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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Brennkraftmaschine mit einem Drehzahlregler,
der die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine derart regelt, daß ihre Drehzahl
innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bleibt, und einem stufenlos regelbaren Getriebe,
vorzugsweise einem hydrostatischen Getriebe, mit einer Getrieberegelung, die bei
Abfall der Maschinendrehzahl unter einen bestimmten Wert anspricht und das übersetzungsverhältnis
des Getriebes verringert.
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Eine derartige Antriebsvorrichtung ist aus der schweizerischen Patentschrift
189 226 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wirkt eine einzige drehzahlabhängige
Regeleinrichtung sowohl auf die Einspritzung der Brennkraftmaschine als auch auf
das übersetzungsverhältnis des Getriebes ein, so daß gleichzeitig eine Verstellung
der Kraftstoffmenge und des übersetzungsverhältnisses eintritt. Dadurch ergibt sich
der Nachteil, daß die volle Maschinenleistung, die nur bei maximaler Einspritzmenge
vorhanden ist, niemals bei dem größten übersetzungsverhältnis, sondern nur bei einem
kleinen übersetzungsverhältnis zur Verfügung steht. Verringert sich die Maschinendrehzahl
infolge erhöhter Belastung, so wird das übersetzungsverhältnis auf den geringstmöglichen
Wert verringert und gleichzeitig die Einspritzmenge erhöht. Sinkt die Belastung,
so steigt die Maschinendrehzahl wieder auf den eingestellten Wert, und die Regeleinrichtung
erhöht das übersetzungsverhältnis auf seinen Höchstwert und verringert gleichzeitig
die Einspritzmenge. Daher kann die volle Maschinenleistung praktisch nie ausgenutzt
werden und ist der Bereich der Drehmomentwandlung sehr begrenzt.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 516 662 ist eine Antriebsvorrichtung
bekannt, die einen Drehzahlregler für die Kraftstoffmenge und einen Getrieberegler
aufweist, der auf die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges anspricht und bei
sich änderndem Fahrwiderstand durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses die
eingestellte Fahrgeschwindigkeit beizubehalten sucht. Der Getrieberegler wird außerdem
durch Drehzahl und Drehmoment der Brennkraftmaschine derart beeinflußt, daß er bei
einem Ansteigen der Belastung und dadurch bedingtem Abfallen der Maschinendrehzahl
das übersetzungsverhältnis so vergrößert, daß die eingestellte Fahrgeschwindigkeit
aufrechterhalten wird. Auch bei dieser Antriebsvorrichtung wird also die volle Maschinenleistung
nur in den seltensten Fällen ausgenutzt, da die Höchstleistung der Brennkraftmaschine
so groß sein muß, daß die Fahrgeschwindigkeit bei allen auftretenden Belastungen
auf dem eingestellten Wert gehalten wird. Um ein Abwürgen der Brennkraftmaschine
zu vermeiden, ist zwar eine das übersetzungsverhältnis verringernde Einrichtung
vorgesehen. Diese Einrichtung spricht jedoch nur auf den Druck in den Getriebeleitungen
des hydrostatischen Getriebes an und berücksichtigt in keiner i Weise die Pumpenfördermenge,
so daß sie nicht in der Lage ist, die von der Brennkraftinaschine abgegebene Leistung
auf einem bestimmten Höchstwert zu halten.
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Schließlich sind aus den USA.-Patentschriften i 2 976 685 und
3 003 309 Antriebsvorrichtungen bekanntgeworden, die aus einer Brennkraftmaschine
und einem hydrostatischen Getriebe bestehen und einen Getrieberegler aufweisen,
der bei Absinken der Maschinendrehzahl unter einen bestimmten Wert das übersetzungsverhältnis
auf Null verringert. Auch hierbei kann somit die volle Maschinenleistung nicht im
ganzen Regelbereich ausgenutzt werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Antriebsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Ausnutzung der vollen Maschinenleistung
im ganzen Regelbereich ermöglicht und bei der die Drehmomentwandlung bei voller
Maschinenleistung über einen großen Bereich durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise getrennte, von
der Bedienungsperson verstellbare Getriebe- und Brennkraftmaschinenregler vorgesehen
sind und daß ein gemeinsames Verstellgestänge derart auf den Getrieberegler und
auf den Brennkraftmaschinenregler wirkt, daß der Getrieberegler, der normalerweise
das größte, dem am Brennkraftmaschinenregler eingestellten Drehzahlbereich entsprechende
übersetzungsverhältnis einzustellen sucht, in dem unterhalb des bestimmten Wertes
liegenden Drehzahlbereich das übersetzungsverhältnis des Getriebes proportional
zur Änderung der Maschinendrehzahl verändert.
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Durch diesen erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß im Normalfall
der Drehzahlregler die Einspritzmenge zunächst auf ihren Höchstwert steigert und
daß erst bei einem infolge höherer Belastung bewirkten Absinken der Maschinendrehzahl
der Getrieberegler bei maximaler Einspritzmenge eine übersetzungsregelung proportional
zur Maschinendrehzahl durchführt, also das Übersetzungsverhältnis nur so weit verringert,
daß die Maschinendrehzahl nicht weiter absinkt, womit eine Ausnutzung der vollen
Maschinenleistung im ganzen Regelbereich gewährleistet ist.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden bei einem
Kraftfahrzeugantrieb unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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F i g. 1 zeigt das Schema eines Kraftfahrzeugantriebes mit
hydrostatischem Getriebe; F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Drehzahlregler
der Brennkraftmaschine; F i g. 3 zeigt ein Diagramm, welches die Arbeitsweise
der in F i g. 1 dargestellten Ausführung erläutert, und F i g. 4 zeigt
eine Abwandlung des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles.
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In F i g. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmaschine in Form
eines Dieselmotors bezeichnet, der eine Einspritzpumpe 2 üblicher Bauart enthält,
die von einem Drehzahlregler 3 ebenfalls üblicher Bauart geregelt wird. Der
Drefizahlregler 3 ist im einzelnen in F i g. 2 gezeigt. Die Einspritzpumpe
2 wird von der Brennkraftmaschine 1 durch eine Welle 4 angetrieben, die sich
durch die Einspritzpumpe 2 hindurch zum Drehzahlregler 3 erstreckt. Im Drehzahlregler
3 ist eine Scheibe 5 mit konischer Oberfläche 6 direkt auf
der Welle 4 befestigt. Eine weitere Scheibe 7 mit konischer Oberfläche
8 ist lose auf der Welle 4 angeordnet und wird durch eine Feder
9 gegen die Scheibe 5
gedrückt. Zwischen den konischen Flächen
6 und 8
sind mehrere sphärische Fliehgewichte 11 angeordnet.
Bei Drehung der Welle 4 werden die Fliehgewichte 11 nach außen geschleudert
und drücken
die Scheibe 7 von der Scheibe 5 weg. Die
Spannung der Feder 9 ist durch einen Schwenkhebel 12 einstellbar, der auf
den Federteller 13 wirkt. Der Hebel 12 ist durch eine Welle 14 mit einem
außerhalb des Drehzahlreglers liegenden Reglerhebel 15 verbunden. Bei Verschiebung
der Scheibe 7 kommt diese mit einer Rolle 16 in Berührung, die am
Regelgestänge 17 der Einspritzpumpe 2 befestigt ist. Das Regelgestänge
17 regelt in üblicher Weise die Menge des der Brennkraftmaschine
1 von der Einspritzpumpe 2 zugeführten Kraftstoffes. Eine Bewegung des Gestänges
17 nach rechts verringert und eine Bewegung nach links erhöht die Kraftstoffmenge.
Abhängig von der durch den Hebel 12 eingestellten Vorspannung der Feder
9 und von dem von der Maschine 1 erzeugten Drehmoment verschiebt der
Drehzahlregler das Regelgestänge 17 derart, daß die Maschinendrehzahl im
wesentlichen konstant bleibt.
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Die Brennkraftmaschine 1 treibt eine hydraulische Pumpe
18 mit veränderlicher Fördermenge an, die ein Teil eines stufenlos regelbaren
hydrostatischen Getriebes darstellt. Die Getriebepumpe 18 ist durch Zu- und
Rücklaufleitungen 19 und 21 mit einem hydrostatischen Motor 22 mit konstantem
Schluckvermögen verbunden. Die Motorabtriebswelle 23 ist über Zahnräder mit
den Abtriebsrädem des Fahrzeuges verbunden. Die Getriebepumpe 18, der Getriebemotor
22 und die Leitungen 19 und 21 bilden einen geschlossenen Kreislauf, durch
den hydraulische Flüssigkeit in der einen oder in der anderen Richtung von der Getriebepumpe
18 hindurchgepumpt wird, wobei die Menge der durchgepumpten Flüssigkeit von
der eingestellten Fördermenge der Getriebepumpe 18 und von der Drehzahl abhängt,
mit der die Getriebepumpe 18 von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben
wird. Leckflüssigkeit wird in üblicher Weise dadurch ersetzt, daß Flüssigkeit unter
geringem Druck durch eine Leitung 24 und Rückschlagventile 25 in diejenige
Getriebeleitung 19 oder 21 gefördert wird, die unter geringerem Druck steht.
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Zur Regelung der Fördermenge der Getriebepumpe 18 dient eine
Regelstange 26, die durch einen Servokolben 27 betätigbar ist, der
in einem feststehenden Zylinder 28 verschiebbar ist. Die Regelstange
26 erstreckt sich dichtend durch den Zylinder 28 und ist an einer
Stirnseite des Kolbens 27 befestigt. Von der anderen Kolbenseite geht eine
Kolbenstange 29 aus, die ebenfalls dichtend im Zylinder 28 geführt
ist und sich in eine Federkammer 31
erstreckt. Innerhalb dieser Kammer besitzt
die Kolbenstange 29 zwei Flansche 32 und 33, zwischen denen
zwei Hülsen 34 und 35 verschiebbar auf der Stange 29 angeordnet sind.
Die Hülsen 34 und 35
weisen Federteller 37 und 38 auf, zwischen
denen eine Druckfeder 36 angeordnet ist, welche die Federteller
37 und 38 gegen die Endflächen 39 und 41 der Federkammer
31 drückt. Der Abstand der Flansche 32 und 33 ist so gewählt,
daß diese die inneren Enden der Hülsen berühren, wenn die Federteller
37 und 38 an den Endflächen der Kammer 31
anliegen. Die Feder
36 ist bestrebt, den Kolben 27
in seiner Mittelstellung zu halten,
bei welcher die Fördermenge der Getriebepumpe 18 Null ist.
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Eine Abwärtsbewegung des Kolbens 27 bewirkt eine Förderung
der Getriebepumpe 18, welche den Getriebemotor 22 in Vorwärtsfahrtrichtung
antreibt. Zur Erzeugung dieser Abwärtsbewegung wird eine Druckdifferenz zwischen
den beiden Enden des Zylinders 28 geschaffen, indem Flüssigkeit mit unterschiedlichem
Druck durch die Leitungen 42 und 43 zugeführt wird, wobei in der Leitung 42 der
höhere Druck herrscht.
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Um den Kolben 27 bewegen zu können, muß die Druckdifferenz
so groß sein, daß sie die Spannung der Feder 36 überwindet. Bei der daraus
resultierenden Bewegung nimmt der Flansch 32 die Hülse 34 mit, wodurch die
Feder 36 zusammengedrückt und die Hülse 35 gegen die Endfläche 41
der Kammer 31
angedrückt wird. Der Flansch 33 bewegt sich frei innerhalb
der Hülse 35. Die Bewegung des Kolbens 27 ist durch die Anlage des
Flansches 33 an der Endfläche 41 der Kammer 31 begrenzt.
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Um die Förderrichtung der Getriebepumpe 18 umzukehren, wird
der Druck in der Leitung 43 über den Druck in der Leitung 42 erhöht, wodurch sich
der Kolben 27 in der Zeichnung noch oben bewegt. Die Feder 36 wird
dann durch Anlage des Flansches 33
an der Hülse 35 zusammengedrückt.
Der Flansch 32
bewegt sich frei in der Hülse 34. Die größte Fördermenge in
dieser Richtung ist begrenzt durch Anlage des Flansches 32 an der Endfläche
39 der Kammer 31.
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Zur Zuführung von Druckflüssigkeit zu den Leitungen 42 und 43 dient
eine Hilfspumpe 44 mit unveränderlichem Hub, die von der Maschine 1 angetrieben
wird. Die Hilfspumpe 44 saugt Flüssigkeit aus einem Behälter 45 an und fördert diese
durch die Leitung 46. Wenn der Kolben 27 in der Ruhelage ist, fließt die
Flüssigkeit vollständig durch die Leitung 47 in die Kammer 48 einer Regeleinheit
49 und von dort durch eine Drosselstelle 51 in einer Zwischenwand
50 in eine zweite Kammer 52. Aus dieser Kammer kann die Flüssigkeit
durch die Leitung 24 und die Rückschlagventile 25 in die unter geringerem
Druck stehende Getriebeleitung 19 oder 21 gelangen. Die Wand der Kammer
52 weist eine Öffnung 53 auf, in der eine verschiebbare Stange 54
dichtend geführt ist. Innerhalb des Gehäuses 49 weist die Stange 54 eine Einschnürung
55 auf, an die sich ein konisches Einstellorgan 56 anschließt. Eine
Verschiebung der Stange 54 wird durch ein Fußpedal 57
bewirkt, das mit der
Stange 54 durch ein Gelenkglied 58 verbunden ist. Das Pedal 57 wird
von einem Drehzapfen 59 getragen, der an einem Fortsatz 61
des Gehäuses
angebracht ist.
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Zwischen dem Pedal 57 und dem Fortsatz 61 ist eine Feder
62 eingeschaltet, die die Stange 54 in die in der Zeichnung dargestellte
Stellung bringt, in der die Einschnürung 55 in der Drosselstelle
51 liegt. Eine Bewegung des Pedals 57 im Uhrzeigersinn verschiebt
die Stange 54 nach rechts, so daß das konische Einstellorgan 56 der Stange
54 in die Drosselstelle 51 eintritt. Ein Glied 63 verbindet das Pedal
57 mit dem Hebel 15 am Drehzahlregler 3.
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Druckflüssigkeit wird den Leitungen 42 und 43 über einen Drehschieber
64 zugeführt. Dieser Schieber weist einen Verstellhebel 65 auf, der in die
eine oder in die andere Richtung verschwenkt werden kann, um Vorwärts- und Rückwärtsfahrt
einzustellen. Der Drehschieber 64 besteht aus einem Gehäuse mit einer zylindrischen
Bohrung 66, in dessen Wandung vier gleiche Steuerkanäle 67, 68, 69
und 71 angeordnet sind. Jeder Kanal erstreckt sich über annähernd
90', und die Kanäle sind jeweils nur über kleine Zwischenstege
72 voneinander getrennt. Der
Drehschieberkörper
73 ist zylindrisch und paßt genau in die Bohrung 66. Er besitzt zwei
gegenüberliegende Nuten 74 und 75 von beträchtlicher Tiefe. Die Oberfläche
des Drehschieberkörpers 73 zwischen den einander benachbarten Enden der Nuten
hat eine geringere Erstreckung in Umfangsrichtung als jeder der Kanäle
67 bis 71.
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Die Leitung 42 ist mit dem Kanal 71 und die Leitung 43 ist
mit dem Kanal 68 verbunden. Eine Leitung 76 ist zwischen der Leitung
46 und dem Kanal 67 vorgesehen, und eine Leitung 77 verbindet die
Kammer 52 mit dem Kanal 69. Je eine feste Drossel 78, 79 ist
in jeder Leitung 76, 77 angeordnet. Wenn die Brennkraftmaschine
1 im Leerlauf läuft, so ist das Pedal 57 in der dargestellten Stellung,
in welcher der Hebel 15 auf den Drehzahlregler 3 so einwirkt, daß
die Brennkraftmaschine 1 mit Leerlaufdrehzahl umläuft, und in welcher die
Einschnürung 55 der Stange 54 sich in der Drosselstelle 51
befindet,
so daß die Strömung der von der Hilfspumpe 44 durch die Drosselstelle
51 geförderten Flüssigkeit nur einen kleinen Druckabfall erleidet. Der Druck
vor und hinter der Drosselstelle 51 wirkt durch die Leitungen 76 und
77, 42, 43 auf die Stimflächen des Kolbens 27. Da der Druckunterschied
gering ist, findet keine Bewegung des Kolbens 27
gegen die Wirkung der Feder
36 statt, die bestrebt ist, den Kolben in seiner Mittelstellung zu halten,
die genau der Fördermenge Null der Getriebepumpe 18 entspricht. Der Verstellhebel
65 ist in der Stellung für Vorwärtsfahrtrichtung, so daß die Druckflüssigkeit
aus der Leitung 76 in die Leitung 42 und die Druckflüssigkeit aus der Leitung
77 in die Leitung 43 gelangen kann. Wenn der Fahrer das Fahrzeug nach vorwärts
in Bewegung setzen will, so tritt er das Pedal 57 nieder, womit er die Drehzahleinstellung
des Drehzahlreglers 3 durch Zusammendrücken der Feder 9 erhöht und
gleichzeitig die Stange 54 nach rechts verschiebt, so daß das konische Einstellorgan
56 in die Drosselstelle 51 eintritt. Die Erhöhung der Drehzahl der
Brennkraftmaschine 1 bewirkt eine Erhöhung der Fördermenge der Hilfspumpe
44, wobei beim Durchströmen der Drosselstelle 51 ein beträchtlicher Druckabfall
eintritt, da die Drosselstelle nun durch das konische Einstellorgan 56 teilweise
geschlossen ist. Der Druckunterschied zwischen den Kammern 48 und 52 wirkt
auf den Kolben 27, um diesen und die Stange 26 nach unten zu bewegen
und eine Förderung der Getriebepumpe 18 in Vorwärtsfahrtrichtung zu bewirken.
Die geförderte Flüssigkeit bewirkt eine Drehung des Getriebemotors 22 und einen
Vortrieb des Fahrzeugs. Um die Fahrt zu verlangsamen, nimmt der Fahrer seinen Fuß
zurück, so daß die Feder 62 das Pedal 57
gegen die Leerlaufstellung
hin bewegen kann. Die Stange 54 wird dadurch nach links bewegt, so daß das konische
Einstellorgan 56 die Drosselstelle 51
weiter schließt und ein größerer
Druckabfall eintritt, während die Drehzahleinstellung des Drehzahlreglers
3 verringert wird. Die Wucht des Fahrzeuges treibt dann den Getriebemotor
22 an, der somit Flüssigkeit verdrängt und damit die Getriebepumpe 18
antreibt,
die wiederum die Brennkraftmaschine 1 antreibt, und zwar mit einer Drehzahl,
die höher ist als die durch den Drehzahlregler bestimmte. Auf diese Weise wird die
Wucht des Fahrzeuges in der Brennkraftmaschine vernichtet.
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Um das Fahrzeug rückwärts zu fahren, wird der Verstellhebel
65 nach links verschwenkt. Wenn bei dieser Bewegung der Hebel etwa in der
Mittelstellung ist, stehen die Kanäle 68 und 71 gleichzeitig mit beiden
Nuten 74 und 75 in Verbindung, wodurch ein Kurzschluß zwischen den Leitungen
42 und 43 stattfindet, der gewährleistet, daß der Kolben 27
unter der Wirkung
der Feder 36 seine Mittelstellung einnimmt. Dadurch werden Beanspruchungen
des Getriebes bei einem plötzlichen Wechsel der Förderrichtung der Getriebepumpe
18 und des daraus sich ergebenden plötzlichen Wechsels der Fahrtrichtung
vermieden. Es ist natürlich wünschenswert, daß der Verstellhebel 65 nur bei
Stillstand des Fahrzeuges und leer laufender Brennkraftmaschine 1 betätigt
wird. Der Kurzschluß der Leitungen 42 und 43 während des Umschaltens trägt jedoch
dazu bei, Beschädigungen zu vermeiden, wenn der Verstellhebel 65 bei fahrendem
Fahrzeug bewegt wird. Sobald der Fahrer den Verstellhebel 65 in die Rückwärtsstellung
gebracht hat, tritt er das Pedal 57 nieder, wodurch gleichzeitig die Maschinendrehzahl
erhöht und die Stange 54 so verschoben wird, daß das konische Einstellorgan
56 in die Drosselstelle 51 gelangt. Der dadurch erzeugte Druckunterschied
wirkt auf den Kolben 27 in der Weise, daß er nach oben verschoben wird, wodurch
die Getriebepumpe 18 auf Förderung in der anderen Richtung eingestellt wird.
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Während der Fahrt kann gelegentlich eine stärkere Bremsung des Fahrzeuges
notwendig werden, als dies durch Nachlassen des Pedals 57 erzielbar ist.
Zu diesem Zweck ist eine Bremseinheit 81 vorgesehen, die ein Gehäuse mit
zwei benachbarten Kammern 82
und 83 aufweist, welche durch eine Zwischenwand
84 getrennt sind. Die Zwischenwand 84 enthält eine Bohrung 86, in der ein
Schieber 85 dichtend geführt ist. Ein Bremspedal 87 ist an einer Welle
88 befestigt, die einen Hebel 89 trägt, welcher in eine Kappe 91-eingreift,
die gleitend auf dem Ende des Schiebers 85
geführt ist. Innerhalb der Kammer
82 weist der Schieber 85 einen Flansch 92 auf. Zwischen dem
Flansch 92 und der Wand 84 ist eine Druckfeder 93
angeordnet, welche
den Schieber 85 in der Zeichnung nach links drücken will. Eine Bewegung des
Schiebers 85 in dieser Richtung ist durch Anlage eines Flansches 94 an der
Wand 84 begrenzt. Durch den Schieber 85 erstreckt sich eine axiale Bohrung
95, die -an einem Ende in die Kammer 82 mündet. Innerhalb der
Kammer 83 ist diese Bohrung nor-' malerweise durch die Kappe 91 geschlossen,
sie kann jedoch mit der Kammer 83 in Verbindung kommen, wenn die Kappe weit
genug nach links bewegt ist, um das Ende der Bohrung 95 freizugeben. Die
Kammer 82 ist durch eine Leitung 96 mit der Leitung 76
und die
Kammer 83 ist durch eine Leitung 97 mit der Leitung 77 verbunden.
Die Drosselstellen 78 und 79 sind beide so angeord..et, daß sie jede
übermäßige Flüssigkeitsströmung von der Druckleitung 46 der Hilfspumpe 44 direkt
oder indirekt zum Zylinder 28 oder zur Bremseinheit 81 verhindern.
Wenn eine beträchtliche Bremswirkung benötigt wird, tritt der Fahrer das Bremspedal
87, wodurch die Kappe 91 über den Schieber 85 bewegt wird.
Dadurch wird die Bohrung 95 mit der Kammer 83 verbunden, so daß ein
Kurzschluß zwischen den beiden Enden des Zylinders 28 durch die Leitungen
42 und 43 eiiitritt, der es dem Kolben 27 gestattet, unter der Wirkung der
Feder 36 schnell in die Mittelstellung zu kommen
und
die Fördermenge der Getriebepumpe 18 auf Null zu reduzieren. Die Wucht des
Fahrzeuges, die den G ' etriebemotor 22 antreibt und Flüssigkeit durch die
Leitung 19 oder 21 zur Getriebepumpe 18 fördert, verursacht eine schnelle
Drehung der Getriebepumpe 18 und damit der Brennkraftmaschine 1. Auf
diese Weise wird die Wucht des Fahrzeuges schnell vernichtet.
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Die Feder 93 am Schieber 85 bewirkt, daß keine übermäßig
hohen Drücke auf den Kolben 27 wirken können. Wenn der Druck in der Leitung
76 beträchtlich über den Druck in der Leitung 77 steigen will, so
wird der Schieber gegen die Feder 93 nach rechts bewegt, bis die Bohrung
95 von der Kappe 91 freigegeben wird und die Kammern 82 und
83 miteinander in Verbindung kommen. Gleichzeitig verhindern die Drosseln
78 und 79, daß hierdurch eine merkliche überbrückung der Drosselstelle
51 eintritt.
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Der Getrieberegier wird bei dieser Ausführung durch die Hilfspumpe
44, die veränderliche Drosselstelle 51 und die Spannung der Feder
36 dargestellt. Für jede bestimmte Stellung des konischen Einstellorgans
56 in der Drosselstelle 51 ändert sich der Druckabfall an der Drosselstelle
51 mit dem Quadrat der Maschinendrehzahl. Wenn sich die Maschinendrehzahl
auf Grund erhöhter Belastung des Getriebemotors 22 verringert, wird eine Drehzahl
erreicht, bei welcher der Druckabfall an der Drosselstelle 51
den Kolben
27 gerade noch in einer Endstellung gegen die Feder 36 halten kann.
Bei geringfügiger weiterer Verringerung der Maschinendrehzahl ist die Feder
36 dann in der Lage, den Kolben 27 gegen die Mittelstellung hin zu
bewegen. Diese Bewegung verringert die Fördermenge der Getriebepumpe und damit das
übersetzungsverhältnis des Getriebes. Für jedes konstante hohe Drehmoment, das vom
Getriebemotor 22 abzugeben ist, wird die Fördermenge der Getriebepumpe
18 durch den Kolben 27 verringert, bis der auf Grund der verringerten
Drehzahl der Brennkraftmaschine reduzierte Druckabfall an der Drosselstelle
51 ausreichend ist, den Kolben 27
gegen die Wirkung der Feder
36 in einer Lage zwischen der Endstellung und der Mittelstellung zu halten.
Diese Funktion ist möglich, weil die Federkonstante zur Folge hat, daß die Federspannung
von einem Höchstwert bei einer Endstellung des Kolbens auf einen Kleinstwert in
der Mittelstellung des Kolbens 27 verringert wird.
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Durch die Verbindung des Brennkraftmaschinenreglers und des Getriebereglers
ist es möglich, das Drehmoment des Getriebemotors 22 in einem sehr beträchtlichen
Bereich bei gutem Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 zu verändern, ohne
daß komplizierte Handgriffe und Regelungen durch den Fahrer vorgenommen werden müssen.
Dieses Ergebnis wird durch die - lativen Einstellungen des Maschinenreglers
und fes Getriebereglers erreicht. Der Maschinenregler ist von einfacher üblicher
Bauart und tritt bei Absinken oder Ansteigen der Maschinendrehzahl in Tätigkeit,
um die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine zu erhöhen oder zu verringern. Ein
derartiger Regler kann die Maschine nicht jeweils auf eine feste Drehzahl einregeln,
sondern er hält die Maschine in einem gewissen Drehzahlbereich, wobei die Drehzahl
geringfügig absinkt, wenn ein höheres Drehmoment verlangt wird. Wenn der Drehzahlregler
die Förderung der Kraftstoffpumpe auf ein Maximum erhöht hat, hat eine weitere Erhöhung
des Drehmomentbedarfes ein Abwürgen der Brennkraftmaschine zur Folge. Diese Stellung
der größten Kraftstoffeinspritzmenge stellt das untere Ende des Drehzahlbereiches
für eine bestimmte Einstellung des Reglers dar. Das andere Ende des Drehzahlbereiches
ist dort, wo der Regler die Kraftstoffeinspritzung auf einen Kleinstwert verringert
hat. Die vorteilhafteste Art der Kombination der Wirkungsweise des Drehzahlreglers
und des Getriebereglers ist in F i g. 3 durch die Kurve A veranschaulicht.
Dabei ist in F i g. 3 auf der Abszisse die Fahrgeschwindigkeit und auf der
Ordinate das Drehmoment des Getriebemotors 22 aufgetragen. Die Kurve A entspricht
der Fahrgeschwindigkeit, bezogen auf das Drehmoment, wenn das Pedal 57 vollständig
durchgetreten ist und am Anschlag 98 anliegt. Dabei ist die Stange 54 so
weit herausgezogen, daß sich ein kleiner Teil des konischen Einstellorgans
56 in der Drosselstelle 51 befindet, und die Feder 9 des Drehzahlreglers
3 ist so weit wie möglich zusammengedrückt. Wenn der Fahrwiderstand sehr
klein ist, so ist das vom Getriebemotor 22 abgenommene Drehmoment auf einem Kleinstwert,
wodurch die Brennkraftmaschine ihre Höchstdrehzahl erreichen kann und die Fliehgewichte
das Regelgestänge 17
bewegen, um die Kraftstoffeinspritzmenge auf einen kleinen
Wert zu verringern. Bei dieser hohen Drehzahl ist der Druckabfall an der Drosselstelle
51 mehr als ausreichend, um den Kolben 27 vollständig in einer Endstellung
entgegen der Wirkung der Feder 36
zu halten, wodurch die größte Fördermenge
der Getriebepumpe 18 und damit das größte übersetzungsverhältnis des Getriebes
eingestellt wird. Wenn sich der Fahrwiderstand allmählich erhöht, beispielsweise
beim Befahren einer allmählich steigenden Straße, so muß der Getriebemotor 22 ein
allmählich sich erhöhendes Drehmoment aufbringen, welches die Maschinendrehzahl
innerhalb des Ansprechbereiches des Drehzahlreglers geringfügig verringert. Demzufolge
erhöht der Drehzahlregler die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine. In der Kurve
A des Diagramms in F i g. 3 stellt der Punkt a die höchste Maschinendrehzahl
bei geringem Motordrehmoment dar. Ein Ansteigen des Motordrehmoments verringert
die Maschinendrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit proportional innerhalb des Ansprechbereiches
des Drehzahlreglers bis zum Punkt b, bei welchem der Drehzahlregler die Kraftstoffzufuhr
auf ihren Höchstwert gebracht hat. Im Punkt b ist durch die Verringerung
der Maschinendrehzahl der Druckabfall an der Drosselstelle so weit verringert, daß
die hydraulische Kraft auf den Kolben 27 nur gering-fügig größer ist
als die Spannung der Feder 36 in einer Endstellung des Kolbens
27. Mit steigendem Drehmoment des Getriebemotors 22 verringert sich die Maschinendrehzahl
wieder geringfügig, und die Fahrgeschwindigkeit sinkt entsprechend auf den Punkt
c. Zwischen den Punkten b und c wird die Brennkraftmaschine nicht geregelt,
da die Kraftstoffzufuhr bereits auf ihrem Höchstwert ist. Im Punkt c ist durch den
Abfall der Maschinendrehzahl der Druckabfall an der Drosselstelle 51 so weit
verringert, daß die hydraulische Kraft auf den Kolben 27 gerade der Spannung
der Feder 36 entspricht. Ein weiteres Ansteigen des Motordrehmoments verursacht
eine weitere Verringerung der Maschinendrehzahl und des Druckabfalls an der Drosselstelle
51,
was zur Folge hat, daß die Feder 36 nunmehr in der Lage ist, den Kolben
27 gegen die Mittelstellung hin zu bewegen, um das übersetzungsverhältnis
des Getriebes zu verringern.
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Die Verringerung des übersetzungsverhältnisses setzt sich entlang
der Kurve A vom Punkt c bis zum Punkt d fort, welcher das maximale
Drehmoment darstellt, das vom Getriebemotor abgegeben werden kann, ohne das Getriebe
zu gefährden, Es ist ersichtlich, daß für diese eine Stellung des Fußpedals
57
die Regeleinrichtung sowohl die Brennkraftmaschine als auch das Getriebe
regelt, um das Drehmoment des Getriebemotors in einem weiten Bereich zu verändern,
wobei die Fahrgeschwindigkeit entsprechend geregelt wird. Vom Punkt c zum Punkt
d arbeitet die Brennkraftmaschine 1 mit größtmöglicher Einspritzmenge
pro Umdrehung und demzufolge mit höchstem Wirkungsgrad.
