DE2741433A1

DE2741433A1 - Steuersystem fuer ein stroemungsmittelangetriebenes fahrzeug

Info

Publication number: DE2741433A1
Application number: DE19772741433
Authority: DE
Inventors: Cyril William Habiger
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1978-04-20
Also published as: US4041702A; GB1539697A; CA1037354A

Description

PATENTAH Λ/ALT DIPL-ING. IC O MÜNCHEN 22 KARLh WAGNER " GtWÜRZMÜHLSRASSE 5

POSTFACH 246

«»•7/1/OO ¹⁴· September 1977

Z/H I A OO

77-S-2811

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, Illinois 61629, V.St.A.

Si.euersystem für ein strömungsmittelangetriebenes Fahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein strömungsmittelangetriebenes Fahrzeug, und zwar insbesondere auf ein strömungsmittelbetätigtes Steuersystem, welches die gleichzeitige und koordinierte Steuerung der Motordrehzahl, des Antriebsgetriebeverhältnisses und der Laufrichtung mittels einer einzigen Steuer- und einer Ubersteuerungs-Vorrichtung gestattet, um se· das Getriebeantriebsverhältnis ohne Beeinflussung der Motordrehzahl zu steuern.

Bei zahlreichen Arten von industriellen Fahrzeugen und Erdbewegungsfahrzeugen sind oftmals hydrostatische Getriebe vorgesehen, um den Motor mit der Antriebswelle oder einem anderen Laufgetriebe des Fahrzeugs zu kuppeln. Bei einigen dieser Fahrzeuge, insbesondere Hubstaplern und Ladefahrzaugen, ist es erwünscht, gleichzeitig die Motordrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Laufrichtung mit einer einzigen Pedale zr steuern, damit der Fahrer seine Hände zur Steuarung anderer Fairzeugsteucrungen frei hat. Es ist ebenfalls erwünscht, eine Ubersteuer- oder Uberhol-Steuerung vorzusehen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, ohne die Position der einzigen Pe<ale und/oder die Motordrehzahl zu beeinflussen. Bislang wa· die Pedale mit den Getriebesteue'ungen und Motordrehzahl-

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TELEFON ii W) 29*527 TELEGHAMM: PATLAW MONC EN TELEX: 5-22039 oatw d

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Steuerungen über ein η 2chan^:.schcE Gelenk verbunden. Ein Nachteil solcher mechanischer Verbindungen besteht jedoch darin, daß sie schwer einzubauen, einzustellen und zu warten sind, wobei die zur Betätigung der Pedale erforderlichen Kräfte verhältnismäßig hoch sind und dadurch zur Ermüdung des Fahrers beitragen. Darüber hinaus ist bei derartigen Verbindungen im allgemeinen eine unterschiedliche Verbindungsanordnung für jedes Fahrzeugmodell erforderlich. Dies macht die Lagerhaltung einer größeren Anzahl von Teilen erforderlich, um die Wartung und den Ersatz abgenutzter und gebrochener Teile zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Steuersystem für ein strömungsmittelangetriebenes Fahrzeug vorzusehen, welches die koordinierte Steuerung der Motordrehzahl, den Getriebeantriebsverhältnisses und der Antriebsrichtung durch ein einziges vom Fahrer gesteuertes Glied gestattet. Die Erfindung hat sich ferner zum Ziel gesetzt, eine derartige Übersteuerungs-Steuerung vorzusehen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, während die Motordrehzahl auf einem voreingestellten Niveau gehalten wird, wie dies durch die Position des einzigen durch den Fahrer gesteuerten Gliedes bestimmt ist. Die Erfindung sieht ferner ein Steuersystem der beschriebenen Art vor, welches leicht durch relativ niedrige Fahrereingabekräfte gesteuert wer len kann und für verschiedene Fahrzeugmodelle mit einem Minimum an Änderungen ohne weiteres geeignet ist. Die Erfindung sie'it ferner eine Übersteuerungs-Steuerung vor, welche eine Nullevnstellung vorsieht, um sicherzustellen, daß das Strömungsmitt^antriebsgetriebe stets dann in eine Neutralstellung zurückgebracht wird, wenn das durch den Fahrer gesteuerte einzige Glied freigegeben wird.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung anhand der Zeichnung, in welcher schematisch das erfindungsgemäße Steuersystem für ein durch Strömungsmittel angetriebenes Fahrzeug im Schnitt dargestellt ist.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Steuersystem für ein strömungsmittelgetriebenes Fahrzeug bezeichnet und steht

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in Verbindung mit einem hydrostat sehen Getriebe 1 1 eines nicht gezeigten Fahrzeugs. Die Strömung~;mittelantr .ebsanordnung umfaßt eine umschaltbare StrömungsmitteLpumpe 12 mit veränderbarer Verdrängung, die durch einen Motor U angetrieben wird. Die Strömungsmitte lpumpe 12 steht mit einem Strömungsantriebsmotor 14 über ein Paar von Leitungen 16 und 17 in Verbindung, welche einen geschlossenen Strömungsmittelkreis zwischen Pumpe und Motor bilden. Der Antriebsmotor 14 steht antriebsmäßig mit einer Radantriebsleitung 18 in Verbindung, welche eines oder mehrere Räder des nicht gezeigten Fahrzeugs in üblicher Weise antreibt. Die Ausgangsgröße der Pumpe wird durch ein Paar von hydraulischen Betätigungsvorrichtungen 19 und 21 gesteuert, die betriebsmäßig mit einer Schwenkplatte 22 der Pumpe verbunden sind. Wenn der hydra llischen Betätigungsvorrichtung 21 Strömungsmittel zugeleitet wird, so bewirkt diese Vorrichtung das Verschwenken der Schwenkplatte 22, um so deren Neigung zu verändern, was die Pumpe veranlaßt, d :n Motor in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Wenn umgekehrt Strömungsmittel der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 19 zugeleitet wild, so ruft diese Vorrichtung 19 das Verschwenken der Schwenkpla^vte 22 in der entgegengesetzten Richtung vor und es wird der umgekehrte Antrieb durch den Antriebsmotor eingestellt. Das effektiv Antriebs verhältnis durch das Getriebe wird durch die Größe der Ne.gung der Schwenkplatte in der einen oder anderen ausgewählten Richtung bestimmt. Jede der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen w«. ist eine Feder 23 darinnen auf, um die Schwenkplatte 22 in die gez· igte Neutralstellung elastisch dann zurückzubringen, wenn hyd aulisches Strömungsmittel an keine der Strömungsmittelbetätigungsvoirichtungen angelegt wird, um so einen Neutralzustand des hydrost-.tischen .-etriebes vorzusehen.

