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Antriebsaggregat mit einer Primärenergiequelle und mit
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einer Einrichtung zum Bremsen Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat
mit einer einen Verbraucher von Energie, beispielsweise die Treibräder eines Kraftfahrzeuges,unmittelbar
oder vorzugsweise mittelbar mittels eines Getriebes antreibenden Primärenergiequelle
und mit einer Hydropumpe mit einer Förderleitung und mit einer Einrichtung zum Abbremsen
des Verbrauchers. Bekannt ist zum Antreiben eines Verbrauchers, beispielsweise eines
Kraftfahrzeuges, eine Kolbenbrennkraftmaschine als Primärenergiequelle zu verwenden,
der im Bremszustand vom Verbraucher Energie zugeführt wird, wobei diese der Kolbenbrennkraftmaschine
im Bremszustand zugeführte Energie in Form einer sogenannten Schleppleistung von
der Kolbenbrennkraftmaschine zur Überwindung mechanischer Reibung und Kompression
aufgenommen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten zu
verbessern, insbesondere das vom Antriebsaggregat insgesamt aufnehmbare Bremsmoment
und die insgesamt aufnehmbare Bremsenergie zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfi-ndung dadurch gelöst, daß in der
Förderleitung der Hydropumpe eine bei gewollten Bremszuständen einschaltbare Drosselstelle
vorgesehen ist.
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Die Erfindung betrifft somit auch ein Antriebsaggregat, vorzugsweise
für Kraftfahrzeuge, mit einer Primärenergiequelle, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine,
in die Schleppleistung einspeisbar ist, und mit einem bezüglich des Übersetzungsverhältnisses
veränderbaren, vorzugsweise stufenlos einstellbaren, insbesondere zwangsläufig übertragenden,
insbesondere hydrostatischen Getriebe mit einer mit der Primärenergiequelle verbundenen
oder zumindest im Betrieb zeitweise verbindbaren Zusatzpumpe. Es ist bekannt, daß
beim Abbremsen von Fahrzeugen mit hydrostatischem Getriebe durch Zurücksteuern des
Übersetzungsverhältnisses des Getriebes die mit den Treibrädern des Fahrzeuges verbundene
Hydroeinheit als Pumpe wirkt und die mit der Brennkraftmaschine verbundene Hydroeinheit
als Hydromotor wirkt und die Brennkraftmaschine antreibt und somit die Bremsenergie
in die Brennkraftmaschine einspeist. Die Bremsenergie wird hierbei durch die Br-ennkraftmaschine
aufgenommen, die infolge der Bremsenergie auf eine höhere Drehzahl getrieben wird
als die Drehz-ahl, auf die sie eingestellt ist bzw. die der Brennstoffenergiezufuhr
entspricht, so daß die Brennkraftmaschine an ihrer Welle ein Moment aufnimmt (sogenannte
"Schleppleistung").
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Das an der Welle der Brennkraftmaschine bei deren Drehzahl zu Beginn
des Bremsvorganges aufgenommene Moment ist im Normalfall geringer als das abzubremsende
Moment, so daß die Brennkraftmaschine auf höhere Drehzahl getrieben wird, so daß
auch das Schwungrad der Brennkraftmaschine auf höhere Drehzahl getrieben wird und
dabei zunächst ein Teil der Brems energie im Schwungrad gespeichert wird. Die Drehzahl
der Brennkraftmaschine steigt
bis ein Gleichgewichtszustand zwischen
der mit einem bestimmten Moment zufließenden Bremsleistung und der als Schleppleistung
mit einem bestimmten Moment durch Reibung und Verdichtung aufgenommenen Energie
entsteht. Dabei wird die Brennkraftmaschine und der mit ihr verbundene Teil des
Getriebes oft auf eine unzulässig hohe Drehzahl getrieben, obwohl infolge des Wirkungsgrades
des Getriebes und der Speicherfähigkeit des Schwungrades die Bremsenergie nicht
in voller Höhe in das Triebwerk der Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Erst bei
Beendigung des Bremsvorganges fällt innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Drehzahl
der Brennkraftmaschine auf deren untere Leerlaufdrehzahl ab, -wobei die im Schwungrad
gespeicherte Energie wieder abgegeben wird.
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Es ist auch bekannt, Kraftfahrzeuge mit Stufenschaltgetriebe zu bremsen,
indem auf einen kleineren als den der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Gang geschaltet
wird und ohne Gas zu geben eingekuppelt wird. Auch in diesem Falle kann die Anwendung
der Erfindung zweckmäßig sein.
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Die Gefahr, daß die Brennkraftmaschine und das mit ihr verbundene
Teil des Getriebes - bei einem hydrostatischen Getriebe also die Pumpe - auf unzulässig
hohe Drehzahl getrieben wird, besteht insbesondere dann, wenn die Brennkraftmaschine
eine hohe spezifische Leistung bei geringen mechanischen Verlusten erzielt, also
das Schleppmoment klein im Verhältnis zur Antriebsleistung und damit klein im Verhältnis
zu der im Getriebe übertragenen Leistung und zur Masse und Trägheitsmoment des Verbrauchers,
beispielsweise bei einem Fahrzeug zur Fahrzeugmasse, ist, und wenn die Auslegung
so erfolgt ist, daß die Leistung der Brennkraftmaschine im Verhältnis zur Fahrzeugmasse
gering ist oder hohe Fahrgeschwindigkeiten erzielt werden können, wobei zu berücksichtigen
ist, daß die abzubremsende
Energie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit
steigt. Erreicht die Brennkraftmaschine eine unzulässig hohe Drehzahl, erreicnen
deren Geräusche einen unzulässig hohen Lärmpegel und der Verschleiß nimmt rasch
zu und entsprechend die Lebensdauer ab.
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Der Erfindung liegt somit weiterhin im Besonderen bei einem Antriebsaggregat
mit einer Zusatzpumpe die Aufgabe zugrunde, das vom Antriebsaggregat aufnehmbare
Bremsmoment und die aufnehmbare Bremsenergie zu erhöhen und die Gefahr, daß die
Primärenergiequelle auf unzulässig hohe Drehzahl getrieben wird, zu beseitigen oder
zumindest zu vermindern.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der
Förderleitung der Zusatzpumpe eine Drosselstelle zu mindest während eines gewollten
Bremszustandes angeordnet bzw. auf eine den durchfließenden Strom drosselnde Weite
verengt ist. Zweckmäßigerweise kann die Drosselstelle dauernd in der Förderleitung
angeordnet sein und derart ausgestaltet sein, daß sie im Normalbetrieb derart weit
geöffnet ist, daß sie keinen Strömungswiderstand erzeugt, jedoch im Bremsbetrieb
derart weit verengt wird, daß die Zusatzpumpe gegen den Widerstand in der Drosselstelle
und damit gegen einen Druck fördert und damit Leistung aufnimmt, wobei vorzugsweise
die Höhe des Druckes und damit die von der Zusatzpumpe aufgenommene Leistung direkt
durch Abhängigkeit vom Druck oder indirekt durch willkürliches oder von einer anderen
Betriebsgröße, beispielsweise der Drehzahl, abhängiges Einstellen der Weite der
Drosselstelle einstellbar ist.
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Bei Antriebsaggregaten, beispielsweise Antriebsaggregaten von Fahrzeugen,
bei denen nicht grundsätzlich für andere Zwecke eine Zusatzpumpe vorhanden ist,
kann gemäß einem Schritt der Erfindung eine solche Zusatzpumpe ausschließlich zum
Zwecke des Erzeugens eines Zusatzbremsmomentes angebaut werden und entweder dauernd
mit der Welle der
Primärenergiequelle verbunden sein und im Normalbetrieb
entweder auf Nullhub geschaltet sein oder drucklos im Leerumlauf fördern oder kann
in einer anderen Ausgestaltungsform nur für den Bremszustand bzw. während des Bremszustandes
mit der Welle der Primärenergiequelle gekuppelt werden bzw. sein. In diesem Fall,
daß nur für den Zweck des Bremsens eine Zusatzpumpe angekuppelt wird, ist jedoch
zu beachten, daß sich eine ähnliche Konstellation ergibt wie bei hydraulischen Dauerbetriebsbremsen
(sogenannten "Retardern"). In erster Linie ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
eine sowieso für andere Zwecke, beispielsweise zum Antreiben einer Hubhydraulik,
vorgesehene Zusatzpumpe gleichzeitig zum Erzeugen eines Bremsmomentes im Bremszustand
ausgenutzt wird. In diesem Sinne ist die Anwendung gemäß der Erfindung vorgesehen
bei Antriebsaggregaten bzw. Fahrzeugen, bei denen grundsätzlich für andere Zwecke
eine Zusatzpumpe vorgesehen ist, beispielsweise bei Radladern, bei denen die Zusatzpumpe
zur Beaufschlagung der Zylinder zum Heben, Neigen, Öffnen der Schaufel und anderen
Arbeitsvorgängen vorgesehen ist. Ganz besonders ist die Anwendung der Erfindung
vorgesehen bei Hublader ("Gabelstaplern"), bei denen mindestens eine Zusatzpumpe
zum Beaufschlagen des Hubzylinders und gegebenenfalls des Zylinders zum Neigen des
Hubgerüstes vorgesehen ist. Sind mehrere Zusatzpumpen vorhanden, kann die Drosselstelle
gemäß der Erfindung in der Förderleitung einer, vorzugsweise der größten, oder mehrerer
dieser Zusatzpumpen vorgesehen sein, gegebenenfalls bei mehreren Drosselstellen
in den Förderleitungen mehrerer Pumpen unabhängig voneinander, gegebenenfalls nacheinander
zuschaltbar oder derart, daß alle Pumpen im Bremszustand an eine gemeinsame zu einer
Drosselstelle führenden Leitung angeschlossen sind, sofern die einzelnen Pumpen
bezüglich ihrer Druckauslegung dafür geeignet sind.
