-
Hydrostatisches Antriebsaggregat, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Antriebsaggregat, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei dem je eine mit einem Verbrennungsmotor gekuppelte Ölpumpe
an jedem Fahrzeugende angeordnet ist, wobei die Pumpendruck-und Pumpensaugseite
der beiden Ölpumpen durch Leitungen, die an die Ölmotoren angeschlossen sind, miteinander
verbunden sind.
-
Die hydrostatische Kraftübertragung mit Hilfe von Ölpumpen und Ölmotoren
hat gegenüber der üblichen Kraftübertragung mittels Motor und Getriebe den Vorteil,
daß wegen des Fortfalls der Kraftwellenleitung und des Differentialgetriebes die
Unterbringung des Antriebsaggregates an einer beliebigen Stelle des Fahrzeuges möglich
ist, weil die mit dem Verbrennungsmotor gekuppelte Ölpumpe durch beliebige verlegbare
Rohrleitungen mit den Ölmotoren verbunden werden kann.
-
Bei hydrostatischen Mehrachsantrieben dieser Art ist es bereits bekannt,
die Pumpendruck- und Pumpensaugseite der beiden Ölpumpen durch Ausgleichsleitungen
miteinander zu verbinden, damit bei ungleichen Durchmessern der Räder, in die die
Ölmotoren eingebaut sind, die Gewähr dafür geboten ist, daß alle Ölmotoren die Achsen
antreiben. Hierdurch erreicht man jedoch kein Antriebsaggregat, das allen Anforderungen
besonders im Hinblick auf höchste Wirtschaftlichkeit gewachsen ist, da sämtliche
Achsen ständig angetrieben werden.
-
Auch ist es nicht mehr neu, den hydraulischen Antrieb so zu gestalten,
daß die notwendigen Kupplungs- und Bremsventile unabhängig von dem zur Drehrichtungsänderung
dienenden Umsteuerventil betätigt werden. Der Umsteuerschieber kann bei diesen bekannten
hydraulischen Systemen von Hand in zwei Stellungen gebracht werden, damit die Drehrichtung
der Ölmotoren umgekehrt wird.
-
Durch die Erfindung wird ein Antriebsaggregat der beschriebenen Bauart
geschaffen, welches den Anforderungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit besser
gerecht wird und die beim Fahrzeugbetrieb
herrschenden Bedingungen
auf baulich einfache Weise erfüllt.
-
Das hydrostatische Antriebsaggregat gemäß der Erfindung ist im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpen gemeinsam steuerbar, aber einzeln zu- und
abschaltbar sind. Dadurch wird erreicht, daß je nach Bedarf eines oder beide Ölpumpenaggregate
an das Ölleitungsnetz angeschlossen und wahlweise zum Antrieb eines oder mehrerer
Ölmotoren und damit einer oder mehrerer Fahrzeugachsen verwendet werden können.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es somit, zwecks Brennstoffersparnis
z. B. im Stadtverkehr oder bei mittlerer Geschwindigkeit lediglich mit einem der
beiden Ölpumpenantriebe zu fahren. Weiterhin können beim Anfahren oder auf normalen
Straßen zur Schonung der Reifen sämtliche Räder des Fahrzeuges mit Hilfe der in
sie eingebauten Ölmotoren angetrieben werden, oder es kann die Leistung einer oder
beider Ölpumpen z. B. bei nassen oder glatten Straßen .lediglich auf die Vorderachse
des Fahrzeuges Übertragen werden.
-
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind an sich
bekannte Kupplungsventile und Bremsventile der beiden Ölpumpen von einem gemeinsamen
Gestänge zugleich steuerbar, und die in ebenfalls an sich bekannter Weise die Drehrichtung
der Ölmotoren einstellenden Umsteuerschieber einer jeden Ölpumpe sind unabhängig
in eine die Ölwege der zugehörigen Ölpumpe abschließende Mittelstellung einstellbar.
-
Dadurch wird erreicht, daß es zum Abschalten eines der beiden Ölpumpenaggregate
genügt, den betreffenden Antriebsmotor abzuschalten und den Umsteuerschieber der
betreffenden Ölpumpe in die Mittellage zu bringen. Beim Kuppeln oder Bremsen können
daher die Schaltventile der beiden Ölpumpen gemeinsam betätigt werden, unabhängig
davon, ob eine oder beide Ölpumpen zu- oder abgeschaltet sind.
-
Weiterhin können die den entgegengesetzten Drehrichtungen der Ölmotoren
bzw. der Vorwärts-oder Rückwärtsfahrt eines Fahrzeuges entsprechenden Endstellungen
eines jeden Umsteuerschiebers hydraulisch, z. B. mittels eines in einem Zylinder
verschiebbaren Kolbens einstellbar sein, während die neutrale Mittelstellung des
Umsteuerschiebers mechanisch mittels eines mit der Hand zu betätigenden Gestänges
einstellbar ist, bei dessen Betätigung zugleich die Ölzuleitungen des Zylinders
kurzgeschlossen werden.
-
Das zur Einstellung der Mittelstellung des Umeteuerschiebers dienende
Gestänge kann zweckmäßig mit einem in die Ölzuleitungen eingeschalteten Kurzschlußschieber
gekuppelt werden, der bei Einstellung der Mittelstellung die von einem Umschaltorgan
kommenden Ölzuleitungen unterbricht und auf der Seite :des Zylinders miteinander
verbindet.
-
Der Kurzschlußschieber kanngemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung mit einem Hebelarm des Gestänges über einen Mitnehmer gekuppelt sein,
der sich in einer dem Schaltweg des Kurzschlußschiebers entsprechenden Aussparung
bewegt.
-
Das zur Zu- oder: Abschaltung einer der Ölpumpen .dienende, den Umsteuerschieber
in seine Mittelstellung bewegende Gestänge kann durch einen pedalförmigen Kupplungshebel
verriegelbar gemacht werden. Ebenso wird der Starterknopf zweckmäßig mit dem Kupplungspedal
verriegelt, damit der Fahrer nur im entkuppelten Zustand fahren kann.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachstehenden
Beschreibung an Hand der Zeichnung ersichtlich, welche ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht.
-
Fig. i und 2 zeigen schematisch in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein
in einen Omnibus eingebautes Antriebsaggregat gemäß der Erfindung; Fig. 3 zeigt
schematisch die Anordnung der Regel- und Schaltorgane der Ölpumpe; Fig. 4 zeigt
für sich herausgezeichnet eine andere Stellung eines der Schaltorgane, und Fig.
5 und 6 zeigen schematisch die Steuerungs-und Kupplungsorgane eines Antriebsaggregates
in zwei verschiedenen Stellungen.
-
Das in Fig. i und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht
einen zweckmäßigen Einbau des Antriebsaggregates gemäß der Erfindung .in einen Omnibus.
Sowohl im vorderen als auch im :hinteren Ende des Fahrzeuges ist je ein Verbrennungsmotor
I angeordnet, der mit je einer Ölpumpe 2 direkt gekuppelt ist. Jedes aus Motor i
und aus Ölpumpe 2 bestehende Aggregat ist zweckmäßig quer zur Fahrzeuglängsachse
eingebaut. Diese quer gestellten Aggregate nehmen sehr wenig Platz in Anspruch.
Neben dem vorderen Aggregat bleibt noch genügend Platz für den Fahrer und die Lenkung
3. Das Gewicht der Antriebsmaschinen kann. auf diese Weise sehr günstig vorn und
hinten im Fährzeug verteilt werden.
-
Die beiden Ölpumpen 2 sind durch Öldruck- und Rücklaufleitungen 4
und 5 miteinander verbunden. Außerdem führen von dies-en Leitungen 4 und 5 Schlauchleitungen
6 und 7 bzw. 8 und 9 zu den Ölmotoren io; welche vorzugsweise in die Felgen der
Räder i i eingebaut sind.
-
In dem Schaltungsschema der Fig.3 sind die schematisch dargestellten
Ölpumpen mit i2 bezeichnet. Jede Ölpumpe i2 führt .das von ihr geförderte Öl,- solange
ein Kupplungsventil 18 geschlossen ist, in eine Leitung 13 und durch Bohrungen 14
-und 15 eines Umsteuerschiebers 16 in eine Leitung 17, aus der .das Drucköl den
in Fig. 3 reicht näher dargestellten Ölmotoren zugeführt wird. Die Kupplungsventile
18 sind durch Hebel i9 mit einem Bedienungsgestänge 2o, a1, 22 gekuppelt. Wenn die
Kupplungsventile 18 mit Hilfe der Bedienungsstange 21 geöffnet werden, so ließt
das geförderte Öl durch die Leitungen 23 unmittelbar in die Pumpen 12 zurück, ohne
daß die Ölmotoren angetrieben werden. Der Antrieb ist in dieser Stellung ausgekuppelt.
Bei
geschlossenen Kupplungsventilen 18 und entsprechendem Antrieb der Ölmotoren fließt
das Öl aus den Ölmotoren durch Leitungen 24, Bohrungen 25 und 26 .des Umsteuerschiebers
16 sowie schließlich durch Leitungen 27 und 28 in die Ölpumpen 12 zurück, ;solange
die Bremsventile 29 offen, sind. Werden die Bremsventile 29 über den Hebel 30 mit
Hilfe des Gestänges 2o, 2I, 22 geschlossen, so wird das Fahrzeug abgebremst, weil
das Öl dann von den Ölmotoren nicht zurückfließen kann.
-
Zwecks Änderung der Drehrichtung der Ölmotoren, d. h. zur Umsteuerung
des Fahrzeuges wird der Umsteuerschieber 16 um I8o° verdreht. Jeder Umsteuerschieber
16 ist zu diesem Zweck mit einem Zahnrad 3I verbunden, in welches eine verzahnte
Kolbenstange 32 eingreift. Die Kolbenstange 32 führt einen in einem Zylinder 34
verschiebbaren Kolben 35. Dem Zylinder 34 kann Drucköl auf die eine oder andere
Kolbenseite wahlweise durch eine Leitung 33 oder eine Leitung 36 zugeführt werden.
-
Die in Fig. 3 dargestellte Lage des Kolbens 35 entspricht der Stellung
bei Vorwärtsfahrt, wobei der Umsteuerschieber 16 die eingezeichnete Stellung einnimmt.
Sollen die Ölmotoren umgesteuert werden, damit das Fahrzeug rückwärts fährt, wird
das Drucköl durch die Leitung 36 auf die andere Seite des Kolbens 35 in den Zylinder
34 geleitet, wobei die Leitung 33 entlüftet wird. Das Drucköl bewegt dann den Kolben
35 in die in Fig. 4 dargestellte Lage, wobei die Kolbenstange 32 den Umsteuerschieber
16 um I8o° verdreht. Das von der Pumpe 12 geförderte Drucköl tritt durch Bohrungen
37 und 38 in die Leitung 24 ein, während das Rücklauföl aus der Leitung 17 durch
Bohrungen 39 und 40 und die anschließenden Leitungen 41, 27, 28 in die Pumpe 12
zurückströmt.
-
Erfindungsgemäß wird zwecks Abschaltung einer Ölpumpe der zugehörige
Umsteuerschieber 16 mit Hilfe eines Hobels 42 um 9o° in eine neutrale Mittelstellung
gedreht. Dieser Vorgang ist in Fig. 5 und 6 veranschaulicht, wobei Fig. 5 der Stellung
der Schaltorgane bei Vorwärtsfahrt mit eingeschalteter Ölpumpe entspricht, während
Fig. 6 die Mittelstellung des Umsteuerschiebers 16 zeigt, welcher in Fig. 5 und
6 im Querschnitt dargestellt ist.
-
Die eigentliche Umsteuerung des Fahrzeuges geschieht mit Hilfe eines
besonderen Umsteuerschalthebels. Zu diesem Zweck ist beispielsweise an der Lenksäule
43 des Fahrzeuges ein Schalter 44 angebracht, der einen Hahnreiber enthält. Dem
Schaltgehäuse 44 wird durch eine Leitung 45 Drucköl zugeführt, welches durch Verdrehen
des Hahnreibers mit Hilfe eines Schalthebels 46 wahlweise auf die Leitung 33 oder
36 geschaltet wird, wobei das Rücklauföl durch eine Leitung 47 abläuft. Entsprechend
der Schaltstellung dieses Schalthebels wird der Kolben 35 in dem Zylinder 34 entweder
in seine linke oder in seine rechte Endstellung bewegt.
-
In die Leitungen 33 und 36 ist ein Kurzschlußschieber 48 eingeschaltet,
der auf der linken Seite der Fig. 5 in einem Schnitt A-B besonders dargestellt ist.
In der gezeichneten Stellung kann das Schaltöl durch Querbohrungen 49 und 50 durch
den Kurzschlußschieber 48 hindurch strömen. Zwecks Abschaltung der Ölpumpenanlage
wird der Kurzschlußschieber 48 mit Hilfe eines Handgriffes 51 zunächst in Richtung
seiner Achse verschoben, wobei eine Feder 52 gespannt wird.
-
Hierbei wird der obere Abschnitt der Leitungen 33 und 36 durch den
Schieber 48 abgeschlossen, während die unteren Abschnitte der Leitungen 33 und 36
mit Hilfe einer in dem Schieber 48 angeordneten Nut 53 kurzgeschlossen werden. Sodann
wird der Kurzschlußschieber 48 mit Hilfe des Handgriffes 51 in die in Fig. 6 dargestellte
Lage gebracht. Hierbei wird ein Hebel 54 mit Hilfe eines Mitnehmers 55 mit dem Handhebel
51 gekuppelt, wodurch eine Stange 57 den Hebel 42 verstellt und den Kolben 35 mit
Hilfe des auf die Kolbenstange 32 wirkenden Zahnrades 58 in seine aus Fig. 6 ersichtliche
Mittelstellung verschiebt. Dadurch wird über die gezahnte Kolbenstange 32 und das
Zahnrad 31 auch der Umsteuerschieber 16 in seine neutrale Mittelstellung gedreht,
in welcher er die Ölleitungen 17 und 24 abschließt. Die Ölpumpe 12 wird dadurch
aus dem Ölkreislauf ausgeschaltet.
-
Wenn beide Ölpumpenanlagen des Fahrzeuges wahlweise abschaltbar sein
sollen, s0 wird die Schalteinrichtung für jede Ölpumpenanlage gesondert vorgesehen.
-
Damit man die betreffende Ölpumpenanlage sowohl bei Vorwärtsfahrt
als auch bei Rückwärtsfahrt abschalten kann, ist der Kurzschlußschieber 48 mit Hilfe
.des Mitnehmers 55 über eine Aussparung 59 mit dem Umsteuerschiebergestänge gekuppelt,
wobei (die Größe der Aussparung 59 dem Weg des Mitnehmers 55 während des Umsteuervorganges
entspricht. Bei Rückwärtsfahrt wird der Hebel 5, sinngemäß nach der anderen Richtung
verdreht.
-
Wenn man während der Fahrt eine abgeschaltete Ölpumpenanlage wieder
zuschalten würde, dann würde das von der zweiten Anlage geförderte Drucköl die einzuschaltende
Ölpumpe antreiben, so daß dieselbe rückwärts laufen würde. Der mit der Ölpumpe direkt
.gekuppelte Antriebsmotor würde dadurch auch rückwärts laufen und nicht anspringen
können.
-
Um dies zu verhindern, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
dafür gesorgt, daß der Fahrer vor der Zuschaltung einer Ölpumpe das Kupplungsventil
öffnen muß, weil .dann kein nennenswerter Öldruck entsteht, der die einzuschaltende
Pumpe antreibt. Um den Fahrer zu zwingen, vor Zuschaltung der zweiten Pumpe auszukuppeln,
ist der Handhebel 5 i durch das Kupplungspedal 6o verriegelt. Zu @diesem Zweck ist
der Hebel 5 i mit einem Hebel 56 verbunden, an dem eine Stange 61 angelenkt ist,
die ihrerseits gelenkig mit einem Hebel 62 verbunden ist. In der scheibenartigen
Nabe des Hebels 62 ist in .einer der Mittelstellung des Betätigungsgestänges entsprechenden
Lage eine
Rast 63 angeordnet, in die eine Federhülse 64 eingreifenkann,
welche mit einem Bund 65 versehen ist.
-
In Fig. G ist die der Mittelstellung des Umsteuerschi.ebers 16 entsprechende
Verriegelungsstellung dargestellt. Erst wenn das Kupplungspedal 6o herabgedrückt
und die Federhülse 64 aus der Rast 63 herausgezogen wird, kann der Hebel 51 in die
in Fig. 5 dargestellte Lage gebracht und damit die zweite Ölpumpe eingeschaltet
werden.
-
Weiterhin ist es zweckmäßig, den Hub des Starterknopfes 66 durch eine
mit dem Kupplungpedal 6o verbundene Scheibe zu begrenzen, wobei eine Aussparung
in dieser Scheibe bewirkt, daß der Starterknopf 66 nur im ausgekuppelten Zustand
bedient werden kann.
-
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die nur beispielsweise beschriebene
und dargestellte Ausführungsform, sondern sie umfaßt alle Varianten und Ausgestaltungen
des wesentlichen Erfindungsgedankens. Bei einem Einbau eines Antriebsaggregates
gemäß der Erfindung in ein Schienenfahrzeug, ein Schiff oder ein Flugzeug werden
die Antriebsmotoren, Ölpumpen und Ölmotoren sinngemäß angeordnet. Die Ölmotoren
können bei Schiffen z. B. auf mehrere .Schiffsschrauben "und bei Flugzeugen auf
mehrere Propeller wirken. In Schiffen und Flugzeugen werden die Aggregate zweckmäßig
in der Nähe des Schwerpunktes eingebaut. Schließlich kann die Erfindung auch bei
stationären Anlagen angewendet werden. Im übrigen können erfindungsgemäß auch mehr
als zwei Ölpumpenanlagen und beliebig viele Ölmotoren zum wahlweisen Zusammenwirken
ausgebildet und miteinander verschaltet werden.