DE1901762A1 - Fahrzeug mit einem hydrostatischen Antrieb - Google Patents

Fahrzeug mit einem hydrostatischen Antrieb

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Description

Fy. 9364
9.1.1969 VoAfa
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse 4
Fahrzeug mit einem hydrostatischen Antrieb
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mindestens zwei unabhängig angetriebenen Achsen, von denen wenigstens eine, insbesondere die Vorderachse, von einem hydrostatischen Getriebe angetrieben wird, das wenigstens eine Hydropumpe aufweist, die im offenen Kreislauf Druckmittel zu wenigstens einem als Hydrokolbenmotor ausgebildeten Hydromotor fördert.
009836/0443
Robert Bosch GmbH E. 9364 Vo/Wa
Stuttgart
Es sind Fahrzeuge bekannt, bei denen der Antrieb an wenigstens einer Achse durch ein hydrostatisches Getriebe erfolgt, dessen Hydromotoren die Räder über Drehmomentübertragungskupplungen antreiben, welche vom- Fahrersitz des Fahrzeugs betätigt werden. Ist das Fahrzeug z.B. ein Schlepper, so wird dessen hydrostatischer Vorderradantrieb nur in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich, in dem alle auf dem Acker vorkommenden Arbeiten ausgeführt k werden, gebraucht. Auf der Straße fährt der Schlepper dagegen mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit, bei der die Hydromotoren des hydrostatischen Vorderradantriebs leer mitlaufen. Um nun große Leerlaufverluste zu vermeiden, die aus dem von den Hydromotoren, insbesondere bei den vorkommenden hohen Drehzahlen, umgewälzten großen ülstrom herrühren, und wo dann erhebliche Energiemengen in Wärme umgesetzt werden, - die Motoren arbeiten also im Schiebebetrieb als Pumpen - hat man bei den bisher bekannten Vorderradantrieben die Hydromotoren abkuppelbar angeordnet.
Diese bekannten Antriebe haben den Nachteil, daß sie durch die Verwendung von besonderen Drehmomentübertragungskupplun- \ gen aufwendig und teuer in der Herstellung sind.
Es ist nun eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ohne die erwähnten Drehmomentkupplungen auskommt, aber zugleich die erwähnten, nachteiligen Energieverluste vermeidet.
009836/0443
Robert Bosch GmbH E. 9364 Vo/Wa
Stuttgart
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Schluckvolumen jedes Hydromotors dadurch auf Null veränderbar ist, daß alle Kolben des Hydrokolbenmotors wenigstens bis zu ihrem inneren Totpunkt in die sie aufnehmenden Bohrungen eingeschoben und dort festgesetzt werden.
Das hat den Vorteil, daß beim Fahren des Fahrzeugs, insbesondere eines Ackerschleppers auf der Straße, wenn also für den nunmehr nicht benötigten Vorderradantrieb Schiebebetrieb herrscht, kein Ölstrom umgepumpt wird, obwohl der oder die Hydromotoren mitlaufen und nicht abgekuppelt sind.
Es int besonders vorteilhaft, wenn zum Radantrieb ein Axialkolbenmotor verwendet wird , dessen Kolben nur unter der Wirkung des Druckmittels gegen die Kurvenscheibe gehalten werden, und die im Schiebebetrieb bei unterbrochener Zufuhr des Druckmittels auf den inneren Totpunkt im Zylinderkörper geschoben, dort nur durch das aus der Zentrifugalkraft resultierende Haftmoment gehalten werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in
Fig. Λ ein Fahrzeug mit einem Radantrieb gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Axialkolbenpumpe.
009836/0443
Robert Bosch GmbH R. 9364 Vo/Ws
Stuttgart
Auf dem Fahrgestell 1 eines in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugs, dessen Vorderräder 2 unabhängig von den auf der Hauptantriebsachse sitzenden Hinterrädern 3 angetrieben werden, ist eine von einer nicht weiter bezeichneten Brennkraftmaschine angetriebene, druckgeregelte Hydropumpe 4 angeordnet. Diese saugt über eine Leitung aus einem drucklosen Vorratsbehälter 5 Druckmittel an und fördert es in eine Leitung 6, welche mit einem als 4/3-Vegeventil ausgebildeten Steuerventil 7 verbunden ist. Über ein ebenfalls an die Leitung 6 angeschlossenes Überdruckventil 8 wird der Druck im System begrenzt.
Von dem Steuerventil 7 führen zwei Leitungen 9>10 zu zwei parallelgeschalteteten, drehrichtungsumkehrbaren Hydromotoren 11, welche als erfindungsgemäße Axialkolbenmotoren ausgestaltet sind. Die Abtriebswellen der Hydromotoren arbeiten direkt auf die anzutreibenden Räder 2. Über eine Leitung 12, welche von der Leitung 6 abzweigt, können weitere Verbraucher an die Hydropumpe angeschlossen werden.
Das Steuerventil 7 hat drei verschiedene Schaltstellungen A1B und C. In den Schaltstellungen A und C wird für Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt Druckmittel zu den Hydromotoren 11 geleitet, das nach der Entspannung über die Leitung 13 zum Vorratsbehälter 5 zurückfließt.
In der dargestellten Neutralstell\ing B, die im Schiebebetrieb geschaltet wird, z.B. bei Straßenfahrt, ist die Druckmittelzufuhr zu den Hydromotoren 11 unterbrochen, beide
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Robert Bosch GmbH R. 9364 Vo/Wa
Stuttgart
Hydromotoren sind dann zu einem Kreis kurzgeschlossen. Über das Steuerventil 7 und die Leitung 13 ist dieser Kreis zum Vorratsbehälter 5 entlastet.
Das Schluckvolumen der Hydromotoren 11, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie erwähnt, Axialkolbenmotoren sind, wird im Schiebebetrieb zu Null gemacht, indem die der Druckmittelverdrängung dienenden Kolben bis auf ihren inneren Totpunkt in die sie aufnehmendenBohrungen eingeschoben werden. Es wird also kein Druckmittel von den - in diesem Fall als Pumpen arbeitenden - Hydromotoren 11 umgewälzt. Dadurch werden LeerlaufVerluste und Erwärmung des Druckmittels vermieden.
In Fig. 2 ist ein Axialkolbenmotor 11 dargestellt. Er hat ein rohrförmiges Gehäuse 20, das an den Enden mit einem Deckel 21 und einem Boden 22 verschlossen ist. Im Innenraum des Gehäuses sind in Längsrichtung Wälzlager 23,24,25 angeordnet; das Lager 23 liegt im Deckel 21 und die Lager 24, 25 im Boden 22. Das Lager 25 ist ein Axiallager, das sich im Boden 22 und an einer Mutter 25', welche auf das Ende der Welle 26 geschraubt ist, abstützt. In den Lagern ist eine Abtriebswelle 26 gelagert; sie ist durch den Deckel 21 hindurchgeführt. An seiner Innenseite ist an dem Deckel 21 eine schiefe Ebene 27 angeordnet, die mit einer auf Rollen gelagerten Kurvenscheibe 28 versehen ist.
Die Abtriebswelle 26 hat in einem Bereich nahe der Kurvenscheibe 28 einen verstärkten Bund 29, on dessen Umfang eine Koilnutenaußenverzahnung angeordnet ist.
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Robert Bosch GmbH R. 9364- Vo/Va
Stuttgart
Im Innenraum des Gehäuses befindet sich weiterhin ein Zylinderkörper 30, der eine mittige Bohrung 31 hat, durch die sich die Welle 26 erstreckt. In dem deckelseitigen Ende der Bohrung 31 ist eine Keilnuteninnenverzahnung angeordnet, welche soweit auf die entsprechende Keilnutenaußenverzahnung der Welle 26 aufgeschoben ist, bis ein auf der Abtriebswelle sitzender Sicherungsring 26' gegen eine Schulter 31' in der Bohrung 31 anstößt.
v Auf einem zu der Bohrung 31 konzentrischen Kreis sind in dem Zylinderkörper 30 mehrere axial verlaufende Bohrungen 32, deren innere Enden hinterdreht sind, angeordnet. Im Boden jeder Bohrung 32 befindet sich ein konzentrisch zu dieser vorlaufender Durchgang 33 * der an der dem Boden 22 zugewandten Endfläche des Zylinderkörpers mündet.
Die'se Endfläche des Zylinderkörpers 30 liegt in axialer Richtung an einem Steuerspiegel 34-, der auf dem Boden 22 befestigt ist. Der Steuerspiegel 34- hat in bekannter Weise ausgestaltete bogenförmige Steuernuten 35>35'l die sich jede über einen Winkelbereich von etwa 160° erstrecken und ü die mit den Durchgängen 33 in Verbindung stehen. In die bogenförmige Steuernut 35 mündet ein Zulauf 36 und "in die Steuernut 35' ein Ablauf 37· Zu- und Ablauf sind beide im Boden 22 des Axialkolbenmotors angeordnet. In den Bohrungen · 32 sind Kolben 38 dicht und gleitend geführt.
Im Betrieb des Axialkolbenmotors stützen sich die Kolben mit ihren aus den Bohrungen 32 herausragenden Enden auf der Kurvenscheibe 28 und damit der schiefen Ebene 27, wo sie allein durch hydraulische Kräfte gehalten werden, ab.
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Robert Bosch GmbH H. 9364 Vo/Wa
Stuttgart
Befindet sich der Axialkolbenmotor im Schiebebetrieb, so wird die Zufuhr von Druckmittel unterbrochen. Da sich der Zylinderkörper 30 weiterhin dreht, werden die Kolben 38 nacheinander von der schiefen Ebene 27 und der Kurvenscheibe 28 in die Bohrungen 32 eingeschoben. Da dadurch das mit Druckmittel gefüllte Gesamtvolumen des Systems verringert wird, muß dafür Sorge getragen werden, daß das nunmehr überflüssige Druckmittel abfließen kann. Bei dem beschriebenen Getriebe geschieht dies über das Steuerventil 7 in Schaltstellung B und über die Leitung 13·
Die Kolben 38 verharren in ihrer eingeschobenen Position auf ihrem inneren Totpunkt in den Bohrungen 32 des Zylinderkörpers 30 solange, bis dem Axialkolbenmotor wieder Druckmittel zugeführt wird (Schaltstellung A oder C des Steuerventils 7)ί wodurch die Kolben 38 gegen die Kurvenscheibe 28 gedrängt werden, und der Axialkolbenmotor wieder zu arbeiten beginnt.
Der erfindungsgemäße Axialkolbenmotor ist für Systemdrücke über 30 atü ausgelegt. Diese Druckhöhe reicht aus, um den Zylinderkörper 30 hydraulisch, also ohne Feder oder dgl., gegen den Steuerspiegel 3^ zu pressen.
Bei im Schiebebetrieb auftretenden hohen Drehzahlen würde z.B. eine Anpreßfeder eine zu große Anpressung des Zylinderkörpers an den Steuerspiegel und als Folge davon eine starke Uärmeentwicklung verursachen.
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—ο—
Robert Bosch GmbH R. 9364 Yo/Va
Stuttgart
Die Mutter 25' gestattet die Einstellung des zwischen Zylinderkörper 30 und Steuerspiegel 34- herrschenden maximalen Spiels
Es ist denkbar, daß das zum Antrieb des Fahrzeugs dienende hydrostatische erfindungsgemäße Getriefte anstatt mit Axialkolbenmotoren wie hier beschrieben auch mit entsprechend ausgebildeten Radialkolbenmotoren bestückt wird. Ebenso läßt es sich auch mit nur einem Hydromotor verwirklichen.
009836/0443

Claims (6)

  1. Robert Bosch GmbH R. 9364- Vo/Wa
    Stuttgart
    Ansprüche
    (. 1J Fahrzeug mit mindestens zwei unabhängig angetriebenen Achsen, von denen wenigstens eine, insbesondere die Vorderachse, von einem hydrostatischen Getriebe angetrieben wird, das wenigstens eine Hydropumpe aufweist, die im offenen Kreislauf Druckmittel zu wenigstens einem als Hydrokolbenmotor ausgebildeten Hydromotor fördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Schluckvolumen Jedes Hydromotors (11) dadurch auf Null veränderbar ist, daß alle Kolben (38) des Hydrokolbenmotors wenigstens bis zu ihrem inneren Totpunkt in die sie aufnehmenden Bohrungen (32) eingeschoben und dort festgesetzt werden.
  2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrostatische Getriebe eine verstellbare Hydropumpe (4) und zwei als Axialkolbenmotoren ausgebildete Hydromotoren (11) aufweist, und daß von wenigstens einer die Hydromotoren mit Druckmittel speisenden Leitung (9,10) über ein Steuerventil (7) eine Verbindung zu einem drucklosen Vorratsbehälter (5) herstellbar ist.
    009836/0443
    Eobert Bosch GmbH ■ . . R. 9364 Vo/Va Stuttgart
  3. 3. Axialkolbenmotor für ein in einem Fahrzeug eingebautes hydrostatisches Getriebe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (38) nur unter der Wirkung des Druckmittels gegen die Kurvenscheibe (28) gehalten werden, und daß sie im Schiebebetrieb bei unterbrochener Zufuhr des Druckmittels auf den inneren Totpunkt im Zylinderkörper (30) geschoben, dort nur durch das aus der Zentrifugalkraft resultierende Haftmoment gehalten werden..
  4. 4. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (7) ein 4/3-Wegeventil ist, welches in seiner Neutralstellung die Hydromotoren (11) von der Druckmittelzufuhr abschaltet und die Zulaufleitung (9 oder 10) der Hydromotoren (11) mit einem Vorratsbehälter (5) verbindet.
  5. 5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Achsen von je einem hydrostatischen Getriebe unabhängig angetrieben werden.
  6. 6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die andere der beiden angetriebenen Achsen von einem mechanischen Getriebe angetrieben wird.
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    /lei
    L e e ri e 11 e
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