DE2009611A1

DE2009611A1 - Hydraulisches Antriebssystem mit mehreren Antriebsmotoren

Info

Publication number: DE2009611A1
Application number: DE19702009611
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1970-03-02
Publication date: 1970-10-08
Also published as: US3509721A

Description

Hydraulisches Antriebssystem mit mehreren Antriebsmotoren Zusatz zu Patent ...... (Patentanmeldung P 19 o6 121.3-21) Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an hydraulischen Antriebssystemen mit mehreren Antriebsmotoren.
Bei vielen Fahrzeugen und Schiffen werden hydraulisch angetriebene Hilfsvorrichtun£en einge.setzt, die zu verschiedenen Zeiten betrieben werden, und zwar unabhängig oder gemeinsam mit dem Antriebssystem des Fahrzeuges oder Schiffes. So werden zum Beispiel Fahrzeuge und Schiffe, die für seismische Forschungen eingesetzt werden, mit einem hydraulisch angetriebenen Vibrator aus gerüstet. Darüber hinaus erfordern solche hydraulisch angetriebene Vibratoren Primärantriebe und Pumpen, die mit ziemlich konstanter Geschwindigkeit betrieben werden müssen, damit der Vibrator in der richtigen eise arbeitet. Bei den bisher bekannten Einrichtung wurden für die Vibratoren und die Antriebssysteme der Fahrzeuge oder Schiffe getrennte Primärantriebe eingesetzt, wodurch sehr hohe Ausrüstungs- und Betriebskosten verursacht wurden. Darüber hinaus wird der Einsatz von Fahrzeugen mit mechanischem Antriebssystem, wie sie bei seismischen Forschungen eingesetzt werden, in rauhem Gelände strak eingeschräbnkt; bei Einsatz eines meckanischem Antriebssystem bei einem Schiff ist es erforderlich, die Schraubenwelle durch den Schiffskörper hindurchzuführen, wodurch erhebliche Abeichtungs- und Scghwingungsproblema verursacht werden.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist besonders für den ASntrieb der Räder eines Fahrzeuges mit hydraulischer Ausrüstungs, z.B. einem seismischen Vibrator, besonders geeignet, aber auch zum Antrieb der Schraube eines Schiffes mit hydraulisch betriebenen Hilfsausrüstungen; praktisch kiann es in jedem System eingesetzt werden, bei dem zwei oder mehrere Hydraulische Antriebsmotoren in gewünschter Weise in Betrieb genommen werden sollen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum antrieb einer Vielzahl von ITydraulikmotoren, die eine Primärpumpe mit einem ziemlich konstanten Druck enthalten und von einem Primärantrieb angetrieben werden. Die Rotoren einer entsprechenden Anzahl von Pumpen mit konstantem Volumen sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, der Pumpeneinlaß ist jeweils in paralleler Weise mit dem Ausgang der Primärpumpe verbunden. Jeder der- Konstantvolumenpumpen und Motoren ist ein Vierweventil mit offener Kitte zugeordnet, dabei ist ein Ausgang mit dem Ausgang der zugehörigen Konstantvolumenpumpe verbunden, der zweite Ausgang mit der Vorlauföffnung des zugehörigen Motors, der dritte Ausgang mit der Rücklauföffnung des zugehörigen Motors und der vierte Ausgang mit der Druckmittelversorgung.
Jedes der Vierwegventile mit offener Mitte enthält einen Steuer- bzw-. Bedienungshebel, so daß folgende Einstellungen getrennt wL'jblbar sind a. die gesamte, von der zugehörigen Konstantvolumenpumpe geförderte Flüssigkeit wird einem der beiden. Eingänge des Hydraulikmotors zugeführt; b-. ein variierbarer anteil der Flüssigkeit wird einem der Eingänge des zugehörigen Motors zugeführt, während der Rest der Flüssigkeit zur Druckmittelversorgung zurückgeht; c. die gesamte Flüssigkeit, die von der zugehörigen Konstantvolumenpumpe gefördert wird, geht zurück zur Druckmittelversorgung, während die im Hydraulikmotor befindliche Flüssigkeit umläuft, so daß der Motor leer läuft und dem#entsprechend seine Geschwindigkeit und Rotationsrichtung individuell gesteuert werden kann.
Eine Aufgabe der vo#rliegenden Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Antriebssystem für mehrere Hydraulikmotoren zu schaffen, bei detn die Hydraulikmotoren unabhängig voneinander in der Geschwindigkeit und Richtung eingestellt werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Antriebssystem für mehrere Motoren zu schaffen, bei dem der Treibmitteldruck automatisch dem Motor zugeführt wird, der den höchsten Kraftbedarf hat.
Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein hydraulisches Antriebssystem für mehrere Hydraulikmotoren zu schaffen, bei dem eine nlasenbildunü innerhalb der Motoren verhindert wird, wenn das System, das von den Hydraulikmotoren netriebc wird, abgebremst wird. in Ferner besteh-t die Aufgabe der Erfindung/der Schaffung eines hydraulischen Antriebssystems für ein Fahrzeug mit einer hydraulisch -angetriebenen Zusatzausrüstung, wobei sowohl für das Antriebasystem als auch für die Zusatzausrüstung der gleiche Primårantrieb verwendet werden 11.
Die Aufgabe der Erfindung besteht weiter darin, ein solches Antriebssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, daß das Fahrzeug maximal manövrierbar ist und in sehr verschiedenem Gelände arbeiten kann.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines hydraulischen Antriebssystems für ein Schiff, bei dem die Schiff schraube durch den gleichen Primärantrieb angetrieben wird wie die auf dem Schiff befindliche hydraulisch betriebene Zusatzausrüstung.
Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Vortriebasystem für ein Schiff zu schaffen, bei dem die Rotation der Schraube schnell geändert oder umgekehrt werden kann, ohne daß die Geschwindigkeit des Primärantriebes geändert werden muß.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, den 24ufbau und den Betrieb von Fahrzeugen und Schiffen mit hydraulisch betriebenen Zusatzausrüstungen wirtschaftlich zu gestalten.
Die Erfindung hat auch die Aufgabe, ein hydraulisches Antriebssystem zu schaffen, das vielfältig verwend-bar ist, einfach im Aufbau ist und eine lange Lebensdauer besitzt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschrieben: Pig. 1 ist eine schematische Darstellung des hydraulischen Antriebssystems nach der Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Vierwegventils mit offener Iditte, wie es bei dem System nach der Erfindung eingesetzt wird.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Abänderung des Hauptantriebssystems in Bezug auf die Anordnung und die Verbindungen der Vierwegventile mit offener Mitte.
Fi. 4 zeigt schematisch eine andere Anordnung, die in dem erfindungsgemäßen Hauptsystem eingesetzt werden kann.
Figo 5 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebssystems für Schiffe, In Fig. 1 wird durch 10 das erfindungsgemäße Antriebssystem allgemein bezeichnet0 Das Syst-em 10 enthält .einen Primärantrieb 12 irgendeiner Art, z.B. einen Dieselmotor, der eine Primärpumpe 14 antreibt. Die Pumpe 14 ist eine Pumpe, die bei ziemlich konstantem Druck arbeitet, z.B. eine Pumpe mit mehreren Xolben und variablen Hub. Der Flüssigkeitsvorrat für die Pumpe 14 ist in der Zeichnung mit dem Wort ''sumpf' bezeichnet und ist im allgemeinen ein einfaches Vorratsgefäß, Der Auslaß 16 der Pumpe 14 ist durch die eitung 18 mit dem Einlaß 20 eines ersten Steuerventils 22 verbunden, das in der Zeichnung mit V1 bezeichnet ist0 Das Steuerventil 22 ist vorzugsweise als ein-Vierwegventil ausgebildet und wird elektrisch, hydraulisch oder durch Handbetrieb gesteuert. Ein auslaß 24 des Ventils 22, durch den das Fördergut aus der Pumpe 14 im Nebenschluß oder Kreislauf geleitet wird, ist mit dem Flüssigkeitsvorrat verbunden. Ein anderer Auslaß. 26 des Ventils 22 ist mit dem hydraulisch betriebenen Zusatzgerät verbunden, z.B. einem seismischen Vibrator (nicht gezeigt), falls das gesamte System 10 in Verbindung mit einer solchen. Zusatzausrüstung betrieben wird. Der mstliche Auslaß 28 des Steuerventils 22 ist mit den parallel liegenden Einlaßleitungen 30 mehrerer Konstantvolumenpumpen 32 verbunden.
Als Pumpen 32 sind verschiedene Typen geeignet z.B.
Flügelradpumpen, wobei die Pumpen als Motoren fungieren, die auf eine Druckdifferenz über den Rotoren ansprechen, aber auch als Pumpen, wenn die Rotationsrichtung der Rotoren umgekehrt wird. Die Rotoren aller Pumpen 32 sind auf einer gemeinsamen Welle 34 angeordnet, so daß automatisch eine Kraftübertragung auf die verschiedenen Rotoren erfolgt, wie in einzelnen weiter unten beschrieben ist. In diesem Zusammenhang ist dc?'rauf hinzuweisen, daß in der Zeichnung die Pumpen 32 getrennt dargestellt snd, es ist jedoch für den Fachmann verständlich, daß alle Pumpen 32 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein können, wie man es bei einer Flügelradpumpe mit mehreren Pumpkammern kennt In die gemeinsame Verbindungsleitung zwischen dem Steuervantil 22 und den Einlaßleitungen 30 der Pumpen 32 ist ein Drosselventil 36 eingebaut, mit der. die Gesaultmenge an Flüssigkeit gesteurt wird, die von der Primärpumpe 14 den Pumpen 32 zugeführt wird. Das Drosselvei-.tiJ 36 steuert uf diese Weise die Rotationsgeschwindigkeit der P.otorcn der Pumpen 32 und bestimmt so die Gesamtbetriebsgeschwindigkeit des Antriebssystems 10, vJie weiter unten beschrieben wird. In der Zeichnung ist das Drosselventil 36 mit Vt bezeichnet; jedes Ventil geeigneter Bauart ist hier geeignet, jedoch wird vorzugsweise ein handbetriebenes Ventil verwendet.
Der Auslaß 38 jeder der Konstantvolumenpumpen 32 ist mit einer ersten Zuleitung 4o eines sogenannten Vierwegeventils mit offenem Zentrum 42 verbunden. Der - nicht gezeigte - Ventilkörper jedes Ventils 42 ist so angeordnet, daß die gesamte Flüssigkeit, die in di Zuleitung 4O des Ventils eintritt, durch jede der drei übrigen leitungen 44, 46 oder 48 geleitet werden kann; wird die Flüssigkeit von Einlaß 4O zu Auslaß 46 geleitet, so stehen die Auslässe 44 und 48 in Verbindung miteinander; ein eil der Flüssigkeit, die durch den Einlaß 4O eintritt, kann durch die Auslässe 44 oder 48 geleitet werden, während der restliche Teil der Flüssigkeit aus dem Auslaß 46 ausfließt; wird die Flüssigkeit aus dem Einlaß 40 durch die Auslässe 44 oder 48 geleitet, o kann die Flüssigkeit auch zum Auslaß 46 aus den Auslässen 44 oder 48 geleitet werden, die nicht mit dem Einlaß 4O verbunden sind.
Der Drehkörper jedes der Ventile 42 wird mit einem Bedienungshebel 51 verstellt, wie Fig. 3 schematisch zeigt dadurch wird der Durchfluß der Flüssigkeit zwischen den verschiedenen Ein- und @uslaßleitungene des @entias eingestellt. In der mit "F" und mit einer durch@ezeichneten Linie e@ennzeichneten Einstellung des Bedienungshebel 51 wird die gesamte Flüssigkeitsmenge, die über den Einlaß 40 (Fig. 1) zugeführt wird, über den Auslaß 44 weitergel@itet, während die über den Einl@@ 48 eintretende Flüssigkeit über den Au@@@b 40 weiter geleitet wird. In der in Fig. 2 mit "N" und einer gebrochenen Linie bezeichneten Stellung wird die gesamte Flüssigkeitsmenge, die am Einlaß 40 in des @@@@@ eintritt, durch den Auslaß 46 ge@@itet, di@@@@u@l@sr 44 und 48 sind dann mit einem einander verbunden. In der in Fig. 2 mit "R" und mit einer gebrochenen Linie gezeichneten Stellung wird die gesamte Flüssigkeits@@@@@ vom Einlaß 40 zum Auslaß 48 geleitet und von der Zuleitung 44 zu der Ableitung 46. Bei einer Zwischenstellung des Bedienungshebel 51, d.h. zwischen den Einstellungen "F" und "M" bzw. zwischen "R" und "N", wird die Flüssigkeit vom Einlaß 40 in verschiedenen Verhältnissen zu den Auslässen 44 und 48 geleitet, dabei wird die Flüssigkeit auch von den Auslaß 44 oder 48 zu der Leitung 46 geführt.
Der Auslaß 44 der Ventile 42 ist mit der mit "A" bezeichneten Vorlauföffnung des Hydraulikmotors 50 verbunden, der Auslaß 48 der Ventile 42 mit der mit "B" bezeichneten Rücklauföffnung des Hydraulikmotors 50.
Wie Fig. 1 zeigt, sind vier Motoren 50, die mit M1, M2, M3, und M4 bezeichnet sind, vorhanden, die z.B. zum Antrieb der vier Rader 52 eines Motorfahrzeuges dienen können. Es sei darauf hingewiesen, daß in der Grundausführung dieses Systems die Anzahl der Pumpen 32, der Ventile 42 und der Motoren 50 einander entsprechen. Dabei können die Motoren 50 in derselben Weise wie die pumpen 32 gebaut sein, so daß auf diese Weise die Lagerhaltung klein gehalten wird und ein wirtschaftlicher AuSbau und Betrieb erreicht ist.
Das System 10 ist besonders brauchbar, wenn der Abstand der Räder 52 auf den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges im wesentlichen gleich dem Außenabstand ist, d.i. der Abstand zwischen einer Linie, die die Mittelpunkte der Vorderräder 52 (entsprechend den zugehörigen Motoren iN1 und M3) miteinander verbindet, und einer eben solcher linie zwischen den Hinterrädern 52.
Die Auslässe 46 der Ventile 42 sind parallel mit einem gemeinsahten Steuerventil 54 und darüber mit dem Flüssigkeitsvorrat verbunden. In der Zeichnung ist das Ventil 54 mit Vb bezeichnet, auf diese Weise soll darauf hingewiessen werden, daß es in der weiter- unten im einzelnen beschriebenen Weise als Bremse für die Motoren 50 dienen kann. Für das ventil 54 ist jede Art von Ventil mit einer Drosselwirkung geeignet.
Beim Betrieb des Systems to arbeitet die Maschine 12 mit konstanter Geschwindigkeit immer, wenn sie entweder das Fahrzeug oder die hydraulische Zusatzausrüstung, z.B. einen seismischen Vibrator, der sich auf dem Fahrzeug befindet, antreibt. Daher arbeitet auch die Primärpumpe 14 mit konstanter Geschwindigkeit und führt die Flüssigkeit bei ziemlich konstantem Druck und in variablen Volumina dem Einlaß 20 des ersten Steuerventils 23 zu. Bei Betrieb der Zusatzsusrüstung wird das Steuerventil 22 in eine solche Stellung gebracht, daß die aus der Pumpe 14 austretende Flüssigkeit dem Einlaß 26 zugeführt wird, der Auslaß 28 ist dabei geschlossen. Wenn nur das Fahrzeug angetrieben werden soll, wird das Steuerventil 22 so eingestellt, daß die von der Primärpumpe 14 geförderte Flüssigkeit durch den Auslaß 28 geleitet wird, der Auslaß 26 ist dann geschlossen. Im Falle, daß die Zusatzausrüstung nicht betrieben werden soll und auch das Fahrzeug nicht angetrieben werden soll, kann das Steuerventil 22 so eingestellt werden, daß die von der Primärpumpe 14 geförderte flüssigkeit durch den Auslaß 24 zurück in den Flüssigkeitsvorrat gebracht wird, falls die Maschine 12 und die Pumpe 14 weiterhin in Betrieb bleiben sollen..Jedoch kann die Primärpumpe 14 auch so eingerichtet sein, daß sie nicht fördert (Bublos arbeitet), wenn der Druck am Ausgang der Pumpe einen vorher eingestellten Maximalwert erreicht. In diesem Fall kann das Drosselventil 36 geschlossen sein und das Steuerventil 22 kann in eine solche Stellung gebracht werden, daß die Auslässe 20 und 28 miteinander verbunden sind, wenn das Fahrzeug in Ruhe ist und die Zusatzausrüstung nicht betrieben werden soll.
Im Fall, daß das Fahrzeug aus der Ruhestellung vorwärts bewegt werden soll, muß das Steuerventil 22 so eingestellt werden, daß die von der Primärpumpe 14 geförderte Plussigkeit zum Drosselventil 36 geleitet wird. Das Drosselventil 36 wird allmählich geöffnet und fiihrt so den Konstantvolumenpumpen 32 einen langsam ansteigenden Strom von Flüssigkeit zu, so daß die Rotoren der Pumpen und die gemeinsame Stelle 34 allmählich angetrieben werden. Berücksichtigt man, daß der Druck an den Einlässen 3o aller Konstantvolúmenpum-pen 32 praktisch gleich ist, und, daß alle Rotoren der Pumpen auf einer gemeinsamen Welle 34 angeordnet sind, so folgt daraus, daß die Pumpen 32 mit gleicher Geschwindigkeit betrieben werden.
Es muß hier auch darauf hingewiesen werden, daß die Bedienungshebel 51 der Steuerventile 42 in die in Fig. 2 mit "?" bezeichnete Stellung gebracht sind. Auf diese Weise wird die von den Konstantvolumenpumpen 32 geförderte Flüssigkeit durch die zugehörigen Ventile 42 hindurch und über die zugehörigen Auslaßleitungen 44 zu der mit "A" bezeichneten Vorlauföffnung des zugehörigen Motors 50 gefördert. Dadurch werden die Motoren 50 allmählich beschleunigt und treiben so die Räder 52 an, wodurch das Fahrzeug mit langsam und stetig zunehmender Geschwindigkeit vorwärts bewegt wird. Die durch die mit "B" bezeichneten zugehörigen Leitungen austretende Flüssigkeit wird dem Einlaß 48 des zugehörigen Ventils 42 zugeführt und tritt von dort über den zugehörigen Auslaß 46 in das Bremsventil 54. Ist das Bremsventil 54 ganz geöffnet, so kehrt die Flüssigkeit in den Flüssigkeitsvorrat zurück und kann aufs neue in das Antriebssystem 10 eintreten.
Wenn das Fahrzeug angehalten und anschließend seine Fahrtrichtung umgekehrt werden soll, müssen die Bedienungshebel 51 langsam von der in Fig. 2 mit "2"' und einer durchgezogenen Linie bezeichneten Stellung in die mit "N" bezeichnete bzw. neutrale Stellung gebracht werden., so daß die aus den Konstantvolumenpumpen 32 austretende Plüssigkeit durch den Auslaß 46 des zugehörigen Ventils 42 über das Bremsventil 54 in den Flüssigkeitsvorrat gelangt, so daß alle Motoren 50 nur die Flüssigkeit durch die Ventile 42 umpumpen. Wie vorher bereits angegeben, werden auch die Auslässe 44-und 48 der Ventile 42 miteinander verbunden, wenn die Ventile 42 so eingestellt sind, daß die Auslässe 40 und 46 miteinander verbunden sind. Äuf diese-Weise-wird das Fahrzeug allmählich zum Halten~gebracht. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Zufuhr von Flüssigkeit zu den Vorlauföffnungen tfA" der Motoren 50 allmählich reduziert wird und -keine plötzlichen änderungen im Betrieb der Motoren auf treten, denn die Bedienungshebel 51 von der Stellung "F" in die Stellung "N" gebracht werden.
Bringt man die Bedienungshebel 51 aller Ventile 42 allmählich aus der-Stellung "N" in die "R" Stellung, so wird die Fahrtrichtung des Fahrzeuges umgekehrt. Während der Bewegung der Bedienungshebel wftd die Flüssigkeit, die aus den Konstantvolumenpumpen 32 2 austritt, in langsam zunehmendem Maße den zugehörigen Einlässen 48 zugeführt, so daß die Motoren 50 allmählich in Rückwärtsrichtung beschleunigt werden. In der "R" Stellung der Bedienungshebel 51- bewegt sich das Fahrzeug mit maximaler Geschwindigkeit in Rückwärtsrichtung wobei die Flüssigkeit, die durch die Motoren 50 fließt, durch die "A"-Leitungen gefördert wird und durch die Einlässe 44 und 46 der zugehörigen Ventile 42 zum Bremsventil 54.
Bei ganz ge#offnetem Drosselventil 36 bewegt sich das mit dem System 10 angetriebene Fahrzeug mit Zöchstgeo schwindigkeit in Vorwarts- oder Rückwärtsrichtung; je nach Einstellung der Bedienungshebel 51. In beiden Fällen arbeiten die Motoren So mit gleichen Geschwindigkeiten, auch wenn eines der Räder 52 nicht mehr greift. In diesem Fall ist der Widerstand gegen den Durchfluß aus dem zugehörigen Rotor 50 minimal, wodurch sic der Druck in der Vorwärtsleitung "A" oder Rückwärtsleitung "B" (je nach dem, welche Fahrtrichtung das Fahrzeug hat) reduziert, und dieser reduzierte Druck kann über die Auslaßleitung 38 der zugehörigen Konstantvolumenpumpe 32 zurückwirken. Dadurch nimmt die an der Pumpe anliegende Druckdifferenz zu, so daß die Pumpe auf diese Weise in einen Motor verwandelt wird, der ein Drehmoment auf die gemeinsame Welle 34 ausübt und so den Druck am Ausgang der restlichen Konstantvolumenpumpen vergrößert. Auf diese Weise wird bewirkt, daß aie Kraft, die an dem nichtgreifenden Rad nicht ausgenutzt werden kann, automatisch auf die anderen Räder des Fahrzeuges, das durch das System 10 angetrieben wird, übertragen wird, so daß weiterhin genügend Kraft für die Bewegung des Fahrzeuges zur Verfügung steht. Andererseits kann es dazu kommen, daß eines der Räder 52 festgehalten und in seiner bewegung behindert wird. Auch in diesem Fall nimmt die Druckdifferenz zwischen den Leitungen "A" und "B" zu und wirkt auf die zugehörige Konstantvolumenpumpe v2 zurück, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit aller Konstantvolumenpumpen 32 2 verringert wird. Die von den übrigen Konstantvolumenpumpen 32 auf die gemeinsame Welle 34 ausgeübte Kraft bewirkt jedoch, daß auf den Rotor der gehemmten Konstantvo1umenumpe 32 eine zusätzliche Kraft oder ein zusätzliches Drehmoment ausgeübt wird, so daß die Rückwirkung, die von dem in seiner Bewegung behinderten Rad 52 ausgeht, überwunden wird.
Ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem lo, das sich mit maximaler Geschwindigkeit vorwärts oder rückwärts bewegt, kann durch .Schließen des Bremsventils 54 schnell angehalten werden. Zweckmäßigerweise wird dafür das Bremsventil 54 vom Fahrer des Fahrzeuges mit dem Puß bedient. Beim SchlieBen des Ventils 54 wird der Durchfluß durch die Motoren 50 zunehmend verringert, so daß die Rotationsgeschwindigkeit der Motoren 50 immer kleiner wird. Ist das Ventil 54 ganz geschlossen, kann keine Flüssigkeit mehr durch die Motoren 50 fließen; dadurch werden die Rotoren 50 und die mit ihnen verbundenenRäder 52 angehalten. Vorzugsweise ist auch das Drosselventil 36 geschlossen; wenn das Bremsventil 54 geschlossen wird, um den auf die Konstantvolumenpumpen 32 rückwirkenden Druck klein zu halten. Es sei darauf hingewiesen, daß der auf alle Motoren 50 rückwirkende ;Druck beim Schließen des Bremsventils 54 verhindert, daß sich innerhalb der Motoren Blasen bilden, was der Fall sein wird, wenn das Fahrzeug so angehalten wird, daß das Drosselventil 36 geschlossen und eine mechanische Bremswirkung auf die Rader 52 ausgeübt wird und dann dabei die Räder nicht angehalten worden sind, bevor die Zufuhr von Flüssigkeit aufgehört hat.
Für den Fall, daß das Fahrzeug ich vorwärts bewegt, und, daß die mit den Motoren M1 und M3 verbundenen Räder die Vorderräder des Fahrzeugs sind, und, daß das Fahrzeug eine Rechtswendung ausführen soll, wird der das Ventil 42, das mit dem Äfotor M1 verbunden ist, steuernde Bedienungshebel 51 aus der Stellung "F" in die "N"-Stellung gebracht, so daß von der zugehörigen Konstantvolumenpumpe 32 ein Teil der Flüssigkeit über die Leitung 46 des zugehörigen Ventils in den Flüssigkeitsvorrat umgeleitet, und die Rotationsgeschwindigkeit des zugehörigen Rades 52 herabgesetzt wird.
Zur selben Zeit wird auch der Bedienungshebel 51 des Ventils 42, das mit dem Rotor M2 verbunden ist, in die Neutralstellung bewegt, jedoch in geringeren Maße, so daß auch hier die Rotationsgeschwindigkeit des zugehörigen Motors 50 verringert wird und eine Drehung des Fahrzeuges ermöglicht. Auch die Betriebsgeschwindigkei t des Motors M4 kann in ähnlicher Weise geändert werden, und zwar in einem solchen Maße, daß der Wendekreis des Fahrzeuges größer oder kleiner wird. In entsprechender Weise können die Motoren M3 und M4, sowie unter Umständen auch der Motor M2, gebremst werden, wodurch eine Linkswendung des Fahrzeuge erreicht wird. Eine Drehung des Fahrzeuges kann auch dadurch erzielt werden, daß die Bedienungshebel. 51 der Ventile 42, die mit den Rädern auf einer Seite des Fahrzeuges verbunden- sind, in ihre. neutrale Stellung gebracht werden, während die Bedienungshebel 51 der Ventile, die mit den Rädern auf der- anderen Seite des Fahrzeuges verbunden sind, in ihren jeweiligen "F" oder "R" Stellungen gelassen werden. -1n der Neutralstellung der Bedienungshebel 51 befinden sich die Motoren 50 über die zugehörigen Ventile 42 im Leerlauf.,. so daß das Fahrzeug allmählich nach dieser Seite gedreht wird.
Ein Fahrzeug mit einem Antriebssystem nach der Erfindung kann auch so angetrieben werden, daß die auf verschiedenen Seiten des Fahrzeuges -befindlichen Räder verschiedene Geschwindigkeiten haben, wie . bei Traktoren und anderen großen Fahrzeugen mit einem. einfachen Kettenantrieb eluf jeder Seite. Um eine solche Steuerung zu ermöglichen, sind die Ventile 42, über die die Motoren M3 und I angesteuert werden, über eine Verbindung 56 zwischen ihren Bedienungshebeln 51 miteinander verbunden, wie Fig. 3 schematisch zeigt. In ähnlicher Weise sind auch die Bedienungshebel der Ventile 42, über die die Motoren M1 und M2 angesteuert werden, durch eine Verbindung 58 miteinander verbunden. Bei einer solchen Anordnung werden die Motoren M3, M4 mit gleichen Geschwindigkeiten und in der gleichen Richtung betrieben, wenn das Verbindungsglied 56 bedient wird, desgleichen die Motoren M1 und M2 bei Bedienung des Verbindungsgliedes 58. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit der Motoren M3 und M4 verringert werden oder die Motoren angehalten werden, während die Motoren M1 und M2 bei einer höheren Geschwindigkeit laufen und so das Fahrzeug nach links drehen. 3ei umgekehrter Betriebsweise der Motoren führt das Fahrzeug eine Rechtsdrehung aus.
In bestimmtem Gelände ist es ezapfehlenswert, das Fahrzeug auf Ketten anstelle von Rädern zu bewegen. Unter solchen Bedingungen können die Räder 52 auf gegenüberliegenden Seite des fahrzeugs über eine einfache Endloskette miteinander verbunden werden. Dabei ist auf jeder Seite des Fahrzeugs für seinen Antrieb nur noch ein Motor erforderlich. Bei dieser Anordnung können die Ausgänge 48 der Ventile 42, die mit den Rädern und Motoren auf einer Seite des Fahrzeugs verbunden sind, über eine Leitung 60 und ein Dreiwegventil 61 miteinander verbunden werden, desgleichen die Ausgänge 44 der gleichen beiden Ventile 42 über eine Leitung 62 -und ein Dreiwegventil 64. Die gleiche Anordnung wird für die anderen beiden Ventile 42 auf der anderen Seite des Fahrzeuges getroffen.
Bei dem oben beschriebenen und in Fig. .3 dargestellten System wird die gesamte Flüssigkeit, die von den mit den Motoren M3 und M4 verbundenen Konstantvolumenpumppen 32 gefördert wird, bei geeigneter Einstellung der zugehörigen Ventile 61 und 64 entweder der Vorlauföffnung "A" des Motors M4 oder der Rücklauf öff,nung "B" des Motors M4 zugeführt, so daß dieser Motor maximalen Druck erfährt. In ähnlicher Weise kann auch die gesamte Plüssigkeit-, die von den beiden Konstantvolumenpumpen 32, die mit den Motoren iY'1 und M2 verbunden sind, gefördert wird, durch geeignete Einstellung der zugehörigen Ventile 61 und 64 der VorlauIöffnung "A" des Motors M2 oder der Rücklauf öffnung "B" des Motors M2 zugeführt werden.
Man sieht, daß hierbei der Motor M4 oder der Motor M2 in eine Leerlaufstellung gebracht werden kann, wenn das Fahrzeug eine allmahliche oder scharfe Wendung nach links oder rechts ausführen soll. Soll das Fahrzeug wieder in einer anderen Umgebung betrieben werden, so können die Ketten entferitit werden und die Ven-tile 61 und 64 in eine solche Stellung gebracht werden, daß die Verbindungsleitungen 6c und 62 geschlossen werden. In diesem Fall werden beide Motoren auf jeder Seite des Fahrzeuges mit gleichen Flüssigkeitsmengen versorgt in der Weise, wie früher in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde.
Für den Fall, daß die Motoren für gleiche Betriebsgeschwindigkeiten verschiedene Flüssigkeitsmengen benötigen, z.3. bei Alterung des I:otors, bei der zur Brzielung der Geschwindigkeit, wie sie ein neuer Rotor besitzt, eine größere Flüssigkeitsmenge erforderlich ist, kann die in Fig. 4 dargestellte Abwandlung eingesetzt werden. Darin wird ein Ventil 66 zwischen die "A" und "B"-Leitungen jedes Motors 50 angeordnet, so daß bei entsprechender Einstellung eine bestimmte Flüssigkeitsmenge an einem oder mehreren Motoren vorbeifließt. Ist z.B. einer der Motoren 5o mehr verbraucht als ein anderer, so kann ein Teil der dem unverbrauchten Motor zugeführten Flüssigkeit über das Ventil 66 umgeleitet werden, so daß die Betriebsgeschwindigkeiten der beiden Motoren wieder aneinander angeglichen werden, wenn die Motoren mit gleichen Flüssigkeitsmengen von den zugehörigen Konstantvü lumenpumpen 32 her versorgt werden. Als Ventile 66 dienen normalerweise Nadelventile oder ähnliche, da für die Nebenschlußleitung nur ein unbedeutender Durchtritt erforderlich ist.
Aus Sicherheitsgründen wird für den Antrieb von Schiff fen vorzugsweise eine Mehrzahl von Primärantrieben 12 eingesetzt s;B. drei Dieselmotoren entsprechend Pig. 5. Bei dieser Anordnung ist jede Maschine 12 mit einer Primärpumpe 14 antriebsverbunden, während jede der Primärpumpen 14 selbst wiederum mit einem Steuerventil 22 in. der vorbeschriebenen Weise verbunden ist.
Ein Ausgang des Kontrollventils 22 kann mit der hydraulisch betriebenen Zusatzausrüstung verbunden werden, und die ausgänge 28 aller Kontrollventile 22 sind parallel mit einem Paar von Konstantvolumenpumpen 32 verbunden. Die Rotoren der Konstantvolumenpumpen 32 sind auf einer gemeinsamen Welle 34, wie früher, angeordnet, wobei das von den Konstantvolumenpumpen 32 geförderte Gut einem liydraulikmotor 50 über ein Vierwegventil mit offener Mitte 42 in gleicher Weise, wie es früher in Verbindung mit Fig. .1 beschrieben worden ist, zugeführt wird. Jeder Hydraulikmotor wo befindet sic-h in Antriebsverbindung mit der Schiffsschraube 68. Normalerweise sind zwei Schiffsschrauben 68 erforderlich, die Motoren 50 sind dann außenbords des Schiffskörpers angeordnet, so daß es nicht notwendig ist, die Antriebswalten der Schrauben durch den Schiffskörper hindurchzuführen. Zusätzlich können Hilfaschrauben zur Ausführung entsprechender Bewegung am Bug und/oder Heck angebracht werden, wobei auch solche Hilfsschrauben durch Motoren angetrieben werden können, die gegebenenfallsmit den Steuerventilen 22 verbunden sein können.
Beim Betrieb des vorliegenden Antriebssystems an Bord eines Schiffes, entsprechend Fig. 5, können entweder zwei oder zelle drei Maschinen 12 gleickzeitig betrieben werden, besonders, wenn die Zusatzausrüstung zur gleichen Zeit betrieben wird, zu der auch ds Schiff bewegt wird. ei dieser Anordnung können ein oder zwei Kontrollventile 22 so eingestellt werden, daß die Förderung der Pumpe 14 der Zusatzausrüstung zugeführt wird, während die übrigen Steuerventile oder das übrige Steuerventil 22 so eingestellt ist, daß die Förderung der Pumpe 14 den Einlaß der Konstantvolumenpumpen 32 zugeführt wird. Die Konstantvolumenpumpen 32, die Ventile 42 und die Motoren 50 arbeiten in der gleichen Weise, wie es früher in Verbindung mit Si. 1 beschrieben worden ist, wobei die Schrauben 68 mit den gewünschton Geschwindigkeiten in bestimmten 5Richtungen angetrieben werden können, allerdings mit der Ausnahme, daß in diesem System die Ventile 42 vorzugsweise die einzigen Mittel darstellen, mit denen die Schrauben 68 beschleunigt oder gebremst werden.
Soll während der Bewegung des Schiffes die Zusatzausrüstung nicht betrieben werden, so können alle Steuerventile 22 so ein.gestellt werden, daß die Förderung der Pumpen 14 den Konstantvolumenpumpen 32 zugeführt wird. Für den Fall, daß ein pder zwei Maschinen 12 ausfallen, kann bzwO können die restliche Maschine bzw. Maschinen so eingesetzt werden, daß die Konstantvolumenpumpen 32 mit kleinerer Leistung betrieben werden, wobei die gesamte Steuerung- und Manövrierleistung der beiden (oder mehrerer) Schrauben von nur einer Maschine zur Verfügung gestellt wird, bis der Ausfall. wieder aufgehoben ist.
.r1ie im vorhergenden gezeigt wurde, wird durch die vorliegende erfindung ein hydraulisches- Antriebssystem für mehrere Hydraulikmotoren geschaffen, das sehr variabel ist und in den verschiedensten Umgebungen eingesetzt werden kann. Beim einsatz an einem Fahrzeug, das hydraulisch angetriebene Zusatzausrüstungen trägt, z.B. seismische Vibratoren, wird der Antrieb des Pahrzeuges und der Betrieb der Zusatzausrüstungen mit dem gleichen Primärantrieb -vorgenommen, wobei die Leistung des Primärantriebes schnell und leicht auf die Zusatzausrüstung oder das Antriebssystem zur Bewegung des Fahrzeuges verteilt werden kann. Fahrzeuge mit einem solchen Antriebssystem lassen sich mit Vier- oder Zweirad- oder Kettenantrieb in weitgehend unterschiedlichen Geländearten einsetzen. Auch an Bord eines Schiffes ist ein Antriebssystem nach der Erfindung sehr anpassungsfähig und erlaubt eine Reduktion der Bau- und Betriebskosten eines Schiffes.

Claims

Patentansprüche 1.) Antriebssystem für mehrere Hydraulikmotoren mit einer Vorlauf- und einer Rücklauföffnung, nach Patent . . . . . ,(Pat-entanmeldung P 19 o6 121.3-21) bestehend aus einem Primärantrieb; einer Primärpumpe, die mit einer Antriebsmaschine in Antriebsverbindung steht und einen Einlaß und einen Auslaß aufweist; und einer hydraulischen Druckmittelversorgung, die an den Einlaß der Primärpumpe angeschlossen ist; und einer gemeinsamen Welle, die mit den Rotoren der Ppen mit konstantem Volumen verbunden ist, um zwischen den Konstantvolumenoumpen kraft zu übertragen, und -einem Vierwegventil mit offener Mitte für jede Konstantvolumenpumpe mit einer Verbindung des Vierwegeventils mit dem Auslaß der Konstantvolumenpumpe, mit einer Verbindung zwischen dem Vierwegeventil und dr Druckmittelvers-orgung, mit einer Verbindung zwischen dem Vierwegventil und er Vorlauf öffnung des Motors, mit einer Verbindung zwischen den Vierwegeventil und der Rücklauf öffnung des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Hydraulikmotoren (50) durch eine rotierende Konstantvolumenpumpe (32) angetrieben ist, die sowohl als Motor als auch als Pumpe arbeiten kann, wobei jede Konstantvolumenpumpe (52) einen Einlaß (30) und einen Auslaß (38) aufweist und ihr Einlaß an dem Auslaß (18) der Primärpumpe (14) angeschlossen ist, daß die gesamten Ventile (42) einen Bedienungshebel (51) aufweisen, mit dem das Ventil wahlweise einstellbar ist, wobei a.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zu einer der Öffnungen (A oder B) des zugehörigen Motors (50) hergestellt ist, b.) in verschiedenen Verhältnissen Durchflußverbindungen zwischen der Konstantvolumenpumpe zu einer der beiden oeffnungen des zugehörigen Motors und zum Flüssigkeitsvorrat (Sumpf) hergestellt sind, und c.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zum Flüssigkeitsvorrat und gleichzeitig zwischen den anderen beiden Uffnungen (44 und 48) des betreffenden Ventils (42) hergestellt ist, so daß Rickjtun: und Geschwindigkeit der Rotation jedes Motors individuell einstellbar ist.
2.) Antriebssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Steuerventil (22, V1) mit Einlaß (18) und Auslaß (24, 26, 28) aufweist, daß der Auslaß (24) des Steuerventils mit dem Flüssigkeitsvorrat (Sumpf) verbunden ist, daß der Einlaß des Steuerventils mit einem Auslaß (40) aller Vierwegeventile (42) verbunden ist, und, daß unter Vermeidung einer Blasenbildung im Motor (50) beim Eintreten einer Bremsung durch die Einwirkung eines Rückdruckes auf die lotorausgänge (B) wählbar ist.
3.) Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gemeinsamen Einstellung der Rotorgeschwindigkeiten in der-Verbindungsleitung zwischen der Primärpumpe (14) und den Konstantvolumenpumpen (32) ein Drosselventil (36, Vt) angeordnet ist.
4.) Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich unterschiedlicher Motorgeschwindigkeiten an jedem Motor (50) zwischen den Vorlauf-(A) und Rücklaufleitungen (B) jedes Motors ein Nebenschluß-Steuerventil (66) angeordnet ist.
5.) Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Primärpumpe (14), die von einem zweiten Primärantrieb (12) angetrieben wird und deren Einlaß (24) mit den Flüssigkeitsvorrat (Sumpf) und deren Auslaß (28) mit dem Einlaß (30) aller Konstantvolumenpumpen (32) verbunden ist, vorgesehen ist.
6.) Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Fahrzeuges die Räder (52) selektiv und paarweise, z.B. bei Kettenantriab, netriebe sind, daß ein Verbindungsleitung (60) und ein Dreiwegeventil (61) vorgesehen sind, die die Ausgänge -(44) der Ventile (42), die zu den Motoren 50) auf jeder weite des Fahreuges gehören, miteinander verbinden, daß eine selektive Durchflußverbindung zwischen den Konstantvolumenpumpen (32) und der Vorlaufleitung (A) nur eines der zugehörigen Motoren vorhanden ist, daß eine Verbindungsleitung (62) und ein Dreiwegeventil (64) vorgesehen sind, die andere Ausgänge (48) der Ventile (42), die zu den Rotoren auf jeder Seite des Fahrzeuges gehören, miteinander verbinden, und, daß selektiv eine Durchflußverbindung zwischen den Konstantvolumenpumpen zu der Rücklaufleitung (B) nur eines der zugehörigen Motoren vorhanden ist.
7.) Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Verbindung (56) zwischen den Bedienungshebeln (51) der Vierwegeventile (42), die mit den Motoren(50; M3 und M4) auf einer Seite des Fahrzeuges verbunden sind, für eine gemeinsame Bewegung der genannten Bedienungshebel vorgesehen ist, und, das eine Zweite Verbindung -(58) zwischen den Bedienungshebeln der Vierwegventile, die mit den Motoren (50; M1 und M2) auf der gegenüberliegenden Seite des- Fahrzeuges, verbunden sind, für gemeinsame Bewegungen der genannten, Hebel vorgesehen ist.
8.) Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Primärantrieben (12; 1, 2, 3) vorgesehen-ist, daß jeweils eine Primärpumpe (14; P1, P2, P3) mit einem der Primärantriebe in Antriebsverbindung steht, daß eine hydraulische-Druekmitte-lversorgung an den jeweiligen Einlaß der'Primärpumpen angeschlossen ist, daß ein Paar rotierender Konstantvolumenpumpen (32), die sowohl als Motoren als auch als Pumpen arbeiten können, vorgesehen ist, wobei jede der Konstantvolumenpumpen (32) einen Einlaß (30) und einen Auslaß (38) aufweist und ihr Einlaß an den Auslaß (18) aller Primärpumpen (14) angeschlossen ist, daß eine gemeinsame Welle (34) vorgesehen ist, die mit den Rotoren der gennanten Konstantvolumenpumpen (32) verbunden ist, so daß eine Kraftübertragung zwischen den genannten Konstantvolumenpumpen besteht, darin ein Vierwegventil (22) Z'w'Ji chen jeder Primärpumpe (14) und den Konstantvolumenpumpen (32) angeordnet ist und einen dritte Ausgang zur Verbindung mit einer Zusatzausrüstung und einen vierten Ausgang zur Verbindung mit der Druckmittelversorgung aufweist, daß ein trotierender Flüssigkeitsmotor (50) für jede Schraube (68) in Antriebsverbindung mit der betreffenden Schraube vorgesehen ist, daß der hydraulische Anschluß jeder Konstantvolumenpumpe zu ihrem jeweiligen Motor ein Vierwegeventil (42; VD) aufweist, daß ein erster Auslaß das Vierwegeventil mit der zugehörigen Konstantvolumenpumpe verbindet, ein zweiter Auslaß das Vierwegeventil mit der Vorlauföffnung des zugehörigen Motors verbindet, ein dritter Auslaß das Vierwegeventil mit der Rücklauföffnung des zugehörigen Motors verbindet und ein vierter Auslaß das Vierwegeventil mit dem Druckmittelvorrat verbindet, ### daß die gesamten Ventile (42) einen Bedienungshebel (51) aufweisen, mit dem das Jentll wahlweise einstellbar ist, wobei a.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zu einer der Öffnungen (A oder B) des zugehörigen Motors (50) hergestellt ist, b.) in verschiedenen Verhältnissen Durchflußverbindungen zwischen der Konstantvolumen-Pumpe zu einer der beiden Öffnungen des zugehörigen Motors und zum Fliissigkeitsvorrat (Sumpf) hergestellt sind, und c.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zum Flüssigkeitsvorrat und gleichzeitig zwischen den anderen beiden Ausgängen (44 und 48) des betreffenden Ventils (42) hergestellt ist, so daß Richtung und Geschwindigkeit der Rotation jedes Motors individuell einstellbar sind.
9.) Antriebssystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Hydraulikmotoren (50) eine Vorlauföffnung (A) und eine Rücklauföffnung (B) aufweist, daß durch Verteilungsmittel im wesentlichen gleiche Flüssigkeitsvolumina auf die Motoren verteilt sind, daß ein Druckflüssigkeitsvorrat mit den genannten Verteilungsmitteln in Verbindung ist, daß jeder Motor mit einem Vierwegeventil mit offener Mitte (42) verbunden ist, dessen erster Auslaß (40) mit einem der genannten Verteilungsmittel verbunden ist, dessen zweiter Auslaß (44) mit der Vorlauföffnung des zugehörigen Motors verbunden ist, dessen dritter Auslaß (48) mit der Rücklauföffnung des zugehörigen Motors verbunden ist und dessen vierter Auslaß (46) mit dem Druchmit-telvorre-t verbunden ist, daß jedes der genannten Ventile einen Bedienungshebel (51) aufweist, mit dem das ventil wallweise einstellbar ist, wobei @.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zu einer der Öffnungen (A o-der B) des zu @-hörigen Motors (50) hergestellt ist, b.@ in v@rschiedenen Verhältnissen Durchflußve@@@@ndungen zwischen der Konstantvolumenpumpe zu einer der beiden Öffnungen des zuge@@@ri@en Motors und zum Flüssigkeitsvorrat (Sumpf) hergestellt sind, und c.) eine Durchflußverbindung von der Konstantvolumenpumpe zum Flüssigkeitsvorrat und gleichzeitig zwischen den anderen beiden Zustanden (44 und 48) des betreffenden Ventils (42) hergestellt ist, so @@@ Richtung und Geschw@n@i@@@@t @@@ @@t@i@@ @@-des Motors individuell e@ast @ @@@ sind.
10.) Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da in der Verbindung zwischen ll@n vierten Ausgängen (46) der Vierv@@@ventile mit offener Mitte (48) und dem Flüssigkeitsvorrat ein Ventil (54; VB) angeordnet ist, und daß unter Ausübung einer Bremswirkung auf die Motots (@0) der Durchfluß zwischen den Motoren und den genannten Vierwegeventilen einstellbar ist.

L e e r s e i t e