DE1164846B - Hydrostatic mechanical drive for an all-terrain motor vehicle, in particular building equipment, leveling equipment, shovel loader, swivel loader or similar vehicle - Google Patents

Description

Hydrostatisch mechanischer Antrieb für ein geländegängiges Kraftfahrzeug, insbesondere Baugerät, Planiergerät,-Schaufellader, Schwenklader oder ähnliches Fahrzeug - Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischmechanischen Antrieb für ein geländegängiges Kraftfahrzeug, insbesondere Baugerät, Planiergerät, Schaufellader, Schwenklader oder ähnliches Fahrzeug, bei dem ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Verzweigungsgetriebe mit stufenloser Drehzahlregelung vorgesehen ist, durch das einerseits mechanisch über den Umlaufräderträger ein Fahrzeugrad antreibbar ist und durch das andererseits über eine mit dem Hohlrad verbundene hydrostatische Pumpe und einen von dieser mit Druckmittel beaufschlagbaren hydrostatischen Motor ein Fahrzeugrad einer anderen Fahrzeugachse antreibbar ist.Hydrostatic mechanical drive for an all-terrain motor vehicle, in particular construction equipment, grading device, shovel loader, swivel loader or similar vehicle - The invention relates to a hydrostatic mechanical drive for an all-terrain motor vehicle, in particular construction equipment, grading device, shovel loader, swivel loader or similar vehicle, in which a Epicyclic gear transmission designed splitting gear with continuously variable speed control is provided, through which on the one hand a vehicle wheel can be driven mechanically via the planetary gear carrier and through which, on the other hand, a vehicle wheel of another vehicle axle can be driven via a hydrostatic pump connected to the ring gear and a hydrostatic motor that can be acted upon by pressure medium.

Geländegängige als Baugeräte, Planiergeräte, Schaufellader, Schwenklader oder ähnlich ausgebildete Fahrzeuge mit stufenlos regelbaren Getrieben sind bekannt. Die Vorteile dieser Getriebe für solche Fahrzeuge und Geräte sind ebenfalls bekannt.All-terrain as construction equipment, graders, shovel loaders, swing loaders or similarly designed vehicles with continuously variable transmissions are known. The benefits of these transmissions for such vehicles and equipment are also known.

Es werden auch hydrostatische stufenlose Äntriebe angewendet. Das Getriebe besteht hierbei aus einer von einer Brennkraftmaschine angetriebenen regelbaren hydrostatischen Pumpe meist axialer Bauart mit Kolben und umlaufendem Zylinderkörper und einem Axialkolbenmotor.Hydrostatic continuously variable drives are also used. That Transmission consists of a controllable one driven by an internal combustion engine hydrostatic pump mostly of an axial design with piston and rotating cylinder body and an axial piston motor.

Das Drehmomentenwandelvermögen dieser bekannten Antriebe ist durch die Größenabmessungen der hydrostatischen Pumpen begrenzt. Soll z. B. das Drehmoment an den Fahrzeugrädem im Bereich 1: 5 verändert werden können, so muß das Hubvolumen des hydrostatischen Motors fünfinal größer sein als das Hubvolumen der hydrostatischen Pumpe, bei der diese Pumpe die ganze Leistung der Brennkraftmaschiene aufnehmen kann. Zu jedem Fahrzeugrad muß die Leistung der Getriebe mittels Kardanwellen od. dgl. übertragen werden.The torque conversion capacity of these known drives is limited by the size of the hydrostatic pumps. Should z. B. the torque on the vehicle wheels can be changed in the range 1: 5 , the displacement of the hydrostatic motor must be five times greater than the displacement of the hydrostatic pump, in which this pump can absorb the entire power of the internal combustion engine. The power of the transmission must be transmitted to each vehicle wheel by means of cardan shafts or the like.

Auch ein hydrostatisch-mechanischer Antrieb eines Schienenfahrzeuges ist bekannt. Die Antriebsräder einiger Achsen mit starr verbundenen Fahrzeugrädern werden hier durch ein Verzweigungsgetriebe angetrieben. Von einem Glied des Verzweigungsgetriebes wird eine hydrostatische Pumpe angetrieben, die zum Antrieb einer weiteren Fahrzeugachse dient.Also a hydrostatic-mechanical drive of a rail vehicle is known. The drive wheels of some axles with rigidly connected vehicle wheels are driven here by a split gear. From a link of the split gear a hydrostatic pump is driven, which drives another vehicle axle serves.

Weiter ist ein hydrostatisch-mechanischer Antrieb für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Verzweigungsgetriebe mit stufenloser Drehzahlregelung vorgesehen ist, durch das einerseits mechanisch über den Umlaufräderträger ein Fahrzeugrad antreibbar ist und durch das andererseits über eine mit dem Hohlrad verbundene hydrostatische Pumpe und einen von dieser mit Druckmittel beaufschlagbaren hydrostatischen Motor ein Fahrzeugrad einer anderen Fahrzeugachse antreibbar ist. Bei diesem Antrieb erfolgt zwischen den Rädern einer Fahrzeugseite kein Ausgleich.Next is a hydrostatic-mechanical drive for motor vehicles known, in which a split gear designed as an epicyclic gear is provided with stepless speed control, through which on the one hand mechanically A vehicle wheel can be driven via the planetary gear carrier and by the other hand Via a hydrostatic pump connected to the ring gear and one of these with Pressurized hydrostatic motor a vehicle wheel of another Vehicle axle is drivable. With this drive one takes place between the wheels Vehicle side no compensation.

Um die beschriebenen Mängel zu beseitigen, soll ein hydrostatischer Kraftausgleich geschaffen werden., bei dem jeweils zwei Triebräder einer Fahrzeugseite, also Fahrzeugräder auf verschiedenen Achsen, mit gleichen Umfa4gsgeschwindigkeiten angetrieben werden. Weiter soll bei größer wgd ' enden Radumfangskräften ein Ausgleich zwischen den beiden Fahrzeugrädern einer Fahrzeugseite auf hydrostatischem Wege erreicht werden. Zur Vergrößerung des stufenlosen Wandelbereiches.soll'schließlich eine hydrostatische Getriebeanlage erreicht werden, die die einem Fahrzeugrad zugeführte Leistung je nach Belastung auf mehrere Fahrzeugräder verteilt, ohne daß dabei die Gefahr entsteht, daß durch die Verteilung die einzelnen angetriebenen Fahrzeugräder durchdrehen oder in den bei Kurvenfahrt erforderlichen unterschiedlichen Drehzahlen behindert werden.In order to eliminate the deficiencies described, a hydrostatic force compensation is to be created, in which two drive wheels on one side of the vehicle, that is to say vehicle wheels on different axles, are driven at the same circumferential speeds. Next in greater wgd 'end Radumfangskräften a balance between the two vehicle wheels to a vehicle side are achieved hydrostatic ways. To enlarge the stepless change range, a hydrostatic transmission system should finally be achieved which distributes the power supplied to a vehicle wheel over several vehicle wheels depending on the load, without the risk of the individual driven vehicle wheels spinning as a result of the distribution or when cornering required different speeds are hindered.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß'die Fahrzeugfäder einer Fahrzeugseite von dem Verzweigungsgetriebe antreibbar sind und das Verzweigungsgetriebe auf der Achswelle einer Fahrzeugachse angeordnet ist, in der das mechanisch angetriebene Fahrzeugrad liegt, und im Antrieb des hydrostatisch angetriebenen Fahrzeugrades gegebenenfalls ein ins Langsame übersetzendes Vorgelege angeordnet ist.To solve this problem, the invention provides that'die Vehicle wheels on one side of the vehicle can be driven by the branching gear and the split transmission is arranged on the axle shaft of a vehicle axle, in which is the mechanically driven vehicle wheel, and in the drive of the hydrostatic Driven vehicle wheel, if necessary, a back gear that translates into slow speed is arranged.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß in die Verbindungsleitung zwischen der vom Verzweigungsgetriebe angetriebenen hydrostatischen Pumpe mit dem dasFahrzeugrad antreibendenhydrostatischen Motor ein an sich bekannter Mengenteiler eingeschaltet ist, der das von der hydroftatischen Pumpe geförderte Druckmittel einem weiteren hydrostatisehen Motor zuführt, der mit dem Umlaufräderträger verbunden ist.Another feature of the invention is that in the connecting line between the hydrostatic pump driven by the split gear with the The hydrostatic motor driving the vehicle wheel is a flow divider known per se is switched on, which is the pressure medium delivered by the hydraulic pump see another hydrostatic Motor that feeds with the planetary gear carrier connected is.

In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele des hydrostatisch-mechanischen A-itriebes nach der Erfinduna danestellt. Es zeiat Fig. 1 die Draufsicht auf den Fahrschemel eines ländegängigen Fahrzeuges, F i g. 2 einen Schnitt durch ein lenkbares Fahrzeugrad, Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Fahrzeugachse a-a und F i g. 4 das Schaltbild eines Fahrbalkens mit dem Getriebeschema.In the drawings, in the following description, illustrated embodiments of the hydrostatic-mechanical drive according to the invention are shown. It zeiat Fig. 1 the plan view of the subframe of a country vehicle, F i g. 2 shows a section through a steerable vehicle wheel, FIG. 3 shows a partial section through the vehicle axis aa and FIG. 4 the circuit diagram of a mobile beam with the transmission diagram.

Das Fahrzeug hat vier angetriebene Fahrzeugräder 11 bis 14, von denen zwei Fahrzeugräder 13 und 14 lenkbar sind. Die Fahrzeugachse a-a wird von einer Brennkraftmaschine 4 über eine Kupplung oder über einen Wandler 1 und über den Kegelrädertrieb 2 angetrieben. Ein Grundrahmen 3 ist mit dem Maschinenrahmen oder dem Aufbau des Gerätes fest verbunden und trägt auch die Brennkraftmaschine 4, die die gesamte Leistung für den Antrieb liefert.The vehicle has four driven vehicle wheels 11 to 14, two of which vehicle wheels 13 and 14 are steerable. The vehicle axle aa is driven by an internal combustion engine 4 via a clutch or via a converter 1 and via the bevel gear drive 2. A base frame 3 is firmly connected to the machine frame or the structure of the device and also carries the internal combustion engine 4, which supplies the entire power for the drive.

Die die Fahrzeugräder tragenden Kastenrahmen 5 und 6 sind jeder für sich an dem Grundrahmen 3 an den Stellen 7 und 8 drehbar gelagert, so daß jeder Kastenrahmen senkrecht zur Ebene des Grundrahmens 3 geschwenkt werden kann. Eine Schwinge 9 ist über den Bolzen 10 mit dem Grundrahmen 3 verbunden und über die Zapfen 35 an den Kastenrahmen 5 und 6 angeschlossen, so daß die Last aus den Aufbauten des Grundrahmens 3 bzw. die Kräfte aus den Arbeitsgeräten auch bei unebenem Gelände mit Sicherheit über alle vier Fahrzeugräder 11, 12, 13 und 14 auf den Boden übertragen werden. Die Fahrzeugräder 13 und 14 sind über die Spurstange 15 und den Lenkhebel 16, an dem die Lenkung angreift, lenkbar. The box frames 5 and 6 carrying the vehicle wheels are each rotatably mounted on the base frame 3 at points 7 and 8 so that each box frame can be pivoted perpendicular to the base frame 3 plane. A rocker 9 is connected to the base frame 3 via the bolt 10 and connected to the box frame 5 and 6 via the pin 35 , so that the load from the superstructures of the base frame 3 or the forces from the work equipment even on uneven terrain with security all four vehicle wheels 11, 12, 13 and 14 are transferred to the ground. The vehicle wheels 13 and 14 can be steered via the tie rod 15 and the steering lever 16 on which the steering engages.

Die F i g. 2 zeigt das lenkbare Fahrzeugrad 13 und seine Befestigung am Kastenrahmen 5. In der Nabe dieses Fahrzeugrades 13 ebenso auch in der Nabe des Fahrzeugrades 14 sind Umlaufrädergetriebe 17 als Vorgelege eingebaut, und zwar derart, daß die Lagerkräfte der Umlaufräder 18 auf das umlaufende Nabengehäuse 19 übertragen werden. Der Antrieb erfolgt über einen hydrostatischen Motor 20, dessen Kolben 21 sich auf eine um den Zapfen 22 schwenkbare Schiefscheibe 23 abstützen.The F i g. 2 shows the steerable vehicle wheel 13 and its attachment to the box frame 5. In the hub of this vehicle wheel 13 as well as in the hub of the vehicle wheel 14, epicyclic gears 17 are installed as countershafts in such a way that the bearing forces of the epicyclic wheels 18 are transferred to the rotating hub housing 19 will. The drive takes place via a hydrostatic motor 20, the pistons 21 of which are supported on a swash plate 23 pivotable about the pin 22.

Über den Kegelrädertrieb 2 erfolgt der Antrieb der Welle 25 (F i g. 3), die das Antriebsmoment nach beiden Seiten zu den Fahrzeugrädern 11 und 12 leitet. Der Antrieb des Fahrzeugrades 11 geht über das Sonnenrad 26 und die Umlaufräder 27 über den Umlaufräderträger 30 auf die Radschüssel 31. Die Umlaufräder 27 stützen sich über die Zahnräder 34 gegen das Hohlrad 28 ab, das sich seinerseits über das Zahnrad 29 und das Zahnrad 43 gegen die hydrostatische Pumpe 33 stützt. Ist das Abstützmoment des Hohlrades 28 groß genug, so weicht die hydrostatische Pumpe 33 aus, d. h. sie beginnt zu fördern. Das Hohlrad 28 weicht ebenfalls aus, und die Drehzahl des Fahrzeugrades 11 wird kleiner als dem übersetzungsverhältnis des als Umlaufrädergetriebe 38 ausgebildeten Verzweigungsgetriebes entspricht (bei stillstehendem Hohlrad). Bleibt das Moment der Welle 25 konstant, so bleibt auch das Antriebsmoment des Fahrzeugrades 11 bei diesem Vorgang konstant. Die dabei verminderte Leistung des Fahrzeugrades 11 wird über die hydrostatische Pumpe 33 weitergegeben, und zwar an das Fahrzeugrad 13 (F i g. 2) über den hydrostatischen Motor 20, der das Vorgelege 17, 18, 19 der Radnabe für das Fahrzeu.-Irad 13 antreibt.The bevel gear drive 2 drives the shaft 25 ( FIG. 3), which directs the drive torque to both sides of the vehicle wheels 11 and 12. The drive of the vehicle wheel 11 goes via the sun gear 26 and the planetary gears 27 via the planetary gear carrier 30 on the wheel disc 31. The planetary gears 27 are supported via the gear wheels 34 against the ring gear 28 , which in turn is opposed via the gear wheel 29 and the gear wheel 43 the hydrostatic pump 33 supports. If the supporting torque of the ring gear 28 is large enough, the hydrostatic pump 33 gives way, i.e. H. she begins to promote. The ring gear 28 also gives way, and the speed of the vehicle wheel 11 is less than the gear ratio of the split gear designed as epicyclic gear 38 corresponds (with the ring gear stationary). If the torque of the shaft 25 remains constant, the drive torque of the vehicle wheel 11 also remains constant during this process. The reduced power of the vehicle wheel 11 is passed on via the hydrostatic pump 33 to the vehicle wheel 13 ( FIG. 2) via the hydrostatic motor 20, which drives the countershaft 17, 18, 19 of the wheel hub for the vehicle 13 drives.

Soll aber auch gemäß F i g. 4 außer der Drehmomentverstärkung am Fahrzeuerad 13 gleichzeitig das Drehmoment des Fahrzeugrades 11 vergrößert werden, wird ein Teil der Leistung der hydrostatisehen Pumpe 33 über das Zahnrad 32 dem Un-Aaufräderträger 30 zugeführt. Zu diesem Zweck wird ein hydrostatischer Motor 37, der über ein Zahnrad 42 in das Zahnrad 32 eingreift, dem hydrostatischen Motor 20 über die Verbindungsleitung 41 und einen Mengenteiler 40 parallel geschaltet. Dieser hydostatische Motor 37 und der hydrostatische Motor 20 erhalten vom öldruck des Systems (dem Förderdruck der hydrostatischen Pumpe 33) abhängige Steuerungen ihrer Schiefscheiben, und zwar derart, daß bei fallendem öldruck das aufgenommene ölvolumen sich verringert. Dadurch wird eine Vergrößerung der Drehzahlen erreicht, d. h. aber eine selbständige Steigerung der Fahrgeschwindigkeit.But should also according to FIG. 4, in addition to the torque amplification on the vehicle wheel 13, the torque of the vehicle wheel 11 is increased at the same time, part of the power of the hydrostatic pump 33 is supplied to the Un-Aaufräderträger 30 via the gear 32. For this purpose, a hydrostatic motor 37, which engages in the gear 32 via a gear 42, is connected in parallel to the hydrostatic motor 20 via the connecting line 41 and a flow divider 40. This hydostatic motor 37 and the hydrostatic motor 20 receive controls of their swash plates which are dependent on the oil pressure of the system (the delivery pressure of the hydrostatic pump 33) , specifically in such a way that the oil volume absorbed is reduced when the oil pressure drops. This increases the number of revolutions, i. H. but an independent increase in driving speed.

Die Anordnung braucht sich keinesfalls auf zwei Fahrzeugräder zu beschränken, sondern könnte ebensogut auf jede andere Anordnung ausgedehnt werden. Zwei Fahrzeugräder sollten jedoch die Windestzahl sein.The arrangement need by no means be limited to two vehicle wheels, but could just as easily be extended to any other arrangement. Two vehicle wheels should however be the windest number.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Hydrostatisch-mechanischer Antrieb für ein geländegängiges Kraftfahrzeug, insbesondere Baugerät, Planiergerät, Schaufellader, Schwenklader oder ähnliches Fahrzeug, bei dem ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Verzweigungsgetriebe mit stufenloser Drehzahlregelung vorgesehen ist, durch das einerseits mechanisch über den Umlaufräderträger ein Fahrzeugrad antreibbar ist und durch das andererseits über eine mit dem Hohlrad verbundene hydrostatische Pumpe und einen von dieser mit Druckmittel beaufschlagbaren hydrostatischen Motor ein Fahrzeugrad einer anderen Fahrzeugachse, antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugräder(llund13bzw.12und 14) einer Fahrzeugseite von dem Verzweigungsgetriebe (26 bis 30) antreibbar sind und das Verzweigungsgetriebe auf der Achswelle einer Fahrzeugachse (a-a) angeordnet ist, in der das mechanisch angetriebene Fahrzeugrad (11 bzw. 12) liegt, und im Antrieb des hydrostatisch angetriebenen Fahrzeugrades (13 bzw. 14) gegebenenfalls ein ins Langsame übersetzendes Vorgelege (17, 18, 19) angeordnet ist. Claims: 1. Hydrostatic-mechanical drive for an all-terrain motor vehicle, in particular construction equipment, grading device, shovel loader, swivel loader or similar vehicle, in which a split gear designed as a planetary gear with continuously variable speed control is provided, through which, on the one hand, a vehicle wheel can be driven mechanically via the planetary gear carrier and is by the other hand via a connected to the ring gear hydrostatic pump and one of these can be acted upon with pressure medium hydrostatic motor vehicle wheel of another vehicle axle can be driven, characterized in that the vehicle wheels (llund13bzw.12und 14) of a vehicle side from the branching gearing (26 to 30 ) are drivable and the split gear is arranged on the axle shaft of a vehicle axle (aa) in which the mechanically driven vehicle wheel (11 or 12) is located, and in the drive of the hydrostatically driven vehicle wheel (13 or 14) lls a back gear (17, 18, 19) which translates into slow speed is arranged. 2. Hydrostatisch-mechanischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (41) zwischen der vom Verzweigungsgetriebe (26 bis 30) angetriebenen hy- drostatischen Pumpe (33) mit dem das Fahrzeugrad antreibenden hydrostatischen Motor (20) ein an sich bekannter Mengenteiler (40) eingeschaltet ist, der das von der hydrostatischen Pumpe (32) geförderte Druckmittel einem weiteren hy- drostatischen Motor (37) zuführt, der mit dem Umlaufträger (30) verbunden ist. 3. Hydrostatisch-mechanischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Kupplung oder ein Wandler (1) vorgeschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1084 581, 1084 580; deutsche Patentschriften Nr. 942 371, 899 150, 747 763; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1715 810; französische Patentschrift Nr. 1244 122; USA.-Patentschrift Nr. 2 807 935; Zeitschrift »ölhydraulik und Pneumatik« vom Oktober 1958, Heft 7, S. 233, 234. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1124 830. 2. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that in the connecting line (41) between the hydrostatic pump (33) driven by the branch transmission (26 to 30 ) with the hydrostatic motor (20) driving the vehicle wheel a per se known flow divider (40) is switched on, which feeds the pressure medium conveyed by the hydrostatic pump (32) to a further hydrostatic motor (37) which is connected to the circulating carrier (30) . 3. Hydrostatic-mechanical drive according to claims 1 and 2, characterized in that a clutch or a converter (1) is connected upstream in a manner known per se. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1 084 581, 1 084 580; German Patent Nos. 942 371, 899 150, 747 763; German utility model No. 1715 810; French Patent Specification No. 1,244,122. U.S. Patent No. 2,807,935; Journal "Ölhydraulik und Pneumatik" from October 1958, Issue 7, pp. 233, 234. Older patents considered: German Patent No. 1 124 830.