DE3907633A1 - Stufenlos regelbarer hydrostatischer fahrantrieb - Google Patents
Stufenlos regelbarer hydrostatischer fahrantriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen stufenlos regelbaren
hydrostatischen Fahrantrieb für selbstfahrende Maschinen
mit mehreren Fahrmotoren, die von einer gemeinsamen verstell
baren Fahrantriebspumpe gespeist werden und auf ein Verfahren
zum Betrieb eines derartigen Antriebes.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen stufenlos
über den gesamten Geschwindigkeitsbereich regelbaren, rein
hydrostatischen Fahrantrieb mit zwei oder mehr Motoren zur
Erzielung von Geschwindigkeiten bis etwa 50 m/h zu schaffen.
Dabei soll der Antrieb raumsparend und wirtschaftlich sein
und insbesondere eine Eignung für den Einsatz von Erdbewe
gungsmaschinen mit Antriebsleistungen bis 250 PS Eignung auf
weisen.
Eine Lösung der vorstehenden Aufgabe wird in den kennzeich
nenden Merkmalen des Hauptanspruches und des Anspruches 7
gesehen.
Die Merkmale des Anspruches 6 stellen eine Variante der Er
findung dar, deren Betriebsweise in den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 8 offenbart ist.
Die weiteren Unteransprüche stellen zweckmäßige Ausgestal
tungen und Weiterbildungen der Erfindung dar.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die bisher in
diesem Geschwindigkeitsbereich zum Einsatz gekommenen Schalt
getriebe, einschließlich ihrer Steuerungs- und Regelungs
anlagen in Fortfall kommen. Einhergeht eine weitgehende
Fahrerentlastung bei den Fahrvorgängen und es eröffnen
sich neue gestalterische Konstruktionsmöglichkeiten für
derartige Fahrzeuge aufgrund der freieren Anordnung der
Bauteile, insbesondere der Antriebsanordnungen, die in
dieser Folge an einer oder mehreren Achsen vorgesehen wer
den können.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles wird im folgenden die Erfindung
näher beschrieben.
In der Darstellung erkennt man den stufenlos regelbaren hy
drostatischen Fahrantrieb für selbstfahrende Maschinen mit
mehreren Fahrmotoren. Letztere werden von einer gemeinsamen
verstellbaren Fahrantriebspumpe (1) gespeist. In hydrau
lischer Parallelschaltung sind ein bis in eine Nullstellung
rückschwenkbarer Verstellmotor (2) und ein Konstantmotor (3)
vorgesehen.
Es arbeiten dabei der Verstellmotor (2) über das schaltbare
Vorgelege (4) und der Konstantmotor (3) über das Vorge
lege (5) auf einen gemeinsamen Ausgang (6). Dieser kann
durch eine Achsantriebswelle dargestellt sein, die in
Eingriff mit einem Achsantrieb (7) steht.
Wie die Zeichnung veranschaulicht ist zwischen dem Ver
stellmotor (2) und dem Ausgang (6) eine Schaltkupplung (8)
vorgesehen. Dabei ist es für die Erfindung grundsätzlich
gleichwertig, die vorgenannte Kupplung (8) nicht zwischen
dem Vorgelege (4) und dem Ausgang (6), sondern zwischen
dem Verstellmotor (2) und dem Vorgelege (4) einzubauen.
Bezogen auf den Ausgang (6) ist das Übersetzungsverhält
nis des schaltbaren Vorgeleges (4) und das des Vorge
leges (5) unterschiedlich gewählt. Während es beim Vorge
lege (5) des Konstantmotors (3) etwa gleich ist, wurde es
erfindungswesentlich beim schaltbaren Vorgelege (4), das
an den Verstellmotor (2) angeschlossen ist, größer gewählt.
Nicht näher dargestellt, aber leicht vorstellbar, ist
die Bauweise eines Fahrantriebes bei dem der Verstell
motor (2) und der Konstantmotor (3) auf verschiedene
Antriebswellen unter Zwischenschaltung von Vorgelegen
arbeiten können. Das insgesamt zwischen jedem Antriebs
motor und dem Ausgang einzuhaltende Übersetzungsverhält
nis muß sich auf die dann noch vorhandene gemeinsame
Ausgangsgröße beziehen. Hier kann z. B. die Umfangsge
schwindigkeit der angetriebenen Räder zugrundegelegt
werden.
Ebenfalls nicht näher dargestellt, aber in gleicher
Weise leicht erkennbar, ist die Ausgestaltung eines hy
drostatischen Fahrantriebes derart, daß der Konstantmo
tor (3), d. h. der Motor mit konstantem Schluckvolumen,
ersetzt wird durch einen Antriebsmotor mit verstellbaren
Schluckvolumen entsprechend dem des Verstellmotors (2).
Vorstellbar ist weiterhin ohne Einschränkung der Erfin
dung, der Aufbau eines Fahrantriebes bei dem der Konstant
motor (3) ohne Zwischenschaltung eines Vorgeleges, also
direkt auf den Ausgang (6) arbeitet.
Der Betrieb des vorbeschriebenen Fahrantriebes erfolgt
nun derart, daß bei hohem Zugkraftbedarf, d. h. bei
niedrigen Geschwindigkeiten, alle Fahrmotoren, eingestellt
auf volles Schluckvolumen, auf die Antriebsachsen wirken.
Nachdem die Fahrantriebspumpe ihren vollen Ausschwenkwinkel
entsprechend des maximalen Fördervolumens erreicht hat,
beginnt der Verstellmotor, der die Möglichkeit des Stell
winkels a=0 hat zurückzuschwenken, und zwar bis zu einem
Schwenkwinkel bei dem entweder die höchst zulässige Dreh
zahl für diesen Verstellmotor erreicht ist oder aber man,
wegen des sich zunehmend verschlechternden Wirkungsgrades
mit kleiner werdenden Verstellwinkel, von einem weiteren
einbezogenen Betrieb absieht. Nach Erreichen dieser Grenz
stellung wird der Verstellmotor (2) mit schnellen Übergang,
d. h. sprungartig, auf den Verstellwinkel a=0 oder min
destens bis in den Bereich der Selbsthemmung geführt und
durch die Schaltkupplung (8) vom Ausgang (6) abgetrennt.
Gleichzeitig muß dabei die Fahrantriebspumpe (1) vorüber
gehend zurückschwenken, weil dem Verstellmotor (2)
nunmehr kein weiterer Teilölstrom zufließt.
Zur weiteren Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit durch den
noch wirkenden Konstantmotor (3) beginnt die Fahrantriebs
pumpe (1) nun wieder auszuschwenken. Die Endgeschwindig
keit ist dann erreicht, wenn der Konstantmotor (3) oder
bei einer Ausführung mit mehreren Konstantmotoren diese,
oder aber bei Verwendung eines oder mehrerer Verstellmo
toren diese, die nach technischen und wirtschaftlichen
Gesichtspunkten bestimmte zugelassene Drehzahl erreichen.
Bei einer Verminderung der Geschwindigkeit aus höheren
Geschwindigkeitsbereichen werden die einzelnen vorstehend
beschriebenen Schritte und Vorgänge umgekehrt durchlaufen.
Bei einem bestimmten Zugkraftbedarf im unteren Geschwindig
keitsbereich wird dann die Schaltkupplung (8) wieder ge
schlossen und der Verstellmotor (2) erneut zum Einsatz
gebracht.
Bezugsziffern
1 Fahrantriebantriebspumpe
2 Verstellmotor
3 Konstantmotor
4 Vorgelege
5 Vorgelege
6 Ausgang
7 Achsantrieb
8 Schaltkupplung
2 Verstellmotor
3 Konstantmotor
4 Vorgelege
5 Vorgelege
6 Ausgang
7 Achsantrieb
8 Schaltkupplung
Claims (8)
1. Stufenlos regelbarer hydrostatischer Fahrantrieb für
selbstfahrende Maschinen mit mehreren Fahrmotoren, die
von einer gemeinsamen verstellbaren Fahrantriebspumpe
gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß in hy
draulischer Parallelschaltung mindestens ein bis in
eine Nullstellung rückschwenkbarer Verstellmotor (2)
und mindestens ein Konstantmotor (3) vorgesehen sind,
die in mindestens einem Fall über ein Vorgelege (4, 5),
auf einen gemeinsamen Ausgang (6) arbeiten, wobei
zwischen dem Verstellmotor (2) und dem Ausgang (6)
eine Schaltkupplung (8) vorgesehen ist.
2. Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übersetzungsverhältnisse der Vorgelege (4, 5)
zwischen dem Verstellmotor (2) und dem Ausgang (6) bzw.
dem Konstantmotor (3) und dem Ausgang (6) verschieden
sind.
3. Fahrantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übersetzungsverhältnis des schaltbaren
Vorgeleges (4) zwischen dem Verstellmotor (2) und dem
Ausgang (6) größer ist als das Übersetzungsverhältnis
des Vorgeleges (5) zwischen dem Konstantmotor (3) und
dem Ausgang (6).
4. Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (6) durch eine Achsantriebswelle dar
gestellt ist.
5. Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (6) bei unabhängigen Achsantriebs
wellen durch die Umfangsgeschwindigkeit der angetrie
benen Räder dargestellt ist.
6. Hydrostatischer Fahrantrieb für selbstfahrende Ma
schinen mit mehreren Fahrmotoren, die von einer ge
meinsamen verstellbaren Fahrantriebspumpe gespeist
werden, dadurch gekennzeichnet, daß in hydraulischer
Parallelschaltung ein erster bis in eine Nullstellung
und mindestens ein zweiter rückschwenkbarer Verstell
motor vorgesehen sind, die in mindestens einem Fall
über ein Vorgelege, auf einen gemeinsamen Ausgang
arbeiten wobei zwischen dem ersten Verstellmotor und
dem Ausgang eine Schaltkupplung (8) vorgesehen ist.
7. Verfahren zum Betrieb eines Fahrantriebes nach den An
sprüchen 1-5, gekennzeichnet durch folgende Arbeits
schritte:
- a) Zum Anfahren der selbstfahrenden Maschine werden die alle auf volles Schluckvolumen gestellten Fahr motoren mit einem zunehmendem Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe (1) gespeist.
- b) Bei vollem Ausschwenkwinkel der Fahrantriebs pumpe (1) wird dann der Verstellmotor (2) kontinu ierlich bis in die Grenzstellung seiner höchsten nach technischen oder wirtschaftlichen Gesichtspunk ten bestimmten zugelassenen Drehzahl zurückgeschwenkt.
- c) Nach Erreichen der Grenzstellung werden der Ver stellwinkel des Verstellmotors (2) sprungartig bis in die Selbsthemmung geführt und der Ausschwenkwin kel der Fahrantriebspumpe (1) um den Betrag zurückge nommen, der dem letztlichen Schluckvolumen des Verstell motors (2) entsprach und es wird der Verstellmotor (2) durch die Schaltkupplung (8) vom Ausgang abgeschaltet.
- d) Der Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe (1) wird nun wieder zunehmend auf den vollen Ausschwenk winkel geführt, wobei dann die höchste Antriebsge schwindigkeit erreicht ist.
- e) Zum Wiederabsenken der Antriebsdrehzahl des Ausgan ges (6) werden die vorstehenden Schritte und Vorgänge umgekehrt durchlaufen.
8. Verfahren zum Betrieb eines Fahrantriebes nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte:
- a) Zum Anfahren der selbstfahrenden Maschine werden die auf volles Schluckvolumen gestellten Fahrmotoren mit einem mit zunehmenden Ausschwenkwinkel der Fahran triebspumpe (1) gespeist.
- b) Bei vollem Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe (1) wird dann der erste Verstellmotor kontinuierlich bis in die Grenzstellung seiner höchsten nach technischen oder wirtschaftlichen Gesichtspunkten bestimmten zuge lassenen Drehzahl zurückgeschwenkt.
- c) Nach Erreichen der Grenzstellung werden der Verstell winkel des ersten Verstellmotors sprungartig bis in die Selbsthemmung geführt und der Ausschwenkwinkel der Fahr antriebspumpe (1) um den Betrag zurückgenommen, der dem letztlichen Schluckvolumen des ersten Verstellmotors entsprach und er wird durch die Schaltkupplung (8) vom Ausgang abgeschaltet.
- d) Der Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe (1) wird wieder zunehmend auf den vollen Ausschwenkwinkel geführt und nach seinem Erreichen dann der zweite Ver stellmotor kontinuierlich bis zu der Grenzstellung seiner höchsten nach technischen oder wirtschaft lichen Gesichtspunkten bestimmten zugelassenen Dreh zahl zurückgeschwenkt, wobei dann die höchste An triebsdrehzahl erreicht ist.
- e) Zum Wiederabsenken der Antriebsdrehzahl des Ausgan ges (6) werden die vorstehenden Schritte und Vorgänge umgekehrt durchlaufen.
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