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Hydrostatisches Fahrzeuggetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein
hydrostatisches Fahrzeuggetriebe mit einem in seiner Fördermenge bzw. seinem Schluckvermögen
verstellbaren Primär- und/oder Sekundärteil, dessen bzw.
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deren hydraulische Stellglieder bei Druckentlastung selbsttätig durch
Federkraft in Richtung ihrer Ausgangsstellung verstellt werden und an einen Steuerkreis
angeschlossen sind, der sowohl mit der Druckleitung einer Konstantpumpe als auch
zur Einstellung eines Steuerdruckes durch ein Steuerorgan mit dem Rücklauf verbindbar
ist, wobei in die Druckleitung in Strömungsrichtung vor dem Anschluß des Steuerorgans
eine verstellbare Meßblende eines Grenzlastreglers angeordnet ist, deren Stellglied
mit dem Gaspedal einer Brennkraftmaschine bzw. mit deren Regler für die Kraftstoffeinspritzmenge
in Verbindung steht.
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Bei einem Fahrzeug mit einem Getriebe der genannten Gattung wird durch
die Grenzlastregelung erreicht, daß bei einem Absinken der Drehzahl der Brennkraftmaschine
gegenüber dem eingestellten Sollwert die Getriebeübersetzung so geändert wird, daß
eine geringere Fahrleistung abgenommen und die vorgegebene Drehzahl der Brennkraftmaschine
wieder erreicht wird. Die Einstellung der entsprechenden Solldrehzahl der Brennkraftmaschine
wird vom Fahrer beispielweise mittels des Gaspedals vorgenommen, mit dem gleichsinnig
und gleichzeitig die Solldrehzahl des Grenzlastreglers und die Solldrehzahl der
Brennkraftmaschine
eingestellt wird. Vermindert sich die abgenommene
Fahrleistung am Anfang eines Straßengefälles, wird bei einer nicht veränderten Einstellung
der Sollwerte und damit gleichbleibender Drehzahl der Brennkraftmaschine die Getriebeübersetzung
so geändert, daß eine höhere Fahrgeschwindigkeit erreicht und damit wiederum die
ursprüngliche Fahrleistung abgenommen wird. Da jedoch die Fahrgeschwindigkeit im
Gefälle nicht erhöht werden soll, wird vom Fahrer das Gaspedal losgelassen. Hierdurch
vermindern sich zwar die Einstellwerte von Solldrehzahl der Brennkraftmaschine und
Grenzlastregelung, die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine vermindert sich jedoch
nicht, sondern nimmt ggf. zu, da jetzt die abgenommene Fahrleistung negativ wird
und bei schiebendem Fahrzeug von der Brennkraftmaschine als sog. "Schleppleistungr'
aufgenommen werden muß. Weil jetzt die Istdrehzahl der Kraftmaschine größer ist
als die eingestellte Solldrehzahl des Grenzlastreglers, erfolgt eine Änderung der
Getriebeübersetzung in Richtung "schnell". Damit kann die an sich vorhandene Schleppleistung
der Brennkraftmaschine nicht bzw. nur ungenügend für das Abbremsen des Fahrzeugs
genutzt werden. Um gefährliche Fahrtzustände auszuschließen, ist der Fahrer gezwungen,
entsprechend den wechselnden Anforderungen ständig die Einstellung der Getriebeübersetzung
willkürlich zu ändern, und zwar so, daß einerseits die Brennkraftmaschine nicht
überdreht wind, andererseits aber die Drehzahl derselben möglichst an der zulässigen
oberen Grenze bleibt. Außerdem muß der Fahrer noch bei stärkeren Gefällen hi-erbei
gleichzeitig die zusätzlich notwendige Bremsleistung durch
Betätigung
der Fahræetpremsen in Abstimmung mit der willkürlich einzustellenden Getriebeübersetzung
erbringen. Darüber hinaus muß der Fahrer dafür sorgen, daß die gesamte Bremsleistung
des Zugfahrzeugs nicht zu einem Ausknicken des Gespannes führt.
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Es liegt die Aufgabe vor, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile
die Getrieberegelung bei einem Fahrzeuggetriebe der eingangs umirssenen Art mit
möglichst einfachen Mitteln in der Weise zu verbessern, daß bei vollständiger Entlastung
des Gaspedals ohne weiteres Zutun des Fahrers jeweils die maximal vorhandene bzw.
zulässige Bremsleistung der Brennkraftmaschine voll zur Winkung kommt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Verbindung
zwischen der Meßblende und dem Gaspedal eingreifende bzw. daran angreifende Mittel
vorgesehen sind, die mit dem Stellglied der Meßblende und/oder einem anderen Bauteil
des Grenzlastreglers so in Wirkverbindung stehen, daß bei plötzlicher Entlastung
des Gaspedals der Grenzlastregler auf einen Sollwert eingestellt wird, der der hÖchstzulässigen
Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht.
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Durch diese Maßnahmen kommt bei der Entlastung des Gaspedals nicht
nur die volle Bremsleistung zur Wirkung, sondern diese leistung wird auch bei Gefällefahrten
konstant beibehalten.
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Außerdem wird auch die Gefahr des Uberdrehens der Brennkraftmaschine
bei
Gefällefahrt und beim sonstigen Abbremsen des Fahrzeugs weitgehend vermieden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Fahrzeuggetriebe, bei
dem sowohl das Gaspedal als auch das Stellglied der Meßblende in Richtung ihrer
Ausgangsstellung federbelastet sind, erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein am Gaspedal
starr befestigter Hebel im wesentlichen in gleichen Schwenkebene wie das Stellglied
der Meßblende angeordnet ist und zur Betätigung über das Stellglied bzw. einen daran
befestigten Zwischenhebel greift, daß ein die Trennstelle zwischen beiden Hebeln
überbrückender, um ein ortsfestes Lager ingleicher Ebene wie die beiden anderen
Hebel schwenkbarer und durch eine Feder in Ausgangsstellung belasteter zweiarmiger
Winkelhebel vorgesehen ist, an dessen einen Arm sich der in gleichs Richtung federbelastete
Zwischenhebel und an dessen anderen Arm sich der mit dem Gaspedal verbundene Hebel
mittels eines Stößels abstützt und daß die Kraft der Rückstell feder des Gaspedals
der Summe der vom Stellglied der Meßblende und vom Winkelhebel entgegenwirkenden
Kräfte überwiegt.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erdindung ist
bei einem Fahrzeuggetriebe, dessen Grenzlastregler einen parallel zur Meßblende
geschalteten federbelasteten Schieber aufweist, vorgesehen, daß die Feder am Schieber
mit einer Einrichtung zur Veränderung der Federkraft ausgestattet ist, wobei diese
Einrichtung mit dem Gaspedal betätigungsmäßig in Verbindung steht.
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Die Erfindung kann ferner so ausgeführt sein, daß parallel zur Meßblende
ein Drosselorgan geschaltet ist, das durch Betätigung des Gaspedals zu- bzw. abschaltbar
ist.
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In der Zeichnung sind drei in der nachfolgenden Beschreibung erläuterte
Ausführungsbeispiele von Getriebes teuerungen gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt.
Es zeigt: Abb. 1 und 2 eine zwischen dem Gaspedal einer Brennkraftmaschine und der
Meßblende eines Grenzlastreglers angeordnete mechanische Steuerung gemäß der Erfindung,
Abb. 3 eine mechanische Wirkverbindung zwischen dem Gaspedal und der verstellbaren
Feder am Schieber eines Grenzlastreglers, Abb. 4 ein parallel zur Meßblende eines
Grenzlastreglers zu-bzw. abschaltbares Drosselorgan, Abb. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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Abb. 1 zeigt eine als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine
1, deren Regler 2 zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge dient.
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Der Regler 2 steht zur Einstellung der Drehzahl über ein Gestänge
3 mit einem Pedal 4 in Verbindung, das in Richtung seiner Ausgangsstellung durch
die Kraft einer Rückstellfeder 5 belastet ist. Mit der Brennkraftmaschine ist in
nicht dargestellter Weise eine durch einen hydraulischen Stellzylinder 7 in der
Fördermenge und Förderrichtung verstellbare Hydropumpe 8 gekoppelt, die den
Primärteil
eines stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebes 9 bildet. Die Hydropumpe 8
ist durch Leitungen 10 und 11 im geschlossenen Kreislauf mit einem Hydromotor 12
verbunden, der als Sekundärteil des hydrostatischen Getriebes 9 dient. Zur Einstellung
des Hydromotors 12 auf das gewünschte Fördervolumen ist dieser mit einem Stellzylinder
13 gekoppelt. Beide Stellzylinder 7 und 13 sind mit Rückstellfedern ausgestattet,
so daß sie bei Druckentlastung die Hydropumpe 8 bzw. den Hydromotor 12 in Richtung
ihrer Ausgangsstellung verstellen. Eine in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl
angetriebene Konstantpumpe 15 dient zur Versorgung des Steuersystems der hydraulischen
Stellzylinder 7 und 13. Diese Konstantpumpe steht saugseitig mit einem Vorratsbehälter
16 und druckseitig mit einer Druckleitung 17 in Verbindung, die über eine Meßblende
18 und ein einstellbares Drosselorgan 19 mit dem Rucklauf, d.h. mit dem Vorratsbehälter
16, verbunden ist. Die Meßblende 18 hat ein Stellglied 21, an dem eine im Schließsinn
wirkende Rückstellfeder 22 angreift. Ein im Schließsinn durch eine Feder 23 belasteter
Zweistellungsschieber 24 ist einerseits durch eine Leitung 25 an die Leitung 17
in Strömungsrichtung hinter der Meßblende 18 und andererseits mittels einer Leitung
26 an den Vorratsbehälter 16 angeschlossen. Die beiden Stirnflächen 27 und 28 des
Zweistellungsschiebers 24 sind zu dessen Regelung durch je eine Leitung 29 bzw.
30 mit der Druckleitung 17 vor bzw. hinter der Meßblende 18 verbunden. Die Meßblende
18 und der Zweistellungsschieber 24 sind Bauteile eines Grenzlastreglers 31. Eine
von der Leitung 17 in Stromungsrichtung
hinter dem Grenzlastregler
31 abzweigende Leitung 32 steht mit einem von Hand einstellbaren Dreistellungsschieber
33 in Verbindung. Diese Leitung 32 ist bei der gezeigten Neutralstellung des Schiebers
33 gesperrt. Ferner steht der Dreistellungsschieber 33 durch eine Leitung 34 mit
dem Vorratsbehälter 16 und durch zwei andere Leitungen 35 und 36 mit dem Stellzylinder
7 in Verbindung. Die Druckleitung 17 ist außerdem mittels einer Leitung 37 an den
Stellzylinder 13 angeschlossen. Am Stellglied 21 der Meßblende 18 sitzt starr ein
an seinem auslaufenden Ende mit einer flachen Biegung versehener Zwischenhebel 40.
Über das Ende dieses Zwischenhebels greift gemäß Darstellung in Abb. 1 ein am Gaspedal
4 ebenfalls starr befestigter Hebel 41. Oberhalb der beiden Hebel 40 und 41 befindet
sich um ein ortsfestes Lager 42 in gleicher Ebene wie die beiden Hebel 40 und 41
schwenkbar ein zweiarmiger Winkelhebel 43, dessen nach unten abgewinkeltes Ende
44 zum Zwischenhebel 40 hin gerichtet ist. Am Winkelhebel 43 greift eine Zugfeder
45 an, die den Winkelhebel 43 bei der gezeigten Stellung gegen einen Anschlag 46
drückt. Der Hebel 41 liegt mit einem daran befestigten Stößel 47 an dem der Feder
45 abgewandten Ende des Winkelhebels 43 an. Die Kraft der Rückstellfeder 5 am Gaspedal
ist so bemessen, daß sie die aus dem System entgegenwirkenden Kräfte übersteigt.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 unter ncrmaier Belastung mit
etwa über den halben Stellweg betätigtem Gaspedal 4 gemäß Abb. 1 ist die Meßblende
18 des Grenzlastreglers 31 auf einen
Drosselquerschnitt eingestellt,
bei dem entsprechend der Fördermenge der KonstantpumS 15 der auf den Schieber 24
wirkende Differenzdruck diesen im Schließsinn betätigt. Der Schieber 24 sperrt damit
die Leitung 25 gegenüber dem Vorratsbehälter 16, so daß sich im Steuersystem der
beiden Stellzylinder 7 und 13 je nach Einstellung des Drosselorgans 19 ein entsprechender
Druck zum Verschwenken der flydropumpe 8 bzw. des Hydromotors 12 einstellt. Der
Dreistellungsschieber 33 dient zur Vorwahl der Förderrichtung der Hydropumpe 8 und
wird je nach der gewünschten Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingestellt.
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Wird das Gaspedal 4 aus der in Abb. 1 gezeigten Zwischenstellung im
Uhrzeigersinn weiter bis zur Endstellung verschwenkt, so wird der Regler 2 der Brennkraftmaschine
1 über das Gestänge 3 auf die größtmögliche Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt.
Gleichzeitig wird vom Gaspedal 4 über den Hebel 41 und den Zwischenhebel 40 unabhängig
vom Winkelhebel 43 das Stellglied 21 der Meßblende 18 im Uhrzeigersinn verschwenkt,
bis die Meßblende 18 schließlich bei Erreichen der Endstellung den größtmöglichen
Drosselquerschnitt aufweist. Damit ist das Antriebsaggregat auf max. Leistung eingestellt.
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Bei starker Belastung der Brennkraftmaschine 1 und dadurch abfallender
Drehzahl nimmt die Fördermenge der Konstantpumpe 15 ab, so daß der Druck in den
Leitungen 17 und 29 in Strömungsrichtung vor der Meßblende 18 und somit auch an
der Stirnfläche 17
des Schiebers 24 abfällt. Der Schieber 24 wird
durch den an seiner Stirn fläche 28 wirkenden Druck und die Kraft der Feder 23 im
Öffnungssinn betätigt, wobei das dem Grenzlastregler 31 nachgeschaltete Steuersystem
durch den Schieber 24 mit dem Vorratsbehälter 16 verbunden wird. Der Druck im Steuersystem
fällt somit ab. Die beiden Stellzylinder 7 und 13 verschwenken die Hydropumpe 8
und den Ilydromotor 12 auf ein kleineres Übersetzungsverhältnis, wodurch wieder
eine normale Belastung der Brennkraftmaschine 1 erfolgt und diese wieder die vorbestimmten
Drehzahl aufweist. Durch die wieder angestiegene Drehzahl der Brennkraftmaschine
ist auch die Fördermenge der Konstantpumpe 15 erneut soweit angestiegen, daß der
auf die Stirnfläche 27 des Schiebers 24 wirkende Druck diesen in Schließstellung
verschiebt. Der Druck im Steuersystem steigt bei unverändertem Drosselorgan 19 wieder
an, und die beiden Stellzylinder 7 und 13 stellen schließlich die Hydropumpe 8 und
den Hydromotor 12 auf ein der jeweiligen Fahrleistung entsprechendes übersetzungsverhältnis
ein. Damit ist in bezug auf Drehzahl und Leistung der Brennkraftmaschine der vor
der höheren Belastung vorhandene Zustand der Anlage wieder hergestellt.
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Beim Befahren einer Gefällestrecke wird das Gaspedal am Anfang derselben
ganz entlastet, so daß es die in Abb. 2 gezeigte Ausgangsstellung einnimmt. über
das Gestänge 3 wird dabei der Regler 2 der Brennkraftmaschine 1 auf die kleinste
Solldrehzahl eingestellt. Gleichzeitig bei Entlastung des Gaspedals 24 drückt
der
Stößel 47 am Hebel 41 unter das entsprechende Ende am Winkelhebel 47 und verschwenkt
diesen gegen die Kraft der Feder 45 entgegen dem Uhrzeigersinn. Das nach unten abgewinkelte
Ende 44 des Winkelhebels 43 drückt gegen den Zwischenhebel 40 und verschwenkt diesen
sowie das Stellglied 21 der Meßblende 18 gegen die Kraft der Feder 22 im Uhrzeigersinn
bis in die Endstellung.
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Folglich wird die Meßblende 18 auf ihren größtmöglichen Drosselquerschnitt
eingestellt. Diese Einstellung entspricht der höchstzulässigen Drehzahl der Brennkraftmaschine
1. Somit wird im hydrostatischen Getriebe 9 ein entsprechend kleines Ubersetzungsverhältnis
eingestellt, wodurch einerseits ein überdrehen der Brennkraftmaschine vermieden
wird und andererseits die mögliche Schleppleistung der Brennkraftmaschine 1 voll
genutzt werden kann.