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In der Kurve A stellt der Abschnitt vom Punkt a zum Punkt
b den Bereich der Maschinendrehzahl dar, über den der Drehzahlregler die
Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine so regelt, daß die Maschinendrehzahl innerhalb
dieses Bereiches bleibt. Der Abschnitt von Punkt c zu Punkt d stellt den
Bereich dar, in welchem der Getrieberegler arbeitet, der im Punkt c auf die Verringerung
der Maschinendrehzahl unter einen Wert innerhalb eines durch den Abschnitt a bis
b bestimmten Bereiches anspricht. In diesem Fall ist die Maschinendrehzahl
in Punkt c niedriger als die Maschinendrehzahl im Punkt b, um zu gewährleisten,
daß vor dem Tätigwerden des Getriebereglers der Drehzahlregler die Kraftstoffzufuhr
auf ein Maximum erhöht hat, so daß die Brennkraftmaschine mit höchstem Wirkungsgrad
arbeitet.
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Die Drehzahl, bei welcher der Getrieberegler beginnt, das übersetzungsverhältnis
zu verringern, kann auch innerhalb des Drehzahlbereiches liegen, in welchem der
Drehzahlregler wirksam ist. Es sei hierzu auf die Kurve B im Diagramm in F i
g. 3 Bezug genommen. Diese Kurve veranschaulicht die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung
bei geringster, noch Kraft abgebender Maschinendrehzahl, die nur gering-fügig
höher ist als die Leerlaufdrehzahl und die durch geringfügiges Niederdrücken des
Fußpedals 57 erreicht ist. Der Punkt e auf dieser Kurve stellt die Fahrgeschwindigkeit
dar, bei der das vom Motor abgegebene Drehmoment außerordentlich klein ist. Wenn
sich das Motordrel,'"rnoment erhöht, so verringern sich die FahrgeschWihdigkeit
und die Maschinendrehzahl geringfügig. Im Punkt f hat der Drehzahlregler
die Kraftstoffeinspritzung auf etwa die Hälfte des Höchstwertes erhöht, und in diesem
Punkt beginnt der Getrieberegler das übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verringern.
Mit steigendem Motordrehmoment verringert der Getrieberegler das übersetzungsverhältnis,
bis das höchste Drehmoment im Punkt g erreicht ist. Es ist ersichtlich, daß
sogar dann, wenn die Brennkraftmaschine nur wenig über der Leerlaufdrehzahl läuft,
das maximale Motordrehmoment erreicht werden kann, obgleich natürlich die Fahrgeschwindigkeit
bei diesem Drehmoment sehr klein ist. über den Bereich der Kurve B von Punkt f zu
Punkt g bewirkt der Drehzahlregler niemals die maximale Einspritzmenge. Das
ist wünschenswert, denn bei solchen geringen Drehzahlen könnte die Maschine bei
voller Einspritzmenge nicht rund laufen. Es ist ersichtlich, daß der Getrieberegler
am Punkt f in Tätigkeit tritt, der eindeutig bei einer Drehzahl innerhalb des Bereiches
des Drehzahlreglers liegt.
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Es sein nun auf die Kurve C Bezug genommen, die sich ergibt,
wenn das Pedal 57 ungefähr zur Hälfte niedergedrückt ist, um die Maschinendrehzahl
auf etwa der Hälfte ihres Höchstwertes zu regeln. Die Kurve C ist der Kurve
A sehr ähnlich, da der Drehzahlregler über seinen ganzen Drehzahlbereich
regelt, um eine Drehzahl zu erreichen, bei welcher maximale Kraftstoffeinspritzung
erfolgt. Sinkt die Maschinendrehzahl trotzdem ab, so kommt der Getrieberegler in
Tätigkeit, um mit steigendem Motordrehmoment das übersetzungsverhältnis des Getriebes
zu verringern.
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Um die relativen Wirkungsbereiche des Drehzahlreglers und des Getriebereglers
in allen Stellungen des Fußpedals 57 zu bestimmen, ist das konische Einstellorgan
56 sehr genau gearbeitet. über den Bereich des Einstellorgans 56,
der die Arbeitsbedingungen zwischen den KurvenA und C darstellt, ist der
Druckabfall an der Drosselstelle 51 für den ganzen Drehzahlbereich des Drehzahlreglers,
der durch das Pedal 57 eingestellt ist, ausreichend groß, um den Kolben
27 in einer Endstellung entgegen der Spannung der Feder 36 zu halten.
Für jede Stellung des Pedals 57 zwischen den Kurven A und
C ist der Durchmesser des konischen Einstellorgans 56 derart, daß
der an der Drosselstelle 51 erzeugte Druckabfall dann, wenn die Maschinendrehzahl
gerade unterhalb des eingestellten Drehzahlreglerbereiches liegt, so groß ist, daß
die Feder 36 den Kolben 27 in Richtung auf die Mittelstellung bewegen
kann. Für jede Stellung des Pedals 57, die einer Maschinendrehzahl unterhalb
der Kurve C entspricht, ist der Durchmesser des konischen Einstellorgans
56 derart, daß der Druckabfall an der Drosselstelle 51 innerhalb des
Regelbereiches des Drehzahlreglers einen Wert annimmt, bei dem eine Verringerung
der Fördermenge der Getriebepumpe 18 beginnt.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist es wünschenswert,
ein federbelastetes Entlüftungsventil parallel zur Drosselstelle 51 vorzusehen,
das auf einen Druck eingestellt ist, der geringfügig größer ist als der Druck, der
erforderlich ist, um den Kolben 27
vollständig gegen die Feder 36 in
seine Endstellung zu bringen. Dieses Ventil verhindert dann, daß ein übermäßiger
Druckabfall an der Drosselstelle 51 entsteht, was z. B. eintreten könnte,
wenn das Fahrzeug durch die Brennkraftmaschine über das Getriebe gebremst wird.
Unter diesen Umständen wird die Brennkraftmaschine durch das Getriebe mit einer
Drehzahl angetrieben, die höher ist als diejenige, mit der sie normalerweise umlaufen
würde, und es könnte ein beträchtlicher Druckabfall an der Drosselstelle
51 eintreten, der Schaden verursachen könnte.
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Es sein nun auf F i g. 4 Bezug genommen, welche eine Abwandlung
der Ausführung nach F i g. 1 darstellt, die eine gewisse manuelle Regelung
des übersetzungsverhältnisses des Getriebes ermöglicht. Es ist ersichtlich, daß
in F i g. 1 die Regelung des übersetzungsverhältnisses absolut automatisch
bei Betätigung des Pedals 57 erfolgt. In F i g. 4 ist ein Fahrliebel
101 vorgesehen, der um einen Drehzapfen 102 schwenkbar ist. In dem Hebel
ist ein Zylinder 103
angeordnet, in welchem ein Kolben 104 zum Drehzapfen
102 hin und von diesem weg bewegbar ist.
Vom Kolben 104 geht eine
Kolbenstange 105 aus, die sich dichtend durch das Ende des Zylinders
103
erstreckt. Das Ende der Kolbenstange 105 ist in einem Schlitz
106 im Hebel 101 angeordnet. In diesem Schlitz 106 ist ein
langes Glied 107 durch einen Drehzapfen 108 mit dem Ende der Kolbenstange
105 verbunden. Das Glied 107 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig
zur Länge des Hebels 101, wenn die Getriebepumpe in der Nullstellung ist,
wie dies für F i g. 4 angenommen sei. An seinem anderen Ende ist das Glied
107 mittels eines Drehzapfens 109 mit der Regelstange 26 der
Getriebepumpe 18 verbunden. Innerhalb des Zylinders 103
ist eine Zugfeder
111 vorgesehen, die den Kolben 104 und die Kolbenstange in Richtung auf den
Drehzapfen 102 verschieben soll. Die in F i g. 4 gezeigte Anordnung wird
zur Regelung des hydrostatischen Getriebes in F i g. 1 in Verbindung mit
der Hilfspumpe 44, der Regeleinheit 49 und der Bremseinheit 81 verwendet.
Die Leitung 112 am oberen Ende des Zylinders 103 ist mit der Leitung
76 und die Leitung 113 am unteren Ende des Zylinders 103 ist
mit der Leitung 77 (F i g. 1) verbunden. Die Regeleinheit 49 ist mit
der Hilfspumpe 44 und der Bremseinheit 81
genau wie in F i g. 1 verbunden.
Im Betrieb hat der Fahrer bei dieser Anordnung zwei Regelorgane zu betätigen, nämlich
das Pedal 57 und den Hebel 101.
Um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen,
muß der Fahrer mittels des Pedals 57 den passenden Drehzahlbereich der Maschine
und mit dem Hebel 101
das gewünschte übersetzungsverhältnis einstellen. Während
dieser Tätigkeit fördert die Hilfspumpe 44 Flüssigkeit in ausreichender Menge zur
Drosselstelle 51, um einen Druckabfall zu bewirken, der den Kolben 104 in
seiner Stellung hält, die am weitesten vom Drehzapfen 102 entfernt ist. Wenn der
Getriebemotor ein höheres Drehmoment abgeben muß, z. B. wenn das Fahrzeug eine Steigung
befährt, und der Drehzahlregler die eingespritzte Kraftstoffmenge auf den Höchstwert
erhöht, so verringert eine geringe weitere Verringerung der Maschinendrehzahl den
Druckabfall an der Drosselstelle 51, wodurch der Kolben 104 und mit ihm der
Drehpunkt 108 zum Drehzapfen 102 hin bewegt wird. Diese Bewegung veranlaßt
das Glied 107, die Regelstange 26 im Sinne einer Verringerung der
Fördermenge der Getriebepumpe zu verschieben, so daß das übersetzungsverhältnis
des Getriebes verringert wird. Diese Bewegung findet in dem Ausmaß statt, daß die
Maschinendrehzahl nahe der unteren Grenze des Drehzahlbereiches gehalten wird, der
durch den Drehzahlregler eingestellt ist. Der Vorteil, der durch die Anordnung gemäß
F i g. 4 erreicht wird, ist darin zu se4en, daß der Fahrer sehr geringe Vorwärts-
und Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten einstellen kann, indem er ein entsprechend kleines
übersetzungsverhältnis direkt mit dem Hebel 101 einstellt. Die Ausführung
gemäß F i g. 4 wirkt im übrigen genau in der gleichen Weise wie diejenige
gemäß F i g. 1, wenn der Fahrer den Hebel 101 in die maximale Vorwärts-
oder Rückwärtsstellung bringt und dann die Fahrgeschwindigkeit ausschließlich durch
das Pedal 57 regelt. Es ist ersichtlich, daß die Ausführung gemäß F i
g. 4 den Drehschieber 64 der F i g. 1 nicht benötigt. In F i
g. 4 wird der Getrieberegler durch die Hilfspumpe 44, die Drosselstelle
51 und die Spannung der Feder 111 gebildet.