Eine Hilfsnachfüllpumpe 24 wird durch den Motor 13 angetr eben und steht mit sowohl den Leitungen 16 als auch 17 über eine Ausgangsleitung 26 und ein Paar von Rückschlagventilen Π und 28 in Verbindung. Ein Freigabe- oder Druckbegrenzungsventil 29 liegt zwischen der Leitung und einem Strömungsmittelversorgungstank, um so den Druck in der geschlossenen Krexsschleife auf einem vorgewählten Minimalwert zu halten.

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Hin erster Strömungsmittelkreis 31 verbindet iie Hilfspumpe 24 mit den Strömungsmittelbetätigungs-Vorrichtungen 19 und 21 und weist eine Leitung 32 auf, welche die Ausgangsleitung 26 mit einem Richtungssteuerventil 33 verbindet, das aus einer gezeigten Neutralstellung in beide Richtungen bewegbar ist. Ein Paar von Leitungen 34 und 36 verbindet das Richtungssteuerventil mit den Strömungsmittelbetätigungs-Vorrichtungen 19 bzw. 21. Ein durch einen Elektromagnet betätigtes Ventil 37 ist in der Leitung 32 angeordnet und ist in eine Schließstellung federbelastet, um so den Strömungsmittelfluß durch die Leitung und somit zum Richtungssteuerventil 33 und den hydraulischen Betätigungsvorrichtungen zu blockieren, um auf diese Weise die Neutralisierung des hydrostatischen Getriebes zu bewirken. Ein sitzbetätigter Schalter ist serienmäßig zwischen das Elektromagnetventil 37 und eine Batterie 39 derart geschaltet, daß dann, wenn der Sitz vom Fahrzeugführer eingenommen wird, der Schalter geschlossen wird, um so den elektrischen Kreis zur Erregung des Elektromagnetventils 37 zu schließen. Die Erregung des Elektromagnetventils 37 verschiebt dieses in eine Öffnungsstellung, was den Strömungsmittelfluß durch die Leitung 32 für den Normalbetrieb des hydrostatischen Getriebes gestattet.

Ein Servopilot- oder Servosteuer-Mechanismus 41 weist einen doppelt wirkenden Servopilötkolben 42 hin- und herbewegbar angeordnet: in einer Bohrung 43 eines Gehäuses 44 auf. Ein Hebel "6 ist mit einem Ende schwenkbar mit dem Kolben 42 an einem Schwenkpunkt oder Schwenkzapfen 47 verbunden und erstreckt sich nach a-jssen durch eine Öffnung 48 im Gehäuse 44, wobei das entgegengesetzte Ende des Hebels mit der Schwenkplatte 22 über ein langgestrecktes Verbindungsglied 49 verbunden ist. Ein Folge-Verbindungsteil 51 ist mit einem Ende schwenkbar mit dem Hebel 46 an einem Schwenkzapfen 52 verbunden, der zwischen den Enden des Hebels 46 angeordnet ist, und das andere Ende des Verbindungsteils 51 ist in geeigneter Weise mit dem Richtungssteuerventil 33 verbunden. Obwohl das Richtungssteuerventil 33 schematisch gesondert vom Servopilotraechanismub dargestellt ist, so kann es doch alternativ körperlich im Servopilotmechanismusgehäuse 44 angeordnet sein, wobei der Hebel η geeigneter Weise am Richtungssteuerventil auf irgendeine übliche

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Weise befestigt ist.

Ein Zentriermechanismus 56 ist innerhalb einer Betätigungskammer 57,ausgebildet im Gehäuse 44, an einem Ende der Bohrung 43 enthalten und drückt den Servopilotkolben 42 in eine neutrale oder zentrierte Position. Eine mit Aussengewinde versehene Hülse 58 ist in eine mit Gewinde versehene Bohrung 59 eingeschraubt, welche im Gehäuse in Ausrichtung mit der Bohrung 43 ausgebildet ist. Die Hülse 58 wird in einer festen Position durch eine Feststellschraube 61 gehalten. Ein Innenende 62 der Hülse 58 besitzt eine sich hindurcherstreckende Bohrung 63, wohingegen das andere Ende mit einer Ringnut 64,ausgebildet in einer inneren zylindrischen Oberfläche, ausgestattet ist. Eine Druckfeder 66 ist auf der Innenseite der Hülse 58 angeordnet und wird in einem zusammengedrückten Zustand zwischen einem Federsitz 67 normalerweise in Anlage am inneren Ende 62 gehalten und ein ringförmiger Haltering steht normalerweise in Anschlag mit einem Schnappring 69,der in der Ringnut 64 sitzt. Wenn sich der Servokolben 42 in der gezeigten zentrierten Stellung befindet, erstreckt sich ein Ende des Kolbens durch die Bohrung 63 und liegt am Federsitz an. Ein Rohrglied 71 erstreckt sich durch die Mittelöffnung des Halterings 68 und in die Feder 66 und besitzt einen sich nach aussen erstreckenden Flansch 72 ausgebildet am äußeren Ende zum Anschlag mit dem ringförmigen Haltering 68. Das Innenende ist mit einer Bohrung 73 ausgestattet, die gleitend einen Schaft 74 eines Führungsbolzens 76 aufnimmt. Der Schaft 74 erstreckt sich ebenfalls durch eine im Federsitz 67 ausgebildete Mittelbohrung 77, wobei das Bolzengewinde am Ende des Kolbens befestigt ist. Eine Kappe 78 ist auf das Aussenende der mit Gewinde versehenen Hülse 58 aufgeschraubt und steht abdichtend mit dem Gehäuse 44 im Eingriff. Ein einstellbares Anschlagglied 79 ist an der Kappe 78 angeschraubt und erstreckt sich in die Innenbohrung des Rohrglieds 71 hinein. Eine Endplatte 81 ist in geeigneter Heise an der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 44 befestigt und bildet eine Betätigungskammer 82 am entgegengesetzten Ende des Servokolbens. Ein zweites einstellbares Anschlagglied 83 ist an die Endplatte geschraubt und erstreckt sich in die Betätigungskammer.

