DE1480001C - Hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb für Kraftfahrzeuge, bei dem eine von der Antriebsmaschine angetriebene hydrostatische Pumpe über eine Zulauf- und Rücklaufleitung mit einem hydrostatischen Motor oder mehreren hydrostatischen Motoren, der bzw. die mit den Rädern mechanisch verbunden ist bzw. sind, hydraulisch verbunden ist, wobei in der Rücklaufleitung ein Ventil vorgesehen ist, dessen Schieber unter dem Einfluß des Druckes der Flüssigkeit in der Zulaufleitung zu dem hydrostatischen Motor bzw. den hydrostatischen Motoren derart steht, daß bei sinkendem Druck in der Zulaufleitung das Ventil geschlossen wird und umgekehrt.

Bei derartigen Antrieben kann bekannterweise das Bremsen des Fahrzeuges ganz oder zum Teil dadurch bewirkt werden, daß man die den Rädern zugeordneten hydrostatischen Motoren als Pumpen wirken läßt.

Die dann durch diese hydrostatischen Motoren geförderte Flüssigkeit wird unter Druck durch einen hydraulischen Widerstand geleitet, welchen der Fahrer mittels seines Bremspedals einstellen kann. Dieser hydraulische Widerstand muß eine hohe Empfindlichkeit haben, darf keine Funktionsschweüe aufweisen und muß frei von Schwingungen und elastischen Nachwirkungen sein. Die während der Bremsperiode erzeugte Wärme muß ohne Störungen des hydraulischen Kreislauf abgeführt werden können. Weiter muß während der Antriebsperiode der durch diesen Widerstand verursachte Verlust an eingebrachter Leistung vernachlässigbar sein. Eine diese Forderungen befriedigende Konstruktion gibt es bisher noch nicht.

Aus der französischen Patentschrift 1 281 897 ist ein Antrieb der eingangs umrissenen Art bekannt, bei welchem in der Rückleitung vom hydrostatischen Motor ein Ventil liegt, dem ein Überdruckventil vorgeschaltet ist, welches mittels einer Fernsteuerung durch nicht näher definierte Einrichtungen gesteuert werden kann. Die Druckflüssigkeit strömt bei geschlossenem Überdruckventil aus diesem unmittelbar in einen Vorratsbehälter zurück. Der Schieber des zum Bremsen dienenden Ventils wird vom gegen die Kraft einer Feder wirkenden Druck in der Zulaufleitung offengehalten, solange der Druck in der Zulaufleitung hoch genug ist.

Das Ventil wird über eine Leitung gesteuert, welche an die Zulaufleitung angeschlossen ist. Will der Fahrer des Fahrzeugs bremsen, so unterbricht er den Flüssigkeitszulauf zum hydrostatischen Motor. Da der hydrostatische Motor jetzt vom Fahrzeug geschleppt wird, fällt zunächst der Druck in der Zulaufleitung zum hydrostatischen Motor ab. Das Bremsventil schließt sich nun progressiv und bewirkt die Bremsung, indem es den Durchsatz durch die Rücklaufleitung, in welcher Druck aufgebaut wird, verringert. Der hydrostatische Motor saugt nun aus der geschlossenen Zulaufleitung an, in welcher ein offenbleibendes zweites Überdruckventil liegt. Ist das Bremsventil geschlossen, so wird die Energie des Fahrzeugs im Überdruckventil in der Ablaufleitung in Wärme umgesetzt.

Das Überdruckventil in der Ablaufleitung öffnet sich von der Geschlossenstellung zu einer vorbestimmten Offenstellung oder umgekehrt. Dies erfolgt mit einer ihm eigenen Geschwindigkeit auf einmal. Der Öffnungsmoment ist einstellbar. Das öffnen erfolgt, wenn der eingestellte Druck in der Ablaufleitung erreicht wird.

Bei diesem bekannten Antrieb wirkt das Bremsventil als Drosselstelle mit veränderlichem Quer-S schnitt, solange es noch nicht ganz geschlossen ist.

Hierbei treten jedoch wesentliche Schwierigkeiten auf. Soll auch nur eine verhältnismäßig geringe Verlangsamung erfolgen, so muß dennoch der Durchflußquerschnitt sehr stark bis nahe an den Bereich des

ίο Geschlossenseins heran verengt werden. Es muß daher zur genauen Feinabstimmung der Bremsung eine nur sehr kleine Verschiebung des die Drosselung bewirkenden Gliedes erreicht werden. Bei der bekannten Vorrichtung ist diese Schwierigkeit nicht berück-

IS sichtigt. Ein feinfühliges Bremsen ist bei ihr nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrostatischen Antrieb zu schaffen, mit dem ein feinfühliges Bremsen möglich ist und der die aufgezeigten

ao Mängel vermeidet. ..

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung dadurch gelöst, daß das Ventil ausschließlich als ein in volle Schließ- und in volle Offenstellung schaltbares Absperrventil ausgebildet ist und in einer das Ventil'

as überbrückenden Leitung eine hydraulische Drossel vorgesehen ist, deren Drosselung durch das Bremspedal einstellbar ist. Bei dem hydrostatischen Antrieb gemäß der Erfindung wird also in der Rücklaufleitung ein schnell schließendes Ventil vorgesehen, das zwischen einer voll geschlossenen und einer voll offenen Stellung bewegbar ist und das nicht die Aufgabe hat, in irgendwelchen Zwischenstellungen den Kanal zu drosseln. Dieses Ventil ist jedoch durch eine Überbrückungsleitung überbrückt, in der eine Drossel liegt, deren maximale öffnung zweckmäßig gerade dem geringen Querschnitt entspricht, der notwendig ist, um eine gerade fühlbare Bremsung auszulösen. Diese Drossel ist im normalen Fahrbetrieb offen. Während dieses Betriebes übt sie im Hinblick auf ihren geringen Durchflußquerschnitt praktisch keinen Einfluß aus. Durch die Anordnung der Drossel wird es jedoch möglich, das die Hauptrückflußleitung schlagartig abschließende oder öffnende VentH rasch zu schließen, ohne daß dafür Vorsorge getroffen sein muß, daß dieser Schließvorgang nicht zu schnell verlaufen darf bzw. an einer genau fixierten Stellung beendet werden muß, um den gewünschten Grad der Bremsung zu erreichen. Die eigentliche Bremsung wird durch Einstellen der Drossel bewirkt, wodurch eine sehr gute progressive feinfühlige Bremsung erzielt wird.

Gemäß weiteren Ausgestaltungen des Antriebes nach der Erfindung kann der Schieber des Absperrventils durch den Unterschied der Drücke der Druckflüssigkeit in der Zulauf- und Rücklaufleitung getätigt werden.

Er kann jedoch auch durch das Beschleunigungspedal mittels eines hydraulischen Gestänges bewegt werden.

In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele des hydrostatischen Antriebs nach der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch verschiedene Teile eines hydrostatischen Antriebs;

F i g. 2 und 3 zeigen Schnitte durch den Steuer-

blcck qemäß den LinienH-II und ΙΠ-ΙΙΙ in Fig. 1; Fig. 4 und 5 zeigen jeweils Teile des Steuer-

blockes von F i g. 1 und 2 in anderen Betriebszuständen;

F i g. 6 zeigt einen F i g. 2 entsprechenden Schnitt eines abgewandelten Steuerblockes;

F i g. 7 und 8 betreffen eine weitere Abwandlung in bezug auf die Steuerung des Ventils.

Der hydrostatisch« Antrieb besteht aus einem hydrostatischen Getriebe (Fig. 1), dessen hydrostatische Pumpe 2, welche von der Antriebsmaschine 1 des Fahrzeugs angetrieben wird und mindestens einen den von ihm angetriebenen Rädern 4 zugeordneten hydrostatischen Motor 3 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt und aus einem Steuerblock 5.

Der Steuerblock 5 (F i g. 1, 2, 3) ist von zwei parallelen Kanälen 8 und 9 durchsetzt. Der erstere ist in die Zulaufleitung 6 von der Pumpe 2 zum hydrostatischen Motor 3 eingeschaltet, während der zweite in der Rücklaufleitung 7 für die Flüssigkeit vom hydrostatischen Motor 3 zur Pumpe 2 liegt.

