DE4316951A1 - Hydraulischer Antrieb, insbesondere hydraulischer Fahrantrieb für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Antrieb, insbe­ sondere von einem hydraulischen Fahrantrieb für ein Fahrzeug, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.

Ein solcher hydraulischer Fahrantrieb ist z. B. aus dem Katalog- Blatt RD 64 582/01.92 der Fa. Mannesmann Rexroth GmbH bekannt. Für diese Fahrantriebe verwendet man je nach Art des Fahrzeugs sowie nach den Wünschen der Fahrzeugbenutzer verschieden große Hydromotoren und Hydropumpen. Gemäß dem maximalen Fördervolumen der verwendeten Pumpe wird auch ein Differentialsperrventil mit einer bestimmten Nenngröße eingesetzt, da der Druckabfall über das Differentialsperrventil zunimmt, wenn der über das Ventil fließende Förderstrom zunimmt, und da die Teilungenauigkeit zu­ nimmt, wenn der Förderstrom abnimmt. Es sind also in einem Un­ ternehmen Differentialsperrventile unterschiedlicher Nenngrößen herzustellen und zu verwalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß er kostengünstiger hergestellt werden kann. Auch wird angestrebt, insbesondere bei einem Fahrantrieb mit ei­ ner Verstellpumpe großer Nenngröße eine Verringerung der Bau­ größe einzelner Komponenten zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydraulischen An­ trieb gelöst, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 aufweist und bei dem zusätzlich der Stromteiler von einer solchen Nenngröße ist, daß sein als maximal vorgegebener Volu­ menstrom wesentlich kleiner ist als der maximale Förderstrom der Verstellpumpe.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Fahrzeug während der Wirksamkeit der Differentialsperre üblicherweise nur mit langsamer Geschwindigkeit bewegt wird. Langsame Geschwindig­ keit heißt aber, daß die Verstellpumpe nur wenig Druckmittel pro Zeiteinheit fördert und deshalb auch nur ein geringer Förder­ strom durch den Stromteiler des Differentialsperrventils fließt. Für die gewünschte Funktion des Fahrantriebs genügt es also und für die Teilgenauigkeit der beiden Teilvolumenströme ist es so­ gar günstig, wenn erfindungsgemäß das Differentialsperrventil für den geringen Förderstrom ausgelegt ist. Der Druckabfall am Differentialsperrventil geht dann nicht über einen nicht mehr akzeptablen Wert hinaus. Die Vielzahl von Differentialsperrven­ tilen unterschiedlicher Nenngröße läßt sich nun deutlich redu­ zieren, ohne daß die Teilungenauigkeit für kleine Förderströme schlechter wird. Bei Verwendung großer Pumpen wird die Teilun­ genauigkeit sogar kleiner. Auch wird nun in vielen Fällen, in denen man mit einer Verstellpumpe großer Nenngröße ein Differen­ tialsperrventil großer Nenngröße verwendet hat, der Raumbedarf für das Differentialsperrventil geringer.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Antriebs kann man den Unteransprüchen entnehmen.

An sich ist es denkbar, den Fahrzeugführer in einer Gebrauchsan­ leitung darauf hinzuweisen, daß die Differentialsperre nur bei kleinen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs wirksam geschaltet wer­ den soll. Günstiger erscheint es jedoch, den hydraulischen An­ trieb so auszubilden, daß die Differentialsperre nach einer Be­ tätigung durch den Fahrzeugführer nur unter bestimmten fahr­ zeuginternen Bedingungen wirksam wird. Eine solche Bedingung kann gemäß Anspruch 2 sein, daß die Geschwindigkeit des Fahr­ zeugs unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Nur dann ist das Wegeventil aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schalt­ stellung umschaltbar, in der der Druckmittelstrom über den Stromteiler fließt.

In der bevorzugten Ausführung gemäß Anspruch 3 wird jedoch das Wirksamwerden der Differentialsperre davon abhängig gemacht, daß das Fördervolumen der Verstellpumpe unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Das Fördervolumen, das von der aktuellen Einstel­ lung der Verstellpumpe abhängt, ist nämlich im allgemeinen ein hinreichend genaues Maß für den Förderstrom, der bei einem be­ stimmten Fördervolumen nur noch von der Drehzahl der Verstell­ pumpe abhängt. Der bestimmte Wert des Fördervolumens ist relativ einfach z. B. durch einen elektrischen Schalter erfaßbar.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Fahrantriebs ist als Schaltplan in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.

Zu dem Fahrantrieb nach der Zeichnung gehört eine Verstellpumpe 10 der Axialkolben-Schrägscheibenbauart, bei der der Förderstrom proportional der Antriebsdrehzahl und dem Fördervolumen und stu­ fenlos verstellbar ist. Der Förderstrom wächst mit zunehmender Ausschwenkung der Schrägscheibe von null auf seinen Maximalwert. Wird die Schrägscheibe durch die Null-Lage verstellt, so ändert der Förderstrom ruckfrei seine Strömungsrichtung. Die Verstel­ lung der Pumpe 10 kann z. B. mit Hilfe eines elektrischen Vor­ steuergeräts erfolgen, daß vom Fahrzeugführer betätigt wird.

Auf der einen Seite ist die Verstellpumpe 10 an einen Eingang 11 eines Differentialsperrventils 12 angeschlossen, das zwei Ver­ braucherausgänge 13 aufweist, von denen einer mit dem einen An­ schluß eines ersten Hydromotors 14 und der andere mit dem ent­ sprechenden Anschluß eines zweiten Hydromotors 14 verbunden ist. Der andere Anschluß eines jeden der beiden Hydromotoren ist mit der dem Differentialsperrventil 12 abgewandten Seite der Ver­ stellpumpe 10 verbunden.

An die Verstellpumpe 10 ist eine Hilfspumpe 15 mit einem kon­ stanten Fördervolumen angebaut, auf deren Druckseite der Druck durch ein Druckbegrenzungsventil 16 auf einen niedrigen Wert, z. B. 30 bar, begrenzt ist. Die Hilfspumpe 15 dient als Ein­ speise- und Steuerölpumpe, deren Druckseite über jeweils ein zu ihr hin sperrendes Rückschlagventil 17 mit jeder Verbindungslei­ tung zwischen einem Hydromotor 14 und der Verstellpumpe 10 ver­ bunden und an einen Steuereingang 18 des Differentialsperrven­ tils 12 angeschlossen ist.

Das Differentialsperrventil 12 umfaßt ein Wegeventil 25, das zwei Schaltstellungen einnehmen kann, einen Stromteiler 26 und ein Pilotventil 27 mit ebenfalls zwei Schaltstellungen. Die er­ ste Schaltstellung nimmt das Wegeventil 25 unter der Wirkung ei­ ner Druckfeder 28 ein. In dieser Schaltstellung sind die beiden Ausgänge 13 unter Umgehung des Stromteilers 26 direkt mit dem Eingang 11 verbunden. Durch hydraulische Betätigung gelangt das Wegeventil 25 in seine zweite Schaltstellung, in der die beiden Umgehungsleitungen 29 gegen den Eingang 11 hin abgesperrt sind und Druckmittel nur über den Stromteiler 26 zu den Verbraucher­ ausgängen 13 gelangen kann. Im vorliegenden Fall teilt der Stromteiler 26 den Förderstrom in zwei gleich große Teilströme auf. Bei anderen Ausführungen können andere Teilungsverhältnisse vorliegen.

Die Betätigung des Wegeventils 25 erfolgt mit Hilfe des Pilot­ ventils 27, in dessen durch eine Druckfeder 30 bewirkten Ruhe­ stellung ein Steuerraum 31 des Wegeventils 25 zum Tank hin ent­ lastet und der Steuereingang 18 abgesperrt ist. Ein Elektroma­ gnet 32 kann das Pilotventil 27 in seine zweite Schaltstellung bringen, in der der Tankanschluß des Pilotventils 27 abgesperrt und der Steuereingang 18 des Differentialsperrventils 12 mit dem Steuerraum 31 verbunden ist. Durch Ansteuerung des Elektroma­ gnets 32 wird also das Wegeventil 25 aus seiner ersten Schalt­ stellung in seine zweite Schaltstellung gebracht. Druckmittel kann nur über den Stromteiler 26 zu den Hydromotoren 14 gelan­ gen. Die Differentialsperre ist dann eingeschaltet.

Der Elektromagnet ist dadurch an Spannung legbar, daß der Fahr­ zeugführer einen elektrischen Schalter 35 schließt. Allerdings ist es dann noch notwendig, daß ein zweiter elektrischer Schal­ ter 36 geschlossen ist, dessen bewegliche Kontaktbrücke 37 mit einem von einem nicht näher dargestellten Stellkolben der Ver­ stellpumpe 10 bewegbaren Stößel 38 gegen die Kraft einer Druck­ feder von einem Festkontakt abhebbar ist. Die Mechanik ist so gestaltet, daß der elektrische Schalter 36 oberhalb eines be­ stimmten Schwenkwinkels der Schrägscheibe der Verstellpumpe 10 geöffnet und unterhalb dieses Schwenkwinkels geschlossen ist. Nur bei einem kleinen Fördervolumen der Verstellpumpe 10 ist es also möglich, durch Schließen des Schalters 35 den Elektromagne­ ten 32 an Spannung zu legen und dadurch die Differentialsperre wirksam werden zu lassen. Auch wenn der Stromteiler 26 erfin­ dungsgemäß von einer solchen Nenngröße ist, daß sein als maximal vorgegebener Volumenstrom wesentlich kleiner ist als der maxi­ male Förderstrom der Verstellpumpe, übersteigt der Druckabfall am Stromteiler 26 nicht einen noch akzeptablen Wert. Anderer­ seits büßt die Differentialsperre nichts von ihrer Funktion ein, da ihr Wirksamsein üblicherweise mit einer langsamen Geschwin­ digkeit des Fahrzeugs einhergeht.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind das Wegeventil 25, der Stromteiler 26 und das Pilotventil 27 zu einer durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnete Baueinheit zusammenge­ faßt. Natürlich ist es auch möglich, daß die genannten Komponen­ ten jeweils separate Einheiten sind.

Claims (3)

1. Hydraulischer Antrieb, insbesondere hydraulischer Fahr­ antrieb für ein Fahrzeug, mit einer Verstellpumpe (10) und mit mehreren Hydromotoren (14) sowie mit einem Differentialsperrven­ til (12), das einen Stromteiler (26) und ein Wegeventil (25) um faßt, wobei in einer ersten Schaltstellung des Wegeventils (25) der Druckmittelstrom unter Umgehung des Stromteilers (26) zu den Hydromotoren (14) gelangt und in einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils (25) der Stromteiler (26) in den Druckmittel­ strom geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromtei­ ler (26) von einer solchen Nenngröße ist, daß sein als maximal vorgegebener Volumenstrom wesentlich kleiner ist als der maxi­ male Förderstrom der Verstellpumpe (10).

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wegeventil (25) aus der ersten Schaltstellung nur unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (25) aus der ersten Schalt­ stellung nur unterhalb eines bestimmten Fördervolumens der Ver­ stellpumpe (10) in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist.