DE112014000101B4

DE112014000101B4 - Hydraulische Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014000101B4
Application number: DE112014000101.5T
Authority: DE
Inventors: Shinobu Naitou; Takuya Miyata
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: CN105378349A; DE112014000101T5; US10119557B2; WO2015181934A1; US20160238043A1; JPWO2015181934A1; KR20160000395A; JP5728621B1

Abstract

Hydraulische Antriebsvorrichtung, umfassend:
einen Hydraulikmotor (12), der konfiguriert ist für den Betrieb durch das Spülen von Öl aus einer Hydraulikpumpe (11) durch einen Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) und einen Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B);
ein Niederdruck-Wählventil (31), das konfiguriert ist für den Betrieb entsprechend einem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) und dem Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B) und für das Ableiten des Öls in dem Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B) in ein Motorgehäuse (M);
einen Tankölkanal (33), der konfiguriert ist für die Verbindung des Inneren des Motorgehäuses (M) mit einem Öltank (T); und
eine Drossel (100, 200, 300), die an dem Niederdruck-Wählventil (31) oder an einem Ölkanal vorgesehen ist, der tiefer liegt als das Niederdruck-Wählventil (31) und wobei die Drossel (100, 200, 300) ausgebildet ist, eine Flussrate des durch die Drossel (100, 200, 300) fließenden Öls entsprechend einer Verringerung der Temperatur des Öls zu verringern.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung, insbesondere und vorzugsweise eine hydraulische Antriebsvorrichtung für den Antrieb eines hydraulischen Fahrmotors, der an einem Arbeitsfahrzeug angebracht ist, das als Baumaschine eingesetzt wird.
Ein Beispiel eines Arbeitsfahrzeugs, das als Baumaschine eingesetzt wird, wie beispielsweise ein Radlader oder ein Hubstapler, ist ein Arbeitsfahrzeug, bei dem ein Hydraulikmotor mit Öl aus einer Hydraulikpumpe betrieben wird und das fährt, indem Räder, die an einer Ausgangswelle des Hydraulikmotors vorgesehen sind, gedreht werden. Bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung, die in einem solchen Arbeitsfahrzeug verwendet wird, wird Öl in einem Niederdruck-Ölkanal durch ein Niederdruck-Wählventil in ein Motorgehäuse des Hydraulikmotors abgegeben. Ferner wird das Öl durch einen Tankölkanal aus dem Motorgehäuse in einen Öltank abgeleitet (gespült). Das Öl in dem Öltank wird durch eine Speisepumpe zum Niederdruck-Ölkanal gepumpt. Dadurch, dass das Öl außerhalb der Vorrichtung zugeführt wird, wird der Hydraulikmotor abgekühlt (siehe z.B. JP 2008-101636 A , JP 2002 - 227998 A , JP 11-30304 A ).
Wenn ein Fahrzeug im Pendelverkehr betrieben, abrupt gebremst oder angehalten wird, wird bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebsvorrichtung in einem Niederdruckkreis ein hoher Druck erzeugt, um die Bremse zu aktivieren. Ferner tritt Öl unter einem hohen Druck nicht nur aus einem Drehkörper des Hydraulikmotors aus, sondern wird auch augenblicklich in einen Spülkreislauf gespült. Dadurch wird in das Motorgehäuse eine große Menge an Öl abgegeben. Daher konnte bestätigt werden, dass in dem Motorgehäuse eine Druckspitze entsteht, die zu hoch ist. In Fällen, in denen wiederholt eine zu hohe Druckspitze in dem Motorgehäuse entsteht, wird die Öldichtung zwischen dem Motorgehäuse und der Ausgangswelle beschädigt und führt zu einem Ölaustritt. Im Zustand einer hohen Öltemperatur ist die Druckspitze im Motorgehäuse vergleichsweise niedrig, wie das anhand der gestrichelten Linie in 7 dargestellt ist. Jedoch ist es wahrscheinlich, dass die Druckspitze umso höher wird, je niedriger die Öltemperatur wird. Daher muss bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung dieser Art die Druckspitze verhindert werden, wenn die Öltemperatur niedrig ist.
Um zu verhindern, dass in dem Motorgehäuse eine Druckspitze entsteht, kann in Betracht gezogen werden, eine Spülölmenge zu verringern. Wenn die Spülölmenge verringert wird, besteht jedoch die Möglichkeit, dass sich die Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor verschlechtert. Ferner ist selbst bei einer Vorgehensweise, die einen Druckschaden des Tankölkanals vermindert, der Bauraum des Arbeitsfahrzeugs begrenzt, so dass es aus diesem Grund Beschränkungen gibt, was die Vergrößerung des Kanaldurchmessers betrifft.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Situation liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Antriebsvorrichtung anzugeben, die geeignet ist, das Entstehen von Druckspitzen in einem Motorgehäuse zu verhindern, ohne die Kühlwirkung herabzusetzen, wenn die Öltemperatur in dem Hydraulikmotor hoch ist.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe umfasst eine erfindungsgemäße hydraulische Antriebsvorrichtung: einen Hydraulikmotor, der konfiguriert ist für den Betrieb durch Öl, das von einer Hydraulikpumpe durch einen Hochdruck-Ölkanal und einen Niederdruck-Ölkanal gespült wird; ein Niederdruck-Wählventil, das konfiguriert ist für den Betrieb entsprechend einem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck-Ölkanal und dem Niederdruck-Ölkanal und zur Ableitung des Öls in dem Niederdruck-Ölkanal in ein Motorgehäuse; und einen Tankölkanal, der konfiguriert ist für die Verbindung des Inneren des Motorgehäuses mit einem Öltank, wobei an dem Niederdruck-Wählventil oder in einem Ölkanal, der tiefer als das Niederdruck-Wählventil liegt, eine Drossel vorgesehen ist und die Drossel ausgebildet ist, eine Flussrate des durch die Drossel fließenden Öls entsprechend einer Verringerung der Temperatur des Öls zu verringern.
Bei der hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung leitet der Hochdruck-Ölkanal von der Hydraulikpumpe gefördertes Öl zu dem Hydraulikmotor, und der Niederdruck-Ölkanal ist derart angeschlossen, dass diese aus dem Hydraulikmotor abgeleitetes Öl zurück zur Hydraulikpumpe leitet, und ist zusammen mit dem Hochdruck-Ölkanal in einem geschlossenen Kreis enthalten, der Öl in einem Kreislauf zwischen dem Hydraulikmotor und der Hydraulikpumpe zuführt.
Bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Drossel ferner eine Ringspaltdrossel, die folgende Gleichung erfüllt. $0 < (δ^{\land} 2) \cdot d/L < 2,5$
wobei δ = (D - d)/2, „D“ ein Außendurchmesser der Drossel in mm, „d“ ein Innendurchmesser der Drossel in mm, und „L“ eine Drossellänge in mm ist.
Darüber hinaus ist bei der vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung die Drossel eine Zylinderspaltdrossel, die folgende Gleichung erfüllt. $0 < (d^{\land} 4) /L < 1,6$
wobei „d“ ein Innendurchmesser der Drossel in mm ist, während „L“ eine Länge der Drossel in mm ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Drossel, die leicht durch die Viskosität von Öl beeinflussbar ist, in einem Niederdruck-Wählventil oder in einem tiefer als das Niederdruck-Wählventil angeordneten Ölkanal enthalten. Vorliegend verringert sich ein Filterdurchflussvolumen des Öls bei einer niedrigen Öltemperatur. Dagegen vergrößert sich das Filterdurchflussvolumen, wenn die Öltemperatur ansteigt. Aus diesem Grund wird in einem Zustand mit niedriger Öltemperatur die von einem Niederdruck-Ölkanal an ein Motorgehäuse abzugebende Ölmenge durch die Drossel verringert. Infolgedessen kann eine in dem Motorgehäuse erzeugte Druckspitze verringert werden. Bei einer hohen Öltemperatur vergrößert sich das Filterdurchflussvolumen des Öls, so dass eine ausreichende Menge an Spülöl verfügbar ist und keine Möglichkeit besteht, dass sich die Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor verschlechtert.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht eines Hydraulikkreises, der eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Hydraulikmotoreinheit zeigt, die bei der in 1 dargestellten hydraulischen Antriebsvorrichtung verwendet wird;
3-1 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Bereiche der in 2 dargestellten Hydraulikmotoreinheit und einen Zustand zeigt, in der ein Kolben eines Niederdruck-Wählventils eine Neutralposition einnimmt;
3-2 ist eine Schnittansicht, die den Betrieb des Kolbens des Niederdruck-Wählventils der Hydraulikmotoreinheit darstellt, die in 3-1 gezeigt ist;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3-1;
5-1 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Bereiche einer Hydraulikmotoreinheit zeigt, die bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die einen Zustand zeigt, in dem ein Kolben eines Niederdruck-Wählventils eine Neutralposition einnimmt;
5-2 ist eine Schnittansicht, die den Betrieb des Kolbens des Niederdruck-Wählventils der Hydraulikmotoreinheit darstellt, die in 5-1 gezeigt ist;
6-1 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Bereiche einer Hydraulikmotoreinheit zeigt, die bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die einen Zustand zeigt, in dem ein Kolben eines Niederdruck-Wählventils eine Neutralposition einnimmt;
6-2 ist eine Schnittansicht, die den Betrieb des Kolbens des Niederdruck-Wählventils der Hydraulikmotoreinheit darstellt, die in 6-1 gezeigt ist;
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Öltemperatur und einer Druckspitze in einem Motorgehäuse zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform einer hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung im Detail beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine Ansicht eines Hydraulikkreises, der eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die hydraulische Antriebsvorrichtung, die vorliegend als Beispiel angegeben ist, wird für den Fahrbetrieb eines Arbeitsfahrzeugs verwendet, das als Baufahrzeug eingesetzt wird, wie zum Beispiel ein Radlader oder ein Hubstapler. Die hydraulische Antriebsvorrichtung umfasst eine Antriebsmaschine 1 und Hydraulikgetriebeeinheiten 10, die zwischen den Antriebsrädern 2 getrennt auf der rechten und linken Seite vorgesehen sind. Die an den jeweiligen Antriebsrädern 2 vorgesehenen Hydraulikgetriebeeinheiten 10 haben eine ähnliche Konfiguration, weshalb nachstehend nur eine der Einheiten beschrieben wird. Die andere Einheit ist mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet ihre gesonderte Beschreibung entfällt.
