DE4016496A1 - Hydrostatischer fahrantrieb fuer gleiskettenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge bei dem den Ketten jeweils mindestens ein im Hubvolumen verstellbarer Fahrmotor zugeordnet ist, zu dem mindestens eine an eine hydrostatische Pumpe ange­ schlossene Druckmittel-Förderleitung führt und der eine von einem Betriebsdruck abhängigen Signal beeinflußbare Hubvolumen- Stelleinrichtung aufweist, wobei die Fahrmotoren unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Mengen an Druckmittel ver­ sorgbar sind.

Derartige Fahrantriebe werden beispielsweise als Raupenantriebe in Baumaschinen eingesetzt. Jedem der beiden Raupenfahrwerke ist in der Regel ein hydrostatisches Getriebe mit eigenem Fahrmotor zugeordnet. Der Fahrmotor kann konstantes Schluck­ volumen haben oder ein Verstellmotor sein. Bei gleicher Über­ setzung der beiden hydrostatischen Getriebe fährt das Fahrzeug geradeaus. Zur Kurvenfahrt werden den Fahrmotoren unterschied­ liche Ölmengen zugeteilt, was bei hydrostatischen Getrieben im geschlossenen Kreislauf durch unterschiedliche Hubvolumen­ einstellung der jedem Getriebe zugeordneten Verstellpumpe geschieht. Bei hydrostatischen Getrieben im offenen Kreislauf versorgt eine oder mehrere Verstellpumpen beide Getriebe.

Die Zuteilung unterschiedlicher Ölmengen für die beiden Getriebe erfolgt dann über Wegeventile. Sowohl bei Kurvenfahrt als auch bei Geradeausfahrt wird durch gleiches Verstellen der beiden Fahrmotoren eine Geschwindigkeitsänderung des Gleis­ kettenfahrzeuges bewirkt. Die Hubvolumeneinstellung von Fahrmotoren kann durch den Betriebsdruck des hydrostatischen Getriebes gesteuert werden. Oberhalb eines bestimmten Betriebs­ druckes erfolgt dabei am Fahrmotor ein Übergang von minimalem auf maximales Schluckvolumen, wodurch die Geschwindigkeit gesenkt und das Drehmoment erhöht wird.

Wenn Fahrzeuge, die mit derartigen Fahrantrieben ausgerüstet sind, auf schlechtem Untergrund bewegt werden, treten gewöhn­ lich an den beiden Raupenfahrwerken bzw. an den Ketten unter­ schiedliche Fahrwiderstände auf. Wenn beispielsweise eine der Ketten ein Hindernis zu überwinden hat, so erhöht sich deren Fahrwiderstand und damit auch der Betriebsdruck im zugeordneten hydrostatischen Getriebe. Dies verursacht eine Hubvolumenverstellung des Fahrmotors dieses Getriebes und damit eine Übersetzungsänderung in Richtung auf eine ge­ ringere Geschwindigkeit. Es ändert sich daher das Geschwin­ digkeitsverhältnis der beiden Ketten und das Fahrzeug beginnt sich in einer Richtung zu bewegen, die unerwünscht ist, was ein korrigierendes Eingreifen des Fahrers erfordert. Dies ist sowohl bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges als auch bei Kurvenfahrt der Fall, wodurch ein solches Fahrzeug hinsicht­ lich der Lenkfähigkeit praktisch nicht beherrschbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrantrieb der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der für Raupenfahrzeuge geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckmittel-Förderleitungen aller Fahrmotoren an ein Betriebsdruck-Vergleichseinrichtung angeschlossen sind, die ein vom Betriebsdruck desjenigen Fahrmotors und derjenigen Förderleitungen mit dem höchsten Betriebsdruck aller Fahr­ motoren und aller Förderleitungen abhängiges Signal erzeugt, das zur Steuerung der Hubvolumen-Stelleinrichtungen aller Fahrmotoren vorgesehen ist. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht also darin, die Hubvolumeneinstellung der Fahrmotoren nicht mehr durch ein vom Betriebsdruck des zugeordneten hydrostatischen Getriebes abhängiges Signal zu steuern, sondern die Hubvolumenstelleinstellung beider Fahrmotoren durch ein Signal zu steuern, das vom höchsten der in den beiden Getrieben anstehenden Betriebsdrücke abhängt. Die Fahrmotoren erhalten daher das gleiche Signal und sind auf die gleiche Steuerkenn­ linie eingestellt, unabhängig davon, welche der Ketten einen größeren Fahrwiderstand hat. Dadurch wird beispielsweise die vorgesehene und angesteuerte Geradeausfahrt des Fahrzeuges beibehalten. Es findet lediglich eine durch die Fahrwider­ stands- und damit Betriebsdruckerhöhung hervorgerufene gleichgroße Geschwindigkeitsverringerung beider Ketten statt, ohne daß sich die Fahrtrichtung ändert. Dadurch wird es er­ möglicht, betriebsdruckgeregelte Regelmotoren für Raupenan­ triebe einzusetzen.

