DE3119808A1

DE3119808A1 - "hydraulik-antriebsaggregat"

Info

Publication number: DE3119808A1
Application number: DE19813119808
Authority: DE
Inventors: Georg 7114 Pfedelbach Prechtel; Willy Scheuerle
Original assignee: Willy Scheuerle Fahrzeugfabrik & Co 7114 Pfedelbach GmbH; Willy Scheuerle Fahrzeugfabrik GmbH and Co
Current assignee: Scheuerle Fahrzeugfabrik GmbH
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE3119808C2; US4494624A; GB2099114A; GB2099114B; IT1147898B; JPS57195954A; IT8248423A0; FR2506233A1; FR2506233B1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Hydraulik-Antriebsaggregat/ insbesondere für mehraehsige Schwerlastfahrzouge mit Einzelrad- bzw. Einzelachsantrieb, mit einem Hydraulik-' Pumpenaggregat und mehreren Hydromotoren, die mit der Druckseite des Pumpenaggregates über Zuführungsleitungen und mit der Säugseite des Pumpenaggregates über Rückführungsleitungen gekoppelt sind.

Wenn bei derartigen Antriebsaggregaten .die Motoren gegen unterschiedliche Widerstände arbeiten müssen, weil beispielsweise bei einem Schwerlastfahrzeug einzelne Räder sich auf rutschigem Untergrund:befinden, während andere Räder .gute Traktion aufweisen, so besteht die Gefahr, daß die gegen großen Widerstand arbeitenden Motoren zum Stillstand kommen bzw. nur sehr langsam laufen, während praktisch das gesamte vom Pumpenaggregat geförderte Hydraulikmedium nur den gegen geringen Widerstand arbeitenden Motoren zugeführt wird, die dementsprechend eine stark überhöhte Drehzahl erreichen können. Diese Gefahr besteht bei Schwerlastfahrzeugen insbesondere dann, wenn die Fahrbahn unterschiedliche Reibungsbeiwerte' aufweist, z.B. teilweise vereist ist, da dann die Motoren der gegebenen-

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falls durchdrehenden Räder bis zur Zerstörung überdreht werden können.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hydraulik-Antriebsaggregat zu schaffen, bei dem die Zerstörung einzelner Motoren durch überhöhte Hydraulikmedium-Zufuhr ausgeschlossen ist. ' .

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß, als Überdreh-.sicherung, in den Zuführungsleitungen jeweils eine auf überhöhte 'Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums mit stark erhöhtem Strömungswiederstand reagierende Drosselvorrichtung angeordnet ist.

Für hydraulische Antriebskreisläufe,.deren Drehrichtung .umkehrbar sein muß, ist es, um eine Überdrehsicherung in beiden Drehrichtungen zu gewährleisten, notwendig, diese oben beschriebene Drosselvorrichtung in beiden Leitungen, Zuführungs- und Rückführung^leitung, anzuordnen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme wird der Widerstand jedes, einen Motor enthaltenden,.. Leitungszweiges in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit automatisch orhöht, so daß das von dom Pumpenaggregat auf dessen Druckseite gelieferte Hydraulikmedium nicht mehr ausschließlich einem oder mehreren gegen geringen Widerstand arbeitenden Motoren zugeführt-, sondern auch an

die übrigen Motoren geliefert wird und das Drehzahlverhältnis zwischen den Motoren mit höchster und den Motoren mit niedrigster Drehzahl einen definierten, endlichen Wert annimmt, so daß im Falle eines Schwerlastfahrzeuges sämtliche Antriebsmotore zu dessen Vortrieb beitragen können. Die erfindungsgemäße. Anordnung verhindert also ein schädliches Überdrehen wenig belasteter Motoren und erreicht darüber hinaus eine Wirkung, die der einer Differentialsperre .bei herkömmlichen mechanischen Antrieben entspricht. Die Drosselvorrichtung kann prinzipiell in beliebiger Bauart ausgeführt sein. Beispielsweise ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeiten in den Leitungen zu messen und, beispielsweise elektrisch, bei Überschreiten eines Schwellwertes den Durchflußquerschnitt der jeweiligen Leitung in einem Bereich stark zu vermindern. ■ ■

Im Hinblick auf konstruktive Einfachheit ist vorzugsweise als Drosselvorrichtung ein entgegen der Strömungsrichtung durch Haltekraft, wie Feder, beaufschlagter Drosselkörper angeordnet, der bei zunehmender Strömung gegen die Haltekraft unter Verengung, jedoch ohne vollständige Sperrung des Durchflußquerschnittes der Drosselvorrichtung gegen einen Sitz oder Anschlag verschiebbar ist.

Um zu vermeiden, daß in den Zuführungsleitungen Kavitation auftritt und zu Beschädigungen der Motoren führen kann,

wenn diese, beispielsweise auf Gefällestrecken, als Pumpen wirken und Hydraulikmedium aus den -Zuführungsleitungen anzusaugen bestrebt sind, ist es zweckmäßig, wenn zwischen der Drosselvorrichtung und dem Motoranschluß, vorzugsweise direkt hinter der Drosselvorrichtung, ein Anschluß für eine gegen Rückschlag gesicherte Speiseleitung angeordnet ist, die dem'Motor bei Unterdruck in dessen Zuführleitung gegenüber der Speiseleitung Hydraulikmedium zuführt, so daß Kavitationsblasen vollständig oder zumindest weitestgehend verhindert werden. ■ · ·'

Für die zur Sicherung der Motoren gegen Überdrehen erfinda gsgemäß vorgesehenen Maßnahmen wird Elementenschutz beansprucht- Demgemäß erstreckt sich die Erfindung auch auf Überdrehsicherungen für Hydraulik-Antriebsaggregate.

Vorzugsweise besteht eine derartige .Überdrehsicherung aus einem Gehäuse mit einer eine Drossel mit stark strömungsabhängigem Widerstand aufnehmenden ersten Bohrung, an deren einem Ende ein motorseitiger und an deren anderem Ende ein pumpenseitiger Anschluß für Hydraulikleitungen angeordnet sind, und einer zwischen dem motorseitigen Anschluß und •dar Drossel in die Bohrung einmündenden weiteren, an eine Speiseleitung, für Hydraulikmedium anschließenden Bohrung, in der ein in Richtung der ersten Bohrung öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist. Diese Vorrichtung begrenzt automatisch die Strömungsgeschwindigkeit des

Hydraulikmediums in der ersten Bohrung und ermöglicht über das Rückschlagventil die Zufuhr von weiterem Medium, falls ein Unterdruck und damit die Gefahr von Kavitation auftreten.

Insbesondere bei Antriebsaggregaten mit umkehrbarer Laufrichtung ist es zweckmäßig, daß alle zu den Motoren führenden Hydraulikleitungen gleichartig ausgebildet sind, da sie ja nach Drehrichtung des Aggregates sowohl als Zuführungs- als auch als Rückführungsleitung dienen müssen.

In diesem F.alle besitzt die Überdrehsicherung zweckmäßigerweise eine zur ersten Bohrung gleichartige zweite Bohrung mit Drossel sowie eine diese beiden Bohrungen verbindende, in dieselben jeweils zwischen motorseitigem Anschluß und Drossel einmündende Verbindungsleitung, die zu jeder der beiden Bohrungen durch jeweils ein zur·jeweiligen Bohrung hin öffnendes Rückschlagventil abgesperrt ist und an der zwischen den Rückschlagventilen ein Anschluß" für eine liydraulik-Speiseleitung angeordnet ist.

Dabei können die erste und die zweite Bohrung parallel zueinander angeordnet sein, die Verbindungsleitung kann als die beiden Bohrungen durchdringende, das Gehäuse durchsetzende Querbohrung mit endseitigen. Verschluß-Stücken angeordnet sein, und der Anschluß für die Spei-

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seleitung kann zwischen den beiden Bohrungen - vorzugsweise parallel dazu - als die Verbindungsleitung durchdringende bzw. in dieselbe mündende Sackbohrung mit Verbindungsstück für die Speiseleitung angeordnet-sein. Diese Anordnung erfordert nur drei parallele Bohrungen "- · sowie ojne diese durchsetzende Querbohrung und läßt sich somit mit geringem Aufwand herstellen.

In den Verschlußstücken können gegebenenfalls Entlüftungs-• ventile angeordnet werden, so daß weitere Entlüftungsmög-. lichkeiten zumindest teilweise eingespa.rt. werden können.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel" der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Gesamtschema des erfindungsgemäßen'Hydraulik-Antriebsaggregates mit Überdrehaicherung für die Hydromotore und

Fig. 2 . eine bevorzugte Ausführungsform-'der Überdrehsicherung für Hydromotore für das in Fig. "1 . ^: dargestellte Schema.

Nach Fig. 1 sind an ein Pumpenaggregat 1 zwei Leitungen 2 und 3 angeschlossen, von denen, je nach Laufrichtung der Pumpe unterschiedlich, die eine die Zuführungsleitung und die andere die Rück'f ührungsleitung darstellt. Von den Leitungen 2 und zweigen entsprechend der Anzahl der anzutreibenden Motoren angeordnete Verbindungsleitungen 5 und 6 ab, so daß die

Motoren 4 jeweils über die Leitung 3 und die Verbindungsleitung 5 sowie die Leitung 2 und die Verbindungsleitung antriebsmäßig mit dem Pumpenaggregat 1 verbunden sind. Die Pfeile a,b· in der Pumpe 1 bzw. a',b' im Motor 4 symbolisieren die möglichen Laufrichtungen, wobei im Falle der Laufrichtung a des Pumpenaggregates der Motor 4 in Laufrichtung a¹ angetrieben wird, und die Leitung 2. bzw. die Verbindungsleitung als Zuführungsleitung dienen, während die Verbindungsleitüng und die Leitung 3 die Rückführungsleitung darstellen.

Die bisher anhand der Fig. 1 dargestellten Merkmale sind bekannt.

Erfindungsgemäß weist das dargestellte Antriebsaggregat eine Überdrehsicherung 7 auf, die im wesentlichen aus Drosselvorrichtungen 8 und 9 besteht, die in den Verbindungsleitungen 5 und 6 angeordnet sind. Diese Drosselvorrichtungen besitzen einen Drosselwiderstand, der zumindest bei erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten in einer Richtung stark ansteigt und damit den Gesamtwiderstand des aus den Verbindungsleitungen 5 und 6 sowie dem Motor 4 bestehenden Leitungszweiges stark erhöht. Dadurch wird ausgeschlossen, daß von weiteren, an die Leitungen 2 und 3 parallel, angeschlossenen Motoren (nicht dargestellt) diejenigen mit geringem Antriebswiderstand eine überhöhte Drehzahl verbunden mit vergrößerter Hydraulikmediumaufnahme annehmen und dadurch die Energiezufuhr zu den anderen Hydromotoren mit höherem Antriebswiöerstand verringert wird. Ohne die er-

findungsgemäße überdrehsicherung kann dies dazu führen, daß innerhalb eines Antriebssystems Hydromotore mit hohem Antriebswiderstand bis zum Stillstand kommen können und Hydromotore mit geringem Antriebswiderstand, islark überhöhte Drehzahl erreichen können.

Zwischen den Verbindungsleitungen 5 und 6 ist eine Verbindung 10 angeordnet, die jeweils zwischen dem Motor und den Drosselvorrichtungen 8 und 9 in die Verbindungsleitungen 5 bzw. 6 mündet und durch Rückschlagventile 11 'und 12 abgesperrt ist, die jeweils in Richtung der Mündungen der Verbindung 10, d.h. zu einer der Verbindungsleitungen 5 und 6 hin öffnen können. Zwischen den Rückschlagventilen ist an der Verbindung eine Speiseleitung 13 angeschlossen, die von einem Steuerkreis 40 der Pumpe 1 durch die- Speisepumpe· 14. aus einem Tank 15 mit- Hydraulikmedium beliefert wird.

Der Anschluß der Speiseleitung 13 an den Steuerkreis 40 erfolgt,· von der Speisepumpe 14 her gesehen, in Fließrichtung nach einer zum Steuerkreis 40 gehörigen Drosseleinrichtung 41 .

übi-'rschi ei fcon einer oder mehrere der Hydromotore 4 "die zulässige Höchstdrehzahl, so kann nach Ansprechen der Drosselvorrichtung 8,9 im nachfolgenden Leitungszweig

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ein Unterdruck gegenüber der Speiseleitung 13 auftreten. Diese Druckdifferenz bewirkt ein Öffnen des Rückschlagventils 11, 12 und damit ein Nachspeisen aus der" Speiseleitung 13 in den zum Hydromotor führenden Leitungszweig, so daß Kavitation verhindert wird.

Dabei wird aus dem quasistatisch arbeitenden Steuerkreis 4 der Pumpensteuerung Hydraulikmedium entnommen. Diese Entnahme führt, bedingt durch die zum Steuerkreis gehörige Drosseleinrichtung 41, zu einem vorübergehenden Druckabfall'im Steuorkreis. Dieser Druckdbfall bewirkt nun ein Zurückschwenken der Pumpe 1 und somit eine Reduzierung der Fördermenge dieser Pumpe.

Zwischen den Leitungen 2 und 3 kann nahe des Pumpenaggregates 1 eine entsprechende Verbindung 10' mit Rückschlagventilen 11' und 12' sowie einer weiteren Speiseleitung 42'angeordnet sein, um auch an der Pumpe Kavitation, zu verhindern.

Im übrigen können die Speiseleitungen 13 bzw. 13' zusammen · mit den Verbindungen 10 und 10' dazu dienen, Hydraulik— medium, welches durch Undichtigkeiten im Pumpenaggregat 1 bzw. den Motoren 4 ausgetreten ist, wiederum zu ersetzen.

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Nach Fig. 2 besteht die Überdrehsicherung 7 aus einem quaderförmigen Gehäuse 16, in dem zwe.i parallele Bohrungen und 18, jeweils mit Gewindeabschnitten 17' bzw. 18' an beiden Enden, angeordnet sind. In den Gewindeabschnitten sind Anschlußstücke 19 eingeschraubt, um die Bohrung 17 im Verlauf der Verbindungsleitung 5 .und die Bohrung 18. im Verlauf der- Verbindungsleitung 6 anordnen zu können. '

In· den Bohrungen 17 und 18 ist jeweils eine Drosselvorrichtung 20 angeordnet, welche mittels eine napfförmigen Teiles 21 mit Außengewindeabschnitt 21' in die jeweils oberen, verlängerten Gewindeabschnitte 17' bzw. 18' der Bohrungen 17 und 18' eingeschraubt ist. Ah den'Außengewindeabschnitt 21' der napfförmigen Teile 21 schließt sich ein konischer -Bereich mit Radialöf JTnungen 22 an, der .sich in einem verjüngten geschlossenen Abschnitt 21" fortsetzt. Durch die Radialöffnungen 22 ist ein Durchtritt von Hydraul j kmed.i um aus dem Bereich der Bohrungen 17 und 18 oberhalb der Drosselvorrichtungen 20. in den Bereich unterhalb derselben bzw. umgekehrt möglich.

In dem nach oben geöffneten napfförmigen Teil 21 ist ein weiteres ebenfalls nach oben geöffnetes napfförmiges Teil verschiebbar angeordnet, welches mittels einer Zugstange und einer zwischen dem napfförmigen Teil 21 und einer an der Zugstange 24 angeordneten Lagerplatte 25 eingespannten

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"Schraubendruckfeder 26 gegen einen'Anschlagring 27 gedruckt wird. In der Lagerplatte 25 sind öffnungen angeordnet, welche einen Durchtritt von Hydraulikmedium gestatten. Des weiteren sind in dem verschiebbaren napfförmigen Teil 23 Radialöffnungen 28 angeordnet,.die mit den Radialöffnungen 22 des napfföi-migen Teiles 21 fluchten, wenn das verschiebbare napfförmige Teil 23 am Anschlagring 27 anliegt. Bei in der Zeichnung nach unten gerichteter überhöhter Strömungsgeschwindigkeit wird das verschiebbare napfförmige Teil 23 vom Hydraulikmedium nach unten verschoben, so daß der von den miteinander zusammenwirkenden Radialöffnungen 22 und 28 freigegebene Durchflußquerschnitt stark verringert, allerdings nicht vollständig verschlossen wird. Mit Verringerung des Durchflußquerschnittes ist eine starke Erhöhung des Durchflußwiderstandes .verbunden, so daß die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verlangsamt wird.

Des weiteren ist im. Gehäuse. 16 eine mehrfach gestufte Querbohrung 29 angeordnet, die die Bohrungen 17 und 18 durchdringt und an ihren Enden durch Verschlußstücke mit Entlüftungsventilen 31 verschlossen sind. Dazu weisen die Endabschnitte der Querbohrung' 29 Innengewinde auf, in die die Verschlußstücke mittels entsprechender Außengewinde einschraubbar sind.

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Der Abschnitt 29" der Querb ohrung 29 zwischen den Bohrungen 17 und 18 weist an seinen Mündungen zu den Bohrungen 17 und 18 Gewindeabschnitte mit verringertem Durchmesser auf, in die unter Zwischenschaltung von Dichtungen 33 Rückschlagventile 32 eingesetzt.sind, welche jeweils nur zur benachbarten Bohrung 17 bzw. 18 hin öffnen können.

Zwischen den. Rückschlagventilen 32 ist im'Gehäuse 16 ein e den Abschnitt 29' der Querbohrung 29 durchdringende Sackbohrung 34 parallel zu den Bohrungen 17 und' 18 angeordnet, .die mittels eines AnschlußStückes 35 mit der Speiseleitung 13 verbindbar ist. . .

über die Leitung 13, die Sackbohrung 34 und die Quer-, bohrung 29 kann bei entsprechendem Unterdruck gegenüber der Speiseleitung 13 in den Bohrungen 17 und 18 in dieselben Hydraulikmedium eingeführt werden."

Um das Gehäuse 16 auf einem Rahmenteil o.dgl. festigen zu können, sind Löcher 36 vorgesehen, in die Schrauben,· Nieten oder andere Befestigungselemente eingesetzt werden können.

Leerseite

Claims

Ansprüche'

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1. iHydraulik-Antriebsaggregat, insbesondere für mehrachsige Schwerlastfahrzeuge mit Einzelrad- bzw. Einzelachsantrieb, mit Hydraulik-Pumpenaggregat und Hydromotoren, die mit der Druckseite des Pumpenaggregates über Zuführungsleitungen und mit der Saugseite des Pumpenaggregates über Rückführungsleitungen gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß, als Überdrehsicherung, in den Zuführungsleitungen (5,6) und/oder Rückführungsleitungen (5,6) jeweils eine auf überhöhte Strömungsgeschwindigkeit mit stark erhöhtem

GRA. .M KOW -ROTERMUND SEELBERGSTR. 23/25. 70O0 STUTTGART TELEFON <07II) 56 72 61

MANITZ · FINSTERWALD · HEYN - MORGAN

ROBERT-KOCH-STRASSEI. eooo München 22

TELEFON <0 89)-22 42 11. TELEX 05-29 672 PATMF r\i ■ l.ANDESGIROKASSE STUTTGART NR. 2 090 616 (BLZ 6OO 5Ol 01)

Strömungswiderstand reagierende Drosselvorrichtung (8,9;20) angeordnet ist. ' ·

2". Hydraulik-Antriebsaggregat nach Anspruch -1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselvorrichtung (20) ein entgegen der zu beeinflussenden Strömungsrichtung durch Haltekraft, wie. Feder (26) , beaufschlagter Drosselkörper (23) angeordnet ist, der-bei zunehmender Strömung gegen die Haltekraft unter Verengung, jedoch ohne vollständige Sperrung des DurehriußquurschniLtes (Radialöffnungen 22,28) der Dorsselvorrichtung (20) gegen einen Sitz oder Anschlag (21) verschiebbar ist.

•3. Hydraulik-Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1" und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen' der Drosselvorrichtung (8,9;20) und dem Motoranschluß, vorzugsweise direkt hinter, der Drosselvorrichtung, ein Anschluß für eine gegen Rückschlag gesicherte Speiseleitung- (13) angc-• ordnet ist., die dem Motor (4) bei Unterdruck in doasen Zuführungsleitung (5,6) gegenüber der Speiseleitung. (13) Hydraulikmedium zuführt.

4. Überdrehsicherung für ein Hydraulik-Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche .1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (16) mit einer, eine Drossel (20) mit stark

strömungsabhängigem Widerstand aufnehmenden,' ersten Bohrung (17), an deren einem Ende ein motorseitiger und an deren anderem Ende ein pumpenseitiger Anschluß für Hydraulikleitungen (5) angeordnet ist, und eine zwischen dem jnotorseitigen Anschluß und der Drossel (20) in die Bohrung einmündenden weiteren, an eine Speiseleitung (13) für Hydraulikmedium anschließbare Bohrung (29), in der ein in Richtung der ersten Bohrung (17) öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist.

5. Uberdrehsicherung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch' eine zur ersten Bohrung (17) gleichartige zweite Bohrung (18) mit Drossel 20 sowie einer die beiden Bohrungen (17,18) verbindenden, in dieselben jeweils zwischen inotorseitigen Anschlüssen und Drossel (20) einmündenden' Verbindungsleitung (29), die zu jeder der beiden Bohrungen (17,18) durch jeweils ein zur jeweiligen Bohrung (17,18) hin öffnendes Rückschlagventil (32) abgesperrt ist und an der zwischen den Rückschlagventilen ein Anschluß für eine

Hydraulik-Speiseleitung (13) angeordnet ist.¹

6. überdrehsicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Bohrung (17,18) parallel zueinander angeordnet sind, die Verbindungsleitung (29) als die beiden Bohrungen (17,18) durchdringende, das Gehäuse (16) durchsetzende Querbohrung (29) mit endseitigen

Verschlußstücken (30) angeordnet ist und der Speiseleitungs(13)-Anschluß zwischen den beiden Bohrungen (17,18) - vorzugsweise parallel dazu - als die Verbindungsleitung (29) durchdringende bzw. in dieselbe mündende Sackbohrung angeordnet ist. . ■

7. Überdrehsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verschlußstücken (30) Entlüftungsventile (31) angeordnet sind.

8. Überdrehsicherung für ein Hydraulik-Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die .Speiseleitung (13) an einem. Steuerkreis (40) der Pumpe 1 hinter einer zum Steuerkreis gehörenden Drösseleinrichtung (41) angeschlossen ist. · '