DE1750545A1 - Steuer- und Regeleinrichtung fuer ein hydrostatisches Getriebe - Google Patents

Description

R. 9139

8.5.1968 Wd/Wa _Λ „ -_n„■

- ι/50545

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße

Steuer- und Regeleinrichtung für ein hydrostatisches

Getriebe

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regeleinrichtung für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes hydrostatisches Getriebe mit wenigstens einem (ietriebemotor und wenigstens einer verstellbaren Getriebepumpe, wobei die Stellgrößen für die Getriebepumpe _s den Getriebemotor und das Brennstoffzumeßglled für die ürennkraftraaschine 'mit Hilfe von mit einem ^tastenhebel verbundenen Steuerkurven eingestellt werden*

üiine derartige Steuer=» und Regeleinrichtung ist b/skaant aus der UJ-Pa tentschri ft 3 003 309» Sie hat dmi Buch teil _} daß mit ih/· '

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nicht in optimalen Bereichen der Brennkraftmaschine und des hydrostatischen Getriebes gefahren werden kann, d.h. bei besten Wirkungsgraden oder Leistungen, da beispielsweise der Getriebemotor nicht verstellbar ist und die Getriebeeinstellung unabhängig von der Antriebsdrehzahl erfolgt. Außerdem ist der Bauaufwand für diese Einrichtung recht beträchtlich.

Aus der deutschen Patentschrift 1 204 539 ist eine Steuer- und Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe bekannt, das nach Gesichtspunkten optimalen Wirkungsgrades des Getriebes und optimaler Brennstoffwirtschaftlichkeit ausgelegt ist. Um dies zu erreichen, ist aber ein sehr beträchtlicher Aufwand an Steuer- und Heglergeräten notwendig, z.B. mehrere Fliehkraftregler u.a. Eine derartige Anlage wird dadurch teuer und auch störanfällig.'

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und Regeleinrichtung zu schaffen, die äußerst einfach im Aufbau und außerordentlich raumsparend ist und die es trotzdem gestattet, sowohl das hydrostatische Getriebe wie auch die Brennkraftmaschine in optimalen Wirkungsgradbereichen bei Maximaloder Teilleistung zu fahren.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß als Regel- und Steuereinrichtung ein dreidimensionaler Raumnocken dient, dem je eine Steuerkurve für das Brennstoffzumeßglied, die Getriebepumpe und den ebenfalls verstellbaren Getriebemotor aufgeprägt !:■ t, welche Steuerkurven nach Gesichtspunkten maximaler Leistung und optimalen Wirkungsgrades des hydrostatischen Getriebes und der Brennkraftmaschine ausgebildet sind, daß für jede Steuerkurve ein Stellglied für das ihr zugeordnete Organ vorgesehen ist, und daß df-ν iiaum.nooken vom Hochdruck des hydrostatischen Getriebes beaufschlagt und entgegen einer Reglerfeder verschiebbar und mit Hilfe ei: >3 ^inatoilhebels verdrehbar ist.

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Eine derartige Einrichtung ist nicht nur einfach herzustellen, sondern auch sehr störunanfällig, so daß sie sich auch für robusten Betrieb eignet.

Besonders zweck.näß ig. ist es, wenn die Steuerkurven des Raumnockens in derselben Radialebene liegen und jede Steuerkurve 120 Winkelgrade eines Kreisumf,angs umspannt. Dadurch ergibt sich eine besonders raumsparende Einrichtung.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Steuerkurven des Raumnockens hintereinander in derselben Achsrichtung angeordnet sind. Dadurch können die einzelnen Steuerkurven besonders nahe an die von ihnen zu verstellenden Organe gesetzt werden.

Weitere zweckmäßige Ausbildungsformen der Erfindung ergeben sich aus den anderen Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.Sie zeigt in

Pig. 1 einen Schnitt durch eine Steuer- und Regeleinrichtung mit schematisch dargestelltem hydrostatischen { Getriebe;

Pig. 2 einen Schnitt nach II-II der Pig. 1;

Pig. .3 eine Abwandlung des Raumnockens entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1," schematisch dargestellt;

Pig. 4 ein Wirkungsgrad-Leistungskennfeld.

Die Steuer- und Hegeleinrichtung nach Fig. 1. hat ein Gehäuse 1, das durch zwei Deckel 2 und 3 verschlossen ist. Im Gehäuse 1 ist ein Rauirmocken 4 gleitend gelagert. Er hat einen Kolben 5, der «ich in Längsrichtung di-s Raumnockens erstreckt; seine Längsi¹ l'liJchLfit mit derjenigen des Raumnockens. Der Kolben 5 ist

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in einer Bohrung 6 des Deckels dicht und gleitend geführt. Am · entgegengesetzten Ende hat der Raumnocken einen zweiten Kolben mit einem Fortsatz 8, welche Teile in einer Stufenbohrung 9, 10 des Deckels t> leicht gleitend geführt sind. Ihre Längsachsen fluchten wiederum mit derjenigen des Raumnockens.

Gegen die vom Kolben 7 und seinem Fortsatz 8 gebildete Schulter 11 legt sich das eine Ende einer Reglerfeder 12, deren anderes Ende an der von der Stufenbohrung 9/10 gebildeten Schulter 13 anliegt.

Ein Teil der Bohrung 10 hat eine zylindrische Erweiterung Η, in der eine Buchse 15 leicht drehbar gelagert ist. Diese ist mittels einer Feder 16 unverdrehbar mit dem Fortsatz 8 verbunden, welcher aber-bhne Widerstand durch die Buchse verschoben werden kann, an der ein Einstellhebel 17 fest angeordnet ist. Mit Hilfe des Einstellhebels läßt sich somit der Raumnocken 4 verdrehen, ohne dadurch in seiner Längsbewegung gehindert zu sein.

Senkrecht zur Längsachse des Raumnockens verlaufend sind im Gehäuse 1 drei unter einem Winkel von 120 zueinander versetzte, in einer gemeinsamen Radialebene liegende Stellglieder in Form von Tastern 18 - 20 gleitend angeordnet.

Der Taster 18 dient als Stellglied für das Brennstoffzumeßglied 21 einer Brennkraftmaschine 22, das bei einem Dieselmotor die Regelstange am Regler der Einspritzpumpe ist, bei einem Ottomotor die Drosselklappe.

Die Brennkraftmaschine 22 treibt eine verstellbare und umkehr- ■ bare Getriebepumpe 23» die Druckmittel, vorzugsweise in geschlossenem Kreislauf, zu einem verstellbaren und umkehrbaren Getriebemotor fördert. Die Förderleitungen sind mit 25 und 26 bezeichnet; diese können abwechselnd, je nach Förderrichtung der Getriebepumpe, Hochoder Niederdruckleitungen oein. Die jeweilige Hochdruckleitung ist über eine Verbindungsleitung 27 und in dieser angeordnete Rückschlagventile 28,29 mit der Bohrung 6 im Deckel 2 der Steuer- und

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Regeleinrichtung verbunden. Weitere Einrichtungen für den hydrostatischen Antrieb, wie Speisepumpe, Druckbegrenzungsventil, "Kurzschlußventil u.a.m. sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Der '-Caster 18 für das Brennstoffzumeßglied 21 liegt an einer ersten Kurve 30 des -^aumnockens an, der Taster 19 an einer zweiten Kurve 31. Er dient als Stellglied 18 für¹ den Getriebemotor 24. Der Taster 20 ist der Kurve 32 zugeordnet und dient als Stellglied für die Getriebepumpe 23. -A-Is Getriebepumpen ■ und -motoren kommen z.B. in Präge: Axialkolbenmaschinen mit schwenkbaren Schiefscheiben oder birnenförmigen Gehäusen, Radialkolben- oder Flügelzellenmaschinen mit verschwenkbaren oder verschiebbaren Hubringen u.a. Jede Kurve 30 - 32 erstreckt sich, bezogen auf den Umfang des Raumnockensjüber 120 Winkelgrade und verläuft sowohl in axialer wie in radialer Richtung von einem Kleinst- zu einem Größtwert. Die Kurven liegen in einer gemeinsamen Radialebene. Da im allgemeinen die Stellkräfte der Taster nicht ausreichen, werden für die Verstellorgane der einzustellenden Geräte Kraftverstärker in üblicher Bauart vorgesehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Taster können z.B. als Vorsteuerschieber für hydraulische Kraftverstärker ausgebildet sein, oder sie können elektrische Steuerimpulse erzeugen, die die Kraftverstärker elektromagnetisch oder elektrohydraulisch in gewünschter Weise beeinflussen.

Am Raumnocken 4 werden somit der Regelweg der Einspritzpumpe, das Hubvolumen der Getriebepumpe sowie das Schluckvolursien des Getriebemotors abgetastet. Durch den Einstellhebel Π wird der Raumnocken entsprechend einer gewünschten fahrtrichtung und Leistung verdreht, während der Betriebsdruck in der jeweiligen Hochdruckleitung 25 oder 26 des hydrostatischen Getriebes auf den Kolben 5 wirkt und den Raumnocken entgegen der Kraft der Reglerfeder verschiebt. In Mittelstellung des Einstellhebels Ϊ7

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liegt jeder Taster etwa in der Mitte seiner zugehörigen Kurven (bezogen auf den Umfang des Raumnockens). Ja in Verdrehen des Kaumnockens m der einen Richtung entspricht der einen Förderrichtung der Getriebepumpe, ein Verdrehen in der anderen Richtung der entgegengesetzten Förderriehtung (z.B. Vor- und ttückwärtsfahrt eines Fahrzeugs). In Mittelstellung des Einstellhebels fördert die Getriebepumpe nicht.

Zur optimalen Steuerung des Gesamtaggregate, d.h. der Brennkraft-" maschine und des hydrostatischen Getriebes ist es notwendig, die Kurven des Raumnockens in bestimmter Weise auszulegen, und zwar so, daß das Gesamtaggregat bei bestem Wirkungsgrad oder bei höchster Leistung oder bei vorgegebener Teilleistung mit bestem "'irkungsgrad arbeitet. Als Brennkraftmaschine diene für einen bestimmten Fall ein Dieselmotor.

Zur Festlegung des Raumnockens benötigt man ein Wirkungsgrad-Leistungskennfeld des Dieselmotors mit Angaben über den spezifischen Kraftstoffverbrauch, die Leistung und den Regelweg über der ρ -, n-ßbene, für Getriebepumpe- und Getriebemotor Angaben über Leckölverluste und Verlustmomente abhängig vom k Hub- und Üchluckvolumen, der Drehzahl, dem Betriebsdruck und der Betriebstemperatur.

Fig. 4 zeigt ein charakteristisches Wirkungsgrad-Leistungs-Kennfeld eines Dieselmotors. Auf der Ordinate ist der mittlere Kolbendruck ρ , auf der Abszisse die Drehzahl aufgetragen. Die Muschelkurven bedeuten die Wirkungsgrade, die gestrichelten Linien sind Leistungskurven, die strichpunktierte Linie ist die Linie maximalen Wirkungsgrades des Dieselmotors, die doppelt - strichpunktierte Linie stellt den maximalen Wirkungsgrad des Gesamtaggregats dar (Dieselmotor und hydrostatisches Getriebe). Der Pfeil mit der Ziffer I deutet auf den maximalen Wirkungsgrad, der Pfeil mit der Ziffer II auf die maximale Leistung des GesarntagfiPegats.

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Das hydrostatische Getriebe arbeitet mit Verlusten. Sein Wirkungsgrad hängt ab vom eingestellten Hub- und Schluckvolumen, den Drehzahlen, vom Betriebsdruck und der Öltemperatur. Wenn man die Drehzahl vermindert, wird der Wirkungsgrad besser, bei der daraus resultierenden Drucksteigerung wieder etwas schlechter. Daher verläuft die Linie besten Gesamtwirkungsgrades nicht längs der strichpunktierten, sondern längs der doppeltstrichpunktierten Linie.

Es ist nun nur noch notwendig, die'Kurven am Raumnocken so auszubilden, daß der Regelhebel an der Einspritzpumpe des Dieselmotors und die Stellorgane für die Pörder- und Schluck-Volumina von Getriebepumpe und -motor abhängig von der ^teilung des Einstellhebels so gesteuert werden, daß das gesamte Antriebsaggregat stets mit einer durch den Einstellhebel vorgewählten Teilleistung bei bestem Wirkungsgrad arbeitet, oder bei der· Leistung, bei der sich der überhaupt beste Wirkungsgrad erzielen laßt, oder bei maximaler Leistung. Letztere können durch Rastpunkte oder Markierungen am Einstellhebel gekennzeichnet sein.

Die am ^aumnocken aufzutragenden Kurven zur optimalen Steuerung und -K-egelun^ werden durch Berechnung ermittelt, auf die nicht in allen Einzelheiten eingegangen ist, da sie nach Aufzeigung der Grundgloichungen vom Mathematiker ohne weiteres lösbar ist.

Gegeben sind über Druck- und Weggeber der Druck ρ im Ölkreislauf und die ^teilung EH des Einstellhebels 1?· Berechnet werden für die Stellglieder 18,19,20 die Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe, das theoretische Hubvolumen H der Getriebepumpe und das theoretische Schluckvolumen H„ des Getriebemotors. Als erstes wird sodann eine Mengenbilanz für Getriebepumpe und Getriebemotor durchgeführt, d.h. unter Berücksichtigung der Leckströme;

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es ist

H_p . h_p . rt_p - Q_yp = H_M . h_M . n_M + Q_yp (Hp . hp . rip = theoretische sekundliche Förderung der Getriebepumpe, Q· = deren Leckstrom; -

Η« . hu. . n„ = theoretische sekundliche Schluckmenge des Getriebemotors; Q--, dessen Leckstrom;

Hpj Hjwr= theoretisches maximales Hubvolumen von Pumpe und Motor;

hpj hj» = theoretisches Hubvolumen geteilt durch theoretisches maximales Hubvolumen von Pumpe und Motor; n_p; n_M = Drehzahlen von Pumpe und Motor);

Nun werden die Momentengleichungen für Pumpe und Motor gebildet: Unter Berücksichtigung der Verluste erhält man für:

Pumpe: M_p = _1_ . H_p . h_M . ρ + M (M_wP = mittleres Verlustmoment ^r 2r ^{r m vp} der Pumpe J

Motor: M_M = 1 . H_M . h_M . ρ - M_VM (Μ,... = mittleres Verlustmoment ^M 27Γ ^{M M} VM TM _{des Motors})

Die Leckströme Qyp bzw. Q_VM· und die mittleren Verlustmomente M_Vp bzw. My_M von Pumpe b-jw. Motor hängen ab von den Hubvolumen H . h bzw. H_M . h_M und Drehzahlen η bzw. n„ von Pumpe bzw. Motor, der Druckdifferenz ρ zwischen Hoch- und Niederdruckleitung und der mittleren ültemperatur (Ermittlung durch Messungen und Regressionsanalysen).

Sodann iat es notwendig, die volumentrischen und mechanischen Wirkungsgrade von Getriebepumpe ( °1 yp''^ MP^ ^und ^etriebemotor

( ry. . ,y. ) zu beötimmen. Daraus ergibt sich als Wirkungsgrad für die Getriebepumpe:

VP * I;

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für den G-etriebemo.tor?

und als Ge.samtwirkuiigsgrad ass Gstriebess -

l& ~ I? *' Im (abgegebene Leistung

aufgenofflraene Leistung)

Hunmehr .sind sechs verschiedene Rechnungen auszuführen-, ■Rechnung 1t Aus den zuvor erwähnten beiden Momentengleichungen und der Mengenbilanz, aus 3 Gleichungen also, lassen sich iterativ die 3 unbekannten ffetriebekenngrößen hp_S -η^,,'ρ zu den gegebenen Werten Hp, M , η (Pumpe), EL·, ■ Mj», h^ (Motor) errechnen. Den Einfluß der Öltemperatur "u"* kann man hierbei berücksichtigen,, wenn man die Abhängigkeit der Öltemperatur ⁰^ von der verlustfreien Leistung der Pumpe N_p = M_p 2 IT n_{p kem}t.

Rechnung 2; Man führt Rechnung 1 für verschiedene Werte Iy aus

und erhält für jeden Wert iy sämtliche G-etriebekenngrößen. Die 7ariation h_M läßt man nur in einem Bereich n.,.^ ¹^ h„„ ^ h_M_„„ zu.

In diesem Bereich wird derjenige Wert■ h,j herausgesucht₉ für den 'V] „ maximal wird. Rechnung 2 liefert aia den gegebenen.Werten HpVJ_n) a (Pumpe)und EL·., I-,, (Motor) sämtliche Get.riebeicenngrößen.

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Aus dem ivjotork : * ; feld (Fig. 3 j entnimmt man den Wirkungsgrad des Dieselmotors als Punktion von Drehzahl und mittlerem

Korbendruek oder von Drehzahl und Drehmoment:

⁽ⁿP'

Gemäß den Leistungsgleichungen

N = 2 ¹U" . Mp . Πρ und

kann man anstelle von Drehzahl n_p und Drehmoment Mp auch Dreh zahl np und Leistung Np vorgeben und erhält

a) :VI = IJ- und somit ergibt sich auch

2TT.n_p

⁽ⁿP · V·

Nach Rechnung 2 und Gleichung a) rechnet man zu den gegebenen Werten für Getriebepumpe und Getriebemotor Hp, n_?, ITp (Pumpe) und Η«, Μ« (Motor) alle Getriebekenngrößen, insbesondere den Getriebewirkungsgrad ¹^) g.

Nach der zuletzt genannten Gleichung rindet man zu den gegebenen Werten auch den Motorwirkungsgrad ^ _e und den Gesamtwirkungsgrad

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des Antriebssatzes

gee

Man variiert nun die Drehzahlen n_p in einem zulässigen Bereich und errechnet für jeden Wert n_p sämtliche Getriebekenngrößen und und insbesondere auch Tn und nimmt für n_p denjenigen Wert, für den 'V* maximal wird. Zu dem erhaltenen Wertepaar n-p, M_x,

ν ges Jr Jr ■

gehört gemäß Motorkennfeld ein bestimmter Regelweg der Einspritzpumpe des Dieselmotors.

Rechnung 3 liefert zu den gegebenen Werten Hp, NpJ H^, M^ sämtliche üetriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. •Uer Gesamtwirkungsgrad ^ ist maximal.

Nach Rechnung 4 variiert man bei gegebenen Werten H , H^, M_M die Größe Ν_Ώ in einem zulässigen Bereich N-p,min - N₁₃ - N-

Jr χ Jr Jrmax

und berechnet sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. Man studiert insbesondere den Gesamtwirkungsgrad des Antriebsaggregats Ύ] __aa = τ> _fTQO (N-n). Denjenigen v/ert

u ges L ges Jr

Np aus dem zulässigen Intervall, für den ¹Tl maximal wird, ' greift man sich als Resultat heraus.

Rechnung 4 liefert zu den gegebenen Größen Hp, H™, JVL· sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. Der Gesamtwirkungsgrad Ύ| ist maximal.

Rechnung 5: Man variiert wie in Rechnung 4 Np in einem'zulässigen Bereich, berechnet sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe, berücksichtigt aber nun die abgegebene Leistung N_M = N^ (Np) und greift denjenigen zulässigen Wert von N heraus, für den die abgegebene Leistung N^ maximal wird.

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Rechnung 5 liefert zu den gegebenen Größen Hp, H^, M_M sämtliche Getriebekenngrößeh und den Regelweg der Einspritzpumpe. Die Gesamtleistung Ν« ißt maximal.

Rechnung 6 schließt an Rechnung 3 an. In Rechnung 3 werden zu gegebenen Werten H , N ; H«,, M^ der Regelweg der Einspritzpumpe und sämtliche Getriebekenngrößen, insbesondere auch ρ bestimmt; P=P (Hf N ; Η«, M_M ). Im allgemeinen wächst ρ monoton mit Mj, - im verlustfreien J?alle gilt ja nach der oben genannten Momentengleichung mit M = 0 der einfache Zusammenhang

2 ¹TT
ρ = . Μ«. Man kann durch Variation von M_M bei jeweils

M
festgehaltenen Werten H , N : H~ Tabellen für ρ und M-, anlegen und findet daraus die Umkehrfunktion M« = M„ (Hp, N : H„, p).

Hieraus und gemäß Rechnung 3 gewinnt man als Ergebnis der Rechnung 6, daß nunmehr zu gegebenen Werten Hp, Hp; IL, P sämtliche Getriebekenngrößen und der Regelweg der Einspritzpumpe bestimmt sind.

Als Ergebnis der Rechnung 6 erhält man:

1. sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. Der Gesamtwirkungsgrad nn ist maximal, und zwar zu

t ges

den gegebenen Werten Hp, Np, H_M, p.

Das ^erfahren kann auch auf die Ergebnisse der Rechnungen 4 und angewandt werden, dann erhält man zwei weitere Ergebnisse:

2. Sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. Der Gesamtwirkungsgrad ti ist maximal (bei den gegebenen Werten Hp, h„, p).

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3. Sämtliche Getriebekenngrößen und den Regelweg der Einspritzpumpe. Die Gesamtleistung N^ ist maximal (bei den gegebenen Werten H_p, H_M> p). , -

Nach den obigen Rechnungen kann man somit, wenn Dieselmotor und hydrostatisches Getriebe gegeben sind, folgendes ausrechnen:

a) Zu vorgegebener Leistung- HL, des Dieselmotors und gemessenem Betriebsdruck ρ des Getriebes den Regelweg an der Einspritzpumpe, das Hubvolumen hp der Pumpe, das Schluckvolumen h.™

des Motors. Der Wirkungsgrad des Gesamtaggregats ist maximal.

b) Dieselbe Rechnung wie unter a), jedoch Np so gewählt, daß sieh der überhaupt beste Wirkungsgrad ergibt. Insbesondere wird der Wert für die Antriebsleistung in diesem Betriebspunkt 1 (Np,\ berechnet. Dieser ist iniig. 3 mit Pfeil I bezeichnet.

c) Zu gemessenem Betriebsdruck ρ des Getriebes den Regelweg an der Einspritzpumpe, das Hubvolumen hp der Pumpe und das Schluckvolumen h„ des Motors. Die Abtriebsleistung N_M lsi maximal. Die Antriebsleistung im Betriebspunkt 2 (Np₂V wird berechnet. Dieser ist in Fig. 3 mit Pfeil 1" bezeichnet.

Man kann den Einstellhebel 17 des Gesamtaggregats so auslegen, daß die eingestellte Motorleistung Np der ^teilung EH des Einstellhebels proportional ist.

N = ' Oc · EH.
P

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Entsprechend Np variiert die Stellung EH des Einstellhebels im Bereich

EH Bremsen ^ EH ^ EH Treiben

Für den Betriebspunkt 1 allerbesten Gesamtwirkungsgrades To

C ges

mit Np = Np₁ ergibt sich der Rastpunkt EH = EH^ .

Pur den -Betriebspunkt 2 größter Gesamtleistung N„ mit Np = Np₂ ergibt sich der Kastpunkt EH = EH₀ = JSH

Ji¹Ur Betriebspunkte mit Leistungen unterhalb und oberhalb von Np₁ ergeben sich Zwischenstellungen von üJH. Diese Betriebspunkte gibt es prinzipiell im Treib- und Bremsbetrieb.

Man kann also zu gegebener Stellung EH des Einstellhebels und gegebenem Betriebsdruck ρ des Getriebes den Regelweg RW an der Einspritzpumpe, das Hubvolumen hp der Pumpe, und das Hubvolumen h« des Motors berechnen und über den Raumnocken abtasten.

Für den Einstellhebel 17 können zweckmäßigerweise zwei Rastpunkte vorgesehen sein, nämlich ein Rastpunkt a für allerbesten Gesamtwirkungsgrad und ein Rastpunkt b für größtmögliche Leistung des Antriebsäggregates. Diese Rastpunkte liegen in einer Kulisse G, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist.

Das Beispiel nach Fig. 3 entspricht im Aufbau demjenigen nach Fig. 1, lediglich der Raumnocken ist hier anders ausgebildet. Sind bei ersterem die drei Kurven an einem einzigen Körper in derselben Radialebene angeordnet, so liegen sie hier hintereinander. Gleiche Teile sind mit denselben Ziffern bezeichnet wie

zuvor. Der Raumnocken als Gesamtes ist mit 4-0 bezeichnet; er

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S tut tgart

setzt sich aus den Abschnitten 41bis 43 zusammen, die konzentrisch, teilweise mit Abstand, hintereinanderliegen.

Der Abschnitt 41 dient zur Steuerung der Einspritzpumpe, der Abschnitt 42 zur Steuerung der Getriebepumpe 23, der Abschnitt 43 zur Steuerung des (ietrieb.emotors 24. Die Istwerte werden mittels der Stellglieder 44 bis 46 übertragen. Der Getriebedruck wirkt über die Leitung 27 auf den Hydrozylinderkolben und entgegen der Kraft der Reglerfeder 48.

Eine derartige Ausbildung kann in manchen Fällen aus Raumgründen besonders zweckmäßig sein. Es ist auch möglich, z.B. zwei Nocken in derselben Radialebene anzuordnen und den dritten koaxial dahinter usw.

Der Raumnocken wird nach Lösung der Rechnungen und Auftragen der Kurven beispielsweise .über koordinatengesteuerte Bearbeitungsmaschinen hergestellt. Es genügt z.B., nur einen Mutterriocken herzustellen, der als Kopiernocken dient. Man kann auch eine Negativform herstellen, die als Gußmodell zur Herstellung der Raumnocken- dient.

Die Funktion der Steuer- und Regeleinrichtung ist denkbar einfach. Der'-Fahrer verschwenkt entsprechend der gewünschten Fahrtrichtung den Einstellhebel 17, wodurch der Raumnocken verdreht wird und über die Taster Getriebepumpe, Getriebemotor und Brennkraftmaschine entsprechend einstellt. Je nach Stellung des Einstellhebels kann nun, wie oben ausgeführt, bei allerbestem.Wirkungsgrad oder größtmöglicher Leistung oder bei Teilleistungen mit bestem Wirkungsgrad des Gesamtaggregats gefahren werden.

Der im hydrostatischen Getriebe herrschende Druck wirkt über die Leitung 27 auf den Kolben b bzw. 47 und verschiebt den Raumnocken entgegen der Kraft der Reglerfeder 12 bzw. 48. Die Taster gleiten dabei stets entlang den Kurven des Raumnockens.

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Die Steuereinrichtung ^^a"t auch den Vorteil, daß sie klein baut und demzufolge außerordentlich raumsparend untergebracht werden kann. Ihre Störanfälligkeit ist äußerst gering, ebenfalls die v/artung.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß anstelle des Raumnockens an sich bekannte .Funktionsgeber für die Stellgrößen des Kraftstoff zumeßglieds, des Fördervolumens der Getriebepumpe und des Schluckvolumens des Getriebemotors als abhängige Größen und für den Hochdruck und die Stellung des Einstellhebels als unabhängige Größen verwendet werden können.

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Claims (6)

Robert Bosch GmbH R. 9139 Wd/Wa Stuttgart Ansprüche

1. Steuer- und Regeleinrichtung für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes hydrostatisches Getriebe mit wenigstens einem Getriebemotor und wenigstens einer verstellbaren Getriebepumpe, wobei die Stellgrößen für die Getriebepumpe, den Getriebemotor und das Brennstoffzumeßglied für die Brennkraftmaschine mit Hilfe von mit einem Einstellhebel verbundenen Steuerkurven eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Regel- und Steuereinrichtung ein dreidimensionaler Raumnocken (4,40) dient, dem je eine Steuerkurve (30, 31, 32) für das Brennstoffzumeßglied (21), die Getriebepumpe (23) und den ebenfalls verstellbaren Getriebemotor (24) aufgeprägt ist, welche oteuerkurven nach Gesichtspunkten maximaler Leis tung und optimalen Wirkungsgrades des hydrostatischen Getriebes und der Brennkraftmaschine (22) ausgebildet sind, daß für jede Steuerkurve ein Stellglied (18,19,20; 44,45,46) für das ihr zugeordnete Organ vorgesehen ist, und daß der Raumnocken vom Hochdruck des hydrostatischen Getriebes beaufschlagt und entgegen einer Reglerfeder (12,48) verschiebbar und mit Hilfe eines Einstellhebels (17) verdrehbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (3.0 - 32) des Raumnockens (4) in derselben Radialebene liegen und jede Steuerkurve 120 ° Winkelgrade eines Kreisumfangs umspannt. \J

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3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (41,42,43) des Raumnockens (40) hintereinander in derselben Achsrichtung angeordnet sind.

4. -Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder Impulsgeber für hydraulische oder elektrische Kraftverstärker sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich· an die eine Seite des Raumnockens (4, 40) in Richtung seiner Längsachse ein in einer Gehäusebohrung (6) dicht gleitender, vom Druck des hydrostatischen Getriebes beaufschlagter Kolben (5) anschließt, an seine andere Seite ein ebenfalls in einer Gehäusebohrung (9) gleitender Kolben (7), an dem sich die im Gehäuse (1) angeordnete Reglerfeder (12) abstützt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung des Raumnockens (4,40) ein in einer Gehäusebohrung (10) gleitender, zylindrischer Fortsatz (8) erstreckt, der eine im Gehäuse (1) drehbar gelagerte Buchse (15) durchdringt, die ihm gegenüber nicht verdrehbar, aber verschiebbar ist, und daß an der Buchse der Einstellhebel (17) fest angeordnet ist.

Y. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellhebel in einer Kulisse (C) gleitet, auf der Rastpunkte (a, b) für den besten Wirkungsgrad und

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für größtmögliche Leistung des Gesamtaggregats angeordnet sind.

β. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Raumnockens an sich bekannte Funktionsgeber für die Stellgrößen des Kraftstoffzumeßgliedes, . des Fordervolumens der Getriebepumpe und des Schluckvolumens des Getriebemotors als abhängige Größen und für' den Hochdruck des Getriebes und die Stellung des Einstellhebels als unabhängige Größen treten. '

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