Die Betriebsdruck-Vergleichseinrichtung besteht in einer preiswerten und vorteilhaften Ausbildung aus einer Wechsel­ ventilkette, die in einer Signalleitung mündet, die an die Steuerorgane der Hubvolumen-Stelleinrichtungen aller Fahr­ motoren angeschlossen ist. Anstelle einer Wechselventil­ kette kann auch eine Zusammenschaltung von Rückschlagventilen vorgesehen sein, die den höchsten der in den beiden hydro­ statischen Getrieben anstehenden Betriebsdrücke ermittelt.

Für einen Fahrantrieb der erfindungsgemäßen Art können sowohl Fahrmotoren in Form von sogenannten Betriebsdruck (Hochdruck) -geregelten Motoren zum Einsatz kommen, als auch Fahrmotoren in Form von sogenannten hydraulisch (durch einen Steuerdruck) fernverstellten Motoren.

So ist gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungs­ gegenstandes bei einem Fahrantrieb mit einem Fahrmotor der ersten Art (betriebsdruck-geregelter Motor), zum Beispiel einem Fahrantrieb dessen Fahrmotoren als Hubvolumen-Stell­ einrichtung jeweils einen in einem Stellzylinder verschieb­ baren Stellkolben aufweisen, der durch unter Betriebsdruck stehendes Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellzylinder durch ein Steuerventil gesteuert ist, das mit einem durch unter Betriebsdruck stehendes Druckmittel beaufschlagbaren Wirkraum versehen ist, die Signalleitung sowohl an die Wirkräume der Steuer­ ventile als auch an die Stellzylinder der Fahrmotoren ange­ schlossen. Auf diese Weise wird mit einfachsten Mitteln ein Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge geschaffen, bei dem sich keine ungewollte Kurvenfahrt bei unterschiedlicher Kettenbelastung ergibt.

Bei einem Fahrantrieb mit einem Fahrmotor der zweiten Art (hydraulisch fernverstellt), zum Beispiel einem Fahrantrieb, dessen Fahrmotoren als Hubvolumen-Stelleinrichtung jeweils einen in einem Stellzylinder verschiebbaren Stellkolben aufweisen, der durch unter Stelldruck stehendes Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellzylinder durch ein Steuerventil gesteuert ist, das mit einem von Steuerdruck beaufschlagbaren Wirkraum versehen ist, ist in einer zweckmäßigen Ausbildung des Erfindungs­ gegenstandes vorgesehen, daß die Wirkräume der Steuerventile an eine gemeinsame Steuerdruckleitung angeschlossen sind, die mit einer Steuerdruckmittelquelle in Verbindung steht, der eine Drossel nachgeschaltet ist und die zumindest strom­ auf der Drossel einen konstanten oder einen vorgewählten Steuerdruck erzeugt, der den Fahrmotor in Richtung kleineres Hubvolumen steuert, wobei von der Steuerdruckleitung stromab der Drossel eine Ablaßleitung abzweigt, in der ein in Zwischen­ stellungen drosselndes Ablaßventil angeordnet ist, das gegen eine einstellbare Federkraft in Öffnungsrichtung verschieb­ bar ist und mit einem an die Signalleitung angeschlossenen, in Wirkrichtung entgegengesetzt zur Federkraft angeordneten Wirkraum versehen ist. Dadurch können trotz der Verwendung von mittels eines Steuerdruckes hydraulisch fernverstellten Fahrmotoren Steuerkennlinien erreicht werden, wie sie sonst nur bei Verwendung von betriebsdruckgeregelten Fahrmotoren möglich sind.

Die Erfindung soll anhand der nachstehend beschriebenen schematischen Figuren in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Varianten näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Fahrantrieb mit betriebsdruck-geregelten Fahrmotoren,

Fig. 2 einen Fahrantrieb mit hydraulisch fernverstellbaren Fahrmotoren.

