CH394829A - Vollautomatische hydraulische Kraftübertragung für motorgetriebene Fahrzeuge - Google Patents

Description

      Vollautomatische        hydraulische        Kraftübertragung    für     motorgetriebene    Fahrzeuge    Es ist bereits bekannt,     einzelne    Räder von Motor  fahrzeugen oder mit Motorfahrzeugen     kuppelbaren     Anhängern durch den Motor des Motorfahrzeugs an  zutreiben. Bei bekannten Antrieben dieser Art wer  den die Räder dies Fahrzeuges oder des Anhängers  über eine Welle angetrieben, die bei Anhängern mit  einer     Zapfwelle    des     Motorfahrzertges        kuppelbar    ist.

    Diese an sich einfache mechanische Lösung hat den  Nachteil,     d'ass    die Verbindung zwischen Motorfahr  zeug und Anhänger und auch beim normalen Fahr  zeug ganz bestimmte Voraussetzungen erfüllen muss  und dass man auch     in    der relativen Beweglichkeit des  Anhängers und des Motorfahrzeuges verhältnismässig  beschränkt ist.  



  Es ist zwar auch bereits bekannt, die Energie  übertragung mittels eines     hydraulischen    Systems     mit     einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen Pumpe .und  einem von der Pumpe     speisbaren    hydraulischen Mo  tor vorzunehmen. Dabei wurde jedoch angestrebt,  durch stufenlose Einstellung des Verhältnisses zwi  schen Drehzahl und Fördermenge der Pumpe und  oder des hydraulischen Motors ein stufenloses Ge  triebe zwischen den Antriebsmotor und, die Trieb  räder einzulegen.

   Hydraulische Plumpen und Moto  ren mit variablem Verhältnis zwischen Fördermenge  und Drehzahl sind jedoch teuer und     störungsanfällig.     Diese Nachteile werden nun gemäss vorliegender Er  findung dadurch vermieden, dass Pumpe und hydrau  lischer Motor nicht einstellbare Verhältnisse von  Drehzahl und Fördermenge aufweisen und     d'ass    die  Drehzahlverhältnisse zwischen Pumpe und Fahrzeug  motor bzw. hydraulischem Motor und Triebrädern  nicht einstellbar sind, wobei zwischen die Pumpe  und den hydraulischen Motor ein automatisches  Steuerventil zum     Regeln    der     Druchflussmengen    der  Pumpe und des hydraulischen Motors und der auf  tretenden Drücke     eingeschaltet    ist.

   Das erwähnte         Steuerventil    kann verhältnismässig einfach und ohne  störungsanfällige Teile ausgeführt werden. Es kann  durch Verzögerung der     Energieübertragung    zwischen  Pumpe und hydraulischem Motor auch als automa  tische Kupplung dienen.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  erfindungsgemässen Kraftübertragung an einem Sat  telschlepper mit Sattelanhänger dargestellt. Der     Sat-          telaufliegeanhänger    1, der nach     Belieben    auch als       Sattelkipper    ausgebildet sein kann, ist in der Nähe  seines vorderen Endes auf den Sattelschlepper 2 ab  gestützt. Mit dem Nebengetriebe 3 des Sattelschlep  pers ist eine erste Druckpumpe 4 gekuppelt, deren       Druckleitung    5 und' Rückleitung 6 über ein Steuer  ventil 18 mit einem am Anhänger 1 angebrachten       Steuerventil    7 verbunden sind.

   In die     Leitungen    5  und 6 sind     Schnellkupplungen    8 eingesetzt,     die    eine  leichte Trennung der     mit    dem Sattelschlepper ver  bundenen Teile der Leitungen 5 und 6 von den mit  dem Anhänger verbundenen Teilstücken dieser Lei  tung erlauben. Das Steuerventil 7     wird    normaler  weise durch nicht dargestellte     Federn    in einer neu  tralen Ruhelage gehalten, in welcher     die    beiden Lei  tungen 5 und 6 im Ventil 7 abgeschlossen sind und  die Zuleitung 9 sowie die Rückleitung 10 eines  Ölmotors 11 im Ventil 7 direkt     miteinander    ver  bunden sind.

