DE4325703A1 - Radfahrzeug mit hydrostatischem Fahrantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Radfahrzeug, insbesondere eine Arbeitsmaschine, mit hydrostatischem Fahrantrieb und mindestens zwei, auf einer gemeinsamen Achse angeordneten, angetriebenen Rädern, wobei jedem der beiden angetriebenen Räder ein Hydromotor zugeordnet ist.

Bedingt durch das bei schweren Radfahrzeugen, insbesondere bei Arbeitsmaschinen vorhandene hohe Eigengewicht wird bei solchen Fahrzeugen die Lenkung stets als Hilfskraftlenkung ausgebildet, was in der Regel keine Probleme bereitet, da ohnehin bereits ein hydrostatischer Fahrantrieb vorhanden ist, der zu diesem Zweck nur angezapft zu werden braucht. Die Versorgung der Lenkung erfolgt beispielsweise durch die Speise- und Steuerdruckpumpe des Fahrantriebs. Ein solches Fahrzeug ist beispielsweise aus der DE 34 27 436 A1 bekannt und zum Einsatz in einem Gabelstapler oder in einem Bagger vorgesehen. Hierbei umfaßt die Hydrostatik den Fahrantrieb, die Lenkanlage und die Versorgung von Federspeicherbremsen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Radfahrzeug der eingangs genannten Art im Hinblick auf den Bauaufwand zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Radfahrzeug eine Differenzgeschwindigkeitslenkung aufweist. Das erfindungsgemäße Radfahrzeug wird also durch unterschiedliche Antriebsdrehzahlen der angetriebenen Räder gelenkt. Der Aufwand, den eine herkömmliche Lenkung hinsichtlich der Radaufhängung und der, Hilfskraftlenkung erfordert, wird dadurch vermieden. So entfällt beispielsweise die hydrostatische Lenkanlage mit Druckmittelversorgung und Versorgungsleitungen sowie die Lenkachse mit Hydraulikzylindern. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Fahrzeuge mit nur zwei angetriebenen Rädern, die sich auf einer gemeinsamen Achse befinden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zumindest ein nicht angetriebenes, an einem Drehschemel befestigtes Rad vorgesehen ist, dessen Mittelachse von der Vertikalachse des Drehschemels beabstandet ist.

Hierdurch erhält das nicht angetriebene Rad beispielsweise eines dreirädrigen Flurförderzeugs einen Nachlauf und stellt sich selbsttätig auf die mit Hilfe der Differenzgeschwindigkeitslenkung eingestellte Kurvenrichtung ein. Hierbei kann jeder Kurvenradius bis zum Drehen auf der Stelle mit Drehpunkt in der Mitte zwischen den angetriebenen Rädern gefahren werden, wodurch eine große Wendigkeit des erfindungsgemäß ausgestalteten Radfahrzeugs erreicht wird.

Damit bei Fahrtrichtungswechsel das oder die nachlaufenden Räder nicht um 180 Grad (bezogen auf die Vertikalachse des Drehschemels) schwenken müssen, ist es günstig, wenn das nicht angetriebene Rad um eine die Vertikalachse rechtwinklig schneidende Kippachse schwenkbar ist und ein automatisch wirksames Gesperre aufweist, mit dem das Rad in der Kipplage, die bei der gewählten Fahrtrichtung einen Nachlauf des Rades bewirkt, frei drehbar ist und mit dem das Rad in der anderen Kipplage gesperrt ist.

Besonders zweckmäßig im Hinblick auf einen geringen Bauaufwand ist eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Radfahrzeugs, bei der der hydrostatische Fahrantrieb eine beidseitig verstellbare hydrostatische Pumpe aufweist, an die im geschlossenen Kreislauf die als Konstantmotoren ausgebildeten Hydromotoren parallel angeschlossen sind, wobei zwischen der Pumpe und jeden Hydromotor jeweils ein in Abhängigkeit von der gewünschten Kurvenrichtung und dem gewünschten Kurvenradius proportional ansteuerbares Vieranschluß-/Dreistellungs-Wegeventil angeordnet ist. Die angetriebenen Räder behalten auch bei Kurvenfahrt die angesteuerte Drehzahl bei, selbst wenn sich ein angetriebenes Rad auf rutschigem Untergrund befindet. Das Durchrutschen und Durchdrehen eines angetriebenen Rades wird vermieden. Man erhält somit die Wirkung eines Sperrdifferentials ohne dessen bei Kurvenfahrt sich bemerkbar machenden Nachteile (Verspannungen im Antriebsstrang, Radschlupf, usw.) in Kauf nehmen zu müssen. Darüber hinaus ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Einsatz einer Differenzgeschwindigkeitslenkung nach wie vor möglich, hydrostatisch zu bremsen. Die Hydrostatik kann daher ungehindert als Betriebsbremse benutzt werden. Die Wegeventile können zur zusätzlichen Bremsung verwendet werden, z. B. um Überdrehzahlen an der Antriebsmaschine zu verhindern.

Es erweist sich steuerungstechnisch als vorteilhaft, wenn jedem angetriebenen Rad ein Signale an eine elektronische Steuereinheit abgebender Drehzahl- und Drehrichtungssensor zugeordnet ist, wobei an die elektronische Steuereinheit ein der Antriebsmaschine zugeordneter Drehzahlsensor, ein durch eine Lenkeinrichtung betätigbarer Lenkgeber und Geber für die gewählte Fahrgeschwindigkeit und die gewählte Fahrtrichtung sowie für das Erfassen eines Bremskommandos angeschlossen sind und wobei die Steuereinheit fahrtrichtungs-, fahrgeschwindigkeits- und kurvensteuernd mit dem hydrostatischen Fahrantrieb und drehzahlsteuernd mit der Antriebsmaschine in Wirkverbindung steht.

Mit Hilfe der Geber für die Fahrtrichtung und die Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise Fahrpedale, insbesondere Doppelpedalsteuerung, wird die Pumpe entsprechend eingestellt. Die Kurvenrichtung und der Kurvenradius wird durch den Lenkgeber, der z. B. als von einem Lenkrad betätigter Drehgeber ausgebildet ist, mit Hilfe der Wegeventile zwischen der Pumpe und den Hydromotoren gesteuert, indem den Hydromotoren unterschiedlich große Druckmittelmengen zugeteilt werden. Der Einsatz einer elektronischen Steuereinheit ermöglicht darüber hinaus auf einfache Weise eine zusätzliche Sicherheitsfunktion dergestalt, daß bei einer Fehlfunktion in der Fahrsteuerung die Hydromotoren durch die Wegeventile blockiert werden, so daß das Radfahrzeug zum Stillstand gebracht und gefährliche Fahrsituationen verhindert werden.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Radfahrzeug wird mit Vorteil als Flurförderzeug mit einer angetriebene Vorderachse und ein oder zwei nicht angetriebenen Hinterrädern verwendet. Es ist jedoch auch möglich die Erfindung bei Fahrzeugen einzusetzen, bei denen üblicherweise die Vorderräder gelenkt und die Hinterräder nicht gelenkt sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schaltplan des hydrostatischen Fahrantrieb des erfindungsgemäßen Radfahrzeugs,

Fig. 2a die Seitenansicht eines nicht angetriebene Rades in einer bestimmten Kippstellung und

Fig. 2b die Seitenansicht des nicht angetriebenen Rades in der anderen Kippstellung.

Das erfindungsgemäße Radfahrzeug weist einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer beidseitig verstellbaren hydrostatischen Pumpe 1 auf, die im geschlossenen Kreislauf an zwei parallel geschaltete Hydromotoren 2 und 3 konstanten Schluckvolumens angeschlossen ist. Jeder Hydromotor 2 bzw. 3 treibt ein Rad 4 bzw. 5. Die Räder 4 und 5 sind auf einer gemeinsamen Achse voneinander beabstandet. Zwischen den Hydromotoren 2, 3 und den angetriebenen Rädern 4, 5 befinden sich Federspeicherbremsen 6, 7. Das Fördervolumen der Pumpe 1 wird mit Hilfe einer Servo-Verstelleinrichtung 8 eingestellt, die elektrisch ansteuerbare Druckregelventile 9 und 10 aufweist. Eine Hilfspumpe 1a versorgt die Servo-Verstelleinrichtung 8 und dient als Speisepumpe für den geschlossenen hydrostatischen Kreislauf.

Die Drehzahleinstellung der Hydromotoren 2 und 3 und damit der angetriebenen Räder 4 und 5 erfolgt durch elektrisch proportional ansteuerbare Vieranschluß-/Dreistellungs- Wegeventile 11 und 12.

Die Pumpe 1 wird von einer Antriebsmaschine 13 angetrieben, die ein elektrisch ansteuerbares Drehzahlregelorgan 14 aufweist.

Die Federspeicherbremsen 6 und 7 können mit Hilfe eines elektrisch ansteuerbaren Entlüftungsventils 15 in Schließstellung gebracht werden.

Das Drehzahlregelorgan 14 der Antriebsmaschine 13, die Druckregelventile 9 und 10 der Servo-Verstelleinrichtung 8, das Entlüftungsventil 15 der Federspeicherbremsen 6 und 7 und die Wegeventile 11 und 12 sind an Ausgänge einer elektronischen Steuereinheit 16 angeschlossen, die eingangsseitig mit einem Drehzahlgeber 17 der Antriebsmaschine 13, Drehzahl- und Drehrichtungsgebern 18 und 19 der Räder 4 und 5 bzw. der Hydromotoren 2 und 3, einem von einem Lenkrad 20 betätigten Drehgeber 21 und als Fahrpedalen ausgebildeten Gebern 22, 23 und 24 (Geber 22 und 23: Doppelpedalsteuerung; Geber 24: Stoppedal) für die Fahrgeschwindigkeit, die Fahrtrichtung und das Vorliegen eines Bremskommandos verbunden ist.

Je nach Lenkkommando werden die Wegeventile 11 und 12 so angesteuert, daß der zu den Hydromotoren 2 und 3 fließende Druckmittelstrom passieren kann, angedrosselt oder umgekehrt wird, so daß auf diese Weise eine Kurve mit dem gewünschten Radius gefahren werden kann. Die Fahrtrichtung (Vorwärts/Rückwärts) und die Fahrgeschwindigkeit wird mit Hilfe der Geber (Fahrpedale) 22 und 23 gewählt und durch Ansteuerung der Druckregelventile 9 und 10 der Servo-Verstelleinrichtung 8 der Pumpe 1 bestimmt, die dementsprechend mit einer bestimmten Fördermenge in eine der beiden Richtungen fördert. Die Drehzahl der Antriebsmaschine 13 wird ebenfalls elektronisch gesteuert.

Bei einem Fahrzeug, bei dem nur zwei auf einer Achse angeordnete Räder angetrieben und ein oder zwei auf einer zweiten Achse angeordnete Räder nicht angetrieben sind, ist das nicht angetriebene Rad an einem Drehschemel befestigt, was die Fig. 2a und 2b zeigen. Hierbei ist die Mittelachse M eines Rades 25 von der Vertikalachse V eines Drehschemels 26 beabstandet, an dem das Rad 25 befestigt ist. Hierdurch erhält das nicht angetriebene Rad beispielsweise eines dreirädrigen Flurförderzeugs einen Nachlauf N und stellt sich selbsttätig in Fahrt- und Kurvenrichtung ein.

Damit bei Fahrtrichtungswechsel das Rad 25 nicht um 180 Grad um die Vertikalachse V schwenken muß, ist es um eine die Vertikalachse V rechtwinklig schneidende Kippachse K schwenkbar. Das Rad 25 ist mit einem automatisch wirksamen Gesperre versehen, das das Rad in der zur Fahrtrichtung passenden Kipplage um seine Mittelachse M frei drehen läßt und in Gegenrichtung sperrt bis es in in eine neue Nachlaufrichtung gekippt ist. Der gestrichelt dargestellte Drehrichtungspfeil des Rades 25 zeigt jeweils passend zum Fahrrichtungspfeil F die gesperrte Drehrichtung an, der in Vollinie ausgezogene Drehrichtungspfeil hingegen die freie Drehbarkeit des Rades 25.

Claims (6)

1. Radfahrzeug, insbesondere Arbeitsmaschine, mit hydrostatischem Fahrantrieb und mindestens zwei, auf einer gemeinsamen Achse angeordneten, angetriebenen Rädern, wobei jedem der beiden angetriebenen Räder ein Hydromotor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Radfahrzeug eine Differenzgeschwindigkeitslenkung aufweist.

2. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein nicht angetriebenes, an einem Drehschemel (26) befestigtes Rad (25) vorgesehen ist, dessen Mittelachse (M) von der Vertikalachse (V) des Drehschemels (26) beabstandet ist.

3. Radfahrzeug nach Anspruch 2, daß das nicht angetriebene Rad (25) um eine die Vertikalachse (V) rechtwinklig schneidende Kippachse (K) schwenkbar ist und ein automatisch wirksames Gesperre aufweist, mit dem das Rad (25) in der Kipplage, die bei der gewählten Fahrtrichtung einen Nachlauf (N) des Rades (25) bewirkt, frei drehbar ist und mit dem das Rad (25) in der anderen Kipplage gesperrt ist.

4. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrostatische Fahrantrieb eine beidseitig verstellbare hydrostatische Pumpe (1) aufweist, an die im geschlossenen Kreislauf die als Konstantmotoren ausgebildeten Hydromotoren (2, 3) parallel angeschlossen sind, wobei zwischen der Pumpe (1) und jeden Hydromotor (2, 3) jeweils ein in Abhängigkeit von der gewünschten Kurvenrichtung und dem gewünschten Kurvenradius proportional ansteuerbares Vieranschluß-/Dreistellungs-Wegeventil (11, 12) angeordnet ist.

5. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem angetriebenen Rad (4, 5) ein Signale an eine elektronische Steuereinheit (16) abgebender Drehzahl- und Drehrichtungssensor (18, 19) zugeordnet ist, wobei an die elektronische Steuereinheit (16) ein der Antriebsmaschine (13) zugeordneter Drehzahlsensor (17), ein durch eine Lenkeinrichtung (20) betätigbarer Lenkgeber (21) und Geber (22, 23, 24) für die gewählte Fahrgeschwindigkeit und die gewählte Fahrtrichtung sowie für das Erfassen eines Bremskommandos angeschlossen sind und wobei die Steuereinheit (16) fahrtrichtungs-, fahrgeschwindigkeits- und kurvensteuernd mit dem hydrostatischen Fahrantrieb und drehzahlsteuernd mit der Antriebsmaschine (13) in Wirkverbindung steht.

6. Verwendung eines Radfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Flurförderzeug mit einer angetriebene Vorderachse und ein oder zwei nicht angetriebenen Hinterrädern.