DE1161768B - Hydrostatischer Antrieb, insbesondere fuer die Fahrwerke eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057T^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 62 d

Deutsche Kl.: 63 c-34/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1161768
D 34008II/63 c
12. August 1960
23. Januar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für die Fahrwerke eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer durch eine Kraftmaschine angetriebenen, vorzugsweise stufenlos regelbaren hydrostatischen Pumpe und zwei parallel geschalteten hydrostatischen Motoren, die jeweils mechanisch mit dem Abtrieb verbunden sind, wobei einer der hydrostatischen Motoren von der Pumpe abschaltbar und mit dem Abtrieb über eine Kupplung verbunden ist.

Es sind hydrostatische Antriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus einer durch eine Kraftmaschine angetriebenen hydrostatischen Pumpe und zwei parallel geschalteten hydrostatischen Motoren besteht, wobei einer der hydrostatischen Motoren von der Pumpe abschaltbar ist, um einen anderen Übersetzungsbereich zu erhalten. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß der abgeschaltete Motor, dessen Hoch- und Niederdruckleitung miteinander verbunden sind, nach wie vor umläuft, da er von den Antriebsrädern nicht abgekuppelt ist, so daß erhebliche Reibungsverluste und eine starke Erwärmung der im hydrostatischen Motor zirkulierenden Flüssigkeit auftreten. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, den von der Pumpe abgeschalteten hydrostatischen Motor zu entlüften, so daß dieser nur mit Luft arbeitet und keine Flüssigkeitsreibung mehr erzeugt. Bedenklich ist hierbei, daß mit dem Ablassen der Flüssigkeit auch die Schmierung für diesen hydrostatischen Motor wegfällt, so daß die Gefahr großen Verschleißes und des Festfressens besteht.

Es sind ferner Fahrzeugantriebe mit hydrostatischem Getriebe bekannt, bei denen im direkten Gang die Getriebeeingangswelle direkt mit der Getriebeausgangswelle gekuppelt und gleichzeitig die Antriebsverbindung der Pumpe und die Abtriebsverbindung des hydrostatischen Motors gelöst wird. Hierdurch wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades im direkten Gang erzielt.

Schließlich ist es bekannt, bei einem hydrostatischen Getriebe mit einer regelbaren hydrostatischen Pumpe und zwei parallel geschalteten regelbaren hydrostatischen Motoren einen dieser hydrostatischen Motoren durch eine lösbare Kupplung mit dem Abtrieb zu verbinden, wobei diese Kupplung ausgerückt wird, wenn der hydrostatische Motor in der Neutralstellung ist, da in dieser Stellung sowieso kein Drehmoment abgegeben wird. Ein Abschalten des hydrostatischen Motors von der Pumpe ist hierbei nicht vorgesehen, da in der Neutralstellung des hydrostatischen Motors keine Drehung desselben stattfinden kann. Da eine genaue Neutralstellung nicht gewähr-

Hydrostatischer Antrieb, insbesondere für die
Fahrwerke eines Kraftfahrzeuges

Anmelder:

Dowty Hydraulic Units Limited,

Ashchurch, Tewkesbury, Glos. (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. jur. H. Engelhardt, Rechtsanwalt,

München 2, Ottostr. 2

Als Erfinder benannt:

Eric Hider Bowers, Cheltenham, Glos.

(Großbritannien),

Oswald Thoma, Grünwald bei München

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. August 1959
(Nr. 27 874),

Großbritannien vom 21. September 1959
(Nr. 32 074)

leistet werden kann, ist zur effektiven Vermeidung einer Drehung dieses abgekuppelten hydrostatischen Motors eine Bremse erforderlich.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine selbsttätige Schaltung der den abschaltbaren hydrostatischen Motor mit dem Abtrieb verbindenden Kupplung zu bewirken.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kupplung durch den Druckunterschied zwischen der Zu- und Rückführungsleitung für diesen hydrostatischen Motor so betätigbar ist, daß sie bei großem Druckunterschied eingerückt und bei geringem Druckunterschied ausgerückt wird. Wird der hydrostatische Motor von der Pumpe abgeschaltet, so wird er nun vom Abtrieb angetrieben, was eine Umkehr der Strömungsrichtung im hydrostatischen Motor zur Folge hat. Während dieses Vorganges wird der Druckunterschied zwischen den Leitungen kurzzeitig zu Null, und in diesem Moment wird selbsttätig die Kupplung ausgerückt. Es wird auf diese einfache Weise die Wirkung eines Zweiganggetriebes erreicht, da bei abgeschaltetem einem hydrostatischem Motor der andere die ganze Förder-

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menge der Pumpe erhält und daher doppelt so schnell und 3 um die Achse des Lenkdrehzapfens 14 geumläuft. Ist die Fördermenge der Pumpe regelbar, so schwenkt werden, und diese Servo-Lenkeinrichtung läßt sich in jedem Übersetzungsbereich eine unend- regelt gleichzeitig die unterschiedlichen Fördermengen liehe Anzahl von Übersetzungsverhältnissen einstellen. der hydrostatischen Pumpen 6 und 7. Diese Servo-Besonders vorteilhaft ist es, daß die Erfindung nicht 5 Lenkeinrichtung ist so beschaffen, daß der Lenkauf Getriebe beschränkt ist, bei denen das Schluck- winkel zwischen dem Rahmen 13 und den Vordervermögen des abschaltbaren hydrostatischen Motors rädern 2 und 3 und die Fördermengen der hydrostaveränderbar sein muß, wie dies bei der zuletzt er- tischen Pumpen 6 und 7 bezüglich der zu durchfahwähnten bekannten Ausführung der Fall ist. renden Kurvenbahn genau übereinstimmen, wenn die Die Kupplung weist erfindungsgemäß zwei ent- 10 Absperrventile 9 und 11 geschlossen sind, d. h. wenn gegengesetzt wirkende Freilaufkupplungen auf, die das Fahrzeug mit höherer Geschwindigkeit fahren entsprechend der Richtung des Druckgefälles in dem soll und die beiden Getriebe in ihrem höheren Geabschaltbaren hydrostatischen Motor einschaltbar schwindigkeitsbereich laufen. Sind die Absperrvensind, wenn der Antrieb in beiden Drehrichtungen zu tile 9 und 11 offen, so daß alle vier hydrostatischen erfolgen hat. Zur Betätigung der Kupplung dient da- i₅ Motoren Druckflüssigkeit erhalten, so besteht keine bei vorzugsweise ein doppeltwirkender, in einem Zy- Übereinstimmung zwischen der Bewegung des Rahlinder verschiebbarer Kolben, dessen Kolbenflächen mens um den Lenkdrehzapfen und der unterschiedin an sich bekannter Weise von dem Druck in den liehen Einstellung der Fördermengen der hydrostabeiden Leitungen des abschaltbaren hydrostatischen tischen Pumpen 6 und 7, wenn das Fahrzeug vorMotors beaufschlagt werden und durch den gleich- 20 wärts eine Kurve durchfährt, wobei die Räder auf zeitig der eine Freilauf ein- und der andere Freilauf der Außenseite der Kurve zu schnell angetrieben ausgeschaltet wird. Es kann aber auch jeder Freilauf werden. Dies hat zur Folge, daß diese hydrostatischen für sich durch einen solchen doppeltwirkenden KoI- Motoren bestrebt sind, ihre Räder durchzudrehen, ben ein- und ausgeschaltet werden. während die Räder auf der Innenseite der Kurve zum In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele 25 Schleifen neigen. Um den dadurch entstehenden Leides hydrostatischen Antriebes nach der Erfindung stungsverlust zu vermeiden, sind die hydrostatischen schematisch dargestellt. Es zeigt Getriebe miteinander durch Drosselstellen oder Rück-F i g. 1 das Schema des hydrostatischen Antriebes schlagventile 16 und 17 verbunden, die bei solchen eines Erdräumfahrzeuges, Gelegenheiten einen begrenzten Fluß von Druckflüs-

F i g. 2 ein Erdräumfahrzeug gemäß F i g. 1 in 30 sigkeit von einem Getriebe zum anderen zulassen.