   Der Ölmotor 11 arbeitet über ein       Differentialgetriebe    auf die Achse 12 bzw. die Räder  13 des Sattelanhängers.  



  Das Steuerventil 7 kann aus der beschriebenen  neutralen Ruhelage durch einen pneumatischen Zy  linder 14 in zwei Arbeitsstellungen gebracht werden,  in welchen dem Ölmotor 11 in entgegengesetzten  Richtungen Drucköl zugeführt wird, so     d'ass    er vor  wärts oder rückwärts angetrieben wird. Der pneu  matische     Zylinder    14     kann    mittels eines     Steuerventils         15 über Leitungen 16 betätigt werden, in welchen  sich selbstverständlich auch Kupplungen befinden.  



  Das in     Fig.    2 im Schnitt gezeigte Steuerventil 18  weist in der     Druckleitung    5 ein     Rückschlagventil    19  auf. Eine die Leitungen 5 und 6 verbindende Leitung  20 kann durch einen hohlen Kolben 21 abgeschlossen  werden, wenn er entgegen der Wirkung einer Feder  22 auf den Sitz 23 gepresst wird. Über dem Kolben  21 mündet in den Zylinderraum 28 die Druckleitung  25 einer zweiten Druckpumpe 24 geringer Leistung,  die von der Druckpumpe 4 unabhängig ist, jedoch  stets mit gleicher Drehzahl angetrieben wird. Mit  der     Druckleitung    25 ist ein     überdruckventil    26 ver  bunden.

   Ferner ist zwischen der Rückleitung 6 und  dem Zylinder des Kolbens 21 ein     Rückschlagventil     27 angeordnet. Mit dem Zylinderraum 28 ist auch  ein fein einstellbares Nadelventil 29 verbunden, des  sen Ausgang in die Leitung 5 mündet. Mit dem Kol  ben 21 ist ein Ventilkonus 30 verbunden, welcher  zum Sperren der     Leitung    6. dient. Zwischen die  Rückleitung 6 und die Druckleitung 5 ist ein Rück  schlagventil 31 eingesetzt.  



  Der dargestellte Radantrieb arbeitet wie folgt:  Während der Fahrt auf guter, steigungsarmer  Strasse ist das Nebengetriebe 3 des Sattelschleppers  ausgekuppelt, so dass die Ölpumpen 4 und 24 still  stehen. Das Steuerventil 7 befindet sich in der     obern     beschriebenen neutralen Ruhelage, so dass die Lei  tungen 5 und 6 vom Ölmotor 11 getrennt sind und  die Zu- und Rückleitungen 9 und 10 des Ölmotors  11 im Steuerventil 7 direkt miteinander verbunden  sind. Der Ölmotor 11 ist vom     Differential    nicht     ent-          kuppelbar    und wird daher während der Fahrt stets       mitgedreht.    Er arbeitet dabei als Pumpe.

   Da jedoch  der Kreislauf im Steuerventil 7 direkt kurzgeschlos  sen ist, entstehen durch die     stattfind'end'e    Ölumwäl  zung lediglich unbedeutende Reibungsverluste.  



  In steilem     und'/oder    weichem Gelände, insbeson  dere auf Baustellen, wo der Sattelanhänger zum Ab  transport von     Aushubmaterial    dienen kann, werden  die Pumpen 4 und 24 mittels des Nebengetriebes 3  des Sattelschleppers 2 angetrieben, und das Steuer  ventil 7 wird je nach der gewünschten Fahrtrichtung  auf die eine oder andere Seite gesteuert. Im Ein  schaltmoment der Pumpen 4 und 24 war das Sys  tem drucklos und der Kolben 21 befindet sich unter  der Wirkung der Feder 22 in seiner oberen Endlage,  für welche die Leitung 6 durch den Konus 30 ge  sperrt ist. Die Pumpe 4 ist über die Leitung 20 prak  tisch kurzgeschlossen, so dass sich in der Leitung 5  vorderhand kein Druck aufbauen kann.

