DE1290825B

DE1290825B - In einem hydrostatischen Antrieb angeordnetes Ausgleichssperrventil, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1290825B
Application number: DET28108A
Authority: DE
Inventors: Hertell; Dipl-Ing Siegfried
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1965-03-05
Filing date: 1965-03-05
Publication date: 1969-03-13
Also published as: US3405776A; GB1094488A

Description

Die Erfindung betrifft ein in einem hydrostatischen Antrieb angeordnetes Ausgleichssperrventil, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der hydrostatische Antrieb aus mehreren je aus einer Pumpe und einem hydrostatischen Motor gebildeten hydrostatischen Getrieben besteht und die Druckleitungen jeweils zweier hydrostatischer Getriebe im Nebenschluß liegende Leitungen aufweisen, in denen das Ausgleichssperrventil liegt, das abhängig vom Druck in den Druckleitungen so gesteuert wird, daß bei gleichem Druck eine Verbindung zwischen den Druckleitungen vorhanden ist und bei Druckunterschieden die Verbindung zunehmend abgesperrt wird.
Es ist bekannt, daß sich besonders infolge unterschiedlicher Radbelastungen oder durch unterschiedlichen Kraftschluß erhebliche Unterschiede in dem zu übertragenden Antriebsmoment ergeben, wenn eines der Antriebsräder auf schlüpfrigen Boden gerät. Die Drehzahl des rutschenden Rads erhöht sich sofort, und das Fahrzeug bleibt stecken. Bei Kurvenfahrt ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als daß dem oder den hydrostatischen Motoren der auf dem Innenradius laufenden Rädern in Abhängigkeit vom Lenkradeinschlag entsprechend weniger Druckmittel zugeführt werden muß, als den hydrostatischen Motoren der auf dem Außenradius laufenden Räder.
Es sind deshalb schon Antriebs- und Lenkvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Räder jeder Seite durch getrennte hydrostatische Motoren angetrieben werden, die von unabhängig voneinander wirkenden, von einer Antriebsmaschine angetriebenen, einstellbaren Pumpen gespeist werden, wobei zwei die Fördermengen der Pumpen einstellende Stellvorrichtungen durch ein Hebelgestänge mit dem durch das Lenkrad betätigten Lenkgetriebe verbunden sind.
Durch die USA.-Patentschrift 3 065 700 ist bereits die Anordnung eines Nadelventils in im Nebenstrom zu den Druckleitungen liegenden Leitungen bekanntgeworden. Mit Hilfe dieses Ventils ist der Fahrer in der Lage, den Gleichlauf der Fahrzeugräder bei unebenem Boden herzustellen. Das Ventil muß dazu jedoch von Hand betätigt werden. Die Ausbildung dieses Nadelventils ist nicht näher erläutert.
Einen ähnlichen hydrostatischen Antrieb mit einem von Hand oder selbsttätig betätigbaren Ventil, das in einer im Nebenstrom zu den Druckleitungen liegenden Leitung angeordnet ist, zeigt auch die USA.-Patentschrift 28 404 016. Auch in diesem Falle ist das Ventil nur schematisch dargestellt; eine brauchbare Lösung dafür ist nicht bekanntgeworden.
Es ist auch bekannt, bei hydrostatischen Antrieben eine Mengenteileinrichtung vorzusehen, die den Förderstrom auf die verschiedenen Motoren in einem bestimmten festgelegten Verhältnis verteilt, das durch die auf den einzelnen Triebrädern ruhende Belastung und damit das übertragbare Antriebsmoment bestimmt ist.
Diese bekannten Vorrichtungen konnten jedoch nicht befriedigen, da die Mengenteiler hohe Druckverluste und ein relativ großes Bauvolumen aufweisen und Vorrichtungen mit einer direkten Verbindung zwischen der Pumpe und dem hydrostatischen Motor und mehreren geschlossenen Ölkreisen keine ausreichend feinfühlige Steuerung ermöglichten, so daß ein hoher Reifenverschleiß die Folge war.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Möglichkeit zu schaffen, zwei oder mehrere hydrostatische Motoren, die konstante, stufenweise oder stufenlos einstellbare Schluckfähigkeit aufweisen, mit einstellbaren oder konstanten hydrostatischen Pumpen gleicher Fördermengen und gleicher Anzahl an voneinander unabhängigen Druckmittelausgängen, wie die der hydrostatischen Motoren unter Wegfall irgendwelcher Mengenverteiler, zu beschicken.
