DE4243457C2

DE4243457C2 - Belt drive

Info

Publication number: DE4243457C2
Application number: DE19924243457
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Hoefflinger
Original assignee: Individual
Current assignee: HOEFFLINGER, WERNER, PROF. DR.-ING., 50769 KOELN,
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2012-12-23
Also published as: DE4243457A1

Description

Die Erfindung betrifft hydrostatische Bandantriebe mit je einem auf die Antriebs trommel und eiinem auf die Umlenktrommel wirkenden, untereinander parallelgeschalteten und von einer gemeinsamen Hydropumpe beaufschlagten Hydromotor, insbesondere für Raupenfahrwerke von land- oder bauwirtschaftlichen oder ähnlichen Fahrzeugen.The invention relates to hydrostatic belt drives with one each on the drive drum and one acting on the deflection drum, one below the other connected in parallel and acted upon by a common hydraulic pump Hydromotor, in particular for crawler tracks of agricultural or construction or similar vehicles.

Es ist allgemein bekannt, Bandlaufwerke hydrostatisch anzutreiben, wobei vor zugsweise jedem Bandlaufwerk ein eigener Hydrostatikkreis mit üblicherweise einer stufenlos über Null verstellbaren Pumpe und einem Konstantmotor zugeordnet wird, um eine besonders einfache und stufenlose Geschwindigkeits-, Fahrtrichtungs- und Lenkwinkelverstellung zu realisieren. Es ist ferner allgemein bekannt, für größere Geschwindigkeitsbereiche statt des Konstantmotors einen Motor mit verstellbarem Schluckvolumen (z. B. einen stufig oder stufenlos verstellbaren Axialkolbenmotor oder einen Radialkolbenmotor mit abschaltbaren Zylindern) oder ein nachgeschaltetes mechanisches Schaltgetriebe einzusetzen, wodurch allerdings Kosten, Gewicht, Bauraumbedarf und Bedienungskomfort nachteilig beeinflußt werden.It is generally known to drive tape drives hydrostatically, whereby before preferably each tape drive has its own hydrostatic circuit with usually one infinitely variable pump and a constant motor are assigned, a particularly simple and infinitely variable speed, direction of travel and Realize steering angle adjustment. It is also well known for larger ones Speed ranges instead of the constant motor a motor with adjustable Displacement (e.g. a stepped or continuously adjustable axial piston motor or a radial piston motor with cylinders that can be switched off) or a downstream one mechanical gearbox to use, but this means costs, weight Space requirements and ease of use are adversely affected.

Bei all diesen Lösungen erfolgt die Übertragung der Zugkräfte auf die Kette oder das Laufband nur über einen einzigen Hydromotor. Unter hoher Zugkraftbelastung tritt daher bei formschlüssigem Antrieb ein hoher Verschleiß der Laufketten und Zahnkränze auf, während bei kraftschlüssigem Antrieb die Gefahr des Durchrutschens des Laufbandes besteht bzw. nur durch hohe Vorspannkräfte ausgeschlossen werden kann, was wiederum zu erhöhtem Verschleiß führt.With all these solutions, the tensile forces are transmitted to the chain or the Treadmill using only a single hydraulic motor. Under high tensile load therefore with positive drive a high wear of the crawlers and Sprockets open, while the risk of slipping if the drive is friction-locked of the treadmill exists or can only be excluded by high pretensioning forces can, which in turn leads to increased wear.

Aus der DE-AS 11 38 356 ist ein endloses Förderband od. dgl. mit zwei voneinander unabhängigen hydraulischen Endantrieben bekannt, von denen jeder aus einem hydrostatischen Getriebe mit Elektromotor besteht und je einen eigenen Leistungsregler aufweist. Aus der DE-AS 12 50 389 ist ferner für eine solche Antriebsanordnung ein hydraulischer Freilauf bekannt, der über Kurzschlußleitungen, ansteuerbare Rückschlagventile und Steuereinheiten das Überholen des einen hydraulischen Antriebes durch den anderen vermeiden soll.DE-AS 11 38 356 is an endless conveyor belt or the like with two of them independent hydraulic end drives known, each from a hydrostatic transmission with electric motor and each has its own Has power regulator. From DE-AS 12 50 389 is also for such Drive arrangement known a hydraulic freewheel that over short-circuit lines, controllable check valves and control units overtaking one avoid hydraulic drive by the other.

