsteuerung geregelt werden, um eine gegebene minimale Maschinendrehzahl beizubehalten und der Maschine nicht zu erlauben, bei einer niedrigen Drehzahl zu arbeiten und gleichzeitig den Nebenverbraucher mit Leistung zu versorgen.

Entweder stellt die Maschine Leistung direkt für eine oder mehrere ' Pumpen zum Antrieb eines Nebenverbrauchers bereit, oder die Pumpe wird von der Maschine angetrieben unter Zwischenschaltung von Antriebsmittel, wie z. B. Elektromotoren. Daher kann die Maschine z. B. einen Hilfswechselstromgenerator antreiben, um einen Elektromotor für den Antrieb der Pumpe oder der Pumpen mit Leistung zu versorgen.

Ein Drehzahlüberwachungsorgan, wie z. B. eine elektrische Kupplung, kann dazu verwendet werden, um ein Überdrehen der Pumpe oder des Verbrauchers, wie zuvor beschrieben, zu verhindern. Ebenso jedoch kann eine Drehzahlbegrenzung Verwendung finden, um eine Erhöhung der MaschinendreJ<zahl über einen bestimmten Wert durch den Fahrzeugführer zu verhindern, wenn die Maschine zum Antrieb mit den Pumpen oder dem Verbraucher gekuppelt ist.

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Claims

Sargent Idustries Inc. P.

Los Angeles California ' / 4 U Q c, ν D

Patentansprüche

Verfahren zur Lärmverminderung von Antriebsmaßchinen, die zugleich einen Nebenverbraucher mit veränderlicher Laßt antreiben dadurch gekennzeichnet, daß ein Nebenverbraucher mit veränderlicher Belastung angetrieben wird durch ein Hydrauliksystem, das abhängig vom Betrieb der Antriebsmaschine einen Flüssigkeitsstrom unter Druck mit geregeltem Durchsatz erzeugt, und daß abhängig von der Belastung des Nebenbrauchers eine Vorrichtung gesteuert wird, die auf die Drehzahl der Antriebsmaschine einwirkt, so daß diese nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet»

daß fcwischen der Pumpe und der Maschine eine Kupplung wirksam ist, die bei einer bestimmten Drehzahl oberhalb des Leerlaufs anspricht, um den Betrieb der Pumpe für die Flüssigkeitsvereorgung unter Druck in ihrer Drehzahl zu begrenzen.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig vom Druck in der Leitung die Fördermenge beeinflußt ■wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine offene Schleife durch die Verbindung Reservoir, Pumpe, Verbraucher, Reservoir gebildet ist, um eine Ansammlung von Flüssigkeit zu bestimmten Zeiten während des Betriebes des Verbrauchers zu ermöglichen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung auf den Betrieb der Maschine bei Zwischendrehzahlen zwischen dem Maschinenleerlauf und einer vorbestimmten Drehzahl anspricht, um eine geregelte Flüssigkeitsversorgung unter Druck zu erreichen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenverbraucher während seines Betriebes Leistung in veränderlicher Höhe erfordert, und daß durch Veränderung des Hubvolumens der Pumpe eine veränderliche Speicherung von Flüssigkeit in Einklang mit der veränderlichen Leistung erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Flüssigkeitsmenge bei Maschinendrehzahlen zwischen der Leerlaufdrehzahl und der vorbestimmten Dreh-

. zahlabhängig vom Flüssigkeitsdruck das Pumpenvolumen verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe,das Reservoir und der Nebenverbraucher zu

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- -ir-

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einer offenen Schleife miteinander verbunden sind, um für die veränderliche Speicherung von Flüssigkeit zu sorgen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung auf den Betrieb der Fahrzeugmaschine bei besonderen Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl anspricht und den Betrieb des Nebenverbrauchers unterbindet.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 gekennzeichnet durch ^r den Betrieb eines hydraulischen Nebenverbrauchers, der ein ver- änderliches Volumen und veränderlichen Druck erfordert, bei einem niedrigen Lärmpegel', wobei das genannte Verfahren umfaßt: das Bereitstellen einer Pumpe, deren Förderleistung ausreichend einen hydraulischen Verbraucher mit veränderlicher Belastung versorgt,

eine Antriebsmaschine für die Pumpe, die bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl arbeitet,

das Verändern des Volumens der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit in Reaktion auf den Druckbedarf des Verbrauchers mit veränderlicher Belastung, um das maximale für die Pumpe erforderliche Antriebsdrehmoment auf einen Wert zu halten, der an das Abtriebsdrehmoment der Maschine angepaßt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1 0, gekennzeichnet durch das Verändern der Kraftstoffzufuhr zur Maschine in Abhängigkeit vom Volumen der Pumpenflüssigkeit und dem Druckbedarf des Verbrauchers, um ein Abtriebsdrehmoment der Maschine zu erzielen, welches dem Antriebsdrehmoment für den Antrieb der Pumpe angepaßt ist.

