DE2535762A1 - HYDROSTATIC FOUR WHEEL DRIVE - Google Patents

Description

Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*Patent attorney DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Attorney B. LANGHOFF *

MÜNCHEN β, W.SSMANNSTRASSE ,4 · TELEFON »32774 · TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFFPATENT MÜNCHEN MUNICH β, W.SSMANNSTRASSE, 4 · TELEPHONE »32774 · TELEGRAM ADDRESS: LANGHOFFPATENT MUNICH

München, den 12.8.1975 Unser Zeichen: 64 - 1578Munich, August 12th, 1975 Our reference: 64 - 1578

THE CESSNA AIRCRAFT COMPANY, 5800 East Pawnee Road, WichitaTHE CESSNA AIRCRAFT COMPANY, 5800 East Pawnee Road, Wichita

Kansas 67200, USAKansas 67200, USA

Hydrostatischer VierradantriebHydrostatic four-wheel drive

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Antriebssystem bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb.The invention relates to a hydrostatic drive system in four-wheel drive vehicles.

Bei hydraulischen Antriebsanlagen für Fahrzeuge sind bereits verschiedene Ausführungsformen bekannt, die das Differentialgleitproblem betreffen. Wenn ein einziges Pumpensystem die Antriebsmotoren aller vier Räder parallel versorgt, so liegt das Hauptproblem darin, daß beim Rutschen eines Rades die gesamte Energie der Anlage vergeudet wird und die übrigen drei Räder kein Drehmoment entwickeln. Es wurde versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß zwei getrennte Pumpen vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben werden, wobei jede Pumpe ein Paar gegenüberliegender Räder in Parallelverbindung speist, so daß beim Rutschen eines Rades die beidenIn the case of hydraulic drive systems for vehicles, various embodiments are already known which address the differential sliding problem affect. If a single pump system supplies the drive motors of all four wheels in parallel, that is the case The main problem is that when one wheel slips, all the energy in the system is wasted and the other three wheels do not develop torque. Attempts have been made to solve this problem by providing two separate pumps, driven by a common prime mover, each pump having a pair of opposed wheels in parallel connection feeds, so that when a wheel slips the two

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durch das zweite Pumpensystem belieferten Räder das Fahrzeug immer noch antreiben. Ein Beispiel dieser Ausführungsform ist in der US-PS 3 641 765 beschrieben. Bei Anlagen dieser Art, bei denen zwei Pumpensysteme verschiedene
Achsen verschiedener Radpaare antreiben, entstehen Probleme
dann, wenn die Pumpenleistungen nicht identisch sind oder wenn die Geschwindigkeit von Vorder- und Hinterrädern unterschiedlich ist, wobei dann eine Pumpeneinrichtung gegen die andere oder als Motor wirken kann. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug eine Kurve fährt, so beschreiben die Vorderräder einen
größeren Weg und bewegen sich schneller als die Hinterräder, wodurch die hintere Pumpe veranlaßt würde, gegen die Antriebsmaschine zu arbeiten. Um dieses Problem zu lösen, ist in
der oben erwähnten Patentschrift ein begrenzter Fluidweg zwischen dem vorderen, die Vorderräder antreibenden und dem hinteren, die Hinterräder antreibenden Kreislauf vorgesehen, so daß ein gewisses Spiel bei unterschiedlicher Radgeschwindigkeit gegeben ist, welches es den zwei Pumpen ermöglicht,
gemeinsam zu arbeiten, ohne gegeneinander zu arbeiten. Wie aus der obigen Patentschrift hervorgeht, ist dort in dem die
beiden Systeme miteinander verbindenden Fluidweg eine feste
Drosselstelle vorgesehen, so daß eine geringe Fluidmenge von dem einen System in das andere gelangen kann.Wheels supplied by the second pump system still propel the vehicle. An example of this embodiment is described in U.S. Patent 3,641,765. In systems of this type in which two pump systems are different
Driving axles of different pairs of wheels creates problems
when the pump outputs are not identical or when the speed of the front and rear wheels is different, in which case one pump device can act against the other or as a motor. For example, when a vehicle is cornering, the front wheels describe one
travel longer and faster than the rear wheels, causing the rear pump to work against the prime mover. To solve this problem, in
the above-mentioned patent specification provides a limited fluid path between the front, the front wheels driving and the rear, the rear wheels driving circuit, so that a certain clearance is given at different wheel speeds, which enables the two pumps,
to work together without working against each other. As can be seen from the above patent, there is in which the
Both systems are connected to each other by a fixed fluid path
Throttle provided so that a small amount of fluid can get from one system to the other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebene Ausfuhrungsform zu verbessern, und zwar durch Verwendung eines leistungsfähigeren Systems mit einem doppelt wirkenden Strömungsbegrenzer, so daß unterschiedliche Geschwindigkeiten der Achsen möglich sind, anstelle der bekannten Anlagen mit einer festen Drosselöffnung. Dieser doppelt wirkendeThe invention is based on the object of improving the embodiment described above, specifically through use a more powerful system with a double-acting flow limiter, so that different speeds of the axes are possible, instead of the known systems with a fixed throttle opening. This double acting