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Ein Kriech- oder Einstellventil 85 weist einen Kriech- oder Einstellventilkolben 86 gleitend angeordnet innerhalb einer Bohrung 87 auf, die in dem Gehäuse parallel zur Bohrung 43 ausgebildet ist. Der Kolben 86 dient zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung zwischen einem Paar von Einlaßöffnungen 88 bzw. 99 und einem Paar von Durchlässen 91 bzw. 92, die mit den Betätigungskammern 82 bzw. 57 verbunden sind. Der Kolben 86 besitzt eine erste Ringnut 93 darinnen ausgebildet zwischen einem Paar von Stegen oder Bünden 94 und 96, und eine zweite Ringnut 97 ist zwischen dem Bund 96 und einem weiteren Bund 98 ausgebildet. Ein erster Strömungsmittelflußdurchlaß 99 ist in dem Bund 96 erfindungsgemäß ausgebildet und verbindet die erste Ringnut 93 mit der ümfangsoberflache des Bunds 96; ein zweiter Strömungsmitteldurchlaß 101 ist im Bund 98 ausgebildet und verbindet die zweite Ringnut 97 mit der Ümfangsoberflache des Bunds 98. Ferner sieht die Erfindung eine Vielzahl von Drosselschlitzen 102 ausgebildet im Bund 96 benachbart zu und in Verbindung mit der zweiten Ringnut 97 vor. Eine Schraubenfeder 103 umgibt eine Verlängerung 104 ausgebildet an einem Ende des Kolbens 86, um so den Kolben elastisch (wie in der Zeichnung gezeigt) nach links vorzuspannen. Das entgegengesetztliegende Ende des Kolbens 86 ist in geeigneter Weise betriebsmäßig mit einem Kriech-Steuerpedal 106 verbunden. Eine Feder 107 ist betriebsmäßig mit dem Steuerpedal verbunden, wobei die Kraft der Feder 107 ausreicht, um die Kraft der Feder 103 zu überwinden derart, daß der Kriechventilkolben normalerweise in der gezeigten Öffnungsposition gehalten wird, wodurch die Strömungsmittelverbindung zwischen den Einlaß-Auslaß-Öffnungen 88 und Durchlaß 91 und Einlaß-Auslaßöffnung 89 und Durchlaß 92 hergestellt ist.

Das Kriechventil 85 bildet einen Teil eines zweiten Strömungsmittelkreises 110, der die Hilfspumpe 24 mit dem Servomechanismus 41 verbindet. Der zweite Strömungsmittelkreis 11O weist ein Drucksteuerventil in der Form eines Druckreduzierventils 111 auf, und zwar verbunden mit der Auslaßleitung 16 über eine Leitung

112. Ein Paar von Leitungen 113 und 114 verbindet das Druckreduzierventil 111 mit den Einlaß-Auslaß-Öffnungen 89 zw. 88. Ein auf

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Druck ansprechendes oder Umschalt-Ventil 116 verbindet die Leitungen 113 und 114 mit einer Leitung 117, die ihrerseits mit einem Hydraulikmotor oder Betätigungsvorrichtung 118 in Verbindung steht. Die Hydraulikbetätigungsvorrichtung 118 ist in geeigneter Weise mit einer Motordrehzahlsteuerung 119, wie beispielsweise einem Drosselklappenventil eines Vergasers oder einem Brennstoff steuerglied eines Drehzahlreglers, verbunden. Eine Feder ist innerhalb der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 118 enthalten um die Motordrehzahlsteuervorrichtung 119 elastisch in eine Leerlauf position vorzuspannen. Ein Flußpedal 122 ist in geeigneter Weise am Druckreduzierventil 111 befestigt, und zwar für eine Vorwärts- und Rückwärtskippbewegung zur Betätigung des Druckreduzierventils.

Es sei nunmehr die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Während des Normalbetriebs des Fahrzeugs wird der Fahrersitz vom Fahrer eingenommen, so daß der Schalter 38 geschlossen wird, wodurch der elektrische Kreis vervollständigt wird, so daß das Elektromagnetventil 37 erregt wird und in seiner Öffnungsposition den Strömungsmittelfluß durch die Leitung 32 zum Richtungssteuerventil 33 vorsieht. Wenn jedoch Strömungsmitteldruck weder in der Betätigungskammer 57 noch in der Betätigungskammer 82 vorhanden ist, so zentriert der Zentriermechanismus 56 den Servopilötkolben 42 und somit das Richtungssteuerventil 33 in einer Neutralstellung. In diesem Zustand ist das unter Druck stehende Strömungsmittel von der Hilfspumpe 24 sowohl von der Strömungsbetätigungsvorrichtung 19 als auch der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 21 durch das Richtungssteuerventil blockiert und die Federn 23 der Betätigungsvorrichtungen zentrieren die Pumpenschwenkplatte 22. Um das hydrostatische Getriebe 11 in ein Vorwärtsantriebverhältnis zu schalten, wird die Fußpedale 122 entgegen dem Uhrzeigersinn verkippt, um so das Druckreduzierventil 111 aus seiner Neutralstellung oder Strömungsmittelblockierstellung in eine Vorwärtsrichtung zu betätigen, um unter Druck stehendes Strömungsmittel mit einem gesteuerten regulierten Druck über die Leitung 113, Einlaß-Auslaß-Öffnung 89, die zweite Ringnut 97, Durchlaß 92 in die Betätigungskammer 57 zu leiten, wo das Strömungsmittel den Servopilötkolben 42 nach links entgegen der Vorspannung der Zentrierfeder 66 drückt. Die Bewegungsgröße

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des Servopilotkolbens 42 hängt vom Druckniveau des Strömungsmittels in der Betätigungskammer 57 ab, wobei dieses Druckniveau durch die Steuerung der Betätigungsgröße des Druckreduzierventils 111 eingestellt ist. Bei Bewegung des Servopilotkolbens 42 wirkt anfangs das mit der Schwenkplatte 22 verbundene Verbindungsteil 4 9 als ein fester Schwenkpunkt oder Schwenkzapfen für das untere Ende des Hebels 46, der sich darum herum verschwenkt. Dabei bewegt das Folgeverbindungsteil 51 das Richtungssteuerventil 33 nach links. Dies läßt unter Druck stehendes Strömungsmittel durch die Leitung 36 in die hydraulische Betätigungsvorrichtung 21 und verbindet die hydraulische Betätigungsvorrichtung 19 mit dem Tank über die Leitung 34. Demgemäß wird die Betätigungsvorrichtung 21 ausgefahren und die Betätigungsvorrichtung 19 wird zurückgezogen, wodurch die Pumpenschwenkplatte 22 geneigt wird, um so die Pumpe 12 zum Antrieb des Antriebsmotors 18 in Vorwärtsrichtung zu veranlassen, und zwar mit einem effektiven Antriebsverhältnis ,bestimmt durch den Neigungsgrad der Schwenkplatte 22.

Das Folgeverbindungsteil 51 sieht eine Folgewirkung vor, wodurch das Ausfahren der Betätigungsvorrichtung 21 nur in einem Ausmaß erfolgt, welches durch die Größe der Linksbewegung des Servopilotkolbens 42 bestimmt ist, wobei diese Bewegung durch den Fahrer durch das Pedal 122 gesteuert ist. Diese Folgewirkung ergibt sich, da bei Verschiebung der Schwenkplatte 22 in der oben beschriebenen Weise das Verbindungsteil 49 den Hebel 46 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Schwenkpunkt 47 verschwenkt, was das Folgeverbindungsteil 51 veranlaßt, das Richtungssteuerventil 33 in umgekehrter Richtung zur Neutralstellung hin zu bewegen. Demgemäß versucht die Rückkopplungsbewegung fortgesetzt das Richtungssteuerventil 33 in die Neutralstellung zurückzubringen, und das Ausfahren der Betätigungsvorrichtung 21 kann sich nur fortsetzen, wenn die Linksbewegung des Servokolbens 42 fortgesetzt wird. Das Richtungssteuerventil 33 kehrt nicht vollständig in die Neutralstellung nach dem Anhalten der Bewegung des Servokolbens .zurück, sondern stoppt kurz vor dieser Position an dem Punkt, wo der Strömungsmittelfluß zur erregten Betätigungsvorrichtung gerade ausreicht, um das Leck durch eine erfindungsgemäße Zumeßöffnung 123 zu kompensieren. Somit setzt sich praktisch

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die progressive Verschiebung der Pumpenschwenkplatte 22 nur solange fort, wie der Fahrer das Fußpedal 122 entgegen dem Uhrzeigersinn verkippt, und die Neigung der Schwenkplatte 22 ist durch die Größe bestimmt, mit welcher der Fahrer das Fußpedal verkippt hat, wodurch der Fahrer in die Lage versetzt wird, das Antriebsverhältnis des Getriebes zu steuern.

Um das hydrostatische Getriebe 11 in ein umgekehrtes Antriebsverhältnis zu schalten, wird die Fußpedale 122 im Uhrzeigersinn verkippt, um unter Druck stehendes Strömungsmittel durch die Leitung 114, Einlaß-Auslaß-Öffnung 88, erste Ringnut 93, Durchlaß 91 in die Betätigungskammer 82 zu leiten, wo das Druckströmungsmittel den Servopilotkolben 42 nach rechts entgegen der Vorspannung der Zentrierfeder 66 drückt. Dies verschiebt das Richtungsteuerventil 33 nach rechts, was die Schwenkplatte 22 veranlaßt, sich in entgegengesetzter Richtung zu verschieben und einen Umkehrantrieb durch das Getriebe in einer Weise einstellt ähnlich wie dies oben unter Bezugnahme des Getriebeschaltens in das Vorwärtsantriebsverhältnis erläutert wurde.

Die Kippbewegung des Pedals 122 und somit die Betätigung des Druckreduzierventils 111 in der einen oder anderen Richtung zur progressiven Erhöhung des Getriebeantriebsverhältnisses in der einen oder anderen Richtung bewirkt auch gleichzeitig einen koordinierten progressiven Anstieg der Motordrehzahl. Dies wird erreicht durch das erfindungsgemäße Umschaltventil 116, welches automatisch die Leitung 113 oder 114 mit dem größten Strömungsmitteldruck mit Leitung 117 derart verbindet, daß das Druckströmungsmittel der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 118 zugeführt wird, um die Motordrehzahlsteuervorrichtung 119 zur Erhöhung der Motordrehzahl zu bewegen. Der Strömungsmitteldruck in der Leitung 117 wird gleich dem Druck des Strömungsmittel in der Leitung 113 oder 114 sein und die Motordrehzahlsteuerung wird um eine Grösse bewegt abhängig vom Strömungsmitteldruck in der Leitung 113 oder 114. Wenn sich das hydrostatische Getriebe 11 entweder im Vorwärts- oder im Rückwärts-Antriebsverhältnis befindet, so kann man die genaue Steuerung über die Schwenkplattenneigung erreichen ohne die Einstellung der Motordrehzahlsteuerung 119 zu beeinflusser.,

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und zwar durch Niederdrücken des Pedals 106- um zu verarlassen, daß sich der Kriechventilkclben 94 aus der gezeigten Stellung nach links bewegt. Die Anfangsbewegung des Kolbens blockiert die Verbindung durch die Ringnuten 9 3 und 9 7 und verbindet die Einlaß-Auslaß-Öffnungen 88 und 89 mit Durchlässen 91 und 92 über Durchlässe 99 bzw. 101. Die weitere Linksbewegung des Kriechkolbens öffnet einen Zumeßströmungspfad zwischen den Durchlässen 91 und 92 über die Drosselschlitze 102. Da die Durchlässe 99 und 101 mit den Durchlässen 91 bzw. 92 in Verbindung stehen, erzeugt die anfängliche öffnung des Strömungspfades durch die Drosselschlitze ein Abnehmen des Stromungsmitteldrucks in der Betätigungskammer 57 oder 58, wobei die Größe der Abnahme genau durch das Bewegungsausmaß des Kriechkolbens gesteuert ist. Die Druckabnahme in der Betätigungskammer gestattet der Zentrierfeder 66 die Bewegung des Servopilotkolbens zur Neutralstellung hin, was zur Folge hat, daß das Richtungssteuerventil 33 in seine Neutralstellung bewegt wird und somit ein Abnehmen des Getriebeantriebsverhältnisses bewirkt. Die fortgesetzte Linksbewegung des Kriechventilkolbens hat eine fortgesetzte Abnahme des Getriebeantriebsverhältnisses zur Folge. In der extremen Linksposition ces Ventilkolbens läuft das Strömungsmittel durch den Durchlaß 99 oder 101 im wesentlichen uneingeschränkt durch die Drosselschlitze und der Differentialdruck zwischen den beiden Betätigungskammern fällt auf Null ab. Dies gestattet die Bewegung des Servomechanismus in dessen zentrierte Position, was die "Umschaltung ces Getriebes in einen Neutralzustand zur Folge hat. Die Durchlässe 99 und 101 sind jedoch erfindungsgemäß derart bemessen, daß sie- als Zumeßöffnungen wirken, um den hindurchgehenden Strömungsmittelfluß derart einzuschränken, daß kein Druckabfall im Strömungsmittel in Leitung 113 oder 114 auftritt, und zwar unabhängig von der Position des Kriechkolbens. Somit verbleibt der Strömungsmitteldruck in Leitung 113 oder 114 ungeändert und die Motordrehzahlsteuerung wird nicht bewegt und die Motordrehzahl verbleibt im wesentlichen konstant.

Der Zentriermechanismus 56 erzeugt eine schnelle und wirkungsvolle Vorrichtung zur Einstellung der zentrierten Position des Servokolbens 42, um die Rückkehr des Richtungssteuerventils 33 und so-

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nit des hydrostatischen Getriebes in eine Neutralstellunc dann sicherzustellen, wenn die Pedale 122 freigegeben wird und kein Strömungsmitteldruck in der Kammer 57 oder der Kammer 82 vorhanden ist. Die Einstellung wird erreicht durch Herunterschrauben ler Kappe 78 vom vorstehenden Ende der mit Gewinde versehenen -!ülse 58, durch Lockern der Einstellschraube 61 und durch Verdrehen der mit Gewinde versehenen Hülse in der mit Gewinde versehenen Bohrung 59. Abhängig von der Verdrehungsrichtung der mit Gewinde versehenen Hülse wird der Servopilotkolben entweder nach links oder rechts so weit bewegt, bis das Richtungssteuerventil sich in seiner Neutralstellung befindet. Sobald die Neutr ilstellung des Richtungssteuerventils erreicht ist, wird die Einstellschraube wieder angezogen, um die mit Gewinde versehene Hülse in der eingestellten Position festzulegen und die Kappe wird wieder auf das vorstehende Ende der mit Gewinde versehenen Hülse in Abdichteingriff mit dem Gehäuse 44 aufgeschraubt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein strömungsmi .telgetriebenes Fahrzeug vor, welches eine Motordrehzahlsteuerung 119, ein Strömungsmittelantriebsgetriebe 11 mit einer Stzömungsmittelbetätigungsvorrichtung 19, 21 zur Bewegung eines St uerelements 22 aus dessen Neutralstellung heraus, fortlaufend zur Erhöhung des Antriebsverhältnisses und ein Steuersystem 1 j aufweist, welches einen ersten Strömungsmittelkreis 31 besit .t, der ein Steuerventil 33 besitzt, welches aus einer neutralen Strömungsmittelblockierstellung heraus progressiv zur Vergrößerung der Strömung von unter Druck stehendem Strömungsmittel von einer Hilfspumpe 24 zur Strömungsmittelbetät.gungs-Vorric'itung bewegbar ist. Dabei bewegt eine auf Strömungsmittel ansprachende Servovorrichtung 41 erfindungsgemäß das Steuerventil aus der NeutralsteJ.lung,während ein Strömungsmittelmotor 118 im Batrieb ist und die Motordrehzahlsteuerung aus einer Leerlaufposition zur Erhöhung der Motordrehzahl bewegt. Ein zweiter Strömungsmittelkreis 110 weist erfindungsgemäß ein Drucksteuerventil 111 auf, welches manuell aus einer neutralen Strömungsmittelfluß-Blockierposition heraus in eine Betätigungsstellung bringbar ist, um einen Strömungsmittelfluß hindurch von der Hilfspumpe zum Servomechanismus und zum Strömungsmittelmotor vorzusehen, und um