In der DE-Z Glückauf, H. 24, 21. 11. 68, S. 1099-1108 wird über "Erfahrungen mit hydrostatischen Antrieben für Stahlgliederbänder und für Kohlenhobel" berichtet, wobei u. a. die Vorteile von hydrostatischen gegenüber elektrischen Bandantrieben dargelegt werden und ein Antrieb beschrieben ist, bei dem zwei Hydropumpen auf einen Hydromotor wirken. DE-Z Glückauf, H. 24, November 21, 68, pp. 1099-1108 describes "Experiences with hydrostatic drives for steel link belts and for coal planes "reports, where u. a. the advantages of hydrostatic versus electric belt drives are set out and a drive is described in which two hydraulic pumps act a hydraulic motor.

In der DE-Z Hebezeuge und Fördermittel, Berlin 32, 1992, 7, S. 309-317 wird die "Hydrotransmatic - ein neuartiger stufenloser, lastschaltfreier hydrostatischer Fahrantrieb" beschrieben. Dieser Fahrantrieb besteht aus einer Verstell-Pumpe, die in Parallelschaltung einen Konstant- und einen Verstellmotor treibt, welche wiederum über je eine Verzahnungsstufe auf einen oder je einen Achsantrieb wirken, wobei der Verstellmotor z. B. eine Planetenstufe mit Kupplung und Bremse sowie eine Steuerelektronik zum Zu- und Abschalten aufweist. Mit diesem Antrieb ist das sehr komfortable stufenlose Durchfahren eines größeren Zugkraft- und Geschwindigkeitsbereiches bei akzeptablen Getriebewirkungsgraden möglich, allerdings um den Preis eines nicht unbeträchtlichen technischen Aufwandes (2 zusätzliche Getriebestufen, Kupplungs-/Bremseinheit, Steuerelektronik).In the DE-Z hoists and funding, Berlin 32, 1992, 7, pp 309-317 the "Hydrotransmatic - a new type of stepless, power shift-free hydrostatic drive" described. This travel drive consists of a variable displacement pump, which is in Parallel connection drives a constant and a variable motor, which in turn act on one or each final drive via one gear stage, the Adjusting motor z. B. a planetary stage with clutch and brake and control electronics for switching on and off. This drive is very comfortable stepless passage through a larger traction and speed range possible with acceptable gear efficiency, but at the price a not inconsiderable technical effort (2 additional gear stages, Clutch / brake unit, control electronics).

Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, die genannten Nachteile zu vermeiden und einen einfachen, sowohl für hohe Zugkräfte als auch für höhere Geschwindigkeiten geeigneten hydrostatischen Bandantrieb zu schaffen.The aim of the invention is therefore to avoid the disadvantages mentioned and a simple one, both for high tractive forces and for higher speeds to create suitable hydrostatic belt drive.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einer der beiden Hydromotoren eine hydraulsiche Abschalteinrichtung aufweist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. The object is achieved in that at least one of the two Hydraulic motors has a hydraulic shutdown device. Other configurations the invention are described in the subclaims.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind insbesondere folgende:The advantages which can be achieved with the invention are in particular the following:

Bei hohem Bedarf an Zugkraft wird diese über beide Trommeln bzw. Kettenräder in das Laufband bzw. die Kette eingeleitet, wodurch die spezifische Belastung an der jeweiligen Krafteinleitungsstelle deutlich reduziert wird. Außerdem können die jetzt zwei Hydromotoren kleiner als nur ein einziger Hydromotor gewählt werden, wodurch insbesondere bei Schwerfahrzeugen günstigere Einbaubedingungen und Kosten erreichbar sind.If there is a high demand for tractive force, this is done via both drums or chain wheels initiated in the treadmill or chain, which causes the specific load the respective force application point is significantly reduced. In addition, the now two hydraulic motors smaller than one hydraulic motor are selected, which means more favorable installation conditions, especially for heavy vehicles Costs are achievable.

Durch hydraulisches Abschalten eines der beiden Hydromotoren über Sperrventile ist mit einfachen Mitteln eine Geschwindigkeitserhöhung möglich, da der von der Pumpe gelieferte Ölstrom jetzt nur noch einen Motor antreibt. Weitere Geschwin digkeitsbereiche können ferner durch an sich bekannte hydraulische Über setzungseinrichtungen geschaltet werden.By hydraulically switching off one of the two hydraulic motors via check valves it is possible to increase the speed with simple means, because of the Oil flow supplied by the pump now only drives one motor. More speed ranges can also be achieved by hydraulic over-known settlement devices are switched.