In Fig. 1 sind zwei hydrostatische Fahrmotoren 1 und 2 zweier hydrostatischer Getriebe dargestellt. Die Fahrmotoren 1 und 2 werden von einer oder mehreren in der Figur nicht ge­ zeigten hydrostatischen Pumpen über Druckmittel-Förder­ leitungen 3 und 4 bzw. 5 und 6 mit Druckmittel beaufschlagt. An jedem Fahrmotor 1 bzw. 2 ist über eine Abtriebswelle 7 bzw. 8 eventuell unter Zwischenschaltung eines mechanischen Getriebes ein Antriebsrad einer Kette angeschlossen. Der Fahrmotor 1 bzw. 2 ist im Hubvolumen verstellbar, was durch eine Hubvolumen-Stelleinrichtung erfolgt, die aus einem Stellzylinder 9 bzw. 10 mit einem darin angeordneten, ver­ schiebbaren Stellkolben 11 bzw. 12 besteht, der beidseitig beaufschlagbar ist und in Wirkverbindung mit einem in der Figur nicht dargestellten Stellorgan des Fahrmotors 1 bzw. 2 steht.

Über Rückschlagventile 13, 14, 15, 16, 17 und 18 wird der höchste der in den Druckmittel-Förderleitungen 3, 4, 5 und 6 anstehenden Drücke ermittelt und in eine Signalleitung 19 geführt, die sich verzweigt und zu den beiden Stellzylindern 9 und 10 führt. In der Ausgangslage bzw. bei geringerem Betriebsdruck sind die Stellkolben 11 und 12 nach in der Figur unten verschoben was einer Einstellung der Fahrmotoren auf minimales Hubvolumen entspricht. Bei Erreichen einer bestimmten Druckhöhe verschieben sich die Kolben nach in der Figur oben, was einer Vergrößerung des Schluckvolumens entspricht. Der sich bei der Aufwärtsbewegung der Stell­ kolben 11 bzw. 12 vergrößernde Druckraum ist an eine Leitung 20 bzw. 21 angeschlossen, die mit der Signalleitung 19 verbunden ist. In die Leitung 20 bzw. 21 ist ein in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil 23 bzw. 24 geschaltet, das feder­ belastet ist und entgegen der Wirkrichtung der Feder einen Wirkraum aufweist, der durch den in der Signalleitung 19 anstehenden Druck beaufschlagt ist. Bei Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus wird das Steuerventil 23 bzw. 24 entgegen der Federkraft verschoben und verbindet einen von der Signalleitung 19 abgezweigten Leitungsast mit der Leitung 20 bzw. 21, wodurch der Stellkolben 11 bzw. 12 in Gegenrichtung beaufschlagt wird und aufgrund der größeren Wirkfläche nach in der Figur oben in Richtung einer Hub­ volumenvergrößerung und damit einer Drehzahlverminderung der Abtriebswelle 7 bzw. 8 verschoben wird.

Durch die Ermittlung des höchsten der in den beiden hydro­ statischen Getrieben anstehenden Betriebsdrücke und Weiter­ leitung dieses Signales über die Signalleitung 19 sowohl zum Steuerventil 23 und den Stellzylinder 9 des Fahrmotors 1 als auch zum Steuerventil 24 und den Stellzylinder 10 des Fahrmotors 2 weisen beide Fahrmotoren stets die gleiche Hub­ volumen-Einstellung auf.

In Fig. 2 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Anstelle von Rückschlagventilen sind hier Wechselventile 32, 33 und 34 vorgesehen. Der Stellkolben 11 bzw. 12 des Fahrmotors 1 bzw. 2 ist beid­ seitig beaufschlagbar. Je nach Stellung des Steuerven­ tiles 23 bzw. 24 kann Stelldruck, der einer Leitung 25 bzw. 26 entnehmbar ist und auf geeignete Art und Weise erzeugt und bereitgestellt wird, zu einer der beiden Seiten des Stellkolbens 11 bzw. 12 geleitet werden. Die Steuerung des Steuerventiles 23 bzw. 24 erfolgt durch Beaufschlagung eines an jedem Steuerventil angeordneten Wirkraumes mit einem Steuerdruck, der in einer gemeinsamen Steuerdruck­ leitung 27 geführt ist, die mit einer Drossel 28 versehen ist. Die Steuerdruckleitung 27 ist an eine in der Figur nicht gezeigte Steuerdruckmittelquelle angeschlossen, die zumindest stromauf der Drossel 28 einen Steuerdruck erzeugt, der die Steuerventile 23 und 24 verschiebt, so daß der Stelldruck in den Leitungen 25 und 26 mit steigendem Steuer­ druck eine Hubvolumenverringerung der Fahrmotoren 1 und 2 bewirkt. Wenn der Steuerdruck variabel ist, kann durch dessen Höhe eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit vorgewählt werden, was eine entsprechende Zwischenstellung der Fahr­ motoren zwischen minimalem und maximalem Schluckvolumen entspricht. Es ist jedoch auch möglich einen konstanten Steuerdruck vorzusehen, dessen Höhe einem minimalem Schluck­ volumen der Fahrmotoren entspricht. Wenn dieser Steuerdruck abschaltbar ist, wird ein Ausschwenken der Fahrmotoren auf maximales Schluckvolumen und damit eine minimale Fahr­ geschwindigkeit erreicht.

Stromab der Drossel 28 ist an die Steuerdruckleitung 27 eine Ablaßleitung 29 angeschlossen, die zu dem drucklosen Behälter 22 führt und in der ein in Zwischenstellungen drosselndes Ablaßventil 30 angeordnet ist. Das Ablaßven­ til 30 ist in Schließrichtung federkraftbelastet durch eine in der Federkraft einstellbare Feder 31. In Öffnungs­ richtung ist das Ablaßventil 30 mit einem an die Signal­ leitung 19 angeschlossen Wirkraum versehen. Das Ablaß­ ventil 30 öffnet in Abhängigkeit vom in der Signalleitung 19 geführten höchsten Betriebsdruck und sorgt für eine mehr oder weniger starke Verringerung des Steuerdruckes stromab der Drossel 28 und damit für eine Hubvolumenvergrößerung der Fahrmotoren 1 und 2 um den gleichen Betrag.

Claims (4)

1. Hydrostatischer Fahrantrieb für Gleiskettenfahrzeuge, bei dem den Ketten jeweils mindestens ein im Hubvolumen verstellbarer Fahrmotor zugeordnet ist, zu dem mindestens eine an eine hydrostatische Pumpe angeschlossene Druck­ mittel-Förderleitung führt und der eine von einem Betriebs­ druck abhängigen Signal beeinflußbare Hubvolumen-Stell­ einrichtung aufweist, wobei die Fahrmotoren unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Mengen an Druckmittel versorgbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ mittel-Förderleitungen (3, 4, 5, 6) aller Fahrmotoren (1, 2) an eine Betriebsdruck-Vergleichseinrichtung angeschlos­ sen sind, die ein vom Betriebsdruck desjenigen Fahr­ motors (1, 2) und derjenigen Förderleitungen (3, 4, 5, 6) mit dem höchsten Betriebsdruck aller Fahrmotoren (1, 2) und aller Förderleitungen (3, 4, 5, 6) abhängiges Signal erzeugt, das zur Steuerung der Hubvolumen-Stell­ einrichtungen (9, 11, 10, 12) aller Fahrmotoren (1, 2) vorgesehen ist.

2. Hydrostatischer Fahrantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdruck-Vergleichsein­ richtung aus einer Wechselventilkette (32, 33, 34) gebildet ist, die in einer Signalleitung (19) mündet, die an die Steuerorgane der Hubvolumen-Stellein­ richtungen (9, 11, 10, 12) aller Fahrmotoren (1, 2) angeschlossen ist.

3. Fahrantrieb, dessen Fahrmotoren als Hubvolumen-Stell­ einrichtung jeweils einen in einem Stellzylinder ver­ schiebbaren Stellkolben aufweisen, der durch unter Betriebsdruck stehendes Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellzylinder durch ein Steuerventil gesteuert ist, das mit einem durch unter Betriebsdruck stehendes Druckmittel beauf­ schlagbaren Wirkraum versehen ist, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitung (19) sowohl an die Wirkräume der Steuerventile (23, 24) als auch an die Stellzylinder (9, 10) der Fahrmotoren (1, 2) angeschlossen ist.

4. Fahrantrieb, dessen Fahrmotoren als Hubvolumen-Stell­ einrichtung jeweils einen in einem Stellzylinder ver­ schiebbaren Stellkolben aufweisen, der durch unter Stelldruck stehendes Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Druckmittel zu dem Stellzylinder durch ein Steuerventil gesteuert ist, das mit einem durch unter Steuerdruck stehendes Druckmittel beauf­ schlagbaren Wirkraum versehen ist, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkräume der Steuer­ ventile (23, 24) an eine gemeinsame Steuerdruck­ leitung (27) angeschlossen sind, die mit einer Steuer­ druckmittelquelle in Verbindung steht, der eine Drossel (28) nachgeschaltet ist und die zumindest stromauf der Drossel (28) einen Steuerdruck erzeugt, der den Fahrmotor in Richtung kleineres Hubvolumen steuert, wobei von der Steuerdruckleitung (27) stromab der Drossel (28) eine Ablaßleitung (29) abzweigt, in der ein in Zwischenstellungen drosselndes Ablaßventil (30) angeordnet ist, das gegen einstellbare Federkraft in Öffnungsrichtung verschiebbar ist und mit einem an die Signalleitung (19) angeschlossenen, in Wirkrichtung entgegengesetzt zur Federkraft angeordneten Wirkraum versehen ist.