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den Druck des an den Servomechanismus und den Strömungsmittelmotor gelieferten Strömungsmittels auf einem Druckpegel einzuregulieren und aufrechtzuerhalten, der der Betätigungsposition entspricht, und wobei ein Feineinstellventil (Kriechventil) 85 selektiv von Hand aus einer Öffnungsstellung heraus bewegbar ist, welche im wesentlichen den unbeschränkten Strömungsmittelfluß zum Servomechanismus gestattet, und zwar in eine Betätigungsstellung hinein, welche den Strömungsmittelfluß zum Servomechanismus einschränkt, um den an den Servomechanismus gelieferten Strömungsmitteldruck zu reduzieren, während der Druck des dem Strömungsmittelmotor zugeführten Strömungsmittels auf dem durch das Drucksteuerventil bestimmten Druckpegel aufrechterhalten bleibt,

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

λ.) Steuersystem für ein Strömungsmittel-Antriebsfahrzeug der Bauart mit einer Motordrehzahlsteuerung (119), die aus einer Leerlaufposition heraus zur Erhöhung der Motordrehzahl bewegbar ist, mit einem Strömungsmittelantriebsgetriebe mit einem Steuerelement, welches aus einer Neutralstellung heraus bewegbar ist, um fortlaufend das Antriebsverhältnis zu vergrössern,und mit Strömungsmittelbetätigungsmitteln (19, 21), die mit dem Steuerelement gekuppelt sind, um dies aus der Neutralstellung heraus zu bewegen, und zwar infolge des durch die Strömungsmittelbetätigungs-Vorrichtungen empfangenen Druckströmungsmittels, gekennzeichnet durch Hilfspumpenmittel (24), welche durch einen ersten Strömungsmittelkreis mit den Strömungsmittelbetätigungsmitteln (19, 21) verbunden sind und ein Steuerventil (33) aufweisen, welches in einer ersten Richtung aus einer neutralen Strömungsmittelblockierstellung heraus progressiv bewegbar ist, um den Druckströmungsmittelfluß zu den Strömungsmittelbetätigungsmitteln zu erhöhen,

eine betriebsmäßig mit dem Steuerventil (33) verbundene Servovorrichtung (41) zur Bewegung des Steuerventils aus der Neutralstellung heraus infolge des durch die Servovorichtung (41) empfangenen Druckströmungsmittels,

einen Strömungsmittelmotor (118), der elastisch vorgespannt ist, um die Motordrehzahlsteuerung (119) in die Leerlaufposition vorzuspannen und zur Bewegung der Motordrehzahlsteuerung zur Erhöhung der Motordrehzahl infolge von vom Strömungsmittelmotor empfangenen Druckströmungsmittel, und einen zweiten Strömungsmittelkreis (110), der die Hilfspumpenmittel (24) mit der Servovorrichtung (41) und dem Strömungsmittelmotor verbindet, und zwar einschließlich eines Drucksteuerventils (111), welches manuell aus einer neutralen Strömungsmittelfluß-Blockierstellung heraus in eine Betätigungsposition bringbar ist, um einen hindurchgehenden Strömungsmittelfluß zur Servovorrichtung oder zum Servomechanismus und zum Strömungsmittelmotor vorzusehen, und um den Strömungsmitteldruck, der an die Servovorrichtung und den Strömungsmittel-

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ORIGINAL INSPECTED

motor geliefert wird, auf ein Druckniveau einzuregulieren und aufrechtzuerhalten, welches der Betätigungsposition entspricht, und wobei schließlich ein Einstellventil oder Kriechventil (85) selektiv von Hand betätigbar ist, und zwar aus einer Öffnungsposition, welche den im wesentlichen uneingeschränkten Strömungsmittelfluß zum Servomechanismus gestattet, zu einer Betätigungsposition, welche den Strömungsmittelfluß zum Servomechanismus zur Druckverminderung des an den Servomechanismus vom Drucksteuerventil gelieferten Strömungsmittels reduziert, während der Druck des zum Strömungsmittelmotor geleiteten Strömungsmittels auf Druckniveau gehalten wird, welches darch das Drucksteuerventil bestimmt ist.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Fußpedal (122), welches betriebsmäßig mit dem Drucksteuerventil (111) in Verbindung steht, um das Drucksteuerventil in seine betätigte Position zu bewegen.
3. Steuersystem nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch Folgemittel (46, 49, 51) verbunden zwischen dem Steuerelement und dem Steuerventil (111) zur Bewegung des Steuerventils in einer zweiten entgegengesetzten Richtung infolge der Bewegung des Steuerelements als Ergebnis der Bewegung des Steuerventils in die erste Richtung.
4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgemittel einen Hebel (46) aufweisen, der mit einem Ende schwenkbar an dem Servomechanismus befestigt ist, während das entgegengesetzte Ende betriebsmäßig mit dem Steuerelement verbunden ist, und wobei ferner Mittel (51) vorgesehen sind, welche betriebsmäßig das Steuerelement mit einer Zwischenstellung des Hebels verbinden.
5. Steuersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Elektromagnetventil (37) angeordnet im ersten Hydrau-Likkreis (31) zwischen den Hilfspumpenmitteln und dem Steuer-

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ventil, wobei das Elektromagnetventil in eine Strömungsmittelblockierposition federvorgespannt ist und ein sitzbetätigter Schalter (38) vorhanden ist, um das Elektromagnetventil bei besetztem Sitz in eine Öffnungsstellung zu bringen.
6. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement des Strömungsmittelantriebsgetriebes in erste und zweite Richtungen bewegbar ist, um Vorwärts- bzw. Rückwärtsantriebsverhältnisse vorzusehen, und wobei das Steuerventil ein Richtungssteuerventil (33) ist und in eine zweite Richtung aus der Neutralstellung heraus bewegbar ist, um Strömungsmittel den Strömungsmittelbetätigungsmitteln zur Bewegung des Steuerelements in der zweiten Richtung zuzuleiten, u>d wobei der zweite Strömungsmittelkreis erste (113) und zwei'-e (114) Leitungen aufweist, welche das Drucksteuerventil ( 11) mit dem Servomechanismus (41) verbinden, wobei die erste Leitung das unter Druck stehende Strömungsmittel dem Servomechanismus zuführt, wenn das Drucksteuerventil in c.er erwähnten Betätigungsposition ist, und wobei das Drucksteuerventil von Hand in eine andere Betätigungsposition bringbar ist, um Druc'.strömungsmittel durch die zweite Leitung dem Servomechanismus zur Bewegung des Steuerventils :.n die zweite Richtung zuzuleiten, und wobei Druckansprechmittel (116) mit den ersten und ζ 'eiten Leitungen und dem Strömungsmittelnotor verbunden sind uni betätigbar sind, um die Leitung von Druckströnungsmittel ζ im Strömungsmittelmotor zu gestatter, und zwar Jon jeweils derjenigen der Leitungen, die Dr ckströmungsmitteL enthält.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen elastischen Zentriermechanismus (56) befestigt am Servomechanismus, um diesen in seine Neutralstellung zu c.:ücken, um das Steuerventil in dessen Neutialsteilung zurückzubringen.
8. Steuersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel (58, 59) zur Einstellung der Position de^ Zentriermechanismus und somit des Servomechanismus zur anfänglichen Eins\ellung der Neutralposition des Steuerventils.

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9. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstell- oder Kriechvent.l Mittel aufweist, um einen ersten Strömungsmittelpfad (93, 9) zu bilden, um einen in wesentlichen uneingeschränkten Strömungsmittelfluß vom Drucksteuerventil zum Servomechanismus zu gestatten, wenn das Einstellventil sich in seiner Öffnungsstellung befindet, und wobei das Einstellventil ferner Mittel aufweist, die einen eingeschränkten Strömungsmittelflußdurchlaß (99) bilden, um einen eingeschränkten Strömungsmittelfluß vom Drucksteuerventil und zum Servomechanismus dann vorzusehen, wenn sich das Einstellventil in seiner Betätigungsstellung befindet, und wobei schließlich das Ventil Mittel aufweist, die einen Drosselschlitz (102) bilden, um sowohl das durch den eingeschränkten Strömungsdurchlaß fließende Strömungsmittel als auch das Strömungsmittel vom Servomechanismus zu drosseln, wenn sich das Einstell- oder Kriechventil in seiner Betätigungsposition befindet.
10. Steuersystem für" ein strömungsmittelgetriebenes Fahrzeug der Bauart mit einem Motordrehzahlsteuerelement (12'), welches aus seiner Leerlaufposition heraus zur Erhöhung der Motordrehzahl bewegbar ist, mit einem Strömungsmittelantriebsgetriebe (11), welches ein Steuerelement (22) aufweist, das in einer Richtung aus einer Neutralstellung heraus progressiv bewegbar ist, um das Vorwärtsantriebsverhältnis zu vergrößern, und welches in entgegengesetzter Richtung aus der Neutralstellung progressiv herausbewegbar ist, um das Rückwärtsantriebsverhältnis zu vergrößern und mit Strömungsmittelbetätigurgsmitteln (19, 21), gekuppelt mit dem Steuerelement zur Bewegung desselben aus der Neutralstellung heraus infolge von von den Strömungsmittelbetätigungsmitteln empfangenem Druckströmungsmittel, gekennzeichnet durch eine Hilfspumpenvorrichtung (24) , einen ersten Strömungsmittelkreis (31),der die Hilfspumpenvorrichtung mit der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung verbindet und folgendes aufweist: ein Richtungssteuerventil (33) zur Steuerung des Druckströmungsmittelflusses durch den ersten Strömungsmittelkreis, erste und zweite Leitungen (34, 36), welche das Steuerventil mit der Strörcungsmittelbetätigungsvorrichtung verbinden, und wobei das Steuerventil aus einer

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neutralen Strömungsmittelfluß-Blcckierstelli ng heraus in eine erste Richtung progressiv bewegbar ist, um fen StrömungSTiittelf luß durch die erste Leitung zur Strömungsm:' ttelbetätigungsvorrichtung zu vergrößern, um das Steuereier ent in der erwähnten einen Richtung zu bewegen, urd wobei die Bewegung in eine zweite Richtung progressiv zur Vergrößerung des Strömungsmittelflusses durch die zweite Leitvng zur Strcmungsmittelbetätigungsvorrichtung erfolgt, um das Steuerelement in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen,

eine mit dem Steuerventil verbundene Servovorrichtung (41) mit einer Mittelstellung zur Positionierung des Steuerventils in dessen Neutralstellung und bewegbar in ersten und zweiten Richtungen aus der Zentrierstellung heraus, um das Steuerventil in ersten bzw. zweiten Richtungen zu bewegen, und zwar infolge von Druckströmungsmittel empfangen von der Servovorrichtung, einen Strömungsmittelmotor (118), der elastisch vorgespannt ist, um die Motordrehzahlsteuerung in die Leerlaufposition zu bewegen und der betätigt werden kann, um die Motordrehzahlsteuerung zur Vergrößerung der Motordrehzahl zu bewegen, und zwar infolge von durch den Strömungsmittelmotor empfangenem Druckströmungsmittel, und

einen zweiten Strömungsmittelkreis (110), dtr die Hilfsp lmpenvorrichtung mit dem Servomechanismus oder der Servovorri:htung und dem Strömungsmittelmotor verbindet, und wobei dieser zweite Strömungsmittelkreis (110) folgendes aufveist: ein Dr icksteuerventil (111) mit einer neutralen Strömungsmittelf:? \ßblockierposition, erste und zweite Leitunger (113, 114), welche das Drucksteuerventil mit dem Servomechanismus verbinden, um dazwischen Strömungsmittel zu liefern, wcbei das Druo csteuerventil von Hand in einer ersten Richtung in eine Betätig \ingsposition betätigbar ist, um hindurchgehend einen Strömunqsmittelfluß zur ersten Leitung vorzusehen, und ;ur Regulierung und Aufrechterhaltung des Strömungsmitteldrucks in der asten Leitung auf einem Druckniveau angepaßt an die Betätigung^position, und wobei das Drucksteuerventil in eirer zweiten F chtung in eine andere Betätigungsposition bringbar ist, um den trömungs mittelfluß hindurch zur zweiten Leitung vorzusehen, und "im den Strömungsmitteldruck in der zweiten Leitung auf einem Dr ckniveau

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einzuregulieren und aufrechtzuerhalten, welches der anderen Betätigungsposition entspricht, und wobei schließlich Umschaltventilmittel (116) mit den ersten und zweiten Leitungen verbunden sind, um das Druckströmungsmittel von entweder der ersten oder zweiten Leitung des zweiten Kreises dem Strömungsmittelmotor dann zuzuführen, wenn das Drucksteuerventil in die eine oder andere der Betatigungsstellungen bewegt wird, und wobei schließlich ein Einstellventil (85) in den ersten und zweiten Leitungen (113, 114) vorgesehen ist und eine Offenstellung aufweist, welche eine im wesentlichen nicht eingeschränkte Strömungsmittelströmung zum Servomechanismus gestattet, und zwar von derjenigen der Leitungen aus, die das Druckströmungsmittel enthält, und wobei dieses Ventil (85) selektiv von Hand in eine Betätigungsstellung betätigbar ist, welche den Strömungsmittelfluß zum Servomechanismus von der erwähnten einen Leitung einschränkt, um den Strömungsmitteldruck geliefert an den Servomechanismus zu reduzieren, während der Strömungsmitteldruck in der erwähnten einen Leitung und der Druck des Strömungsmittels geliefert an den Strömungsmittelmotor auf einem Druckniveau gehalten wird, welches durch die Betätigungsposition des Drucksteuerventils bestimmt ist.
11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellventil Mittel aufweist, um erste (93, 91) und zweite (97, 92) Strömungsmittelflußpfade zu bilden, um einen im wesentlichen nicht eingeschränkten Strömungsmittelfluß von den ersten bzw. zweiten Leitungen zum Servomechanismus vorzusehen, wenn sich das Einstellventil in seiner Öffnungsstellung befindet, wobei das Ventil ferner Mittel aufweist, welche erste (96) und zweite (98) eingeschränkte Strömungsmittelflußdurchlässe bilden, um den Strömungsmittelfluß von den ersten bzw. zweiten Leitungen zum Servomechanismus dann einzuschränken, wenn sich das Einstellventil in seiner Betätigungsstellung befindet, und wobei schließlich ein Drosselschlitz (102) vorgesehen ist, um sowohl das Strömungsmittel vom Servomechanismus als auch das Strömungsmittel von der erwähnten einen Leitung durch den entsprechenden eingeschränkten Strömungsmittel lußdurchlaß zu drosseln, wenn das Einstellventil sich in seiner Betätigungsposition befindet.

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12. Steuersystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Fußpedale (122) betriebsmäßig befestigt am Drucksteuerventil für eine Kippbewegung zur Bewegung des Drucksteuerventils in seine Betätigungsposition.
13. Steuersystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Folgemittel (46, 49, 51) verbunden zwischen Pumpensteuerelement und Steuerventil zur Rückkopplung der Bewegung des Steuerelements zum Steuerventil, um das Steuerventil auf seine Neutralstellung hin zurückzubringen.
14. Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgemittel einen Hebel (46) aufweisen, der mit einem Ende schwenkbar am Servomechanismus befestigt ist, während das entgegengesetztliegende Ende betriebsmäßig mit dem Steuerelement in Verbindung steht, und wobei Mittel (51) betriebsmäßig das Steuerventil mit einem Zwischenteil des Hebels verbinden.
15. Steuersystem nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Elektromagnetventil (37) angeordnet in dem ersten Hydraulikkreis zwischen den Hilfspumpenmitteln und dem Steuerventil, wobei das Elektromagnetventil in eine Strömungsmittelblockierstellung federvorgespannt ist und sitzbetätigte Schaltmittel (38) vorgesehen sind, um das Elektromagnetventil in eine Öffnungsstellung bei besetztem Sitz zu erregen.
16. Steuersystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine elastische Zentriervorrichtung (56) befestigt am Servomechanismus, um diesen in seine Mittelstellung zu drücken, um das Steuerventil in seine Neutralstellung zurückzubringen.
17. Steuersystem nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Mittel (58,59) zur Einstellung der Position der Zentriervorrichtung und somit des Servomechanismus zur anfänglichen Einrichtung der Neutralposition des Steuerventils.

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