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Hydrostatischer Fahrantrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen
hydrostatischen Fahrantrieb mit zumindest zwei als Achsantriebe arbeitende, Ueber
je einen hydraulischen n Stellzylinderregelbare Hydromotoren und mit einer gemeinsamen
Hydropumpe1 ferner mit einer standig einer ständig angetriebenen Steuerdruckpumpe,
die sowohl zur Einstellung eines Steuerdruckes über ein mittels eines Fahrpedals
veränderliches Druckregelventil mit dem Druckmittelvorratsbehlter als auch über
je einen Steuerschieber mit den Stellzylindern der regelbaren Motoren verbunden
ist, wobei ein vom Ansteigen des Steuerdruckes abhEngiges, nacheinander selbsttatig
erfolgendes Herunterregeln eines oder mehrerer Motoren auf Null und bei fallendem
Steuerdruck eine umgekehrte Regelung vorges@hen iSt.
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Es ist bei einem Fahrzeug mit mehreren hydrostatischen Achs antrieben
bekannt, die Regeleinrichtungen der Hydromotoren mit Schaltgliedern zu versehen,
die bei zunehmender DrShsahl nach einer bestimmten Reihenfolge einen Hydromotor
nach dem anderen bis beispielsweise auf einen einzigen, den gesamten Antrieb des
Fahrzeugs vorzugsweise bei Straßenfahrt übernehmenden Hydromotor abschaltet. Die
Hydromotoren werden, dabei nacheinander von ihrem Stellmotor aus ihrer das größte
Schluckvermögen aufweisenden Stellung langsam in die Nullförderstellung verstellt.
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Infolge des dabei abnehmenden Kolbenhubes bei gleichbleibender Druckmittelzufuhr
steigt am entsprechenden Hydromotor die Drehzahl, so daß der mit diesem verbundene
Achsantrieb bzw. dessen
Treibräder insbesondere im Gelände leicht
durchrutschen können.
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Dies ist nicht nur nachteilig wegen des Durchrutschens der Antriebsräder,
sondern auch im Hinblick auf die Möglichkeit, daß der Druck des den anderen Achsantrieben
bzw. deren Hydromotoren zulaufenden Druckmittels so stark abfallen kann, daß er
zur Überwindung des Fahrwiderstands nicht mehr ausreicht.
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Es liegt die Aufgabe vor, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile
einen hydrostatischen Fahrantrieb der eingangs umrissenen Art in der Weise auszubilden,
daß beim Herunterregeln der Hydromotoren durch Änderung des Kolbenhubes deren Drehzahlen
in allen Bereichen mit denjenigen Drehzahlen des bzw. der noch voll in Betrieb befindlichen
Hydromotoren im wesentlichen gleichbleiben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der regelbaren
Hydromotoren in einer seiner Verbindungsleitungen mit der Hydropumpe je ein regelbares
Drosselorgan aufweist, welches über Stellglieder proportional zum Stelldruck im
Stellzylinder des zugeordneten Hydromotors veränderbar ist.
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Durch die Anordnung der vom Steuerdruck regelbaren Drosselorgane wird
gleichzeitig mit dem Herunterregeln des entsprechenden Hydromotors dessen Druckmittelzulauf
gedrosselt, so daß ein Ansteigen der Drehzahl beim Herunterregeln des jeweiligen
Hydromotors vermieden wird.
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In Weiterbildung der Erfindung sind für die regelbaren Drossel organe
elektromagnetisch betätigbare Steuerschieber vorgesehen, die hydraulisch mit der
Steuerdruckpumpe und mit den Stellgliedern der Drosselorgane in Verbindung stehen,
wobei als Meßglied für den Druck in den Stellzylindern je ein an diesen angeschlossenes
Potentiometer dient.
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In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung erläutertes
Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Fahrantriebs gemäß der Erfindung vereinfacht
dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt innen hydrostatischen Fahrantrieb für ein Fahrzeug
mit drei Achsantrieben, zu deren Betrieb eine Brennkraftmaschine l vorgesehen ist.
Diese Brennkraftmaschine steht antriebsmäßig ständig mit zwei Hydropumpen 2 und
3 in Verbindung; von denen die Hydropumpe 2 nicht regelbar und die Hydropumpe 3
mit einer hydraulischen Regel einrichtung 4 ausgestattet ist.
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Die Regeleinrichtung weist enen Stellzylinder 5 und einen vom Steuerdruck
selbsttätig verstellbaren Steuerschieber 6 auf. Die Hydropumpe 2 dient im hydrostatischen
Fahrantrieb zur Erzeugung des erforderlichen Steuerdrucks und ist-druckseitig durch
eine Leitung 7 mit einem durch ein Fahrpedal 8 betätigbares Druckregelventil 9 verbunden.
Das Druckregelventil 9 ist so ausgebildet und mit dem Fahrpedal 8 verbunden, daß
bei zunehmendem Pedaldruck der Druck innerhalb der nachfolgenden Leitungen 10 und
11 proportional ansteigt. Dabei führt die vom Druckregelventil 9
ausgehende
Leitung 10 über einen Fahrtrichtungswählschieber 12 zu. Steuerschieber 6 der Regel
einrichtung 4. Der hydrostatische Fahrantrieb weist drei Hydronotoren 13, 14 und
15 auf, die zu.
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Antrieb je einer der drei nicht dargestellten Achsen des Fahrzeugs
dienen. Zwei Hydrolotoren 13 und 14 sind mit je einer Regel einrichtung 16 bzw.
17 ausgestattet, während der dritte Hydromotor 1S nicht regelbar ist. Jede der beiden
Regeleinrichtungen 16 und 17 weist je einen iit de entsprechenden Hydromotor 13
bzw. 14 gekoppelten Stellzylinder 19 bzw. 20 und für deren Druckmittelversorgung
je einen Steuerschieber 22 bzw. 23 auf. Die rechte Stirnfläche des Steuerschiebers
22 ist mit der Leitung 11 verbunden, während auf die linke Stirnfläche die Kräfte
zweier Rückstellfedern 25 einwirken. Das relativ zum Schieber 22 axial verschiebbare
Gehäuse 26 ist mechanisch mit der Kolbenstange 19' des Stellzylinders 19 gekoppelt.
Der Stellzylinder 19 hat beiderseits eines Kolbens 27 Arbeitsräume 28 und 29, die
hydraulisch durch je. eine Leitung an den Steuerschieber 22 angeschlossen sind.
Ebenso steht die rechte Stirnfläche des Steuerschiebers 23 mit der Leitung 11 in
Verbindung, während auf die gegenüberliegende Stirnfläche des Schiebers die Kräfte
dreier fiückstellfedern 32 einwirken. Das axial verschiebbare Gehause 33 des Steuerschiebers
23 ist mechanisch mit der Kolbenstange 20' des Stellzylinders 20 gekoppelt. Der
Stellzylinder 20 hat beiderseits eines Kolbens 34 Arbeitsräume 35 und 36, die hydraulisch
durch je eine Leitung an den Steuerschieber 23 angeschlossen sind. Beide Steuerschieber
22 und 23 stechen zur Versorgung
mit Druckmittel durch je eine
Leitung 37 bzw. 38 unmittelbar mit der Leitung 7 in Verbindung. Die Hydropumpe 3
steht durch Leitungen 41 und 42 mit dem Hydromotor 13 in Verbindung.
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Ir, die Leitung 41 ist ein durch ein hydraulisches Stellglied 43 veränderbares
Drosselorgan 44 eingeschaltet. Ebenso steht die Hydropumpe 3 durch Leitungen 41,
45 und 46, 42 mit dem Hydromotor 14 in Verbindung. Dabei ist in der Leitung 45 ein
von einem hydraulischen Stellglied 48 verstellbares Drosselorgan-49 angeordnet.
Schließlich ist die Hydropumpe 3 durch Leitungen 41, 50 und 51, 42 mit dem Hydromotor
15 verbunden. Am Stellzylinder 19 der Regeleinrichtung 16 ist am Arbeitsraum 28
ein Potentiometer 53 angeschlossen, dessen ælektrische Steuerleitung 54 zum elektromagnetischen
Schaltglied eines Schiebers 56 führt. Der Schieber 56 ist in eine mit der Leitung
7 verbundene Leitung 57 eingeschaltet und dient zur Steuerung der Druckmittelversorgung
des hydraulischen Stellgliedes 43. Auch an den Arbeitsraum 26 des Stellzylinders
20 der Regeleinrichtung 17 ist ein Potentiometer 59 angeschlossen, dessen elektrische
Steuerleitung 60 zum elektromagnetischen Betätigungsglied eines Schiebers 62 fAhrt.
Dieser Schieber 62 ist zur Drucknittelversorgung des hydraulischen Stellgliedes
48 durch eine Leitung 63 mit der Druckleitung 7 verbunden. Diese Druckleitung 7
steht außerdem. durch eine Leitung 64 mit dem Steuerschieber 6 und durch eine Leitung
65 mit einem Druckbegrenzungsventil 66 in Verbindung.
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Bein Betrieb der Brennkraftmaschine 1 werden beide Hydropuapen 2 und
3 ständig angetrieben. Durch das von der Hydropumpe 2 aus eine nicht näher bezeichneten
Druckmittelsorratsbebältet angesaugte Druckmittel wird in der Leitung 7 ein vorbestimmter
Druck aufgebaut, wobei die überschtlssige Druckmittelrenge durch das Druckbegrenzungsventil
68 zum Druckmittelvorratsbehälter gurOckstr8t. Dabei herrscht bei Neutral- bzw.
Ausgangsstellung des Fahrpedals 8 in den Leitungen 10 und 11 hinter den Druckregelventil
9 und in in mit den Leitungen verbundenen Räumen lediglich FUlldruck. Die Hydropumpe
3 befindet sich zunächst in Ncutralstellung und fördert somit kein Druckmittel in
eine der angeschlossenen Leitungen 41 oder 42. Bei Betätigung des Fahrpedals 8 aus
der gezeigten Neutral- bzw. Ausgangsstellung nach links wird das Druckregelventil
9 jeweils so eingestellt, daß sich in den Leitungszweigen 10 und 11 ein entsprechend
höherer Druck ausbauen kann,der durch die Leitung 10 abhängig von der Stellung des
FahrtrichtungswShlschiebers 12 auf die linke oder rechte StirnflAche des Steuerschiebers
6 einwirkt. Bei einem vorbestimmten Druck wird der Steuerschieber 6 nach rechts
bzw.
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nach links verschoben'und der Stellzylinder 5 verstellt die Hydropumpe
3 so, daß diese Energie abgibt. Angenommen, die Hydropumpe 3 fordert nun Druckmittel
in die Leitung 4t, dann werder außer dem Hydromotor 13 durch die von der Leitung
41 abzweigenden Leitungen 45 und 50 auch die Hydromotoren 14 und 15 mit DruckMittel
versorgt und werden somit in Umlauf versetzt.
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Dabei führen die Leitungen 42, 46 und 51 das Druckmittel von den Hydro
otoren 13 bis 15 zur Hydropumpe 3 im Kreislauf zurück.
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Die Hydromotoren 13 bis 15 treiben folglich das Fahrzeug über die
zugeordneten Achsantriebe beispielsweise in Fahrtrichtung nach vorn an. Dabei laufen
die drei Hydromotoren 13.bis 15 zunächst in einem unteren Drahlbereich, wobei sie
jedoch ein großes Drehmoment auf d'ie Antriebsräder des Fahrzeugs ausüben.
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Bei weiterer Bewegung des Fahrpedals 8 aus der jetzigen Betriebsstellung
nach links steigt der Druck in den Leitungen l0 und 11 weiter an und ist schließlich
in der Lage, den Schieber 22 gegen die Kraft der beiden Rückstellfedern 25 langsam
nach links zu' verschieben. Folglich gelangt Druckmittel aus der Leitung 7 durch
die Leitung 37 zum Steuerschieber 22 und von hier zum Arbeitsraum 28. Gleichzeitig
wird der Arbeitsraum 29 mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden. Der Kolben
27 im Stellzylinder 19 wird somit nach links verschoben und dieser regelt dabei
den Hydromotor 13 allmählich auf Null zurück. Der jeweils im Arbeitsraum 28 des
Stellzylinders 19 vorhandene Druck wirkt auch auf das angeschlossene Potentiometer
so ein, daß dieses proportional zum Ansteigen des Druck verstellt wird.
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Das Potentiometer 53 bewirkt ein Öffnen des Steuerschiebers 56.
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so daß silber diesen druckabhängig dem Stellglied 43 Druckmittel zugeführt
wird, welches seinerseits das Drosselorgan 44 im Schließsinn verstellt. Durch diese
Verstellung des Drosselorgrns 44 odrd die durch die Leitung 41 strömende Druckmittelmenge
dem jeweiligen Schluckvermögen des Hydromotors 13 in dem Maße angepaßt, daß die
Drehzahl dieses Hydromotors keine wosent zeichen Abweichungen gegenüber den Drehzahlen
der anderen beiden
Hydromotoren 14 und 15 aufweist. Bei noch weiterer
Betätigung des Fahrpedals 8 nach links und entsprechendem Druckanstieg in der Leitung
11 wird dann der Steuerschieber 23 durch den auf seine rechte Stirnfläche einwirkenden
Druck gegen die Kraft der drei Rückstellfedern 32 langsam nach links verschoben.
Es entsteht eine Verbindung der Leitung 7 mit dem Arbeitsraum 26 im Stellzylinder
20, wodurch der Kolben 34 nach links verschoben wird und dieser dabei den Hydromotor
14 allmählich auf Null verstellt. Gleichzeitig wird über das Potentiometer 59 in
der bereits beschriebenen Art und Weise auch der Zulauf zum Hydromotor 14 durch
die Leitung 45 mittels des Drosselorgans kontinuierlich so gedrosselt, daß der Hydromotor
14 in keinem Bereich größere Drehzahl abweichungen gegenüber dem Hydromotor 15 aufweist.
Der Hydromotor 15 übernimmt schließlich allein in einem verhältnismäßig hohen Drehzahlbereich
den Antrieb des Fahrzeugs über nur einen Achsantrieb. Die Drosselorgane 44 und 49
sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie jeweils bei Erreichen der Nullstellung
des entsprechenden Hydromotors 13 bzw. 14 einen dichten Abschluß der entsprechenden
Leitung 41 bzw. 45 bewirken. Hierdurch werden bei den abgeschalteten Motoren ggf.
Druckmittelverluste, beispielsweise Leckverluste, mit Sicherheit vermieden.
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Das Wiederzuschalten der abgeschalteten Hydromotoren 14 und 13 erfolgt
durch Zurücknahme des Fahrpedals von links nach rechts, wobei selbstverständlich
die einzelnen Steuervorgänge gegenüber den vorbeschriebenen in umgekehrter Weise
verlaufen.