DE60121801T2 - Hydraulikmotorvorrichtung mit hubvolumenwahlvorrichtung und bremssystem - Google Patents

Hydraulikmotorvorrichtung mit hubvolumenwahlvorrichtung und bremssystem Download PDF

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DE60121801T2
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Description

  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Antrieb mit einem Hydraulikmotor, welche einen Hubvolumenwähler beinhaltet, der geeignet ist, zwischen einer ersten Position, die einem großen aktiven Arbeitshubraum entspricht, und einer zweiten Position, die einem kleinen aktiven Arbeitshubraum entspricht, bewegt zu werden, wobei die Vorrichtung ferner Steuermittel des Wählers umfaßt, welche eine hydraulische Steuerkammer umfassen, die geeignet ist, durch eine Steuerleitung mit einem Fluid unter Druck versorgt zu werden, wodurch der Hubvolumenwähler in seine zweite Position bewegt wird, entgegen der Kraft, die durch erste Rückstellmittel ausgeübt wird, wobei die Vorrichtung ferner ein Bremssystem des Hydraulikmotors umfaßt, das Bremsmittel umfaßt, die zwischen einer Bremsposition und einer Bremslöseposition beweglich sind, sowie eine Bremslösekammer, welche geeignet ist, durch eine Bremslöseleitung mit Fluid unter Druck versorgt zu werden, wodurch die besagten Bremsmittel zu ihrer Bremslöseposition hin bewegt werden, entgegen der Kraft, die durch zweite Rückstellmittel ausgeübt wird.
  • Der Hydraulikmotor ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein Radialkolbenmotor.
  • Eine Vorrichtung dieser Art ist aus Dokument FR 2 673 684 bekannt. Traditionell stellt das Bremssystem eine Feststellbremse dar, welche sich in Bremsstellung befindet, solange in der Bremslösekammer kein Fluiddruck unterhalten wird. In einer Betriebssituation ist in der Bremslösekammer ein ausreichender Fluiddruck herbeizuführen, um die Bremse zu lösen, und der Motor korrekt mit Flüssigkeit zu versorgen, um dessen Rotor in Bewegung zu setzen. Mit Hilfe des Hubvolumenwählers kann das Hubvolumen des Motors gewählt werden, um das gewünschte Drehmoment und die gewünschte Drehgeschwindigkeit zu erhalten.
  • Bei Einstellung des großen Hubvolumens des Hydraulikmotors kann dieser bei einem gegebenen Fluiddurchfluß ein hohes Drehmoment liefern, jedoch eine verringerte Endgeschwindigkeit. Bei dem kleinen Hubvolumen dagegen ist die Endgeschwindigkeit höher, das Drehmoment jedoch geringer.
  • Das anmeldende Unternehmen hat festgestellt, daß in bestimmten Betriebssituationen ein Risiko der Überlastung dieses Motors besteht. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem Fahrmotor eines Fahrzeuges, das in Halteposition an einem Gefälle arbeitet. In einem solchen Fall, wenn der Wähler in der Position des kleinen Hubvolumens steht, kann der Motor eine erhöhte Endgeschwindigkeit erreichen, da er kein genügendes Haltemoment zur Verfügung stellen kann. Aus Sicherheitsgründen muß diese Überlastung vermieden werden, was durch eine Erhöhung des Haltemoments erreicht wird, also durch Umstellen des Wählers auf die Position des großen Hubvolumens.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Auswirkungen einer beginnenden Überlastung durch den automatischen Übergang des Wählers auf das große Hubvolumen zu begrenzen, das heißt auf abgesicherte Art ohne das Eingreifen eines Bedieners.
  • Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Steuerleitung geeignet ist, mit der Bremslösekammer verbunden zu werden, um letztere mit der Steuerkammer kommunizieren zu lassen, sowie dadurch, daß die ersten Rückstellmittel fähig sind, den Hubvolumenwähler in seine erste Position des großen Hubraums zurückzustellen, wenn, während die Steuerkammer mit der Bremslösekammer durch die Steuerleitung kommuniziert, der Druck in der Bremslösekammer niedriger als eine erste Druckschwelle wird, wohingegen die zweiten Rückstellmittel fähig sind, die Bremsmittel in deren Bremsposition zurückzustellen, wenn der Druck in der Bremslösekammer niedriger als eine zweite Druckschwelle wird, die unter der ersten Druckschwelle liegt.
  • Demnach können über den Fluiddruck in der Bremslösekammer die Auswirkungen einer Überlastung begrenzt oder vermieden werden. Da das kleine Hubvolumen bei gleichem Fluiddurchfluß höhere Geschwindigkeiten zuläßt als das große Hubvolumen, sowie ein geringeres Drehmoment, welches eine Überlastung begünstigt, ist es besser, den Wähler auf die Position des großen Hubvolumens zu stellen, damit einerseits der Motor bei gleich bleibendem Fluiddurchfluß abbremst und andererseits ein höheres Dreh- bzw. Haltemoment erreicht wird.
  • Die Grundidee der Erfindung besteht also darin, den Übergang vom kleinen Hubvolumen zum großen Hubvolumen zu regeln, indem der Druck in der Bremslösekammer als automatischer Regler eingesetzt wird.
  • Die Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik.
  • Tatsächlich ist im Dokument FR 2 655 090 die Bremslösesteuerung von der Steuerung des Hubvolumenwählers getrennt.
  • Das Dokument FR 2 673 684 schlägt vor, diese zu verbinden, insoweit als die Bremslösekammer mit der Steuerkammer des Hubvolumenwählers kommuniziert.
  • Der Wähler nimmt notwendigerweise eine erste Position ein, die dem kleineren Hubvolumen entspricht und in die er ständig durch die Rückstellmittel zurückgestellt wird. Wird die Bremse gelöst, so wird die Steuerkammer automatisch mit Fluid unter Druck versorgt, was dazu führt, daß der Hubvolumenwähler in die zweite Position des großen Hubvolumens bewegt wird.
  • Um eine Hubvolumenänderung eines Motors im Betrieb zu erreichen, das heißt während die Bremslösekammer mit Fluid unter Druck gefüllt ist, muß der Wähler in Richtung seiner ersten Position des kleinen Hubvolumens bewegt werden, entgegen dem Fluiddruck, der in der Bremslösekammer herrscht. Zu diesem Zweck ist es notwendig, daß der Wähler eine weitere Steuerkammer umfaßt, welche durch eine andere Leitung mit Fluid versorgt wird. Diese andere Leitung ist wiederum mit einem Versorgungswähler verbunden, der seinerseits entweder mit einem Fluidzufluß oder mit einem Rücklauffluid verbunden ist.
  • Im Dokument FR 2 673 684 wird der Hubvolumenwähler automatisch auf die Position des kleinen Hubvolumens gestellt, um jedweden unzeitigen Antrieb der Antriebsvorrichtung zu vermeiden, während die Bremsmittel in Bremsposition sind, ohne daß dabei das Bremssystem "überdimensioniert" wird.
  • FR 2 673 684 beschäftigt sich demnach mit dem Problem des Wiederanlaufens nach einer Bremsung, wobei vermieden werden soll, daß das mit der Antriebsvorrichtung ausgestattete Fahrzeug bewegt werden kann, während das Bremssystem aktiv ist, die Bremsmittel also in Bremsposition stehen.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem anderen Problem, da sie, ausgehend von einer Bremslösekonfiguration des Motors mit dem Wähler auf der Position des kleinen Hubvolumens, einen erzwungenen Übergang auf das große Hubvolumen vorsieht, wodurch die Auswirkungen einer Überlastung begrenzt werden, da diese Hubvolumenänderung zu einem höheren Drehmoment im Verhältnis zwischen dem großen und dem kleinen Hubvolumen führt.
  • Der Erfindung zufolge wird die Hubvolumenänderung durch eine klassische Ansteuerung bewirkt, zum Beispiel mit Hilfe eines Versorgungswählers, welcher auf an sich bekannte Weise in der Lage ist, die Steuerleitung entweder mit einem Rücklauffluid (erste Konfiguration) oder mit einer unter Druck stehenden Fluidversorgungsleitung (zweite Konfiguration) kommunizieren zu lassen. In diesem Fall, bei der vorliegenden Erfindung, ist diese Versorgungsleitung mit der Bremslösekammer verbunden. Dieser Versorgungswähler besteht zum Beispiel aus einem elektrisch oder hydraulisch gesteuerten Ventil oder einem anderen.
  • Bei normaler Funktion des Motors, wenn der Druck in der Bremslösekammer ausreichend ist, wird die Hubvolumenänderung also durch die Steuerung des Versorgungswählers zwischen seinen beiden Konfigurationen bewirkt.
  • Wenn der Versorgungswähler in der ersten Konfiguration steht, ist die Steuerleitung des Hubvolumenwählers mit dem Rücklauffluid verbunden (im Einzelfall ist sie an ein Fluidreservoir ohne Druck angeschlossen), so daß der Hubvolumenwähler auf der ersten Position, der des großen Hubvolumens, steht, gleich welcher Druck in der Bremslösekammer herrscht.
  • Steht der Versorgungswähler dagegen in der zweiten Konfiguration und der Druck in der Bremslösekammer ist ausreichend, wird der Hubvolumenwähler in seine zweite Position (des kleines Hubvolumens) bewegt, da die Steuerleitung mit der Bremslösekammer verbunden ist. Wenn, ausgehend von dieser Situation, der Druck in der Bremslösekammer unter die erste Druckschwelle sinkt, kehrt der Hubvolumenwähler in seine erste Position zurück, und zwar unter der Wirkung der ersten Rückstellmittel, welche die Gegenkräfte übersteigt, die durch den Druck in der ersten Steuerkammer ausgeübt werden, der wiederum von dem in der Bremslösekammer herrschenden Druck abhängt. So kehrt der Hubvolumenwähler automatisch in die erste Position zurück, ohne daß eine Modifizierung seiner Steuerung durch die Änderung der Position des Versorgungswählers notwendig ist.
  • Mit anderen Worten, eine Verringerung des Drucks in der Bremslösekammer beeinflußt nur den Hubvolumenwähler, um ihn in seine erste Position zu bewegen. Diese automatische Rückkehr zum großen aktiven Arbeitshubvolumen wird demnach durch die Bewegung eines einzigen Wählers (Hubvolumenwählers) erreicht, wodurch dies auf optimale Weise sowohl in Hinblick auf die Reaktionszeit als auch auf die Betriebszuverlässigkeit geschieht.
  • Die Erfindung nutzt Mittel zur Senkung des Drucks in der Bremslösekammer bei einer beginnenden Überlastung des mit dieser Antriebsvorrichtung angetriebenen Fahrzeugs. Es handelt sich dabei zum Beispiel um eine Geschwindigkeitsbegrenzung und um Isolationsklappen eines offenen Kreislaufs, von der Art, die im Dokument FR 1 463 911 für ein offenes Kreislauf eines Hydraulikbaggers beschrieben ist.
  • Die Bremslösekammer ist somit mit der Versorgungsleitung des Hydraulikmotors an Fluid mit hohem Druck verbunden. Diese Verbindung kann mittelbar über einen Druckreduzierer erfolgen.
  • Indem die Bremslösekammer nicht durch eine zusätzliche Einspeisepumpe versorgt wird, sondern durch die Hauptversorgungspumpe des Motors (vorzugsweise mittels eines Druckreduzierers, der in dieser Kammer einen Druck aufrecht erhält, der kleiner oder gleich einem vorbestimmten Maximaldruck ist), ist es möglich dafür zu sorgen, daß eine Überlastung des durch diesen Motor angetriebenen Fahrzeugs, welche eine Druckverringerung in der Hauptversorgungsleitung verursacht, gleichermaßen eine Druckverringerung in der Bremslösekammer verursacht.
  • Vorteilhaft ist auch, daß die Steuermittel den vorgenannten Versorgungswähler umfassen, welcher in seiner zweiten Konfiguration die Steuerleitung mit einer Fluidversorgungsleitung kommunizieren läßt, die wiederum permanent mit der Bremslösekammer kommuniziert.
  • Dies stellt eine einfache Art und Weise dar, die Steuerung des Hubvolumenwählers zu realisieren.
  • Vorteilhaft ist auch, daß die Versorgungsleitung an eine Hauptversorgungsleitung des Motors an Fluid mit hohem Druck mittelbar über einen Druckreduzierer angeschlossen ist, was gleichermaßen für die Bremslöseleitung gilt, die an die Versorgungsleitung angeschlossen ist.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Variante zur Steuerung des Hubvolumenwählers umfassen deren Steuermittel eine zusätzliche hydraulische Steuerkammer, welche geeignet ist, über eine zusätzliche Steuerleitung mit Fluid unter Druck versorgt zu werden, wobei die hydraulische Steuerkammer und die zusätzliche hydraulische Steuerkammer jeweils eine erste und zweite bewegliche Wand haben, die jeweils in den genannten Kammern eine erste und eine zweite Stützfläche für das in diesen Kammern vorhandene Fluid begrenzen, und die jeweils einen ersten und einen zweiten Steuerkolben bilden, welche fähig sind, mit dem beweglichen Schieber des Hubvolumenwählers zusammenzuwirken; diese Stützflächen sind so angelegt, daß, wenn der Druck in der Bremslösekammer, die mit der Steuerkammer kommuniziert, kleiner als die erste Druckschwelle wird, die durch den zweiten Kolben auf den Schieber des Wählers ausgeübte Kraft nicht ausreichend ist, um diesen Schieber in seiner zweiten Position zu halten, unabhängig von dem Fluiddruck, welcher in der zusätzlichen Steuerkammer herrscht.
  • Derartige Steuermittel, welche die zusätzliche hydraulische Steuerkammer nutzen, sind insofern von Vorteil, als daß sie sehr Platz sparend sind, da sie keinen Versorgungswähler mit einem eigenen beweglichen Schieber, abgegrenzt von dem des Hubvolumenwählers, benötigen.
  • Vorteilhaft ist auch, daß in diesem Fall die Steuerleitung permanent mit der Bremslöseleitung kommuniziert, welche ihrerseits mittelbar über einen Druckreduzierer an eine Hauptversorgungsleitung des Motors an Fluid mit hohem Druck angeschlossen ist.
  • Für die Erfindung ist die Nutzung offener Kreislaufe mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung von Vorteil. Tatsächlich wird in diesem Fall, wenn der Druck in der Hauptversorgungsleitung des Motors und demnach in der Bremslösekammer sinkt, der Hubvolumenwähler automatisch in seine Position des großen Hubvolumens bewegt, in der das verfügbare Drehmoment höher ist als bei dem kleinen Hubvolumen, während die Geschwindigkeit geringer ist. Gleichzeitig verursacht die Geschwindigkeitsbegrenzung einen Gegendruck in der Hauptableitung des Motors, wodurch eine hydrostatische Bremsung ausgelöst wird. Ausgehend von der Position des kleinen Hubvolumens gestattet diese automatische Hubvolumenänderung die Verringerung der Geschwindigkeit und damit eine hydrostatische Bremsung beim höchstmöglichen Drehmoment, bevor die mechanischen Bremsmittel angesprochen werden.
  • Diese Einrichtung ist insbesondere dann interessant, wenn sie mit der Tatsache in Verbindung gebracht wird, daß, wie zuvor angemerkt, die Bremslöseleitung und damit die Versorgungsleitung oder die Steuerleitung mittelbar über einen Druckreduzierer an eine Hauptversorgungsleitung des Motors angeschlossen ist, da sie dadurch die Betriebssicherheit des Fahrzeugs, das mit einem dieser Erfindung gemäßen Motor angetrieben wird, in einer kritischen Situation, in der die Maschine sich im Gefälle befindet, verbessert.
  • Tatsächlich tendiert die Maschine in einem solchen Fall dazu, durch ihr eigenes Gewicht angetrieben zu werden, so daß der Motor wie eine Pumpe zu funktionieren beginnt. In diesem Fall sinkt der Druck in der Hauptversorgungsleitung, je stärker die Maschine überlastet wird. Wenn dieser Druck unter die erste Druckschwelle sinkt, kehrt der Hubvolumenwähler automatisch in die erste Position zurück, wodurch der Motor auf das große Hubvolumen umschaltet und die Maschine damit zum Abbremsen zwingt.
  • Beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Realisierungsart, die als Beispiel und nicht verbindlich dargestellt ist, wird die Erfindung verständlicher und ihre Vorteile werden offensichtlich.
  • Die Beschreibung bezieht sich auf die nachfolgend angehängten Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreislaufs ist, das eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung umfaßt,
  • 2 eine Variante dieses Kreislaufs darstellt,
  • 3 den Querschnitt einer der Erfindung entsprechenden Hubvolumenwähler darstellt, gemäß den Kreislaufen aus den 1 und 2,
  • 4 ein hydraulisches Kreislauf darstellt, welches die der Erfindung entsprechende Vorrichtung in einer Realisationsvariante umfaßt, und
  • 5 den Querschnitt einer dieser Variante entsprechenden Hubvolumenwähler darstellt.
