DE3247335C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, insbesondere für
Fahrzeuge, mit einer Primärenergiequelle, in die Schlepp
leistung einspeisbar ist, und mit einem stufenlos einstell
baren hydrostatischen Getriebe, einer mit der Primärenergie
quelle verbundenen Zusatzpumpe und einer Drehzahlmeßein
richtung, die mit einer eine Bremsdrossel vor Erreichen einer
Höchstdrehzahl betätigenden Schalteinrichtung in Wirkver
bindung steht.
Es ist bekannt (DE-OS 27 59 197), 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.
Es ist weiter bekannt, daß beim Abbremsen von Fahrzeugen mit
hydrostatischem Getriebe durch Zurücksteuern des Übersetzungs
verhältnisses des Getriebes die mit den Treibrädern des Fahr
zeuges verbundene Hydroeinheit als Pumpe wirkt und die mit der
Brennkraftmaschine verbundene Hydroeinheit als Hydromotor
wirkt und die Brennkraftmaschine antreibt und somit die Brems
energie in die Brennkraftmaschine einspeist. Die Bremsenergie
wird hierbei durch die Brennkraftmaschine aufgenommen, die
infolgedessen auf eine höhere Drehzahl getrieben wird als die
Drehzahl, auf die sie eingestellt ist bzw. die der Brennstoff
energiezufuhr entspricht, so daß die Brennkraftmaschine an
ihrer Welle ein Moment aufnimmt (sogenannte "Schlepp
leistung"). 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 Brems
leistung 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 die Brennkraftmaschine
eingeleitet wird. Erst bei Beendigung des Bremsvorganges fällt
innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Drehzahl der Brennkraft
maschine auf deren untere Leerlaufdrehzahl ab, wobei die im
Schwungrad gespeicherte Energie wieder abgegeben wird.
Es ist auch bekannt, Kraftfahrzeuge mit Stufenschaltgetriebe
zu bremsen, indem auf einen kleineren als den der Fahrge
schwindigkeit entsprechenden Gang geschaltet wird und ohne Gas
zu geben eingekuppelt wird.
Die Gefahr, daß die Brennkraftmaschine und der mit ihr
verbundene Teil des Getriebes - bei einem hydrostatischen
Getriebe also die Pumpe - auf unzulässig hohe Drehzahl
getrieben wird, besteht insbesondere dann, wenn die Brenn
kraftmaschine eine hohe spezifische Leistung bei geringen
mechanischen Verlusten erzielt, also das Schleppmoment klein
im Verhältnis zur Antriebsleistung und damit klein im Verhält
nis zu der im Getriebe übertragenen Leistung und zur Masse und
zum Trägheitsmoment des Verbrauchers, beispielsweise bei einem
Fahrzeug der Fahrzeugmasse, ist, und wenn die Auslegung so
erfolgt ist, daß die Leistung der Brennkraftmaschine im
Verhältnis zur Fahrzeugmasse gering ist oder hohe Fahrge
schwindigkeiten erzielt werden können, wobei zu berücksich
tigen ist, daß die abzubremsende Energie mit dem Quadrat der
Geschwindigkeit steigt. Erreicht die Brennkraftmaschine eine
unzulässig hohe Drehzahl, erreichen deren Geräusche einen
unzulässig hohen Lärmpegel und der Verschleiß nimmt rasch zu
und entsprechend die Lebensdauer ab.
Aus der DE-OS 27 59 197 ist es bereits bekannt, für Zwecke des
Steuerns eines Antriebsaggregates mit einer Brennkraftmaschine
im Bremszustand eine im hydrostatischen Kreislauf angeordnete
Bremsdrossel zu betätigen. Zur Erhöhung der Bremsleistung ist
im Falle einer erforderlichen Notbremsung auch vorgesehen,
über den das hydrostatische Getriebe steuernden Steuerdruck
die Leistungsaufnahme von Zusatzlasten, die ebenfalls durch
die Brennkraftmaschine betrieben werden, zu erhöhen und damit
die von dem Antriebsaggregat aufnehmbare Bremsleistung. Zu
diesem Zweck wird in die Steuerung der direkt von der Brenn
kraftmaschine angetriebenen, einstellbaren Zusatzlasten
eingegriffen.
Auch aus der DE-OS 24 62 058 ist es bekannt, über eine im
Hochdruckkreis des hydrostatischen Getriebes angeordnete
Bremsdrossel zu bremsen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vom Antriebs
aggregat aufnehmbare Bremsmoment und die aufnehmbare Brems
energie zu erhöhen und die Gefahr, daß die Primärenergie
quelle auf unzulässig hohe Drehzahl getrieben wird, zu
vermindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Bremsdrossel in der Förderleitung der Zusatzpumpe angeordnet
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 Betriebs
größe, beispielsweise der Drehzahl, abhängiges Einstellen der
Weite der Drosselstelle einstellbar ist.
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 Primär
energiequelle 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 Dauerbetriebs
bremsen (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 Antriebs
aggregaten 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 Hubladern ("Gabel
staplern"), 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 Förder
leitungen mehrerer Pumpen unabhängig voneinander,
gegebenenfalls nacheinander zuschaltbar oder derart, daß alle
Pumpen im Bremszustand an eine gemeinsame zu einer Drossel
stelle führenden Leitung angeschlossen sind, sofern die
einzelnen Pumpen bezüglich ihrer Druckauslegung dafür geeignet
sind.
Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung ist die Drehzahl
meßeinrichtung eine den Förderstrom der Zusatzpumpe messende
Einrichtung und kann diese unmittelbar mit der Bremsdrossel zu
einem Aggregat vereinigt sein, insbesondere zu einem Strom
regler, beispielsweise in einem Zweiwegestromregler, der bei
Erreichen einer vorbestimmten Größe des von der Zusatzpumpe
geförderten Stromes diesen drosselt.
Bei Antriebsaggregaten, bei denen der Energiefluß in
treibendem Zustand deutlich anders ist als im Bremszustand,
kann eine diesen Energiefluß abtastende Einrichtung vorgesehen
sein und mit der auf die Drosselstelle einwirkenden Ein
richtung in Verbindung stehen. Beispielsweise bei einem
hydrostatischen Getriebe, das im geschlossenen Kreislauf
arbeitet und willkürlich auf beide Abtriebsdrehrichtungen
(d.h. bei einem Fahrzeug beide Fahrtrichtungen) einstellbar
ist, ist bei Einstellung auf eine bestimmte Abtriebsdreh
richtung 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. 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
jedesmal dann, wenn ein Bremszustand festgestellt wird, oder
dann, wenn ein Bremszustand auftritt und die Primärenergie
quelle 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.
Die bereits erwähnte Möglichkeit, den Förderstrom der Zusatz
pumpe 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, so lange die Primärenergiequelle,
vorzugsweise Brennkraftmaschine, in Normalbetriebszuständen
mit Normalbetriebsdrehzahl 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.
In einer weiteren zweckmäßigen Schaltanordnung bei einem
Antriebsaggregat, bei dem an die Förderleitung der Zusatz
pumpe ein Blocksteuergerät angeschlossen ist, kann das in
diesem vorhandene Überdruckventil für die angestrebte Brems
unterstützung mitbenutzt werden. In diesem Fall ist das
Zweiwege-Stromregelventil in der Hochdrucküberleitung des
Steuerventiles anzuordnen.
Besonders zweckmäßig ist, wenn die im Bremszustand in der
Zusatzpumpe erzeugte hydraulische Energie in einem Hydro
speicher 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.
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 Gerätes, beispielsweise
Fahrzeuges, erforderliche vorhandene Pumpe, so kann diese z.B.
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.
Um das Aufbringen eines Bremsmomentes im gesamten Geschwindig
keitsbereich bzw. Drehzahlbereich der Primärenergiequelle zu
erreichen und zu optimieren und auch eine Energiespeicherung
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 Zusatz
pumpe 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,
d.h. eine höhere Drehzahl als die Primärenergiequelle
erreicht. Dadurch wird erzielt, daß beim Bremsen des Gerätes
bzw. Fahrzeuges und damit der von den Fahrzeugrädern im
Betriebszustand angetriebenen Pumpe des hydrostatischen
Getriebes die Pumpendrehzahl größer werden kann als die
Drehzahl der Primärenergiequelle, während andererseits beim
Antreiben der Pumpe 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. 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 Schlepp
leistung der Kolbenbrennkraftmaschine vernichtet wird.
Gleichzeitig wird durch diese Abkopplung durch das Freilauf
gesperre 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, so kann deren Einstellung beim Bremsen in
Abhängigkeit vom Druck im Druckspeicher und der am Bremspedal
vorgewählten Abbremsung geregelt werden.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfin
dungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Schaltschema zu einer Einrichtung gemäß der
Erfindung mit einer zuschaltbaren Drosselstelle.
Fig. 2 zeigt ein Schaltschema zu einer abgewandelten
Ausgestaltungsform mit einem Blocksteuergerät.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1 mit
Energiespeicherung.
Fig. 4 zeigt eine bezüglich der Energierückführung
abgewandelte Ausgestaltungsform.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung eines Antriebes mit einem
Freilaufgesperre zwischen Primärenergiequelle und der
mit der Pumpe eines hydrostatischen Getriebes
zusammengekoppelten Zusatzpumpe.
Die Brennkraftmaschine 1 treibt über die Welle 2 die Hydro
pumpe 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 Hydro
motors einen Verbraucher, beispielsweise die Treibräder eines
Fahrzeuges, insbesondere eines Gabelstaplers, antreibt. Über
die Welle 2 wird weiterhin eine Zusatzpumpe 6 angetrieben, die
vorhanden ist, um im Bedarfsfall einen zusätzlichen
Verbraucher 7 mit Druckmittel zu beaufschlagen, beispielsweise
bei einem Hublader die Hubhydraulikzylinder.
Die Förderleitung 8 der Zusatzpumpe 6 verzweigt sich in zwei
Zweigleitungen 9, 10, in die ein Vieranschluß/Zweistellungs
wegeventil 11 eingeschaltet ist, welches in dem einen Schalt
zustand 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 ange
schlossen, der geringe Ströme möglichst widerstandsfrei durch
fließen 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. Das Druck
begrenzungsventil 16 dient im anderen Schaltzustand des
Ventiles 11 gleichzeitig zur Absicherung des Verbrauchers 7
gegen Überdruck.
(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. einer größeren Schleppleistung an
der Welle 2 der Brennkraftmaschine 1 ein Zusatzmoment aufzu
bringen, kann also erreicht werden, in dem entweder eine für
andere Zwecke sowieso notwendig vorhandene und mit der Welle 2
der Brennkraftmaschine 1 verbundene Zusatzpumpe zu einer
zuschaltbaren, gegebenenfalls willkürlich zuschaltbaren, als
Bremsdrossel wirkenden Drosselstelle 12 fördert, oder eine nur
zum Zwecke des Erzeugens eines solchen Zusatzbremsmoments
vorgesehene Zusatzhilfspumpe in eine Leitung fördert, in der
ein entsprechend den vorstehenden Angaben dimensioniertes
Stromregelventil angeordnet ist und die durch ein Sicherheits
druckbegrenzungsventil abgesichert ist oder kombiniert beide
Merkmale vorhanden sind, nämlich daß die Pumpe 6 zum Beauf
schlagen eines vorhandenen Verbrauchers sowieso vorhanden und
ständig mit der Welle 2 der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist
und in der Förderleitung dieser Pumpe 6 ein Stromregelventil
12 angeordnet ist, wobei zwischen der Pumpe 6 und dem Strom
regelventil 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.
Die Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von
der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß das in
einem Blocksteuergerät 17 vorhandene Überdruckventil für den
angestrebten Bremsvorgang mitbenutzt wird. Hierbei ist das
Zweiwegestromregelventil in der Hochdrucküberleitung des
Steuerdruckventiles (Blocksteuergerät 17) angeordnet.
Die Ausgestaltungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von
der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1 dadurch, daß der im
Bremszustand, d.h. 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 Druck
speicher 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 durch die Leitung 53, das Ventil 54, die
Leitung 55, das Rückschlagventil 56 und die Leitung 57 der
Leitung 9 und über diese dem Verbraucher 7 zugeführt.
Die Ausgestaltungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von
der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 3 lediglich dadurch, daß
die Rückführleitung 57 nicht an die zum Verbraucher 7 führende
Leitung 9 angeschlossen ist, wie bei der Ausgestaltungsform
gemäß Fig. 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 Fig. 4 anstelle des in Fig. 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 zuzu
führen.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 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 Brenn
kraftmaschine 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.
Wird die Änderung der Übersetzungseinstellung des Getriebes
derart, daß dieses ein Bremsmoment auf die Primärenergiequelle
überträgt, durch ein besonderes Betätigungsorgan, beispiels
weise 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, indem eine entsprechende
Wirkverbindung zwischen diesem Betätigungsorgan und der
Drosselstelle hergestellt ist.
Selbst bei Antriebsaggregaten mit einer Primärenergiequelle,
die wie beispielsweise Gasturbinen keine und nur geringe
Schleppleistung aufnehmen kann, bei denen jedoch aus anderen
Gründen eine Zusatzpumpe vorgesehen sein muß, kann die
Anordnung gemäß der Erfindung vorgesehen werden.
Bei der in Fig. 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 Hydro
motor 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.
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, d.h. 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 81 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.
Die Förderleitung 85 der Zusatzpumpe 79 fördert zu einer
Verteilerleitung 86, die einerseits zu einem Verteilersteuer
gerät 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.
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 Wege
ventiles 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 Saug
leitung 95 angeschlossen ist. 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.
Die Gegenseite des Wegeventiles 91 wird durch die Steuer
leitung 100 angesteuert, deren Steuerdruck von dem Brems
pedal 78 aus gesteuert wird und an die auch das Stellglied 101
der Zusatzpumpe 79 angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise ist folgende: In normalem 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 Wegeventl 91 befindet sich entweder in der in der
Zeichnung nicht dargestellten Stellung, in der es die Leitung
93 mit der Leitung 94 verbindet, oder in einer Zwischen-
Schließstellung, in der es die Leitungen 93 und 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.
Bei Betätigen des Bremspedales 78 wird sowohl die Bremssteuer
leitung 77 als auch die Steuerleitung 100 mit Druck beauf
schlagt, 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 und 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, d.h. desto stärker die Bremswirkung
gewünscht wird und desto geringer der Druck im Speicher 92
ist, auf desto größeres Verdrängungsvolumen pro Umdrehung wird
die Pumpe 79 eingestellt.
Zum Wiederbeschleunigen wird über Druckbeaufschlagung der
Steuerdruckleitung 97 mittels des Fahrpedales 98 das Wege
ventil 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 Saug
leitung 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.
Claims (13)
1. Antriebsaggregat, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer
Primärenergiequelle (Antriebsmaschine oder Antriebsmotor),
in die Schleppleistung einspeisbar ist, und mit einem
stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe, einer
mit der Primärenergiequelle verbundenen Zusatzpumpe und
einer Drehzahlmeßeinrichtung, die mit einer eine
Bremsdrossel vor Erreichen einer Höchstdrehzahl
betätigenden Schalteinrichtung in Wirkverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdrossel (12, 17, 22)
in der Förderleitung (8) der Zusatzpumpe (6) angeordnet
ist.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzpumpe (6) zur Speisung von weiteren, an das
Antriebsaggregat angeschlossenen Verbrauchern (7)
vorgesehen ist.
3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlmeßeinrichtung eine den Förderstrom der
Zusatzpumpe (6) messende Einrichtung ist.
4. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bremsdrossel als ein auf einen
vorbestimmten Strom eingestelltes, ab Erreichen dieses
Stromes drosselndes Stromregelventil (12) ausgebildet ist.
5. Antriebsaggregat nach Anspruch 4 mit einer Schaltung mit
einem Blocksteuerventil in der Förderleitung der Zusatz
pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil in
der Hochdrucküberleitung des Blocksteuerventiles (17)
angeordnet ist.
6. Antriebsaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß an die zu dem Stromregelventil (12) führende Förder
leitung (8) der Zusatzpumpe (6) ein Druckbegrenzungsventil
(16) angeschlossen ist.
7. Antriebsaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdrossel in einem
Druckbegrenzungsventil gebildet ist.
8. Antriebsaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremsdrossel ein zum Zweck der Regulierung der
Bremswirkung willkürlich einstellbares Druckbegrenzungs
ventil ist.
9. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bremsdrossel einstellbar ist.
10. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die an die Bremsdrossel (12, 17, 22)
angeschlossene Leitung an einen Druckspeicher (37) ange
schlossen ist.
11. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusatzpumpe (79) bezüglich des
Hubvolumens pro Umdrehung einstellbar ist.
12. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2 und/oder Anspruch
10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Welle zwischen
Primärenergiequelle (1) und der Welle (84), durch die das
Getriebe (3, 71, 72, 73) mit der Zusatzpumpe (79)
verbunden ist, ein Freilaufgesperre (80) angeordnet ist,
durch das bei treibender Primärenergiequelle (1) diese
mit der Getriebe (3, 71, 72, 73) und Zusatzpumpe (79)
verbindenden Welle (84) verbunden ist.
13. Antriebsaggregat nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Zusatzpumpe (79) und Druck
speicher (92) ein umschaltbares Wegeventil (91)
geschaltet ist, daß derart mit dem Stellorgan (99) für
das Getriebe (3, 71, 72, 73) und/oder Primärenergiequelle
(1) verbunden ist, daß bei Ansteuern auf Bremsbetrieb die
Förderleitung (85) der Zusatzpumpe (79) mit dem Druck
speicher (92) verbunden ist, und daß weiterhin das Wege
ventil (91) derart mit der Steuerung (78) für den Fahr
antrieb verbunden ist, daß bei Ansteuerung auf
Beschleunigen der Druckspeicher (92) mit der Saugleitung
(95) der Pumpe (79) zwischen dieser und einem Rücklauf
sperrventil (96) verbunden ist.
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