Dies wird bei einem Ausgleichsperrventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Gehäuse des Ausgleichsperrventils ein beidseitig, gegeneinander federbelasteter Kolbenschieber vorgesehen ist und zu beiden Seiten des Kolbenschiebers je ein an eine Druckleitung angeschlossener Druckraum gebildet ist, so daß der Kolbenschieber in der Mittelstellung die Anschlüsse der Leitungen zu den Druckleitungen verbindet und bei Verschieben aus der Mittelstellung zunehmend absperrt.
Vorzugsweise ist jeder Anschluß über eine Drosselbohrung mit dem die den Kolbenschieber belastende Druckfeder aufnehmenden Druckraum verbunden. Der Kolbenschieber weist, wie für sich bekannt, eine in Längsrichtung die beiden Druckräume miteinander verbindende Drosselbohrung auf.
Erfindungsgemäß ist in den einen Druckraum mit dem Anschluß verbindende Drosselbohrung ein Sperrkolben angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der längsverschieblich gelagerte Kolbenschieber von einem oder mehreren Stößeln über eine oder mehrere zwischengeschaltete Federn verschiebbar.
Jeweils eine zu einem ein Vorderrad antreibenden hydrostatischen Motor führende Druckleitung ist dabei mit je einer zum für die gegenüberliegende Fahrzeugseite vorgesehenen Hinterrad antreibenden hydrostatischen Motor führenden Druckleitung über eine Nebenstromleitung mit zwischengeschaltetem Ausgleichsperrventil verbunden.
Die beiden zu den die Vorderräder antreibenden hydrostatischen Motoren führenden Druckleitungen und jeweils die beiden zu den die Hinterräder antreibenden hydrostatischen Motoren führenden Druckleitungen sind im Nebenschluß durch jeweils ein Ausgleichsperrventil verbunden.
In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsformen für die Anordnung und Ausbildung des Ausgleichsperrventils nach der Erfindung, und zwar zeigt F i g.1 das Ausgleichsperrventil im Längsschnitt, F i g. 2 das Schema einer hydrostatischen Antriebsanlage mit zwei hydrostatischen Pumpen und zwei hydrostatischen Motoren und dem Ausgleichsperrventil gemäß F i g.1 und F i g. 3 das Schema eines Vierradantriebs, bei dem zwei Ausgleichsperrventile gemäß F i g. 1 vorgesehen sind, F i g. 4 einen Teilschnitt durch ein Ausgleichsperrventil, wie es im übrigen in F i g. 1 dargestellt ist.
Das Ausgleichsperrventil besteht aus einem Gehäuse 1, in dem längsverschieblich ein Kolbenschieber 2 geführt ist, der beiderseits über Druckfedern 3 und 4 beaufschlagt ist und der von mit der Lenkvorrichtung verbundenen Stößeln 5 und 6 gesteuert wird. Die Stößel 5 und 6 sind im Gehäuse 1 dicht geführt, wobei Federteller 7 bzw. 8 zwischen den Druckfedern 3 bzw. 4 einerseits und den Stößeln 5 bzw. 6 andererseits angeordnet sind. Der Kolbenschieber 2 ist mit einer Längsbohrung 9 versehen, die als Drosselbohrung augebildet ist und die beiden Druckräume 10 und 11 miteinander verbindet. Das Gehäuse 1 weist außerdem zwei Anschlüsse 12 und 13 auf, die beide miteinander über eine Kammer 14 in Verbindung stehen. Weiterhin sind zwei Drosselbohrungen 15 und 16 vorgesehen, wobei jede Drosselbohrung 15 bzw.16 jeweils einen der Anschlüsse 12 bzw.13 mit der Druckkammer 10 bzw. 11 verbindet. Mit Hilfe von einer Schraube 17 bzw. 18 kann der Durchlaß der Drosselbohrung 15 bzw.16 zu dem Druckraum 10 bzw.11 beliebig verändert werden.
Das in F i g. 2 dargestellte Schema eines Zweiradantriebes zeigt das Ausgleichsperrventil im Schema, wobei die Stößel 5 bzw. 6 mit dem Lenkgestänge 19 verbunden sind. Die Anschlüsse 12 und 13 sind hier der Übersichtlichkeit halber etwas anders dargestellt. Der von Pumpen 21 bzw. 20 aus einem Vorratsbehälter 23 geförderte Druckmittelstrom fließt über Druckmittelleitungen 24 bzw. 25 zu hydrostatischen Motoren 26 und 27. Jeder hydrostatische Motor 26 bzw. 27 treibt eines der Fahrzeugräder 28 bzw. 29 an. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges ist die über die Druckleitungen 24 und 25 geförderte Druckmittelmenge gleich und das in den Leitungen 30 und 30' im Nebenstrom angeordnete Ausgleichsperrventil1 ist in diesem Falle ohne Wirkung.
Der Kolbenschieber 2 nimmt bei Geradeausfahrt und bei gleicher Drehzahl der treibenden Fahrzeugräder 28 und 29 die in F i g. 1 gezeigte Stellung ein, wenn die jeweiligen Schluckvolumen der hydrostatischen Motoren 26 und 27 gleich sind und die Fördermengen der Pumpen 21 und 20 gleich groß sind. Das Ausgleichsperrventil 1 ist völlig geöffnet und geringe Druckunterschiede in den Druckleitungen 24 und 25 können ausgeglichen werden. Dreht aus irgendwelchen Gründen z. B. das Fahrzeugrad 29 schneller als das Fahrzeugrad 28, so schluckt der hydrostatische Motor 27 mehr Druckmittel als der hydrostatische Motor 26, und in der Druckleitung 25 baut sich ein geringerer Öldruck als in der Druckleitung 24 auf. Infolge des geringeren abzugebenden Drehmomentes des hydrostatischen Motors 27 fließt aus der Druckleitung 24 Druckmittel über die Leitung 30' in die Druckleitung 25. Das Druckmittel wird dabei in der Kammer 14 etwas gedrosselt, so daß je nach der durchfließenden Menge im Anschluß 13 ein größerer Druck herrscht als im Anschluß 12. Diese unterschiedlichen Drücke bauen sich auch in den Druckräumen 11 und 10 auf, wodurch der Kolbenschieber 2 entgegen der Federkraft der Druckfeder 4 seitlich verschoben wird, bis Druck- und Federkräfte ausgeglichen sind. Bei sehr großem Druckunterschied in den Anschlüssen 13 und 12 wird der Kolbenschieber 2 so weit verschoben, daß der Anschluß 13 gesperrt wird und kein Druckmittel mehr von der Leitung 24 nach der Leitung 25 fließt. Ein Durchdrehen des Fahrzeugrades 29 und Stehenbleiben des Fahrzeuges wird dadurch vermieden. Will das Fahrzeugrad 28 durchdrehen, spielt sich in umgekehrtem Sinn der gleiche Vorgang ab. Bei Kurvenfahrt wird jeweils dem auf dem Außenradius laufenden Fahrzeugrad 28 oder 29 in Abhängigkeit vom gefahrenen Kurvenradius über die im Nebenstrom liegenden Leitungen 30 und 30' entsprechend mehr Druckmittel zugeführt. Damit bei in besonders scharfen Kurven der Kolbenschieber 2 nicht den Nebenstrom absperrt, werden vom Lenkgestänge die Stößel 5 und 6 derart verschoben, daß durch erhöhte Vorspannung der Druckfeder 3 bzw. 4 ein frühzeitiges Verschließen des Ausgleichsperrventils verhindert wird. Bei scharfen Kurven kann das Ausgleichsperrventil auch dadurch offengehalten werden, daß der Stößel 5 oder 6 mittels des Federtellers 8 oder 7 den Weg des Kolbenschiebers 2 begrenzt. Die Druckfedern 3 und 4 und die Drosselbohrungen können derart abgestimmt werden, daß bei Kurvenfahrt für den Fall, daß ein Fahrzeugrad 28 oder 29 durchdreht, das Fahrzeug dennoch nicht stehenbleibt.
Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist sinngemäß jeweils ein Vorderrad mit dem auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordneten Hinterrad im Nebenstrom verbunden. Bei dieser Anordnung sind entsprechend zwei Ausgleichsperrventile 31 und 32, vier hydrostatische Motoren 33, 34 35 und 36 und vier voneinander unabhängige Pumpen 37, 38, 39 und 40 erforderlich. Das von den hydrostatischen Motoren 33, 34, 35 und 36 abströmende Druckmittel fließt über Leitungen 41, 42, 43 und 44 dem Vorratsbehälter 45 der Saugseite der Pumpen 37, 38, 39 und 40 zu.
Durch die Anordnung eines Dreiwegeventils 46 ist es möglich, die Leitungen 30 und 30' über eine Leitung 47 unter Ausschaltung des Ausgleichsperrventils zu verbinden. Hierdurch wird die Sperrwirkung des Ausgleichsperrventils 1 umgangen. In einer weiteren Schaltstellung des Dreiwegeventils 46 besteht die Möglichkeit, jeglichen Ausgleich zwischen den Druckleitungen 24 und 25 über die Leitungen 30 und 30' zu unterbinden, was für manche Antriebsverhältnisse von Vorteil sein kann.
Mit Hilfe eines Sperrkolbens 48 ist es möglich, durch Verschließen der Drosselbohrung 16, den Kolbenschieber 2 stets in Mittelstellung zu halten. Die Sperrmöglichkeit ist aufgehoben. Wenn das Ausgleichsperrventil ohne Lenkungskompensation über die Stößel 5 und 6 für Kraftfahrzeuge verwendet wird, kann bei Kurvenfahrt über das Lenkgestänge der Sperrkolben 48 beaufschlagt werden, und es besteht, da der Kolbenschieber 2 durch die Federn 10 und 11 immer in die offene Mittelstellung gebracht wird, von der Leitung 30 zur Leitung 30' freier Durchfluß.

Claims

Patentansprüche: 1. In einem hydrostatischen Antrieb angeordnetes Ausgleichsperrventil, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der hydrostatische Antrieb aus mehreren je aus einer Pumpe und einem hydrostatischen Motor gebildeten hydrostatischen Getrieben besteht und die Druckleitungen jeweils zweier hydrostatischer Getriebe im Nebenschluß liegende Leitungen aufweisen, in denen das Ausgleichsperrventil liegt, das abhängig vom Druck in den Druckleitungen so gesteuert wird, daß bei gleichem Druck eine Verbindung zwischen den Druckleitungen vorhanden ist und bei Druckunterschieden die Verbindung zunehmend abgesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) des Ausgleichsperrventils ein beidseitig, gegeneinander federbelasteter Kolbenschieber (2) vorgesehen ist und zu beiden Seiten des Kolbenschiebers je ein an eine Druckleitung (24 oder 25) angeschlossener Druckraum (10 oder 11) gebildet ist, so daß der Kolbenschieber (2) in der Mittelstellung die Anschlüsse (12 und 13) der Leitungen (30 und 30') zu den Druckleitungen (24 und 25) verbindet und bei Verschieben aus der Mittelstellung zunehmend absperrt.
2. Ausgleichsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschluß (12 bzw.13) über eine Drosselbohrung (15 bzw.16) mit dem die den Kolbenschieber (2) belastende Druckfeder (4 bzw. 5) aufnehmenden Druckraum (10 bzw. 11) verbunden ist.
3. Ausgleichsperrventü nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (2), wie für sich bekannt, eine in Längsrichtung die beiden Druckräume (10 und 11) miteinander verbindende Drosselbohrung (Längsbohrung 9) aufweist.
4. Ausgleichsperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Druckraum (11) mit dem Anschluß (13) verbindenden Drosselbohrung (16) ein Sperrkolben (48) angeordnet ist.
5. Ausgleichsperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der längsverschieblich gelagerte Kolbenschiebr (2) von einem oder mehreren Stößeln (5 und 6) über eine oder mehrere zwischengeschaltete Federn (Druckfeder 3 bzw. 4) verschiebbar ist.
6. Ausgleichsperrventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine zu einem ein Vorderrad antreibenden hydrostatischen Motor führende Druckleitung mit je einer zum für die gegenüberliegende Fahrzeugseite vorgesehenen Hinterrad antreibenden hydrosttischen Motor führenden Druckleitung über eine Nebenstromleitung mit zwischengeschaltetem Ausgleichsperrventil (31 oder 32) verbunden ist.
7. Ausgleichsperrventil nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu den die Vorderräder antreibenden hydrosttischen Motoren führenden Druckleitungen und jeweils die beiden zu den die Hinterräder antreibenden hydrostatischen Motoren führenden Druckleitungen im Nebenschluß durch jeweils ein Ausgleichsperrventil (31 oder 32) verbunden sind.