DE1202147B

DE1202147B - Control device for hydraulic fluid transmission for driving small motor vehicles without rails

Info

Publication number: DE1202147B
Application number: DEB50695A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing-Eth Hans-Ru Haldimann
Original assignee: Pohlig Heckel Bleichert Vereinigte Maschinenfabriken AG
Current assignee: Pohlig Heckel Bleichert Vereinigte Maschinenfabriken AG
Priority date: 1958-10-11
Filing date: 1958-10-11
Publication date: 1965-09-30

Description

Steuervorrichtung für Druckflüssigkeitsgetriebe zum Antrieb von schienenlosen Kleinkraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Druckflüssigkeitsgetriebe zum Antrieb von schienenlosen Kleinkraftfahrzeugen, bei der durch Drehen eines Handrades über ein Steuergestänge der Drehzahlverstellregler einer die Hochdruckpumpe antreibenden Fahrzeugantriebsmaschine und zusammen mit der Drehzahländerung der Antriebsmaschine die spezifische Fördermenge der Hochdruckpumpe verändert wird.Control device for hydraulic fluid transmission for driving railless Small motor vehicles The invention relates to a control device for hydraulic fluid transmissions for driving small motor vehicles without rails by turning a handwheel Via a control linkage, the speed adjustment controller of a high-pressure pump driving Vehicle drive machine and together with the change in speed of the drive machine the specific delivery rate of the high pressure pump is changed.

Eine derartige, durch ein einziges Handrad betätigbare Steuervorrichtung zum vereinigten Regeln der Drehzahl einer Brennkraftmaschine und des übersetzungsverhältnisses eines Flüssigkeitsgetriebes in Fahrzeugantrieben ist bekannt, die auch bei einem mit einer Verstellpumpe ausgestatteten hydrostatischen Antrieb anwendbar ist. Beim Betätigen des z. B. mit einem Fliehkraftteil arbeitenden Drehzahlverstellreglers der Fahrzeugantriebsmaschine wird ein Verstellservomotor für das Flüssigkeitsgetriebe einerseits vom Handrad aus über eine Steuerkurve, andererseits über den Drehzahlverstellregler auch abhängig von den Änderungen der Antriebsmaschinendrehzahl beeinflußt. Der Drehzahlverstellregler hat eine vom Handrad aus in ihrer Vorspannung veränderliche Reglerfeder. Bei Abweichungen von der Solldrehzahl wird die Kraftstoffzufuhr zur Antriebsmaschine verändert.Such a control device which can be actuated by a single handwheel for the combined regulation of the speed of an internal combustion engine and the transmission ratio a fluid transmission in vehicle drives is known that also in a with a variable displacement pump equipped hydrostatic drive is applicable. At the Pressing the z. B. with a centrifugal part working speed adjustment controller of the vehicle drive machine becomes a variable speed servomotor for the fluid transmission on the one hand from the handwheel via a control curve, on the other hand via the speed adjustment controller also influenced depending on the changes in the engine speed. The speed controller has a regulator spring whose preload can be changed from the handwheel. In the event of deviations the fuel supply to the prime mover is changed from the target speed.

Für Kraftfahrzeuge ist ein hydrostatisches Getriebe bekannt, das aus mehreren Hydraulikmotoren und einer durch Hubänderungen verstellbaren Hochdruckpumpe besteht. Diese ist mit einem vom Arbeitsdruck in den Hydraulikleitungen betätigten, federbelasteten Kolben verbunden. Die Vorspannung der auf den Kolben einwirkenden Feder wird mittels eines Hebels verändert, der mit dem Gaspedal einer die Hochdruckpumpe antreibenden Brennkraftmaschine gekuppelt ist. Ein Drehzahlverstellregler für die Brennkraftmaschine ist nicht vorhanden, so daß bei dieser Steuervorrichtung die Hochdruckpumpe nur auf ein konstantes Eingangsdrehmoment geregelt werden kann und demzufolge bei Änderungen der Fahrgeschwindigkeit Energieverluste unvermeidbar sind. Außerdem ist eine gemeinsame Betätigung aller Antriebsorgane durch einen einzigen vom Fahrer zu bedienenden Handhebel nicht möglich.For motor vehicles, a hydrostatic transmission is known from several hydraulic motors and a high-pressure pump that can be adjusted by changing the stroke consists. This is actuated by the working pressure in the hydraulic lines, spring-loaded piston connected. The bias of the acting on the piston The spring is changed by means of a lever that controls the high-pressure pump with the accelerator pedal driving internal combustion engine is coupled. A speed controller for the Internal combustion engine is not available, so that in this control device High pressure pump can only be regulated to a constant input torque and consequently, energy losses are unavoidable when the driving speed changes. In addition, a common actuation of all drive elements by a single one Hand lever to be operated by the driver is not possible.

Zum Regeln der spezifischen Fördermenge der Hochdruckpumpe hydrostatischer Antriebe sind sogenannte »Leistuncsregler« bekanntgeworden. Strengenommen handelt es sich hierbei nicht um einen Leistungsregler, sondern um einen Regler, der auf ein konstantes Eingangsdrehmoment an der Hochdruckpumpe regelt, der alo in Verbindung mit einer Antriebsmaschine veränderlicher Drehzahl lediglich als Drehmomentregler auf konstantes Eingangsmoment arbeitet. Ein solcher bekannter Regler besteht im wesentlichen aus einem federbelasteten Kolben, der mit dem Stellzapfen der Birne einer Hochdruckpumpe verbunden ist. Der Zylinderraum vor dem Kolben ist an eine den hydraulischen Arbeitsdruck des hydrostatischen Antriebs führende Druckleitung angeschlossen. Eine Druckänderung in der Druckflüssigkeit bewirkt ein Verschieben des Kolbens und hat infolgedessen ein Schwenken der Birne der Hochdruckpumpe zur Folge, wodurch zur Leistungsregelung die spezifische Fördennenge der Hochdruckpumpe bei Ansteigen des Druckes verringert wird. In einem Zusatzreglerorgan ist bei einer bekannten Ausführung ein weiterer mit einer Regelfeder zusammenarbeitender Kolben angeordnet, der einen die erstgenannte Feder abstützenden Gegenkolben an dessen Außenseite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Durch ein Verändern der Vorspannung der Regelfeder kann der Enddruck, bei welchem die Schwenkung der Birne gegen die Nullstellung hin erfolgt, verändert werden, so daß die Verlustleistung bis auf die Leerlaufleistung reduziert wird. Es wird also die Vorspannung einer Regelfeder verändert, um den Arbeitsdruck, der zum Verringern oder Vergrößern der Fördennenge führt, zu variieren und dadurch die Regelcharakteristik zu ändern. Hiermit wird eine hyperbolische Regelcharakteristik erreicht. Ausgehend von der eingangs genannten Einrichtung soll für mit Flüssigkeitsmotoren angetriebene Kleinkraftfahrzeuge eine Steuervorrichtung geschaffen werden, bei welcher die Drehzahl einer die Flüssigkeitsmotoren antreibenden Fahrzeugantriebsmaschine, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine, so mit der Charakteristik eines Leistungsreglers einer Hochdruckpumpe in Übereinstimmung gebracht wird, daß die Fahrzeugantriebsmaschine stets mindestens die Drehzahl aufweist, bei der sie das geforderte Drehmoment abgibt. Ferner soll die Be«ienung des Fahrzeuges hinsichtlich Fahrgeschwindigkeit und -richtung ähnlich einfach sein wie bei den bekannten Elektrokarren.For regulating the specific delivery rate of the high pressure hydrostatic pump Drives have become known as "power controllers". Strictly speaking, acts this is not a power regulator, but a regulator that operates on regulates a constant input torque to the high-pressure pump, the alo in connection with a variable speed drive machine only as a torque controller works on constant input torque. One such known regulator is the essentially consists of a spring-loaded piston, which is connected to the adjusting pin of the pear is connected to a high pressure pump. The cylinder space in front of the piston is at one the pressure line carrying the hydraulic working pressure of the hydrostatic drive connected. A change in pressure in the hydraulic fluid causes a shift of the piston and consequently has a pivoting of the bulb of the high pressure pump Consequence, whereby the specific flow rate of the high pressure pump for power regulation is reduced as the pressure increases. In an additional regulator member is at one known design another piston cooperating with a control spring arranged, the one the first-mentioned spring supporting opposing piston on the Outside exposed to hydraulic fluid. By changing the preload the control spring can set the final pressure at which the pear swings against the Zeroing takes place, can be changed, so that the power loss up to the Idle power is reduced. So the preload of a control spring is changed, around the working pressure that leads to a decrease or increase in the flow rate vary and thereby change the control characteristic. This becomes a hyperbolic Control characteristic achieved. Based on the aforementioned Facility is intended for small motor vehicles powered by liquid motors Control device can be created in which the speed of one of the liquid motors driving vehicle drive machine, preferably an internal combustion engine, so with the characteristics of a power regulator of a high pressure pump in accordance is brought that the vehicle drive machine always has at least the speed, at which it delivers the required torque. Furthermore, the operation of the vehicle be just as simple in terms of speed and direction as with the well-known electric carts.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch gemeinsame Betätigung der folgenden, in ihrer Einzelanwendung und Steuerung bzw. Regelung bekannten Steuerorgane beim Drehen des Handrades in dem einen oder anderen Sinne über eine mittlere Nullstellung hinweg a) eines in die Flüssigkeitsleitungen zwischen der Hochdruckpumpe und den Flüssigkeitsmotoren eingeschalteten Wendeschiebers, dessen Stellung von der Drehrichtung des Handrades aus der mittleren Nullstellung heraus abhängig ist, b) des nur abhängig von der Größe der Auslenkung des Handrades aus der mittleren Nullstellung auf höhere Drehzahl der Antriebsmaschine einstellbaren Drehzahlverstellreglers, e) eines nur abhängig von der Größe der Auslenkung des Handrades aus der mittleren Nullstellung durch Ändern der Vorspannung seiner Feder beeinflußbaren Leistungsreglers, der die spezifische Fördermenge der Hochdruckpumpe regelt.The object is achieved according to the invention by joint actuation of the following control elements known in their individual application and control or regulation when turning the handwheel in one sense or the other over a central zero position a) a switched on in the liquid lines between the high pressure pump and the liquid motors Reversing slide, the position of which depends on the direction of rotation of the handwheel from the middle zero position, b) the speed adjustment controller that can only be set to a higher speed of the drive machine depending on the size of the deflection of the handwheel from the middle zero position, e) one only depends on the size of the Deflection of the handwheel from the middle zero position by changing the preload of its spring controllable power regulator, which regulates the specific delivery rate of the high pressure pump.

Durch die gleichzeitige Beeinflussung des Eingangsdrehmomentreglers der Hochdruckpumpe und des Drehzahlverstellreglers der Fahrzeugantriebsmaschine kann der Bedienungsmann mit jeder Handradstellung eine Leistungshyperbel wählen, deren Ordinaten sich nach dem sekundär geforderten Antriebsmoment selbsttätig einstellen. Bei Fahrzeugen, die mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerung ausgestattet sind, haben Fahrerprobungen bestätigt, daß die Fahrgesch-,Andigkeit ohne jegliche Energieverluste bis auf ein Neuntel der Höchstgeschwindigkeit gemindert werden kann, wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine bis auf die Leerlaufdrehzahl fallen gelassen werden kann. Dadurch ergibt sich eine bedeutende Kraftstoffersparnis, eine geringere Motorabnutzung und ein vermindertes Betriebsgeräusch. Es wird somit eine verlustfreie Antriebssteuerung erzielt, die den weiteren Vorzug aufweist, daß zu ihrer Bedienung, wie bei einem Elektrokarren, nur ein einziges Steuerorgan, nämlich ein Handrad, benötigt wird. Auf diese Weise erübrigt sich ein besonderes Umschulen von Fahrpersonal, das bisher für das Bedienen von Elektrokarren eingesetzt war.By simultaneously influencing the input torque controller the high-pressure pump and the variable speed controller of the vehicle drive machine the operator can select a power hyperbola with each handwheel position, whose ordinates adjust automatically according to the secondary drive torque required. In vehicles that are equipped with the control system designed according to the invention are, driving tests have confirmed that the Fahrgesch-, Andigkeit without any Energy losses can be reduced to a ninth of the maximum speed, wherein the speed of the internal combustion engine dropped to the idle speed can be. This results in a significant fuel saving, a smaller one Engine wear and tear and reduced operating noise. It will therefore be lossless Drive control achieved, which has the further advantage that for their operation, like an electric cart, only one control element, namely a handwheel, is needed. In this way, a special retraining of drivers is unnecessary, which was previously used to operate electric carts.

Wie üblich ist das Kleinfahrzeug mit einem Totmannbremshebel versehen, der die selbsttätig schließenden Backenbremsen an den Hinterrädern beim Niederdrücken löst.As usual, the small vehicle is equipped with a dead man's brake lever, the automatically closing shoe brakes on the rear wheels when depressed solves.

Gemäß der weiteren Erfindung wird zwischen dem Handrad und dem Steuergestänge für die Fahrtrichtungs- bzw. Geschwindigkeitsregelung eine trennbare Kupplung eingeschaltet, deren von der Stellung des Totmannbremshebels abhängiges Mitnehmerglied eingerückt wird, wenn der Totmannbremshebel für das Lösen der Backenbremsen heruntergedrückt ist. Damit ist eine einem Elektrokarren vollständig entsprechende Steuerung erreicht.According to the further invention, between the handwheel and the control linkage A separable clutch switched on for the direction of travel or speed control, their entrainment member, dependent on the position of the dead man's brake lever, is engaged is when the dead man's brake lever is depressed to release the shoe brakes is. This achieves a control completely corresponding to an electric cart.

Erfindungsgemäß ist noch dafür gesorgt, daß bei geöffneter Kupplung das Steuergestänge für Wendeschieber, Drehzahlverstellregler und Leistungsregler selbsttätig in die der mittleren Nullstellung des Handrades entsprechende Stellung gebracht wird.According to the invention it is also ensured that when the clutch is open the control linkage for the reversing slide valve, speed adjustment controller and power controller automatically to the position corresponding to the central zero position of the handwheel is brought.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein mit der Steuervorrichtung versehenes Kleinkraftfahrzeug, beispielsweise einen Plattformkarren, in Seitenansicht, F i g. 2 das Fahrzeug in Draufsicht, F i g. 3 die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in prinzipieller Darstellung.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 a small motor vehicle provided with the control device, for example a platform cart, in side view, FIG. 2 the vehicle in plan view, FIG. 3 shows the control device according to the invention in a basic representation.

Aus F i g. 1 und 2 ist die Lage der Fahrzeugantriebsmaschine 1, z. B. eines Dieselmotors, zu erkennen, die die Hochdruckpumpe 2 des Druckflüssigkeitsgetriebes antreibt, welche wiederum die mit den Hinterrädern in direktem Zahneingriff stehenden Flüssigkeitsmotoren 3 beaufschlagt. Auf dem Fahrerstand sind ein Handrad 4 und ein Totmannbremshebel 5 in der gleichen Anordnung, wie bisher bei Elektrokarren üblich, untergebracht. Durch das Handrad 4 wird über ein Kettenrad 14, das gleichzeitig Bestandteil einer trennbaren Kupplung 6 ist, und, über ein Gestänge 7 ein Wendeschieber 8 so verschoben, daß der in der Nullstellung vorhandene direkte Durchfluß von der Hochdruckpumpe 2 zum Auslaß aufgehoben und die Flüssigkeitsmotoren 3 in der richtigen Strömungsrichtung für die gewählte Fahrtrichtung beaufschlagt werden. Die Stellung des Wendeschiebers für die eine oder andere Fahrtrichtung ist von der Auslenkrichtung des Handrades 4 aus seiner mittleren Nullstellung abhängig.From Fig. 1 and 2 is the position of the vehicle drive machine 1, e.g. B. a diesel engine, which drives the high-pressure pump 2 of the hydraulic fluid transmission, which in turn acts on the fluid motors 3 which are in direct meshing with the rear wheels. A handwheel 4 and a dead man's brake lever 5 are accommodated in the same arrangement as was previously the case with electric carts. The handwheel 4 moves a sprocket 14, which is at the same time part of a separable coupling 6 , and a linkage 7, a reversing slide 8 so that the direct flow from the high pressure pump 2 to the outlet in the zero position is canceled and the fluid motors 3 applied in the correct direction of flow for the selected direction of travel. The position of the reversing slide for one or the other direction of travel is dependent on the direction of deflection of the handwheel 4 from its central zero position.

Die Anordnung der Steuerungsorgane ist in F i g. 3 dargestellt. Das Handrad 4 betätigt über eine Kette 13 das Kettenrad 14. Bei eingerückter Kupplung 6 wird über das Gestänge 7 eine auf einer Welle 15 sitzende Kurvenscheibe 16 gedreht, wodurch über ein Gestänge 17 der Wendeschieber 8 verschoben wird, der in die Druckleitungen 18 zwischen der Hochdruckpumpe 2 und den Flüssigkeitsmotoren eingeschaltet ist. Durch Weiterdrehen des Handrades 4 wird nunmehr das Betätigungsorgan 10, das in F i g. 3 als einarmiger Hebel dargestellt ist, bewegt, wodurch über einen Seilzug 25, gleichgültig, ob sich die Welle 16 links- oder rechtsherum dreht, der Drehzahlverstellhebel 12 des Drehzahlverstellreglers für die Antriebsmaschine im nämlichen Sinne bewegt wird (z. B. von der Leerlaufstellung ausgehend in eine Stellung für mittlere und später für maximale Drehzahl). Hierfür ist nur die Größe der Auslenkung des Handrades 4 aus der mittleren Nullstellung maßgeblich. Desgleichen bewirkt ein zweites Betätigungsorgan 11, hier als Doppelhebelarm gezeichnet, über ein Gestänge 19 eine Beeinflussung des Leistungsreglers 20 für die Hochdruckpumpe 2, indem die Vorspannung einer Feder des Leistungsreglers 20 geändert wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Hebelarm 10 so, daß einer Erhöhung der Drehzahl der Fahrzeugantriebsmaschine eine Steigerung der spezifischen Fördermenge bzw. beim Zurückdrehen des Handrades 4 gegen die mittlere Nullstellung einer Senkung der Drehzahl eine Verminderung der spezifischen Fördermenge entspricht. Das Kleinkraftfahrzeug besitzt weiterhin den Totmannbremshebel 5, durch dessen Niederdrücken die sich selbsttätig schließenden Backenbremsen der Hinterräder gelöst werden. Durch einen mit dem Totmannbremshebel 5 verbundenen Seilzug 21 wird die Federkraft der Feder 22 an der Kupplung 6 aufgehoben, wenn der Totmannbremshebel 5 sich in Ruhestellung befindet. Wird der Totmannbremshebel 5 niedergedrückt, so wird durch die Feder 22 die Kupplung 6 geschlossen, indem das Mitnehmerglied 23 in Eingriff mit dem Kettenrad 14 kommt.The arrangement of the control organs is shown in FIG. 3 shown. The handwheel 4 actuates the chain wheel 14 via a chain 13. When the clutch 6 is engaged, a cam disk 16 seated on a shaft 15 is rotated via the linkage 7 , whereby the reversing slide 8 is displaced via a linkage 17 , which enters the pressure lines 18 between the high pressure pump 2 and the liquid motors are switched on. By continuing to turn the handwheel 4, the actuating member 10, which is shown in FIG. 3 is shown as a one-armed lever, so that via a cable 25, regardless of whether the shaft 16 rotates to the left or right, the speed adjustment lever 12 of the speed adjustment controller for the drive machine is moved in the same way (e.g. starting from the idle position into a position for medium and later for maximum speed). For this, only the size of the deflection of the handwheel 4 from the central zero position is decisive. Likewise, a second actuator 11, shown here as a double lever arm, via a linkage 19, influences the power regulator 20 for the high-pressure pump 2 by changing the bias of a spring of the power regulator 20, depending on the lever arm 10 so that an increase the speed of the vehicle drive machine corresponds to an increase in the specific delivery rate or, when the handwheel 4 is turned back towards the central zero position, to a lowering of the speed, a reduction in the specific delivery rate. The small motor vehicle also has the dead man's brake lever 5, by pressing it down the automatically closing shoe brakes of the rear wheels are released. By means of a cable 21 connected to the dead man's brake lever 5 , the spring force of the spring 22 on the coupling 6 is canceled when the dead man's brake lever 5 is in the rest position. If the dead man's brake lever 5 is depressed, the clutch 6 is closed by the spring 22, in that the driver member 23 comes into engagement with the sprocket 14.

Soll durch Loslassen des Totmannbremshebels 5 das Fahrzeug gebremst werden, so löst sich die Kupplung 6, weil das Mitnehmerglied 23 außer Eingriff kommt. Die Welle 1.5 kehrt daraufhin selbsttätig in die Nullstellung zurück, so daß die Beeinflussung des Drehzahlverstellreglers und die des Leistungsreglers 20 aufgehoben wird. Beim Wiederherunterdrücken des Totmannbremshebels 5 kann das Fahrzeug noch nicht in Bewegung gesetzt werden, es ist vielmehr notwendig, das Handrad 4 in die Nullstellung zurückzudrehen, damit das Mitnehmerglied 23 die Kupplung 6 'wieder schließen kann, so daß der Anfahrvorgang von neuem beginnen kann.If the vehicle is to be braked by releasing the dead man's brake lever 5 , the clutch 6 is released because the driver member 23 disengages. The shaft 1.5 then automatically returns to the zero position, so that the influence of the speed adjustment controller and that of the power controller 20 is canceled. When the dead man's brake lever 5 is pressed down again, the vehicle cannot yet be set in motion; rather, it is necessary to turn the handwheel 4 back to the zero position so that the driver member 23 can close the clutch 6 'again so that the starting process can begin again.

Claims

1. A control device for pressure fluid transmission for driving rail-less small-size motor vehicles, in which by rotating a hand wheel via a control linkage of the variable speed govenor an influence on the high-pressure pump driving vehicle engine and is changed together with the change in speed of the prime mover, the specific delivery rate of the high-pressure pump, g e k hen - characterized d urch common actuation of the following, known in their single application and control or regulation control members during the rotation of the handwheel (4) in one direction or the other about a central zero position away a) of the liquid lines (18) between the high pressure pump (2 ) and the fluid motors (3) switched on reversing slide valve (8), the position of which depends on the direction of rotation of the handwheel from the central zero position, b) which only depends on the size of the deflection of the handwheel from the central zero position to higher rotation number of the drive machine adjustable speed adjustment controller (speed adjustment lever 12), c) a power controller (20) that can only be influenced depending on the size of the deflection of the handwheel from the central zero position by changing the preload of its spring, which regulates the specific delivery rate of the high-pressure pump.

2. Control device according to claim 1 with a dead man's brake lever acting on the rear wheel shoe brakes, characterized in that a separable clutch (6, 23, 14) is switched on between the handwheel (4) and the control linkage (7), which depends on the position of the Dead man's brake lever (5) dependent driver member (23) is engaged when the dead man's brake lever is depressed to release the rear wheel shoe brakes, but is disengaged when the dead man's brake lever is released. 3. Control device according to claims 1 and 2, characterized in that when the clutch (6, 23, 14) is open, the control linkage for reversing slide, speed adjustment controller and power controller is automatically brought into the position corresponding to the central zero position of the handwheel (4).

Considered publications: German utility model No. 1707 260; French Patent Nos. 816 181, 957 030; British Patent No. 670,086; "Industrie-Rundschau" magazine from August 1955, pp. 31 to 36.