DE2339540A1

DE2339540A1 - Hebelgestaenge, insbesondere schaltgestaenge fuer hydraulische kraftsysteme

Info

Publication number: DE2339540A1
Application number: DE19732339540
Authority: DE
Inventors: Sidney Timmins
Original assignee: Air Log Ltd
Current assignee: Air Log Ltd
Priority date: 1973-08-03
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1975-02-20

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Veickmann, 2339b4ü

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weιckmann, Dipl.-Ch-em. B. Huber

S MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

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AIR-LOG LIMITED, North Lane, Aldershot, Hampshire, England

Hebelgestänge, insbesondere Schaltgestänge für hydraulische

Kraftsysteme

Die Erfindung betrifft Hebelgestänge, und zwar bevorzugt, aber nicht ausschließlich, Schaltgestänge zur Steuerung hydraulischer Kraftsysteme, die einen schwenkbar gehalterten Steuerhebel und Mittel zum Schwenken des Steuerhebels aufweisen. Erfindungsgemäß ist ein zwangsweise entlang dem Steuerhebel geführtes Gleitstück vorgesehen, sowie Mittel zur Steuerung der Bewegung des Gleitstückes entlang dem Steuerhebel und ein schwenkbar gehalterter Ausgangshebel, der an das Gleitstück über ein Verbindungsglied angeschlossen ist, das mit dem Ausgangshebel schwenkbar verbunden ist.

Das Gleitstück ist vorzugsweise auf einer gekrümmten Bahn geführt und der Abstand des Gleitstückes von dem Anlenkpunkt des Ausgangshebels an dem Verbindungsglied ist gleich dem Krümmungsradius dieser Bahn.

Weiter kann an einem festen Punkt auf dem Steuerhebel ein erstes Ausgangsglied angeschlossen sein, so daß die Strecke, um die sich wenigstens ein Teil des ersten Ausgangsgliedes bei einer vorgegebenen Schwenkbewegung des Steuerhebels bewegt, konstant ist, und das oben erwähnte Verbindungsglied kann ein zweites Ausgangsglied darstellen, das mit dem Gleitstück derart verbunden ist, daß die von dem zweiten Ausgangsglied bei

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einer vorgegebenen Schwenkbewegung des Steuerhebels zurückgelegte Strecke durch Verschieben des Gleitstückes entlang dem Steuerhebel veränderbar ist. Daa erste Ausgangsglied kann ein zweiter Ausgangshebel sein, der an dem Steuerhebel starr befestigt ist.

Der Steuerhebel kann einen Längsschlitz haben und daa Gleitstück kann in dem Schlitz verschieblich aufgenommen sein.

Der Anlenkpunkt des Steuerhebels kann an einer Stelle zwischen den Enden des Schlitzes angeordnet sein.

Die Mittel zum Schwenken des Steuerhebels können aus einer Schub- und Zugstange bestehen, die mit dem Steuerhebel verbunden ist. Alternativ können die Mittel zum Schwenken des Steuerhebels auch aus einer Zugstange oder einer Schubstange sowie aus einer Federung bestehen, die den Steuerhebel in eine Ausgangslage zwingt, aus der er gegen die Federkraft durch Betätigung der Zug- oder Schubstange bewegt v/erden kann.

Das erfindungsgemäße Schaltgestänge kann zum Steuern eines hydraulischen Kraftsystems dienen, das eine Kraftmaschine (z.B. einen Motor), eine von der Kraftmaschine angetriebene hydraulische Pumpe mit veränderbarer Verdrängung und einen von der Pumpe antreibbaren hydraulischen Motor umfaßt, wobei das erste Ausgangsglied an die Geschwindigkeitsregelung der Kraftmaschine angeschlossen ist und das zweite Ausgangsglied derart angeordnet ist, daß es die Verdrängung der Pumpe steuert·

Durch eine derartige Anordnung kann die Geschwindigkeit der Kraftmaschine durch das Verschwenken des Steuerhebels unmittelbar gesteuert werden und die Geschwindigkeit der Pumpe, die sich bei einer gewählten Geschwindigkeit der Kraftmaschine ergibt, kann durch Verstellen des Gleitetückea relativ zum Steuerhebel variiert werden, wobei sich die Bewegungs-

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strecke des zweiten Ausgangsgliedes für eine gewählte Schwenkbewegung des Steuerhebels und des daran starr befestigten Ausgangshebels verändert.

Die Erfindung umfaßt auch die Kombination eines hydraulischen Kraftsystems mit einem Schaltgestänge der oben beschriebenen Art. Die Kraftmaschine kann ein Dieselmotor sein. Die Erfindung umfaßt auch ein von einem solchen Systen angetriebenes Fahrzeug. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein erdbewegendes Fahrzeug oder ein Transport- und/oder Ladefahrzeug sein, beispielsweise zum Beladen eines Flugzeugs. Der hydraulische Motor kann ein Motor mit veränderlichem Zylinderinhalt sein und es können zusätzliche Mittel vorgesehen sein, um die Verdrängung des Motors zu verändern.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung des Schaltgestänges mit dem Steuerhebel in der Ausgangslage;

Fig.2 eine schematische Ansicht des Schaltgestänges mit dem Steuerhebel in einer anderen Stellung;

Fig.3 eine weitere schematische Ansicht mit dem Steuerhebel in der gleichen Stellung wie in Fig.2, jedoch mit dem Gleitstück in einer anderen Lage;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht des Steuerhebels und der Mittel zum Schwenken des Steuerhebels.

Wie Fig.1 zeigt, weist das erfindungsgemäße Schaltgestänge einen gebogenen Steuerhebel 1 auf, der um einen Schwenkpunkt 2 verschwenkbar ist. Der Steuerhebel wird von einer Zugfeder 7 in die gezeigte Lage gezogen. Die Zugfeder ist zwischen einer festen Verankerung und dem einen Ende des Steuerhebels eingespannt. Die gezeigte Ausgangslage des Steuerhebels wird durch einen Anschlag 8 bestimmt, der an der Oberseite des

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Steuerhebels anliegt. Der Steuerhebel 1 hat einen gekrümmten Schlitz 11.

Ein Gleitstück 3 ist in dem Schlitz 11 verschieblich aufgenommen; die Bewegung des Gleitstückes 3 wird durch einen L-förmigen Winkelhebel 4 gesteuert, der mit einem zweiten L-förmigen Winkelhebel 5 schwenkbar verbunden ist. Das Ende des kurzen Armes des Winkelhebels 5 ist mit dem Gleitstück 3 schwenkbar verbunden und der Winkel des Winkelhebels 4 ist an einem ortsfesten Befestigungsteil angelenkt. Am Ende des kurzen Armes des Winkelhebels 4 ist eine Zug- und Schubstange 12 angefügt. Durch Ziehen oder Schieben an dieser Stange wird das Gleitstück 3 in dem Schlitz 11 gemäß den Pig. nach links oder rechts verschoben. Als erstes Ausgangsglied ist ein Hebel 6 vorgesehen, der mit dem Steuerhebel 1 in einem Stück ausgebildet ist.

Am rechten Ende des Steuerhebels 1 ist eine Schubstange 13 angeschlossen, mit der die Schwenkbewegung des Steuerhebels steuerbar ist. Ein zweites Ausgangsglied ist mit seinem einen Ende an das Gleitstück 3 angeschlossen. Es besteht aus einer Strebe 9· Das andere Ende der Strebe 9 ist mit einem Arm eines Kniehebels 10 gelenkig verbunden, der seinerseits an einem festen Punkt 14 angelenkt ist. Die Länge der Strebe 9 ist gleich dem Radius des gekrümmten Schlitzes 11. Wie man sieht, bewirkt eine vorgegebene Bewegung der Schubstange 13 eine gleichbleibende Verschwenkung des Steuerhebels 1 und des Hebels 6. Das Ausmaß der Bewegung des GleitStückes 3 beim Verschwenken des Steuerhebels 1 hängt jedoch von der Stellung des Gleitstückes 3 in dem Schlitz 11 ab. Wenn das Gleitstück sich an dem Schwenkpunkt 2 befindet, bewegt es sich überhaupt nicht, wenn der Steuerhebel 1 verschwenkt wird. Wenn das Gleitstück 3 entlang dem Schlitz von dem Schwenkpunkt 2 entfernt wird, nimmt das Ausmaß seiner Bewegung beim Schwenken des Steuerhebels 1 zu.

Das gezeigte Schaltgestänge wird dazu verwendet, das hy-

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draulische Kraftsystem eines Fahrzeugs zu steuern. Das System kann einen Dieselmotor 30 umfassen, der zum Antreiben einer hydraulischen Pumpe 31 dient, die ihrerseits einen hydraulischen Motor 32 antreibt. Der Hebel 6 ist über ein Kabel 15 mit dem Gashebel des Motors verbunden. Die Pumpe ist eine Pumpe mit veränderbarer Verdrängung, wobei die Verdrängung mit Hilfe einer Taumelscheibe mit veränderbarem Winkel verändert wird. Der untere Arm des Kniehebels 10 ist über eine Zug- und Schubstange 16 mit der Steuerung für den veränderlichen Winkel der Taumelscheibe verbunden. Die Schubstange 13 ist mit einem Graspedal des Fahrzeugs verbunden und die Schub- und Zugstange 12 mit einem Drehzahlwähler, um vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt zu werden·

Die Anordnung ist von solcher Art, daß eine vorgegebene Bewegung des Gaspedals des Fahrzeugs stets die gleiche Motordrehzahl erzeugt. Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs für eine vorgegebene Bewegung des Gaspedals kann jedoch durch Betätigen der Geschwindigkeitssteuerung geregelt werden·

Der Kniehebel 10 ist derart angeordnet, daß in der in Fig.1 gezeigten Stellung die Taumelscheibe der Pumpe in einem solchen Winkel steht, daß kein Ausstoß von der Pumpe stattfindet. Eine weitere Drehung des Kniehebels im Uhrzeigersinn stellt die Taumelscheibe in eine solche Winkellage ein, daß, wenn der Motor die Pumpe antreibt, der hydraulische Motor in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Eine Bewegung des Kniehebels aus der Stellung der Fig.1 entgegen dem Uhrzeigersinn bringt die Taumelscheibe in eine solche Winkellage, daß der hydraulische Motor in Rückwärtsrichtung läuft, wenn die Pumpe von dem Motor angetrieben wird.

Wenn das Fahrzeug stillsteht« wird das Gleitstück 3 normalerweise am Schwenkpunkt 2 gehalten, um so eine Neutralstellung vorzusehen. Eine Bewegung des Gaspedals des Fahrzeugs bei der Einstellung des Gleitstückes auf den Schwenkpunkt betätigt

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zwar die Drehzahlsteuerung des Motors, bewirkt jedoch nicht, daß der hydraulische Motor angetrieben wird. Wenn der Fahrer wünscht, daß das Fahrzeug sich bewegt, stellt er zuerst den Drehzahlwähler ein, der auf die Schub- und Zugstange 12 rückwirkt und das Gleitstück 3 in eine Lage bringt, die je nach Wunsch eine Vorwärts- oder Rückwärtsgeschwindigkeit für den hydraulischen Motor vorsieht. In Fig.1 ist das Gleitstück 5 in einer Lage gezeigt, die annähernd 75^ der vollen Vorwärtsgeschwindigkeit ergibt. Der Fahrer betätigt dann den Gashebel des Fahrzeugs, der den Steuerhebel 1 in die Lage der Fig.2 verschwenkt. Beim Schwenken des Steuerhebels 1 öffnet sich allmählich die Drosselklappe der Maschine. Zugleich wird dadurch der Winkel der Taumelscheibe in der Pumpe allmählich vergrößert, so daß ein allmählich zunehmender Fluß zum hydraulischem Motor in Vorwärtsrichtung zustandekoomt. Sin Vorzug des erfindungsgemäßen Schaltgestänges ist, daß der Winkel der Taumelscheibe in der Pumpe mit der Geschwindigkeit der Kraftmaschine zunimmt, so daß, wenn die Kraftmaschine mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten läuft (und folglich nur ein geringes Drehmoment entwickelt), der Winkel der Taumelscheibe und damit die Verdrängung der Pumpe ebenfalls niedrig gehalten wird.

Pig.3 zeigt den Steuerhebel 1 in der gleichen Stellung wie in Fig.2; das Gleitstück 3 ist jedoch so angeordnet, daß es die volle Rückwärtsgeschwindigkeit ergibt.

Die Fig.1-3 sind schematische Darstellung· Fig.4 jedoch ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Steuerhebels 1 und der Schubstange 13 in einer Ausführung für die Praxis. Die anderen Teile des Schaltgestänges sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Der Steuerhebel 1 besteht aus zwei Teilen 20, 21, die mittels Bolzen in einem Abstand voneinander zusammengehalten sind. In jedem Teil ist ein gekrümmter Schlitz 11 vorgesehen. Um

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den Steuerhebel 1 an einer Stelle zwischen den Enden des Schlitzes 11 schwenkbar zu haltern, sind zwei Stummelachsen 22 auf zwei Platten 23 vorgesehen, die mit den Teilen 20, 21 verschweißt sind. Die Schubstange 13 ist in einer Hülse 24 aufgenommen, um in bekannter Weise fernsteuerbar zu sein.

Das erfindungsgemäße Schaltgestänge liefert ein einfaches Steuersystem für das Fahrzeug, bei dem der Fahrer lediglich einen Drehzahlwähler und ein Gaspedal betätigen muß.

Der Drehzahlwähler kann ein Ganghebel sein, der in herkömmlicher Weise in einem Rahmen angeordnet ist, der eine Reihe von Stellungen für den Ganghebel entsprechend den gewünschten Geschwindigkeiten vorsieht. Die Gassteuerung ist vorzugsweise ein Fußpedal, es kann jedoch zusätzlich oder als Alternative auch ein Handhebel vorgesehen sein. Die hydraulische Pumpe kann eine Pumpe mit veränderbarer Verdrängung sein und der Drehzahlwähler kann mit dem Motor derart verbunden sein, daß, wenn der Drehzahlwähler in einer Richtung zur Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt wird, die Verdrängung des Motors reduziert wird.

Die Tatsache, daß die Drosselklappe des Motors geöffnet werden kann, ohne den hydraulischen Motor zu betätigen, durch Bedienen eines Gaspedals oder eines Handgashebels des Fahrzeugs bei Stellung des Gleitstückes auf den Schwenkpunkt 2 bedeutet, daß andere hydraulische Systeme, die noch am Fahrzeug angebracht sind, von dem Fahrzeugmotor angetrieben werden können, während das Fahrzeug stillsteht.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmale des beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt. So muß beispielsweise der Hebel 6 nicht am Steuerhebel 1 als ein Stück angeformt sein.

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Claims

Ansprüche

Schaltgestänge mit einem schwenkbar gehalterten Steuerhebel und mit Teilen zum Schwenken des Steuerhebels, gekennzeichnet durch ein Gleitstück (3), das entlang dem Steuerhebel (1) zwangsweise gleitend geführt ist, durch Mittel (4, 5) zur Steuerung der Bewegung des Gleitstückes entlang dem Steuerhebel und durch einen schwenkbaren Ausgangshebel (10), der an das Gleitstück über ein Verbindungsglied (9) angeschlossen ist, das mit dem Ausgangshebel schwenkbar verbunden ist.
2. Schaltgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (3) auf einer gekrümmten Bahn zwangsweise geführt ist und daß der Abstand vom Gleitstück zum Anlenkpunkt zwischen dem Ausgangshebel (10) und dem Verbindungsglied (9) gleich dem Krümmungsradius der gekrümmten Bahn ist.
3« Schaltgestänge nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein erstes Ausgangeglied (6), das mit einem festen Funkt auf dem Steuerhebel (1) derart verbunden ist, daß die von wenigstens einem Teil des ersten Ausgangsgliedes bei einer vorgegebenen Schwenkbewegung des Steuerhebels zurückgelegte Strecke konstant iet, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (9) ein zweites Ausgangsglied darstellt, das mit dem Gleitstück (3) verbunden ist, so daß die von dem zweiten Ausgangsglied für eine vorgegebene Schwenkbewegung des Steuerhebels (1) zurückgelegte Strecke durch Verschieben des GleitStückes (3) entlang dem Steuerhebel veränderbar ist.
4. Schaltgestänge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Auegangsglied aus einem zweiten Hebel (6) besteht, der starr am Steuerhebel (1) befestigt ist.

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5· Schaltgestänge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (1) einen länglichen Schlitz (11) hat und das Gleitstück (3) in dem Schlitz aufgenommen und entlang dem Schlitz verschieblich ist.
6. Schaltgestänge nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (2) für den Steuerhebel (1) zwischen den Enden des Schlitzes (11) angeordnet ist·
7. Schaltgestänge nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Schwenken des Steuerhebels (1) aus einer Schub- und Zugstange (13) bestehen, die an den Steuerhebel angeschlossen ist.
8. Schaltgestänge nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Schwenken des Steuerhebels (1) eine Schubstange oder eine Zugstange (13) sowie eine Federung (7) umfassen, die den Steuerhebel in eine Ausgangslage vorbelastet, aus der er gegen die Federkraft durch Betätigen der Schub - oder Zugstange bewegbar ist.
9· Hydraulisches Kraftsystem, das mit einem Schaltgestänge nach einem der Ansprüche 3 bis 8 gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kraftmaschine (30), eine hydraulische Pumpe (31) mit veränderbarer Verdrängung, die von der Kraftmaschine antreibbar ist, und einen hydraulischen Motor (32) umfaßt, der von der Pumpe antreibbar ist, wobei das erste Auegangsglied (6) mit der Geschwindigkeitssteuerung der Kraftmaschine verbunden ist und das zweite Ausgangsglied (9) derart angeordnet ist, daß es die Verdrängung der Pumpe steuert.
10. Hydraulisches Kraftsystem nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschine ein. Dieselmotor ist.

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11. Hydraulisches Kraftsystem nach Anspruch 9 oder 1O₁ dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Motor ein Motor mit veränderbarer Verdrängung ist und zusätzliche Mittel vorgesehen sind, um die Verdrängung des Motors zu steuern.
12. Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem hydraulischen System nach einem der Ansprüche 9-11 angetrieben wird.

13· Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Erdbewegungsfahrzeug oder ein Transport- und/oder Ladefahrzeug ist.

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