DE19631014A1

DE19631014A1 - Hydrostatisch-mechanisches Lenkgetriebe

Info

Publication number: DE19631014A1
Application number: DE1996131014
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Pfitzer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: DE19631014C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrosta tisch-mechanisches Lenkgetriebe für Kettenfahrzeuge.

Mit einem derartigen Lenkgetriebe werden die beiden Antriebskettenräder eines Kettenfahrzeugs zur Einleitung von Kurvenfahrten zusätzlich zum Hauptantrieb und gegen läufig beaufschlagt. Wird der Hauptantrieb, der über das Fahrgetriebe den Antriebskettenrädern des Kettenfahrzeugs zugeführt, stillgelegt, erfolgt also kein paralleler Vor trieb der Antriebskettenräder, so bewirkt der gleiche aber gegensätzliche Antrieb des Lenkgetriebes eine Dre hung des Kettenfahrzeuges um seine Hochachse.

Aus der DE-PS 14 80 725 ist ein hydrostatisch- mechanisches oder hydrodynamisches Lenkgetriebe für Ket tenfahrzeuge bekannt, bei dem bei allen vorkommenden Kur venradien in einer ersten Ausgestaltung das hydrostati sche und hydrodynamische und in einer zweiten Ausgestal tung das hydrostatische und mechanische Lenkgetriebe in Leistungssummierung auf die Abtriebswelle oder Nullwelle wirkt. Damit wird über den gesamten Bereich stufenlos ge lenkt. Dies ist günstig für die Bedienung der Lenkung des Kettenfahrzeuges, besonders auf der Straße, wo es auf ei ne feinfühlige Lenkung ankommt, weil der Kontakt der Straße mit der Kette mit wenig Schlupf behaftet ist und wo die notwendigen Lenkbewegungen rechtzeitig erkannt werden.

Die DE-PS 11 74 182 beschreibt ein hydrostatisch- mechanisches Lenkgetriebe, bei dem bei gewähltem, kleine ren Kurvenradius das mechanische und bei einem größeren Kurvenradius das hydrostatische Getriebe allein die Null welle antreibt. Das mechanische Lenkgetriebe spricht zwar sehr schnell auf alle Lenkbewegungen an und arbeitet auch mit einem guten Wirkungsgrad, so daß eine hohe Beweglich keit bei ökonomischer Fahrweise im Gelände möglich ist. Der Übergang aus den hydrostatischen auf den mechanischen Lenkbereich ist jedoch nicht ganz unproblematisch und da mit für den Fahrer übungsbedürftig.

In der internationalen Patentanmeldung WO 86/07324 der Anmelderin ist ein Dreiradien-Überlagerungslenkge triebe für ein Kettenfahrzeug beschrieben, das ein hydro statisches Teilgetriebe und ein mechanisches Teilgetriebe aufweist. Ein Nullwelle wirkt über zwei Summierungsge triebe und Abtriebswellen auf die Kettenräder eines Ket tenfahrzeuges zum Zwecke einer Kurvenfahrt ein. Dabei sind in einem ersten Radienbereich nur das hydrostatische Teilgetriebe, in einem zweiten Radienbereich das hydro statische Teilgetriebe und das mechanische Teilgetriebe und in einem dritten festen Radius nur das mechanische Teilgetriebe wirksam, so daß die Drehzahl der Nullwelle im ersten und zweiten Radienbereich eine stufenlose Len kung und im dritten Radienbereich eine Lenkung mit einem festen kleinen Radius bewirkt. Mit diesem Dreiradien- Lenkgetriebe und der Aufteilung in einen rein hydrostati schen Radienbereich, einen Bereich mit Leistungssummie rung aus dem verstellbaren hydrostatischen Antrieb und dem direkten und im Prinzip konstanten Antrieb vom Motor über das mechanische Lenkgetriebe sowie einen rein mecha nischen Antrieb mit einem festen Kurvenradius, ergibt sich eine hervorragende Anpassung an die praktischen Er fordernisse bei gleichzeitiger Minimierung der Leistungs verluste.

Im hydrostatischen Teilegetriebe ist dabei eine ver schwenkbare Regelpumpe vorgesehen, die zwischen einem ma ximalen positiven Schwenkwinkel durch den Nullpunkt hin durch bis zu einem entgegengesetzten maximalen negativen Schwenkwinkel verstellbar ist, so daß in dem hydrosta tisch-mechanischen Radienbereich, der relativ groß ist in Verbindung mit den Gängen, sehr viele Lenkanforderungen abgedeckt werden können.

Dieses in optimaler Weise an viele Lenkanforderungen angepaßte Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge weist jedoch noch eine Vielzahl von Bauteilen auf, mit dem entsprechenden Raumbedarf und den dazugehörigen hohen Herstellungskosten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hy drostatisch-mechanisches Lenkgetriebe für Kettenfahrzeuge zu schaffen, das einen besonders einfachen Aufbau auf weist, d. h. nur aus wenigen Bauteilen besteht, das dem entsprechend einen geringen Raumbedarf hat und das ko stengünstig hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit dem im kenn zeichnenden Teils des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Unteran spruch beschrieben.

Das erfindungsgemäße hydrostatisch-mechanische Lenk getriebe weist eine geringe Anzahl von Bauteilen auf und damit einen besonders einfachen Aufbau, der zu einer ein fachen Lenksteuerung führt, bei der keinerlei Drehmassen umkehr erforderlich ist.

Zwei Drittel der maximalen Lenkleistung werden stu fenlos abgedeckt, wobei dieser Bereich für die meisten Fahranforderungen völlig ausreichend ist. Zugleich wird der Vorteil einer problemlosen Freilaufschaltung bei gleichzeitig hohem Gesamtwirkungsgrad erzielt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ent steht kein Losbrechmoment des Hydromotors, so daß ein feinfühliges Lenken im Bereich der Mittenlage, d. h. der Nullage möglich ist.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe ist im vorhandenen Bauraum eines Kettenfahrzeuges integrierbar und ermög licht eine volle Drehmomentbegrenzung über die Einstel lung des Hydrostatdrucks.

Besonders vorteilhaft ist die Lage der Antriebsbau gruppe für die Übertragung der Antriebsdrehzahl, wobei keine Änderungen von Seitendeckel bzw. Differentialabdec kung erforderlich ist.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe kann ferner gegen vorhandene Lenkgetriebe problemlos ausgetauscht werden und zwar für eine Vielzahl von Kettenfahrzeugen, bei spielsweise solche, die mit der Bezeichnung LSG 1500, LSG 2000 und LSG 3000 im Einsatz sind, wobei jeweils eine einheitliche Hydrostateinheit verwendbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau des erfindungsge mäßen Lenkgetriebes, wobei nur die wesent lichen Bauteile mit Bezugszeichen versehen sind;

Fig. 2 die allgemeine Schaltlogik für das Lenkge triebe;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Lenkge triebes mit dem Weg der Kraftübertragung für eine Rechtskurve im ersten Gang;

Fig. 4 die Hervorhebung der Zuschaltmöglichkeiten aus der Schaltlogik;

Fig. 5 die schematische Darstellung des Lenkge triebes mit dem Weg der Kraftübertragung für eine Rechtskurve im zweiten Gang und

Fig. 6 die dazugehörige Hervorhebung der Zu schaltmöglichkeit aus der Schaltlogik.

Das hydrostatisch-mechanische Lenkgetriebe für Ket tenfahrzeuge gemäß der Erfindung weist gemäß der Schema darstellung von Fig. 1 eine Antriebsbaugruppe AG zur Ein leitung der mit n_an bezeichneten Drehzahl auf, wobei die Antriebsbaugruppe AG mit einer Eingangskupplung K1 in trieblicher Verbindung steht. Mit HD ist ein Hydrostat bezeichnet, der in üblicher Weise aus einem Hydromotor KE und einer Verstellpumpe VE besteht. Mit F1 ist ein Freilauf, mit PS und PS′ zwei Planetensätze, die z. B. einfache Planetensätze sein können und mit AW die Abtriebswelle oder Nullwelle bezeichnet. Mit KR ist eine Rechtslenk kupplung und mit KL eine Linkslenkkupplung bezeichnet, wobei beim gewählten Ausführungsbeispiel letztere über einen Drehrichtungsumkehrsatz DU mit der Abtriebswelle AW verbindbar ist.

In Fig. 2 ist die dazugehörige Schaltlogik tabella risch dargestellt, wobei die schwarzen Punkte in den Kästchen jeweils die Zuschaltung des damit bezeichneten Bauteils für den entsprechenden Gang in einer Rechts- bzw. Linkskurve bzw. in der Neutralstellung bezeichnen.

Als Beispiel für den Einsatz des erfindungsgemäßen hydrostatisch-mechanischen Lenkgetriebes zeigt Fig. 3 den Weg der Kraftübertragung von der Antriebsbaugruppe AG zur Abtriebswelle AW für den Fall einer Rechtskurve im ersten Radienbereich (zugehörige Schaltlogik in Fig. 4). Die Eingangsdrehzahl n_an wird dabei über die Antriebsbau gruppe AG, die Eingangskupplung K1, den Hydrostaten HD, den Freilauf F1, die Planetenradsätze PS, P′, die Rechts lenkkupplung KR und über diese der Abtriebswelle AW zuge führt.

Fig. 5 zeigt in analoger Weise den Weg der Kraft übertragung bei einer Rechtskurve im zweiten Radienbe reich. Die Kraftübertragung erfolgt hierbei über die An triebsbaugruppe AG, die Eingangskupplung K1, den Plane tensatz PS zur Rechtslenkkupplung KR und von dort auf die Abtriebswelle AW.

Im Falle einer Linkskurve wird, wie der Schaltlogik zu entnehmen ist, der Drehrichtungsumkehrsatz DU zuge schaltet und zwar über die Linkslenkkupplung KL.

Im Vergleich zu einem rein mechanisches Drei-Radien- Lenkgetriebe und einem stufenlos-hydrostatisch-leistungs verzweigten Lenkgetriebe (sogenanntes SHL-Getriebe) weist das erfindungsgemäß ausgestaltete hydrostatisch-mecha nische Lenkgetriebe mit mindestens zwei Planetensätzen, drei Kupplungen, einem Freilauf und einem Hydrostat ein Minimum an Bauteilen auf. Es bietet nicht nur eine einfa che Lenksteuerung ohne Drehmassenumkehr, sondern auch ei ne problemlose Freilaufschaltung bei hohem Wirkungsgrad.

Bezugszeichenliste

AG Antriebsbaugruppe
K1 Eingangskupplung
KR Rechtslenkkupplung
KL Linkslenkkupplung
F1 Freilauf
DU Drehrichtungsumkehrsatz
PS Planetensatz
PS′ Planetensatz
HD Hydrostat
VE Verstellpumpe
KE Hydromotor
AW Ausgangswelle

Claims

1. Hydrostatisch-mechanisches Lenkgetriebe für Ket tenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Bauteile aufweist:
eine Antriebsgruppe (AG);
mindestens zwei Planetengesätze (PS, PS′);
eine Eingangskupplung (K1);
zwei Kupplungen (KR, KL) für Rechts- und Linkskurven;
einen Freilauf (F1);
einen Hydrostaten (HD);
einen Drehrichtungsumkehrsatz (DU);
und eine Abtriebswelle (AW).

2. Hydrostatisch-mechanisches Lenkgetriebe für Ket tenfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß für Kurvenfahrten die folgenden Bauteile in direktem Wirkeingriff miteinander stehen:
für eine Rechtskurve im ersten Radienbereich die Rechts lenkkupplung (KR) und der Freilauf (F1);
für eine Rechtskurve im zweiten Radienbereich die Rechts lenkkupplung (KR) und die Eingangskupplung (K1);
für eine Linkskurve im ersten Radienbereich die Links lenkkupplung (KL) und der Freilauf (F1);
für eine Linkskurve im zweiten Radienbereich die Links lenkkupplung (KL) und die Eingangskupplung (K1) und für die Neutralstellung die Linkslenkkupplung (KL) und die Rechtslenkkupplung (KR).