Seitenansicht und Wenn mit dem Fahrzeug Erde geräumt werden soll,

Fig. 3 und 4 zwei schematische Ausführungsfor- _so werden die Absperrventile 9 und 11 geöffnet, da-

men für die Anordnung des Stellmotors für die Be- mit _aii_e Räder angetrieben werden und das Fahrzeug

tätigung der Freilaufkupplungen, die jedem Hinterrad mit geringer Geschwindigkeit fährt, wobei der tatdes Fahrzeuges gemäß Fig. 1 und 2 zugeordnet ₃₅ sächliche Wert der Geschwindigkeit abhängig ist von

sind. der eingestellten Fördermenge der hydrostatischen

Es sei zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genom- Pumpen 6 und 7. Außerdem wird dadurch, daß alle

men, in denen mit 1 eine Brennkraftmaschine be- Räder angetrieben werden, die größtmögliche Boden-

zeichnet ist, die zum Antrieb des Fahrzeuges dient. haftung erzielt, und die auf das Fahrzeug ausgeübte Das Fahrzeug hat vier Räder 2, 3, 4 und 5, die je 40 Vortriebskraft kann einen sehr hohen Wert erreichen,

durch einen eigenen hydrostatischen Motor 2 α, 3 a, Am Ende des Arbeitsganges, wenn der Räumlöffel

4 a und 5 a antreibbar sind. Die Brennkraftmaschine 1 mit Erde gefüllt ist, wird der Räumlöffel durch den

treibt zwei umsteuerbare hydrostatische Pumpen 6 Rahmen 13 angehoben. Die Absperrventile 9 und 11

und 7, deren Fördermengen veränderbar sind. Die werden allmählich geschlossen, wodurch die hydro-Druckseite der hydrostatischen Pumpe 6 ist mit dem 45 statischen Motoren 4 a und 5 a abgeschaltet werden,

hydrostatischen Motor 2 a direkt und mit dem hydro- Die Antriebsleistung wird dann ausschließlich auf die

statischen Motor 5 a über ein Absperrventil 9 verbun- Vorderräder 2 und 3 übertragen, und das Drehzahl-

den. Zwischen dem hydrostatischen Motor 5 a und verhältnis der Getriebe wird verdoppelt, so daß das

seinem Rad 5 ist eine Feilaufkupplung vorgesehen, Fahrzeug bei einer bestimmten Pumpenfördermenge

die eingeschaltet ist, wenn der hydrostatische Motor 50 ungefähr mit der doppelten Geschwindigkeit fahren

das Rad in Vorwärtsfahrtrichtung antreibt. Die hy- kann. In diesem Zustand wird das Fahrzeug an die

drostatische Pumpe 7 ist gleichermaßen direkt mit Abladestelle gefahren und für den nächsten Arbeits-

dem hydrostatischen Motor 3 a des Vorderrades 3 Vorgang zurückgebracht.

und über ein Absperrventil 11 mit dem hydrosta- Gelegentlich kann es notwendig sein, daß das Fahrtischen Motor 4 α des Hinterrades 4 verbunden. Zwi- 55 zeug auch rückwärts fahren muß, was jedoch mit der sehen dem hydrostatischen Motor 4a und dessen Anordnung gemäß Fig. 1 nicht möglich ist, da bei Rad 4 ist ebenfalls eine in Vorwärtsfahrtrichtung ein- geschlossenen Absperrventilen 9 und 11 die hydrogeschaltete Freilaufkupplung vorgesehen. Die Ab- statischen Motoren 4 a und 5 a über die Freilaufkuppsperrventile 9 und 11 sind durch einen Hebel gemein- lungen von den Rädern 4 und 5 angetrieben werden sam betätigbar. Das Fahrzeug weist einen Räumlöffel 60 und Druckflüssigkeit gegen die geschlossenen Ventile auf, der an einem Rahmen 13 befstigt ist, der am fördern wollen. Um eine solche Förderung zu ermöghinteren Ende von den Hinterrädern 4 und 5 und am liehen, könnten die Absperrventile 9 und 11 so ausvorderen Ende von einem Lenkdrehzapfen 14 ge- gebildet sein, daß sie in geschlossenem Zustand die tragen wird. Dieser Lenkdrehzapfen wird seinerseits hydraulischen Anschlüsse der hydrostatischen Motovon den Vorderrädern 2 und 3 getragen, an denen 65 ren4a und 5 a kurzschließen würden. Wenn die Abauch die Brennkraftmaschine 1 und die Fahrerkabine Sperrventile 9 und 11 offen sind, so würde ein Rückbefestigt sind. Durch eine Servo-Lenkeinrichtung wärtsfahren ein freies Durchdrehen der hydrostakann der Rahmen 13 relativ zu den Vorderrädern 2 tischen Motoren 4 a und 5 a zur Folge haben, da sie

in dieser Drehrichtung nicht mit ihren Rädern 4 und 5 verbunden sind. Damit würden aber die hydrostatischen Motoren 2 a und 3 a keine Druckflüssigkeit erhalten.

Wenn das Fahrzeug auch für Rückwärtsfahrt eingerichtet werden soll, und zwar wahlweise mit Antrieb durch zwei oder vier hydrostatische Motoren, können die Freilaufkupplungen zwischen den Hinterrädern und ihren hydrostatischen Motoren in der in

tischen Motor 4 α im umgekehrten Drehsinn, um das Rad abzubremsen. Wie ersichtlich, steuert also die Richtung des Druckgefälles in dem hydrostatischen Motor 4 a die Freilaufkupplungen zum Verbinden des Rades 4 mit dem hydrostatischen Motor in der einen oder der anderen Drehrichtung.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ist für die Freilaufkupplungseinrichtung 18 nur ein Schalthebel 32 vorgesehen, der zwei entgegengesetzt wir-

Fig. 3 oder 4 gezeigten Weise gesteuert werden. io kende Freilaufkupplungen betätigt. Dieser Schalt-Wie aus Fig. 3 ersichtlich, treibt der hydrosta- hebel32 ist mit einem Kolben33 verbunden, der vertische Motor 4 a das Rad 4 über eine Freilaufkupp- schiebbar innerhalb eines Zylinders 34 angeordnet lungseinrichtung 18 und ein Vorgelege 19 an. Die und durch vorgespannte Federn 35 in der Mittelstel-Freilaufkupplungseinrichtung 18 ist von bekannter lung gehalten wird. Der Druckunterschied in den je-Konstruktion und enthält zwei entgegengesetzt wir- 15 weiligen Zu- und Rückführungsleitungen 26 und 27 kende Freiläufe, die einen Antrieb des Vorgeleges beim Antrieb oder Bremsen in Vorwärts- oder Rückdurch den hydrostatischen Motor 4 a in entgegen- wärtsfahrtrichtung ruft dann eine entsprechende Begesetzten Richtungen ermöglichen. Die beiden Frei- wegung des Kolbens 33 und des Schalthebels 32 herlaufe werden jeweils durch einen Schalthebel 21 bzw. vor, um die eine oder die andere Freilaufkupplung 22 eingeschaltet. Der Schalthebel 21 ist mit einem 20 einzuschalten.

Kolben 23 verbunden, der verschieblich in einem Die Erfindung ist in allen Fällen anwendbar, in

Zylinder 24 angeordnet ist und normalerweise durch denen Leistung von einer Kraftquelle auf einen Vervorgespannte Federn 25 in einer Mittelstellung ge- braucher übertragen werden muß, wobei der Vorteil halten wird. Die beiden Enden des Zylinders 24 sind erreicht wird, daß die Regelung des hydrostatischen mit den jeweiligen Zu-und Rückführungsleitungen 26 25 Antriebes auf verhältnismäßig einfache Weise erreicht und 27 verbunden, die zum Zu- und Rückführen von werden kann. Eine solche Änderung des Drehzahl-Druckflüssigkeit zum bzw. vom hydrostatischen Mo- Verhältnisses ist selbst in den Fällen von Vorteil, in tor 4 a dienen. Der Schalthebel 22 ist in gleicher denen die Fördermenge der hydrostatischen Pumpe Weise mit einem Kolben 28 verbunden, der ver- veränderbar ist, denn die Praxis hat ergeben, daß der schieblich in einem Zylinder 29 angeordnet und durch 30 Bereich, in dem das Drehzahlverhältnis noch mit Federn 31 in einer Mittelstellung gehalten wird. Auch gutem Wirkungsgrad veränderbar ist, auf einen bedieser Zylinder ist mit den jeweiligen Zu- und Rück- stimmten Fördermengenbereich begrenzt ist. Die relaführungsleitungen 36 und 27 verbunden. Wenn der tiven Verdrängungen der beiden hydrostatischen hydrostatische Motor 4 α beispielsweise in Vorwärts- Motoren werden dann vorzugsweise so gewählt, daß, fahrtrichtung angetrieben wird, dann steht die Zu- 35 wenn beide hydrostatischen Motoren eingeschaltet führungsleitung 26 unter Druck, und dieser Druck sind, ein Bereich kleiner Geschwindigkeiten durch wird den rechten Enden der beiden Zylinder 24 und Veränderung der Pumpenfördermenge und, wenn nur 29 zugeführt, wodurch die Kolben 23 und 28 nach ein hydrostatischer Motor eingeschaltet ist, ein weitelinks bewegt werden. Dadurch schaltet der Schalthebel rer Geschwindigkeitsbereich durch Veränderung der 21 seine Freilaufkupplung ein, um die Antriebslei- 40 Pumpenfördermenge erhalten wird, stung vom hydrostatischen Motor 4 α auf das Rad 4
zu übertragen, während der Schalthebel 22 in die
Stellung bewegt wird, in der dessen Freilaufkupplung
ausgeschaltet ist. Wenn die Pumpenfördermenge verringert wird, um das Fahrzeug abzubremsen, so steigt 45
der Druck in der Rückführungsleitung 27 sofort erheblich an, während der Druck in der Zuführungsleitung 26 sehr gering wird. Dies kehrt den Druckunterschied in den Zylindern 24 und 29 um, was eine
entgegengesetzte Bewegung der beiden Schalthebel 21 50
und 22 zur Folge hat, so daß die dem Schalthebel 22
zugeordnete Freilaufkupplung eingeschaltet wird und
die dem Schalthebel 21 zugeordnete Freilaufkupplung
nunmehr ausgeschaltet wird. Auf diese Weise überträgt die nunmehr eingeschaltete Freilaufkupplung 55
Leistung von dem Rad 4 auf den hydrostatischen
Motor 4 α, wodurch das Rad gebremst werden kann.
Wenn rückwärts gefahren wird, ist die nunmehrige
Zuführungsleitung 27 unter Druck, und die in dem
hydrostatischen Motor 4 a erzeugte Leistung kann auf 60
das Rad 4 übertragen werden. Wenn bei Rückwärts