Dabei ergeben sich besonders günstige Zugkraft- und Geschwindigkeitsabstufun gen, wenn z. B. bei gleichen Trommeldurchmessern und mechanischen Endunter setzungen das Schluckvolumen des zweiten Hydromotors von dem des ersten Hydromotors verschieden ist, da Überschneidungen der einzelnen hydraulischen Übersetzungen vermieden werden. Beispielsweise wird für Radialkolbenmotoren mit Zylinderabschaltung und damit einer hydraulischen Übersetzung von z. B. 1 : 2 zweckmäßigerweise das Schluckvolumen des zweiten Hydromotors mit 3/4 (Fall I) bzw. 1/4 (Fall II) des ersten gewählt, wenn durch Kombination von Um- und Abschaltungen möglichst viele Übersetzungen mit hoher Zugkraft bzw. mit hoher Geschwindigkeit gewünscht sind. Dabei ergeben sich durch Um- bzw. Abschalten 8 verschiedene Schluckvolumina- und damit Zugkraft- bzw. Geschwindigkeits stufen mit den in der Tabelle angegebenen überschneidungsfreien Stufenverhält nissen. Wird nur die besonders kostengünstig darstellbare Umschaltung gewählt (Fall III), empfiehlt sich ein Schluckvolumenverhältnis (A):(B)=2 : 1 mit 4 verschie denen Stufen, die durch Abschalten des großen Hydromotors (A) um 2 über schneidungsfreie Stufen erweitert werden können:This results in particularly favorable traction and speed levels, if z. B. with the same drum diameters and mechanical end reductions, the absorption volume of the second hydraulic motor is different from that of the first hydraulic motor, since overlaps of the individual hydraulic ratios are avoided. For example, for radial piston engines with cylinder deactivation and thus a hydraulic ratio of z. B. 1: 2 expediently selected the swallowing volume of the second hydraulic motor with 3/4 (case I) or 1/4 (case II) of the first, if as many gear ratios as possible with high traction or with high by combining switching and switching Speed are desired. Switching or switching off results in 8 different swallowing volumes and thus tensile force or speed levels with the overlap-free step ratios given in the table. If only the particularly cost-effective switchover is selected (case III), we recommend an absorption volume ratio (A) :( B) = 2: 1 with 4 different stages, which are expanded by switching off the large hydraulic motor (A) by 2 over non-intersecting stages can:

Durch Um- bzw. Abschalten realisierbare hydraulische Übersetzungsverhältnisse Hydraulic gear ratios that can be achieved by switching over or off

Je nach Anwendungsfall können selbstverständlich auch andere Übersetzungs verhältnisse gewählt werden oder statt der unterschiedlichen Schluckvolumina bei gleichen Trommeldurchmessern und gleichen mechanischen Enduntersetzungen auch gleiche Schluckvolumina bei unterschiedlichen Trommeldurchmessern und/oder unterschiedlichen Enduntersetzungen oder beliebige Kombinationen dar aus ausgeführt werden.Depending on the application, other translations are of course also possible ratios are selected or instead of the different swallowing volumes same drum diameters and same mechanical final reductions also the same swallowing volume with different drum diameters and / or different final gear ratios or any combination run from.

Zur Entlastung des Fahrers werden die Abschalt-und/oder Übersetzungseinrichtun gen des/der Hydromotoren zweckmäßig von einer gemeinsamen Steuereinrichtung geschaltet, die entweder die Schaltfolge zur manuellen Betätigung vorgibt oder, mit einem Geber für den Hydrostatikdruck und/oder mit einem Geber für die Dreh zahldrückung des Antriebsmotors verbunden, eine einfache lastabhängige Auto matikschaltung zum Betrieb des Fahrzeuges mit optimalem Gesamtwirkungsgrad erlaubt. Selbstverständlich können, wie üblich, die beim Um- bzw. Abschalten ent stehenden Geschwindigkeitssprünge durch entsprechende Verstellung der Hydrau likpumpe praktisch völlig ausgeglichen werden.The switch-off and / or translation device are used to relieve the driver gene of the hydraulic motor (s) expediently from a common control device switched, which either specifies the switching sequence for manual operation or, with a sensor for the hydrostatic pressure and / or with a sensor for the rotation linked to the drive engine's numerical pressure, a simple load-dependent car automatic circuit for operating the vehicle with optimum overall efficiency allowed. Of course, as usual, the ent when switching or switching off standing speed jumps by appropriate adjustment of the hydraulic lik pump be practically completely compensated.

