DE19838651A1 - Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen - Google Patents
Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen RadgruppenInfo
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Abstract
Beschrieben wird eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen, bei dem jeder Radgruppe, das heißt, der linken vorderen Radgruppe, der rechten vorderen Radgruppe und der hinteren Radgruppe, gesonderte Hydraulik-Motoranordnungen gleichen Hubraums zugeordnet sind. Diese Motoranordnungen sind von Pumpenanordnung für geschlossenen Kreislauf gespeist und hydraulisch gekoppelt, wobei die Hydraulik-Motoranordnungen zumindest der zweispurigen Achse jeweils so aufgebaut sind, daß zwei Halbmotoren mit voneinander getrennten Hubräumen vorliegen. Um eine Anti-Schlupf-Steuerung der Radgruppen derart sicherzustellen, daß ein unkontrolliertes Hochlaufen der die Haftung verlierenden Radgruppe wirksam ausgeschlossen wird, wobei gleichzeitig bei nicht durchdrehenden Rädern ein höchstmögliches Drehmoment übertragbar sein soll, wird die Pumpenanordnung von einer Zwillingspumpe mit zwei gleich großen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet. Es werden somit zwei gleich große Druckmittelströme parallel derart zu den drei Hydraulik-Motoranordnungen gerichtet, daß jede Zwillingspumpenhälfte jeweils eineinhalb Motoren speist. Die hydraulische Kopplung der Motoren untereinander wird dadurch bereitgestellt, daß an den einzelnen Hydraulik-Motoranordnungen eine Schnittlinie zur Rücklaufseite der jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte geschaffen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei
hydraulisch angetriebenen Radgruppen, insbesondere für ein dreispuriges
Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument
EP 0547947 B1 bekannt. Diese Antriebsvorrichtung ist aufgrund der besonde
ren, hydraulischen Kopplung zwischen den einzelnen, den verschiedenen
Radgruppen zugeordneten Motoranordnungen in der Lage, dem Durchdrehen
einer einzelnen Radgruppe entgegenzuwirken und damit die Antriebskraft ef
fektiver zu übertragen. Im einzelnen wird dies im bekannten Fall so gelöst, daß
alle Hydraulik-Motoranordnungen in zwei Halbmotoren mit voneinander ge
trennten Hubräumen verlegt sind, wobei jeweils ein Halbmotor der vorderen
Radgruppen in Reihe mit einer Motorhälfte der hinteren Radgruppe geschaltet
ist. Die jeweils andere Motorhälfte der vorderen Radgruppen ist mit der Motor
anordnung der hinteren Radgruppe parallel geschaltet.
Wenn bei einer solchen Anordnung die linke oder die rechte vordere
Radgruppe die Bodenhaftung verliert, steigt die von der Speisepumpe direkt
zur zugehörigen Motorhälfte fließende Hydraulikfluidmenge an, während die zu
den übrigen Hydraulik-Motoranordnungen strömende Fluidmenge abnimmt und
damit auch die Fluidmenge, die zum anderen Halbmotor der durchdrehenden
Radgruppe fließt. Aufgrund der mechanischen Kopplung zwischen den beiden
Radgruppen zieht der zweite Halbmotor über ein Rückschlagventil zusätzliches
Hydraulikfluid aus einem Speisezweig, der von einer Hilfspumpe versorgt wird.
Mit anderen Worten, die Hilfspumpe kompensiert die Durchflußdifferenz im
Zulauf der beiden Halbmotoren der durchdrehenden Radgruppe. Damit befin
det sich jedoch im Rücklauf der Pumpenanordnung kurzfristig mehr Strö
mungsmittelfluid als im Speisezweig, für das der Druck im Rücklauf ansteigt
und damit diejenige Radgruppe bremst, deren Drehzahl kurzfristig angestiegen
ist.
Um diesen Mechanismus bei Kurvenfahrten eines mit dieser Antriebsvor
richtung ausgestatteten Fahrzeugs bis zu einer gewissen Grenzgeschwindig
keit-Differenz zwischen den beiden Motoranordnungen der zweispurigen Achse
zu unterdrücken, ist ein in Abhängigkeit von der Lenkradbewegung nockenge
steuertes Proportionalventil vorgesehen, mit dem der Speisezweig begrenzt
kurzgeschlossen werden kann.
Die bekannte Antriebsvorrichtung ist somit aufgrund der hydraulischen
Kopplung der Motoranordnungen in der Lage, das Durchdrehen einer einzel
nen Radgruppe wirkungsvoll auszuschließen. Allerdings gelingt dies nur auf
Kosten einer verhältnismäßig aufwendigen und komplexen und damit teuren
Zusatzsteuerung zur Ermöglichung von Kurvenfahrten. Ferner ist im bekannten
Fall durch die serielle Schaltung einer Motorhälfte der linken und rechten vor
deren Radgruppe mit einer anderen Motorhälfte der hinteren Radgruppe das
übertragbare Drehmoment verringert.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrich
tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei
einfacherem Aufbau die Radgruppen gegen Durchdrehen absichert, gleichzei
tig jedoch mit vereinfachtem Aufbau kurvenfahrtbedingte Differenzgeschwin
digkeiten der Motoranordnungen der zweispurigen Achsen zuläßt, wobei zu
sätzlich das übertragbare Drehmoment angehoben werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Pumpenanordnung als Zwillingspumpe mit
zwei gleich großen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet.
Von der Pumpenanordnung gehen damit zwei gleich große Druckmittelströme
aus, die parallel derart zu den drei Hydraulik-Motoranordnungen gerichtet wer
den, daß jede Zwillingspumpenhälfte jeweils 11/2 Motoren speist. Dadurch, daß
an den einzelnen Hydraulik-Motoranordnungen eine Schnittstelle zur
Rücklaufseite der jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte vorliegt, werden alle
Hydraulik-Motoranordnungen quasi "über Kreuz" mit einander gekoppelt, so
daß nach wie vor das isolierte Durchdrehen einer Radgruppe wirksam aus
geschlossen ist. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Mischung der
Pumpen-Versorgungsströme und -Rücklaufströme sorgen für das Hochlaufen
der der durchdrehenden Radgruppe zugeordneten Motoranordnung deshalb,
weil die Summe der Volumenströme auf der Versorgungsseite der Pumpenan
ordnung gleich der Summe der Hydraulikfluid-Rücklaufströme sein muß. Weil
diese Ströme jedoch unterschiedlichen Motoren zugeordnet sind, baut sich im
Rücklaufabschnitt der zum Durchrutschen neigenden Radgruppe eine Druck
überhöhung auf, die diese Radgruppe bremst und damit dem Durchrutschen
der Radgruppe entgegenwirkt. Gleichzeitig ergibt sich mit der erfindungsgemä
ßen Antriebsvorrichtung der besondere Vorteil, daß aufgrund des Umstandes,
daß sämtliche Hydraulik-Motoranordnungen aller Radgruppen parallel geschal
tet sind, der besondere Vorteil, daß für den Fall, daß keine Radgruppe
durchrutscht, das übertragbare Drehmoment um 50% höher liegt als im be
kannten Fall. Für den Fall, daß eine Radgruppe durchdreht, bleibt das über
tragbare Drehmoment auf einem Niveau, das mit demjenigen des Standes der
Technik vergleichbar ist. Die erfindungsgemäße Mischung von Vor- und Rück
lauf der den beiden Zwillingspumpen zugeordneten Druckmittelströme ermög
licht es, die Zusatzpumpe zum Ersetzen von Leckage-Strömungsmittel erheb
lich zu verkleinern. Es zeigt sich darüberhinaus, daß der erfindungsgemäße
Aufbau der Hydraulikschaltung mit geringfügigen Modifikationen in der Lage
ist, Differenzgeschwindigkeiten der Radgruppen der zweispurigen Achsen bei
gewöhnlichen Kurvenfahrten zuzulassen, ohne daß eine aufwendige Ventil
steuerung notwendig wäre, wie dies beim Stand der Technik gemäß EP
0547947 B1 der Fall ist. Erfindungsgemäß genügt das Vorsehen von einfachen
Spülventilen an den beiden an der zweispurigen Achse vorgesehenen Hydrau
lik-Motoranordnungen, deren Aufgabe es ist, bis zu einer gewissen Grenz-Ge
schwindigkeitsdifferenz den Druckaufbau im Ablauf der durchdrehenden Rad
gruppe zu kompensieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Eine besonders einfache Verschaltung zwischen Pumpenanordnung und
Hydraulik-Motoranordnungen ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentan
spruchs 2. Die hydraulische Verschaltung wird sehr einfach, wenngleich an den
beiden Hydraulik-Motoranordnungen der zweispurigen Achse keine absolut
symmetrischen Verschaltungen vorliegen. Es zeigt sich jedoch überraschen
derweise, daß die hydraulischen Kopplungen der beiden Hydraulik-Motoran
ordnungen an der zweispurigen Achse soweit vergleichbar sind, daß sich we
der qualitativ noch quantitativ Unterschiede bei der Anti-Schlupf-Steuerung der
Räder ergeben.
Ein konkreter Hydraulikkreis für die Realisierung der Anti-Schlupf-Steue
rung bei einem dreispurigen Fahrzeug ist Gegenstand des Unteranspruchs 3.
Um die hydraulische Kopplung der Hydraulik-Motoranordnungen der
zweispurigen Achse bis zu einer gewissen Grenz-Geschwindigkeit zu deakti
vieren, ist vorzugsweise eine Ventilanordnung vorgesehen.
Diese Ventilanordnung wird insbesondere dann besonders einfach, wenn
sie gemäß Patentanspruch 5 als Wegeventilanordnung ausgebildet ist, mit der
bis zu einem bestimmten Grenzwert ein Ungleichgewicht zwischen Versor
gungsstrom und Rücklaufstrom der Pumpenanordnung beseitigt wird.
Die Steuerung der Wegeventilanordnung wird dann besonders einfach,
wenn die Kolbenschieber der Wegeventile gemäß Patentanspruch 7 vom
Druck im Zulauf und andererseits vom Druck im Ablauf des zugehörigen Halb
motors beaufschlagt sind.
Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für unter
schiedlichste Bauarten von Pumpe und Motoren geeignet, so zum Beispiel
auch für Konstantpumpen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ver
schaltung von Pumpenanordnung und Hydraulik-Motoranordnungen liegt je
doch darin, daß sie ohne zusätzliche schaltungstechnische Maßnahmen in
beiden Strömungsrichtungen funktioniert. Jede Zwillingspumpenhälfte der
Pumpenanordnung kann somit jeweils von einer Pumpe mit zwei Volumen
stromrichtungen gebildet sein, das heißt, vorteilhafterweise von einer über Null
verschwenkbaren Pumpe.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Antriebsvorrichtung sind Ge
genstand der übrigen Unteransprüche.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungs
beispiel der Erfindung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Hydraulikschaltkreis der Antriebsvorrichtung für ein
dreispuriges Fahrzeug, es soll jedoch an dieser Stelle bereits hervorgehoben
werden, daß die Erfindung gleichermaßen als Antriebsvorrichtung für ein Fahr
zeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen geeignet ist. Mit gestri
chelten Linien sind die Module der Antriebsvorrichtung bzw. der zugehörigen
Schaltungskomponenten bezeichnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet den
Modul der Pumpenanordnung, das Bezugszeichen 14 den Motormodul für die
linke vordere Radgruppe, das Bezugszeichen 16 den Motormodul für die rechte
vordere Radgruppe und das Bezugszeichen 18 den Motorenmodul für die hin
tere Radgruppe bzw. für die einspurige Radgruppe.
Mit den Bezugszeichen 20, 22 und 24 sind die zugehörigen Hydraulik-
Motoranordnungen bezeichnet, die jeweils das gleiche Hub- bzw. Verdrän
gungsvolumen haben.
Zumindest die Hydraulik-Motoranordnungen 20, 24 der zweispurigen
Achse, das heißt, der linken vorderen Radgruppe und der rechten vorderen
Radgruppe, sind jeweils in zwei Halbmotoren 20-1, 20-2 und 24-1, 24-2 unter
teilt, die zwar mechanisch miteinander gekoppelt sind, deren gleichgroße Hub
räume jedoch voneinander getrennt sind. Die Hydraulik-Motoranordnungen 20,
22, 24 haben jeweils zwei Drehrichtungen, die durch die Arbeitsrichtung einer
mit 30 bezeichneten Pumpenanordnung bestimmt ist. Die Pumpenanordnung
und die Hydraulik-Motoranordnungen liegen in einem geschlossenen, hydrauli
schen Kreis.
Die Pumpenanordnung 30 ist als eine über Null verschwenkbare Verstell
pumpe ausgebildet. Sie weist die Besonderheit auf, daß sie als Zwillingspumpe
mit zwei gleich großen, jedoch voneinander getrennten Verdrängerräumen
ausgebildet ist, so daß zwei Zwillingspumpenhälften 30-1 und 30-2 vorliegen,
denen vorzugsweise eine gemeinsame Stelleinrichtung zur Veränderung des
Verdrängungsvolumens zugeordnet ist. Die beiden Zwillingspumpenhälften 30-1
und 30-2 sind gegebenenfalls mechanisch gekoppelt. Gleiches gilt für eine
Hilfspumpe 32, mit der dem Hydraulik-Arbeitskreis Leckagefluid zugeführt wer
den kann.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden somit zu den drei
Hydraulik-Motoranordnungen 20, 22 und 24 zwei gleich große Druckmittel
ströme Q1 und Q2 gerichtet, und zwar derart, daß jede Zwillingspumpenhälfte
30-1 und 30-2 jeweils 11/2 Motoren speist. Die den Druckmittelstrom Q1
führende Speiseleitung 34 versorgt über den Leitungsabschnitt 34a den Halb
motor 20-2 der Motoranordnung 20 und über den Leitungsabschnitt 34b den
gesamten Motor 22 des hinteren Radgruppenmoduls 18. Die Zwillingspumpen
hälfte 30-2 versorgt über die Versorgungsleitung 36 über den Leitungszweig
36a die zweite Motorhälfte 20-1 der Motoranordnung 20 und über den Lei
tungszweig 36b beide Motorhälften 24-1 und 24-2 der Hydraulik-Motoranord
nung 24 der vorderen rechten Radgruppe.
Für den Rücklauf des Hydraulik-Strömungsmittels ergeben sich quasi
punktsymmetrische Verhältnisse. Mit anderen Worten, die Rücklaufströmungen
Q3 und Q4 ergeben sich als die Summen der Rücklaufströmungen von jeweils
11/2 Motoren derart, daß im Bereich der Motoren eine Schnittstelle zwischen
der Versorgungsströmung der einen Zwillingspumpenhälfte und der
Rücklaufströmung der anderen Zwillingspumpenhälfte geschaffen wird. Im ein
zelnen ergibt sich aus der Figur, daß die Rücklaufströmung Q3 in einer Rück
laufleitung 38 als Summe der Strömungen in der Zweigleitung 38a des Halbmo
tors 24-1 und der Zweigleitung 38b vorliegt, die die Sammelleitung beider
Halbmotoren 20-1 und 20-2 der Motoranordnung 20 bildet. Analog entspricht
die Rücklaufströmung Q4 in der Rücklaufleitung 40 der Summe der Teilströme
in den Rücklauf-Zweigleitungen 40a und 40b. Die Zweigleitung 40a bildet den
Rücklauf von der Motorhälfte 24-2, während die Zweigleitung 40b den Rücklauf
der Motoranordnung 22 bildet.
Solange das mit der hydraulischen Antriebsvorrichtung ausgestattete
Fahrzeug auf ebenem Untergrund und mit gleichen Haftungsbedingungen an
allen Radgruppen 14, 16 und 18 fährt, entspricht die von der Zwillingspumpen
hälfte ausgehende Strömungsmittelmenge Q1, die sich zu Q1/3 auf den Lei
tungszweig 34a und zu 2Q1/3 auf den Strömungszweig 34b verteilt, exakt der
Strömungsmittelmenge Q3, die von beiden Halbmotoren 20-1 und 20-2 durch
den Leitungszweig 38b und vom Halbmotor 24-1 durch den Leitungszweig 38a
zur Rücklaufleitung 38 zurückfließt. Gleichermaßen entspricht in diesem Fahr
zustand die Strömungsmittelmenge Q2, die sich zu Q2/3 über den Leitungs
zweig 36a zum Halbmotor 20-1 und zu 2Q2/3 über Leitungszweig 36b zur
Hydraulik-Motoranordnung 24 aufteilt, der rücklaufenden Hydraulikfluidmenge
Q4, die zu Q2/3 über die Leitung 40b aus der Hydraulik-Motoranordnung 22
und zu Q1/3 aus dem Halbmotor 24-2 der Hydraulik-Motoranordnung 24
kommt.
Die Versorgungs- und Rücklaufleitungen 34, 36 bzw. 38 und 40 sind je
weils über Druckbegrenzungsventile 42, 44 bzw. 46, 48 abgesichert. In einer
Bypass-Leitung 42a, 44a, 46a und 48a dieser Ventile ist jeweils ein Rück
schlagventil 42b, 44b, 46b und 48b angeordnet. Über diese Rückschlagventile
42b, 44b, 46b und 48b kann Hydraulikfluid, das durch Leckage dem geschlos
senen Hydraulikkreis verloren geht, wieder ersetzt werden, und zwar über die
Hilfspumpe 32, die Hydraulikfluid auf dem Tank T über die Saugleitung 48 an
saugt und über den Leitungsabschnitt 50 an die Tank-Rücklaufleitung 52 an
geschlossen ist, von der Zweigleitungen 54, 56, 58 und 60 zu den jeweiligen
Druckbegrenzungsventilen 42, 44, 46 und 48 führen. Die Leitung 52 ist eben
falls über ein Druckbegrenzungsventil 62 abgesichert.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die einzelnen Motoren
20, 22 und 24 in reiner Parallelschaltung betrieben werden, so daß für den
Fall, daß keine Radgruppe die Haftung verliert, ein sehr hohes Drehmoment
übertragbar ist.
Für den Fall, daß eine Radgruppe die Haftung verlieren sollte, sorgt die
hydraulische Kopplung der Hydraulik-Motoranordnungen 20, 22 und 24 unter
einander dafür, daß ein Hochlaufen der dem durchdrehenden Rad zugeordne
ten Hydraulik-Motoranordnung verhindert wird. Dies soll nachfolgend kurz er
läutert werden:
Wenn beispielsweise die vordere linke Radgruppe die Haftung verliert,
steigen die Strömungsmittelströme in den Leitungsabschnitten 36a und 34a
gegenüber den Komplementär-Strömen in den Abschnitten 36b und 34b an.
Geht man beispielsweise davon aus, daß die Strömungsmittelmengen Q1 und
Q2 den normierten Wert von 1.5 haben, würde sich eine Drehzahlerhöhung an
der vorderen linken Radgruppe um 20% so auswirken, daß in der Leitung 36a
eine Strömungsmittelmenge von 0.6 und in der Leitung 34a eine Strömungsmit
telmenge von 0.6 zur Motoranordnung 20 strömen würde. Für die Leitung 36b
verbliebe ein Durchfluß von 0.9, der sich dann auf die beiden Halbmotoren 24-1
und 24-2 zu je 0.45 aufteilt. Da die beiden Rückflüsse der Halbmotoren 20-1
und 20-2 im Leitungsabschnitt 38b zusammengefaßt sind, strömt in diesem
Leitungsabschnitt die Menge 1.2, die sich mit dem Durchfluß im Leitungsab
schnitt 38a, der den Rücklauf vom Halbmotor 24-1 mit 0.45 führt, zu insgesamt
1.65 addiert. Da diese Rückflußmenge den Zulauf zur Zwillingspumpenhälfte
30-1 bildet, deren Fördermenge den Wert 1.5 hat, steigt der Druck am Pum
peneinlaß der Zwillingspumpenhälfte 30-1 an, wodurch die Geschwindigkeit
der Radgruppe 14 gebremst wird.
Für den Fall, daß die rechte vordere Radgruppe die Bodenhaftung ver
liert, ergibt sich bei wiederum normierten Durchflußmengen Q1 und Q2 von je
weils 1.5 die Situation, daß der Durchfluß dem Leitungsabschnitt 36b gegen
über demjenigen des Leitungsabschnitts 36a vergrößert wird. Nimmt man bei
spielsweise eine Drehzahlerhöhung um 10%, das heißt, eine Durchflußerhö
hung zu 1.1 in der Leitung 36b an, so verringert sich die Durchflußmenge im
Leitungsabschnitt 36a zu 0.4. Da jedoch die Motorhälften 20-1 und 20-2
mechanisch miteinander gekoppelt sind und die Motorhälfte 20-2 über die Lei
tung 34a die volle Menge 0.5 erhält, muß das in der Leitung 36a fehlende
Hydraulikströmungsmittel durch die Hilfspumpe 32 und die Leitungen 50, 52,
56, 44a und das Rückschlagventil 44b ersetzt werden. Der Rücklauf der Halb
motoren 20-1 und 20-2 summiert sich damit im Leitungsabschnitt 38b zu 1.0.
Die Rücklaufmenge vom Halbmotor 24-1 beträgt 0.55, so daß sich in der Lei
tung 38 ein Rücklaufstrom Q3 zu 1.65 ergibt. Auch die Rücklaufmenge Q4 wird
mit 1.55 höher als die Durchflußmenge 1.5 auf der Hochdruckseite, so daß sich
im Bereich beider Zulaufseiten der Zwillingspumpenhälften 30-1 und 30-2 ein
erhöhter Druck aufbaut, der die Motorhälften 24-1 und 24-2 bremst.
Sollte die hintere Radgruppe 18 die Haftung verlieren, so wird sich im
Zulauf 34b ein erhöhter Durchflußwert 1.1 einstellen. Das im Zulauf 34a feh
lende Strömungsmittel wird aufgrund der mechanischen Kopplung der Halbmo
toren 20-1 und 20-2 unter Mitwirkung der Hilfspumpe 32 über das Rückschlag
ventil 42b ersetzt. Die Halbmotoren 24-1 und 24-2 werden davon unbeeinflußt
von der Zwillingspumpenhälfte 30-2 mit jeweils 0.5 versorgt, so daß sich auch
in der Rücklaufleitung 40a eine Strömungsmenge von 0.5 einstellt. Diese Strö
mungsmenge wird mit der Strömungsmenge im Leitungsabschnitt 40b von 1.1
zusammengeführt, so daß sich eine Gesamtrücklaufmenge Q4 der Zwillings
pumpenhälfte 30-2 von 1.6 ergibt, die höher ist als die Menge Q2 von 1.5 auf
der Hochdruckseite. Damit steigt der Druck am Pumpeneingang der Zwillings
pumpenhälfte 30-2 an, wodurch der hochdrehende Motor 22 ebenfalls ge
bremst wird.
Um Kurvenfahrten des Fahrzeugs zu ermöglichen, ohne beim Auftreten
der kurvenfahrtbedingten Drehzahldifferenzen der Radgruppen der zweispuri
gen Achse den Einbremsvorgang auszulösen, wird die hydraulische Kopplung
der Hydraulik-Motoranordnungen der zweispurigen Achse mittels einer Ventil
anordnung bis zu einer gewissen Grenz-Geschwindigkeitsdifferenz deaktiviert.
Dies erfolgt mittels sogenannter Spülventile (flushing valves) 70 bzw. 80, die
jeweils demjenigen Halbmotor 20-2 und 24-2 zugeordnet sind, dessen Zulauf-
und Ablaufanschluß mit derselben ZwiNingspumpenhälfte verbunden ist. Im Fall
der vorderen linken Radgruppe 14 ist dies der Halbmotor 20-2, dessen Zu- und
Ablauf mit der Zwillingspumpenhälfte 30-1 verbunden ist. Im Fall der vorderen
rechten Radgruppe ist dies der Halbmotor 24-2, dessen Zu- und Ablauf mit der
Zwillingspumpenhälfte 30-2 verbunden ist. Über die Ventilanordnungen 70
bzw. 80 kann bis zu einem bestimmten Grenzwert ein Ungleichgewicht zwi
schen Versorgungsstrom und Rücklaufstrom der Pumpenanordnung beseitigt
werden, indem das überschüssige Strömungsmittel als Spülströmung durch die
zugeordnete Hydraulik-Motoranordnung zum Tank geleitet wird.
Im einzelnen ist ein 3/3-Wegeventil 72 bzw. 82 vorgesehen, das vorzugs
weise federzentriert in einer Mitten-Sperrstellung gehalten werden und dessen
Steuerschieber beim Auftreten eines Ungleichgewichts zwischen Versorgungs-
und Rücklaufstrom aus dieser zentrierten Sperrstellung in eine Schaltstellung
verschiebbar ist, in der überschüssiges Strömungsmittel vorzugsweise über die
zugeordnete Hydraulik-Motoranordnung aus dem geschlossenen Strömungs
mittelkreis ableitbar ist. Im gezeigten Fall wird der Kolbenschieber 74 bzw. 84
des Wegeventils 72 bzw. 74 über die Steuerleitungen 75, 76 bzw. 85, 86 vom
Druck im Zulauf und andererseits vom Druck im Ablauf des zugehörigen Halb
motors 20 bzw. 24 beaufschlagt. In der jeweiligen Schaltstellung des 3/3-
Wegeventils wird überschüssiges Strömungsmittel über ein Stromregelventil 78
bzw. 88 bis zu einer gewissen Grenzmenge abgespritzt. Diese Grenzmenge ist
vorzugsweise einstellbar. Sie wird so eingestellt, daß sich bei gewöhnlicher
Kurvenfahrt und damit einhergehender Drehzahldifferenz der Radgruppen der
zweispurigen Achse kein Bremseffekt der vorstehend beschriebenen Art ein
stellt.
Wenn die Arbeitsrichtung der Pumpe 30 umgestellt wird, arbeitet der
Hydraulikkreis der Antriebsvorrichtung in der gleichen Weise wie vorstehend
beschrieben, da in diesem Fall nur die Anschlüsse der Motoranordnungen
vertauscht sind. Auch die Funktionsweise der "flushing valves" bleibt erhalten.
Die Erfindung schafft somit eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit
drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen, bei dem jeder Radgruppe, das
heißt, der linken vorderen Radgruppe, der rechten vorderen Radgruppe und
der hinteren Radgruppe, gesonderte Hydraulik-Motoranordnungen gleichen
Hubraums zugeordnet sind. Diese Motoranordnungen sind von Pumpenanord
nung für geschlossenen Kreislauf gespeist und hydraulisch gekoppelt, wobei
die Hydraulik-Motoranordnungen zumindest der zweispurigen Achse jeweils so
aufgebaut sind, daß zwei Halbmotoren mit voneinander getrennten Hubräumen
vorliegen. Um eine Anti-Schlupf-Steuerung der Radgruppen derart sicherzu
stellen, daß ein unkontrolliertes Hochlaufen der die Haftung verlierenden Rad
gruppe wirksam ausgeschlossen wird, wobei gleichzeitig bei nicht
durchdrehenden Rädern ein höchstmögliches Drehmoment übertragbar sein
soll, wird die Pumpenanordnung von einer Zwillingspumpe mit zwei gleich gro
ßen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet. Es werden somit
zwei gleich große Druckmittelströme parallel derart zu den drei Hydraulik-Mo
toranordnungen gerichtet, daß jede Zwillingspumpenhälfte jeweils 11/2 Motoren
speist. Die hydraulische Kopplung der Motoren untereinander wird dadurch
bereitgestellt, daß an den einzelnen Hydraulik-Motoranordnungen eine
Schnittstelle zur Rücklaufseite der jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte
geschaffen ist.
Claims (13)
1. Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen
Radgruppen, insbesondere für ein dreispuriges Fahrzeug, bei dem jeder
Radgruppe (linke vordere Radgruppe, rechte vordere Radgruppe,
hintere Radgruppe) gesonderte Hydraulik-Motoranordnungen (20, 22,
24) gleichen Hubraums zugeordnet sind, die von einer
Pumpenanordnung (30) für geschlossenen Kreislauf gespeist und
hydraulisch gekoppelt sind, wobei die Hydraulik-Motoranordnungen (20,
24) zumindest der zweispurigen Achse jeweils so aufgebaut sind, daß
zwei Halbmotoren (20-1, 20-2, 24-1, 24-2) mit voneinander getrennten
Hubräumen vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pumpenanordnung von einer Zwillingspumpe (30) mit zwei gleich
großen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet ist, so
daß zwei gleich große Druckmittelströme (Q1, Q2) parallel derart zu den
drei Hydraulik-Motoranordnungen (20, 22, 24) gerichtet werden, daß
jede Zwillingspumpenhälfte (30-1, 30-2) jeweils 11/2 Motoren (20-2, 22
und 20-1, 24) speist, wobei an den einzelnen Hydraulik-
Motoranordnungen (20, 22, 24) eine Schnittstelle zur Rücklaufseite der
jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte (30-2, 30-1) geschaffen ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbmotoren (20-1, 20-2) einer ersten Hydraulik-Motoranordnung
(20) der zweispurigen Achse von unterschiedlichen
Zwillingspumpenhälften (30-2, 30-1) gespeist und einen
Rücklaufanschluß (38b) zu einer (30-1) der Zwillingspumpenhälften
haben, während die andere Zwillingspumpenhälfte (30-2) beide
Halbmotoren (24-1, 24-2) der zweiten Hydraulik-Motoranordnung (24)
der zweispurigen Achse speist, jedoch nur mit dem Rücklaufanschluß
(40a) eines Halbmotors (24-2) der zweiten Hydraulik-Motoranordnung
(24) verbunden ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster Druckmittelstrom (Q2) ausgehend von einer ersten
Zwillingspumpenhälfte (30-2) zur Eingangsseite (36a) eines ersten
Halbmotors (20-1) einer ersten Hydraulik-Motoranordnung (20) und
beider Halbmotoren (24-1, 24-2) der zweiten Hydraulik-Motoranordnung
(24) der zweispurigen Achse und der zweite Druckmittelstrom (Q1) von
der zweiten Zwillingspumpenhälfte (30-1) zur Eingangsseite (34a) des
zweiten Halbmotors (20-2) der ersten Hydraulik-Motoranordnung (20)
und der Hydraulik-Motoranordnung (22) der zweiten Achse
(Hinterachse) geführt ist, wobei die Ablaufanschlüsse (38b, 38a) der
ersten Hydraulik-Motoranordnung (20) und eines Halbmotors (24-1) der
zweiten Hydraulik-Motoranordnung (24) zur zweiten
Zwillingspumpenhälfte (30-1) und die Ablaufseite (40b) der Hydraulik-
Motoranordnung (22) der zweiten Achse und des anderen Halbmotors
(24-2) der zweiten Hydraulik-Motoranordnung (24) zur ersten
Zwillingspumpenhälfte (30-2) rückgeführt sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die hydraulische Kopplung der Hydraulik-
Motoranordnungen (20, 24) der zweispurigen Achse mittels einer
Ventilanordnung (70, 80) bis zu einer gewissen Grenz-
Geschwindigkeitsdifferenz deaktiviert ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilanordnung (70, 80) Wegeventile (72, 82) aufweist, die jeweils
demjenigen Halbmotor (20-2, 24-2) der beiden Hydraulik-
Motoranordnungen (20, 24) der zweispurigen Achse zugeordnet sind,
dessen Zulauf- und Ablaufanschluß mit derselben Zwillingspumpenhälfte
(30-1, 30-2) verbunden ist, wobei über die Wegeventile (70, 80) bis zu
einem bestimmten Grenzwert ein Ungleichgewicht zwischen
Versorgungsstrom und Rücklaufstrom der Pumpenanordnung
beseitigbar ist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wegeventile (70, 80) von einem 3/3-Wegeventil gebildet sind, das
bei Auftreten eines Ungleichgewichts zwischen Versorgungs- und
Rücklaufstrom aus seiner zentrierten Sperrstellung in eine
Schaltstellung verschiebbar ist, in der überschüssiges Strömungsmittel
vorzugsweise über die zugeordnete Hydraulik-Motoranordnung (20, 24)
aus dem geschlossenen Strömungsmittelkreis ableitbar ist.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolbenschieber des Wegeventils (72, 82) einerseits vom Druck im
Zulauf (34a, 34b) und andererseits vom Druck im Ablauf (38b, 40a) des
zugehörigen Halbmotors (20-2, 24-2) beaufschlagt ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das überschüssige Strömungsmittel über ein Stromregelventil (78)
ableitbar ist.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Zwillingspumpenhälfte (30-1, 30-2) der
Pumpenanordnung (30) von einer Verstellpumpe mit zwei
Volumenstromrichtungen gebildet ist.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
den Zwillingspumpenhälften (30-1, 30-2) eine gemeinsame Stelleinheit
zugeordnet ist.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß dem geschlossenen Strömungsmittelkreislauf
eine Hilfspumpe (32) zum Ersetzen von Leckageströmungsmittel
zugeordnet ist.
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels der Hilfspumpe (32) Strömungsmittel in die Versorgungs- und
Rücklaufleitungen der beiden Zwillingspumpenhälften (30-1, 30-2)
einspeisbar ist.
13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einspeisung von Strömungsmittel über ein Rückschlagventil (42b,
44b, 46b, 48b) erfolgt, das jeweils einem Druckbegrenzungsventil (42,
44, 46, 48) parallel geschaltet ist.
Priority Applications (1)
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DE1998138651 DE19838651A1 (de) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen |
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DE1998138651 DE19838651A1 (de) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen |
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