fahrt gebremst wird, entsteht hoher Druck in der nunmehrigen Rückführungsleitung 26 und niedriger Druck in der Zuführungsleitung 27, wodurch die Freilaufkupplung des Schalthebels 21 eingeschaltet und 65 diejenige des Schalthebels 22 ausgeschaltet wird. Es ergibt sich also auch hier die Möglichkeit einer Leistungsübertragung von dem Rad auf den hydrosta-

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrostatischer Antrieb, insbesondere für die Fahrwerke eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer durch eine Kraftmaschine angetriebenen, vorzugsweise stufenlos regelbaren hydrostatischen Pumpe und zwei parallel geschalteten hydrostatischen Motoren, die jeweils mechanisch mit dem Abtrieb verbunden sind, wobei einer der hydrostatischen Motoren von der Pumpe abschaltbar und mit dem Abtrieb über eine Kupplung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (Freilaufkupplungseinrichtung 18) durch den Druckunterschied zwischen der Zu- und Rückführungsleitung für diesen hydrostatischen Motor (4 a bzw. 5 a) so betätigbar ist, daß sie bei großem Druckunterschied eingerückt und bei geringem Druckunterschied ausgerückt wird.

2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (Freilaufkupplungseinrichtung 18) zwei entgegengesetzt wirkende Freilaufkupplungen aufweist, die entsprechend der Richtung des Druckgefälles in dem abschaltbaren hydrostatischen Motor (4 α bzw. 5 α) einschaltbar sind.

3. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen der Freilaufkupplungseinrichtung (18) ein

doppeltwirkender, in einen Zylinder (24 bzw. 29 bzw. 34) verschiebbarer Kolben (23 bzw. 28 bzw. 33) vorgesehen ist, dessen Kolbenflächen in an sich bekannter Weise von dem Druck in den beiden, den abschaltbaren hydrostatischen Motor (4 a bzw. 5 a) mit der hydrostatischen Pumpe (6 bzw. 7) verbindenden Zu- und Rückführungsleitungen (26 und 27) beaufschlagt werden.

4. Hydrostatischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Freilaufkupplung ein doppeltwirkender, in einem Zylinder (24 bzw. 29) verschiebbarer Kolben (23 bzw. 28) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 020533; deutsche Patentschriften Nr. 421 296, 583 359, 694, 923 048;

französische Patentschriften Nr. 389 971, 1152139;

französische Zusatzpatentschrift Nr. 14174 zum französischen Patent Nr. 419 864; USA.-Patentschrift Nr. 2446 242.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1 065 734, 1084 580, 1084581.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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