Quer durch den Steuerblock 5 erstreckt sich eine Bohrung 10, welche den Kanal 9 im rechten Winkel durchsetzt. An ihrem einen Ende ist die Bohrung 10 mit einem Deckel 11 dicht verschlossen, während an ihr anderes Ende das Gehäuse 12 einer hydraulischen Drossel 32 anschließt. In der Bohrung 10 gleitet ein Schieber 13 eines starken und schnell schließenden Ventils, das den Durchtritt von Flüssigkeit im Kanal 9 sperren und freigeben kann.

Dieser Schieber weist auf einem Teil seiner Länge einen verjüngten Bereich 14 auf, welcher in der Offenstellung des Ventils (F i g. 2) nur eine minimale Sperrung verursacht. F i g. 4 zeigt den Schieber in .Geschlossenstellung.

Der Schieber 13 teilt in der Bohrung 10 zwei Kammern 15 und 16 ab. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Kammer 15 durch einen kleinen Kanal 17 (F i g. 3) mit dem Kanal 8 verbunden, während die Kammer 16 durch einen kleinen Kanal 18 (F i g. 2) mit dem Kanal 9 verbunden ist. In der Kammer 16 ist eine Feder 21 angeordnet, welche bestrebt ist, den Schieber zum Deckel 11 hin zu drücken.

Die hydraulische Drossel 32 besitzt ein Gehäuse 12. In einer Bohrung desselben gleitet ein Schieber 22 eines Steuerventils, welches in eine Kammer 20 mündet.

Das Volumen dieser Kammer ist mehr oder weniger dadurch bestimmt, wie weit der Schieber 22 in diese hineinragt. Die Kammer 20 ist mit der Kammer 16 durch eine öffnung 19 verbunden und mit einem Kühler 24 durch einen Kanal 23. Der mit dem Kanal 9 stromabwärts des Ventils 13 verbundene Ausgang des Kühlers 24 wird von einem kleinen Kanal 26 gebildet. Um bei geringen Durchsätzen die Wirkung des Schiebers 22 progressiv zu gestalten, weist dieser einen Spalt 25 auf.

Seine Verschiebung wird durch einen Stellmotor mit dem Kolben 27 bewirkt. Dieser wiederum wird durch Druckflüssigkeit gesteuert, welche durch eine Leitung 28 vom Hauptbremszylinder kommt. Ein Druckbegrenzungsventil 29, welches unter dem Druck einer Feder 34 steht, die mittels einer Schraube 35 einstellbar ist, kann vorgesehen sein. Dies gilt vor allem für den Fall, daß das hydrostatische Getriebe (insbesondere die hydrostatischen Motoren 3) nicht dafür ausgelegt ist, die hohen Drücke auszuhalten, welche zum Blockieren der Räder erforderlich sind und lediglich verlangsamend zu wirken in der Lage wären. (In diesem Fall wäre die" mechanische Ergänzungsbremse eine solche mit einer Funktionsschwelle, um eine immer richtige Aufteilung der Bremswirkung zu gewährleisten.)

Im Steuerblock 5 kann ein FahrtrichtungsumsteuerventÜ30 vorgesehen sein, welches in den Fig. 1, 2 und 3 in Vorwärtsfahrtstellung gezeigt ist, und in den F i g. 4 und 5 in Rückwärtsfahrtstellung.

Zweckmäßig ist zwischen den Kanälen 8 und 9 (F i g. 1) eine Verbindung mit einem Rückschlagventil 33 vorgesehen, welche das öl vom Kanal 9 zum ίο Kanal 8 durchtreten läßt, eine Strömung im entgegengesetzten Sinne jedoch verhindert.

Ein derartiger hydrostatischer Antrieb arbeitet wie folgt: Wird das Fahrzeug angetrieben, so strömt Druckflüssigkeit unter hohem Druck durch den Kanal 8 des Steuerblocks 5, während Flüssigkeit unter niedrigem Druck durch den Kanal 9 zurückfließt. Das Rückschlagventil 33 ist geschlossen.

Die mit dem Kanal 8 verbundene Kammer 15 steht somit unter hohem Druck. Die mit dem Kanal 9.verao bundene Kammer 16 steht unter niedrigem Druck.

Der Schieber 13 wird somit kräftig gegen die Wirkung der Feder 21 in seine Offenstellung gedrückt gehalten. Das Rücklauföl strömt durch den Kanal 9,' in welchem der Schieber 13 mit seinem verjüngten Bereich 14 nur einen minimalen Widerstand verursacht. Ein schwacher Flüssigkeitsstrom strömt durch die hydraulische Drossel, und zwar über den Kanal 18, die Kammer 16, die öffnung 19, die Kammer 20, den Kanal 23, den Kühler 24 und den Kanal 26.
Bei schiebendem Fahrzeug fällt auch der Druck im Kanal 8 und der Kammer 15. Und schon ehe der Druck im Kanal 9 und der Kammer 16 unter dem Einfluß einer wirksamen Bremsung ansteigt, stößt die Feder 21 den Schieber 13 ruckartig nach oben und schließt den Kanal 9. Damit wird der Flüssigkeitsstrom gezwungen, vollständig durch den abgeleiteten Strömungskreis zu fließen. .

Wie man leicht erkennt, wird der Flüssigkeitsstrom bei seinem Durchgang durch die Kammer 20 je nachdem, wie weit der Schieber 22 hineinragt, eingeschnürt.

Betätigt der Fahrer die Bremse überhaupt nicht,

so ist der Schieber 22 in seiner unteren Lage, und die Drossel 32 hat ihre geringste Wirkung.

Will der Fahrer die Verlangsamung erhöhen und wirksam bremsen, so drückt er auf sein Bremspedal.

Dieses betätigt den Hauptbremszylinder und dann den Kolben 27, dessen Bewegung das Einschieben des Schiebers 22 bewirkt. Die Wirkung der Drossel 32 wächst an und mit ihr die zugeordnete Bremswirkung.

Sobald das Fahrzeug wieder angetrieben wird,

kehren sich die Drücke in den Kammern 15 und 16 um, und der Schieber 13 öffnet wieder unvermittelt den Durchlaß des Kanals 9.

Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausfühfungsform gelangt der abgeleitete Flüssigkeitsstrom durch einen Kanal 118 in die Kammer 21 und verteilt sich von dort unmittelbar durch den Kanal 123 zum Kühler, ohne mit der Kammer 16 in Berührung zu kommen. Letztere wird über einen gesonderten Kanal 31 von einer unabhängigen Druckflüssigkeitsquelle gespeist, wie etwa dem allgemeinen hydraulischen Hilfsnetz des Kraftfahrzeugs.

Dieser Flüssigkeitsdruck ersetzt die Feder 21 der vorhergehenden Ausführungsform.

Die Wirkung dieser Ausführungsform ist offensichtlich die gleiche wie die der vorhergehenden, wenn man davon absieht, daß allein der Druck der Kammer

15 zum Bewegen des Schiebers 13 wirksam wird, da ja der Druck in der Kammer 16 konstant ist.

Sowohl der einen als auch bei der anderen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform steuert der Hauptbremszylinder gleichfalls die Bremsung der nicht angetriebenen Räder.

Die Bestimmung der Wirksamkeit der hydraulischen Drossel und die Kraft des Stellmotors muß daher so erfolgen, daß die Bremskraftpaare auf die beiden Achsen entsprechend den von ihnen aufgenommenen Belastungen verteilt werden.

Bei einer in bezug auf die Steuerung des in dem mit der Rücklaufleitung verbundenen Kanals 9 eingeschalteten Ventils abgeänderten Ausführungsform sind die Kammern 15 und 16 dieses Ventils jeweils durch Leitungen 207 bzw. 208 mit einem Verteiler

200 verbunden. Dieser selbst ist an das allgemeine hydraulische Netz des Fahrzeugs angeschlossen, d. h", er liegt zwischen einer Pumpe205 und einem Vorratsbehälter 204. _ ao

Ein Schieber 201 dieses Verteilers wird (gemäß F i g. 7 und 8) durch eine Feder 206 in seine obere Lage zurückgebracht und in seine untere Lage durch eine auf einen Hebel 209 wirkende Feder 210. Der Hebel 209 ist fest mit dem Bcschleunigungspedal 203 verbunden. '

Wird das Beschleunigungspedal freigegeben (Fig. 7), so hebt die stärkere Feder210 dieses vollständig und schiebt dabei den Schieber 201 gegen die Wirkung von dessen Feder 206 ein. Der Verteiler setzt die Kammer 16 unter Druck, und die Kammer 15 wird drucklos, so daß der Schieber 13 des Ventils in seiner Geschlossenstellung ist.

Betätigt der Fahrer das Bremspedal nicht, so bleibt der Bremsstromkreis in dieser Einstellung. Die hydraulische Drossel hat dabei ihren niedrigsten Wert.

Wird das Bremspedal dann betätigt, so steigert sich die Bremsung proportional wie oben dargelegt.

Wird andererseits das. Beschleunigungspedal betätigt, so steigt ebenso leicht (Fig. 8) der Schieber

201 des Verteilers 200 unter der Wirkung seiner Feder 206. Dadurch wird die Kammer 15 unter Druck gesetzt, und die Kammer 16 wird druckfrei. Der Schieber 13 steigt unvermittelt wieder nach unten und öffnet das Ventil für das Funktionieren des normalen Antriebs.

Claims (8)

* Patentansprüche:

1. Hydrostatischer Antrieb für Kraftfahrzeuge, bei dem eine von der Antriebsmaschine angetriebene hydrostatische Pumpe über eine Zulauf- und Rücklaufleitung mit einem hydrostatischen Motor oder mehreren hydrostatischen Motoren, der bzw. die mit den Rädern mechanisch verbunden ist bzw. sind, hydraulisch verbunden ist, wobei in der Rücklaufleitung ein Ventil vorgesehen ist. dessen Schieber unter dem Einfluß des Druckes der Flüssigkeit in der Zulaufleitung zu dem hy-' drostatischen Motor bzw. den hydrostatischen Motoren derart steht, daß bei sinkendem Druck ^N in der Zulaufleitung das Ventil geschlossen wird und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10,13,14) ausschließlich als ein in volle Schließ- und in volle Offenstellung schaltbares Absperrventil ausgebildet ist und in einer das Ventil (10, 13, 14) überbrückenden Leitung eine hydraulische Drossel (32) vorgesehen isf, deren Drosselung durch das Bremspedal einstellbar ist.

2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare hydraulische Drossel (32) einen Schieber (22) aufweist, der durch den Kolben (27) eines Stellmotors betätigbar ist, der selbst wiederum unter Zwischenschaltung des Hauptbremszylinders mittels des Bremspedals beaufschlagbar ist.

3. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein· Kühler (24) in der das Absperrventil überbrückenden Leitung stromabwärts der hydraulischen Drossel (32) liegt.

4. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einem Steuerblock, in dem zwei paral- <~ lele Kanäle vorgesehen sind, von denen der eine ^v an die Zulaufleitung und der andere an die Rück' laufleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Rücklaufleitung (7) verbundene Kanal (9) im rechten Winkel von einer Bohrung (10) durchstoße:: wird, in welcher der Schieber (13) des Absperrventils gleitet, und beiderseits dieses Schiebers (13) in der Bohrung (10) zwei durch Druckflüssigkeit beaufschlagbare Kammern (15 und~16) gebildet sind, von denen die eine (15) zum öffnen und die andere (16) zum Schließen des Kanals (9) beaufschlagt wird.

5. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kammer

(15) des Absperrventils mit dem mit der Zulaufleitung (6) verbundenen Kanal (8) in Verbindung steht. .

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6. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Kammer (16) des Absperrventils eine den Schieber (13) in die Schließstellung des mit der Rücklaufleitung verbundenen Kanals (9) drückende t Feder (21) angeordnet ist und die Kanuner (16) mit dem mit der Rücklaufleitung verbundenen Kanal (9) verbunden ist.

7. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kammer

(16) des Absperrventils mit einer unabhängigen, Druckflüssigkeit unter sehr genau konstantem Druck liefernden Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht. ■ ,■··..·■.:·■.■■ ■ ■'■■ :■ '- · ■; .■■ ·.'■■,■ ■

8. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (15 und 16) des Absperrventils von einem Verteiler (200) beaufschlagbar sind, dessen Schieber (201) vom Beschleunigungspedal (203) derart verschiebbar ist, daß der Schieber (13) des Ventils den Kanal (9) offenhält, wenn das Beschleunigungspedal selbst leicht gedrückt ist, und daß der Kanal (9) geschlossen wird, sobald das Beschleunigungspedal freigegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen