DE2260916A1

DE2260916A1 - Einrichtung zur aufhebung der differentialwirkung von hydraulischen fahrzeugantrieben

Info

Publication number: DE2260916A1
Application number: DE19722260916
Authority: DE
Inventors: Manfred Beusch
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2214266A5

Description

KHD

klöckner-humboldt-deutz ag ■ Köln 5 Köln 80, den 30. Nov. 1972

Unser Zeichen: D 72/113 AP Da/B

Einrichtung 2260916

zur Aufhebung der Differentialwirkung von hydraulischen Fahrzeugantrieben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Aufhebung der Differentialwirkung zwischen den Hydromotoren eines mehrere Achsantriebe aufweisenden Fahrzeugs, mit einer gemeinsamen, regelbaren Hydropumpe und durch besondere Steuerorgane einzeln regelbare Hydromotoren· .

Hydraulische Fahrzeugantriebe mit mehreren von einer gemeinsamen Hydropumpe versorgte Achsantriebe weisen untereinander eine Differentialwirkung auf, welche beispielsweise durch Schlupf bewirkte unterschiedliche Drehzahlen der Achsantriebe zwanglos ausgleicht. Diese Eigenschaft kann aber insbesondere beim Betrieb, des Fährzeugs im Gelände unerwünscht sein, weil beim Durchrutschen des oder der Räder eines Achsantriebs der Druck des den anderen Achsantrieben bzw· deren Hydromotoren zulaufenden Druckmittels zur Überwindung des Fahrwiderstands nicht ausreicht. Es kann aber auch beim Blockieren der Räder eines Achsantriebs sich die gesamte Antriebsenergie auf die weniger belasteten Achsantriebe auswirken, so daß diese durchdrehen und fOr den blockierten Achsantrieb kein ausreichender Druck zur Überwindung des Hindernisses zur Verfügung steht.

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KLÖCKNER-HUMBOLOT-DEUTZ AC ■ KÖLN - 2 - 30.11.1972

D 72/113

Es liegt die Aufgabe vor, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine Einrichtung zur Aufhebung der Differenitalwirkung der eingangs umrissenen Art in der Weise auszubilden, daß bei Drehzahlabweichung eines oder mehrerer Hydromotoren die Drehzahl, aller Hydromotoren selbsttätig der Drehzahl des am langsamsten drehenden Motors angepaßt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Hydromotoren der Achsantriebe je ein Drehzahlmeßglied angreift, die an eine Einrichtung zum Vergleich der ermittelten Meßwerte mit dem Wert der jeweils niedrigsten gemessenen Drehzahl ange— schlossen sind, daß jeder Hydromotor in einer seiner Verbindungsleitungen mit der Hydropumpe Je ein regelbares Drosselorgan aufweist, deren Stellglieder mit der Vergleichseinrichtung ausgangsseitig in Verbindung stehen und daß die Vergleichseinrichtung so ausgebildet ist, daß in dieser für die Drosselorgane der gegenüber der Vergleichsdrehzahl schneller laufenden Hydromotoren drehzahlabhängige Stellimpulse im Sinne des Drehzahlgleichlaufs erzeugbar sind.

Durch diese Haßnahmen wird erreicht, daß bei einem Fahrzeug mit mehreren in Betrieb befindlichen Achsantrieben deren Hydromotoren auch bei unterschiedlichem Fahrwiderstand stets auf eine Drehzahl, nämlich diejenige des am langsamsten drehenden Hydromotors, eingeregelt wird.

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KLÖCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AG ■ KÖLN _ 3 _ 30.11.1972

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In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung erläutertes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Aufhebung der Differentialwirkung gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt.

Die Zeichnung zeigt einen hydrostatischen Fahrantrieb für ein Fahrzeug mit drei Achsantrieben, zu deren Betrieb eine Brennkraftmaschine 1 vorgesehen ist. Diese Brennkraftmaschine steht antriebsmäßig ständig mit zwei Hydropumpen 2 und 3 in Verbindung, von denen die Hydropumpe 2 nicht regelbar und die Hydropumpe 3 mit einer hydraulischen Regeleinrichtung 4 ausgestattet ist. Diese Regeleinrichtung weist einen Stellzylinder 5 und einen vom Steuerdruck selbsttätig verstellbaren Steuerschieber 6 auf. Die Hydropumpe 2 dient im hydrostatischen Fahrantrieb zur Erzeugung des erforderlichen Steuerdrucks und steht druckseitig durch eine Leitung 7 mit einem durch ein Fahrpedal 8 betätigbaren Druckregelventil 9 in Verbindung. Das Druckregelventil 9 ist so ausgebildet und mit dem Fahrpedal verbunden, daß bei zunehmendem Pedaldruck der Druck innerhalb der nachfolgenden Leitungen 10 und 11 proportional ansteigt. Dabei führt die vom DrucJcregelventil 9 ausgehende Leitung 10 über einen Fahrtrichtung swählschieber 12 zum Steuerschieber 6 der Regeleinrichtung Der hydrostatische Fahrantrieb weist drei Hydromotoren 12, 13 und 14 auf, die zum Antrieb je einer der drei nicht dargestellten Achsen des Fahrzeugs dienen. Alle ,drei Hydromotoren sind mit je einer Regeleinrichtung 16, 17 bzw. 18 ausgestattet.

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Zm\ KLÖCKNER HUMBOLDT-DEUTZ AG ■ KÖLN - 4 - 30.11.1972

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Jede dieser Regeleinrichtungen 16 bis 18 weist je einen mit dem entsprechenden Hydromotor 13 bis 15 gekoppelten Stellzylinder 19, 20 bzw. 21 und für deren Druckmittelversorgung je einen Steuerschieber 22, 23 bzw 24 auf. Die rechte Stirnfläche des Steuerschiebers 22 ist mit der Leitung 11 verbunden, während auf die linke Stirnfläche die Kräfte zweier Rückstellfedern 25 einwirken. Das relativ zum Schieber 22 axial verschiebbare Gehäuse 26 ist mechanisch mit der Kolbenstange 19' des Stellzylinders 19 gekoppelt. Ebenso steht die rechte Stirnfläche des Steuerschiebers 23 mit der Leitung 11 in Verbindung, während auf die gegenüberliegende Stirnfläche des Schiebers die Kräfte von drei Rückstellfedern 29 einwirken. Das axial verschiebbare Gehäuse des Schiebers 23 ist mechanische mit der Kolbenstange 20' des Stellzylinders 20 gekoppelt. Schließlich besteht auch eine Verbindung der Leitung 11 mit der rechten Stirnfläche des Steuerschiebers 24 und es wirken auf die linke Stirnfläche vier Rückstellfedern 33 ein. Das axial verschiebbare Gehäuse 34 des Steuerschiebers 24 ist mit der Kolbenstange 21* verbunden. Die Hydropumpe 3 steht durch Leitungen 37 und 38 mit dem Hydromotor 13 in Verbindung. In die Leitung 37 ist ein durch ein hydraulisches Stellglied 39 veränderbares Drosselorgan 40 eingeschaltet. Ebenso steht die Hydropumpe 3 durch Leitungen 37, 41 und 42, 38 mit dem Hydromotor 14 in Verbindung. Dabei ist in der Leitung 41 ein von einem hydraulischen Stellglied 44 verstellbares Drosselorgan 45 angeordnet. Schließlich ist die Hydropumpe durch Leitungen 37, 46 und 4.7, 38 mit dem Hydromotor 15 verbunden, in die Leitung 46 ist ein durch ein hydraulisches Stellglied

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betätigbares Drosselorgan 49 eingefügt. Die drei Hydromotoren 13, 14 und 15 sind an ihrer Abtriebswelle mit je einem Drehzahlmeßglied 50, 51 bzw. 52 verbunden, die durch je eine Leitung 53, 54 bzw. 55 an eine elektrische Vergleichseinrichtung 56 angeschlossen sind. Die Vergleichseinrichtung 56 ist ausgangsseitig elektrisch durch drei Leitungen 57, 58 und 59 T₁Xt den elektromagnetisch betätigbaren Gliedern je eines Steuerschiebers 60, 61 bzw. 62 verbunden. Diese Steuerschieber steuern die Druckmittelversorgung der hydraulischen Stellglieder 39, 44 und Zur Druckmittelversorgung sind die einzelnen Steuerschieber bis 62 mittels je einer Leitung 63, 64 bzw. 65 an die Druckleitung 7 der Hydropumpe 2 angeschlossen. Ebenso steht auch der Steuerschieber 6 der Regeleinrichtung 4 zur Versorgung mit Druckmittel durch eine Leitung 66 mit der Druckleitung 7 in Verbindung. Eine von der Leitung 7 abzweigende Leitung 67 führt zu einem Druckbegrenzungsventil 68.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 werden beide Hydropumpen und 3 ständig angetrieben. Durch das von der Hydropumpe 2 aus einem nicht näher bezeichneten Druckmittelvorratsbehalter angesaugte Druckmittel wird in der Leitung 7 ein vorbestimmter Druck aufgebaut_r wobei die überschüssige Druckmittelmenge durch das Druckbegrenzungsventil 68 zum Druckmittelvorratsbehälter zurückströmt. Dabei herrscht bei Neutral- bzw. Ausgangsstellung des Fahrpedals 8 in den Leitungen 10 und 11 hinter dem Druckregelventil 9 und in den mit den Leitungen verbundenen Räumen lediglich Fülldruck. Die Hydropumpe 3 befindet sich zunächst in

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Neutralstellung und fördert somit kein Druckmittel in eine der angeschlossenen Leitungen 37 oder 38. Bei Betätigung des Fahrpedals 8 aus der gezeigten Neutral- bzw. Ausgangsstellung nach links wird das Druckregelventil 9 jeweils so eingestellt, daß sich in den Leitungszweigen 10 und 11 ein entsprechend höherer Druck aufbauen kann, der durch die Leitung 10 abhängig von der Stellung des Fahrtrichtungswählschiebers 12 auf die linke oder rechte Stirnfläche des Steuerschiebers 6 einwirkt. Bei einem vorbestimmten Druck wird der Steuerschieber 6 nach rechts bzw. nach links verschoben,und der entsprechend beaufschlagte Kolben im Stellzylinder 5 verstellt die Hydropumpe 3 so, daß diese Energie abgibt. Angenommen, die Hydropumpe fördert nun Druckmittel in die Leitung 37, dann werden außerdem Hydromotor durch die von der Leitung 37 abzweigenden Leitungen 41 und auch die Hydromotoren 14 und 15 mit Druckmittel versorgt und werden somit in Umlauf versetzt. Dabei führen die Leitungen 38, 42 und 47 das Druckmittel von den Hydromotoren 13, 14 und 15 zur Hydropumpe 3 im Kreislauf zurück. Die Hydromotoren 13 bis treiben somit das Fahrzeug über die einzelnen Achsantriebe beispielsweise in Fahrtrichtung nach vorn an. Die drei Hydromotoren 13 bis 15 laufen zunächst mit verhältnismäßig geringer Drehzahl um, wobei sie jedoch ein großes Drehmoment auf die Antriebsräder des Fahrzeugs ausüben.

Die Ausgangsdrehzahlen der einzelnen Hydromotoren 13 bis 15 werden von den Drehzahlmeßgliedern 50, 51 und 52 elektrisch

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gemessen und ebenso der Verglexchsexnrxchtung 56 übermittelt. Sollten sich beim Betrieb des Fahrzeugs beispielsweise infolge von Schlupf der Räder eines Achsantriebs unterschiedliche Drehzahlen ergeben, dann werden in der Vergleichseinrichtung 56 Stellimpulse erzeugt, die jeweils ein Zurückstellen des oder der mit den schnelleren Drehzahlen umlaufenden Hydromotoren auf die dabei langsamste gemessene DrdEahl bewirken können. Wenn beispielsweise der Hydromotor 13 infolge Schlupfes der Antriebsräder schneller umläuft, als die anderen beiden Hydromotoren und 15, dann wadex von der Vergleichseinrichtung 56 Steuerimpulse erzeugt, welche über den Steuerschieber 60 und das Stellglied das Drosselorgan 40 verstellen. Diese Verstellung erfolgt im Sinne einer Drosselung des durch die Leitung 37 dem Hydromotor zuströmenden Druckmittels in dem Maße, daß die Drehzahl dieses Hydromotors der Drehzahl der anderen beiden Hydromotoren 14 und 15 angepaßt wird. Durch diese Einrichtung zur' Aufhebung der Differentialwirkung zwischen den Hydromotoren 13, 14 und 15 ist dafür gesorgt, daß bem Durchrutschen der Antriebsräder eines oder zweier Achsantriebe der Antriebsmotor des oder der anderen Achsantriebe zur Überwindung des Fahrwiderstands stets voll mit Druckmittel versorgt wird. Die Verstellung des oder der prosselorgane 40 45 oder 49 wird gedämpft aufgehoben, sobald jeweils der Gleichlauf des oder der Hydromotoren mit dem am langsamsten laufenden Hydromotor wieder hergestellt ist.

Bei, weiterer Bewegung des Fahrpedals 8 aus der jetzigen Betriebsstellung nach links steigt der Druck in den Leitungen 10 und

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welter an und ist schließlich in der Lage, den Steuerschieber gegen die Kraft der beiden Rückstellfedern 25 langsam nach links zu verschieben. Folglich wird der Kolben im Stellzylinder 19 ebenfalls nach links verschoben und dieser regelt dabei den Hydromotor 13 allmählich auf Null zurück. Nunmehr wird die gesamte von der Hydropumpe 3 geförderte Druckrnittelmenge den beiden Hydromotoren 14 und 15 zugeführt, so daß diese mit größerer Drehzahl umlaufen können. Bei noch weiterer Betätigung des Fahrpedals 8 nach links und entsprechendem Druckanstieg in der Leitung 11 wird dann der Steuerschieber 23 durch den auf seine rechte Stirnfläche einwirkenden Druck gegen die Kraft der drei Rückstellfedern 29 langsam nach links verschoben. Es folgt ein Verschieben des Kolbens im Stellzylinder 20 nach links, der den Hydromotor 14 allmählich auf Null verstellt. Der Hydromotor 15 übernimmt jetzt allein bei verhältnismäßig hoher Drehzahl den Antrieb des Fahrzeugs über nur einen Achsantrieb. Durch entsprechende weitere Betätigung des Fahrpedals 8 kann auch die Drehzahl des Hydromotors 15 mittels seiner Regeleinrichtung 18 in Grenzen noch weiter gesteigert werden, sofern die Belastung des Fahrzeugs dies zuläßt. Bei Zurücknahme des Fahrpedals 8 werden entsprechend dem Abfallen des Druckes in der Leitung 11 sinngemäß die abgeschalteten Hydromotoren 14 bzw. 13 jeweils wieder zugeschaltet. Bei Zurücknahme des Fahrpedals 8 in seine Ausgangsstellung wird schließlich durch die Regeleinrichtung 4 auch die Hydropumpe 3 in ihre der Ausgangsstellung entsprechende Nullstellung verstellt, so .daß die Hydromotoren 13 bis 15 kein Druckmittel mehr erhalten und das Fahrzeug somit zum Stillstand

kommt.

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Claims

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Unser Zeichen: D 72/113 AP Da/B

Patentanspruch

Einrichtung zur Aufhebung der Differentialwirkung zwischen den Hydromotoren eines mehrere Achsantriebe aufweisenden Fahrzeugs, mit einer gemeinsamen, regelbaren Hydropumpe und durch besondere Steuerorgane einzeln regelbare Hydromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hydromotoren (13,14 und 15) der Achsantriebe je ein Drehzahlmeßglied (50 bis 52)-angreift, die an eine Einrichtung (56) zum Vergleich der ermittelten Meßwerte mit dem Wert der jeweils niedrigsten gemessenen Drehzahl angeschlossen sind, daß jeder Hydromotor (13 bis 15) in einer seiner Verbindungsleitungen mit der Hydropumpe (3) je. ein regelbares Drosselorgan (40 bzw. 45 bzw. 49) aufweist, deren Stellglieder (39 bzw. 44 bzw. 48) mit der Vergleichseinrichtung (56) ausgangsseitig in Verbindung stehen und daß die Vergleichseinrichtung (56) so ausgebildet ist, daß in dieser für die Drosselorgane (40, 45, 49) der gegenüber der Vergleichsdrehzahl schneller laufenden Hydromotoren (13 bis 15) drehzahlabhängige Stellimpulse im Sinne des Drehzahlgleichlaufs erzeugbar sind.

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