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12. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Regelung des Durchflußwertes der Hydraulikflüssigkeit, die dem Verbraucher bei einem Wert, welcher die Kapazität der Pumpe oder die Kapazität des Verbrauchers nicht überschreitet, zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet

. durch ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Müllfahrzeug und einen Nebenverbraucher auf dem Fahrzeug zum Verdichten des Mülls * und Antrieb dieses Verdichters mittels der Fahrzeugantriebsmaschine bei einer Drehzahl nahe ihrer Leerlaufdrehzahl während des Betriebes des Nebenverbrauchers und Bereitstellung einer Hydraulikleistung, die der Ausgangsleistung der Maschine bei ihrer Leerlaufdrehzahl entspricht.
14. Verfahren zur Lärmverminderung einer Fahrzeugmaschine beim Antrieb eines Hilfsmechanismus in Form eines Nebenverbrauchers, der auf dem Fahrzeug angeordnet ist und auch während des Betriebes des Fahrzeuges arbeitet, gekennzeichnet durch eine Drehmomentkennlinie der Antriebsmaschine für eine Maschinendrehzahl, die der Leerlaufdrehzahl der Maschine angenähert ist.
15. Vorrichtung zur Lärmverminderung von Antriebsmaschinen, die zugleich zum Betrieb eines Nebenverbrauchers mit veränderlichem Volumen und veränderlichem Druck dienen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Maschine (2) angetriebene Pumpe (6) Hydraulikflüssigkeit mit veränderbarem Druck an den Verbraucher (4) abgibt und daß die Pumpe (6) einen veränderbaren Hubraum besitzt.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (6) zwei Kolben (40) besitzt, die über eine Taumelscheibe (30) antreibbar sind und daß der Hub der Kolben (40) über die Taumelscheibe (30) einstellbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pumpen (6) niit konstantem Volumen parallel geschaltet sind, und daß in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsd^ck Pumpen zu- und abschaltbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsbehälter (14) vorgesehen ist, der sich in Strömungsverbindung mit der Pumpe (6) und dem Verbraucher (4) befindet, um ein veränderliches Volumen von Hydraulikflüssigkeit zum Betrieb des Verbrauchers zu erzielen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß'eine Pumpe (6) mit veränderlichem Verdrängervolumen zur Versorgung des Nebenverbrauchers mit Hydraulikflüssigkeit dient, die zur Regelung des Verdrängervolumens abhängig vom Bedarf des Nebenverbrauchers steuerbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Pumpen mit konstantem Verdränger volumen bestimmt ist durch den Druckbedarf des Verbrauchers und ansteigt, wenn das erforderliche Antriebsdrehmoment für die Pumpen unter einem vorbestimmten Wert sinkt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 20 zur Veränderung der Kraftstoffzufuhr zur Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß

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in Reaktion auf den Druck und auf das Volumen der Flüssigkeit eine Drosselsteuervorrichtung (20) eine Bewegung auf die Drosselsteuerung der Maschine überträgt, wobei der Grad der Bewegung sowohl vom Druck als auch vom Volumen der Flüssigkeit abhängt und wobei

das Abtriebsdrehmoment der Maschine in Reaktion auf das erforderliche Antriebsdrehmoment der Pumpe veränderbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich- * net, daß die Drosselsteuervorrichtung einen beweglichen Kolben mit unterschiedlichen Druckaufnahmeflächen aufweist und eine der Flächen zur Aufnahme eines Druckes proportional dem Ausgangsdruck der Pumpe ausgelegt ist, und die andere Fläche zur Aufnahme eines Druckes proportional dem Volumen der Flüssigkeit ausgelegt ist, und daß

der Kolben wirksam mit der Maschinendrosselsteuerung verbunden ist, um eine Bewegung abhängig vom Volumen und vom Druck der Flüssigkeit auf die Drosselsteuerung zu übertragen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in eine zurückgezogene Stellung mittels einer Feder gedrückt wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt zwischen Feder und Kolben vorgesehen ist, der die Anfangsbewegung des Kolbens aus seiner zurückgezogenen Stellung in Reaktion auf den Druck verhältnismäßig beschleunigt, um eine schnelle Anfangs reaktion der DrosEclntcuervorrichtung zu bewirken, wenn die Pumpe ihren,Betrieb beginnt.

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25. Vorrichtung nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß einstellbare Anschlagmittel vorgesehen sind, durch die die Bewegung hinsichtlich der Maschinendrossel begrenzt ist.

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