DE3907633A1 - Stufenlos regelbarer hydrostatischer fahrantrieb - Google Patents

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

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.