DE60103433T2

DE60103433T2 - Hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge mit Allradantrieb insbesondere für Ackerschlepper

Info

Publication number: DE60103433T2
Application number: DE60103433T
Authority: DE
Inventors: Denis Chaffiol; Dominique Thomas
Original assignee: Bobard Jeune SAS
Current assignee: Bobard Jeune SAS
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: FR2804383A1; ES2220680T3; EP1125782B1; DE60103433D1; EP1125782A1; FR2804383B1; ATE267722T1

Description

Es ist bekannt, z. B. bei Ackerschleppern, die vier Räder des Schleppers über einen hydrostatischen Antrieb, d.h. über eine Hydraulikpumpe, die Hydraulikmotoren antreibt, anzutreiben, wobei jedes Rad mit einem Hydraulikmotor ausgestattet ist.
Insbesondere im französischen Patent FR 2 709 454 im Namen desselben Anmelders, das als nächster Stand der Technik betrachtet wird, ist ein Hydraulikantrieb für einen Schlepper mit vier motorgetriebenen Rädern beschrieben, bei dem die Hydraulikmotoren über einen geschlossenen Kreislauf und die Hydraulikmotoren der Räder ein- und derselben Seite über dasselbe Leitungssystem versorgt werden, wobei der Motor des Vorderrades mit der Flüssigkeit versorgt wird, die durch den Motor des Hinterrades geströmt ist, und das Rückführleitungssystem zur Pumpe ein gemeinsames ist.
Die Motoren drehen sich daher alle zusammen mit derselben Geschwindigkeit, was, wie dies im vorgenannten Patent FR 2 709 454 beschrieben ist, zu der Notwendigkeit führt, Mittel vorzusehen, welche den Versorgungs- oder Rückführkreis eines der Vorderräder verändern, wenn sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet.
Im US-Patent Nr. 5.420.791 ist eine Synchronisationsvorrichtung beschrieben, die eine elektronische Regulierung der Versorgung der Vorderachse umfaßt. Eine solche Vorrichtung ist viel zu aufwendig und somit für einen einfachen Ackerschlepper ungeeignet.
Bei den bekannten Vorrichtungen und insbesondere bei den Ackerschleppern mit vier motorgetriebenen Rädern der im zuvor erwähnten Patent FR 2 709 454 beschriebenen Art setzt man entweder langsame oder schnelle Hydraulikmotoren ein.
Im Falle des langsamen Motors ist eine Motorumdrehung gleich einer Radumdrehung; beim schnellen Motor ist zwischen dem Motor und dem Rad ein Untersetzungsgetriebe so angeordnet, daß für eine Radumdrehung mehrere Motorumdrehungen erforderlich sind.
Der Nachteil eines Antriebs mit langsamen Motoren ist, daß diese häufig die Geschwindigkeit des Schleppers bei Fortbewegungen auf der Straße begrenzen, da sie keine erhöhten Drehgeschwindigkeiten zulassen.
Der Nachteil eines Antriebs mit schnellen Motoren besteht darin, daß die Motoren der Vorderräder überdimensioniert sind; damit drehen sich die Untersetzungsgetriebe und die Hydraulikmotoren, wenn der Traktor nur mit den zwei motorgetriebenen Rädern (2×4) verwendet wird, mit großer Geschwindigkeit, wobei Öl verwirbelt und somit unnütz Energie absorbiert wird. Zudem verhindern diese zu voluminösen Motoren eine Montage von Vorderrädern mit geringem Durchmesser, was die Drehgeschwindigkeit der Vorderräder einschränkt, wenn sie einen kleineren Durchmesser aufweisen als die Hinterräder.
Alle Motoren müssen ferner Motoren mit variabler Geschwindigkeit sein, was teuer ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, all diese Nachteile auf sehr einfache und damit sehr kostengünstige Weise zu beseitigen.
Das Ergebnis wird dadurch erzielt, daß für alle Vorderräder Hydraulikmotoren wie folgt vorgesehen sind: einerseits langsame Motoren und andererseits ausschaltbare Motoren.
Der erfindungsgemäße hydrostatische Antrieb ist dadurch gekennzeichnet, daß er zum Antrieb der Vorderräder langsame, abschaltbare Motoren aufweist.
Die vorliegende Erfindung kann auch die folgenden Anordnungen umfassen:

der hydrostatische Antrieb umfaßt vorne und hinten langsame Motoren, wobei die vorderen Motoren ausschaltbar sind;
der hydrostatische Antrieb ist gemischt, d.h. er umfaßt vorne langsame, ausschaltbare Motoren und für die Hinterräder schnelle Motoren mit Untersetzungsgetrieben;
die schnellen Motoren sind Motoren mit veränderlichem Hubraum, während die langsamen Motoren einen unveränderlichen Hubraum aufweisen;
d) das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Hinterräder und der Vorderräder und das Untersetzungsverhältnis der Drehgeschwindigkeit der Hinterräder relativ zu der ihres Motors werden abhängig voneinander so bestimmt, daß die Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder einander entsprechen.

Als nicht einschränkendes Beispiel ist zum leichteren Verständnis der Erfindung in den Zeichnungen folgendes dargestellt:
1: das Hydraulikschema eines gemischten hydrostatischen Antriebs gemäß der vorliegenden Erfindung;
2: ein Schema, das einen langsamen, ausschaltbaren Hydraulikmotor darstellt.
Der erfindungsgemäße hydrostatische Antrieb wird als „gemischt" bezeichnet, um die Tatsache zu veranschaulichen, daß er gleichzeitig schnelle Motoren mit Untersetzungsgetrieben für die Hinterräder und langsame Motoren für die Vorderräder umfaßt.
2 zeigt einen langsamen, ausschaltbaren Motor von bekannter Art, analog zu dem, der im US-Patent Nr. 5.420.791 beschrieben ist.
Dieser Motor umfaßt ein Gehäuse 1, dessen Innenwand eine Wellenform aufweist, die eine Vielzahl von Hohlräumen 2, im dargestellten Beispiel sechs, festlegt. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein zylindrisches Teil 3 angeordnet, in das eine Mehrzahl von radial verlaufenden Zylindern 4 (im dargestellten Beispiel sind es zehn) gebohrt ist. In jedem Zylinder 4 läuft ein Kolben 5, der an seinem Ende mit einer Kugel 6 versehen ist, welche an der Wand 2 entlangrollt. Wenn die Zylinder 4 nacheinander mit Öl versorgt werden, üben die Kolben 5 unter Zwischenschaltung der Kugeln 6 einen Druck auf die Schrägen der Hohlräume 2 aus, welche Nocken bilden, wodurch das am Rad befestigte Teil 3 gedreht wird und das Gehäuse 1 unbewegt ist. Diese an sich bekannte Art eines Hydraulikmotors ist ein langsamer Motor mit unveränderlichem Hubraum.
Diese Art Motor ist ausschaltbar, d.h. wenn man die Versorgung der Zylinder 4 unterbricht und dabei gleichzeitig im Inneren des Gehäuses 1 einen schwachen Druck in der Größenordnung von 1 bar aufrechterhält, werden alle Kolben 5 durch diesen Restdruck in das Innere ihrer Zylinder 4 zurückgeschoben, und das Gehäuse 1 kann sich frei drehen, ohne Hydraulikflüssigkeit zu verwirbeln.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße hydrostatische Antrieb eine Pumpe 7 mit variabler Durchflußmenge umfaßt, die vom Motor des Schleppers angetrieben wird und die Motoren 21 und 11 der Räder 20 und 10 auf der rechten und linken Seite parallel versorgt.
Wie dies an sich bekannt ist, sind die Hydraulikmotoren ein- und derselben Seite in Reihe montiert, d.h. der Hydraulikmotor 11 des rechten Vorderrades 10 nimmt die Hydraulikflüssigkeit auf, die durch den Hydraulikmotor 21 des rechten Hinterrades 20 geströmt ist (dies gilt symmetrisch für die linke Seite).
Jeder Hydraulikmotor 21 ist ein schneller Motor mit veränderlichem Hubraum. Da der Motor 21 ein schneller Motor ist, ist er über ein Untersetzungsgetriebe 22 mit dem Hinterrad 20 verbunden.
Das Vorderrad 10 wird über einen langsamen Motor 11 angetrieben, der identisch mit dem weiter oben im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Motor ist, d.h. der ein langsamer, ausschaltbarer Motor mit unveränderlichem Hubraum ist. Da es sich um einen langsamen Motor handelt, gibt es kein Untersetzungsgetriebe zwischen dem Motor 11 und dem Rad 10, und damit entspricht jeder Umdrehung des Motors 11 eine Umdrehung des Rades 10.
An der Hydraulikleitung 31, die vom schnellen Motor 21 zum langsamen Motor 11 verläuft, ist ein Ventilsystem 30 so angeordnet, daß die Versorgung des Motors 11 unterbrochen werden kann.
Eine Leitung 12, die vom Inneren des Gehäuses 1 jedes Motors 11 aus verläuft, umfaßt ein Rückschlagventil 13, das auf etwa 1 bar eingestellt ist.
Im 4×4-Betrieb werden die beiden Motoren 21 und 11 ein- und derselben Seite so versorgt, daß die Räder 20 und 10 angetrieben sind: die Leitung 12 wird bei einem Druck von 1 bar gehalten.
Die Durchmesser der Räder 20 und 10, die Eigenschaften des Untersetzungsgetriebes 22 und der Hubraum des langsamen Motors 11 sind so berechnet, daß beim Betrieb, der den üblichsten Arbeiten entspricht, die Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Räder 10 und 20 gleich sind. Durch Betätigen der Steuerung zur Veränderung des Hubraums der Motoren 21 kann man ferner die Geschwindigkeiten der Räder 20 und 10 aufeinander abstimmen.
Für den 2×4-Betrieb, d.h. nur die Hinterräder 20 sind angetrieben, wird die Versorgung der langsamen Hydraulikmotoren 11 mittels der Ventile 30 unterbrochen. Der Hydraulikdruck in den beiden Leitungssystemen 12 ist zwischen dem Rückschlagventil 13 und den Ventilen 30 (über die Motoren 11) so eingeschlossen, daß die Kolben 5 in ihre Zylinder 4 versenkt bleiben, und dies sogar unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, so daß keinerlei Verwirbelung von Öl in den langsamen Motoren 11 erfolgt, die Räder 10 sich somit im Freilauf drehen und der Schlepper daher deutlich schneller auf der Straße fahren kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei Ackerschleppern anwendbar, sondern kann bei allen Fahrzeugen eingesetzt werden, bei denen das Vorliegen eines 4×4-Antriebs oder eines 2×4-Antriebs erforderlich ist.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Antriebe mit schnellen hinteren Motoren beschränkt: auch langsame hintere Motoren können eingesetzt werden, unter der Bedingung, daß die langsamen vorderen Motoren ausschaltbar sind.

Claims

Hydrostatischer Antrieb für Fahrzeuge mit Vierradantrieb der Art, bei der die Hydraulikmotoren (11, 21) für die Räder (10, 20) ein- und derselben Seite in Reihe versorgt werden, wobei die Vorderräder von langsamen Motoren (11) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die langsamen Motoren ausschaltbar sind und daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Hinterräder und der Vorderräder und das Untersetzungsverhältnis der Drehgeschwindigkeit der Hinterräder relativ zu der ihres Motors abhängig voneinander so bestimmt sind, daß die Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder einander entsprechen.
Antrieb nach Anspruch 1, bei dem die hinteren Motoren (21) ebenfalls langsame Motoren sind.
Antrieb nach Anspruch 1, bei dem die hinteren Motoren (21) schnelle, mit Untersetzungsgetrieben (22) versehene Motoren sind.
Antrieb nach Anspruch 2, bei dem die langsamen Motoren (11) von der Art sind, die aus einem Gehäuse (1) mit Hohlräumen (2) besteht, an deren Wänden Kolben (5) zur Anlage kommen, wobei die Gehäuse (1) mit einer Leitung (12) verbunden sind, die ein geeichtes Ventil (13) derart umfaßt, daß sie unter Druck gehalten werden können, wenn die Versorgung des Motors unterbrochen wird, wodurch die Kolben (5) in ihren Zylinder (4) zurückgeschoben werden und das Rad (10) sich im Freilauf drehen kann.
Antrieb nach Anspruch 3, bei dem die schnellen Motoren (21) einen veränderlichen Hubraum aufweisen.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Hydraulikleitung (31), welche den schnellen Motor (21) mit dem langsamen Motor (11) verbindet, eine Anordnung von Ventilen (30) aufweist, die es gestattet, die Versorgung des langsamen Motors (11) zu unterbrechen.