DE19931924A1 - Hydrostatischer Fahrantrieb - Google Patents

Abstract

Ein hydrostatischer Fahrantrieb weist einen hydrostatischen Motor (1; 2) und mindestens eine davon angetriebene Achse (9; 10) auf. Erfindungsgemäß ist mit dem Motor (1) ein zweiter Motor (2) verbunden und drehsynchron gekoppelt. Die Motoren sind koaxial und spiegelbildlich zueinander ("back-to-back-Anordnung") angeordnet. Mindestens einer der Motoren (1; 2) ist im Hubvolumen verstellbar. Die Motoren (1, 2) sind bevorzugt als hydrostatische Axialkolbenmotoren in Schrägscheibenbauweise ausgebildet und weisen eine gemeinsame Steuerbodenaufnahme (3) und eine gemeinsame Druckmittelzufuhr und -abfuhr auf. In einer Ausgestaltung kann mindestens einer der Motoren (1; 2) reversierbar sein. In einer anderen Ausgestaltung sind beide Motoren (1, 2) an die Achse (10) angeflanscht, wobei für die beiden miteinander verbundenen Motoren (1, 2) beidseitig jeweils ein Abtrieb (5; 6) vorgesehen ist. Die Motoren (1, 2) können zwischen zwei angetriebenen Achsen (9, 10) angeordnet sein, wobei jeder Motor (1; 2) mit einer der Achsen (9; 10) gekoppelt ist. Dabei ist zwischen mindestens einer angetriebenen Achse (9; 10) und einem Motor (1; 2) eine Triebwelle (7; 8), insbesondere eine Gelenkwelle angeordnet. Der erfindungsgemäße Fahrantrieb ermöglicht einen großen Wandlungsbereich ohne Zugkraftunterbrechung.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Fahrantrieb mit einem hydrostatischen Motor und mindestens einer davon angetriebenen Achse.

Ein gattungsgemäßer Fahrantrieb ist aus der DE 42 06 085 A1 bekannt. Dabei ist ein Axialkolbenmotor konstanten Schluckvolumens, der keine eigene Motorwelle aufweist, ausgangsseitig mit einem koaxial zum Axialkolbenmotor angeordneten Planeten­ getriebe verbunden und triebt dieses an. Die Abtriebswelle des Planetengetriebes durchsetzt den Axialkolbenmotor zentrisch. Das Planetengetriebe ist schaltbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen kompakten und ver­ besserten hydrostatischen Fahrantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der einen einfachen Aufbau besitzt und für einen großen Geschwindigkeits­ bereich geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Motor ein zweiter Motor verbunden und drehsynchron gekoppelt ist, wobei die Motoren koaxial zueinan­ der angeordnet sind und wobei mindestens einer der Motoren im Hubvolumen verstell­ bar ist.

Dies ermöglicht eine stufenlose Übersetzungsänderung (Wandlung) auf der Motorseite des hydrostatischen Fahrantriebs ohne Zugkraftunterbrechung. Das bisher zur Erwei­ terung des Geschwindigkeitsbereiches verwendete, schaltbare mechanische Getriebe kann entfallen. Im niedrigen Geschwindigkeitsbereich eines mit dem erfindungs­ gemäßen hydrostatischen Fahrantrieb ausgestatteten Fahrzeugs weisen beide Motoren zunächst eine Einstellung mit maximalen Hubvolumen (Schluckvolumen) auf. Geschwindigkeitsveränderungen erfolgen zu Beginn primärseitig, d. h. zur Geschwindigkeitserhöhung wird das Fördervolumen einer die Motoren speisenden Verstellpumpe erhöht. Der Fahrantrieb erzielt in dieser Einstellung sein größtmögliches Antriebsmoment. Bei gleichbleibender Menge an zufließendem Druckmittel wird zur weiteren Geschwindigkeitserhöhung sodann das Hubvolumen des verstellbaren Motors reduziert. Das freiwerdende Druckmittel steht dann dem anderen Motor zur Verfügung, so daß die Abtriebsdrehzahl und damit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der gewünschten Weise erhöht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Motoren als hydro­ statische Axialkolbenmotoren in Schrägscheibenbauweise ausgebildet und spiegel­ bildlich zueinander angeordnet ("back-to-back-Anordnung").

Sofern die beiden Axialkolbenmotoren eine gemeinsame Steuerbodenaufnahme und darüber hinaus eine gemeinsame Druckmittelzufuhr und -abfuhr aufweisen, werden der Aufbau des erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantriebs vereinfacht und die Abmessungen minimiert.

Der Wandlungsbereich des erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantriebs kann durch eine Weiterbildung der Erfindung vergrößert werden, bei der beide Axialkolben­ motoren im Hubvolumen verstellbar sind. Dadurch kann eine erhöhte Endgeschwindig­ keit erzielt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens einer der Motoren rever­ sierbar. Dadurch ist eine weitere Geschwindigkeitserhöhung möglich. Im reversierten Zustand ist bei gleichbleibender Drehrichtung des ersten Motors die Strömungsrichtung des Druckmittels im zweiten, reversierten Motor umgekehrt. Dem ersten Motor kann dadurch zusätzlich Druckmittel zugeführt werden, d. h. das verstellbare zweite Trieb­ werk wirkt im reversierten Zustand als vom ersten Motor angetriebene Pumpe, deren "Fördervolumen" die Abtriebsdrehzahl weiter erhöht. Infolgedessen wird durch diesen Betriebszustand der Wandlungsbereich, d. h. der Drehzahlbereich des erfindungs­ gemäßen hydrostatischen Fahrantriebs erweitert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind beide Motoren an die Achse angeflanscht. Ein solcher Fahrantrieb kann beispielsweise als Ein-Achs-Antrieb Verwendung finden.

Sofern für die beiden miteinander verbundenen Motoren beidseitig jeweils ein Abtrieb vorgesehen ist, kann zusätzlich zu der genannten Achse ein zweiter Verbraucher hydraulischer Leistung angeschlossen werden. Dies kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beispielsweise eine zweite angetriebene Achse sein. Dabei sind dann die Motoren zwischen zwei angetriebenen Achsen angeordnet und jeder Motor ist mit einer der Achsen gekoppelt (Allradantrieb).

Zweckmäßigerweise ist zwischen mindestens einer angetriebenen Achse und einem Motor eine Triebwelle, insbesondere eine Gelenkweile angeordnet. Sind die beiden Motoren nicht an einer der Achsen angeflanscht, so wird die Verbindung zu den beiden Achsen dann jeweils durch eine Triebwelle hergestellt. Die beiden Motoren sind somit in den Gelenkwellenstrang integriert.

Es erweist sich als günstig, wenn die beiden Motoren jeweils eine eigene Motorwelle aufweisen und die beiden Motorwellen mittels einer axial zwischen den Motoren angeordneten Kupplungshülse miteinander drehsynchron gekoppelt sind. Dadurch ist die Verwendung von baugleichen und weitgehend standardisierten Motoren möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Fahrantriebs in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Baumaschine. Für derartige Maschinen wird einerseits im Arbeits­ einsatz, d. h. im Gelände, bei niedriger Geschwindigkeit ein hohes Antriebsmoment verlangt, andererseits sollen solche Maschinen möglichst schnell zum nächsten Einsatzort gelangen, was eine möglichst hohe Geschwindigkeit auf der Straße er­ fordert. Der erfindungsgemäße Fahrantrieb kann auch in Land-, Forst- und Kommunal­ fahrzeugen, die eine oder mehrere angetriebene Achsen aufweisen, eingesetzt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schema­ tischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantrieb mit zwei angetriebenen Achsen und mittiger Anordnung der Motoren,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantrieb mit zwei angetriebenen Achsen, wobei die Motoren an einer der Achsen angeflanscht sind und

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantrieb mit einer angetrieben Achse und daran angeflanschten Motoren.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahr­ antrieb als Allradantrieb. Dabei sind zwei als Axialkolbenmotoren in Schrägscheiben­ bauweise ausgebildete Motoren 1 und 2 miteinander verbunden und drehsynchron gekoppelt. Die Verbindung ist derart, daß die Motoren 1 und 2 koaxial und spiegel­ bildlich zueinander in sogenannter "back-to-back"-Anordnung miteinander verflanscht sind.

Die beiden Motoren 1 und 2 weisen eine gemeinsame Steuerbodenaufnahme 3 sowie eine gemeinsame Druckmittelzufuhr und -abfuhr auf. Die drehsynchrone Verbindung der Motoren 1 und 2 erfolgt mittels einer die Motorwellen 1a und 2a verbindenden Kupplungshülse 4.

Die beiden miteinander verbundenen Motoren 1 und 2 sind beidseitig jeweils mit einem Abtrieb 5 und 6 versehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Abtrieb 5 mit einer als Gelenkwelle ausgebildeten Triebwelle 7 verbünden und der Abtrieb 6 mit einer ebenfalls als Gelenkwelle ausgebildeten Triebwelle 8. Die Triebwelle 7 ist an eine Achse 9 angeschlossen, während die Triebwelle 8 mit einer Achse 10 in Verbindung steht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die miteinander verbundenen Motoren 1 und 2 an die angetriebene Achse 10 angeflanscht. Zum Antrieb der Achse 9 ist eine (verlängerte) Triebwelle 7 vorgesehen. Insgesamt ist für diesen Allradantrieb also nur eine Triebwelle erforderlich.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird nur die Achse 10 angetrieben, wobei die beiden miteinander verbundenen Motoren 1 und 2 an diese Achse 10 angeflanscht sind. Ein solcher Fahrantrieb stellt einen Ein-Achs-Antrieb dar. Es ist dabei auch möglich, am achsfernen Ende der miteinander verbundenen Motoren 1 und 2 einen Verbraucher anzuschließen und Leistung abzugreifen.

Bei allen in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen ist mindestens einer der Motoren 1 oder 2 im Hubvolumen verstellbar. Dies ermöglicht eine stufenlose Übersetzungsänderung des hydrostatischen Fahrantriebs. Dabei weisen im niedrigen Geschwindigkeitsbereich eines mit einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahr­ antrieb ausgestatteten Fahrzeugs beide Motoren 1 und 2 eine Einstellung mit maxi­ malem Hubvolumen (Schluckvolumen) auf. Der Fahrantrieb erzielt in dieser Einstellung sein größtmögliches Antriebsmoment.

Bei gleichbleibender Menge an zufließendem Druckmittel wird zur Erhöhung der Geschwindigkeit das Hubvolumen des verstellbaren Motors reduziert. Das freiwerden­ de Druckmittel steht dann dem anderen Motor zur Verfügung, so daß die Abtriebs­ drehzahl erhöht wird.

Sofern beide Motoren 1 und 2 im Hubvolumen verstellbar sind, kann der Wand­ lungsbereich des erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantriebs weiter vergrößert und dadurch eine erhöhte Endgeschwindigkeit erzielt werden.

Darüber hinaus kann einer der Motoren zur Geschwindigkeitserhöhung reversiert werden. Im reversierten Zustand ist bei gleichbleibender Drehrichtung des ersten Motors die Strömungsrichtung des Druckmittels im zweiten, reversierten Motor umgekehrt. Dadurch kann dem ersten Motor zusätzlich Druckmittel zugeführt werden, d. h. das verstellbare zweite Triebwerk wirkt im reversierten Zustand als vom ersten Motor angetriebene Pumpe, deren "Fördervolumen" die Abtriebsdrehzahl weiter erhöht. Infolgedessen wird in diesem Betriebszustand der Wandlungsbereich, d. h. der Drehzahlbereich des erfindungsgemäßen hydrostatischen Fahrantriebs erweitert.

Claims (12)

1. Hydrostatischer Fahrantrieb mit einem hydrostatischen Motor und mindestens einer davon angetriebenen Achse, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motor (1) ein zweiter Motor (2) verbunden und drehsynchron gekoppelt ist, wobei die Motoren (1, 2) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei mindestens einer der Motoren (1; 2) im Hubvolumen verstellbar ist.

2. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (1, 2) als hydrostatischen Axialkolbenmotoren in Schrägscheibenbau­ weise ausgebildet und spiegelbildlich zueinander angeordnet ("back-to-back- Anordnung") sind.

3. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Axialkolbenmotoren eine gemeinsame Steuerbodenaufnahme (3) auf­ weisen.

4. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Axialkolbenmotoren eine gemeinsame Druckmittelzufuhr und -abfuhr auf­ weisen.

5. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Motoren (1, 2) im Hubvolumen verstellbar sind.

6. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einer der Motoren (1; 2) reversierbar ist.

7. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Motoren (1, 2) an die Achse (10) angeflanscht sind.

8. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die beiden miteinander verbundenen Motoren (1, 2) beidseitig jeweils ein Abtrieb (5; 6) vorgesehen ist.

9. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (1, 2) zwischen zwei angetriebenen Achsen (9, 10) angeordnet sind und jeder Motor (1; 2) mit einer der Achsen (9; 10) gekoppelt ist.

10. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer angetriebenen Achse (9; 10) und einem Motor (1; 2) eine Triebwelle (7; 8), insbesondere eine Gelenkwelle angeordnet ist.

11. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Motoren (1, 2) jeweils eine eigene Motorwelle (1a; 2a) aufweisen und die beiden Motorwellen (1a, 2a) mittels einer axial zwischen den Motoren (1, 2) angeordneten Kupplungshülse (4) miteinander drehsynchron gekoppelt sind.

12. Hydrostatischer Fahrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Bau­ maschine.