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2 b 3 5 7 6 22 b 3 5 7 6 2

StrömungsDegrenzer ermöglicht es, daß das Fluid in beiden Richtungen in beide Systeme strömt, bis zu einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit, z.B. 7,5 l/min, bevor er den Fluidfluß unterbricht oder begrenzt.Flow restrictor allows the fluid to flow in both Flows in both systems, up to a predetermined flow rate, e.g. 7.5 l / min, before interrupting or limiting the flow of fluid.

Es ist demnach das wesentlichste Ziel der vorliegenden Erfindung, einen hoch wirksamen Differentialantrieb mit begrenzter Rutschmöglichkeit zwischen den Vorder- und Hinterrädern eines Vierradantriebssystems zu schaffen.It is therefore the most essential object of the present invention to provide a highly efficient differential drive with limited To create slip between the front and rear wheels of a four-wheel drive system.

Der Differentialantrieb mit begrenztem Gleiten nach der Erfindung soll einen größeren Differentialbereich als bekannte Anlagen aufweisen.The limited slip differential drive according to the invention is intended to have a larger differential range than known systems exhibit.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.The invention is described below with reference to a schematic drawing described using an exemplary embodiment.

Die einzige FIGUR zeigt eine schematische Darstellung eines Übertragungssystems nach der Erfindung.The single FIGURE shows a schematic representation of a transmission system according to the invention.

Die Figur zeigt eine allgemeine Anordnung eines hydrostatischen Vierradantriebs mit einer Antriebsmaschine 10, die im Gleichtakt ein Paar hubverstellbarer Verdrängungspumpen 12 und 14, etwa Taumelscheibenpumpen, antreibt. Die Pumpen 12 und 14 können jedoch aucn Pumpen mit fester Verdrängung sein, wobei dann die Strömungsveränderung durch die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine erfolgt. In jedem Fall jedoch werden beide Pumpen mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Strömungsdurchsatz von der Antriebsmaschine mechanisch angetrieben. Die gestrichelte Linie 15 zeigt eine mechanischeThe figure shows a general arrangement of a hydrostatic Four-wheel drive with a prime mover 10, which in unison with a pair of stroke-adjustable displacement pumps 12 and 14, such as swash plate pumps, drives. However, pumps 12 and 14 can also be fixed displacement pumps be, then the change in flow by the Speed of the prime mover. In any case however, both pumps are mechanical at the same speed and flow rate from the prime mover driven. The dashed line 15 shows a mechanical one

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Verbindung zwischen den beiden Pumpen und veranschaulicht, daß zu jeder Zeit gleiche Strömungsmengen gepumpt werden. Die vier Räder des Fahrzeugs 17, 19, 21 und 23 werden einzeln von Motoren mit fester Verdrängung 16, 18, 20 bzw. 22 angetrieben. Hierbei handelt es sich um bekannte Axialkolben- oder Getriebemotoren. Die Vorderräder 17 und 19 werden durch die Pumpe 12 über einen aus Druckleitung 2 5 und Rückflußleitung 26 bestehenden geschlossenen Hydraulikkreislauf angetrieben. Die Druckleitung 25 liefert in einem parallelen Kreislauf Fluiddruck an die Motoren 16 und 18, und die Ablaufflüssigkeit gelangt über die Rückflußleitung 2 6 wieder zur Pumpe 12. Aufgrund der Parallelschaltung der Motoren 16 und 18 besteht eine unbegrenzte Schlupfmöglichkeit zwischen den sich gegenüberliegenden Rädern, was beim Wenden des Fahrzeugs und unter anderen Bedingungen notwendig ist. Die Pumpe 14 liefert Druckfluid über einen aus Druckleitung 27 und Rückflußleitung 28 bestehenden geschlossenen Hydraulikkreislauf an die Hinterräder 21 und 23. Die Motoren sind, wie oben beschrieben, in ähnlicher Parallelschaltung mit der Pumpe 14 verbunden.Connection between the two pumps and illustrates that the same flow rates are being pumped at all times will. The four wheels of the vehicle 17, 19, 21 and 23 are individually driven by fixed displacement motors 16, 18, 20 and 22 driven. These are known axial piston or gear motors. The front wheels 17 and 19 are operated by the pump 12 via a closed hydraulic circuit consisting of a pressure line 2 5 and a return line 26 driven. The pressure line 25 supplies fluid pressure to the motors 16 and 18 in a parallel circuit, and the drainage liquid passes through the reflux line 2 6 back to pump 12. Due to the parallel connection of the Motors 16 and 18 there is an unlimited possibility of slipping between the opposing wheels, which occurs when turning of the vehicle and under other conditions. The pump 14 supplies pressurized fluid via a pressure line 27 and return line 28 existing closed hydraulic circuit to the rear wheels 21 and 23. The motors are like described above, connected to the pump 14 in a similar parallel connection.

Zwei in .ioeiden Richtungen, d.h. doppelt wirkende Strömungsbegrenzer 31 und 32 verbinden die getrennten Pumpenkreisläufe 12 und 14 miteinander. Strömungsbegrenzer sind in der Hydraulik bekannt (z.B. US-PS 3 405 776), sie gestatten eine Strömungs- · menge bis zu einer vorbestimmten Höhe, wo der Begrenzer den Strom zu unterbrechen oder zu begrenzen beginnt, so daß die Strömungsmenge unabhängig vom Druck nicht weiter steigen kann. Derartige Vorrichtungen messen im allgemeinen den Druckabfall an einer veränderbaren Drosselöffnung, welche bei einem bestimmten Druckabfall geschlossen wird und dadurch die Strömung begrenzt. Bei Strömungen unterhalb dieses Begrenzungspegels gelangt die Flüssigkeit praktisch ohne Druckverlust durch den Strömungsbegrenzer.Two in .ioeiden directions, i.e. double-acting flow restrictors 31 and 32 connect the separate pump circuits 12 and 14 with each other. Flow restrictors are known in hydraulics (e.g. US Pat. No. 3,405,776), they allow a flow · amount up to a predetermined level where the limiter begins to interrupt or limit the flow, so that the flow rate can not continue to increase regardless of pressure. Such devices generally measure the pressure drop across one variable throttle opening, which is closed at a certain pressure drop and thereby limits the flow. at If the flow is below this limiting level, the liquid passes through the flow limiter with practically no pressure loss.

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Wirkungsweise .Mode of action.

Wenn sich die Vorderräder bei dem dargestellten Antriebssystem schneller als die Hinterräder zu drehen beginnen, gelangt überschüssige Flüssigkeit von der Pumpe 12 durch den Strömungsbegrenzer 31 und 32, je nach der Arbeitsrichtung des Fahrzeugs, zur Pumpe 14 für die Hinterräder. Der Bereich der Differentialgeschwindigkeit zwischen Vorder- und Hinterrädern bewegt sich von Null bis zu der in den Strömungsbegrenzern 31 und 32 eingestellten Strömungshöhe. Wenn nun ein Rad zu rutschen beginnt, wodurch die eine Pumpe in Bezug auf die andere überdreht, überschreitet die überlaufende Flüssigkeit aus dem überdrehenden Kreislauf schnell den Begrenzungspegel des Strömungsbegrenzers, und dieser wird aktiv und begrenzt die Strömung, wodurch Druck und entsprechend auch Drehkraft an den beiden Rädern des gegenüberliegenden Kreislaufs erhalten bleiben. Eine Anlage dieser Art ist viel wirksamer als eine Anlage, bei welcher die überlaufende Flüssigkeit über eine feste Drosselstelle mit wesentlichem Druckabfall gelangen muß.If the front wheels are in the illustrated drive system faster than the rear wheels begin to turn, excess fluid from the pump 12 will pass through the flow limiter 31 and 32, depending on the working direction of the vehicle, to the pump 14 for the rear wheels. Of the Range of differential speed between front and rear wheels moves from zero to the flow height set in flow restrictors 31 and 32. If a wheel starts to slip, causing one pump to over-rev in relation to the other, the will exceed the overflowing liquid from the over-revving circuit quickly increases the restriction level of the flow restrictor, and this becomes active and limits the flow, which creates pressure and, accordingly, torque on the two wheels of the opposite circuit are retained. An attachment of this type is much more effective than an attachment at which the overflowing liquid must pass through a fixed throttle point with a substantial pressure drop.

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Claims (3)

Patentan s ρ r ü c h e :Patent pending: Hydrostatisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, gekennzeichnet durch ein Paar von einer gemeinsamen Antriebsmaschine (10) angetriebenen hubverstellbaren Verdrängungspumpen (12,14), durch mehrere Motoren (16,18,20,22) zum Antrieb jeweils eines Rades des Fahrzeugs, durch getrennte Hydraulikkreise, die jede Pumpe in Fluidantriebsverbindung mit einem Paar der Motoren bringen, die an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs die Räder antreiben, wobei die Hydraulikkreise diesen Motorpaaren jeweils parallel Strömung liefern zur Differentialbewegung des Räderpaares, und durch eine Strömungsbegrenzungseinrichtung (31,32), die die Hydraulikkreise miteinander verbindet, wodurch eine vorbestimmte Strömungsmenge ohne nennenswerten Druckabfall vom einen zum anderen Kreis gelangen kann, um unterschiedliche Geschwindigkeiten der Räder zwischen den beiden getrennten Hydraulikkreisen auszugleichen.Hydrostatic drive system for a vehicle with Four-wheel drive, characterized by a pair of a common prime mover (10) driven displacement pumps (12,14) with adjustable stroke, driven by several motors (16,18,20,22) one wheel at a time of the vehicle, through separate hydraulic circuits that fluidly drive each pump with a pair of the motors that put the on opposite sides of the vehicle Drive the wheels, the hydraulic circuits delivering parallel flow to these pairs of motors Differential movement of the pair of gears, and by a Flow restriction device (31,32), which connects the hydraulic circuits to one another, whereby a predetermined Flow rate can pass from one circuit to the other without any significant pressure drop to compensate for different speeds of the wheels between the two separate hydraulic circuits. 2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strömungsbegrenzer in beiden Richtungen wirkt.2. Drive system according to claim 1, characterized in that the flow limiter in both Directions works. 3. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es umkehrbar ist, wobei die Druck- und Rückflußleitungen der Hydraulikkreise umkehrbar sind und wobei ein zweiter Strömungsbegrenzer3. Drive system according to claim 1, characterized in that it is reversible, the Pressure and return lines of the hydraulic circuits are reversible and with a second flow restrictor 609809/0398609809/0398 die Rückflußleitung des einen Kreises mit der Rückflußleitung des anderen Kreises verbindet.the reflux line of one circuit with the reflux line of the other circle connects. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es umkehrbar ist, wobei die Druck- und Rückflußleitungen der Hydraulikkreise umkehrbar sind und wobei ein zweiter Strömungsbegrenzer die Rückflußleitung des einen Kreises mit der Rückflußleitung des anderen Kreises verbindet und beide Strömungsbegrenzer in beiden Richtungen arbeiten.Drive system according to claim 1, characterized in that it is reversible, the pressure and return lines of the hydraulic circuits are reversible and wherein a second flow restrictor connects the return line of one circuit with the return line of the other Circle connects and both flow restrictors work in both directions. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Hydraulikkreise eine umkehrbare geschlossene Schleife mit Druck- und Rückflußleitungen aufweisen und daß ein zweiter Strömungsbegrenzer die beiden Kreise auf der gegenüberliegenden Seite von dem ersten Strömungsbegrenzer miteinander verbindet.Drive system according to claim 1, characterized in that the two hydraulic circuits are one have reversible closed loop with pressure and return lines and that a second flow restrictor connects the two circles on the opposite side of the first flow limiter. 609809/0398609809/0398 LeerseiteBlank page