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Motoranlage für Landfahrzeuge mit Wärmekraftmaschine und hydrostatischer
Kraftübertragung Die Erfindung betrifft eine Motoranlage für Landfahrzeuge mit einer
Wärmekraftmaschine, z.B. mit einem Explosionsmotor oder mit einem Motor mit progressiver
Verbrennung, und mit einer hydroEtatischen Kraftübertragung, welche aus einer von
der Wärmekraft-
angetriebenen Krafterzeugungsmaschine bzw. P@mpe mit veränderlicher Leistung, zwei
Kraftaufnahmemaschinen bzw. hydräulischen Motoren, die mechanisch
mit
den rechtsseitigen bzw. linksseitigen Antriebsrädern oder -raupen des Fahrzeuges
gekuppelt sind, einem Leitungssystem, welches die Krafterzeugungsmaschine mit den
Kraftaufnahmemaschinen durch zwei geschlossene, parallel geschaltete Kreisläufe
verbindet, und einer die Förderleistung bzw. Flüssigkeitsmenge der Kraftübertragung
auf diese beiden Kreisläufe verteilenden Einrichtung besteht.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, derartige Motoranlagen so auszubilden,
daß Zen Rädern oder Raupen proportionale Drehzahlen bzw. Geschwindigkeiten erteilt
werden können, und zwar mit einem Proportionalitätsverhältnis, welches entsprechend
dem Radius der Krümmung einer von dem Fahrzeug gegebenenfalls ausgeführten Kurvenbewegung
regelbar ist, bei der die rechtsseitigen und die linksseitigen Räder oder Raupen
des Fahrzeuges ungleich große Wegstrecken zurücklegen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die die Leistung
bzw. Fördermenge verteilende Einrichtung, im folgenden kurz Leistungsverteiler enannt@,
von Mitteln gesteuert wird, welche auf die Differenz von Steuerc.rücken ansprechen,
die von Pumpen. erzeugt werden, welche vor? den einen bzw. von den anderen Rädern
oder Raupen Jes Fahrzeugs angetrieben @Terden
und welche je durch
einen Drosseldurchlaß fördern, der jeweils die Höhe dieser Steuerdrücke bestimmt,
und daß eine weitere Einrichtung vorgesehen ist, welche es ermöglicht, entweder
die Querschnitte der beiden Drosseldurchlässe gleich zu machen, was gleichen Steuerdrücken,
gleichen Leistungen bzw. Fördermengen in den beiden Kraftübertragungskreisläufen
und einer geradlinigen Bewegung des Fahrzeugs entspricht oder die Querschnitte dieser
beiden Drosseldurchlässe ungleich zu macheng was ungleichen Steuerdrücken, ungleichen,
aber proportionalen Leistungen bzw. Fördermengen in den beiden Kraftübertragungskreisläufen
und einer K@@@@bewegung des Fahrzeuges entspricht.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
vaanschaulicht. Dieses Ausführun-gsbeispiel wird in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert, in welcher weitere Erfindungsmerkmale beschrieben werden.
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Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch eine Mkoteranlage
gemäß der Erfindung, wobei einige Teile in größerem Wißstab im Schnitt dargestellt
sind.
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Die Motoranlage umfaßt im wesentlichen eine Wärmekraftmaschine oder
einen Motor 1, s wie eine hydrostatische Kraftübertragung mit einer durch die
Welle
3 des Motors 1 angetriebenen Krafterzeugungsmaschine oder Pumpe 2, zwei Kraftaufnahmemaschinen
oder hydraulischen Motoren 4, 4a, die mechanisch mit je einem Antriebsrad oder einer
Antriebsraupe 5 oder 5a des Fahrzeugs gekuppelt sind, einer Förder- oder Vorlaufleitung
6 und einer Rücklaufleitung 7, welche Leitungen in geschlossenem Kreislauf zwischen
der Krafterzeugungsmaschine 2 und den beiden Kraftaufnahmemasehinen 4 und 4a angeordnet
sind. Wie nachstehend näher erläutert wird, dienen die Leitungen 6 und 7 nur während
der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs zur Förderung von der Generatormaschine 2 und zur
Rückführung der Flüssigkeit od.dgl.in dieselbe, während sich ihre
Funktionen bei der Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs umkehren.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, werden die beiden Aufnahme-
oder Empfängermaschinen 4 und 4a in Parallelschältung durch zwei Abzweigungen 8
und 8a der Förderleitung 6 gespeist, und ihrerseits fördern sie in Parallelschaltung
in zwei Zweigleitungen 9 und 9a der Rücklaufleitung 7. Der normale Zirkulationsrichtung
der Arbeitsflüssigkeit des Hauptkreislaufes (für die Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges
ist in der Zeichnung schematisch durch Pfeile angegeben worden. Diese Zirkulationsriehtung
wird für die Rüekwärtsfahrt umgekehrt, zu welchem Zweck die Generatormaschine 2
nach dem Willen des Fahrers umsteuerbar ist.
Um eine Kraftübertragung
mit veränderlichem Verhältnis zu schaffen, wird die Generatormaschine 2
änderlich macht. Eine solche Anordnung ist an sich bekannt. Gegebenenfalls kann
man a@ch die Empfängermaschinen 4 und 4a derart anordnen bzw. ausbilden, daß man
das von ihnen aufgenommene Volumen durch Drehung ihrer angetriebenen Wellen 11 oder
11a variabel macht.
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Ausserdem wird die Anlage mit einer Einrichtung versehen, welche imstande
ist, die Fördermenge der Kraftübertragung zwischen den beiden Kreisläufen 6, 8,
9, 7 und 6, 8a, 9a, 7 aufzuteilen, die zwischen der Generatormaschine 2 und den
Aufnahmemaschinen 4 bzw.4a angeordnet sind Dieser Leistungsverteiler kann von einem
Schieber 12 gebildet werden, der gleitbar in einer Bohrung 13 gelagert ist und derart
betätigt wird, daß er bei seiner Verschiebung in der einen Richtung örtlich den
Querschnitt Ües einen Kreislaufes vermindert und den Querschnitt des anderen Kreislaufes
vergrößert, während er bei seiner Verschiebung in der anderen Richtung diese Querschnitte
in umgekehrtem Sinne verändert. Zu diesem Zweck kann der Schieber 1.2 an seinen
beiden Enden mit kolbenartigen Abschnitten 14 und 14a von größerem Durchmesser versehen
werden, welche mit
Hohlräumen 15 bzw. 15a zusammenarbeiten, die
zwischen der Förderleitung 6 und jeder der Zweigleitungen 8 und 8a eingeschaltet
sind. Bei dieser Ausbildung wird, wenn der Schieber 12 nach der rechten Seite der
Zeichnungsfigur verschoben wird, der Querschnitt des ringförmigen Durch-Banges,
der zwischen der Innenkante 16 des Schieberabschnittes 14 und dem Innenrand 17 des
Hohlraumes 15 gebildet ist und der einen Teil des Kreislaufes 6, 8, 9, 7 bildet,
verringert, während der Querschnitt des ringförmigen Durchlasses, der zwischen der
Innenkante 16a des Schieberabschnittes 14a und dem Innenrand 17a des Hohlraumes
15a vorhanden ist und der einen Teil des Kreislaufes 6, 8a, 9a, 7 bildet, vergrößert
wird. Dadurch wird der Anteil der von der Guneratormaschine 2 gelieferten Fördermenge,
welcher in die Empfängermaschine 4 geleitet wird, und infolgedessen auch die Drehzahl
dieser letzteren Maschine verringert, während der restliche Teil der Fördermenge,
welcher in die Empfängermaschine 4a geleitet wird, und infolgesedessen auch die
Drehzahl der Maschine 4a vergrößert wird. Die umgekehrten Verhältnisse treten ein,
wenn vier Schieber 12 nach der linken Seite der Zeichnungsfigur verschoben wird.
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Bei einer solchen Ausbildung der Motoranlage gemäß der Erfindung werden
zur Betätigung bzw. Steuerung
des Leistungsverteilers oder Schiebers
12 Mittel vorgesehen, welche auf die Differenz von Steuerdrücken ansprechen, die
von Pumpen 18 und 18a erzeugt werden, die von den Rädern oder Raupen 5 bzw. 5a angetrieben
werden. Jede Pumpe 18 bzw. 18a fördert durch eine Drosselstelle oder einen Drosseldurchlaß
hindurch, der den Wert bzw, die Höhe dieser Steuerdrücke bestimmt. Ausserdem wird
ein Mechanismus vorgesehen, welcher es ermöglicht, entweder die Querschnitte dieser
beiden Drosseldurchlässe gleich zu machen, was einer Bewegung des Fahrzeuges auf
einer geradlinigen Bahn entspricht, oder diese beiden Querschnitte ungleich zu machen,
was einer Bewegung des Fahrzeuges auf einer Kurvenbahn entspricht.
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Gemäß einer vorteilhaften Lösung dieser Aufgabe werden die Förderleitungen
19, 19a der Pumpen 18 bzw. 18a einesteils an Kammern 20 und 20a, welche in der Verlängerung
der Bohrung 13 beiderseits der Schieberabschnitte 14, 14a angeordnet sind, welche
diese Kammern dicht abschließen, und andernteils an die oben erwähnten Drosseldurchlässe
angeschlossen. Diese Drosseldurchlässe 21, 21a können eine ringförmige Gestalt haben,
wobei sie aussen von: den Rändern einer Bohrung 22 und innen von den vorzugsweise
konischen Abschnitten 23, 23a begrenzt werden, die äuf einem Schieber 24 angeordnet
sind, welcher in der Bohrung 22 verschiebbar ist.
Diese Bohrung
steht einerseits jenseits der genannten Ränder mit Hohlräumen 25 bzw. 25a in Verbindung,
welche mit den Förderleitungen 19, 19a der tachometrischen Pumpen 18, 18a verbunden
sind, und andererseits steht der mittlere Teil der Bohrung 23, d.h. der Teil zwischen
den konischen Drosselabschnitten 23 und 23a, mit einem Reservoir 26 in Verbindung,
aus welchem die Pumpen 18 und 18a schöpfen. Um die Zeichnung zu verei@@@@@@@, ist
dasselbe Reservoir 26 an drei verschiedenen Stellen der Zeichnungsfigur dargestellt.
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Es ist zweckmäßig, den Schieber 12 mit einem elastischen System auszurüsten,
welches bestrebt ist, den Schieber in seine Mittelstellung zurückzuführen, in der
er die durch die Generatormaschine 2 strömende Fördermenge in zwei Teile von gleicher
Größe teilt. Dieses elastische System kann von zwei Federn 27 und 27a gebildet werden,
die in den Kammern 20 und 20a untergebracht sind und die sich auf Ringscheiben 28
bzw. 28a abstützen, welche die Bewegungen des Schiebers 12 mitmachen, bis sie gegen
die benachbarte Wandung der Kammer 20 oder 20a stoßen, wobei dann der Schieber 12
seine Mittelstellung einnimmt.
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Die Betätigung des Schiebers 24 kann je nach der Art des Fahrzeuges,
bei dem nie Motoranlage verwendet wird, auf verschiedene Weise vorgenommen werden.
Im
Falle eines Fahrzeuges mit einem Radsatz von nicht lenkbaren Antriebsrädern oder
Raupen, d.h. wenn die Richtungsänderungen des Fahrzeuges dadurch erzielt werden,
daß die linksseitigen und rechtsseitigen Räder oder Raupen mit verschiedenen Drehzahlen
bzw. Geschwindigkeiten angetrieben werden, kann der Schieber 24 durch ein Lenkorgan,
z.B. ein Steuerrad oder einen Hebel 29 betätigt werden, welches bzw. welcher von
dem Fahrer bedient werden kann.
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Im Falle eines Fahrzeuges mit Lenkrädern und einem Satz Antriebsrädern
kann der Schieber 24 in Abhängigkeit von dem Lenkorgan, (Steuerrad oder Steuerhebel)
der lenkbaren Räder derart betätigt werden, daß er die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit
der in der Kurve aussen laufenden Antriebsräder in Bezug auf die Drehzahl oder Geschwindigkeit
der in der Kurve innen laufenden Antriebsräder erhöht.
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Um schließlich zu erreichen, daß die Anlage gemäß der Erfindung das
Fahrzeug bei Rückwärtsfahrt ebenso wie bei Vorwärtsfahrt antreibt, genügt es, zwischen
dem Reservoir 26 und jeder tachometrischen Pumpe 18 u@ 18a einerseits und zwischen
dieser jeweiligen Pumpe und c@er Förderleitung 19 bzw. lga andererseits Rückschlagklappen
30 und 31 anzuordnen, welche üie Förderflüssigkeit
passieren lassen,
wenn sich die Pumpe 18 oder 18a in dem der Vorwärtsfahrt entsprechenden Drehsinn
dreht, wofür die Zirkulationsrichtung in der Zeichnung schematisch durch voll ausgezogene
Pfeile angedeutet ist, und ausserdem Rückschlagklappen 32 und 33 einzuschalten,
welche die Förderflüssigkeit passieren lassen, wenn sich die betreffende Pumpe in
entgegengesetztem Sinne dreht, wofür die geänderte Zirkulationsrichtung schematisch
durch gestrichelte Pfeile in der Zeichnung angedeutet ist.
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Auf diese oder ähnliche Weise erhält man eine Motoranlage, welche
folgendermaßen arbeitet: Unter der Voraussetzung, daß das Fahrzeug auf einer geradlinigen
Bahn vorwärts fährt, nimmt per Schieber 24 die in der Zeichnung veranschaulichte
Mittelstellung ein, bei der die Drosseldurchlässe 21 und 21a gleich@ große Querschnitte
haben. Normalerweise drehen sich die Räder oder Raupen 5, 5a und infolgedessen die
tachometrischen Pumpen 18 und 18a mit gleichen Drehzahlen. Die Drücke, welche an
jeder Seite des Schiebers 12 auf die freien Oberflächen der Schieberabschnitte -i
4 und 14a ausgeübt werden, gleichen sich aus, und der Schieber 12 selbst nimmt auch
die in der Zeichnung veranschaulichte Mittelstellung ein, in der er dievon der Generatormaschine
2 geförderte Flüssigkeitsmenge
gleichmäßig auf die Empfängermaschinen
4 und 4a verteilt.
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Wenn eines der Räder oder eine der Raupen, beispielsweise das Rad
5 zu rutschen beginnt, nimmt die Drehzahl der entsprechenden Pumpe 18 zu.
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Der Druck, welcher sich dann in der Kammer 20 in Bezug auf den in
der Kammer 20a herrschenden Druck steigert, verschiebt den Schieber 12 nach der
rechten Seite der Zeichnungsfigur. Dann @irigiert der Schieber 12 einen kleineren
Teil der Fördermenge nach der Empfängermaschine 4, die das Rad 5 antreibt, welches
r zu rutschen beginnt, als nach der Empfängermaschine die das andere Rad 5a antreibt.
Dadurch wird die Neigung zum Rutschen eines Rades selbsttätig unterdrückt. Der Vorgang
spielt sich in gleicher Weise ab, wenn umgekehrt das Rad oder die Raupe 5a zu rutschen
beginnt.
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Wenn nun angenommen wird, daß das Fahrzeug auf einer @ekrümmten Bahn
bzw. in einer Kurve vorwärts fährt, nimmt vier Schieber 24 eine Stellung ein, in
der er beispielsweise nach der rechten Seite der Zeichnungsfigur verschoben ist,
wobei die Räder oder Raupen 5 auf der -inneren Seite der Kurve laufen. Der Drosseldurchlaß
21 erhält (.tann einen kleineren .'Querschnitt
in Dezug auf den
Drosseldurchlaß 21a. Die dadurch verursachte Druckerhöhung in der Kammer 20 ruft
eine gleichermaßen nach rechts verlaufende Verschiebung des Schiebers 12 hervor,
der alsdann nach der Empfängermaschine 4a einen größeren Teil der Fördermenge dirigiert
als nach der anderen Empfängermaschine 4. Einer bestimmten Stellung des Steuerschiebers
24, die einem ebenfalls bestimmten Einschlagwinkel der Räder entspricht, entspricht
normalerweise ein Drehzahlver-
geförderte Flüssigkeit teilweise ihren Weg durch die Rückschlagklappen
30 bis 32 ändert, wie oben erläutert worden ist, und daß anderenteils die Aufteilung
der Fördermenge zwischen den Empfängermaschinen 4 und 4a beim Rücklauf nach der
Generatormasehine 2 und nicht beim Vorlauf von derselben stattfindet, entsprechend
cder in Bezug auf die Strömungsrichtungspfeile der Zeichnungsfigur umgekehrten Zirkulationsrichtung
in den Kreisläufen 7, 9, 8, 6 und 7, 9a, 8a, 6.
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In jedem Falle bietet die Motoranlage gemäß der Erfindung zahlreiche
wesentliche Vorteile, die aus der vorangegangenen Beschreibung ausreichend ers@ichtlich
sind, so daß eine nochmalige Aufzählung unnötig erscheint.
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Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf @_!ie vorstehend
beschriebenen und beispielsweise uargestellten Ausführungsformen und Anwendungen,
sondern sie umf aßt alle Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens.