DE2103095B2

DE2103095B2 - Betätigungseinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Nebenabtrieb

Info

Publication number: DE2103095B2
Application number: DE2103095A
Authority: DE
Inventors: Horst 7000 Stuttgart Baeuerle; Karlmann 7992 Tettnang Hamma
Original assignee: Robert Bosch GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-01-23
Filing date: 1971-01-23
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2122951A5; US3805676A; DE2103095C3; JPS5633250B1; GB1367910A; DE2103095A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Nebenabtrieb, mit einer von einer Antriebsmaschine antreibbaren, in den hydraulischen Arbeitskreislauf fördernden Pumpe, deren Fördermenge

von einem Einstellglied über ein Betätigungsgestänge von einem Fahrpedal eingestellt wird, wobei durch das Fahrpedal ein Betätigungsgestänge betätigt wird, durch das gleichzeitig mit der Fördermenge der Pumpe die Brennstoffzufuhr zur Antriebsmaschine

ίο eingestellt werden kann, wodurch ber voller Antriebsmaschinenleistung größte Fördermenge der Pumpe einstellbar ist.

Fahrzeuge oder Maschinen mit hydrostatischen Getrieben werden bisher in der Weise gesteuert, daß mit einem Betätigungsorgan in Form eines Pedals oder eines Hebels primärseitig die Antriebsmaschine und sekundärseitig die Pumpe bzw. beide gleichzeitig oder in bestimmter Reihenfolge eingestellt werden, wobei die Einstelleinrichtungen der Pv.mpe mit der Drehzahlsteuereinrichtung der Antriebsmaschine gekoppelt sind. Im normalen Anfahr- und Fahrbereich deckt dabei die Leistung der Antriebsmaschine die Leistungsaufnahme der Pumpe. Im Bereich kleiner Fahrgeschwindigkeiten gibt somit die Antriebsmaschine genügend Leistung zum Fahren bzw. Kriechen ab, der Leistungsüberschuß ist jedoch so gering, daß Nebenabtriebe rächt mehr betrieben werden können. Um auch im Bereich kleiner Fahrgeschwindigkeiten einen Nebenabtrieb mit Sicherheit betreiben zu i.önnen. winde bei einer ausgeführten Anlage die Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Dieselbiennkraftmaschine, bei Inbetriebnahme auf Nenndrehzahl und Leistung gebracht. Eine Koppelung zwischen Antriebsmaschinensteuerung und Steuerung der Pumpe ist nicht vorhanden, so daß bei Stillstand des Fahrzeuges die Antriebsmaschine mit Nenndrehzahl weiterläuft, es sei denn, sie wird auf Leerlaufdrehzahl zurückgestellt, um die nicht unerhebliche monotone Geräuschbelästigung zu mindern. Eine Steuerung der Antriebsmaschinendrehzahl mit der Einstellung der Pumpe wurde derart gekoppelt, daß schon oder erst bei kleinem Einstellwinkel der Pumpe, also bei minimaler Fahrgeschwindigkeit und somit Kriechgeschwindigkeit des Fahrzeuges die Nenndrehzahl der Antriebsmaschine zur Verfügung steht. Es handelt sich also hier um ein selbsttätiges mit der Pumpeneinstelhing gekoppeltes Rückstellen der Antriebsmaschinendrehzahl auf Leerlauf bei Erreichen des Fahrzeugstillstandes zur Minderung der Geräuschbelästigung und nicht um eine Koppelung von Pumpeneinstellung und Antriebsmaschinendrehzahl.

In einer anderen Ausführung dieser Art ist eine Koppeking zwischen Pumpeneinstellung und Antriebsmaschinendrehzahl vorhanden. Der beim Ein-

stellen hoher Antriebsmaschinenleistung und Drehzahl selbsttätig über die Koppelung erhaltene große Pumpenförderstrom würde eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit ergeben, wenn er dem Hydromotor zugeführt würde. TIm die kleine Kriechgeschwindigkeil unter Beibehaltung der hohen Antriebsmaschinenleistung, aber auch der Pumpeneinstellung zu erhalten, wird ein Teil des Pumpenförderslromes, also auch der Leistung, über ein Kurzschlußventil der Niederdruckseite oder dem ölbehälter zugeleitet. Diese Art

β5 der Leistiingsabgrenzung ist jedoch mit einem erheblichen Anstieg der Öltemperatur im hydraulischen Arheitskreislauf verbunden. An die Ölkühlung wird in diesem Fall eine erhöhte und unerwünschte An-

förderung gestellt. Ein einwandfreies Kriechen ist hierbei möglich, und die Bedienung eines solchen Fahrzeuges mit einem Kurwcblußkriecbpedal, einem Bremspedal für die hydrostatische oder mechanische Bremse und einem Fahr- bzw. Gaspedal entspricht dem Stand der derzeit üblichen Fabrzeugbedienung, der Leistungsverlust ist allerdings erheblich.

Aufgabe der Erfindung ist es, nunmehr die Nachteile dieser bekannten Ausführung zu vermeiden und eine Betätigungseinrichtung für die Pumpe eines hy- ίο drostatischen Antriebs zu schaffen, die nicht nur sehr einfach in ihrem Aufbau ist, sondern durch die es auch ermöglicht wird, eine Leistungsvernichtung zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in das Betätigungsgestänge zwischen dem Fahrpedal und dem Einstellglied der Pumpe ein Zwischenglied eingeschaltet ist, durch das in Abhängigkeit von der Stellung eines willkürlich betätigten Kriechpedals oder eines Hebels der Einstellbereich der Fördermenge der Pumpe im Sinne eines Verkletnerns der Fördermenge änderbar ist.

Ist eine durch d'e Antriebsmaschine angetriebene Speisepumpe vorgesehen, ist zweckmäßigerweise das Zwischenglied aus einem einseitig von dem von der Speisepumpe geförderten Steuerdruckmittel beaufschlagbaren und gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbaren Kolben und einen diesen aufnehmenden Zylinder gebildet, wobei jeweils eines dieser Teile mit den dem Fahrpedal und den dem Einstellglied der Pumpe zugeordneten Gestängegliedern des Betätigungsgestänges verbunden ist.

Zur gesteuerten Zufuhr des von der Speisepumpe geförderten Steuerdruckmittels in den Druckraum des Zylinders des Zwischengliedes ist es ferner angebracht, das Kriechpedal über ein Stellgestänge mit einer einstellbaren Drossel oder einem einstellbaren Druckregelventil zu verbinden, über die der Druck ues Steuerdruckmittels einstellbar ist. Außerdem kann dem Einstellglied der Pumpe als Zwischenglied ein Mehrstellungszylinder zugeordnet sein, dem das Steuerdruckmittel über ein oder mehrere von einem Rasthebel betätigbare Positionierventile zuführbar ist.

Des weiteren ist es zweckmäßig, an das Kriechpedal auch das Betätigungsgestänge der Betriebsbremse anzuschließen, wobei z. B. nach Durchtreten des Kriechpedals nach Überwindung eines Druckpunktes die mechanische Bremse betätigt wird.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Steuereinrichtung der Fördermenge einer Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß über die einstellbare Drossel oder das einstellbare Druckregelventil, die jeweils mit dem Kriechpedal verbunden sind, der Druck des Steuerdruckmittels eingestellt wird, daß sich das Einstellglied für die Pumpe, z. B. eine Schiefscheibe oder Schwenkbirne, da jeder Schiefscheibenstellung oder Schwenkbirnenstellung einer Pumpe eine Rückstellkraft zugeordnet ist oder zugeordnet werden kann, unbeeinflußt von der Fahrpedalstellung, die die Steuerdruckmittelmenge über die Antriebsmaschinendrehzahl bestimmt, einstellt.

Ist die Drossel oder das Druckregelventil geschlossen, so witd bei maximalem Steuerdruckmittelstrom, also bei voil durchgetretenem Fahrpedal und maximaler Antriebsmaschinendrehzahl und Leistung die Pumpe zutschst voll ausschwenken, also volle Fördermenge liefern. Wird jetzt das Druckregelventil über das Kriecbpedal betätigt, reduziert sich der Steuerdruckmitteldruck, und das EinstellgUed der Pumpe wird so weil zurückgestellt, bis sich Gleichgewicht zwischen der Einstellkraft und der Rückstellkraft ergibt. Dabei wird die Fördermenge der Pumpe verringert und damit auch die Fahrgeschwindigkeit. Mit Hilfe des Kriechpedals und damit der einstellbaren Drossel bzw. des Druckregelventils ist also eine gewünschte Kriechgescbwindigkeit auch bei voil durchgetretenem Fahrpedal, also bei maximaler Antriebsmaschinendrehzahl und Leistung, einstellbar.

Das Kriechpedal kann femer mit dem Bremspedal zu einem Pedal vereinigt werden, derart, daß der erste Teil des Betätigungsweges für das Kriechen benutzt wird und bei Überschreiten eines Druckpunktes eine Betriebsbremse, vorzugsweise eine mechanische oder hydraulisch betätigte Reibungsbremse in Betrieb genommen wird. Vielfach ist es jedoch sinnvoll, neben dem Kriechpedal auch ein Bremspedal anzuordnen, wobei beide zweckmäßig gekoppelt sein können. Beim Betätigen des Kriechpedals und der damit verbundenen Beeinflussung des Drucks des Steuerdruckmittels wird eine Verkleinerung der Fördermenge der Pumpe gegenüber ihrer größten Fördt menge und damit eine Fahrgeschwindigkeitsänderung eingeleitet. Um ein schnelles Ansprechen der Pumpen auf die Betätigung des Kriechpedals zu erzielen, darf die Einstellbewegung nicht zu sehr gedrosselt sein. Außerdem ist es zur Erreichung der gewünschten Zugkraft erforderlich, daß im Bereich kleiner Förderrnengen hohe Drücke möglich sind. Wird nun das Kriechpedal mit dem Bremspedal für die Betriebsreibungsbremse vereinist und zum Bremsen herangezogen, so wird zuerst im Kriechbereich die Wirkung einer hydrostatischen Bremse erzHt. Sind dabei die Rückstellgeschwindigkeiten der Pumpe sehr hoch wegen der Forderung des Kriechbetriebes, so wird also ein hoher Leistungsrückfluß vom Fahrzeugrad über die Pumpe zum Antriebsmotor stattfinden, und die Drehzahl der Antriebsmaschine kann über die zulässige Drehzahl steigen. Um dies zu verhindern, muß die Rückstellgeschwindigkeit der Pumpe auf die geforderten Mindestverzögerungswerte gedrosselt werden.

Durch die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung wird somit erreicht, daß die für Nebenabtriebe freiwerdende Leistung gegenüber den bisher bekanntgewordenen Ausführungen bei gleicher Antriebsmaschinenleistung um bis zu 80 °o größer ist. Troudem treten nur normale Kühlprobleme und Verlustleistungen auf, so daß der Bauaufwand trotz stets betriebssicherer Wirkungsweise, schneller Ansprechbarkeit und guter Dosierbarkeit durch die Verwendung einfacher Bauteile äußerst gering ist.

In den Zeichnungen sind in der folgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Buätigungseinrichtung eines hydrostatischen Antriebs nach der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt jeweils in schematischer Darstellung:

F i g. 1 eine Betätigungseinrichtung eines hydrostatischen Antriebes mit einer einem geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf zugeordneten Steuereinrichtung mit einer durch das Kriechpedal einstellbaren Drossel,

F i g. 2 die Betätigungseinrichtung nach F i g. 1 mit einem durch das Kriechpedal beeinflußbaren einstellbaren Druckregelventil,

F i g. 3 und 4 jeweils eine Betätigungseinrichtung

nit einer einem offenen hydraulischen Arbeitskreis- dcre bei Inbetriebnahme der Steuereinrichtung, auslauf zugeordneten Steuereinrichtung mit durch das zugleichen und das Betätigungsgestänge 8 zu strek-Kriechpedal einstellbarer Drossel bzw. einem ein- ken, während die hier mit 24 bezeichnete Rückistellstellbaren Druckregelventil, feder, die wie auch die Rückstellfeder 14 bei dem

F i g. 5 eine mit einem Mehrstellungszylinder als 5 Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 der Rückstellkraft

Einstellglied versehene Steuereinrichtung. des Einstellgliedes 4 das Gleichgewicht zu halten hat,

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Betätigungs- unmittelbar auf das Betätigungsgestänge 7 einwirkt,
einrichtung eines hydrostatischen Antriebs besteht Die Steuereinrichtung 31 nach den Fig.3 und 4 aus einer mit dem Bezugszeichen 1 versehenen ist einem offenen hydraulischen Arbeitskreislaut' 40 Steuereinrichtung der Fördermenge einer von einer io zugeordnet, wobei die Betätigung des Einstellgliedes Antriebsmaschine 2 angetriebenen, in einem ge- 34 der von einer Antriebsmaschine 32 angetriebenen schlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf 10 des Pumpe 33 zusammen mit der Einstellung der Birennhydrostatischen Antriebs angeordneten Pumpe 3, de- stoffzufuhr zur Antriebsmaschine mittels eines Fahrren Einstellglied 4 über ein Betätigungsgestänge 8, in pedals 35 und an dieses angelenkter Betätigungsgedem ein Zwischenglied 11 eingeschaltet ist. mit dem 15 stange 37 bzw. 38 vorgenommen wird. Auch ist in Fahrpedal 5 verbunden ist, einem Kriechpedal 6, an das zu dem Einstellglied 34 der Pumpe 33 führende das über ein Stellgestänge 9 eine einstellbare Dros- Betätigungsgestänge 38 ein aus einem Zylinder 42 sei 18 angeschlossen ist sowie einer strichpunktiert einem Kolben 43 und einer Rückstellfeder 44 gebilgezeichneten mittels eines Bremspedals betätigbaren detes Zwischenglied 41 eingesetzt, dessen Druck-Betriebsbremse. Die Einstellung der Brennstoffzufuhr 20 raum 45 das von einer Speisepumpe 46 über Loitunzur Antriebsmaschine 2 wird hierbei über das Fahr- gen 47 und 49 geförderte Steuerdruckmittel zupedal 5 und einem an diesem angelenkten Betäti- strömt.

gungsgestänge 7 vorgenommen, wobei das Einstell- Mittels eines Kriechpedals 36 und einer mit dieglied 4 der Pumpe 3 und damit deren Förder- scm über ein Stellgestänge 39 verbundenen Drossel menge über das Betätigungsgestänge 8 ebenfalls 25 4". bzw. nach F i g. 4 einem einstellbaren Dnickreeingestellt wird. Das Zwischenglied Il ist aus einem gelventil 50, kann durch Öffnen der Drossel 48 in Zylinder 12 und einem in diesen verschieblich einge- dem Druckraum 45 ein Druck in Abhängigkeit von setzten Kolben 13 gebildet, der bei Steuerdruckmit- der Stellung des Kriechpedals 36 aufgebaut werden, telzufuhr von einer Speisepumpe 16 über Leitungen so daß das Betätigungsgestänge 38 in seiner Länge 17 und 20 in einen von Kolben 13 und Zylinder 12 30 geändert und damit der Einstellbereich des Einstellbegrenzten Druckraum 15 entgegen der Kraft einer gliedes 34 der Pumpe 33 verkleinert wird. Bei Betäti-Rückstellfeder 14 verschiebbar ist. gen des Fahrpedals 35 wird somit die Pumpe 33 eine

Um eine Einstellung des Einstellgliedes 4 der kleinere Druckmittelmenge fördern, durch die ein Pumpe3 und damit eine Änderung der Fördermenge Positionieren oder Kriechfahrten bei voller Leistung unabhängig von der Fahrpedalstellung aber in Ab- 35 der Antriebsmaschine 32 möglich ist.
hängigkeit von der Stellung des Kriechpedals 6, d. h. Bei dem Ausführungsbeispiel der Steuere inrichein Positionieren bei voller Antriebsleistung vorzu- tung 61 nach Fi g. 5 ist dem Einstellglied 64 der von nehmen, ist das Kriechpedal 6 mit der einstellbaren einer Antriebsmaschine 62 angetriebenen und in Drossel 18 verbunden. Auf diese Weise kann durch einem offenen hydraulischen Arbeitskreislauf TO des Schließen der einstellbaren Drossel 18 der in der Lei- 4° hydrostatischen Antriebes fördernden Pumpe 63 ein tung 17 herrschende Druck des Steuerdruckmittels, Mehrstellungszylinder 71 zugeordnet. Die Einstelwobei bei geöffneter Drossel 18 eine vorgeschaltete lung der Brennstoffzufuhr zur Antriebsmaschine 62 Drossel 19 ein Absinken des Speisedrucks verhin- wie auch dem Mehrstellungszylinder 71 vorgeschaldert, in dem Druckraum 15 des Zwischengliedes 11 tete Ventile 75, 75' und 75" sind über Betätigu:igsgein Abhängigkeit von der Stellung des Kriechpedals 6 45 stange 67 bzw. 68 von dem Fahrpedal 65 beeinflußerhöht werden. Durch eine Verschiebung des KoI- bar. Die Zufuhr des von einer Speisepumpe 72 in bens 13 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14 eine Leitung 73 geförderten Steuer-ruckmittels er wird somit die Länge des Betäügungsgestänges 8 ge- folgt über Positionierventile 74, 74' und 74", die ändert, und das Eiastellglied 4 der Pumpe 3 wird im durch ein mit einem Rasthebel 66 verbundenes Sinne einer kleineren Fördermenge beeinflußt, so 50 Stellgestänge 69¹ eaeheinander betätigbar sind, daß bei Betätigung des Fahrpedals 5, selbst wenn In der dargestellten SchaltsteHung wird bei Betätidieses durchgetreten ist, nur eine geringe Druckmit- gung des Fahrpedals 65 dem Mehrstellungszylinder telmenge gefördert wird. 71 über die Ventile 75, 75' und 75" Steuerdruckmit-

An Stelle einer einstellbaren Drossel ist bei dem tel zugeführt, so daß das Einstellglied 64 der Pumpe Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 in die Leitung 17 55 63 voll ausgeschwenkt wird und diese die gröfStmögein Druckregelventil 21 eingesetzt, durch das durch liehe Fördermenge erzeugt. Sobald durch den Rast ein stufenloses öffnen über die Leitung 20' der hebel 66 das Positionierventil 74 m die zweite Schalt-Drcckmittelabfali des Steuerdruckmittels m Abhän- stellung gebracht wird, wird ein Teil des Mehrstelgigkeit von der Stellung des Kriechpedals 6 in dem lungszylinders 71 entleert, und die maximale Förder-Drnckraum 22 des Zwischengliedes 11 einstellbar ist, 60 menge der Pumpe vnrd verkleinert. Mittels des Fahrso daß die Länge des Betätigungsgestänges 18 und pedals 65 ist in diesem Betriebszustand zwar die Emdamit der Emstellbereich der Pumpe:3 geändert wird. stellung der Brennstoffzufuhr zur Antriebsmaschine Die in den Zylinder 12 eingesetzte Feder 23 dient 62 auf volle Leistung möglich, die Pumpe 63 fördert hierbei als Streckfeder, um Leckverluste, insbeson·· jedoch nur eine begrenzte Menge Arbeitsdruckmittel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungseinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einem Nebenabtrieb, mit einer von einer Antriebsmaschine antreibbaren, in den hydraulischen Arbeitskreislauf fördernden Pumpe, deren Fördermenge von einem Einstellglied über ein Betätigungsgestänge von einem Fahrpedal eingestellt wird, wobei durch das Fahrpedal ein Betätigungsgestänge betätigt wird, durch das gleichzeitig mit der Fördermenge der Pumpe die Brennstoffzufuhr zur Antriebsmaschine eingestellt werden kann, wodurch bei voller Antriebsmaschinenleistung größte Fördermenge der Pumpe' einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in das Betätigungsgestänge (8 bzw. 38 bzw. 68) zwischen dem Fahrpedal (5 bzw. 35 bzw. (S5) und dem Einstellglied (4 bzw. 34 b7\, 64) der Pumpe (3 bzw. 33 bzv.. 63) ein Zwischenglied (11 bzw. 41 bzw. 71) eingeschaltet ist, durch das in Abhängigkeit von der Stellung eines willkürlich betätigbaren Kriechpedals (6 bzw. 36) oder eines Hebels (Rasthebel 66) der Einstellbereich der Fördermenge der Pumpe im Sinne eines Verkleinerers der Fördermenge gegenüber ihrer größten Fördermenge änderbar ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1. mit einer durch die Antriebsmaschine angetriebenen Speisepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (11 bzw. 41) aus einem einseitig von dem von der Speisepumpe (16 bzw. 46) geförderten Steuerdruckmitte¹ beaufschlagbaren und gegen die Kraft dne Rückstellfeder (14 bzw. 44) verschiebbaren Kolben (13 bzw. 43) und einen diesen aufnehmenden Zylinder (12 bzw. 42) gebildet ist, wobei jeweils eines dieser Teile mit den dem Fahrpedal (5 bzw. 35) und den dem Einstellglied (4 bzw. 34) der Pumpe (3 bzw. 33) zugeordneten Gestängegliedern des Betätigung··.-gestänges (8 bzw. 38) verbunden ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur gesteuerten Zufuhr des von der Speisepumpe (16 bzw. 46) geförderten Steuerdruckmittels in den Druckraum (15 bzw. 22 bzw. 45) des Zylinders (12 bzw. 42) des Zwischengliedes (11 bzw. 41) das Kriechpedai (6 bzw. 36) über ein Stellgestänge (9 bzw. 39) mit einer einstellbaren Drossel (18 bzw. 48) oder einem einstellbaren Druckregelventil (21 bzw. 50) verbunden ist, über die der Druck des Steuerdruckinittels einstellbar ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einstellglied (64) der Pumpe (63) als Zwischenglied ein Mehrstellungszylinder (71) zugeordnet ist. dem das Steuerdruckmittel über ein oder mehrere von einem Rasthcbel (66) betätigbaren Positionierventile (74, 74' und 74") zuführbar ist.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kriechpedal (6 bzw. 36) auch das Betätigungsgestänge der Betriebsbremse angeschlossen ist.