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Abb. 3 zeigt in Abwandlung von der Ausführungsform nach den Abb. 1
und 2 einen Granzlastregler 50, der eine in die Leitung 17 eingebaute Meßblende
51 aufweist. Parallel zur Meßblende 51 ist ein vom Differenzdruck beiderseits der
Meßblende 51 geregelter Zweistellungsschieber 52 so angeordnet, daß das der Meßblende
51 nachgeschaltete Steuersystem durch diesen mit dem Rücklauf verbindbar ist. Am
Zweistellungsschieber 52 greift im Öffnungssinn eine Feder 53 an, deren Federkraft
mittels einer Einrichtung 54 einstellbar ist. Am Gaspedal 4 sitzt starr ein Hebel
55, der mit der Einrichtung 54 in Wirkverbindung steht. Außerdem besteht eine Verbindung
zwischen dem Gaspedal 4 über ein Gestänge 56 mit dem.
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Regler 2 der Brennkraftmaschine 1 bzw. mit dem Stellglied 57 der Meßblende
51.
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Die Wirkungsweise der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform der
Erfindung entspricht bei normalem Fahrbetrieb derjenigen gemäß Abb. 1. Je weil bei
vollständiger Entlastung des Bremspedals 4 erhält die Feder 53 durch die Rückstellkraft
der Feder 5 am Pedal 4 über die Einrichtung 54 eine höhere Vorspannung.
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Diese ist-so bemessen, daß der Grenzlastregler 50 bei der entsprechenden
Einstellung der Meßblende 51 in Ausgangsstellung des Gaspedals 4 auf einen Wert
eingestellt ist, der derjenigen bei Erreichen der max. zulässigen Drehzahl der Brennkraftmaschine
1 entspricht.
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In Abb. 4 ist ein Grenzlastregler 60 dargestellt, bei dem in der Leitung
17 eine verstellbare Meßblende 61 und dazu in- Parallelschaltung ein Zweistellungsschieber
62 vorgesehen ist. Parallel zum Grenzlastregler 60 ist in eine Leitung63 in Reihe
mit einer Drossel 64 ein im Schließsinn federbelasteter Zweistellungsschieber 65
angeordnet, der durch ein elektrisches Stellorgan 66 im Öffnungssinn betätigbar
ist. Am Gaspedal 4 sitzt starr ein Hebel 67, der über ein Gestänge 68 sowohl mit
dem Regler 2 der Brennkraftmaschine 1 als auch mit dem Stellglied 69 der Meßblende
61 gelenkig in Verbindung steht. Ein am Hebel 67 zu seiner Betätigung angreifender
elektrischer Schalter 70 liegt in einer Leitung 71, die mit dem elektrischen Stellorgan
66 des Schiebers 65 sowie einer Stromquelle 72 einen Stromkreis bildet.
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Die Wirkungsweise des Grenzlastreglers gemäß Abb. 4 entspricht bei
normalem Fahrtbetrieb ebenfalls demjenigen gemäß Abb. 1.
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Bei vollständiger Entlastung des Gaspedals 4 wird durch Schließen
des Schalters 70 das elektrische Stellorgan 66 erregt und dieses öffnet den Schieber
65. Damit kommt die parallel zur Meßblende 61 geschaltete Drossel 64 zur Wirkung.
Der Querschnitt der Drossel 64 ist so bemessen, daß er etwa dem Drosselquerschnitt
der voll geöffneten Meßblende 61 entspricht. Durch diese Maßnahme wird der Grenzlastregler
auf einen Sollwert eingestellt, der der höchstzulässigen Drehzahl der Brennkraftmaschine
entspricht, so daß die Bremsleistung der Brennkraftmaschine voll ausgenutzt werden
kann.
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Die Einrichtung gemäß Abb. 5 entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen
derjenigen gemäß Abb. 1. Es wurden daher für gleiche Teile mit Abb. 1 übereinstimmende
Bezugszahlen eingesetzt.
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Anstelle des Winkelhebels 43 gemäß Abb. 1 ist bei der Einrichtung
nach Abb. 5 eine willkürlich betätigbare Taste 74 vorgesehen.
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Bei Zurücknahme des Gaspedals 4 in die Ausgangsstellung und zusätzlicher
Betätigung der Taste 74 wird der Grenzlastregler 31 durch entsprechendes Verschwenken
des Stellgliedes 21 an der Meßblende 18 so eingestellt, daß die bereits mehrfach
erwähnten Vorteile beim Abbremsen des Fahrzeugs voll zur Wirkung kommen.