Bei Fahrzeugen mit mindestens zwei Raupenfahrwerken und einer zentralen Steu ereinrichtung für Fahrtrichtung- und Fahrgeschwindigkeit bietet sich die Zusam menschaltung der Steuereinrichtungen eines jeden Raupenfahrwerkes mit der zentralen Steuereinrichtung des Fahrzeuges zu einer integrierten, lastabhängigen und verbrauchsoptimierten Lenk- und Fahrsteuerung an.For vehicles with at least two crawler tracks and a central control The setup for the direction of travel and the speed of travel offers itself together Connection of the control devices of each crawler track with the central control device of the vehicle to an integrated, load-dependent and consumption-optimized steering and driving control.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles (Fig. 1) näher dargestellt und beschrieben.The invention is illustrated and described in more detail below using an exemplary embodiment ( FIG. 1).

Ein Bandlaufwerk 1 mit einer Antriebstrommel 2 und einer Umlenktrommel 4 wird von einem ersten, auf die Antriebstrommel wirkenden Hydromotor 3 und von einem zweiten, auf die Umlenktrommel wirkenden Hydromotor 5 angetrieben. Beide Hydromotoren 3, 5 sind mit je einer Abschalteinrichtung 6, 7 und einer Um schalteinrichtung 8, 9 verbunden, die von einer gemeinsamen Steuereinrichtung 10 betätigt werden. Als Betriebszustandsgeber stehen ein Geber 11 für den Hydrostatikdruck und ein Geber 12 für die Drehzahldrückung eines Antriebsmotors sowie außerdem eine zentrale Steuereinrichtung 13 in Signalverbindung mit der gemeinsamen Steuereinrichtung 10.A tape drive 1 with a drive drum 2 and a deflection drum 4 is driven by a first hydraulic motor 3 acting on the drive drum and by a second hydraulic motor 5 acting on the deflection drum. Both hydraulic motors 3 , 5 are each connected to a shutdown device 6 , 7 and a switching device 8 , 9 , which are actuated by a common control device 10 . A transmitter 11 for the hydrostatic pressure and a transmitter 12 for the speed reduction of a drive motor as well as a central control device 13 are in signal connection with the common control device 10 as the operating state transmitter.

Zum Betrieb des Bandlaufwerkes wird z. B. über die zentrale Steuereinrichtung 13 und die gemeinsame Steuereinrichtung 12 eine bestimmte Bandgeschwindigkeit für das Bandlaufwerk 1 vorgewählt, die beispielsweise durch Schaltung des Hydromotors 3 auf volles Schluckvolumen und Abschalten des Hydromotors 5 erreicht wird (Abschalteinrichtung 6 AUS, 7 EIN, Umschalteinrichtung 8 und 9 AUS). Übersteigt der Zugkraftbedarf einen vorgewählten oder zulässigen Wert, ergibt dies z. B. ein Signal des Gebers 11 für den Hydrostatikdruck ("vorgewählter Grenzwert überschritten") oder des Gebers 12 für die Drehzahldrückung des An triebsmotors ("unzulässiger Betriebszustand"). Dieses Signal wird über die gemeinsame Steuereinrichtung 10 zum hydraulischen Herunterschalten z. B. durch Zuschalten des Hydromotors 5 mit halbem Schluckvolumen (Abschalteinrichtung 7 AUS, Umschalteinrichtung 9 EIN) verwendet. Gegenüber dem sonst üblichen Zurückregeln der Hydroverstellpumpe, bei dem weiterhin die Krafteinleitung auf das Laufband oder die Laufkette des Bandlaufwerkes 1 nur über die Antriebs trommel erfolgen würde und damit eine Überlastung entstehen könnte, wird hier eine zweite Krafteinleitungsstelle mit der Umlenktrommel 4 aktiviert, so daß in dem Laufband bzw. der Laufkette keine lokal höheren Kräfte entstehen. Durch die Parallelschaltung der Hydromotoren 3 und 5 teilt sich der Förderstrom der Hydro verstellpumpe selbsttätig so auf beide Hydromotoren auf, daß sich gleiche Druck abfälle einstellen und keine inneren Verspannungen auftreten können.To operate the tape drive, for. B. via the central control device 13 and the common control device 12, a specific tape speed for the tape drive 1 is selected, which is achieved, for example, by switching the hydraulic motor 3 to full absorption volume and switching off the hydraulic motor 5 (switch-off device 6 OFF, 7 ON, switch-over device 8 and 9 OUT). If the tractive force requirement exceeds a preselected or permissible value, this results in e.g. B. a signal from the encoder 11 for the hydrostatic pressure ("preselected limit exceeded") or the encoder 12 for the speed reduction of the drive motor to ("impermissible operating state"). This signal is the common control device 10 for hydraulic downshift z. B. by switching on the hydraulic motor 5 with half the displacement (switch-off device 7 OFF, switch-over device 9 ON) used. Compared to the otherwise normal adjustment of the hydraulic variable displacement pump, in which the force introduction to the treadmill or the crawler belt of the tape drive 1 would only take place via the drive drum and thus an overload could occur, a second force introduction point with the deflection drum 4 is activated here, so that in the treadmill or the crawler belt does not generate any locally higher forces. By connecting the hydraulic motors 3 and 5 in parallel, the flow rate of the hydraulic variable displacement pump is divided automatically between the two hydraulic motors so that the same pressure drops occur and no internal tension can occur.

Werden höhere Geschwindigkeiten vorgewählt oder sind diese auf Grund geringe ren Zugkraftbedarfes vom Hydraulikdruck und der Antriebsmotorleistung her zu lässig, so wird über die Ab- bzw. Umschalteinrichtungen 6, 7, 8, 9 nach Maßgabe der Steuereinrichtungen 10 und 13 das Gesamtschluckvolumen der Hydromotoren 3 und 5 schrittweise reduziert, bis für Maximalgeschwindigkeit beispielsweise nur noch der kleinere Hydromotor 5 mit seinem kleinen Schluckvolumen arbeitet.If higher speeds are preselected or if these are permissible due to low tractive force requirements from the hydraulic pressure and the drive motor power, then the total swallowing volume of the hydraulic motors 3 and 3 is determined by the switching or switching devices 6 , 7 , 8 , 9 in accordance with the control devices 10 and 13 5 gradually reduced until, for example, only the smaller hydraulic motor 5 operates with its small absorption volume for maximum speed.

In die Steuereinrichtungen 10 und 13 können selbstverständlich auch weitere, hier nicht näher dargestellte, bekannte oder neuartige Signalein- und -ausgänge sowie Regelprozeduren wie z. B. elektronisches Motormanagement, interne und externe Schlupfüberwachungen oder gerätespezifische Lastbegrenzungen integriert wer den.In the control devices 10 and 13 can of course also other, not shown here, known or novel signal inputs and outputs and control procedures such. B. electronic engine management, internal and external slip monitoring or device-specific load limits who integrated the.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

1 Bandlaufwerk
2 Antriebstrommel
3 (erster) Hydromotor
4 Umlenktrommel
5 (zweiter) Hydromotor
6, 7 Abschalteinrichtung
8, 9 Umschalteinrichtung
10 gemeinsame Steuereinrichtung
11 Geber für den Hydrostatikdruck
12 Geber für die Drehzahldrückung
13 zentrale Steuereinrichtung 1 tape drive
2 drive drum
3 (first) hydraulic motor
4 deflection drum
5 (second) hydraulic motor
6, 7 shutdown device
8, 9 switching device
10 common control device
11 Hydrostatic pressure sender
12 encoders for speed reduction
13 central control device

Claims

1.Hydrostatic belt drive, each with a hydraulic motor acting on the drive drum and one on the deflection drum, connected in parallel with one another and acted upon by a common hydraulic pump, in particular for crawler tracks of agricultural or construction vehicles or similar vehicles, characterized in that at least one of the two hydraulic motors ( 3 , 5 ) has a hydraulic shutdown device ( 6, 7 ).

2. Drive according to claim 1, characterized in that at least one of the two hydraulic motors ( 3, 5 ) has a hydraulic transmission device.

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the quotient from Hydraulic motor absorption volume and drum diameter for the drive or deflection side are different from each other.