   Durch die  Pumpe 24 wird jedoch jetzt langsam ein Druck  anstieg im Zylinderraum 28 erfolgen, welcher Anstieg  durch die Ölverluste     durch    das Ventil 29 einstellbar  verzögert ist und dessen Höchstwert durch das Ventil  26 bestimmt wird. Der Kolben 21 wird aber all  mählich nach unten verschoben und beginnt die  Leitung 20 abzusperren, so dass sich in Leitung 5  ein Druck     aufbaut.    Zugleich wird die Rückleitung  6 geöffnet. Schliesslich wird auch das Ventil 19 ge-    öffnet, so     d'ass    Drucköl zum hydraulischen Motor 11  fliesst.

   Damit wird nun der Ölmotor 11 angetrieben  und treibt seinerseits die Räder 13 des Sattelschlep  pers 1     zusätlich    an, so     d'ass    viel geringere Gefahr  besteht,     d'ass    der Anhänger im weichen Gelände  steckenbleibt. Die Pumpe 4 und der Motor 11 sind  fest eingestellt, d. h. ihre Drehzahlen sind praktisch  proportional der geförderten bzw. aufgenommenen  Flüssigkeitsmenge. Da jedoch die Pumpe 4 mit einer  Drehzahl angetrieben wird', die der Drehzahl des  Schleppmotors proportional ist, die Fahrgeschwindig  keit des Schleppers dagegen vom eingeschalteten  Gang und von der Betätigung der Kupplung des  Sattelschleppers abhängt, wird der Ölmotor 11 im  allgemeinen nicht genau die Ölmenge aufnehmen,  die von der Pumpe 4 gefördert wird.

   Die Mengen  differenz zwischen Ölabgabe der Pumpe 4 und der  Ölaufnahme des Ölmotors 11 wird durch das Steuer  ventil 18 ausgeglichen, wobei die     überflussmenge     gleich wieder an den Pumpeneingang bzw. in den  Behälter 17 zurückfliesst. Bei zu grosser Belastung  des Ölmotors 11, hervorgerufen durch auftretende  Widerstände an der Antriebsachse 18, steigt der  Druck in der Leitung 5 an, wobei der Kolben 21  gehoben wird'' und sich ein Druck- und     Zuflussaus-          gleich    durch die Leitung 20 vollzieht.  



  Beim Abwärtsfahren wirkt der Ölmotor 11 als  Pumpe, wobei sich folgender Schaltvorgang abspielt:  Durch     Motorendrehzahlreduzierung    und sich da  durch ergebende     Schöpfmengenreduzierung    der  Steuerpumpe 24 fällt der Druck im Zylinder 28 ab,  beschleunigt durch höheren     Durchfluss    durch das  Ventil 29 infolge Druckwegfalls in Leitung 5. Somit  wird der Kolben 21 durch die Druckfeder 22 nach  oben gestossen und verschliesst den     Rücklaufdurch-          fluss    der Leitung 6, wodurch eine     Abbremsung    des  Ölmotors 11 hervorgerufen wird, welcher nun übri  gens teilweise über das Ventil 31     gespiesen    wird.  



  Die Bremskraft bzw. der in Leitung 6 auftre  tende Druck sind beliebig wählbar durch das einstell  bare Ventil 27, über welches bei Überschreitung der  eingestellten Federkraft das Öl in den .Zylinder 28  einströmt und mit dem Kolben 21 die     Durchfluss-          öffnung    über dem Konus 30 einreguliert.  



  Der     ganze        Kupplungs-Schalt-    und Bremsvorgang  wickelt sich vollautomatisch im Schaltventil 18 in  Verbindung mit der Steuerpumpe 24 und dem Gas  pedal des Motors der Zugmaschine ab.  



  Der dargestellte hydraulische Radantrieb hat ge  genüber jedem mechanischen Antrieb den erheblichen  Vorteil, dass die Drehzahl der getriebenen. Räder des  Anhängers nicht in einem starren Verhältnis weder  zur Raddrehzahl des Schleppers noch zur Drehzahl  des     Schleppermotors    zu stehen braucht. Das wäre  allerdings bei einer rein mechanischen Lösung eben  falls möglich, indem eine Reibungskupplung einge  baut wird. In dieser Reibungskupplung würde jedoch  unter Umständen unzulässig viel Energie in Wärme  umgesetzt, so dass die Kupplung Schaden leiden  würde. Beim dargestellten Radantrieb übernimmt das      Schaltventil 18 gewissermassen die Aufgabe der Rei  bungskupplung und die eines stufenlosen Getriebes,  wobei unzulässige Erwärmungen praktisch kaum auf  treten können.

   Der     hyd'rauliche    Antrieb fällt vor  allem auch dann erheblich einfacher aus als ein  mechanischer     Antrieb,    wenn anstelle eines einzigen  Anhängers mehrere Anhänger vorhanden sind, von  welchen ein oder mehrere Radpaare anzutreiben  sind. Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass  anstelle eines Differentialgetriebes zwei Ölmotoren  11 angeordnet werden können, von welchen jeder  ein Rad des     Sättelaufliegeanhängers    antreibt. Beide  Motoren     könnten    ohne weiteres über ein gemein  sames Steuerventil 7 gesteuert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vollautomatische hydraulische Kraftübertragung für motorgetriebene Fahrzeuge, mit einer vom Motor antreibbaren Pumpe und einem dem Antrieb von Fahrzeugrädern dienenden hydraulischen Motor, da durch gekennzeichnet, dass Pumpe und hydraulischer Motor nicht einstellbare Verhältnisse von Drehzahl und Fördermenge aufweisen und dass die Drehzahl verhältnisse zwischen Pumpe und Fahrzeugmotor bzw. hydraulischem Motor und Triebrädern nicht einstellbar sind, wobei zwischen die Pumpe und den hydraulischen Motor ein automatisches Steuerventil zum Regeln der Durchflussmengen der Pumpe und des hydraulischen Motors und der auftretenden Drücke eingeschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kraftübertragung nach Patentanspruch, d'a- d'urch gekennzeichnet, d'ass der Pumpe eine unab hängige Hilfspumpe zugeordnet ist, die einen von der Pumpe unabhängigen Steuerkreis des Steuerven tils speist. 2. Kraftüberrtagung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Hilfspumpe ein re gulierbares Ventil (29) parallel geschaltet ist, wel- ches einen einstellbaren Teil der durch die Hilfs pumpe geförderten Flüssigkeit ableitet und damit die Steuerwirkung verzögert. 3.

   Kraftübertragung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Steuerventil ein Re gulierorgan (21, 30) aufweist, auf welches der Druck der Pumpe und der Hilfspumpe in umgekehrtem Sinne einwirken, derart, dass der hydraulische Ener- giefluss von der Pumpe zum hydraulischen Motor durch den Steuerdruck der Hilfspumpe bewirkt und durch überdruck der Pumpe herabgesetzt wird. 4.

   Kraftübertragung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass eine den Eingang und Ausgang der Pumpe überbrückende Leitung (20) vorhanden ist, welche durch das Steuerventil ge schlossen oder geöffnet wird, je nachdem der Druck der Hilfspumpe oder der Druck der Pumpe über wiegt, wobei die Leitung auch bei drucklosem Zu stand des Systems offen ist. 5. Kraftübertragung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass im Steuerventil Mittel vorhanden sind, durch welche die Wirkung des Steuerdruckes der Hilfspumpe durch einen von dem als Pumpe wirkenden hydraulischen Motor erzeugten Druck unterstützt wird.

   6. Kraftübertragung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, d'ass das Regulierorgan des Steuerventils ein Absperrventil in der Rückleitung vom hydraulischen Motor überwacht, welches durch Steuerdruck der Hilfspumpe bzw. durch überdruck in der Rückleitung geöffnet werden kann. 7. Kraftübertragung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass zwischen Rückleitung und Druckleitung .ein Überdruckventil (31) angeordnet ist, welches bei Überdruck in der Rückleitung geöffnet werden kann. B.

   Kraftübertragung nach Unteranspruch 3, ge kennzeichnet durch ein Regulierventil (26) zur Ein stellung des Höchstdruckes der Hilfspumpe.