DE1630122C3 - Hydrostatischer Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge oder Fahrzeuge mit nicht lenkbaren Rädern - Google Patents

Description

die hydrostatischen Getriebe angetriebenen Fahrzeugs zu erzielen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise von jedem hydrostatischen Motor der jeder Fahrzeugseite zugeordneten hydrostatischen Getriebe ein Hydraulikaggregat angetrieben wird, das sowohl als Pumpe als auch als hydrostatischer Motor arbeiten kann, und beide Hydraulikaggregate, wie gleichfalls für sich bekannt, durch zwei Leitungen zu einem geschlossenen Kreislauf miteinander verbunden sind, und daß ein in drei Schaltstellungen schaltbares Regelventil abhängig vom Druckunterschied in den die Hydraulikaggregate verbindenden Leitungen bei höherem Druck in der einen Leitung aus seiner mittleren Schaltstellung in eine Schaltstellung schaltbar ist, in der Steuerdruckmittel zum Servomotor der Pumpe des der einen Fahrzeugseite zugeordneten hydrostatischen Getriebes geleitet wird, wodurch diese Pumpe auf größeren Förderstrom eingestellt wird, oder bei höherem Druck in der anderen Leitung in eine Schaltstellung schaltbar ist, in der Steuerdruckmittel aus diesem Servomotor abgeleitet wird, wodurch die Pumpe auf kleineren Förderstrom eingestellt wird.

Das hat den Vorteil, daß für den Antrieb der Gleisketten oder anderer Laufwerke-Hydromotoren mit konstantem Schluckvermögen verwendet werden können, die wesentlich billiger und weniger störanfällig sind als einstellbare hydrostatische Motoren. Die von den Hydromotoren angetriebenen Aggregate sind ebenfalls von sehr einfacher Bauart, z. B. Zahnradpumpen/Motoren.

In der Zeichnung ist schematisch ein in der folgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des in einem Fahrzeug eingebauten hydrostatischen Fahrantriebs nach der Erfindung dargestellt.

Das Fahrzeug hat einen Rahmen 1, auf dem eine Antriebsmaschine 2 angeordnet ist, die über ein Verteilvorgelege 3 zwei in ihrem Förderstrom einstellbare und in der Förderrichtung umkehrbare Pumpen 4 und 5 antreibt. Die Pumpe 4 dient zum Antrieb der rechten, die Pumpe 5 zum Antrieb der linken Seite des Fahrzeugs.

Von der Pumpe 4 führen zwei Leitungen 6 und 7 in geschlossenem Kreis zu einem hydrostatischen Motor 8, der über ein nicht dargestelltes mechanisches Endgetriebe die Gleiskette 9 der rechten Antriebsseite antreibt.

Von der Pumpe 5 führen Leitungen 10 und 11 in geschlossenem Kreis zu einem hydrostatischen Motor 12, der über ein nicht dargestelltes mechanisches Endgetriebe die Gleiskette 13 der linken Antriebsseite antreibt.

Dem hydrostatischen Motor 8 ist ein Hydraulikaggregat 14, z. B. ein Zahnradaggregat, zugeordnet, das mit derselben Drehzahl des hydrostatischen Motors $5 läuft, d. h. von diesem angetrieben ist.

Ein ebensolches Hydraulikaggregat 15 ist in derselben Art dem hydrostatischen Motor 12 zugeordnet. Jedes Hydraulikaggregat 14 und 15 kann als Pumpe oder hydrostatischer Motor arbeiten.

Von dem Hydraulikaggregat 14 führt eine Leitung 16 über ein Schaltventil 17 zum Hydraulikaggregat 15. Weiterhin führt von dem Hydraulikaggregat 14 eine Leitung 18 über eine das Schaltventil durchdringende Schleife 19 zum Hydraulikaggregat 15. Zwischen die Leitungen 16 und 18 sind Druckbegrenzungsventile 20 und 20' eingeschaltet, von denen jedes eine der beiden Leitungen 16 oder 18 absichert.

Das Schaltventil 17 vermag zwei Schaltstellungen I und Il einzunehmen, hat vier Anschlüsse und ist elektrisch betätigbar. Es kann aber ebenso elektromagnetisch, mechanisch oder hydraulisch betätigt werden. Wenn nicht betätigt, wird es durch eine Feder in der Schaltstellung I gehalten.

In seiner Schaltstellung I sind die beiden Hydraulikaggregate 14 und 15 in geschlossenem Kreislauf miteinander verbunden, in seiner Schaltstellung II ist jedes für sich kurzgeschlossen.

Von der Leitung 16 führt eine Zweigleitung 21 zu einem Stellmotor 22 eines Wegeventils 23, von der Leitung 18 eine Zweigleitung 24 zu einem ebensolchen Stellmotor 25 für das Wegeventil. Das Wegeventil 23 vermag drei Schaltstellungen I, II und III einzunehmen und hat drei Anschlüsse a, b und c.

Vom Anschluß a führt eine Leitung 26 zu einem Servomotor 27, der das den Förderstrom der Pumpe 4 bestimmende Stellglied einstellt. Im Servozylinder des Servomotors ist ein als Differentialkolben ausgebildeter Servokolben 28 gleitend geführt, der den Servozylinder in zwei Arbeitsräume 29 und 30 unterteilt. Die Leitung 26 mündet in den Arbeitsraum 29.

Vom Anschluß c des Wegeventils 23 führt eine Leitung 31 zu einer Sammelleitung 32, die einerseits in den Arbeitsraum 30 des Servomotors 27 mündet und andererseits zu einem Servomotor 33 führt. Dieser entspricht in seinem Aufbau genau dem Servomotor 27 und dient zum Einstellen des den Förderstrom der Pumpe 5 einstellenden Stellglieds. In seinem Servozylinder ist ein als Differentialkolben ausgebildeter Servokolben 34 gleitend geführt, der den Servozylinder in zwei Arbeitsräume 35 und 36 unterteilt. Die Leitung 32 mündet in den Arbeitsraum 35.

An der Leitung 7 ist eine Zweigleitung 37 angeschlossen, an der auch die Leitung 11 Anschluß hat. Sie ist über ein Zweigstück 38 auch an die Leitung 6 und über ein Zweigstück 39 an die Leitung 10 angeschlossen. In jedes dieser Zweigstücke ist ein Rückschlagventil eingeschaltet, das sich zur Leitung 37 hin öffnen kann. Das Rückschlagventil des Zweigstücks 38 ist mit 38' bezeichnet, dasjenige im Zweigstück 39 mit 39'. Ferner sind in die Leitung 37 zwei Rückschlagventile eingeschaltet, nämlich ein Rückschlagventil 41, das in dem Teil der Leitung 37 liegt, das sich zwischen dem Zweigstück 39 und der Mündung der Leitung 37 in die Leitung 11 befindet, und das sich von der Leitung U zur Leitung 37 öffnen kann, sowie ein Rückschlagventil 42. Dieses liegt in dem Teil der Leitung 37, das zwischen dem Zweigstück 38 und der Mündung der Leitung 37 in die Leitung 7 liegt und das sich in Richtung von der Leitung 7 zur Leitung 37 öffnen kann. Die Leitung 37 ist über ein eine Drossel 43 aufweisendes Leitungsstück mit der Leitung 32 verbunden.

Zum Servomotor 27 für die Pumpe 4 gehört ein Steuerventil 44, zum Servomotor 33 für die Pumpe 5 ein Steuerventil 45. Beide Steuerventile sind genau gleich aufgebaut. In Wirklichkeit liegen sie in den als Differentialkolben ausgebildeten Servokolben der Servomotoren und geben deren Lage vor. Sie sind aber der Einfachheit halber getrennt von den Servomotoren dargestellt. Derartige Einrichtungen sind üblich und zur Genüge bekannt. Die Steuerventile 44 und 45 sind symbolisch dargestellt und können in drei Schaltstellungen I₁ II, III gebracht werden. Sie werden über eine nicht dargestellte Fahr- und Lenksteuereinrichtung betätigt. Diese Einrichtung ist nicht erfindungswesentlich. Jedes Steuerventil hat drei Anschlüsse a, b, c. Vom Anschluß

a des Steuerventils 44 führt eine Leitung 46 zum Arbeitsraum 29 des Servomotors 27 und von dessen Arbeitsraum 30 eine Leitung 47 zum Anschluß b des Steuerventils. An den Anschluß c des Steuerventils ist eine Leitung 48 angeschlossen, die zu einem Behälter 49 führt. Zu diesem Behälter führt auch eine Leitung 50, die an den Anschluß b des Wegeventils 23 führt.

Vom Anschluß a des Steuerventils 45 führt eine Leitung 51 zum Arbeitsraum 36 des Servomotors 33, vom Anschluß b eine Leitung 52 zur Leitung 32 und vom Anschluß c eine Leitung 53 zum Behälter 49.

Es sei angenommen, daß das Fahrzeug vorwärts fährt. Beide Steuerventile 44 und 45 stehen dabei in ihrer mit I bezeichneten Schaltstellung, in der Steuerdruckmittel über die Leitungen 47 und 46 bzw. 52 und 51 zu den Arbeitsräumen 29 bzw. 36 der Servomotoren 28 bzw. 33 fließt. Die Pumpen 4 und 5 werden dabei so eingestellt, daß sie etwa gleiche Förderströme über die Leitungen 6 und 11 zu den hydrostatischen Motoren 8 und 12 fördern, von wo das Arbeitsdruckmittel über die Leitungen 7 und 10 den Pumpen wieder im geschlossenen Kreislauf zuströmt. Über die Rückschlagventile 39 und 41 sowie das Zweigstück 38 fließt Arbeitsdruckmittel auch in den Steuerkreislauf mit den Leitungen 31, 32,37, 47 und 52, der die Steuerventile und Servomotoren mit Steuerdruckmittel versorgt.

Die hydrostatischen Motoren 8 und 12 treiben synchron die ihnen zugeordneten Hydraulikaggregate 14 und 15 an. Zwischen den Hydraulikaggregaten 14 und 15 läuft das Druckmittel über die Leitungen 16, 18, 19 drucklos um, da das Steuerventil 17 in seiner mit I bezeichneten Schaltstellung steht.

In der Praxis ist es durch Spiele in den Schalt- und Lenkgestängen sowie Unterschiede in den Leckverlusten der beiden Antriebsseiten so gut wie ausgeschlossen, ohne stetes Nachlenken genau geradeaus zu fahren. Dieses dauernde Nachlenken wird beim hydrostatischen Fahrantrieb nach der Erfindung vermieden.

Ein eingangs erwähntes Fahrzeug weicht dann von seiner Geradeaus-Fahrtrichtung ab, wenn sich ein hydrostatischer Motor schneller dreht als der andere bzw. wenn eine Pumpe mehr fördert als die andere.

Es sei angenommen, daß sich der hydrostatische Motor 12 der linken Antriebsseite etwas schneller dreht als der hydrostatische Motor 8 der rechten Antriebsseite. Dadurch wird auch das Hydraulikaggregat 15 schneller angetrieben als das Hydraulikaggregat 14. Ersteres wird dadurch zur Pumpe, letzteres zum hydrostatischen Motor. Das Hydraulikaggregat 15 fördert nun Druckmittel über die Leitung 16 zum Hydraulikaggregat 14 wodurch sich in der Leitung 16 ein Druck aufbaut, während die Leitung 18 drucklos bleibt. Dieser Druck wirkt über die Zweigleitung 21 auf den einen Stellmotor 22 des Wegeventils 23, das aus seiner bisher eingenommenen mittleren Schaltstellung II in seine Schaltstellung I geschoben wird. Dadurch wird die Leitung 31 am Anschluß c mit der Leitung 26 am Anschluß a verbunden, so daß Druckmittel aus der Leitung 31 in die Leitung 26 und zum Arbeitsraum 29 des Servomotors 28 fließen kann. Da die den Arbeitsraum 29 begrenzende Fläche des als Differentialkolben ausgebildeten Servokolbens 28 größer ist als die den Arbeitsraum 30 begrenzende, in beiden Arbeitsräumen jedoch durch die Verbindung über das Steuerventil 44 derselbe Druck herrscht, wird der Servokolben nach oben geschoben (Vergrößerung des Volumens des Arbeitsraums 29). Er stellt dabei die Pumpe 4 auf größeren Förderstrom ein, wodurch auch die Drehzahl des hydrostatischen Motors 8 erhöht wird. Dies geschieht so lange, bis beide hydrostatische Motoren 8 und 12 und damit beide Hydraulikaggregate 14 und 15 wieder gleich schnell laufen. Dann herrscht nämlich in den Leitungen 16 und 18 wieder derselbe Druck (etwa 0), so daß das Wegeventil 23 durch seine Zentrierfedern in die mittlere Schaltstellung II gebracht wird.

Läuft der hydrostatische Motor 12 langsamer als der hydrostatische Motor 8, so arbeitet das Hydraulikaggregat 14 als Pumpe und das Hydraulikaggregat 15 als hydrostatischer Motor. In der Leitung 18 baut sich Druck auf, der über die Zweigleitung 24 auf den anderen Stellmotor 25 des Wegeventils 23 wirkt und dieses aus der mittleren Schaltstellung in die Schaltstellung NI ^ schiebt. ('

Dabei kommt die Leitung 26 mit der Leitung 50 am Anschluß b in Verbindung, so daß Druckmittel aus dem Arbeitsraum 29 des Servomotors 27 zum Behälter 49 abfließen kann. Die Pumpe 4 wird nun vom Servomotor 27 auf geringeren Förderstrom eingestellt, so daß der hydrostatische Motor 8 weniger Druckmittel erhält und dadurch langsamer läuft. Dies geschieht so lange, bis beide hydrostatischen Motoren 8 und 12 und damit die Hydraulikaggregate 14 und 15 wieder gleich schnell laufen. Der Druck in den Leitungen 16 und 18 gleicht sich aus, und das Wegeventil 23 geht wieder in seine mittlere Schaltstellung II.

Auf diese Weise erhält man eine äußerst einfache Gleichlauf- oder Geradeaussteuerung für ein Fahrzeug mit getrennten hydrostatischen Getrieben für die beiden Fahrzeugseiten.

Will man mit dem Fahrzeug eine Kurve fahren, so muß diese Gleichlaufsteuerung natürlich außer Betrieb gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des Schaltventils 17. Zum Kurvenfahren wird es in seine mit II bezeichnete Schaltstellung gebracht, wodurch zwei ste- (( te Kurzschlußverbindungen in den Kreisen der Hydraulikaggregate 14 und 15 hergestellt werden.

Am einfachsten ist es, das Schaltventil 17 elektromagnetisch von der Fahr- und Lenksteuereinrichtung aus zu betätigen.

Zum Lenken des Fahrzeugs werden die Pumpen auf ungleiche Förderströme in gleicher Förderrichtung eingestellt und beim Wenden auf der Stelle auf gleiche Förderströme, aber in entgegengesetzten Förderrichtungen.

Die beschriebene Gleichlaufsteuerung mit Hilfe des Wegeventils 23 arbeitet bei Rückwärtsfahrt selbstverständlich auch in der oben dargelegten Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrostatischer Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge oder Fahrzeuge mit nicht lenkbaren Rädern, die für jede Fahrzeugseite ein eigenes hydrostatisches Getriebe aufweisen, deren beide Pumpen von einer Antriebsmaschine über ein mechanisches Verteilvorgelege angetrieben werden, wobei die Pumpen in ihrem Förderstrom und gegebenenfalls in ihrer Förderrichtung mittels eines Servomotors willkürlich einstellbar sind und durch jede Pumpe je ein hydrostatischer Motor mit festem Schluckvermögen durch Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar ist, wobei jeweils die einer Fahrzeugseite zugeordnete Pumpe und der hydrostatische Motor einen geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise von jedem hydrostatischen Motor (8,12) der jeder Fahrzeugseite zugeordneten hydrostatischen Getriebe ein Hydraulikaggregat (14, 15) angetrieben wird, das sowohl als Pumpe als auch als hydrostatischer Motor arbeiten kann, und beide Hydraulikaggregate, wie gleichfalls für sich bekannt, durch zwei Leitungen (16, 18) zu einem geschlossenen Kreislauf miteinander verbunden sind, und daß ein in drei Schaltstellungen schaltbares Regelventil (23) abhängig vom Druckunterschied in den die Hydraulikaggregate (14, 15) verbindenden Leitungen (16,18) bei höherem Druck in der einen Leitung (16) aus seiner mittleren Schaltstellung (II) in eine Schaltstellung (I) schaltbar ist, in der Steuerdruckmittel zum Servomotor (27) der Pumpe (4) des der einen Fahrzeugseite zugeordneten hydrostatischen Getriebes geleitet wird, wodurch diese Pumpe (4) auf größeren Förderstrom eingestellt wird, oder bei höherem Druck in der anderen Leitung (18) in eine Schaltstellung (III) schaltbar ist, in der Steuerdruckmittel aus diesem Servomotor (27) abgeleitet wird, wodurch die Pumpe (4) auf kleineren Förderstrom eingestellt wird.

2. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Leitungen (16, 18) ein willkürlich betätigbares Schaltventil (17) angeordnet ist, durch das die beiden in der einen Schaltstellung (I) in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf liegenden Hydraulikaggregate (14, 15) in der anderen Schaltstellung (II) jeweils für sich kurzgeschlossen werden.

3. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen des Wegeventils (23) zwei Stellmotoren (22, 25) vorgesehen sind, von denen der eine (22) über eine Zweigleitung (21) mit der einen (16) der zwei Leitungen verbunden ist, und der andere (25) über eine Zweigleitung (24) an die andere (18) der zwei Leitungen angeschlossen ist.

4. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil in seiner einen Schaltstellung (I) einen Arbeitsraum (29) des Servomotors (27) der Pumpe (4) des hydrostatischen Getriebes der einen Fahrzeugseite des hydraulischen Arbeitskreislaufes verbindet und in seiner anderen Schaltstellung (III) diese Arbeitskammer (29) des Servomotors (27) an den drucklosen Behälter (49) entlastet.

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge oder Fahrzeuge mit nicht lenkbaren Rädern, die für jede Fahrzeugseite ein eigenes hydrostatisches Getriebe aufweisen, deren beide Pumpen von einer Antriebsmaschine über ein mechanisches Verteilvorgelege angetrieben werden, wobei die Pumpen in ihrem Förderstrom und gegebenenfalls in ihrer Förderrichtung mittels eines Servomotors willkürlich einstellbar sind und durch jede Pumpe je ein hydrostatischer Motor mit festem Schluckvermögen durch Arbeitsdruckmittel beaufschlagbar ist, wobei jeweils die einer Fahrzeugseite zugeordnete Pumpe und der hydrostatische Motor einen geschlossenen hydraulischen Arbeitskreislauf bilden.

Ein derartiger, bekannter hydrostatischer Fahrantrieb ist mit einer Steuereinrichtung für die hydrostatischen Getriebe ausgerüstet, welche den Zweck hat, eine Überlastung der Fahrzeugantriebsmaschine und/oder der hydrostatischen Getriebe auf solche Weise zu vermeiden bzw. zu beseitigen, daß dabei die Lenkung des Fahrzeugs nicht beeinflußt wird. Bei Eintreten einer Überlastung wird das Übersetzungsverhältnis der hydrostatischen Getriebe verringert, ohne das Verhält- /■■; nis der Getriebeübersetzungen zueinander zu ändern, v¹' Auf diese Weise wird z. B. eine vom Fahrzeug zu durchfahrende Kurve nicht beeinflußt, wenn der Überlastschutz in Tätigkeit tritt. Eine Einrichtung zum Einhalten einer exakten Geradeausfahrt ist aber nicht vorgesehen (DT-AS 12 04 947).

Weiterhin ist ein hydrostatischer Fahrantrieb bekanntgeworden, bei dem von einer zentralen, verstellbaren Hydropumpe zwei Hydromotoren zum Antrieb von Gleisketten mit Druckmittel versorgt werden. Von jedem dieser Hydromotoren wird je eine Meßpumpe angetrieben. Diese Pumpen fördern in einen Steuerkreislauf, wobei der auftretende Druckunterschied dazu verwendet wird, die Aufteilung des von der Hydropumpe des Antriebs geförderten Druckmittels derart zu beeinflussen, daß derjenige von den Meßpumpen geförderte Steuerdruckflüssigkeitsstrom, der den größeren Steuerdruck aufweist, einen Stromteiler einstellt. Die Einstellung erfolgt dabei so, daß der Druckflüssigkeitsstrom zu dem dieser Meßpumpe zugeordneten hydrostatischen Motor vergrößert wird. Damit soll eine genaue Geradeausfahrt des Fahrzeugs erreicht werden i^! (GB-PS 9 45 425). Nachteilig ist hierbei vor allem die Verwendung von teuren einstellbaren Hydromotoren und einer großen Anzahl von Steuerventilen.

Bekannt ist es auch in anderem Zusammenhang, Meßpumpen von Hydromotoren anzutreiben, welche Meßpumpen über sie verbindende Leitungen und eine Steuereinrichtung einstellbare Pumpen so einstellen, daß diese ihnen zugeordnete Hydromotoren mit exakt gleicher Drehzahl antreiben. Diese selbst sind zum Antrieb von Papiermaschinen-Zylindern od. ä. vorgesehen (US-PS 21 05 824).

Bekannt ist auch ein hydrostatischer Fahrantrieb, z. B. für ein Grubenfahrzeug, mit einer Regeleinrichtung, die entsprechend einer vorgegebenen Fahrhebel-Einstellung die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant hält und die Fahrzeugantriebsmaschine vor Überlastung schützt. Dies wird erreicht durch eine beträchtliche Anzahl teils teurer Steuergeräte (z. B. Fliehkraftregler) und vielen Steuerventilen (US-PS 25 16 662).

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen hydrostatischen Fahrantrieb der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, bei vertretbarem Aufwand an Steuermitteln ein exaktes Geradeausfahren des durch