DE1111035B - Antriebseinrichtung fuer Fahrzeuge, insbesondere Hubstapler - Google Patents

Description

• Antriebseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Hubstapler Die Erfindung bezieht sich auf Antriebseinrichtungen für Fahrzeuge, insbesondere Hubstapler, mit Antrieb durch einen Verbrennungsmotor über ein das kontinuierliche Verstellen der Antriebsübersetzung ermöglichendes Getriebe, vorzugsweise ein hydrostatisches Getriebe.
• Bei solchen Antrieben ist es wichtig, daß mit dem Verstellen der Antriebsübersetzung, die entweder am Primärteil oder am Sekundärteil, gegebenenfalls auch an beiden geschieht, eine- Drehmomentüberlastung und damit ein Abwürgen des Motors vermieden wird. Das gilt vornehmlich, wenn der Fahrer selbst die Übersetzung verstellt, während ein Drehzahlregler die Kraftstoffmenge der jeweiligen Drehmomentbelastung des Verbrennungsmotors unter annäherndem Konstanthalten der Motordrehzahl anzupassen sucht. Denn bei dieser Bedienungsweise des Fahrzeuges entspricht die Verstellung der Antriebsübersetzung nicht der des auf die Kraftstoffzufuhr einwirkenden Beschleunigungshebels (Gashebels) üblicher Kraftfahrzeuge.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfache Einrichtung zu schaffen, die eine Drehmomentüberlastung des Verbrennungsmotors selbsttätig verhütet.
• Bei hydrostatischen Antrieben hat man die Aufgabe schon dadurch zu lösen versucht, daß, eine Regeleinrichtung an der Grenze der zulässigen Belastung die Druckseite des Getriebes entlastet, z. B. unter Umgehung der hydrostatischen Motoren unmittelbar mit der Saugseite verbindet. Damit erhält man aber eine nutzlose Energieumsetzung mit den Schwierigkeiten einer notwendigen Wärmeabfuhr und lästiger Schaumbildung.
• Es ist ferner bei einem hydrostatischen Fahrzeugantrieb bekannt, daß der Hub des Getriebemotors unmittelbar vom Fahrer und der Hub der Getriebepumpe normalerweise von einem motordrehzahlabhängigen Fliehkraftregler gesteuert wird. Außerdem sind Regeleinrichtungen unter anderem für die Regelung der Vergaserdrosselklappe vorgesehen. Die Einrichtung ist aufwendig und kompliziert.
• Nach einer anderen bekannten Einrichtung wird durch das Vergaserverstellglied, durch eine auf die Drehzahl_ der treibenden bzw. getriebenen Welle ansprechende Regelvorrichtung und durch ein dazwischengeschaltetes Ausgleichgetriebe das für die jeweilige Vergasereinstellung und die Motordrehzahl geeignetste Übersetzungsverhältnis eingestellt und damit zugleich eine Überlastung des Motors verhütet. Die hierbei gegebene Zuordnung bestimmter Motordrehzahlen zu Übersetzungsverhältnissen bedeutet eine Einschränkung der fahrtechnischen Möglichkeiten. Denn von einem Verbrennungsmotor verlangt man, daß er über seinen ganzen Drehzahlbereich auch einen möglichst großen Belastungsbereich zuläßt. Überträgt man den bekannten Vorschlag, der im Zusammenhang mit einem Vergasermotor beschrieben ist, auf einen Dieselmotor, so- würde ein zweiter Regler erforderlich, der auf die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor einwirkt. Auch hier ist demnach ein großer Aufwand für die Regelungen notwendig, der durch die Erfindung verringert werden soll.
• Die Erfindung besteht darin, daß bei einer an sich bekannten Verstellbarkeit des Getriebeübersetzungsverhältnisses bzw. des Förderhubes der hydrostatischen Getriebepumpe durch den Fahrer das übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Stellung des auf die Kraftstoffzufuhr einwirkenden Drehzahlreglers des Verbrennungsmotors begrenzt oder ein Warnsignal ausgelöst wird.
• Der auf die Kraftstoffzufuhr einwirkende Drehzahlregler übernimmt somit auch den Überlastungsschutz, so daß im Vergleich mit den vorher beschriebenen bekannten Einrichtungen ein zweiter Regler gespart ist. Mit der Erfindung wird dadurch eine erhebliche Vereinfachung erreicht.
• Soweit im Sinne der Erfindung ein Warnsignal benutzt wird, kann dieses zunächst die Belastung anzeigen, bevor eine zwangläufige Hubbegrenzung oder -verkleinerung durch die Regelstange gesteuert wird.
• Man kann die Antriebseinrichtung nach der Erfindung dadurch verwirklichen, daß der vom Fahrer bedienbare Handfahrhebel unmittelbar den Hub des Getriebes verstellt, während ein Drehzahlregler mit oder ohne Drehzahlverstellung den Kraftstoffverbrauch des Motors der äußeren Drehmomentbelastung anpaßt und an der Grenze der zulässigen Belastung eine Einrichtung zur Begrenzung des Getriebehubes, z. B. einen Arbeitszylinder oder ein Solenoid einschaltet. Man kann die das Übersetzungsverhältnis verändernde Servoverstellkraft stufenweise oder kontinuierlich bis zu ihrer vollen Höhe anwachsen lassen. Vorteilhaft wird ferner eine auf die Getriebeverstellung einwirkende Dämpfungseinrichtung vorgesehen, durch die der Getriebehub mit begrenzter Geschwindigkeit verkleinerbar ist.
• In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 ein Schema für den Antrieb des Fahrzeuges durch einen Verbrennungsmotor mit Handverstellung der Getriebepumpe, Abb. 2 und 3 weitere Beispiele mit Kraftverstärkern für die Hubverstellung der Getriebepumpe, Abb. 4 eine unabhängige Drehzahlverstellung des Reglers und Abb. 5 eine Einrichtung, die bei einem Antrieb des Motors durch das Fahrzeug einen unzulässigen Druckanstieg im hydrostatischen Antrieb verhindert.
• Nach Abb. 1 besitzt der Verbrennungsmotor 1 einen Drehzahlregler 2, dessen Fliehgewichte die Regelstange 4 einer Kraftstoffeinspritzpumpe 5 entgegen der Kraft einer Feder 3 verschieben und durch Anpassen der dem Arbeitszylinder zugeführten Kraftstoffmenge an die äußere Drehmomentbelastung eine möglichst gleichbleibende Drehzahl des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten suchen.
• In Abb. 1 sind als Getriebe eine als Axialkolbenpumpe ausgeführte Getriebepumpe 7 mit schwenkbarer Kolbentrommel 8 und entsprechende als Axialkolbenmotoren ausgebildete Getriebemotoren 6 an den einzelnen angetriebenen Rädern vorgesehen, von denen im Schema nur einer gezeichnet ist. Die Antriebsübersetzung wird nur durch Ändern der Winkeleinstellung der Kolbentrommel 8 der Getriebepumpe 7 geregelt, und zwar symmetrisch zu einer Nullage für entgegengesetzte Förderrichtungen bzw. Fahrtrichtun. gen. Die Verstellung wird von einem Handfahrhebel 9 über ein Druck- und Zugfederglied 10, einen Winkelhebel 11 und einen Lenker 12 vorgenommen. Das Drucköl läuft zwischen der Getriebepumpe 7 und dem Getriebemotor 6 über Rohrleitungen 14 und 15 im geschlossenen Kreislauf um.
• Bei Erreichen einer bestimmten Drehmomentbelastung des Verbrennungsmotors 1, die beispielsweise nahe unter der Vollast- oder überlastgrenze liegt, schließt das abgewinkelte Ende der Regelstange 4 über einen elektrischen Schalter 16 einen Stromkreis 17, der ein Solenoid 18 enthält. Dadurch wird dessen Anker 19 angezogen und über eine Seilverbindung 20 der Winkelausschlag der Kolbentrommel 8 so lange verkleinert, bis der Verbrennungsmotor entlastet ist und der Drehzahlregler 2 wieder den Schalter 16 öffnet. Das Solenoid 18, 19, das sinngemäß auch durch ein anderes Stehorgan, etwa einen kleinen Elektromotor, ersetzt sein kann, sucht in beiden Fahrtrichtungen den Förderhub der Getriebepumpe zu verkleinern und macht dies dem Fahrer durch eine entsprechende Anspannung der Feder 10 fühlbar. Ein Abwürgen des Motors durch Einstellen einer zu großen Fördermenge der Getriebepumpe 7 wird somit verhindert. Die Bewegung des Solenoids 18, 19 wird durch einen Öldämpfer 21 gedämpft. In der vorher beschriebenen Einrichtung kann an die Stelle des Schalters 16 eine Anordnung treten, mit der die auf die Stellglieder der Pumpe einwirkende Rückstellkraft stufenweise oder kontinuierlich gesteigert wird, z. B. durch die Anordnung mehrerer nacheinander schaltender Kontakte oder eines veränderlichen Widerstandes oder, bei pneumatischer bzw. hydraulischer Betätigung, durch ein Reduzierventil zum allmählichen Steigern der Kraft eines Arbeitskolbens.
• Nach Abb. 2 wird die Kolbentrommel 8 der Getriebepumpe 7 vom Handfahrhebel 9 nicht unmittelbar, sondern über einen Kraftverstärker, vorzugsweise einen hydraulischen Servomotor, verstellt, dessen Steuerschieber32 vom Handfahrhebe19 betätigt wird. und dessen Arbeitskolben 33 die Kolbentrommel 8 verstellt. Die das Übersetzungsverhältnis beim überschreiten der zulässigen Drehmomentbelastung des Verbrennungsmotors 1 rückstellende Kraft wird von einem Arbeitskolben 34 eines Zylinders 35 aufgebracht und über den zweiarmigen Hebel 36 auf das Gestänge 12 des Steuerschiebers 32 übertragen. Eine Zahnradpumpe 37 fördert die Druckflüssigkeit für den Zylinder 35. Zuviel geförderte Flüssigkeit strömt über ein Druckregelventil 38 ab.
• Die üblicherweise mit der Getriebepumpe 7 zusammengebaute Speisepumpe könnte natürlich die Aufgabe der Pumpe 37 mit übernehmen.
• In den Zylinder 35 gelangt das Drucköl über einen weiteren Steuerschieber 39, der normalerweise, d. h. bei kleineren und mittleren Belastungen des Verbrennungsmotors 1, von einer Feder 40 in der Sperrstellung gehalten und bei Annäherung an die Vollast von der Regelstange 4 über einen Winkelhebel 42 nach unten verschoben wird, wodurch sich die Verbindungsleitung 43 mehr oder weniger öffnet. Der Arbeitskolben 34 verschiebt sich daraufhin nach rechts, wodurch das Gestänge 12 des Steuerschiebers 32 in Richtung der Nullförderung der Getriebepumpe 7 gedrückt wird. Der Fahrer spürt diese Kraft und gibt ihr so weit nach, daß der Motor wieder entlastet wird. Die Ölzufuhr über die Leitung 43 zum Zylinder 35 wird daraufhin unterbrochen, und der Überdruck entspannt sich über eine Düse 44. Als Nebenwirkung erzeugt der Widerstand der Düse 44 eine Dämpfung der Bewegungen des Handfahrhebels 9, so daß dieser nur allmählich und nicht ruckartig verstellt werden kann.
• In Abb. 1 und 2 sind je ein Druck- und Zugfederglied 10 im Gestänge des Handfahrhebels 9 gezeigt. Diese Feder verringert die in Hand oder Fuß spürbare Rückstellkraft. Die Rückstellung kann erfolgen: auch wenn der Fahrer einmal den Handfahrhebel9 in der jeweils eingestellten Lage festhält.
• Abb. 3 unterscheidet sich von dem vorangehenden Beispiel allein dadurch, daß bei der darin gezeigten Steuereinrichtung keine auf den Handfahrhebel9 rückwirkenden Kräfte auftreten. Die Stellung des Arbeitskolbens 33 wird auch hier durch den Steuerschieber 32 vorgegeben. Der Steuerschieber 32 steht über das Gestänge 12 mit dem Handfahrhebel 9 in Verbindung. Die Größe des Verstellweges am Steuerschieber 32 ist aber nicht allein vom Verstellwinkel des Handfahrhebels 9 abhängig, sondern auch von der Stellung eines Kolbens 46, der in einem Hilfszylinder 47 gegen die Kraft einer Feder 48 durch das über die Leitung 43 zugeführte Drucköl mehr oder weniger verschoben wird und über den Servomotor 32, 33 den Hub der Getriebepumpe 7 entsprechend verkleinert. Der Hilfszylinder 47 erhält nur so lange Drucköl zugeführt, wie der weitere Steuerschieber 39 der Leitung 43 aufsteuert. Schließt sich der Steuerschieber 39, so kehrt der Kolben 46 langsam in seine normale Lage zurück. Falls sich der Steuerschieber 39 inzwischen wieder öffnet, kann der Kolben 46 sich auf eine Mittellage einstellen. Der Fahrer spürt im wesentlichen keine Rückstellkraft.
• Abb. 4 zeigt einen Ausschnitt einer der vorher beschriebenen Regeleinrichtungen. Es ist noch ein weiterer Stellhebel 50 vorgesehen, mit dem die Spannung der Reg lerfeder 3 veränderbar ist. Dadurch ist die vom Drehzahlregler 2 aufrechtzuerhaltende Motordrehzahl einstellbar. Diese Einstellung ist unabhängig von der Verstellung der Getriebeübersetzung durch Änderung des Pumpenhubes. Kurz bevor von der Kraftstoffeinspritzpumpe 5 die höchste Fördermenge erreicht wird, berührt der untere Schenkel des Hebels 42 die Schubstange des Steuerschiebers 39, worauf die Leitung 43 geöffnet und der Hub der Getriebepumpe? entsprechend den vorangehenden Beispielen verkleinert wird.
• Bis jetzt wurden Maßnahmen zum Verhüten einer Überlastung des Verbrennungsmotors beschrieben. Bei einem hydrostatischen Antrieb kann aber auch ein das Antriebsaggregat gefährdender Betriebszustand eintreten, wenn die dem Fahrantrieb dienenden Getriebemotoren 8 auf Gefällestrecken oder während der Verzögerung des Fahrzeuges von der in Bewegung befindlichen Fahrzeugmasse angetrieben werden und, nun als Pumpe wirkend, die Arbeitsflüssigkeit der Getriebepumpe 7 zudrücken. Die Wirkungsrichtung ist dann umgekehrt zu der des Antriebsvorganges, und die Getriebepumpe 7 gibt laufend Energie an den Verbrennungsmotor 1 ab. Als Folge wird das Antriebsaggregat unter Umständen auf eine unzulässig hohe Drehzahl gebracht. Bei einem Antrieb durch einen Verbrennungsmotor feagiert der Drehzahlregler 2 darauf mit einem größeren Ausschlag der Fliehgewichte. Damit kann analog zu dem vorher beschriebenen Fall einer Linksverschiebung der Regelstange 4 die entgegengesetzte Verschiebung gleichfalls zum Auslösen eines Steuervorganges benutzt werden, um ein weiteres Ansteigen der Motordrehzahl zu verhindern.
• Abb. 5 zeigt eine in diesem Sinne wirkende Einrichtung. Der vom Drehzahlregler 2 beeinflußte Winkelhebel 42 verschiebt den Steuerschieber 39 einerseits nach rechts und steuert die Leitung 43 auf, wenn der Verbrennungsmotor überlastet ist. Andererseits steuert derselbe Steuerschieber bei einer Höchstdrehzahl des Drehzahlreglers 2 bzw. des Verbrennungsmotors einen Kanal 52 auf und läßt Drucköl in einen Zylinder 53 eintreten, dessen Kolben mittels eines Schiebers 54 eine Kurzschlußleitung 55 zwischen den Umlaufleitungen 14 und 15 des Fördermittels aufsteuert.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Hubstapler, mit Antrieb durch einen Verbrennungsmotor über ein das kontinuierliche Verstellen der Antriebsübersetzung ermöglichendes Getriebe, vorzugsweise ein hydrostatisches Getriebe, ferner mit einem motordrehzahlabhängigen Regler, durch den das Übersetzungsverhältnis begrenzt wird, wenn sich die Motorbelastung der Höchstgrenze nähert, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer an sich bekannten Verstellbarkeit des Getriebeübersetzungsverhältnisses bzw. des Förderhubes der hydrostatischen Getriebepumpe (7) durch den Fahrer das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Stellung des auf die Kraftstoffzufuhr einwirkenden Drehzahlreglers (2) des Verbrennungsmotors (1) begrenzt oder ein Warnsignal ausgelöst wird.
2. 2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das übersetzungsverhältnis verändernde Servoverstellkraft stufenweise oder kontinuierlich bis zu ihrer vollen Höhe anwächst.
3. 3. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine auf die Getriebeverstellung einwirkende Dämpfungseinrichtung (21), durch welche die Geschwindigkeit der Getriebehubverkleinerung begrenzt ist.
4. 4. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das vom Fahrer betätigbare Verstellgestänge (9, 11, 12) für den Getriebehub ein an sich bekanntes Federglied (10) eingeschaltet ist.
5. 5. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebehub mittels Verkleinern des wirksamen Hebelarmes (Teile 46 bis 48) begrenzbar ist.
6. 6. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einer Möglichkeit, den Kraftschluß im Getriebe teilweise oder ganz zu unterbrechen, indem bei einem hydrostatischen Antrieb die Saug-und die Druckseite miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindung (55) der Saug- und der Druckseite (15, 14) bei einer Drehmomententlastung auf einer Gefällestrecke oder während des Verzögerns des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Stellung der Regelstange (4) der Kraftstoffeinspritzpumpe steuerbar ist. In-Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 625 707, 676 004, 815 455, 904 739; deutsche Patentanmeldung H1355911/63c (bekanntgemacht am 30. 12. 1954); österreichische Patentschrift Nr. 123 915; schweizerische Patentschrift Nr. 226 367; britische Patentschrift Nr. 545 099.