  • 1 zeigt einen Hydraulikmotor 10, der zwei aktive Arbeitshubvolumen hat. Genauer ausgedrückt ist dieser Motor schematisiert als zwei Halb-Motoren, jeweils 11 und 11', dargestellt. Das große aktive Arbeitshubvolumen wird erreicht, wenn beide Halb-Motoren aktiv sind, indem sie dann verbunden sind, einerseits mit einer ersten Hauptleitung 12 und andererseits mit einer zweiten Hauptleitung 14. Je nachdem, wie sie an eine Hauptpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen sind, dienen diese beiden Leitungen jeweils dem Zufluß beziehungsweise dem Abfluß. Es handelt sich um ein offenes Kreislauf, bei dem die Hauptleitung, die dem Zufluß dient, an die Verdrängungsöffnung einer Pumpe angeschlossen ist, während die Hauptleitung, die dem Abfluß dient, an ein Reservoir ohne Druck angeschlossen ist. Diese Einrichtungen sind zwar nicht mit dargestellt, werden jedoch zum Beispiel im Dokument FR 1 463 911 beschrieben.
  • Der Kreislauf in 1 umfaßt einen Hubvolumenwähler 16, der zwei Positionen hat. In 1 ist er in seiner ersten Position 16A dargestellt, in der zwei Hauptöffnungen der Halb-Motoren, jeweils 11A und 11'A, miteinander verbunden und an die Hauptleitung 12 angeschlossen sind. Die anderen Hauptöffnungen der Halb-Motoren, jeweils 11B und 11'B, sind ihrerseits permanent an die Hauptleitung 14 angeschlossen. Dies ist die Situation des großen Hubvolumens. In seiner zweiten Position 16B verbindet der Wähler die Hauptöffnung 11'A des Halb-Motors 11' mit den Hauptöffnungen 11B und 11'B, ihrerseits angeschlossen an die Leitung 14. Dadurch sind die beiden Hauptöffnungen 11'A und 11'B des Halb-Motors 11' dem gleichen Druck ausgesetzt, und dieser Halb-Motor ist inaktiv. Dies ist die Situation des kleinen Hubvolumens.
  • Der Wähler 16 wird hydraulisch von einer Steuerkammer 18 angesteuert, die an eine Steuerleitung 20 angeschlossen ist.
  • Der Wähler 16 wird von den elastischen ersten Rückstellmitteln 17, die zum Beispiel aus einer Feder bestehen können, ständig in seine erste Position 16A zurückgestellt.
  • Der Kreislauf umfaßt weiterhin einen Versorgungswähler 22, der in 1 eine erste Position 22A einnimmt, in welcher er die Leitung 20 mit einem Rücklauffluid verbindet. Tatsächlich ist die Leitung 20 also an eine Rücklauffluidleitung 24 angeschlossen, die wiederum an ein Reservoir ohne Druck 26 angeschlossen ist. In seiner zweiten Position 22B verbindet der Wähler 22 die Steuerleitung 20 mit einer Versorgungsleitung 28. Der Wähler 22 umfaßt demnach einen ersten Weg, der an die Versorgungsleitung 20 angeschlossen ist, einen zweiten Weg, der an die Rücklauffluidleitung 24 angeschlossen ist, und einen dritten Weg, der an die Versorgungsleitung 28 angeschlossen ist. Je nach Position dieses Wählers ist der erste Weg an den zweiten oder dritten Weg angeschlossen.
  • Im dargestellten Beispiel wird der Wähler 22 hydraulisch angesteuert, über eine hydraulische Steuerleitung 30, die mit einer Steuerkammer 32 verbunden ist. Die Fluidversorgung dieser Kammer bewegt den Wähler 22 in seine zweite Position 22B, während er naturgemäß von den elastischen Rückstellmitteln wie einer Feder 34 in seine erste Position zurückgestellt wird. Der Wähler 22 und die Leitung 30 dienen der Steuerung des Hubvolumenwählers 16.
  • Der Kreislauf in 1 beinhaltet weiterhin ein Bremssystem des Hydraulikmotors, welches die Bremsmittel 36 umfaßt, die zum Beispiel aus einer Mehrscheibenbremse bestehen, wobei die Scheiben jeweils dem Rotor und dem Stator angehören und ineinander verzahnt sind, wie im Dokument FR 2 655 090 aufgezeigt wird. Im dargestellten Beispiel bestehen diese Bremsmittel 36 aus Zahnrädern, welche die ersten dem Rotor angehörigen Zähne und die zweiten dem Stator angehörigen Zähne umfassen. In der Bremsposition greifen die Zähne der Zahnräder ineinander und lösen sich voneinander in der Bremslöseposition. Das Bremssystem umfaßt eine Bremslösekammer 38, die über eine Bremslöseleitung 40 mit Fluid versorgt werden kann, um die Bremsmittel in ihre Bremslöseposition zu bewegen, in welcher sie nicht miteinander kooperieren um die Bremsung zu gewährleisten.
  • Die Bremsmittel werden ständig von den zweiten elastischen Rückstellmitteln 39, bestehend zum Beispiel aus einer Feder, beispielsweise einer Tellerfeder, in ihre Bremsposition zurück gestellt.
  • Um die Bremsmittel zwischen ihrer Brems- und ihrer Bremslösepositionen zu bewegen, umfaßt das Bremssystem einen Bremskolben 37, der seinerseits in die eine Bewegungsrichtung durch den Fluiddruck in der Kammer 38, und in der anderen Bewegungsrichtung durch die Feder 39 bewegt wird.
  • Die Versorgungsleitung 28 kommuniziert mit der Bremslösekammer 38. Genauer ausgedrückt ist sie an die Bremslöseleitung 40 angeschlossen. Dieser Anschluß besteht zum Beispiel ohne Zwischenschaltung einer Drossel, wodurch in diesem Fall der Druck in der Leitung 28 permanent derselbe ist wie in der Bremslösekammer 38.
  • Die Festigkeit und Vorspannung der Feder 17 sind so eingestellt, daß die Rückstellwirkung dieser Feder ausschlaggebend im Verhältnis zu dem Druck in der Kammer 18 wird, sobald dieser Druck unter einen ersten festgelegten Druck PS1 sinkt, welcher die Bremsmittel in ihrer Bremslöseposition hält.