Die Hydraulikgetriebeeinheit 10 ist ein sogenanntes hydrostatisches Getriebe (HST) und enthält eine Hydraulikpumpe 11, einen Hydraulikmotor 12 und ein Paar von Hauptölkanälen 13A und 13B. Die Hydraulikpumpe 11 wird durch die Antriebsmaschine 1 angetrieben. Der Hydraulikmotor 12 ist für den Fahrbetrieb vorgesehen und wird durch Öl angetrieben, das die Hydraulikpumpe 11 liefert. Das Paar der Hauptölkanäle 13A und 13B ist in einem geschlossenen Kreis enthalten, für die Zuführung des Öls in einem Kreislauf zwischen der Hydraulikpumpe 11 und dem Hydraulikmotor 12.
Die Hydraulikpumpe 11 und der Hydraulikmotor 12 entsprechen dem Typ mit variabler Verdrängung, wobei das Verdrängungsvolumen jeweils durch eine Änderung des Neigungswinkels der jeweiligen Taumelscheibe oder Taumelwelle geändert wird. Was die Hydraulikpumpe 11 anbelangt, ist eine Eingangswelle 11a mit einer Ausgangswelle 1a der Antriebsmaschine 1 verbunden, und was den Hydraulikmotor 12 anbelangt, ist dessen Ausgangswelle 12a mit dem Antriebsrad 2 des Arbeitsfahrzeugs verbunden. Der Hydraulikmotor 12 kann damit für einen Fahrbetrieb des Arbeitsfahrzeugs sorgen, indem er das Antriebsrad 2 drehend antreibt. Die Drehrichtung des Hydraulikmotors 12 kann abhängig von der Zuführung des Öls von der Hydraulikpumpe 11 geändert werden, damit das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts fahren kann. Im Folgenden wird zur Unterscheidung des Paares der Hauptölkanäle 13A und 13B der Einfachheit halber derjenige, der mit einer Abflussöffnung an der oberen Seite der Hydraulikpumpe 11 in 1 verbunden ist, als „erster Hauptölkanal 13A“ bezeichnet. Der andere, der mit einer Abflussöffnung an der Unterseite der Hydraulikpumpe 11 in 1 verbunden ist, wird als „zweiter Hauptölkanal 13B bezeichnet“.
Eine Speiseeinheit 20 ist an der Hydraulikgetriebeeinheit 10 befestigt. Die Speiseeinheit 20 ist derart konfiguriert, dass sie eine Speisepumpe 21, einen Ölspeisekanal 22 und ein Speisesicherheitsventil 24 enthält. Die Speisepumpe 21 wird durch die Antriebsmaschine 1 angetrieben. Was den Ölspeisekanal 22 betrifft, ist ein Ende derselben mit einer Abflussöffnung der Speisepumpe 21 verbunden, während das andere Ende derart abgezweigt ist, dass es über ein Rückschlagventil 23 mit dem ersten Hauptölkanal 13A und mit dem zweiten Hauptölkanal 13B verbunden ist. Das Speisesicherheitsventil 24 befindet sich in dem Ölspeisekanal 22.
Wenn die Antriebsmaschine 1 läuft, wird die Speisepumpe 21 in der Speiseeinheit 20 fortwährend angetrieben. In diesem Zustand, zum Beispiel in Fällen, in denen der Druck des ersten Hauptölkanals 13A oder des zweiten Hauptölkanals 13B unter einen voreingestellten Druck des Speisesicherheitsventils 24 abfällt, weil die Hydraulikpumpe 11 oder der Hydraulikmotor 12 nach außen lecken, pumpt die Speisepumpe 21 Öl in den betreffende Hauptölkanal 13A und 13B oder in beide Hauptölkanäle. Wenn sowohl der Druck des ersten Hauptölkanals 13A als auch der Druck des zweiten Hauptölkanals 13B höher als der voreingestellte Druck des Speisesicherheitsventils 24 ist, wird das von der Speisepumpe 21 geförderte Öl über das Speisesicherheitsventil 24 in einen Öltank T zurückgeleitet.
Ferner ist in der Hydraulikgetriebeeinheit 10 eine Spüleinheit 30 an einem Motorgehäuse M des Hydraulikmotors 12 vorgesehen, wie in 1 und 2 dargestellt. Die Spüleinheit 30 ist derart konfiguriert, dass sie ein Niederdruck-Wählventil 31, einen Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses, einen Tankölkanal 33 und eine Speisentlastungsventil 34. Das Niederdruck-Wählventil 31 arbeitet entsprechend einem Differenzdruck des Paares der Hauptölkanäle 13A und 13B und wählt entweder den Hauptölkanal 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite. Der Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses steht in Verbindung mit dem Inneren des Motorgehäuses M, wobei entweder der Hauptölkanal 13A oder 13B auf der niederen Druckseite durch das Niederdruck-Wählventil 31 gewählt wird. Der Tankölkanal 33 verbindet das Innere des Motors M mit dem Öltank T. Das Entlastungsventil 34 ist in dem Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses enthalten.
Falls in der Spüleinheit 30 der Druck der Hauptölkanäle 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite, die durch das Niederdruck-Wählventil 13 gewählt werden, einen voreingestellten Druck des Entlastungsventils 34 übersteigt (< dem voreingestellten Druck des Speisesicherheitsventils 24), wird das Öl in den Hauptölkanälen 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite in das Motorgehäuse M abgeleitet. Weiter wird das Öl in dem Motorgehäuse M durch den Tankölkanal 33 in den Öltank T abgeleitet.
In der Hydraulikgetriebeeinheit 10, die in der vorstehenden Weise konfiguriert ist, wird beim Antrieb der Hydraulikpumpe 11 durch die Antriebsmaschine 1 das Öl über das Paar der Hauptölkanäle 13A und 13B in einem Kreislauf zu dem Hydraulikmotor 12 geleitet. Durch den Antrieb des Hydraulikmotors 12 werden die Antriebsräder 2 drehend angetrieben, wodurch das Fahrzeug fährt. In dieser Phase wird das Öl, das durch die Hauptölkanäle 13A und 13B fließt, durch den Betrieb der Speiseeinheit 20 und der Spüleinheit 30 nach außerhalb der Vorrichtung geleitet und abgekühlt, wodurch der Motor 12 ebenfalls abgekühlt wird.
Wenn das Arbeitsfahrzeug im Pendelbetrieb eingesetzt, abrupt abgebremst oder angehalten wird, vergrößert sich eine Menge des in das Motorgehäuse M abgegebenen Öls durch den Betrieb der Spüleinheit 30. Dadurch entsteht in dem Motorgehäuse M eine Druckspitze, wie anhand der gestrichelten Linie in 7 dargestellt, und es besteht die Möglichkeit, dass eine Öldichtung 40 zwischen dem Motorgehäuse M und der Ausgangswelle 12a beschädigt wird.
Um das Entstehen einer Druckspitze in dem Motorgehäuse M zu verhindern, kann erwogen werden, die Menge des Spülöls zu verringern, wobei, wenn die Spülölmenge verringert wird, die Möglichkeit besteht, dass sich die Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor 12 verschlechtert.
Daher ist in der hydraulischen Antriebsvorrichtung eine Drossel 100 an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen, wie in 1 dargestellt, um das vorgenannte Problem zu lösen. Mit anderen Worten: wenn die Drossel 100 vorgesehen ist, die leicht durch die Ölviskosität beeinflussbar ist, verringert sich ein Filterdurchflussvolumen des Öls, während sich die Temperatur verringert. In einem Zustand, in dem die Öltemperatur niedrig ist, verringert sich durch die Drossel 100 die Ölmenge, die von den Hauptölkanälen 13A und 13B auf der niedrigen Druckseite an das Motorgehäuse M abgegeben wird. Es ist daher möglich, das Entstehen einer Druckspitze in dem Motorgehäuse M zu verhindern, wie anhand der durchgezogenen Linie in 7 dargestellt. Ferner vergrößert sich das Filterdurchflussvolumen in einem Zustand, in dem Öltemperatur hoch ist. Die Spülölmenge kann daher in ausreichendem Maß bereitgestellt werden, so dass keine Möglichkeit besteht, dass sich die Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor 12 verschlechtert.
Die 3-1 bis 4 sind Ansichten, die spezielle Konfigurationen der Spüleinheit 30 zeigen, in der die Drossel 100 an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen ist. In der Spüleinheit 30 ist das Niederdruck-Wählventil 31 angeordnet, indem ein Kolben 120 an einer in dem Motorgehäuse M gebildeten Kolbenöffnung 110 vorgesehen ist.
Die Kolbenöffnung 110 enthält eine säulenförmige Gleitöffnung 111 und Druckkammern 112. Die Gleitöffnung 111 hat einen gleichmäßigen Innendurchmesser. Die Druckkammern 112 sind an beiden Enden der Gleitöffnung 111 vorgesehen. Die Druckkammern 112 sind säulenförmige Spalte, deren Innendurchmesser größer ist als die Kolbenöffnung 110. Die Druckkammern 112 sind derart vorgesehen, dass sie dieselbe Schaftmitte wie die Gleitöffnung 111 aufweisen. Jede Druckkammer 112 ist derart gebildet, dass diese sich bezüglich einer Außenfläche des Motorgehäuses M öffnet. Ein Stopfen 113 ist in ein Öffnungsende jeder Druckkammer 113 geschraubt. In der Gleitöffnung 111 der Kolbenöffnung 110 ist nicht nur das Paar der Hauptölkanäle 13A und 13B angeordnet, sondern sie steht auch mit einem Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses in Verbindung, an einer zentralen Position, die von den Hauptölkanälen 13A und 13B gleich beabstandet ist.
Der Kolben 120 ist ein säulenförmiges Element, das sich in einer Längsrichtung der Kolbenöffnung 110 bewegen kann, wie in den 3-1 bis 4 dargestellt ist. Der Kolben 120 hat vorliegend eine Kolbenbasis 120a und ein Paar von Kolbenbereichen 120b mit kleinem Durchmesser. Die Kolbenbasis 120a ist ein säulenförmiger Bereich mit einem Außendurchmesser derart, dass dieser Bereich gleitbeweglich in der Gleitöffnung 111 der Kolbenöffnung 110 aufgenommen werden kann. Die Kolbenbereiche 120b mit kleinem Durchmesser sind säulenförmige Bereiche, die an beiden Enden des Kolbens 120 vorgesehen sind und die einen Außendurchmesser haben, der kleiner ist als ein Innendurchmesser der Gleitöffnung 111. In einer äußeren Peripherie jedes Kolbenbereichs 120b mit kleinem Durchmesser ist eine Schraubenfeder 130 vorgesehen. Die Schraubenfeder 130 liegt in der Druckkammer 112, und ihr eines Ende befindet sich in Kontakt mit dem Stopfen 113, während sich ihr anderes Ende mit einer Stufe in Kontakt befindet, die zwischen der Kolbenbasis 120a und dem Spulenbereich 120b mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist. Durch die Federkraft der Schraubenfeder 130 wird der Kolben 120 in einer Position gehalten, in der sich die gesamte Länge der Kolbenbasis 120a in der Gleitöffnung 111 befindet (im Folgenden als „Neutralposition“ bezeichnet). Die Dimension des Kolbens 120 in der Längsrichtung ist so festgelegt, dass die Länge ausreicht, damit jedes Ende an der Druckkammer 112 des Motorgehäuses M liegen und zwischen einer Endfläche und dem Stopfen 113 ein Spalt vorhanden sein kann. In dem Kolben 120 ist ein Paar von ausgesparten Bereichen 121, ein Paar von zentralen Öffnungen 122 und eine einzelne Spaltkomponente 123 vorgesehen.
Die ausgesparten Bereiche 121 sind ringförmig ausgesparte Bereiche und an der äußeren Peripherie der Kolbenbasis 120a vorgesehen. Wenn sich der Kolben 120 in der Neutralposition befindet, liegt jeder ausgesparte Bereich 121 jeweils in einer bezüglich der Hauptölkanäle 13A und 13B geöffneten Position. Die zentralen Öffnungen 122 sind Öffnungen mit einem kleinen Durchmesser, die von dem Ende des Kolbens 120 gebildet sind und an einer Stelle liegen, die die zentrale Achse des Kolbens 120 bilden soll. Jede zentrale Öffnung 122 ist bis zu einer Position gebildet, die dem ausgesparten Bereich 121 entspricht, und steht über eine Verbindungsöffnung 124, die in einer radialen Richtung gebildet ist, mit dem ausgesparten Bereich 121 in Verbindung. Die Spaltkomponente 123 ist ein säulenförmiger Bereich, der in der äußeren Peripherie der Kolbenbasis 120a in einer Position zwischen dem Paar der Hauptölkanäle 13A und 13B vorgesehen ist. Ein Durchmesser der Spaltkomponente 123 ist geringfügig kleiner bemessen als jener der Kolbenbasis 120a. Die Spaltkomponente 123 ist derart konfiguriert, dass sie aufgrund einer Ringspaltströmung zwischen sich und der Gleitöffnung 111 der Kolbenöffnung 110 eine Drossel 100 bildet. Die jeweilige Dimension der Spaltkomponente 123 ist derart festgelegt, dass sie die folgende Gleichung erfüllt, wenn „D“ der Außendurchmesser der Kolbenbasis 120a, „d“ ein Außendurchmesser der Spaltkomponente 123 und „L“ eine Drossellänge ist. Es ist zu beachten, dass die Drossellänge ein Abstand von den Öffnungskanten der Hauptölkanäle 13A und 13B bis zu einer Öffnungskante des Ölentleerungskanals 32 des Gehäuses ist. $0 < (δ^{\land} 2) \cdot d/L < 2,5$
Dabei ist zu beachten, dass δ = (D - d)/2 ist.
In der Spüleinheit 30, die in der vorstehend beschriebenen Weise konfiguriert ist, wird das Öl in jeder der Hauptölkanäle 13A und 13B durch den ausgesparten Bereich 121, die Verbindungsöffnung 124 und die zentrale Öffnung 122 zur Druckkammer 112 geleitet, wenn das Öl durch den Antrieb der Hydraulikpumpe 11 über die Hauptölkanäle 13A und 13B in einem Kreislauf zu dem Hydraulikmotor 12 geleitet wird. Infolgedessen bewegt sich der Kolben 120 in Richtung auf die Druckkammer 112 auf der niedrigen Druckseite. Ferner stehen Bereiche der Hauptölkanäle 13A und 13B auf der niedrigen Druckseite und der Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses über die Drossel 100 in Verbindung. Das Öl in den Hauptölkanälen 13A und 13B auf der niedrigen Druckseite wird über den Gehäuseentleerungs-Ölkanal und das Speiseentlastungventil 34 in das Motorgehäuse M abgeleitet.
Die Drossel 100, die leicht durch die Ölviskosität beeinflussbar ist, ist bei der hydraulischen Antriebsvorrichtung der ersten Ausführungsform an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen. Daher wird bei einer niedrigen Öltemperatur die von dem Hauptölkanal 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite an das Motorgehäuse M abgegebene Ölmenge verringert. Dadurch lässt sich selbst bei einem Pendelbetrieb oder wenn das Fahrzeug abrupt gebremst oder angehalten wird vermeiden, dass in dem Motorgehäuse M eine Druckspitze entsteht. Darüber hinaus besteht keine Möglichkeit für eine Beschädigung der Öldichtung 40 zwischen dem Motorgehäuse M und der Ausgangswelle 12. Im Zustand einer hohen Öltemperatur vergrößert sich die Ölmenge, die durch die Drossel 100 fließt. Aus diesem Grund kann eine für die Spülung ausreichende Ölmenge erreicht werden, so dass keine Gefahr besteht, dass sich die Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor 12 verschlechtert.
Es ist anzumerken, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Drossel 100 aufgrund der Ringspaltströmung an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen ist. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel kann als eine zweite Ausführungsform, die in den 5-1 und 5-2 dargestellt ist, aufgrund der Ringspaltströmung eine Drossel 200 an den Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses, die tiefer als das Niederdruck-Wählventil liegt, vorgesehen sein. Alternativ kann als eine dritte Ausführungsform, die in den 6-1 und 6-2 dargestellt ist, aufgrund der Zylinderspaltströmung eine Drossel 300 an einen Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses, die tiefer als ein Niederdruck-Wählventil 31 liegt, vorgesehen sein. Im Folgenden werden die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform beschrieben.
(Zweite Ausführungsform)
Die 5-1 und 5-2 sind Ansichten, die wesentliche Bereiche einer hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. In der zweiten Ausführungsform ist ein Niederdruck-Wählventil 31 angeordnet, indem ein Kolben 120 an einer Kolbenöffnung 110, die ähnlich wie in der ersten Ausführungsform in einem Motorgehäuse M gebildet ist, vorgesehen ist. Jedoch unterscheidet sich die Konfiguration einer Spaltkomponente 123 von jener der ersten Ausführungsform. Mit anderen Worten: um nicht die Drossel 100 wie in der ersten Ausführungsform zwischen einer Gleitöffnung 111 der Kolbenöffnung 110 und der Spaltkomponente 123 des Kolbens 120 anzuordnen, ist die Spaltkomponente 123 in der zweiten Ausführungsform derart vorgesehen, dass (δ^2) · d0/L0 größer ist als 10,0 (10,0 < (δ^2) . d0/L0 (es ist zu beachten, dass δ = 0 (D0 - d0)/2 ist)). Dabei ist „D0“ ein Außendurchmesser der Kolbenbasis 120a, „d0“ ist ein Außendurchmesser der Spaltkomponente 123, und „L0“ ist eine Drossellänge.
Zum anderen ist in einem Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses eine Drosselstange 210 in einem geradlinigen Bereich zwischen dieser und einem Entlastungsventil 34 vorgesehen. Die Drosselstange 210 ist ein säulenförmiges Element, das einteilig mit einem Stopfen 32a vorgesehen ist, der ein Öffnungsende des Ölentleerungskanals 32 des Gehäuses verschließt. Ein Durchmesser der Drosselstange 32 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Ölentleerungskanals 32 des Gehäuses. In der Drosselstange 210 ist einem vorderen Ende des Kolbens 120 gegenüberliegend ein Konus 211 vorgesehen. Ein Außendurchmesser des Konus 211 wird mit Annäherung an den Kolben 120 allmählich kleiner. Was die Drossel 200 anbelangt, ist aufgrund der Ringspaltströmung in der Konfiguration der zweiten Ausführungsform jede Dimension derart festgelegt, dass die folgende Gleichung erfüllt wird, wenn „D“ der Innendurchmesser des Ölentleerungskanals 32 des Gehäuses, „d“ ein Außendurchmesser der Drosselstange 210 und „L“ eine Drossellänge ist. Die Drossellänge in der zweiten Ausführungsform ist ein mit „L“ bezeichneter Abschnitt in 5-2. $0 < (δ^{\land} 2) \cdot d/L < 2,5$
Dabei ist zu beachten, dass δ = (D - d)/2 ist.
Elemente, die in den Konfigurationen der ersten und der zweiten Ausführungsform gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr gesondert erläutert.
Auch bei der hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Drossel 200, die leicht durch die Ölviskosität beeinflussbar ist, an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen. Deshalb verringert sich im Zustand einer niedrigen Öltemperatur eine Ölmenge, die von einem Hauptölkanal 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite an das Motorgehäuse M abgeleitet wird. Deshalb lässt sich sogar in einem Pendelbetrieb oder wenn das Fahrzeug abrupt gebremst oder angehalten wird vermeiden, dass in dem Motorgehäuse M eine Druckspitze entsteht. Es besteht daher keine Möglichkeit für eine Beschädigung einer Öldichtung 40 zwischen dem Motorgehäuse M und einer Ausgangswelle 12a. Im Zustand einer hohen Öltemperatur nimmt die Ölmenge, die durch die Drossel 200 fließt, zu. Aus diesem Grund kann eine für die Spülung ausreichende Ölmenge erreicht werden, so dass keine Möglichkeit für eine Verschlechterung der Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor 12 besteht.
(Dritte Ausführungsform)
Die 6-1 und 6-2 sind Ansichten, die wesentliche Bereiche der hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. In der dritten Ausführungsform ist ein Niederdruck-Wählventil 31 angeordnet, indem ein Kolben 120 an einer in einem Motorgehäuse M gebildeten Kolbenöffnung 110 vorgesehen ist, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform. Die Konfiguration einer Drossel 300 unterscheidet sich jedoch von jener der ersten Ausführungsform. Mit anderen Worten: um nicht die Drossel 100 wie in der ersten Ausführungsform zwischen einer Gleitöffnung 111 der Kolbenöffnung 110 und einer Spaltkomponente 123 des Kolbens 120 vorzusehen, ist in der dritten Ausführungsform die Spaltkomponente 123 derart vorgesehen, dass (δ^2) . d0/L0 größer ist als 10,0 (10,0 < (δ^2) . d0/L0 (es ist zu beachten, dass δ = 0 (D0 - d0)/2 ist)). Dabei ist „D0“ ein Außendurchmesser der Kolbenbasis 120a, „d0“ ist ein Außendurchmesser der Spaltkomponente 123, und „L0“ ist eine Drossellänge.
Andererseits ist in einem Ölentleerungskanal 32 des Gehäuses die Drossel 300 infolge einer Zylinderspaltströmung durch ein Verkleinern eines Durchmessers eines geradlinigen Abschnitts zwischen dieser und einem Entlastungsventil 34 gebildet. Was die Drossel 300 betrifft, ist jede Dimension so festgelegt, dass die folgende Gleichung erfüllt wird, wenn „d“ ein Innendurchmesser eines geradlinig vorgesehenen Ölkanalsabschnitts und „L“ eine Drossellänge ist. $0 < (d^{\land} 4) L < 1,6$
Elemente, die in den Konfigurationen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform jeweils gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr gesondert erläutert.
Auch bei der hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist die Drossel 300, die leicht durch die Ölviskosität beeinflussbar ist, an dem Niederdruck-Wählventil 31 vorgesehen. Deshalb verringert sich im Zustand einer niedrigen Öltemperatur eine Ölmenge, die von einem Hauptölkanal 13A oder 13B auf der niedrigen Druckseite an das Motorgehäuse M abgeleitet wird. Deshalb lässt sich sogar in einem Pendelbetrieb oder wenn das Fahrzeug abrupt gebremst oder angehalten wird vermeiden, dass in dem Motorgehäuse M eine Druckspitze entsteht. Es besteht daher keine Möglichkeit für eine Beschädigung einer Öldichtung 40 zwischen dem Motorgehäuse M und einer Ausgangswelle 12a. Im Zustand einer hohen Öltemperatur nimmt die Ölmenge, die durch die Drossel 300 fließt, zu. Aus diesem Grund kann eine für die Spülung ausreichende Ölmenge erreicht werden, so dass keine Möglichkeit für eine Verschlechterung der Kühlwirkung auf den Hydraulikmotor 12 besteht.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eins bis drei ist der geschlossene Kreislauf durch ein Paar von Hauptölkanälen 13A und 13B zwischen der Hydraulikpumpe 11 und dem Hydraulikmotor 12 vorgesehen. Jedoch ist vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Bezugszeichenliste

11: Hydraulikpumpe
12: Hydraulikmotor
13A, 13B: Hauptölkanal
31: Niederdruck-Wählventil
32: Ölentleerungskanal des Gehäuses
32: Tankölkanal
34: Entlastungsventil
40: Öldichtung
100: Drossel
110: Kolbenöffnung
111: Gleitöffnung
120: Kolben
123: Spaltkomponente

200: Drossel
210: Drosselstange
300: Drossel
M: Motorgehäuse
T: Öltank

Claims

Hydraulische Antriebsvorrichtung, umfassend: einen Hydraulikmotor (12), der konfiguriert ist für den Betrieb durch das Spülen von Öl aus einer Hydraulikpumpe (11) durch einen Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) und einen Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B); ein Niederdruck-Wählventil (31), das konfiguriert ist für den Betrieb entsprechend einem Differenzdruck zwischen dem Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) und dem Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B) und für das Ableiten des Öls in dem Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B) in ein Motorgehäuse (M); einen Tankölkanal (33), der konfiguriert ist für die Verbindung des Inneren des Motorgehäuses (M) mit einem Öltank (T); und eine Drossel (100, 200, 300), die an dem Niederdruck-Wählventil (31) oder an einem Ölkanal vorgesehen ist, der tiefer liegt als das Niederdruck-Wählventil (31) und wobei die Drossel (100, 200, 300) ausgebildet ist, eine Flussrate des durch die Drossel (100, 200, 300) fließenden Öls entsprechend einer Verringerung der Temperatur des Öls zu verringern.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) von der Hydraulikpumpe (11) gefördertes Öl an den Hydraulikmotor (12) zuführt und wobei der Niederdruck-Ölkanal (13A, 13B) derart angeschlossen ist, dass das von dem Hydraulikmotor (12) abgeleitete Öl zur Hydraulikpumpe (11) zurückgeleitet wird, und zusammen mit dem Hochdruck-Ölkanal (13A, 13B) in einem geschlossenen Kreis enthalten ist, der das Öl in einem Kreislauf zwischen dem Hydraulikmotor (12) und der Hydraulikpumpe (11) zuführt.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drossel (100, 200, 300) eine Ringspaltdrossel ist, die folgende Gleichung erfüllt: $0 < (δ^{\land} 2) \cdot d/L < 2,5$
wobei δ = (D - d)/2 ist, „D“ ein Außendurchmesser der Drossel in mm, „d“ ein Innendurchmesser der Drossel in mm und „L“ eine Drossellänge in mm ist.
Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drossel (100, 200, 300) eine Zylinderspaltdrossel ist, die folgende Gleichung erfüllt: $0 < (d^{\land} 4) /L < 1,6$
wobei „d“ ein Innendurchmesser der Drossel in mm und „L“ eine Länge der Drossel in mm ist.