DE1142286B

DE1142286B - Hydrostatic drive and steering device for vehicles, in particular caterpillar vehicles

Info

Publication number: DE1142286B
Application number: DEST15354A
Authority: DE
Inventors: Hermann Petersen
Original assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Current assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Priority date: 1959-07-16
Filing date: 1959-07-16
Publication date: 1963-01-10

Description

Hydrostatische Antriebs- und Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Gleiskettenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Antriebs-und Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Gleiskettenfahrzeuge, mit getrennten, den beiden Fahrzeugseiten zugeordneten Hydromotoren, die in Parallelschaltung von einer gemeinsamen Pumpe gespeist werden, wobei zur verhältnisgleichen Teilung des von der Pumpe gelieferten Druckflüssigkeitsstromes auf die Hydromotoren ein Mengenteilventil vorgesehen ist, welches aus einem in einem Zylinder frei beweglichen Kolben besteht, dessen Gleichgewichtslage sich durch die Strömungsgeschwindigkeiten des Druckmittels selbsttätig einstellt.Hydrostatic drive and steering device for vehicles, in particular Crawler Vehicles The invention relates to a hydrostatic drive and steering device for vehicles, especially caterpillar vehicles, with separate, the two vehicle sides associated hydraulic motors, which are connected in parallel by a common pump are fed, with the proportionate division of the supplied by the pump A flow divider valve is provided for the hydraulic fluid flow to the hydraulic motors, which consists of a piston that can move freely in a cylinder, its position of equilibrium is set automatically by the flow speeds of the pressure medium.

Die bekannten Mengenteilventile bestehen im wesentlichen aus einem als Steuerschieber wirkenden Kolben, der in einem Zylinder frei beweglich ist und mit seinen beiden Enden die Durchflußöffnungen der an den Zylinder angeschlossenen Verbraucherleitungen steuert. Die von einer Pumpe geförderte Druckflüssigkeit wird in zwei Teilströmen dem Mengenteilventil zugeführt oder innerhalb des Mengenteilventils in zwei Teilströme zerlegt. Die Steuerung durch den Kolben erfolgt selbsttätig nach Maßgabe der Strömungsgeschwindigkeiten in den beiden Verbraucherleitungen bzw. in dem Zylinder, an welchen die Verbraucherleitungen angeschlossen sind. Um den in dem Zylinder herrschenden Druck zur Bewegung des Kolbens und damit zur Steuerung der Verbrauchermengen wirksam zu machen, wird der Durchfluß der beiden Teilströme in dem Zylinder gedrosselt. Die sich an den Drosselstellen einstellenden Drücke können beispielsweise über Meßbohrungen auf die beiden Kolbenstirnflächen geleitet werden. Bei ungleichen Strömungsgeschwindigkeiten in den Verbraucherleitungen und damit auch an den Drosselstellen bilden sich an den Drosselstellen verschieden große Drücke, zwischen den beiden Drosselstellen also Druckunterschiede aus, welche den Kolben nach der Minderdruckseite so lange verschieben und dabei die gegenüber angeordnete Verbraucherleitung so weit drosseln, bis der Gleichgewichtszustand des Kolbens wiederhergestellt ist und die Strömungsgeschwindigkeiten und damit die Mengen an den Drosselstellen wieder gleich sind.The known flow divider valves essentially consist of one acting as a control slide piston, which is freely movable in a cylinder and with its two ends the flow openings of the connected to the cylinder Controls consumer lines. The hydraulic fluid delivered by a pump is fed in two partial flows to the flow divider valve or within the flow divider valve broken down into two partial flows. The control by the piston takes place automatically after Determination of the flow velocities in the two consumer lines or in the cylinder to which the consumer lines are connected. To get the in the pressure prevailing in the cylinder to move the piston and thus to control it To make the consumer quantities effective, the flow of the two partial flows throttled in the cylinder. The pressures established at the throttling points can, for example, be routed to the two piston faces via measuring bores will. With unequal flow rates in the consumer lines and thus also at the throttle points, different sizes are formed at the throttle points Express the pressure differences between the two throttling points, which the Move the piston to the low pressure side and move the opposite one Throttle the consumer line until the piston is in equilibrium and the flow velocities and thus the quantities at the throttling points are the same again.

Bekannt sind auch Steuerventile für Druckmittelantriebe, bei welchen zur Steuerung der Arbeits- und Bewegungsvorgänge der frei bewegliche Steuerkolben durch äußeren Eingriff aus seiner sich selbsttätig einstellenden Gleichgewichtslage gebracht werden kann. Für diesen Zweck werden mechanische oder elektromagnetische Verstellvorrichtungen verwendet, bei welchen im Ventilgehäuse an seinen beiden Enden oder außerhalb des Ventilgehäuses um die beiden Enden des Kolbenschiebers herum stromdurchflossene Spulen angeordnet sind, die auf den Steuerkolben eine seine Verschiebung in der einen oder anderen Richtung bewirkende Kraft ausüben.Also known are control valves for pressure medium drives in which the freely movable control piston to control the work and movement processes by external intervention from its self-adjusting equilibrium position can be brought. For this purpose, be mechanical or electromagnetic Adjusting devices used in which in the valve housing at both ends or outside of the valve housing around the two ends of the spool Current-carrying coils are arranged, which is shifted on the control piston exert an effecting force in one direction or the other.

Bekannt sind ferner Ausgleichsgesperre für Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Einzelradantrieb, bei denen jede zu einem Antriebsrad führende Teilstromleitung mit einem Drosselventil versehen ist, das im drosselnden Sinne durch ein Ausgleichsgetriebe bewegt wird, welches auf den Unterschied der Flüssigkeitsgeschwindigkeit in den Teilstromleitungen gegenüber der Gesamtstromleitung anspricht. Dabei können die mit den Drosselventilen verbundenen Federn, die die zulässige Übergeschwindigkeit in den Teilstromleitungen bestimmen, mit der Lenkeinrichtung des Fahrzeuges verbunden sein, so daß die Spannung der Federn von dem Lenkausschlag abhängig ist. Zweck dieser Maßnahme ist, bei einer nur geringen zulässigen übergeschwindigkeit schlüpfender Räder beim Geradeausfahren eine entsprechend größere übergeschwindigkeit für Wendungen des Fahrzeuges einstellen zu können, ohne daß das Gesperre zur Wirkung kommt.Also known are compensating locks for motor vehicles with hydraulic Single wheel drive, in which each partial flow line leading to a drive wheel is provided with a throttle valve, which in the throttling sense by a differential gear is moved, which is based on the difference in the liquid velocity in the Partial flow lines respond to the total flow line. The springs connected to the throttle valves that limit the permissible overspeed Determine in the partial flow lines, connected to the steering device of the vehicle so that the tension of the springs depends on the steering angle. Purpose of this Measure is slipping with only a small permissible overspeed Wheels when driving straight ahead a correspondingly greater overspeed for turns of the vehicle to be able to adjust without the locking mechanism coming into effect.

Nach einem älteren, jedoch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag soll ein hydrostatischer Fahrzeugantrieb mit einer Pumpe versehen sein, die die Flüssigkeit zu mindestens zwei mit den Fahrzeugrädern verbundenen Flüssigkeitsmotoren über eine Ausgleichssperre fördert, die aus je einem in je eine Zuführungsleitung zu einem Flüssigkeitsmotor eingekapselten, durch die Flüssigkeit gedrehten Ausgleichsrad besteht, wobei die Ausgleichsräder miteinandergekoppelt sind. Eines derAusgleichsräder isthierbei zum Ändern der Durchflußmenge in Abhängigkeit von der Fahrzeuglenkung verstellbar. Hiermit soll ein Kurvenausgleich durch das Fördern verschiedener Flüssigkeitsmengen auf die beiden Fahrzeugseiten in Abhängigkeit von der Lenkung ermöglicht werden und zugleich das Durchdrehen der Fahrzeugräder unabhängig davon, ob das Fahrzeug geradeaus oder in einer Kurve fährt, selbsttätig verhindert werden.After an older one, but not belonging to the state of the art Proposal should be a hydrostatic vehicle drive with a pump, the fluid to at least two fluid motors connected to the vehicle wheels promotes via an equalizing lock, each from one in each feed line A balance wheel encapsulated in a liquid motor and rotated by the liquid consists, wherein the differential gears are coupled together. One of the balancing wheels is dependent on changing the flow rate of the Vehicle steering adjustable. This is intended to compensate for curves by conveying different amounts of liquid on the two sides of the vehicle depending on the steering are made possible and at the same time the vehicle wheels spin independently automatically prevented by whether the vehicle is driving straight ahead or in a curve will.

Werden die eingangs genannten hydrostatischen Antriebsvorrichtungen bei Kettenfahrzeugen od. dgl. verwendet, so muß dafür Sorge getroffen sein, daß die eine Raupe und damit auch der ihr zugeordnete Ölmotor schneller laufen können als die andere Raupe und der andere Ölmotor, damit eine Lenkung des Kettenfahrzeuges ermöglicht wird. Dies wird durch das Mengenteilventil, das ständig den Flüssigkeitsstrom in zwei gleiche Teilströme aufteilt, an sich verhindert, und zwar auch dann, wenn auf der langsam anzutreibenden Fahrzeugseite beispielsweise durch eine vor den Ölmotoren liegende Drossel der Druck erhöht wird, da das Mengenteilventil auch bei Druckdifferenz in den beiden Teilströmen die Menge gleichmäßig aufteilt.The hydrostatic drive devices mentioned at the beginning Used in tracked vehicles or the like, care must be taken that which a caterpillar and thus also the oil motor assigned to it can run faster than the other caterpillar and the other oil motor, thus steering the tracked vehicle is made possible. This is done by the flow divider valve, which constantly regulates the flow of liquid divided into two equal partial flows, prevented in itself, even if on the side of the vehicle that is to be driven slowly, for example, by one in front of the oil motors lying throttle the pressure is increased, since the flow divider valve also with a pressure difference divides the amount evenly in the two partial flows.

Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeit zu beseitigen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, das im Fahrzeugantrieb angeordnete Mengenteilventil so auszubilden, daß es gleichzeitig zum Lenken des Fahrzeuges verwendet werden kann.The invention aims to overcome this difficulty. Her lies the task is to design the flow divider valve arranged in the vehicle drive in such a way that that it can also be used to steer the vehicle.

Die Erfindung ist demgemäß darin zu sehen, daß zum Lenken des Fahrzeuges in an sich bekannter Weise der Kolben des Mengenteilventils durch äußeren Eingriff aus seiner Gleichgewichtslage gebracht werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, künstlich, d. h. durch Betätigen einer Verstellvorrichtung, eine Ungleichheit der den Verbrauchern zugeführten Flüssigkeitsmengen hervorzurufen, so daß der eine Ölmotor schneller läuft als der andere.The invention is accordingly to be seen in that for steering the vehicle in a manner known per se, the piston of the flow divider valve by external engagement can be brought out of equilibrium. In this way it is possible artificial, d. H. by operating an adjusting device, an inequality of to cause the consumers supplied amounts of liquid, so that the one oil engine runs faster than the other.

Es ist hierbei von Vorteil, eine mechanische Verstellvorrichtung für den Kolben zu verwenden, die Anschläge oder Begrenzungen aufweist, die mittels eines Hebels bewegt werden können und dabei den Kolben in der einen oder anderen Richtung aus seiner Gleichgewichtslage verschieben.It is advantageous here to have a mechanical adjustment device for to use the piston that has stops or limits that are set by means of a Lever can be moved while pushing the piston in one direction or the other move out of its equilibrium position.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die durch die Verstellvorrichtung bewirkte Verschiebung des Kolbens proportional zum Lenkausschlag ist. Bei einer solchen Anordnung erhält man eine eindeutig definierte Abhängigkeit zwischen dem Lenkausschlag einerseits und der Verschiebung des Kolbens und damit den Geschwindigkeiten der beiden Motoren und dem Kurvenradius des angetriebenen Fahrzeuges andererseits.Another advantage results from the fact that the adjusting device caused displacement of the piston is proportional to the steering angle. At a such an arrangement one obtains a clearly defined dependency between the Steering deflection on the one hand and the displacement of the piston and thus the speeds the two motors and the curve radius of the driven vehicle on the other hand.

Es ist weiterhin vorteilhaft, eine elektromagnetische Verstellvorrichtung vorzusehen. Hierbei werden an oder in dem Zylinder stromdurchflossene Spulen angeordnet, die auf den Kolben eine seine Verschiebung in der einen oder in der anderen Bewegungsrichtung bewirkende Kraft ausüben, wobei die Stromstärken abhängig von dem Lenkausschlag sind.It is also advantageous to use an electromagnetic adjustment device to be provided. Here, current-carrying coils are arranged on or in the cylinder, the one on the piston its displacement in one or the other direction of movement exert causing force, the current strengths depending on the steering angle are.

Für die Ansprüche 2 bis 7, die Gegenstände betreffen, die bei Steuerschiebern anderer Bauart bereits bekannt sind, wird nur im Zusammenhang mit Anspruch 1 Schutz begehrt.For claims 2 to 7, which relate to objects in the control slide other design are already known, is only in connection with claim 1 protection desired.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein mechanisch gesteuertes Mengenteilventil und Fig. 2 ein elektromagnetisch gesteuertes Mengenteilventil.. Das Mengenteilventil gemäß Fig. 1 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 mit einem in der Mitte angebrachten Zufluß 14 für die von einer Pumpe gelieferte Druckflüssigkeit und zwei im Bereich der Enden angebrachten Anschlüssen 15 und 15 a der Verbraucherleitungen, die zu zwei Hydromotoren führen.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows Fig. 1, a mechanically controlled amount of part of the valve and Fig. 2 an electromagnetically controlled flow divider valve .. The amount of part valve according to Fig. 1 consists of a cylindrical housing 1 with an attached in the middle inflow 14 for the delivered by a pump pressurized fluid and two in the region the ends attached connections 15 and 15 a of the consumer lines, which lead to two hydraulic motors.

In dem Zylinder 1 ist ein mehrstufiger Kolben 2 frei beweglich angeordnet. Der mehrstufige Kolben 2 weist an seinen beiden Enden Kolbenteile 2 a auf, die abdichtend an der Zylinderwandung anliegen. Zwischen den Kolbenteilen 2 a liegen zwei Kolbenteile 2 b, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Zylinders 1. Auf diese Weise entstehen zwischen der Zylinderwandung und den Kolbenteilen 2 b Ringspalte 3 und 4.In the cylinder 1 , a multi-stage piston 2 is arranged to be freely movable. The multi-stage piston 2 has at its two ends piston parts 2 a, which abut the cylinder wall in a sealing manner. Between the piston parts 2 a are two piston parts 2 b, whose diameter is smaller than the diameter of the cylinder 1. In this way arise b between the cylinder wall and the piston ring parts 2 Column 3 and 4. FIG.

Von dem Ringspalt 3 führen eine Querbohrung 5 und eine Längsbohrung 5 a in dem Kolben 2 zu dem Zylinderraum B. In gleicher Weise führen von dem Ringspalt 4 eine Querbohrung 6 und eine Längsbohrung 6 a zu dem Zylinderraum 7. Die Bohrungen 5 und 6 bilden Meßbohrungen, welche den in den Ringspalten 3 und 4 herrschenden Druck auf die Stimflächen der Kolben 2 a übertragen.Of the annular gap 3 is a cross bore lead 5 and a longitudinal bore 5 a in the piston 2 to the cylinder chamber B. In the same way, lead from the ring gap 4 is a cross-hole 6 and a longitudinal bore 6 a to the cylinder chamber 7. The holes 5 and 6 form measuring bores which transmit the pressure prevailing in the annular gaps 3 and 4, pressure on the end faces of the piston 2 a.

Die Teilung des einem Mengenteilventil dieser Art, wie es beispielsweise bei hydrostatischen Fahrzeugantrieben verwendet wird, zugeführten Ölstromes erfolgt in bekannter Weise.The division of a flow divider valve of this type, as it is for example is used in hydrostatic vehicle drives, the supplied oil flow takes place in a known way.

Um eine ungleichmäßige Teilung des Ölstromes zu erzielen, sind durch die Stirnwände 16 des Zylindergehäuses 1 verschiebbare Begrenzungen 10 und 11 hindurchgeführt, die den Kolben durch Anschlag entweder in der einen oder in der anderen Bewegungsrichtung verschieben können. Die Begrenzungen 10 und 11 stehen über Gestänge 17 in Verbindung. Sie werden mittels einer beliebigen Vorrichtung betätigt.In order to achieve an uneven division of the oil flow, displaceable limits 10 and 11 are passed through the end walls 16 of the cylinder housing 1, which can move the piston either in one or in the other direction of movement by stopping. The boundaries 10 and 11 are connected via linkage 17. They are operated by any device.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind an den beiden Enden des zylindrischen Gehäuses 1 des Mengenteilventils Spulen 12 und 13 angeordnet, die von einer Stromquelle gespeist werden. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Stromstärke proportional dem Lenkausschlag des Fahrzeuges ist und mit dem Lenkausschlag ansteigt. Die durch die eine oder andere Spule auf den Kolben 2 ausgeübte Kraft ist daher ihrem Betrage nach unmittelbar abhängig von dem Lenkausschlag. Diese Kraft ruft bei jeder Stellung des Kolbens eine bestimmte Verschiebung und damit auch eine bestimmte Differenz zwischen den Teilmengen hervor.In the embodiment according to FIG. 2, coils 12 and 13 , which are fed by a power source, are arranged at the two ends of the cylindrical housing 1 of the flow divider valve. The arrangement is such that the current intensity is proportional to the steering angle of the vehicle and increases with the steering angle. The amount of force exerted on the piston 2 by one or the other coil is therefore directly dependent on the steering deflection. In every position of the piston, this force causes a certain displacement and thus also a certain difference between the subsets.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydrostatic drive and steering device for vehicles, in particular caterpillar vehicles; with separate hydraulic motors assigned to the two sides of the vehicle, which are fed in parallel by a common pump, with a flow divider valve being provided for the proportional distribution of the flow of pressurized fluid supplied by the pump to the hydraulic motors, which consists of a piston that can move freely in a cylinder whose equilibrium position itself automatically adjusts by the flow rates of the pressure medium, characterized in that the flow divider valve can be brought by external intervention from its equilibrium position for steering the vehicle in manner known per se, the piston (2). 2. Hydrostatic drive and steering device according to claim 1, characterized by a mechanical adjusting device for the piston (2). 3. Hydrostatic drive and steering device according to claims 1 and 2, characterized in that stops or limits (10 and 11) are provided which can be moved by means of a lever (17). 4. Hydrostatic drive and steering device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the displacement of the piston caused by the adjusting device is proportional to the steering deflection. 5. Hydrostatic drive and steering device according to one of claims 1 to 4, characterized by an electromagnetic adjustment device. 6. Hydrostatic drive and steering device according to claim 5, characterized in that on or in the cylinder (1) current-carrying coils. (12 and 13) are arranged, which exert a force on the piston (2) causing its displacement in the other direction of movement, the current intensities being dependent on the steering angle. 7. Hydrostatic drive and steering device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the pressure medium supply line (14) approximately in the middle of the cylinder (1) and the consumer lines (15 and 15a) approximately in the region of the two ends of the Cylinder (1) are arranged, the electromagnets (12 and 13) at the two ends of the cylinder (1) are arranged around this. Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1023 976, 1022 865; German Patent Nos. 639 521, 636 922; British Patent No. 720,966; U.S. Patents Nos. 2,729,242, 2,722,234, 2,654,348, 2,570,624. Prior Patents Considered: German Patent No. 1069,003.