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Wird die Änderung der Ubersetzungseinstellung des Getriebes derart,
daß dieses ein Bremsmoment auf die Primärenergiequelle überträgt, durch ein besonderes
Betätigungsorgan beispielsweise ein Bremspedal, vorgenommen,das nur zum Herbeiführen
eines Bremszustandes betätigt wird, so kann das Zuschalten bzw. Verengen der Drosselstelle
durch das Betätigen dieses Betätigungsorganes bewirkt werden, in dem eine entsprechende
Wirkverbindung zwischen diesem Betätigungsorgan und der Drosselstelle hergestellt
ist.
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Selbst bei Antriebsaggregaten mit einer Primärenergiequelle, die wie
beispielsweise Gasturbinen keine oder nur geringe Schleppleistung aufnehmen kann,
bei denen jedoch aus anderen Gründen eine Zusatzpumpe vorgesehen sein muß, kann
die Anordnung gemäß der Erfindung vorgesehen werden.
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Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist eine Drehzahlmeßeinrichtung
vorgesehen, die die Drossel stelle zuschaltet, bzw. verengt, kurz bevor die Primärenergiequelle
ihre höchstzulässige Drehzahl erreicht hat. Ein Antriebsaggregat mit Signalgabe
durch solche Drehzahlmeßeinrichtung arbeitet also normal wie auch ohne die Einrichtung
gemäß der Erfindung, solange die Primärenergiequelle, vorzugsweise Brennkraftmaschine,
nicht eine unzulässig hohe Drehzahl erreicht. Wird jedoch eine vorbestimmte Drehzahl
erreicht, die deutlich höher liegt als die höchste Drehzahl, die die Primärenergiequelle,
vorzugsweise Brennkraftmaschine ,in treibenden Betrieberreichen kann, wird durch
die Wirkverbindung zwischen der Drehzahlmeßeinrichtung und der Drosselstelle diese
selbsttätig zugeschaltet oder verengt. Die Einrichtung gemäß dieser Ausgestaltung
der Erfindung ist somit auch ein Schutz vor Überdrehzahlen im Leerlauf. Die Drehzahlmeßeinrichtung
kann eine den Förderstrom der Zusatzpumpe
messende Einrichtung
sein und kann unmittelbar mit der Drosselstelle zu einem Aggregat vereinigt sein,
insbesondere zu einem Stromregler, beispielsweise einem Zweiwegestromregler, der
bei Erreichen einer vorbestimmten Größe des von der Zusatzpumpe geförderten Stromes
diesen drosselt.
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Bei Antriebsaggregaten, bei denen der Energiefluß im treibenden Zustand
deutlich anders ist wie im Bremszustand' kann eine diesen Energiefluß abtastende
Einrichtung vorgesehen sein und mit der auf die Drosselstelle einwirkenden Einrichtung
in Verbindung stehen.Beispielsweise bei einem hydrostatischen Getriebe, das im geschlossenen
Kreislauf arbeitet und willkürlich auf beide Abtriebsdrehrichtungen (das heißt bei
einem Fahrzeug beide Fahrtrichtungen) einstellbar ist, ist bei Einstellung auf eine
bestimmte Abtriebsdrehrichtung im treibenden Zustand eine bestimmte der beiden Leitungen
des geschlossenen Kreislaufes die mit Hochdruck beaufschlagte, während im Bremszustand
bei gleicher Einstellung des Getriebeeinstellorganes und damit gleicher Fahrtrichtung
die andere Leitung mit Hochdruck beaufschlagt ist. Ob treibender Vorgang oder Bremszustand
vorliegt, kann also durch Abtasten der Zuordnung der mit Druck beaufschlagten Leitung
zu der Lage des Einstellorganes des Getriebes abgetastet werden.
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Einrichtungen zum Abtasten dieser Zuordnung zum Zwecke der Beeinflussung
einer zusätzlichen Bremswirkung sind an sich bekannt (DE-OS 21 39 584). Gemäß der
Erfindung kann eine solche Einrichtung ausgenutzt werden um entweder jedes Mal dann,
wenn ein Bremszustand festgestellt wird,oder dann, wenn ein Bremszustand auftritt
und die Primärenergiequelle eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, die Drosselstelle
zuzuschalten oder zu verengen. Ist die Primärenergiequelle ein Elektromotor, der
als Generator arbeiten kann, kann in analoger Weise die Flußrichtung der elektrischen
Energie abgetastet werden.
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Zu berücksichtigen ist auch, daß es bereits bekannt ist, für Zwecke
des Steuerns eines Antriebsaggregates mit einer Brennkraftmaschine im Bremszustand
die von von dieser Brennkraftmaschine angetriebenen "Zusatzlasten" zusätzlich aufgenommene
Leistung zu berücksichtigen (DE-OS 27 59197). Dabei werden in diesem Falle zur Erhöhung
der Bremsleistung über den das hydrostatische Getriebe steuernden Steuerdruck die
Zusatzlasten derart gesteuert, daß sie eine große Leistung aufnehmen.
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Die bereits erwähnte Möglichkeit, den Förderstrom der Zusatzpumpe
zur Bestimmung der Drehzahl, bei der die Drosselstelle zugeschaltet werden soll,
auszunutzen bzw. eine Meßeinrichtung für die Drehzahl mit der Drosselstelle zu kombinieren,
kann in einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform derart ausgestaltet sein, daß in der
Förderleitung der Zusatzpumpe ein Stromregelventil,vorzugsweise ein Zweistrom-Regelventil
angeordnet ist, welches bis zu dem der höchsten als zulässig eingestellten Drehzahl
der Primärenergiequelle zugeordneten Strom der Zusatzpumpe diesen ungedrosselt durchläßt
und ab Erreichen dieses Stromes drosselt. Das heißt, solange die Primärenergiequelle,
vorzugsweise Brennkraftmaschine, in Normalbetriebszuständen mit Normalbetriebsdrehzahlen
arbeitet, nimmt die Zusatzpumpe keine Bremsleistung auf, sondern nimmt nur Leistung
auf, wenn sie zum Beaufschlagen der ihr zugeordneten hydraulischen Verbraucher mit
Druckmittel geschaltet ist. Der über das Stromregelventil abgedrosselte Strom fließt
über ein parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil ab. Der Einstelldruck dieses
Druckbegrenzungsventiles kann entsprechend dem erforderlichen Zusatzbremsmoment
gewählt werden.
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In einer weiteren zweckmäßigen Schaltanordnung bei einem Antriebsaggregat,
bei dem an die Förderleitung der Zusatzpumpe ein Blocksteuergerät angeschlossen
ist, kann das in diesem vorhandene Überdruckventil für die angestrebte Bremsunterstützung
mit benutzt werden. In diesem Fall ist das Zweiwege-Stromregelventil in der Hochdrucküberleitung
des Steuerventiles anzuordnen.
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Besonders zweckmäßig ist, wenn die im Bremszustand in der Zusatzpumpe
erzeugte hydraulische Energie in einem Hydrospeicher gespeichert und für einen nachfolgenden
Beschleunigungsvorgang zur Verfügung gestellt wird. Zu diesem Zweck kann der Druckspeicher
hinter der Drosselstelle angeordnet-sein, so daß das die Drosselstelle durchfließende
Arbeitsmedium in den Druckspeicher einfließt.
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Die Zusatzpumpe kann eine bezüglich des Hubvolumens pro Umdrehung
konstante Pumpe oder eine bezüglich des Hubvolumens pro Umdrehung einstellbare Pumpe
sein. Ist die Zusatzpumpe eine sowieso für den Normalbetrieb des Geräts, beispielsweise
Fahrzeuges, erforderliche vorhandene Pumpe, so kann diese zum Beispiel im Normalbetrieb
je nach dem Bedarf des Verbrauchers, zu dem die Zusatzpumpe fördert, willkürlich
einstellbar sein, beispielsweise bei einem Hublader (Gabelstapler) kann diese Zusatzpumpe
die Hubhydraulik beaufschlagen und kann im Falle einer Konstantpumpe der der Hubhydraulik
zufließende Strom über eine Drosselsteuerung gesteuert werden oder kann im Falle
einer einstellbaren Pumpe der der Hubhydraulik zufließende Strom und damit die Hubgeschwindigkeit
durch Einstellen der Pumpe eingestellt werden. Ist das Gerät bzw. Fahrzeug mit einem
hydrostatischen Getriebe im Fahrantrieb versehen, kann die Zusatzpumpe unmittelbar
an die Pumpe des hydrostatischen Getriebes angeflanscht und unmittelbar bzw. mittels
einer elastischen Kupplung mit deren Welle
verbunden sein.
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Um das Aufbringen eines Bremsmomentes im gesamten Geschwindigkeitsbereich
bzw. Drehzahlbereich der Primärenergiequelle zu erreichen und zu optimieren und
auch eine Energie speicherung im gesamten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereich
zu erreichen, ist gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung vorgesehen, daß in
der Welle zwischen der Primärenergiequelle einerseits und der Welle,durch die das
Getriebe - bei einem hydrostatischen Getriebe die Pumpe desselben - mit der Zusatzpumpe
verbunden ist, andererseits ein Freilaufgesperre angeordnet ist, durch das bei treibender
Primärenergiequelle diese mit der das Getriebe und die Zusatzpumpe verbindenden
Welle verbunden ist, wobei jedoch das Freilaufgesperre die Verbindung löst, wenn
die das Getriebe mit der Zusatzpumpe verbindende Welle gegenüber der Primärenergiequelle
vorläuft, das heißt, eine höhere Drehzahl als die Primärenergiequelle erreicht.
