DE636922C

DE636922C - Ausgleichgesperre fuer Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE636922C
Application number: DESCH105558D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-11-11
Filing date: 1934-11-11
Publication date: 1936-10-17

Description

DEUTSCHES REICH

Eigen
v: 1936

AUSGEGEBEN AM
17. OKTOBER 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 c GRUPPE 13 oi

Gerhard Schimkat in Berlin Ausgleichgesperre für Kraftfahrzeuge

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. November 1934 ab

Werden bei Kraftfahrzeugen von einem Motor zwei oder mehr Räder angetrieben, so ist es notwendig, ein Ausgleichgetriebe zu verwenden, um beim Durchfahren von Kurven die Räder in dem Zurücklegen ihrer verschieden langen Wege nicht zu behindern und hierbei jedoch eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Antriebsmotor aufrechtzuerhalten. Hat eines dieser Räder nun keine Berührung mit dem Boden, so dreht es sich infolge der Eigenart des Ausgleichgetriebes leer in der Luft. Der Motor kann auch seine Antriebskraft nicht auf das andere Rad wirken lassen, da das leerlaufende Rad das Entstehen eines Antriebsdrehmomentes verhindert. Zur Vermeidung dieses Nachteils werden Ausgleichgesperre verwendet, die verhindern sollen, daß sich das leerlaufende Rad schneller drehen kann, als das mit dem Boden in Berührung befindliche Rad. Verwendet man nun eine hydraulische Übertragung der Motorleistung auf die einzelnen Antriebsräder, so ist eine besondere, den geschilderten Ausgleich bewirkende Hilfseinrichtung nicht nötig, da der Flüssigkeitsdruck sich immer gleichmäßig auf alle hydraulischen Motoren, verteilt. Es ist aber auch hier nötig, ein Gesperre zu verwenden, um das zu schnelle Leerlaufen eines Rades, das keine Bodenberührung hat, zu verhindern. Für eine elektrische Leistungsübertragung sind Einrichtungen bekannt, die beim Durchgehen einer Antriebsachse dieses dem Fahrer anzeigen oder selbsttätig Gegenmaßnahmen treffen, die dann auf den gesamten Antrieb des Fahrzeuges wirken. ._.

Mit vorliegender Erfindung wird ein Ausgleichgesperre für eine hydraulische Leistungsübertragung .geschaffen, welches selbsttätig die Leistungszufuhr nur zu der Antriebsachse drosselt, die versucht durchzugehen. Es besteht aus einem Absperrglied in jeder Druckflüssigkeitsleitung zu den hydraulischen Motoren, das die Leitung dann absperrt oder drosselt, wenn die Flüssigkeitsgeschwindigkeit in derselben durch Leerlaufen des Rades wesentlich größer wird als die in den anderen Leitungen. Durch den vergrößerten Flüssigkeitsdurchlaß der einen Leitung entsteht an einem in diese Leitung zu einem einzelnen Radmotor eingebauten Flügelrad eine Erhöhung der Drehzahl oder an einer, in gleicher Weise eingebauten Drosselstelle eine Druckänderung, die mittels einer besonderen Antriebseinrichtung durch das Absperrglied die eine Leitung drosselt oder abschließt. Diese Antriebseinrichtung für das Absperrglied steht unter dem Einfluß der Teilstromleitung und der Gesamtstromleitung. Bekommt das Rad wieder Bodenberührung, so gibt das Absperrglied die Leitung wieder frei.

Abb. ι zeigt die Gesamtanordnung einer hydraulischen Leistungsübertragung eines Kraftfahrzeuges mit vier angetriebenen Rädem. ι ist der Fahrzeugmotor und 2 die von

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diesem angetfiebene Flüssigkeitspumpe, die zweckmäßig in ihrer Fördermenge veränderlich ist. 3 sind hydraulische Motoren, von denen für 'jedes angetriebene Laufrad 8 des Fahrzeuges einer vorhanden ist. 4 ist das Ausgleichgesperre nach der Erfindung und 5 ein Drehschieber, der die Flüssigkeitsstrom-richtung zu den hydraulischen Motoren umkehren kann für den Rückwärtslauf des Fah γιο zeuges. Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch den Schieber 5, worin auch punktiert die Schieberstellung für den Rückwärtslauf eingezeichnet ist. Die in die Rohrleitungen eingezeichneten Pfeile geben die Strömüngsrichtung der Flüssigkeit an. In den Leitungen mit Pfeilen in beiden Richtungen kann die Flüssigkeitsrichtung zum Zwecke des Fahrzeugrückwärtslaufes durch den Schieber 5 umgekehrt werden. 6 ist eine Drossel zum Abdrosseln des ³" Flüssigkeitsstromes, um das Fahrzeug abzubremsen. 7 ist ein. Ventil, das beim Freilauf des Fahrzeuges geöffnet wifdr~9~"~sind selbst-• tätige Rückschlagventile, die schließen, sobald beim Bremsen ein Rad schlüpft und ^a5 dieses, beaufschlagt durch den Bremsdruck, anfangen will, sich rückwärts zu drehen. Sie werden gewöhnlich während der Fahrt durch die hindurchströmende Flüssigkeit offen gehalten. 10 ist ein Sicherheitsventil, das auf zu hohen Pumpendruck und auf zu hohen Bremsdruck anspricht und dann einen Druckausgleich schafft. ' .

Da in dieser Anordnung ein geschlossener Flüssigkeitsumlauf vorhanden ist, muß die dem Ausgleichgesperre zufließende Menge gleich der Summe der zu den hydraulischen Motoren abfließenden Teilmengen sein. Diese Teilmengen sind unter sich gleich, wenn für eine vom Fahrzeug zurückgelegte Wegeinheit die Schluckmengen der hydraulischen Motoren gleich groß sind. Dreht sich nun während einer Wegeinheit ein Laufrad schneller, infolge Schlüpfrigkeit des Bodens oder weil es sich über einer Bodensenkung befindet, so ist die Schluckmenge des betreffenden hydraulischen Motors größer als die der anderen. Die ihm zufließende Teilstrommenge ist daher auch größer; das Gleichgewicht der .vom Ausgleichgesperre abfließenden Teilströme So o, b, c, d ist gestört. Diese wesentliche Erhöhung einer Teilstrommenge wird erfindungsgemäß benutzt, um ein Absperrglied in der betreffenden Teilleitung zu schließen, so daß diese Leitung so weit abgedrosselt wird, bis die durchfließende Menge nur noch unwesentlich (beispielsweise io°/₀) größer ist als die der anderen. Der an dem Absperrglied auftretende Druckabfall ist dann annähernd so groß, wie er an dem hydraulischen Motor gewesen wäre, wenn das dazugehörige Lauf rad Bodenberührung gehabt hätte. Dieser Druck kann nun auf die hydraulischen Motoren der übrigen nicht schlüpfenden Antriebsräder wirken und das Fahrzeug fortbewegen. Es wird eine etwas erhöhte Flüssigkeitsgeschwindigkeit in der gedrosselten Leitung zugelassen, um ein Ansprechen der Einrichtung beim Durchfahren von Kurven zu vermeiden. B'erner dient sie als Auslösemittel der Drosseleinrichtung, da ein Antriebsrad, das wieder Bodenberührung bekommen hat, eine erhöhte Geschwindigkeit nicht mehr zuläßt und somit die Auslösung bewirkt. Diese Geschwindigkeitserhöhung wird zweckmäßig möglichst gering angenommen, jedoch andeirerseits so hoch, daß ein sicheres Arbeiten des Gesperres gewährleistet wird.

In den Abb. 3 bis 5 werden zwei Ausführungsbeispiele gezeigt, die beide für Vierradantrieb bestimmt sind. Die vollständige Einrichtung ist nur für die erste Teilstromlei-• tung o' gezeichnet und gilt in gleicher Ausführung auch für die anderen Teilstromleitungen. In dem Ausgleichgesperre nach den Abb. 3 und 4 wird die durchströmende' Flüssigkeitsmenge ■ beispielsweise mit Flügelrädern gemessen und in Umdrehungen umgewertet. Das Gesperre nach Abb. 5 wertet die durchfließende Menge in Druck um.

In Abb. 3 ist 12 das Gehäuse des Ausgleichgesperres mit der gemeinsamen Zuführungsleitung 11 und den vier Teilstromleitungen a, b, c, d zu den hydraulischen Motoren. In der Zuleitung 11 befindet sich das Flügelrad 13 mit der Achse 14. In der Teilstromleitung α ist das Flügelrad 15 mit der Achse 16, die über das Kegelradausgleichgetriebe 17, 18, 19 und die Kegelräder 20, 21 mit der Welle 14 verbunden ist. Die Abmessungen der Flügelräder 13 und 15 und der Kegelräder 20 und 21 sind so, daß im Gleichgewichtszustand, also dann, wenn die Ströme in den Leitungen a, b, c, d gleich groß oder sonst den Schluckmengen der hydraulischen Motoren bei nicht schlüpfenden Antriebsrädern entsprechend sind, die Ausgleichkegelräder 19 und 19' des Ausgleichgetriebes nur eine rotierende, jedoch keine herumlaufende Bewegung ausführen. Die Wellen der Umlaufkegelräder 19 und 19' sind mit dem drehbaren Zahnrad 22 fest verbunden. Das Zahnrad 22 steht im Eingriff mit dem Zahrad 23. das sich mit der Welle 24 in dem Arm 25 drehen kann. Auf dieser Welle 24 sitzt ein verstellbarer Bremsflügel 26. Der Arm 25 ist mit dem Drehschieber 27 fest verbunden, der auf dem Gehäuseboden liegt, welcher die gleichen Ausschnitte hat wie der Drehschieber 27 (Abb. 4). Die Feder 30 zieht den Arm 25 gegen den im Gehäuse festen Anschlag 29. In dieser Stellung stehen die Ausschnitte des Gehäusebodens und des Dreh-

Schiebers 27 übereinander, und der Durchfluß der Flüssigkeit kann ungehindert erfolgen.

Erhöht sich beispielsweise in der Leitung« die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, weil das be-S treffende Laufrad des Fahrzeuges Schlupf hat, so dreht sich sogleich das Flügelrad 15 schneller und dreht mittels der Achse 16 auch das Kegelrad 17 schneller. .-Das Kegelrad 18 läuft nur unbedeutend schneller, da die anteilige Geschwindigkeitserhöhung in der Gesamtstromleitung sehr gering ist. Dadurch beginnen die Umlaufkegelräder 19 und 19' zu wandern und drehen das Zahnrad 22, welches durch den Eingriff mit dem Zahnrad 23 den Arm 25 vom Anschlag 29 abschwenkt und dadurch die Feder 30 spannt. Hierdurch werden die Ausschnitte im Drehschieber 27 und im Gehäuseboden gegeneinander verschoben und die Leitung abgedrosselt. Das Flügelrad 15 läuft nun wieder langsamer. Durch die Spannung der Feder 30 wird jedoch die Welle 24 mit dem Flügel 26 in Drehung versetzt, wobei sich das Zahnrad 23 auf dem Rad 22 abrollt. Der Arm 25 geht also langa5 sam in seine Anfangsstellung zurück und öffnet dabei die Leitung c, wodurch das Flügelrad 15 wieder schneller läuft. Das abschließende Arbeiten des Flügelrades 15 und das öffnende Arbeiten des Rücklaufwerkes (22 bis 26, 30) sind im Gleichgewicht bei einer Flüssigkeitsgeschwindigkeit in der Leitung a, die etwas höher liegt (beispielsweise 10%) als die der anderen Leitungen. Durch das Verstellen des Bremsflügels 26 kann diese erhöhte Geschwindigkeit noch besonders eingestellt werden. Hierdurch werden auch die vier Antriebseinrichtungen (13 bis 30) auf gleichmäßiges und sicheres Arbeiten eingestellt. Bekommt das Laufrad wieder Bodenberührung, so" entsteht der Druckabfall wieder an dem hydrau-. lischen Motor. Die Geschwindigkeit in der ' Leitung α kann sich nicht mehr erhöhen, das Flügelrad 15 kann auch nicht mehr schneller laufen. Dann läuft das Rücklaufwerk wieder t5 bis zum Anschlag zurück, und die Leitung wird dadurch wieder ganz geöffnet.

Das Ausgleichgesperre nach Abb. 5 hat ein Venturirohr 31 in der Gesamtstromleitung und je ein Venturirohr 32 in jeder Teilstromleitung. Die hindurchströmende Flüssigkeit erzeugt Unterdrucke an den Verengungen der Rohre, die auf beide Seiten des Kolbens 33 in. dem Zylinder 34 wirken. Die Venturilohre sind so bemessen, daß ihre Drucke gleich groß sind, wenn alle Lauf räder (8) des Fahrzeuges Bodenberührung haben und nicht schlüpfen. Durch die Feder 35 wird der Kolben 33 gegen den Boden des Zylinders 34 gedrückt und dadurch das Drosselventil 36 mittels des Gestänges 37, 38, 39 geöffnet gehalten. Die Feder 35 kann auch durch das Eigengewicht des Kolbens 33 oder durch einen entsprechend größeren Unterdruck des Venturirohres 31 ersetzt werden.

Strömt nun beispielsweise durch die Teilstromleitung α mehr Flüssigkeit, weil das dazugehörige Laufrad schlüpft, so verstärkt sich an dem Venturirohr 32 der Unterdruck, der den Kolben 33 anhebt und dadurch mit dem Ventil 36 die Leitung so weit drosselt, daß der über dem Kolben durch das Venturirohr 32 erzeugte Druck wieder gleich dem Druck des Venturirohres 31 abzüglich der Federkraft oder des Eigengewichtes des Kolbens ist. Durch diese zusätzliche zu überwindende Kraft (Federkraft, Eigengewicht) bedingt, muß der Unterdruck - des Venturirohres 32 etwas stärker sein als der des Venturirohres 31. Das entspricht einer etwas höheren Flüssigkeitsgeschwindigkeit in der Teilstromleitung α gegenüber der die ursprüngliche Geschwindigkeit nahezu beibehaltenden Gesamtstromleitung. Sobald das Laufrad wieder Bodenberührung bekommt, kann durch die Teilstromleitung α nur" noch ebensoviel hindurchströmen wie durch die anderen Teilstromleitungen, sofern die hydraulischen Motoren die gleichen Schluckmengen haben. Hierdurch sinkt die Flüssigkeitsgeschwindigkeit um den Überbetrag und damit der zusätzliche Unterdruck des Venturirohres 32, wodurch die Feder 35 wieder Übergewicht bekommt und den Kolben herabdrückt, der das Drosselventil 36 ganz öffnet.

Der Kolben 33 kann auch durch eine Biegehaut oder durch einen Wellrohrkörper ersetzt werden.

Zum Zwecke der Vereinfachung kann auch beispielsweise in dem Gesperre nach Abb. 3 das Flügelrad 13 wegfallen, da bei Kraftfahrzeugen im allgemeinen nur ein Laufrad schlüpft und dann die übrigen drei'Antriebsvorrichtungen mittels der Flügelräder in den Teilstromleitungen über ihre Ausgleichkegelräder die Welle 14 so in Drehung halten, als ob sie. durch das Flügelrad 13 angetrieben worden wäre.

Die Venturirohre in dem Ausgleichgesperre nach Abb. 5 können auch durch andere bekannte Staueinrichtungen ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Ausgleichgesperre für Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Einzelradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß jede zu einem Antriebsrad führende Teilstromleitung (a, b, c, ä) mit einem Drosselventil (27, 36) versehen ist, das in drosselndem Sinne durch eine Hilfseinrichtung (11,. 15, 17, 18, 19 oder 31, 32, 33) bewegt wird, die auf den Unterschied der wesentlich erhöhten Flüssigkeitsgeschwin-

digkeit in der betreffenden Teilstromleitung (q, b, c, d) ■ gegenüber der Gesamtstromleitung anspricht,
2. Ausgleichgesperre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drosselventil (27) bewegende Hilfseinrichtung durch ein Ausgleichgetriebe (17, i8, 19) gebildet wird, dessen eines Zentralrad (17) mit einem Flügelrad (15) in der Teilstromleitung (α) und dessen anderes Zentralrad (18) mit.einem Flügelrad (13) in der Gesamtstromleitung (ri) verbunden ist, und daß die Umlaufräder (19,19') mit dem Drosselventil (27) verbunden sind.
3. Ausgleichgesperre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (27) mit einer Feder (30) verbunden ist, welche das Drosselventil (27) in der Stellung für geöffneten Durchlaß zu halten sucht.
4. Ausgleichgesperre nach Anspruch I, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder (19, 19') mit dem Drosselventil (27) durch eine Wirbelbremse (23, 24, 26) verbunden sind.
5. Ausgleichgesperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drosselventil (36) bewegende Hilfseinrichtung ein in einem Zylinder (34) beweglicher Kolben (33) ist, dessen eine Seite an ein in der Gesamtstromleitung befindliches Venturirohr (31) und dessen andere Seite an ein in der Teilstromleitung befindliches Venturirohr (32) angeschlossen ist.
6. Ausgleichgesperre nach den Ansprüchen ι und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (33) mit einer Feder-(35) verbunden ist, welche ihn (33) in der Stellung für geöffneten Durchlaß des Drosselventils (36) zu halten sucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen