DE10059192C1 - Hydraulische Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Eine hydraulische Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug enthält eine Druckquelle (7), die einen vorbestimmten Druck zur Aufrechterhaltung des Betriebsdrucks eines Hydromotors (5) erzeugt, einen Bremszylinder (18) mit einer eine Federeinrichtung (19) zur Betätigung einer Bremseinrichtung aufweisenden Federkammer (20) und mit einer durch die Druckquelle (7) gegen die Kraft der Federeinrichtung (19) beaufschlagbaren Freigabekammer (21) zum Festhalten der Bremseinrichtung (17) in ihrer Freigabestellung sowie ein Bremssteuerventil (22), das in einer Freigabestellung einen Durchfluß von der Druckquelle (7) zur Freigabekammer (21) freigibt. Zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Betätigung der Bremseinrichtung beim Fahren aufgrund eines vorübergehenden Druckabfalls in der Druckquelle sind erfindungsgemäß eine Leckflüssigkeitsauslaßöffnung des Hydromotors (5) und eine Ventilanordnung (25) mit der Freigabekammer (21) verbunden, und die Ventilanordnung (25) hält den Druck in der Freigabekammer (21) in der Freigabestellung des Bremssteuerventils (22) mindestens auf dem Freigabedruck der Bremseinrichtung (17).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische An­ triebseinrichtung für ein Fahrzeug, die eine einen vor­ bestimmten Druck erzeugende Druckquelle zur Aufrechter­ haltung des Betriebsdrucks eines Hydromotors, einen Bremszylinder mit einer eine Federeinrichtung zur Betä­ tigung einer Bremseinrichtung aufweisenden Federkammer und mit einer durch Druckflüssigkeit aus der Druckquel­ le gegen die Kraft der Federeinrichtweg beaufschlagba­ ren Freigabekammer zum Festhalten der Bremseinrichtung in ihrer Freigabestellung sowie ein Bremssteuerventil aufweist, das in einer Freigabestellung einen Durchfluß von der Druckquelle zur Freigabekammer freigibt.

Eine solche Antriebseinrichtung ist besonders für land­ wirtschaftliche und industrielle Arbeitsfahrzeuge, wie Ackerschlepper, Erntemaschinen oder Baumaschinen geeig­ net und wird insbesondere an Kompaktladern eingesetzt.

Eine bekannte Antriebseinrichtung die der Art ist aus der EP 0 909 690 A2 bekannt. Sie enthält neben einer einen Hydromotor, der Räder des Fahrzeugs antreibt, in einem geschlossenen Kreislauf versorgenden Pumpe eine Hilfspumpe, die einen vorbestimmten Ladedruck erzeugt, der auch der Freigabekammer im Bremszylinder zugeführt wird. Wenn der Ladedruck wegfällt, wirkt allein die Fe­ dereinrichtung, um das Fahrzeug zu bremsen. Wenn dage­ gen das Bremssteuerventil aktiviert ist, macht der La­ dedruck in der Freigabekammer die Federeinrichtung in der Federkammer unwirksam. Wenn aber ein eine Bremsung erfordernder Fehler auftritt, wird das Bremssteuerven­ til deaktiviert, so daß die Federeinrichtung, unter­ stützt durch den Ladedruck in der Federkammer, ein si­ cheres Bremsen, auch gegenüber einem Drehen des Hydro­ motors, bewirkt. Bei raschen Bewegungen eines von der Arbeitshydraulik betätigten Werkzeugs können jedoch Fälle auftreten, in denen der dem Bremszylinder zuge­ führte Druck zu niedrig wird, so daß die Bremseinrich­ tung unabsichtlich betätigt wird und das Fahrzeug ab­ bremst. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn eine Zugkraft auf die Kolbenstange eines Arbeitszylinders einwirkt, beispielsweise wenn ein von dem Arbeitszylin­ der betätigter, mit Erde gefüllter Greifer eines Bag­ gers herabgelassen wird. Hierbei strömt - bei rascher Bewegung von Kolben und Kolbenstange - mehr Flüssigkeit in den als aus dem Arbeitszylinder, weil die mit der Kolbenstange verbundene Seite des Kolbens eine kleine­ re, um die Querschnittsfläche der Kolbenstange vermin­ derte wirksame Fläche als die andere Kolbenseite hat. Gleichzeitig ergibt sich ein größerer Flüssigkeitsver­ brauch. Ferner kann der Druck in der Freigabekammer des Bremszylinders dadurch kurzzeitig unter den Freigabe­ druck sinken, daß die Drehzahl des die Pumpen und über diese den Hydrommotor und damit die Antriebsräder des antreibenden Verbrennungsmotors durch den Fahrer oder aufgrund einer zunehmenden Belastung des Fahrzeugs wäh­ rend der Fahrt abnimmt.

Auch bei der in der nicht vorveröffentlichten DE 199 62 807 A1 offenbarten Antriebseinrich­ tung können ähnliche Fälle auftreten, wie nachstehend anhand von Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen noch ausführlicher beschrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An­ triebseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine unabsichtliche Betätigung der Bremsein­ richtung, ohne daß ein Notfall auftritt, verhindert wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit der Freigabekammer eine Leckflüssigkeitsauslaßöff­ nung des Hydromotors und eine Ventilanordnung verbunden sind und die Ventilanordnung den Druck in der Freigabe­ kammer in der Freigabestellung des Bremssteuerventils mindestens auf dem Freigabedruck der Bremseinrichtung hält.

Bei dieser Lösung bleibt der Druck in der Freigabekam­ mer des Bremszylinders auch bei einem vorübergehenden oder kurzzeitigen Druckabfall in der Druckquelle unter den vorbestimmten Druck weiterhin über dem Druck in der Federkammer, so daß die Bremse nicht unabsichtlich be­ tätigt wird.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß eine Ventilanord­ nung an einer mit der Druckquelle verbundenen Eingangs­ leitung des Bremssteuerventils angeschlossen ist, die in der Freigabestellung des Bremssteuerventils einen Durchfluß von der Freigabekammer zum Bremssteuerventil freigibt, wenn der Druck der Druckquelle unter den Freigabedruck in der Freigabekammer absinkt und die Flüssigkeitsdruckkraft in der Freigabekammer höher als eine in Schließrichtung der Ventilanordnung wirkende Federkraft ist, die höher als die Druckkraft des vorbe­ stimmten Drucks der Druckquelle in der Freigabekammer eingestellt ist.

Eine einfache Ausgestaltung besteht darin, daß die Ven­ tilanordnung in der mit der Druckquelle verbundenen Eingangsleitung des Bremssteuerventils ein unbelastetes Rückschlagventil, das zur Druckquelle hin schließt, und ein an der Eingangsleitung zwischen dem Rückschlagven­ til und dem Bremssteuerventil angeschlossenes Druckven­ til aufweist, das gegen die Federkraft der Ventilanord­ nung durch den Druck in der Freigabekummer zur Druck­ quelle oder zum Behälter hin öffnet, jedoch den Druck in der Freigabekammer auf einen höheren Wert als den Betätigungsdruck der Bremseinrichtung begrenzt.

Sodann kann die Federkammer des Druckventils mit dem Behälter oder der Druckquelle verbunden sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 das vereinfachte Blockschaltbild einer in der früheren deutschen Patentanmeldung DE 199 62 807 A1 dargestellten Antriebsein­ richtung für ein Fahrzeug,

Fig. 2 einen zugehörigen Bremszylinder mit Bremsein­ richtung,

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer er­ findungsgemäßen Antriebseinrichtung und

Fig. 4 ein vereinfachtes Schaltbild einer gegenüber der Antriebseinrichtung nach Fig. 3 etwas ab­ gewandelten Antriebseinrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Antriebsein­ richtung enthält eine Pumpe 1, die über eine Antriebs­ welle 2, beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor, angetrieben wird und deren Fördervolumen zwecks Ände­ rung der Fahrgeschwindigkeit verstellbar ist. Diese Pumpe 1 ist über Motorleitungen 3 und 4 mit einem Hy­ dromotor 5 verbunden, dessen Abtriebswelle 6 mit nicht dargestellten Rädern des Fahrzeugs verbunden ist.

Eine Druckquelle 7 enthält eine zusammen mit der Pumpe 1 angetriebene Ladepumpe, deren Ausgang 8 an ein Druck­ begrenzungsventil 9 zur Aufrechterhaltung des Lade­ drucks angeschlossen ist. Der Ausgang 8 ist ferner über je ein unbelastetes Rückschlagventil 10 und 11 mit ei­ ner Motorleitung 3 bzw. 4 verbunden. Durch entsprechen­ de Nachfüllvorgänge wird hierdurch der Ladedruck in der gesamten Antriebseinrichtung aufrechterhalten.

Ein Spülventil 12 sorgt dafür, daß beim Überwiegen des Drucks in der einen Motorleitung Druckflüssigkeit aus der anderen Motorleitung abgelassen und über eine mit einer Blende 13 versehene Spülleitung 14 und ein nicht dargestelltes Filter zum Behälter 15 geführt wird. Auf diese Weise werden die Motorleitungen auf einem dem La­ dedruck entsprechenden Druck gehalten. Der Hydromotor 5 besitzt eine Leckflüssigkeitsleitung 16, die mit der Spülleitung 14 und daher mit dem Behälter 15 verbunden ist. Über diese Leckflüssigkeitsleitung 16 strömt Druckflüssigkeit entsprechend dem Druck auf der Druck­ seite des Motors und damit in Abhängigkeit von der Mo­ torbelastung.

Der Motorwelle 6 ist eine Bremseinrichtung 17 (Fig. 2) mit wenigstens einer Bremse zugeordnet. Die Bremsein­ richtung 17 ist durch einen Bremszylinder 18 betätig­ bar, der eine eine Federeinrichtung 15 aufweisende Fe­ derkammer 20 und eine Freigabekammer 1 aufweist. Die Federkammer 20 ist über eine Leitung 1 und die Freiga­ bekammer 21 über eine Leitung R mit einem Bremssteuer­ ventil 22 verbunden, das hier als elektromagnetisch be­ tätigtes 4/2-Wegeventil ausgebildet ist. Das Bremssteu­ erventil 22 ist außerdem über eine Eingangsleitung 23 mit dem Ausgang 8 der Druckquelle 7 verbunden und führt daher Ladedruck. Eine weitere Leitung 24 führt zum Be­ hälter 15. Die Leckflüssigkeitsleitung 16 und die Spülleitung 14 sind an der Federkammer 20 angeschlos­ sen.

In der dargestellten Freigabestellung des Bremssteuer­ ventils 22, in der es aktiviert ist, führt die Feder­ kammer 20 Behälterdruck, was auch für die Enden der da­ mit verbundenen Spülleitung 14 und Leckflüssigkeitslei­ tung 16 gilt, während die Freigabekammer 21 durch den Ladedruck belastet ist. Wird das Bremssteuerventil 22 entregt (deaktiviert), befindet es sich also in der Bremsstellung, wird die Freigabekammer 21 mit dem Be­ hälter 15 verbunden, während die Leitung D, also die über die Federkammer 20 hinaus verlängerte Spülleitung 14, gesperrt wird. Infolgedessen steigt der Druck in der Federkammer 20 aufgrund der nachströmenden Spül­ flüssigkeit, die nicht mehr abströmen kann, rasch auf den Wert des Ladedrucks. Die Federeinrichtung 19 wird daher in ihrer Bremsfunktion durch dei Druckflüssig­ keitsdruck unterstützt.

Wenn der Druck in der Freigabekammer 21 aufgrund einer Störung während des Betriebs ausfällt, wirkt allein die Federeinrichtung 19 auf die Bremseinrichtung 17, so daß das Fahrzeug abgebremst wird. Andererseits kann die Bremseinrichtung 17 auch unbeabsichtigt betätigt wer­ den, wenn die Druckquelle 7 auch eine Arbeitseinrich­ tung des Fahrzeugs versorgt, die vorübergehend in der Weise entlastet wird, daß der Druck der Druckquelle ab­ fällt.

Ein weiterer Grund für ein ungewolltes Betätigen der Bremseinrichtung 17 kann folgender sein.

Wenn das Fahrzeug fährt, ist das Spülventil 12 ausge­ steuert, so daß Flüssigkeit aus der Druckquelle 7 durch den (geschlossenen Kreis über den) Hydromotor 5, das Spülventil 12, die Drossel 13, die Spülleitung 14, die Federkammer 20, das Bremssteuerventil 22 und ein (nicht dargestelltes) Filter zum Behälter 15 strömt, um die Leckflüssigkeit zu ersetzen und die Druckflüssigkeit über das Filter zu reinigen (und damit die Antriebsein­ richtung zu spülen). Während des Betriebs erhitzt sich jedoch das als Druckflüssigkeit verwendete Öl, so daß seine Viskosität abnimmt und mehr Öl durch die Spüllei­ tung 14 und daher weniger Öl durch das Druckbegren­ zungsventil 9 zum Behälter 15 strömt. Das Druckbegren­ zungsventil 9 hat normalerweise eine ansteigende Kenn­ linie (bei der mit zunehmenden Durchfluß der Eingangs­ druck ansteigt), weil ein Druckbegrenzungsventil mit einer ansteigenden Kennlinie preisgünstiger ist. Bei abnehmendem Durchfluß durch das Druckbegrenzungsventil 9 nimmt mithin auch der Druck der Druckquelle 7 ab, mit dem die Freigabekammer 21 über die Leitung 23, das (in der dargestellten Stellung) aktivierte Bremssteuerven­ til 22 und den Anschluß R beaufschlagt wird. Daher wird die Bremseinrichtung 17 durch die Federeinrichtung 19 unbeabsichtigt vorübergehend betätigt und das Fahrzeug abgebremst.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung nach Fig. 3 ist zusätzlich zu den Bauteilen nach Fig. 1 an einer mit der Druckquelle 7 verbundenen Eingangsleitung 23 des Bremssteuerventils 22 eine Ventilunordnung 25 ange­ schlossen. Diese Ventilanordnung gibt in der darge­ stellten Freigabestellung des Bremssteuerventils 22 ei­ nen Durchfluß von der Freigabekammer 21 zum Bremssteu­ erventil 22 frei, wenn der Druck der Druckquelle 7 un­ ter den Freigabedruck in der Freigabekammer 21 absinkt und die Flüssigkeitsdruckkraft in der Freigabekammer 21 höher als eine in Schließrichtung der Ventilanordnung 25 wirkende Federkraft ist, die höher als die Druck­ kraft des vorbestimmten Drucks der Druckquelle 7 in der Freigabekammer 21 eingestellt ist. Ferner ist die Leck­ flüssigkeits-Auslaßöffnung des Hydromotors 5 über die Leckflüssigkeitsleitung 16 mit der Freigabekammer 21 verbunden.

Die Ventilanordnung 25 enthält in der mit der Druck­ quelle 7 verbundenen Eingangsleitung 23 des Bremssteu­ erventils 22 ein unbelastetes Rückschlagventil 26, das zur Druckquelle 7 hin schließt. Ferner enthält die Ven­ tilanordnung 25 ein an der Eingangsleitung 23 zwischen dem Rückschlagventil 26 und dem Bremssteuerventil 22 angeschlossenes, durch eine Feder belastetes Druckven­ til 27, hier ein Druckbegrenzungsventil, das gegen die Kraft seiner Feder durch den Druck in der Freigabekam­ mer 21 zur Druckquelle 7 hin öffnet, jedoch den Druck in der Freigabekammer 21 auf einen höheren Wert als den Betätigungsdruck der Bremseinrichtung 17 begrenzt. Die Druckflüssigkeit in der Freigabekammer 21 wird hierbei allein über die Leckflüssigkeitsleitung 16 zugeführt. Ferner ist die Federkammer des Druckventils 27 mit dem Behälter 15 verbunden. Ihr Druck wird daher zum Behäl­ ter 15 und damit zur Atmosphäre ausgeglichen. Die Ver­ bindung zum Behälter 15 erfordert zwar das Verlegen ei­ ner zusätzlichen Leitung. Dafür wird der Druck in der Freigabekammer 21 jedoch unabhängig von dem der Druck­ versorgung.

Alternativ kann - wie es in Fig. 4 dargestellt ist - das Druckventil 27 gegen seine Federkraft durch den Druck in der Freigabekammer 21 zum Behälter 15 hin öff­ nen. Die Federkammer und der Ausgang des Druckventils 27 sind mit dem Behälter 15 verbunden, wobei die Feder­ kammer und der Ausgang des Druckventils 27, entgegenge­ setzt zur Darstellung in Fig. 4, innerhalb des Druck­ ventils 27 miteinander verbunden sind. Dadurch kommt man mit nur einer externen Verbindungsleitung aus, und Leckflüssigkeit aus dem Hydromotor 5 wird nur in den Behälter 15 geleitet und dadurch auch gefiltert, bevor sie wieder in den Kreislauf gelangt.

Bei der Ausbildung nach Fig. 3 schließt das Rückschlag­ ventil 26, wenn während des Betriebs ein Druckabfall in der Druckquelle 7 auftritt, so daß der Freigabedruck in der Freigabekammer 21 über die Leckflüssigkeitsleitung 16 des Hydromotors 5 in Verbindung mit einer durch das Druckventil 27 bewirkten Druckbegrenzung hochgehalten wird. Die in der geöffneten Stellung des Druckventils 27 von diesem durchgelassene Flüssigkeit erhöht etwas den Durchfluß des Druckbegrenzungsventils 9, so daß der Druck der Druckquelle 7 wieder etwas ansteigt. Im Ergebnis wird die Bremseinrichtung 17 wieder freigegeben (gelöst). Der Einstelldruck des Druckventils 27 ist et­ was höher als der des Druckbegrenzungsventils 9, so daß der Druck der Druckquelle 7 das Druckventil 27 niemals öffnen kann.

Bei beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 kann die Federkammer des Druckventils 27 statt mit dem Behälter 15 mit der Druckseite der Druckquelle 7 verbun­ den sein, weil der Druck in der Freigabekammer 21 auch bei einem vorübergehenden Druckabfall durch den Leck­ flüssigkeitsdruck über die Leitung 16 in Verbindung mit der durch das Druckventil 27 bewirkten Druckbegrenzung hinreichend hoch gehalten wird, ohne daß die Brems­ einrichtung 17 betätigt wird.

Claims (4)

1. Hydraulische Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, die eine einen vorbestimmten Druck erzeugende Druckquelle (7) zur Aufrechterhaltung des Betriebs­ drucks eines Hydromotors (5), einen Bremszylinder (18) mit einer eine Federeinrichtung (19) zur Betä­ tigung einer Bremseinrichtung (17) aufweisenden Fe­ derkammer (20) und mit einer durch Druckflüssigkeit aus der Druckquelle (7) gegen die Kraft der Feder­ einrichtung (19) beaufschlagbaren Freigabekammer (21) zum Festhalten der Bremseinrichtung (17) in ihrer Freigabestellung sowie ein Bremssteuerventil (22) aufweist, das in einer Freigabestellung einen Durchfluß von der Druckquelle (7) zur Freigabekam­ mer (21) freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Freigabekammer (21) eine Leckflüssigkeitsaus­ laßöffnung des Hydromotors (5) und eine Ventilan­ ordnung (25) verbunden sind und die Ventilanordnung (25) den Druck in der Freigabekammer (21) in der Freigabestellung des Bremssteuerventils (22) minde­ stens auf dem Freigabedruck der Bremseinrichtung (17) hält.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilanordnung (25) an einer mit der Druckquelle (7) verbundenen Eingangsleitung (23) des Bremssteuerventils (22) angeschlossen ist, die in der Freigabestellung des Bremssteuerventils (22) einen Durchfluß von der Freigabekammer (21) zum Bremssteuerventil (22) freigibt, wenn der Druck der Druckquelle (7) unter den Freigabedruck in der Freigabekammer (21) absinkt und die Flüssigkeits­ druckkraft in der Freigabekammer (21) höher als ei­ ne in Schließrichtung der Ventilanordnung (25) wir­ kende Federkraft ist, die höher als die Druckkraft des vorbestimmten Drucks der Druckquelle (7) in der Freigabekammer (21) eingestellt ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (25) in der mit der Druckquelle (7) verbundenen Eingangsleitung (23) des Bremssteuerventils (22) um unbelastetes Rückschlagventil (26), das zur Druckquelle (7) hin schließt, und ein an der Eingangsleitung (23) zwi­ schen dem Rückschlagventil (26) und dem Bremssteu­ erventil (22) angeschlossenes Druckventil (27) auf­ weist, das gegen die Federkraft der Ventilanordnung (25) durch den Druck in der Freigabekammer (21) zur Druckquelle (7) oder zum Behälter (15) hin öffnet, jedoch den Druck in der Freigabekammer (21) auf ei­ nen höheren Wert als den Betätigungsdruck der Brem­ seinrichtung (17) begrenzt.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federkammer des Druckventils (27) mit dem Behälter (15) oder der Druckquelle (7) verbunden ist.