DE4110161C2 - - Google Patents
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- DE4110161C2 DE4110161C2 DE4110161A DE4110161A DE4110161C2 DE 4110161 C2 DE4110161 C2 DE 4110161C2 DE 4110161 A DE4110161 A DE 4110161A DE 4110161 A DE4110161 A DE 4110161A DE 4110161 C2 DE4110161 C2 DE 4110161C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für Fahrzeuge, insbeson
dere Nutzfahrzeuge, mit einer mechanischen Antriebsverbindung zwischen dem
Verbrennungsmotor und den Antriebsrädern der Hauptantriebsachse sowie mit
einem zu- und abschaltbaren Zusatzantrieb für die Fahrzeugräder der Zusatzan
triebsachse, bei der der Zusatzantrieb als hydrostatischer Einzelradantrieb mit in
den Naben der Fahrzeugräder angeordneten Hydromotoren ausgebildet ist und
eine vom Verbrennungsmotor direkt antreibbare hydrostatische Schrägscheibenregelpumpe
mit regulierbarer Fördermenge und regulierbarem Druck vorgesehen
ist, die die Antriebsenergie für die Hydromotoren liefert.
Herkömmliche Allradnutzfahrzeuge in der 4×4 oder 6×6-Bauweise sind in der Re
gel gemäß folgendem Antriebskonzept ausgelegt: Die Drehmomentenübertra
gung erfolgt vom Motor über ein Schaltgetriebe und eine kurze Gelenkwelle auf
ein Verteilergetriebe. Vom Verteilergetriebe verläuft ein Gelenkwellenstrang zur
Hinterachse, während über einen zweiten Anstriebsflansch und eine Gelenkwelle
das Drehmoment auf die starre Vorderantriebsachse übertragen wird. Hierbei
kann gemäß einer bekannten Ausführung der Vorderachsantrieb mittels einer
druckluftgeschalteten Klauenkupplung zu- und abgeschaltet werden. Dies ist je
doch nur im Stillstand oder Fast-Stillstand des Fahrzeuges möglich. Dieses An
triebskonzept ist belastet mit einem hohen Eigengewicht des Antriebsstranges
und einem dadurch bedingten relativ großen Nutzlastverlust. Weiterhin erfor
dert die unter dem Verbrennungsmotor angeordnete, vordere Antriebsachse we
sentliche Eingriffe in die bestehende Fahrzeugstruktur; aus Gründen der Freigän
gigkeit müssen Motor und Fahrerhaus angehoben werden. Diese Antriebskon
zeption ist einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt, da auch im abgeschalteten
Zustand des Vorderradantriebes eine erhebliche Anzahl beweglicher Teile weiter
hin mitlaufen. Dies führt auch zu einem ungünstigen Gesamtwirkungsgrad des
Antriebsstranges.
Hydraulische Antriebe sind seit langem bekannt, vor allem in der Baumaschinen
industrie. Eine bekannte Ausführung im Bereich der Kraftfahrzeuge ist aus der
DE-35 45 481 A1 bekannt. Es ist hier eine mit mechanischen Mitteln permanent
angetriebene Hinterachse vorgesehen und ein zu- und abschaltbarer Vorder
achsantrieb, der aus einzelradaufgehängten, mit Hydromotoren versehenen Rä
dern besteht, wobei die Hydromotoren von einer am Schaltgetriebe des Motors
angebrachten Pumpe angetrieben werden.
Nach der DE-OS 19 01 762 ist ein Fahrzeug bekannt mit mindestens zwei unab
hängig angetriebenen Achsen, von denen wenigstens eine, inbesondere die Vor
derachse, von einem hydrostatischen Getriebe angetrieben wird, das wenigstens
eine Hydropumpe aufweist, wobei die Hydropumpe Retarderfunktion haben
kann.