  • Die Feder 39 ist ihrerseits so eingestellt, daß ihre Rückstellwirkung ausschlaggebend im Verhältnis zu der Kraft wird, die durch den in der Kammer 38 herrschenden Druck ausgeübt wird, sobald dieser Druck unter einen zweiten festgelegten Druck sinkt, hiernach als zweite Druckschwelle PS2 bezeichnet.
  • Wenn, in der zweiten Konfiguration des Versorgungswählers 22, die Steuerleitung 20 ohne Drossel über die Versorgungsleitung 28 mit der Bremslösekammer 38 verbunden ist, so ist der Druck in der Steuerkammer 18 gleich dem Druck in der Bremslösekammer. Wenn, bei der gleichen Konfiguration des Versorgungswählers, zwischen der Steuerkammer 18 und der Bremslösekammer eine Drossel zwischengeschaltet wird – wie es im Beispiel von 1 der Fall ist, auf der man eine Drossel in der Leitung 23A des Wählers 22 sieht, welche dessen ersten Weg an den dritten Weg anschließt – so ist der Druck in der Steuerkammer 18 niedriger als der Druck in der Bremslösekammer, hängt jedoch ganz offensichtlich von diesem ab. Kennt man also die Verbindungsmodalitäten zwischen der Kammer 18 und der Kammer 38, wenn sich der Wähler 22 in seiner zweiten Konfiguration befindet, stellt man fest, daß der erste festgelegte Druck der Kammer 18, unter dem der Hubvolumenwähler 16 unter der Wirkung der der Rückstellmittel automatisch in seine erste Position zurückkehrt, einer ersten Druckschwelle PS1 in der Bremslösekammer 38 entspricht.
  • Gemäß der Erfindung ist die erste Druckschwelle höher als die zweite Druckschwelle.
  • Infolgedessen gestattet die Erfindung eine automatische und vereinfachte Änderung des Hubvolumens, ausgehend von einer Betriebssituation des Motors, in der bei „normalen" Bedingungen der Druck in der Bremslösekammer oberhalb der ersten und zweiten Druckschwelle liegt und in der der Motor mit dem kleinen aktiven Hubvolumen läuft, wobei der Wähler 22 in seiner zweiten Konfiguration 22B steht und der Wähler 16 durch die Verbindung der Leitungen 20 und 22 in seine zweite Position 16B bewegt wird. Wenn, ausgehend von dieser Situation, der Druck in der Bremslösekammer soweit sinkt, daß er unter PS1 fällt, jedoch höher als PS2 bleibt, dann wird der Druck in der Kammer 18 niedriger als der erste festgelegte Druck, so daß der Wähler 16 automatisch in seine erste Position umschaltet und der Motor automatisch zu seinem großen Hubvolumen zurückkehrt. Der Druck muß noch weiter sinken und unter PS2 fallen, damit die Bremslösung beendet wird und die Bremsmittel 36 unter der Wirkung der Rückstellmittel 39 ihre Bremsposition einnehmen.
  • Die Versorgungsleitung 28 ist mittelbar über einen Druckreduzierer 41 an eine Hauptversorgungsleitung des Motors angeschlossen. Genauer ausgedrückt ist der Eingang des Druckreduzierers an einen Leitungsabschnitt 42 angeschlossen, der wiederum mittelbar über Rückschlagventile 44 an zwei Hauptleitungen 12 und 14 angeschlossen ist. Der Eingang des Druckreduzierers ist somit dem Versorgungshochdruck des Motors ausgesetzt. Die Versorgungsleitung 28 ist mit dem Ausgang des Druckreduzierers verbunden, ebenso wie die Bremslöseleitung 40.
  • Dank des Reduzierers übersteigt der Druck in den Leitungen 28 und 40 und demnach auch in der Bremslösekammer 38 einen bestimmten Grenzwert nicht. Dient die Antriebsvorrichtung zum Beispiel der Fahrbewegung einer Maschine wie zum Beispiel eines Hydraulikbaggers, so liegt dieser Grenzdruck in der Größenordnung von 27 Bar, während die Druckschwellen PS1 und PS2 jeweils in der Größenordnung von 15 bis 20 Bar beziehungsweise von 9 bis 10 Bar liegen. Im Allgemeinen richtet man es vorzugsweise so ein, daß die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Druckschwelle in der Größenordnung von 5 bis 10 Bar liegt. Weiterhin richtet man es so ein, daß die Differenz zwischen der ersten Druckschwelle und dem vom Druckreduzierer abgesicherten Grenzdruck wenigstens in der Größenordnung von 5 Bar liegt.
  • Im Beispiel von 1 hat der Versorgungswähler 22 zwei Positionen und drei Wege. Er umfaßt eine erste Verbindungsleitung 23A, welche seinen ersten und zweiten Weg verbindet, so daß er in seiner ersten Konfiguration die Leitung 20 mit dem Rücklauffluid verbindet, sowie eine zweite Verbindungsleitung 23B, welche seinen ersten und dritten Weg verbindet, so daß er in seiner zweiten Konfiguration die Leitung 20 mit der Leitung 28 verbindet. Vorteilhaft ist, daß mindestens eine dieser Verbindungsleitungen eine Drossel aufweist. Diese Drossel hält eine Druckdifferenz zwischen der Leitung 20 und der Leitung aufrecht, an die sie, abhängig von der Position des Wählers 22, angeschlossen ist, wodurch ein „weicher" Übergang des Wählers 16 zwischen seinen beiden Positionen begünstigt wird.
  • In 2 tragen die Elemente, die analog zu 1 sind, die gleichen Bezeichnungen. Der Hubvolumenwähler 116 differiert leicht von dem aus 1, da er zwischen seinen festen Positionen 116A und 116B eine Zwischenposition 116C darstellt, deren Konfiguration es gestattet, die Auswirkungen der Erschütterung bei einer Hubvolumenänderung zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen.
  • Diese Vorrichtung zur Hubvolumenauswahl entspricht dem Typ, der im europäischen Patent Nr. 1 058 002 beschrieben ist, dessen Inhalt integraler Bestandteil der vorliegenden Anmeldung ist.
  • So kommunizieren, in der ersten Position 116A des Wählers 116, dessen erste zwei Wege 115A und 115B, jeweils angeschlossen an die Öffnungen 11A und 11'A des Motors, frei miteinander, während sein dritter Weg 115C isoliert ist. In der zweiten Position 116B ist der erste Weg 115A isoliert von den anderen beiden, die miteinander verbunden sind. In der Zwischenposition 116C sind die Wege 115A und 115B einerseits sowie die Wege 115B und 115C andererseits jeweils mittels eines ersten und eines zweiten Verbindungsdurchgangs miteinander verbunden. In mindestens einem dieser Durchgänge ist eine Drossel eingerichtet, welche eine Druckdifferenz bewirkt.
  • Im dargestellten Beispiel enthalten beide Durchgänge von 115A nach 115B einerseits und von 115B nach 115C andererseits je eine Drossel. Der Wähler 116 ist ein progressives Ventil und die Steuermittel dieses Wählers (Kammer 18 und Feder 17) sind so eingestellt, daß die Zwischensituation, während der die dritte Position 116C des Wählers die drei Wege miteinander kommunizieren läßt, für eine bestimmte Zeitspanne aufrecht erhalten wird, so daß auf diese Art eine Schwingungsdämpfung erreicht wird. Diese Steuermittel können jedem Typ entsprechen, der im Dokument EP-1 058 002 beschrieben wird.
  • 3 zeigt einen partiellen axialen Querschnitt des Motors 10 entsprechend einem Realisationsbeispiel. Dieser Motor entspricht zum Beispiel dem Typ, der im Patent FR 2 780 450 beschrieben ist. Der Hubvolumenwähler 116 befindet sich in einer Ausbohrung 113, welche in den internen Verteiler 115 dieses Motors eingearbeitet ist, in dem sich die Verteilerleitungen 111 befinden, welche dazu dienen, die Hauptversorgungs- und die Hauptableitungen mit den Zylindern des Radialkolben-Zylinderblocks (nicht abgebildet) zu verbinden.
  • Der Hubvolumenwähler umfaßt einen Schieber 119, der in der Ausbohrung 113 zwischen zwei Positionen beweglich ist, welche jeweils den beiden, vorher definierten Positionen des Wählers entsprechen.
  • Die Mittel zur Steuerung des Wählers umfassen die Rückstellfeder 117, die den Schieber 119 permanent in seine erste Position zurückstellt, sichtbar in der oberen Hälfte von 3, und die Steuerkammer 118, die über die Steuerleitung 20 mit Fluid versorgt wird, um den Schieber 119 in seine zweite Position zu bewegen, sichtbar in der unteren Hälfte von 3.
  • Bei der dargestellten Variante stellt diese Kammer eine besondere Gestaltung dar, welche die Nutzung einer verhältnismäßig kleinen Feder 117 gestattet, trotz des relativ großen Querschnitts des Schiebers 119. Tatsächlich ist die Stützfläche, auf die der Druck des in der Steuerkammer enthaltenen Fluids wirkt, um den Schieber in seine zweite Position zu bewegen, deutlich geringer als der Querschnitt des Schiebers.
  • Um dies zu erreichen, weist der Schieber einen Ringteil 119A auf, der eine bewegliche Wand der Steuerkammer abgrenzt, welche die besagte Stützfläche 119B bildet.
  • Genauer ausgedrückt wird dieser Ringteil durch eine Verlängerung des Endstücks des Schiebers gebildet, welche einen Hohlraum bildet, in dem die Verlängerung einen Axialanlauf abgrenzt. Am Ende der Ausbohrung 113 befindet sich ein Raum 150, der eine Abtrennung bildet, da er in Bezug auf die Ausbohrung fixiert ist. Dieser Raum umfaßt eine axiale Wand 150A und einen Boden 150B, der quer zu dieser Wand liegt. Dadurch ist zwischen dem Ringteil 119A des Schiebers 119 und der axialen Wand der Ausbohrung 113 eine ringförmige Kammer eingebaut. Diese ringförmige Kammer bildet die Steuerkammer 118, mit der die Steuerleitung 20 mittels einer zentralen „Vorkammer" 118A kommuniziert, wobei diese Vorkammer in der Vertiefung des Raums 150 gebildet wird, sowie mittels Bohrungen 121 in der axialen Wand 150A. Die Verlängerung 119A kooperiert mit dem Raum 150 in einer luftdichten Gleitbewegung.
  • Die Stützfläche für das in der Kammer 118 enthaltene Fluid wird nur durch das freie Ende 119B der Verlängerung 119 gebildet. Sie stellt zum Beispiel etwa 1/3 des Querschnitts des Schiebers 119 dar.
  • Im Folgenden wird die 4 beschrieben, in der die bezüglich 1 unveränderten Elemente mit denselben Bezeichnungen versehen sind wie in jener Figur.
  • Der Hubvolumenwähler 216 wird von der Feder 17 in seine erste Position zurückgestellt. Die Steuermittel dieses Wählers umfassen außerdem die Steuerkammer 218 und die Steuerleitung 220, die in dieser Variante permanent an die Bremslöseleitung 40 und damit an die Bremslösekammer 38 angeschlossen ist. Vorteilhaft ist, daß in dieser Steuerleitung 220 eine Drossel 223 vorliegt.
  • Zur Ansteuerung des Wählers 216 umfassen die Steuermittel ferner eine zusätzliche hydraulische Steuerkammer 232, die geeignet ist, über eine zusätzliche Steuerleitung 230 mit Fluid unter Druck versorgt zu werden, wobei diese Leitung selbst geeignet ist, einem Steuerdruck ausgesetzt zu werden, ebenso wie die Leitung 30 in den 1 und 2. In diese Leitung 230 kann eine Drossel 233 eingebaut werden.
  • Die Gestaltung des Wählers 216 wird verständlicher, wenn man sich auf 5 bezieht. Diese Figur zeigt eine der 3 entsprechende Ansicht, und man erkennt den internen Verteiler 115 und seine Verteilerleitungen 111. Der Schieber 219 des Wählers 216 ist beweglich in der Ausbohrung 213 des Verteilers 115 montiert und wird von der Feder 217 in seine erste Position (dargestellt in der oberen Hälfte der Figur) zurückgestellt, während ihn die hydraulischen Steuerkammern, wenn sie mit Fluid unter Druck versorgt werden, in seine zweite Position bewegen (dargestellt in der unteren Hälfte der Figur).
  • Das Ende der Ausbohrung 213 gegenüber der Feder 217 stellt eine Trennwand 215 dar, die sich axial erstreckt und dabei die beiden hydraulischen Steuerkammern 218 und 232 begrenzt, welche voneinander luftdicht abgeschlossen sind. Ein erster und zweiter Steuerkolben, jeweils 250 und 252, befindet sich jeweils in der Kammer 218 und der Kammer 232. Die transversalen Endflächen 250A und 252A dieser Kolben gegenüber dem Schieber 219 bilden jeweils eine erste und zweite bewegliche Wand für die Kammern 218 und 232.
  • Die Versorgung der Kammern 218 und 232 mit Fluid über die Steuerleitung 220 und die zusätzliche Steuerleitung 230 bewegt jeweils die Kolben in Richtung des Pfeils F. Ihre Enden 250B und 252B gegenüber den Enden 250A und 252A kooperieren mit dem Endstück 219A des Schiebers, um letzteren in Richtung des Pfeils F zu bewegen, entgegen der Rückstellkraft, die von der Feder 217 ausgeübt wird.
  • Die beiden Kolben 250 und 252 sind voneinander unabhängig. Die Bewegung des Kolbens 250 wird durch die Kommunikation der Steuerkammer 220 mit der Bremslösekammer gesteuert, während die Bewegung des Kolbens 252 durch den Druck des Steuerfluids in der Leitung 230 gesteuert wird.
  • Die Stützflächen 250A und 252A sowie der Fluiddruck in den Kammern 218 und 230 bestimmen die Kraft, welche die Kolben auf den Schieber 219 ausüben können, um den Schieber in seine zweite Position zu bewegen. Der Druck in den Steuerkammern 218 und 232 hängt direkt vom Druck in den Leitungen 220 und 230 ab, wobei die mögliche Gegenwart der Drosseln 223 und 233 zu berücksichtigen ist.
  • Die Stützflächen 250A und 252A und die Feder 217 sind so dimensioniert, daß:
    • – wenn der Druck in der Bremslösekammer 38 bei „normalem" Betrieb des Motors bei seinem Grenzwert stabilisiert ist (in der Größenordnung von 27 Bar), und wenn der Druck in der zusätzlichen Steuerleitung 230 bei Null liegt, die Wirkung des Kolbens 250 auf den Schieber aufgrund der Fluidversorgung der Kammer 218 nicht ausreichend ist, um den Schieber in seine zweite Position zu bewegen, entgegen der Gegenkraft, die durch die Feder 217 auf den Schieber wirkt;
    • – wenn der Druck in der Bremslösekammer bei besagtem Grenzwert stabilisiert ist, und wenn der Druck in der zusätzlichen Steuerleitung 230 beim Steuerwert liegt, die Wirkung der beiden Kolben 250 und 252 auf den Schieber aufgrund der Fluidversorgung der Kammern 218 und 232 den Schieber 219 in seine zweite Position bewegt;
    • – wenn der Druck in der Steuerleitung 230 beim Steuerwert liegt, der Druck in der Bremslösekammer jedoch unter den ersten Schwellwert PS1 sinkt, die Wirkung des Kolbens 252 auf den Schieber 219 aufgrund des in der Kammer 232 herrschenden Fluiddrucks nicht ausreichend ist, um den Schieber in seiner zweiten Position zu halten, und dieser in seine erste Position zurückkehrt.
  • Beispielsweise ist die Feder so dimensioniert, daß sie auf den Schieber in dessen erster Position eine Kraft in der Größenordnung von 800 N ausübt, was einem Druck in der Größenordnung von 5 Bar entspricht, und in der zweiten Position dieses Schiebers eine Kraft in der Größenordnung von 1115 N ausübt, was einem Druck in der Größenordnung von 7 Bar entspricht, während die Durchmesser des ersten und zweiten Kolbens jeweils in der Größenordnung von 18 mm und 22 mm liegen, und der Steuerdruck und der Druck PS1 jeweils in der Größenordnung von 10 Bar und 15 Bar liegen.
  • Es ist hierbei zu betonen, daß bei allen in den Figuren dargestellten Varianten die Steuerleitung an die Bremslösekammer angeschlossen werden kann, um eine Fluidkommunikation mit einem durch eine Drossel zwischen der ersten und zweiten Steuerkammer kontrollierten Durchfluß aufzubauen.
  • In den 1 und 2 wird diese Kommunikation von zwei unabhängigen Drosseln entsprechend der Position des Wählers 22 kontrolliert. In 4 ist sie permanent und wird durch die Drossel 223 kontrolliert.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Antrieb mit einem Hydraulikmotor (10), umfassend einen Hubvolumenwähler (16; 116; 216), der geeignet ist zwischen einer ersten Position (16A; 116A), die einem großen aktiven Arbeitshubraum entspricht, und einer zweiten Position (16B; 116B), die einem kleinen aktiven Arbeitshubraum entspricht, bewegt zu werden, wobei die Vorrichtung Steuermittel des Wählers umfaßt, die eine hydraulische Steuerkammer (18; 118, 218) umfassen, geeignet mit einem Fluid unter Druck durch eine Steuerleitung (20; 220) versorgt zu werden, um die Bewegung des Hubvolumenwählers in seiner zweiten Position gegen die Kraft zu belasten, die durch erste Rückstellmittel (17; 117; 217) ausgeübt wird, wobei die Vorrichtung außerdem ein Bremssystem des Hydraulikmotors umfaßt, das Bremsmittel (36) umfaßt, die beweglich sind zwischen einer Bremsposition und einer Bremslöseposition, sowie eine Bremslösekammer (38), die geeignet ist, mit Fluid unter Druck durch eine Bremslöseleitung (40) versorgt zu werden, um die Bremsmittel zu ihrer Bremslöseposition hin gegen die Kraft zu belasten, die durch zweite Rückstellmittel (39) ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (20; 220) geeignet ist, mit der Bremslösekammer (38) verbunden zu werden, um letztere mit der Steuerkammer (18; 118; 218) kommunizieren zu lassen und dadurch, daß die ersten Rückstellmittel (17; 117; 217) geeignet sind, den Hubvolumenwähler (16; 116; 216) in seine erste Position großen Hubraums (16A; 116A) zurückzustellen, wenn, während die Steuerkammer (18; 118; 218) mit der Bremslösekammer (38) durch die Steuerleitung (20; 220) kommuniziert, der Druck in der Bremslösekammer niedriger als eine erste Druckschwelle (PS1) wird, wohingegen die zweiten Rückstellmittel (39) geeignet sind, die Bremsmittel (36) in deren Bremsposition zurückzustellen, wenn der Druck in der Bremslösekammer niedriger als eine zweite Druckschwelle (PS2) wird, die unter der ersten Druckschwelle (PS1) liegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslösekammer (38) verbunden ist mit der Versorgungsleitung (12, 14) des Hydraulikmotors.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel des Hubvolumenwählers (16) außerdem einen Versorgungswähler (22) umfassen, der geeignet ist, eine erste Konfiguration (22A) anzunehmen, in der er die Steuerleitung (20) mit einem Rücklauffluid (24, 26) kommunizieren läßt, und eine zweite Konfiguration (22B), in der er die Steuerleitung (20) mit einer Fluidversorgungsleitung (28) kommunizieren läßt und dadurch, daß die Versorgungsleitung (28) permanent mit der Bremslösekammer (38) kommuniziert.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung (28) verbunden ist mit einer Hauptversorgungsleitung (12, 14) des Motors (10) an Fluid mit hohem Druck mittels eines Druckreduzierers (41).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungswähler (22) eine erste Verbindungsleitung (23A) umfaßt, geeignet, in der ersten Konfiguration der Wähler die Steuerleitung (20) mit dem Rücklauffluid (24, 26) kommunizieren zu lassen, wobei diese erste Verbindungsleitung eine Drossel aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungswähler (22) eine zweite Verbindungsleitung (23B) umfaßt, die geeignet ist, in der zweiten Konfiguration des Wählers die Steuerleitung (20) mit der Versorgungsleitung (28) kommunizieren zu lassen, wobei diese zweite Verbindungsleitung eine Drossel aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubvolumenwähler (116) einen beweglichen Schieber (119) umfaßt, der einen Ringteil (119A) aufweist, der eine bewegliche Wand der Steuerkammer begrenzt, welche die Stützfläche (119B) bildet, auf die der Druck des Fluids ausgeübt wird, das in der Kammer vorliegt, um die Bewegung des Schiebers zu seiner zweiten Position zu belasten.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubvolumenwähler (216) einen beweglichen Schieber (219) umfaßt und daß die Steuermittel des Hubvolumenwählers außerdem eine zusätzliche hydraulische Steuerkammer (232) umfassen, die geeignet ist, mit Fluid unter Druck durch eine zusätzliche Steuerleitung (230) versorgt zu werden, wobei die Hydraulikkammer (218) und die zusätzliche Hydraulikkammer (232) jeweils eine erste und eine zweite bewegliche Wand (250A, 252A) besitzen, die jeweils in den Kammern eine erste und eine zweite Stützfläche für das Fluid begrenzen, das in diesen Kammern vorliegt, und die jeweils einen ersten und einen zweiten Steuerkolben (250, 252) bilden, die geeignet sind, mit dem beweglichen Schieber des Hubvolumenwählers zusammenzuwirken, und dadurch, daß die Stützflächen derart vorliegen, daß, wenn der Druck in der Bremslösekammer (38), die mit der Steuerkammer (218) kommuniziert, kleiner als die erste Druckschwelle (PS1) wird, die durch den zweiten Kolben auf den Schieber (219) des Wählers (216) ausgeübte Kraft unzureichend ist, um den Schieber in seiner zweiten Position unabhängig vom Fluiddruck zu halten, der in der zusätzlichen Steuerkammer (232) herrscht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (220) permanent mit der Bremslöseleitung (40) kommuniziert.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (220) permanent mit der Bremslöseleitung (40) mittels einer Drossel (223) kommuniziert.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckschwelle (PS1) nahe 15 bis 20 Bar ist, während die zweite Druckschwelle (PS2) nahe 9 bis 10 Bar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Druckschwelle (PS1, PS2) in der Größenordnung von 5 bis 10 Bar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubvolumenwähler (116) drei Wege aufweist, wobei seine ersten und zweiten Wege (115A, 115B) untereinander verbunden und isoliert von dem dritten Weg (115C) in der ersten Position (116A) dieses Wählers sind, wohingegen seine zweiten und dritten Wege (115B, 115C) verbunden und von dem ersten Weg (115A) isoliert sind in der zweiten Position (116B), und dadurch, daß der Hubvolumenwähler (116) geeignet ist, eine Zwischenposition (116C) zwischen seiner ersten und zweiten Position einzunehmen, in der die drei Wege verbunden sind und in der der Abschnitt wenigstens einer der Durchgänge zwischen den ersten und zweiten Wegen (115A, 115B) und zwischen den dritten Wegen (115B, 115C) gedrosselt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel umfaßt, um die Zwischenposition (116C) des Wählers (116) für eine kurze Zeitspanne zu bewahren.
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