Dadurch wird erzielt, daß beim Bremsen des Gerätes bzw. Fahrzeuges und damit der
von den Fahrzeugrädern im Bremszustand angetriebenen Pumpe des hydrostatischen Getriebes
die Pumpendrehzahl größer werden kann als die Drehzahl der Primärenergiequelle,
während andererseits beim Antreiben der Pumpen durch die Primärenergiequelle eine
zwangsweise Mitnahme der Pumpen erfolgt. Insbesondere dann, wenn die Primärenergiequelle
eine Kolbenbrennkraftmaschine ist, wird auf diese Weise nicht nur der Verschleiß
derselben vermindert, sondern auch vermieden, daß im Bremszustand der Brennkraftmaschine
Kraftstoff bei hoher Drehzahl zugeführt wird. Die auf diese Weise durch die Antriebsräder
beim Bremsen angetriebene Pumpe des hydrostatischen Getriebes treibt ihrerseits
die Zusatzhydraulikpumpe an, ohne Verlustleistung in die Brennkraftmaschine oder
sonstige Primärenergiequelle einzuspeisen.
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Der in der Zusatzpumpe geförderte Strom wird einem Druckspeicher zugeführt.
Dadurch wird der Verschleiß der Primärenergiequelle
und deren
Kraftstoffverbrauch vermindert, die Einspeicherung von Energie in den Druckspeicher
im gesamten Drehzahlbereich verbessert, wobei die gesamte anfallende Bremsenergie
in den Druckspeicher eingespeichert werden kann, ohne daß ein Teil der Energie durch
die Schleppleistung der Kolbenbrennkraftmaschine vernichtet wird. Gleichzeitig wird
durch diese Abkopplung durch das Freilaufgesperre verhindert, daß die Primärenergiequelle
auf eine unzulässig hohe Drehzahl getrieben wird. Schließlich wird die Geräuscherzeugung
mit der Brennkraftmaschine vermindert, Ist die Zusatzpumpe bezüglich des Hubvolumens
pro Umdrehung einstellbar, kann deren Einstellung beim Bremsen in Abhängigkeit vom
Druck im Druckspeicher und der am Bremspedal vorgewählten Abbremsung geregelt werden.
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In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Figur 1 zeigt das Schaltschema zu einer Einrichtung gemäß der Erfindung
mit einer zuschaltbaren Drosselstelle.
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Figur 2 zeigt ein Schaltschema zu einer abgewandelten Ausgestaltungsform
mit einem Blocksteuergerät.
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Figur 3 zeigt eine Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 mit Energiespeicherung.
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Figur 4 zeigt eine bezüglich der Energierückführung abgewandelte Ausgestaltungsform.
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Figur 5 zeigt eine Anordnung eines Antriebes mit einem Freilaufgesperre
zwischen Primärenergiequelle und der mit der Pumpe eines hydrostatischen Getriebes
zusammengekoppelten Zusatzpumpe.
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Die Brennkraftmaschine 1 treibt über die Welle 2 die Hydropumpe 3
an, die über die Leitungen 4 und 5 mit einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten
Hydromotor in geschlossenem Kreislauf verbunden ist, wobei die Abtriebswelle des
Hydromotors einen Verbraucher, beispielsweise die Reibräder eines Fahrzeuges, insbesondere
eines Gabelstaplers, antreibt. Uber die Welle 2 wird wei-
terhin
eine Zusatzpumpe 6 angetrieben,die vorhanden ist, um im Bedarfsfall einen zusätzlichen
Verbraucher 7 mit Druckmittel zu beaufschlagen, beispielsweise bei einem Hublader
die Hubhydraulikzylinder.
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Die Förderleitung 8 der Zusatzpumpe 6 verzweigt sich in zwei Zweigleitungen
9, 10, in die ein Vieranschluß/Zweistellungswegeventil 11 eingeschaltet ist, welches
in dem einen Schaltzustand die Verbindung von der Leitung 8 zur Leitung 9 sperrt
und die Verbindung von der Leitung 8 zur Leitung 10 ungehindert freigibt und im
anderen Schaltzustand die Verbindung von der Leitung 8 zur Leitung 9 ungehindert
freigibt und die Verbindung von der Leitung 8 zur Leitung 10 absperrt. An die Leitung
10 ist ein Stromregler 12 angeschlossen, der geringe Ströme möglichst widerstandsfrei
durchfließen läßt, aber ab Erreichen eines Grenzstromes derart drosselt, daß kein
größerer Strom mehr durchfließen kann. Dieser Grenzstrom ist so bemessen, daß die
Zusatzpumpe 6 diesen Grenzstrom dann fördert, wenn die Brennkraftmaschine 1 ihre
höchste im Betrieb zulässige Drehzahl erreicht hat. Der den Stromregler 12 durchfließende
Strom fließt durch die Leitung 13 zu einem drucklosen Behälter 14 ab. Fördert die
Pumpe 6 in die Leitung 8 einen größeren Strom als der, der durch das Stromregelventil
12 fließen kann, so wird der Überschußstrom durch die Leitung 15 abgeleitet, in
der ein Druckbegrenzungsventil 16 angeordnet ist, dessen Ablauf ebenfalls zu dem
drucklosen Behälter 14 führt.