In der DE-OS 24 49 464 ist ein Landfahrzeug mit ausschließlich hydraulischem An
trieb offenbart, wobei das hydraulische Fahrzeuggetriebe auch als Fahrzeug
bremse gilt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt dieser Erfindung die Aufgabe zu
grunde, die hydraulische Einrichtung, bezogen auf die für Nutzfahrzeuge gege
benen Einsatzbedingungen, optimal auszunutzen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die hydrostatische Pumpe mit
tels eines 4/2-Wege-Ventils wahlweise über einen hydrostatischen Kreislauf und
ein 4/2-Wege-Ventil auf den Antrieb der in Fahrzeugrädern der Zusatzantriebs
achse angeordneten Hydromotoren oder über einen anderen hydraulischen
Kreislauf und ein Drosselventil als Retarder auf die Fahrzeugräder des Hauptan
triebs wirksam umsetzbar ist und ein von einer Elektroeinheit geregelter Steuer
kreislauf vorgesehen ist. Der Zusatzantrieb in der hydraulischen Variante ist we
sentlich leichter als bekannte mechanische Antriebe. Um sowohl hydrostatische
Pumpe wie auch Hydromotoren in vernünftigen Dimensionen zu halten, wird die
Zuschaltung der zusätzlichen Zusatzantriebsachse auf eine verhältnismäßig nied
rige Geschwindigkeit, z. B. 30 km/h, begrenzt. Dies ist auch konzeptionell sinnvoll,
da Traktionshilfen nur da benötigt werden, wo ohnehin mit geringerer Ge
schwindigkeit gefahren wird, z. B. auf Steigungs- oder bei Geländefahrten. Es ist
hierbei möglich, aus der Fahrbewegung heraus den Zusatzantrieb ein- oder aus
zuschalten. Dies kommt dem praxisgerechten Fahrbetrieb entgegen. Bei Normal
fahrt heißt dies: Fahren ohne Zusatzantrieb mit dem günstigsten Antriebswir
kungsgrad, bei Auftauchen von Traktionsproblemen wird der Zusatzantrieb zu
geschaltet, ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf Faststillstand reduzieren
zu müssen. Wenn die Zusatzantriebsachse weggeschaltet wird, entfallen bis
auf die Pumpe sämtliche Bewegungen in den Antriebsteilen, inclusive der Motoren,
wobei hier eine spezielle Technik der Hersteller vorliegt. Der Wirkungsgrad
des Fahrzeuges entspricht nun weitgehend dem Antriebswirkungsgrad eines
4×2-Fahrzeuges. Die entscheidende Weiterentwicklung gegenüber dem Stand
der Technik ist nun die wahlweise Benutzung der Hydraulikpumpe für den An
trieb der Vorderräder oder alternativ der Einsatz als Retarder auf die Hauptan
triebsachse. Es addieren sich also hier die Vorteile einer größeren Geländegängig
keit und Steigungsfähigkeit des Fahrzeuges mit der Möglichkeit einer wirkungs
volleren Abbremsung im Gefälle oder in einer gefährlichen Verkehrssituation,
ohne daß zusätzliche Baumittel aufgewendet werden müssen. Die Erfindung
wird auch im wesentlichen Maße dadurch bestimmt, daß zwei hydraulische Kraft
kreisläufe und ein von der Elektronikeinheit beeinflußter Steuerkreislauf vorge
sehen ist. Solcherart ist ein Kreislauf wirksam, wenn das Fahrzeug mit zugeschal
tetem Zusatzantrieb arbeiten soll und der andere Kreislauf für die Retarderfunk
tion auf die Hauptantriebsachse.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung sind als Hydromotoren in den
Radnaben Radialkolbenmotoren vorgesehen. Die Radialkolbenmotoren weisen
eine gedrungene Bauart auf und sind solcherart also auch räumlich leicht unter
zubringen. Ein weiterer entscheidender Vorteil dieser Motorenart ist es, daß sie
aus dem Stand heraus gleich ein hohes Drehmoment aufbringen und somit im
schwergängigen Gelände besondere Vorteile erzielen.
Die Schrägscheibenregelpumpe ist über ein Vorgelege mit der Kurbelwelle des
Verbrennungsmotores verbunden. Das Übersetzungsverhältnis wird so gewählt,
daß die maximale Pumpendrehzahl bei maximaler Motordrehzahl erreicht wird.
Während des Fahrbetriebes dreht die Pumpe bei allen Geschwindigkeiten syn
chron zu der nicht sehr stark schwankenden Motordrehzahl.
In weiterer Ausgestaltung können die Hydromotoren in bekannter Weise so aus
gelegt sein, daß sie auf die Hälfte ihres Schluckvolumens umschaltbar sind. Auf
diese Weise kann eine gestufte Abstimmung auf andere Fahrbedingungen erfol
gen, nämlich ein schnelleres Fahren bei geringerem Drehmomentbedarf.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist ein Handhebel mit einem
elektrischen Weggeber zum Wirksamsetzen der Pumpe als Retarder für die
Hauptantriebsachse vorgesehen, wobei vom Potentiometer des Handhebels über
die Elektronikeinheit auf Öffnen des Druckregelventils geschaltet wird. Bei Be
trieb im Retarderkreislauf wird dann ständig das Drosselventil über ein Signal vom
Motordrehzahlgeber proportional geöffnet.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist bei Retarderbetrieb die Stell
scheibe der Pumpe stets annähernd in maximaler Schrägstellung, d. h. auf die
größte Fördermenge eingestellt, und es ist bei minimaler Motordrehzahl ein mi
nimaler Querschnitt und bei maximaler Motordrehzahl ein maximaler Quer
schnitt des Drosselventils eingestellt; die Druck- bzw. Bremsmomenteinstel
lung erfolgt in Abhängigkeit von der Anstellung der Pumpenstellscheibe. Sol
cherart muß die Stellscheibe beim Regelvorgang nur unwesentlich in einem klei
nen Bereich verstellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zusatzantrieb auch bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten wirksam setzbar, indem bei über einen Grenzwert stei
gender Fahrgeschwindigkeit das Schluckvolumen der Radialkolbenmotoren mit
tels Kurzschluß von mindestens zwei Arbeitskolben stufenweise reduzierbar ist.
Bei geringer Geschwindigkeit haben also die Radmotore ihr volles Schluckvolu
men, d. h. 100%. Mit steigender Geschwindigkeit wird das Schluckvolumen stu
fenweise reduziert, so entspricht z. B. eine Kurzschlußschaltung von zwei Zylin
dern einer Reduzierung von 20%, anschließend Kurzschlußschaltung von vier Zy
lindern einer Reduzierung um 40%, Kurzschlußschaltung von 6 Zylindern einer
Reduzierung von 60% usw. Die Radialkolbenmotoren haben jeweils 10 Zylinder,
so daß bei maximaler Geschwindigkeit gleich Höchstdrehzahl der Motoren das
Schluckvolumen der Hydromotore nur noch 20% beträgt. Die Förderkapazität
der Pumpe wird hierbei nicht überschritten. Das Drehmoment der Radmotoren
reduziert sich im gleichen Maße wie das Schluckvolumen der Radmotore redu
ziert wird. Durch entsprechende konstruktive Maßnahmen muß der Hersteller
der Radmotoren dafür Sorge tragen, daß bei höheren Geschwindigkeiten die Rol
len der Hubkolben nicht von den Kurvenbahnen abheben.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Zusatzantrieb bei voller Aus
schöpfung des Fördervermögens der Pumpe und unzulässig großem Absinken der
Motordrehzahl automatisch abschaltbar. Die kritischen Werte werden durch Si
gnale vom Motordrehzahlgeber und vom Fahrgeschwindigkeitsgeber auf die
Elektronikeinheit vorgegeben, gleichzeitig schaltet die Elektronikeinheit auf den
Retarderkreislauf um. Die Stellscheibe der Pumpe stellt sich senkrecht, während
beide 4-Wege-Ventile gesperrt sind. Auf diese Weise wird der gesamte Kreislauf
ruhig gestellt. Es sind keine drehenden Teile mehr vorhanden bis auf die Schräg
scheibenstellpumpe, die sich aber nunmehr nur im Leerlauf dreht.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schemabild der Antriebseinrichtung mit den entsprechenden
hydraulischen Kreisläufen.
Die Fig. 1 zeigt ein Allradfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Haupt
antriebsachse 27 und den dazugehörigen Antriebsrädern 21 und 22. Die Antriebs
achse 27 wird in konventioneller Weise von einem Verbrennungsmotor 17 über
ein Schaltgetriebe 18 und Gelenkwelle 28 angetrieben. Am Verbrennungsmo
tor 17 ist eine Schrägscheibenregelpumpe 3 angeflanscht, die als Nebenantrieb
vom Motor 17 über das Vorgelege 10 angetrieben wird. Das Übersetzungsver
hältnis wird so gewählt, daß die maximale Pumpendrehzahl bei maximaler Mo
tordrehzahl erreicht wird. Während des Fahrbetriebes dreht die Pumpe bei allen
Geschwindigkeiten synchron zu der nicht sehr stark schwankenden Motordreh
zahl. In einem geschlossenen Kreislauf 23 fördert die Pumpe 3 Öl zu den in der Zu
satzantriebsachse gehörigen Einzelrädern 20, 19 integrierten Radialkolbenmoto
ren 1, 2. In der Schrägscheibenregelpumpe 3 ist eine Speisepumpe integriert; sie
saugt über Filter 16 Öl aus dem Ölbehälter 26 und sorgt so für den erforderlichen
Ansaugdruck. Die Druckbegrenzung des Systems erfolgt innerhalb der Regelpum
pe. Ein erster hydraulischer Kreislauf 23 sorgt für die Beaufschlagung der als Radi
alkolbenmotoren ausgebildeten, in den Vorderrädern 18 und 19 angeordneten
Hydraulikmotoren 1, 2. Über ein 4/2-Wege-Ventil 8 ist der für den Druckaufbau
erforderliche geschlossene Kreislauf zu schließen, damit die Radialkolbenmoto
ren die Räder 20 und 19 antreiben. Wird das Wegeventil offen gestellt, so fließt
das Öl drucklos in den Tank 26. Es herrscht nunmehr nur noch Speisepumpen
druck im Hydrauliksystem. Die Kolben der Radmotoren heben sich infolge ihrer
Konstruktionseigenart von den Kurvenbahnen ab, und es erfolgt somit ein Frei
kuppeln der Motoren. Auf die hydraulische Steuerung des Freikuppelvorganges
wird hier nicht näher eingegangen, da dies bekannter Stand der Technik bei den
Motorenherstellern ist. Dem Schaltbild ist ein weiterer hydraulischer Kreislauf 24
zu entnehmen, der dann wirksam gesetzt wird, wenn das 4/2-Wege-Ventil 4 ge
schlossen wird und die Hydromotoren somit außer Funktion gesetzt werden. Das
4/2-Wege-Ventil 4 hat die Aufgabe, die beiden Funktionen "Fahren mit Allrad"
und "Fahren im Retarderbetrieb" zu trennen. Die Schaltung des 4/2-Wege-
Ventiles 4 erfolgt mittels eines Ein-Aus-Schalters 13 über die Steuerung einer
Elektronikeinheit 14. Dies kann von Hand geschehen aber auch automatisch,
wenn die Hydraulikpumpe 3 von ihrer Funktion als Allradantrieb in die Retarder
funktion übergeht. Während der Fahrt mit Zusatzantrieb steht der Betätigungs
schalter 13 auf "Ein" und Ventil 4 ist auf Durchgang geschaltet. Das Drosselventil 9
ist hierbei geschlossen und Ventil 8 gesperrt. Der Betätigungshebel für den Retar
derbetrieb ist über die Elektronikeinheit 14 ausgeschaltet.
Je nach Stellung des Gaspedals 6 wird über Druckregelventil 5 ein bestimmter
Steuerdruck auf das Stellgerät der Hydraulikpumpe 3 abgegeben. Synchron dem
Steuerdruck ergibt sich der Versorgungsdruck für die Hydromotoren 1, 2. Die Stel
lung des Gaspedals 6 bestimmt also über den Versorgungsdruck das Drehmoment
an den Hydromotoren. Dies entspricht auch dem Drehmomentenwunsch am Die
selmotor und somit dem Drehmomentenwunsch an den Rädern der Hinterachse.
Mit steigender Geschwindigkeit wird das erforderliche Schluckvolumen der Rad
motoren, 1, 2 immer größer. Die Stellscheibe der Pumpe 3 muß immer weiter aus
schwenken. Damit die Baugröße der Pumpe möglichst klein gehalten werden
kann, wird bei größerer Geschwindigkeit gemäß einem Signal von Geschwindig
keitsmesser 12 über die Elektronikeinheit 14 durch einen Schaltvorgang inner
halb der Motoren das Schluckvolumen auf die Hälfte reduziert. Das mögliche
Raddrehmoment reduziert sich in diesem Augenblick ebenfalls um die Hälfte. Das
Umschalten der Motoren ist bekannter Stand der Technik der Motorenhersteller
und soll hier nicht weiter dargestellt und erläutert werden.
Wenn das Fördervermögen der Hydraulikpumpe 3 voll ausgeschöpft ist, z. B. Fah
ren bei 18 oder 30 km/h, darf die Motorendrehzahl nicht zu weit absinken (n-Mo
tor Minimum ca 1000 ¹/min), da sonst Kavitationsgefahr besteht. Im kritischen
Ereignisfall schaltet sich der Vorderachsantrieb auf Signale von Motordrehzahl
geber 11 und Geschwindigkeitsmesser 12 ab. Es wird umgeschaltet auf Retarder
kreis, das Ventil 8 öffnet zum Ölbehälter 26. Über die Elektronikeinheit 14 schal
tet Gaspedal 6 aus und Ventil 5 auf Sperrung, während die Stellscheibe der Pum
pe ihre vertikale Stellung einnimmt. Das Potentiometer des Gaspedals 6 wird aus
geschaltet und im Anschluß daran schaltet auch das 4/2-Wege-Ventil 4 auf Sper
rung. Die Motoren 1, 2 kuppeln sich nach dem bereits beschriebenen Verfahren
frei. Beim manuellen Ausschalten des Vorderradantriebes durch Betätigung von
Schalter 13 erfolgt die Abschaltung in gleicher Weise.
Wenn der Vorderradantrieb abgeschaltet ist, steht die Hydraulikpumpe 2 zur Re
tarderbremsung auf die Hinterachse 27 zur Verfügung. Hierbei wird über die
Elektronikeinheit 14 das Drosselventil 9 aktiviert. Über den Drehzahlgeber 11 und
die Elektronikeinheit 10 wird das Drosselventil 9 motordrehzahlabhängig gesteu
ert, d. h. bei nMotormax ist das Drosselventil auf größte Weite eingestellt, bei nMotormin
ist das Drosselventil 9 auf seine engste Stellung eingestellt. Nun wird die Elek
tronik 14 das Potentiometer des Handhebels 7 eingeschaltet und Druckregelven
til 5 aktiviert. Nunmehr besteht die Möglichkeit einer Retarderbremsung. Wenn
der Handhebel 7 auf 0 steht, ist das Druckregelventil 5 gesperrt und es liegt kein
Druck an der Steuerleitung 25 an. Die Regelscheibe steht dabei senkrecht. Bei je
der anderen Stellung des Handhebels 7 wird ein entsprechender Druck über das
Druckregelventil 5 vor dem Drosselventil 9 erzeugt. Die Stellscheibe der Schräg
scheibenregelpumpe 3 stellt sich schräg. Die Pumpe wirkt nunmehr wie ein Retar
der und erzeugt über Schaltgetriebe 18 ein bestimmtes Bremsmoment auf die Rä
der 21 und 22 der Hinterachse 27. Das verstellbare Drosselventil 9 ist dabei so aus
gelegt, daß bei maximaler Motordrehzahl eine maximale Drosselweite und bei
minimaler Motordrehzahl eine minimale Drosselweite sich einstellt, wobei wei
terhin die Stellscheibe der Pumpe in annähernd auf maximale Förderung steht.
Die Druckregelung erfolgt hierbei durch minimale Verstellung der Scheibe inner
halb eines kleinen Schwenksektors. Das Moment am Pumpenantrieb entspricht
dem Retardermoment und ist abhängig von dem Winkel der Stellscheibe und
vom Förderdruck. Durch die verstellbare Drossel ist bei Retarderbetrieb der Win
kel der Pumpenstellscheibe unabhängig von der Motordrehzahl weitgehend kon
stant. Das Retardermoment ist synchron dem eingestellten Förderdruck. Dabei
bewirkt die Stellung des Handhebels 7 auf "klein" eingestellt einen geringen
Druck und damit ein geringes Retardermoment, dagegen auf Stellung "max" ein
gestellt einen großen Pumpendruck entsprechend einem großen Retardermo
ment. Die jeweilige Drehzahl des Dieselmotors ist hierbei ohne Bedeutung.
Anstatt eines Allradantriebes können in diesem System auch andere hydraulische
angetriebene Nebenaggregate betrieben werden. Bei Retarderbremsung kann
auch als Grundbremslast weiterhin die bekannte Motorbremse Verwendung fin
den.
Retarderbremsungen sind auch während des Allradbetriebes (bis ca. 30 km/h)
möglich, d. h., zu dem Zeitpunkt, wo der Allradantrieb abgeschaltet wird, kann
sogleich die Retarderbremsung beginnen. Dabei würde sich folgender Funkti
onsablauf ergeben: Das Gaspedal 6 mit seinem Potentiometer ist in Nullstellung.
Es erfolgt ein Signal an die Elektronikeinheit 14 "Abschalten des Allradantriebes"
und Aktivierung des Retarders, wie es vorstehend in den Details beschrieben wor
den ist.
Es ist auch ein Allradbetrieb mit höheren Geschwindigkeiten denkbar. Und zwar
ist dies in dem vorbeschriebenen System wie folgt möglich: Bei geringer Ge
schwindigkeit haben die Radmotoren ihr volles Schluckvolumen mit 100%. Mit
steigender Geschwindigkeit wird das Schluckvolumen stufenweise reduziert und
zwar in Kurzschlußschaltung von z. B. zwei Zylinder. Das entspricht einer Redu
zierung um 20%, 4 Zylinder kurzgeschlossen ergibt eine Reduzierung um 40%,
Kurzschlußschaltung von 6 Zylindern eine Reduzierung von 60% usw. Die Rad
motoren haben jeweils 10 Zylinder, so daß bei maximaler Geschwindigkeit gleich
Höchstdrehzahl der Radmotoren 1, 2 das Schluckvolumen der Radmotoren nur
noch 20% beträgt. Die Förderkapazität der Hydraulikpumpe 3 wird dabei nicht
überschritten. Das Drehmoment der Radmotoren reduziert sich im gleichen Ma
ße, wie das Schluckvolumen der Radmotoren reduziert wird. Dabei muß der Her
steller der Radmotoren durch entsprechende konstruktive Maßnahmen dafür
Sorge tragen, daß bei höheren Geschwindigkeiten die Rollen der Hubkolben
nicht von den Kurvenbahnen abheben.
Bezugszeichenliste
1 Radialkolbenmotor
2 Radialkolbenmotor
3 Schrägscheibenregelpumpe
4 4/2-Wege-Ventil
5 Druckregelventil
6 Gaspedal mit Potentiometer
7 Handhebel mit Potentiometer
8 4/2-Wege-Ventil
9 Drosselventil
10 Rädervorgelege von
11 Motordrehzahlgeber
12 Geschwindigkeitsmesser
13 Ein-Aus-Schalter für Allradantrieb
14 Elektronikeinheit
15 Ölkühler
16 Ansaugfilter
17 Verbrennungsmotor
18 Schaltgetriebe
19 Fahrzeugrad
20 Fahrzeugrad
21 Fahrzeugrad
22 Fahrzeugrad
23 Hydraulischer Kraftkreislauf
24 Hydraulischer Kraftkreislauf
25 Hydraulischer Steuerkreislauf
26 Öltank
27 Hauptantriebsachse
28 Gelenkwelle
2 Radialkolbenmotor
3 Schrägscheibenregelpumpe
4 4/2-Wege-Ventil
5 Druckregelventil
6 Gaspedal mit Potentiometer
7 Handhebel mit Potentiometer
8 4/2-Wege-Ventil
9 Drosselventil
10 Rädervorgelege von
11 Motordrehzahlgeber
12 Geschwindigkeitsmesser
13 Ein-Aus-Schalter für Allradantrieb
14 Elektronikeinheit
15 Ölkühler
16 Ansaugfilter
17 Verbrennungsmotor
18 Schaltgetriebe
19 Fahrzeugrad
20 Fahrzeugrad
21 Fahrzeugrad
22 Fahrzeugrad
23 Hydraulischer Kraftkreislauf
24 Hydraulischer Kraftkreislauf
25 Hydraulischer Steuerkreislauf
26 Öltank
27 Hauptantriebsachse
28 Gelenkwelle
Claims (10)
1. Antriebseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit einer
mechanischen Antriebsverbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und
den Antriebsrädern der Hauptantriebsachse sowie mit einem zu- und ab
schaltbaren Zusatzantrieb für die Fahrzeugräder der Zusatzantriebsachse,
bei der der Zusatzantrieb als hydrostatischer Einzelradantrieb mit in den Na
ben der Fahrzeugräder angeordneten Hydromotoren ausgebildet ist und
eine vom Verbrennungsmotor direkt antreibbare hydrostatische Schrägschei
benregelpumpe mit regulierbarer Fördermenge und regulierbarem Druck
vorgesehen ist, die die Antriebsenergie für die Hydromotoren liefert, da
durch gekennzeichnet, daß als hydrostatische Pumpe (3) mittels eines 4/2-
Wege-Ventils (4) wahlweise über einen hydraulischen Kreislauf (23) und ein
4/2-Wege-Ventil (8) auf den Antrieb der in den Fahrzeugrädern (19, 20) der
Zusatzantriebsachse angeordneten Hydromotoren (1, 2) oder über einen hy
draulischen Kreislauf (24) und ein Drosselventil (9) als Retarder auf die Fahr
zeugräder (21, 22) der Hauptantriebsachse (27) wirksam setzbar ist und ein
von einer Elektronikeinheit (14) geregelter Steuerkreislauf (25) vorgesehen
ist.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hy
dromotoren (1, 2) Radialkolbenmotoren vorgesehen sind.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schrägscheibenregelpumpe (3) über ein Vorgelege (10) mit der Kurbel
welle des Verbrennungsmotors (17) verbunden ist.
4. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Schrägscheibenregelpumpe (3) in bekannter Weise eine Speise
pumpe integriert ist, die, aus dem Ölbehälter (26) gespeist, an einen ein
Druckregelventil (5) aufweisenden Hydrauliksteuerkreis (25) ange
schlossen ist, wobei über das Druckregelventil (5) der Steuerdruck, vorgegeben
aus der Stellung des Gaspedals (6) auf das Stellgerät der Pumpe (3)
übertragbar ist und sich dem Steuerdruck proportional der Versorgungs
druck für die Hydraulikmotoren (1, 2) aufbaut.
5. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer bestimmten Fahrgeschwin
digkeit die Hydromotoren (1, 2) in bekannter Weise auf die Hälfte ihres
Schluckvolumens umschaltbar sind.
6. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß sich bei voller Ausschöpfung des Pumpenförder
vermögens und einer Mindestgrenzdrehzahl des Verbrennungsmotors (17)
(z. B. 1000 ¹/min.) der Zusatzantrieb über die 4/2-Wege-Ventile (8, 4), die von
dem Signalgeber (12) für die Fahrgeschwindigkeit und von dem Signalge
ber (11) für die Motordrehzahl über die Elektronikeinheit (14) ein entspre
chendes Signal erhalten, abschaltet und weiterhin das regelbare Drosselven
til (9) von Sperrstellung über ein Signal von Motordrehzahlgeber (11) propor
tional der gerade anstehenden Drehzahl geöffnet wird, wie auch der elek
trische Signalgeber des Gaspedales (6) ausgeschaltet wird und darüber
Druckregelventil (5) in Sperrstellung schaltet.
7. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß ein Handhebel (7) mit einem elektrischen Weg
geber zum Wirksamsetzen der Pumpe (3) als Retarder für die Hauptantrieb
sachse vorgesehen ist, wobei vom Potentiometer des Handhebels (7) über
die Elektronikeinheit (14) auf Öffnen des Druckregelventils (5) geschaltet
wird.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Re
tarderbetrieb die Stellscheibe der Pumpe (3) stets annähernd in maximaler
Schrägstellung, das heißt, auf die größte Fördermenge eingestellt ist und
bei minimaler Motordrehzahl ein minimaler Querschnitt bei maximaler Mo
tordrehzahl ein maximaler Querschnitt des Drosselventils (9) eingestellt ist
und die Druck- bzw. Bremsmomenteinstellung in Abhängigkeit von der
Anstellung der Pumpenstellscheibe erfolgt.
9. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb auch bei höheren Fahrge
schwindigkeiten wirksam setzbar ist, indem bei über einem Grenzwert stei
gender Fahrgeschwindigkeit das Schluckvolumen der Radialkolbenmoto
ren (1, 2) mittels Kurzschluß von mindestens zwei Arbeitskolben stufenwei
se reduzierbar ist.
10. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß bei voller Ausschöpfung des Fördervermögens
der Pumpe (3) und unzulässig großem Absinken der Motordrehzahl, ange
zeigt durch Signale von Motordrehzahlgeber (11) und Fahrgeschwindigkeit
geber (12) auf die Elektronikeinheit (14), der Zusatzantrieb automatisch ab
schaltbar ist, wobei die Elektronikeinheit (14) das Druckregelventil (5) auf
Sperrung schaltet, die Stellscheibe der Pumpe sich senkrecht stellt und das
4/2-Wege-Ventil (4) gesperrt ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4110161A DE4110161A1 (de) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | Antriebseinrichtung fuer fahrzeuge |
DE59201697T DE59201697D1 (de) | 1991-03-27 | 1992-02-20 | Antriebseinrichtung für Fahrzeuge. |
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