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Das Druckbegrenzungsventil 16 dient im anderen Schaltzustand des Ventiles
11 gleichzeitig zur Absicherung des Verbrauchers 7 gegen Überdruck.
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(Anstelle des Stromreglers 12 kann auch ein Zweistellungs-Zweianschlußventil
betrachtet werden, welches in dem einen Schaltzustand einen möglichst widerstandsfreien
Durchfluß von der Leitung 10 zu der Leitung 13 freigibt und in dem anderen Schaltzustand
in die Verbindung zwischen der Leitung 10 und der Leitung 13 einen Drosselwiderstand
vorbestimmter Größe einschaltet, wobei das Zuschalten dieser Drossel abhängig von
dem Druck in der Leitung 10 erfolgt. Vorzugsweise jedoch ist das Ventil 12 als Zweiwegestromregelventil
ausgestaltet, das derart bemessen ist, daß es einen Strom, der dem Förderstrom der
Konstantpumpe 6 bei der oberen Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 1 entspricht,
ungedrosselt bzw. mit nur so geringer Drosselung, wie zur Steuerung des Stromregelventiles
erforderlich ist, durchläßt und ab einem Strom, der in einem kleinen Sicherheitsabstand
zu diesem genannten Strom liegt, eine Drosselwirkung vorbestimmter Größe ausübt.)
Das gemäß der Erfindung verfolgte Ziel, zum Zwecke der Aufnahme eines größeren Drehmoments
bzw.
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einer größeren Schleppleistung an der Welle 2 der Brennkraftmaschine
1 ein Zusatzmoment aufzubringen, kann also erreicht werden, indem entweder eine
für andere Zwecke sowieso notwendig vorhandene und mit der Welle 2 der Brennkraftmaschine
1 verbundene Zusatzpumpe zu einer zuschaltbaren, gegebenenfalls willkürlich zuschaltbaren
Drosselstelle 12 fördert, oder eine nur zum Zwecke des Erzeugens eines solchen Zusatzbremsmomentes
vorgesehene Zusatzhilfspumpe in eine Leitung fördert, in der ein entsprechend den
vorstehenden Angaben dimensioniertes Stromregelventil angeordnet ist und die durch
ein Sicherheitsdruckbegrenzungsventil abgesichert ist oder kombiniert beide Merkmale
vorhanden sind-, nämlich daß die Pumpe 6 zum Beaufschlagen eines vorhandenen Verbrauchers
sowieso vorhanden und ständig mit der Welle 2 der Brennkraftmaschine 1 verbunden
ist und in der För-
derleitung dieser Pumpe 6 ein Stromregelventil
12 angeordnet ist, wobei zwischen der Pumpe 6 und dem Stromregelventil 12 ein Wegeventil
11 angeordnet ist, welches den Förderstrom 6 der Pumpe entweder zu dem Verbraucher
7 führt und dabei die Leitung 10 zu dem Stromregelventil 12 absperrt oder die Leitung
9 zu dem Verbraucher 7 absperrt und den Förderstrom der Zusatzpumpe 6 zu dem Stromregelventil
12 leitet.
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Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform
gemäß Figur 1 nur dadurch, daß das in einem Blocksteuergerät 17 vorhandene Überdruck
ventil für den angestrebten Bremsvorgang mitbenutzt wird.
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Hierbei ist das Zweiwegestromregelventil in der Hochdrucküberleitung
des Steuerdruckventiles (Blocksteuergerät 17) angeordnet.
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Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform
gemäß Figur 1 dadurch, daß der im Bremszustand, das heißt, in dem Schaltzustand,
in dem das Ventil 11 die Leitung 8 mit der Leitung 10 verbindet, die Drosselstelle
22 durchströmende Strom durch das Rückschlagventil 34 über die Leitung 35 dem Druckspeicher
37 zugeführt wird. Durch die Drosselstelle 22 wird erzielt, daß auch dann, wenn
der Druckspeicher leer ist, die Zusatzpumpe 6 Energie aufnimmt, weil sie gegen den
vor der Drosselstelle 22 aufgestauten Druck fördern muß.Zur Rückgewinnung der im
Druckspeicher 37 gespeicherten Energie wird willkürlich das Ventil 54 geöffnet und
das im Druckspeicher 37 gespeicherte Druckmedium wird der Leitung 35 und die Leitung
53 durch das Ventil 54 und die Leitung 55 über das Rückschlagventil 56 und die Leitung
57 der Leitung 9 und über diese dem Verbraucher 7 zugeführt.
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Die Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform
gemäß Figur 3 lediglich dadurch, daß die Rückführleitung 57 nicht an die zum Verbraucher
7 führende Leitung 9 angeschlossen ist, wie bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur
3, sondern an die Saugleitung 40 der Zusatzpumpe 6 zwischen dieser und einem Rückschlagventil
41 angeschlossen ist, so daß bei Öffnen des Wegeventiles 54 das Druckmittel aus
dem Druckspeicher 37 auf die Saugseite der Zusatzpumpe 6 strömt und somit dieser
mit Druck zufließt, so daß diese an der Welle geringere Energie aufnimmt. Da weiterhin
bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 4 anstelle des in Figur 3 vorgesehenen Zweistellungsventiles
11 ein Dreistellungsventil 31 vorgesehen ist, das eine Verbindung mit dem drucklosen
Behälter ermöglicht, ist es also durch dieses Ventil 31 möglich, die Förderleitung
8 der Zusatzpumpe 6 auf drucklosen Umlauf zu schalten. Wenn in diesem Schaltzustand
des Ventils 31 durch Anschließen des aufgeladenen Druckspeichers 37 an die Saugleitung
40 durch Öffnen des Ventiles 54 der Zusatzpumpe 6 über die Saugleitung 40 Energie
zugeführt wird, kann die Zusatzpumpe 6 dazu benutzt werden, der Primärenergiequelle
1 Energie zuzuführen, beispielsweise um die Primärenergiequelle 1 anzuwerfen oder
über diese der Hydropumpe 3 Energie zuzuführen.
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Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 kann an die Stelle des Stromreglers
12 ein Druckbegrenzungsventil treten, das abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine
1 derart gesteuert wird, daß es beginnt zu drosseln, sobald die Brennkraftmaschine
1 eine um ein Stabilitätssicherheitsmaß über der höchsten Leerlaufdrehzahl liegende
Drehzahl erreicht hat,und dann auf konstanten Druck einsteuert oder in einer anderen
Ausgestaltungsform zu drosseln beginnt und auf konstanten Druck einsteuert, sobald
der Druck in der Leitung 8 einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht hat. In
diesem Falle können die Leitung 15 mit dem Druckbegrenzungsventil 16 und das Ventil
11 entfallen.
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Bei. der Einrichtung gemäß Figur 4 ist somit ebenfalls wie bei der
Einrichtung gemäß Figur 1 an die Förderleitung 8 der Pumpe 6 ein Wegeventil 11 angeschlossen,
durch das die Förderleitung 8 der Pumpe 6 wahlweise entweder mit der zu dem Verbraucher
7 führenden Leitung 9 oder mit der zu dem Strombegrenzungsventil 62 führenden Leitung
10 verbunden werden kann, wobei die jeweils andere der Leitungen 9 und 10 abgesperrt
ist. Die zu dem Speichersystem 37, 41, 45, 47 führende Leitung 33, 35, ist über
eine Leitung 53,das Wegeventil 54 und (gegebenenfalls) das Rücklaufsperrventil 56
und die Leitung 57a mit der zum Verbraucher 7 führenden Leitung 9 verbunden. Der
Verbraucher 7 kann beispielsweise die Hubhydraulik eines Gabelstaplers sein.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Verbindet das Wegeventil 11 die Leitungen
8 und 9 miteinander, so fördert die Pumpe 6 zu dem Verbraucher 7. Verbindet jedoch
das Wegeventil 11 die Leitung 8 mit der Leitung 10, so fördert die Pumpe 6 zu dem
Strombegrenzungsventil 62, also in drucklosem Umlauf, sofern der Förderstrom der
Pumpe 6 und damit deren Drehzahl einen vorgegebenen Grenzwert nicht erreicht.
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Wird dieser Grenzwert jedoch - etwa deshalb, weil der Primärenergiequelle
1 von der Pumpe 3 Energie zufließt - überschritten, schaltet das Strombegrenzungsventil
62 um und drosselt den durch die Leitung 10 fließenden Strom, der hinter dem Strombegrenzungsventil
62 durch die Leitungen 33 und 35 dem Speichersystem 37, 41, 45, 47 zugeführt wird.
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In diesem Speichersystem gespeicherte Energie kann in diesem Schaltzustand
des Wegeventiles 11 durch willkürliches Öffnen des Wegeventiles 54 über die Leitung
57a dem Verbraucher 7 zugeführt werden.
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Bei der in Figur 5 dargestellten Ausgestaltungsform ist wiederum mit
1 die Primärenergiequelle und mit 3 die Pumpe eines hydrostatischen Getriebes dargestellt,
die über die Leitungen 71 und 72 in geschlossenem Kreislauf mit dem Hydromotor 73
verbunden ist, der mit dem angetriebenen Fahrzeugrad 74 verbunden ist, auf dessen
Welle eine Bremsscheibe 75 befestigt ist, die mittels der Bremse 76 gebremst werden
kann, die über die Bremsleitung 77 vom Bremspedal 78 aus betätigt wird.
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Die Welle 81 der Brennkraftmaschine ist mit der Welle 82 der Pumpe
3,an die unmittelbar die Welle 84 der Zusatzpumpe 79 angeflanscht ist, über ein
Freilaufgesperre 80 verbunden. Dieses Freilaufgesperre 80 ist derart gestaltet,
daß dann, wenn die Welle 81 die Welle 82 treibt, das Freilaufgesperre geschlossen
ist, das heißt, daß die Welle 81 niemals eine höhere Drehzahl erreichen kann als
die Welle 82 und daß von der Welle 81 ein Drehmoment auf die Welle 82 übertragen
werden kann. Andererseits kann von der Welle 82 auf die Welle 8T kein Drehmoment
übertragen werden, vielmehr kann die Welle 82 eine höhere Drehzahl erreichen, als
die Welle 81. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Primärenergiequelle 1 nur in einem
Drehsinn läuft.
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Die Förderleitung 85 der Zusatzpumpe 79 fördert zu einer Verteilerleitung
86, die einerseits zu einem Verteilersteuergerät 87 führt, von dem aus mehrere Leitungen
88 ausgehen, die jeweils zu einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Verbraucher
führen. Die Verteilerleitung 86 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 89 gegen Überlastung
gesichert.
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Von der Verteilerleitung 86 zweigt eine Leitung 90 ab, die zu einem
Wegeventil 91 führt, von dem aus die Leitung 93 zu einem Druckspeicher 92 führt.
An den dritten Anschluß des Wegeventiles 91 ist eine Leitung 94 angeschlossen, die
zu der Saugleitung 95 der Pumpe 79 führt und zwar zwischen einem Rückschlagventil
96 und der Zusatzpumpe 79 an deren Saugleitung 95 angeschlossen ist.
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Das Wegeventil 91 ist hydraulisch gesteuert, wobei die in der Zeichnung
dargestellte Stellung durch Druckbeaufschlagung der Steuerleitung 97 angesteuert
wird, wobei die Steuerdruckleitung 97 durch das Fahrpedal 98 angesteuert wird. Das
Stellglied 99 der Pumpe 3 ist ebenfalls an die Steuerleitung 97 angeschlossen.
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Die Gegenseite des Wegeventiles 91 wird durch die Steuerleitung 100
angesteuert, deren Steuerdruck von dem Bremspedal 78 aus gesteuert wird und an die
auch das Stellglied 101 der Zusatzpumpe 79 angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Im normalen Fahrbetrieb treibt die
Brennkraftmaschine 1 über die Wellen 81 und 82 sowohl die Pumpe 3 des Fahrantriebgetriebes
3, 71, 72, 73 als auch über die Welle 84 die Zusatzpumpe 79,die dann, wenn über
das Steuergerät 87 ein Verbraucher angesteuert ist, zu diesem fördert. Das Wegeventil
91 befindet sich entweder in der in der Zeichnung nicht dargestellten Stellung,
in der es die Leitung 93 mit der Leitung 94 ver-
bindet, oder in
einer Zwischen - Schließstellung in der es die Leitungen 93 und die Leitungen 94
absperrt. Durch Betätigen des Fahrpedales 98 wird die Steuerdruckleitung 97 mit
Druck beaufschlagt und von dieser das Stellorgan 99 der Pumpe 3 des Getriebes 71,
72, 3, 73 entsprechend angesteuert.
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Bei Betätigen des Bremspedal es 78 wird sowohl die Bremssteuerleitung
77 als auch die Steuerleitung 100 mit Druck beaufschlagt, mit der Folge, daß das
Wegeventil 91 in die in der Zeichnung dargestellte Lage verschoben wird, so daß
der Förderstrom der Pumpe 79 durch die Förderleitung 85, die Leitung 86, die Leitung
90, das Wegeventil 91, die Leitung 93 zu dem Druckspeicher 92 geführt wird. Gleichzeitig
wird durch den Druck in der Steuerleitung 100 das Stellglied 101 der Zusatzpumpe
in die für den Bremszustand gewünschte Ausschwenklage gebracht, das heißt, desto
stärker die Bremswirkung gewünscht wird und desto geringer der Druck im Druckspeicher
92 ist, auf desto größeres Verdrängungsvolumen pro Umdrehung wird die Pumpe 79 eingestellt.
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Zum Wiederbeschleunigen wird über Druckbeaufschlagung der Steuerdruckleitung
97 mittels des Fahrpedales 98 das Wegeventil 91 in die Stellung verschwenkt, in
der es die Leitung 93 mit der Leitung 94 verbindet, so daß Druckmittel aus dem Druckspeicher
92 über die Leitungen 93 und 94 in die Saugleitung 95 der Pumpe 79 einströmen kann
und somit der Pumpe 79 Druckmittel mit Druck zuströmt, so daß die Pumpe 79 die Getriebepumpe
3 mit antreibt.
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