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Title:
HYDROSTATIC DRIVE FOR VEHICLES WITH MULTI-AXLE CONTROL, PROCESS FOR DRIVING SAID VEHICLES AND OTHER COMPONENTS HYDROSTATICALLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/001899
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydrostatic drive has at least one hydraulic source with a hydraulic flow which can be varied continuously from zero and at leas two hydromotors connected in parallel for driving a component. A mechanical connection is located between the component and each hydromotor. To obtain a continuously variable, relatively high demultiplication ratio which includes the range for a hill climbing ability of a vehicle crane of 60 % up to a maximum speed of 62 km/h, the parallel branches consisting of the hydromotors (5, 6; 35...; 65...; 81) and the mechanical connections (8, 10; 41...; 88) have different products obtained by multiplying the torque constants (k) of the corresponding hydromotor (5, 6; 35...; 65...; 81) at maximum absorption volume by the reduction ratio (i) of the associated mechanical connection (8, 10; 41...; 88), the hydromotors(s) (5; 35, 35a to 37, 37a; 81, 82) in one branch with a product (k i) greater than the smallest product present can be varied continuously up to an absorption volume of zero and can be disconnected from the component (9; 20; 89) by means of a force-engagement coupling (7; 45 ...; 85, 86).

Inventors:
KASPAR ERNST (DE)
Application Number:
PCT/EP1990/001272
Publication Date:
February 21, 1991
Filing Date:
August 02, 1990
Export Citation:
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Assignee:
KRUPP INDUSTRIETECH (DE)
International Classes:
B60K17/10; B60K17/356; B60T17/10; F16H47/02; F16H47/04; F16H48/10; F16H48/12; F16H61/444; F16H61/448; F16H61/452; (IPC1-7): B60K17/10; B60K17/356
Foreign References:
DE3409566A11985-09-26
GB2119905A1983-11-23
EP0347804A11989-12-27
DE3331651C11985-05-02
DE1680157A11971-12-23
Attorney, Agent or Firm:
PALGEN, Peter (DE)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Hydrostatischer Antrieb für mehrachsig angetriebene Fahrzeuge mit mindestens einer Hydraulikquelle, mindestens zwei parallel geschalteten Hydromotoren oder Gruppen von Hydromotoren sowie einer mechanischen Verbindung, wie einem Übersetzungsgetriebe, zwischen jedem Hydromotor und der von dem jeweiligen Hydromotor angetriebenen Achse bzw. dem oder den von ihm angetriebenen Rad/ Rädern, bei dem jeder der Hydromotoren bzw. jede der Gruppen von Hydromotoren jeweils eine andere der anzuteibenden Achsen bzw. eines oder mehrere der Räder jeweils einer der.Achsen antreibt, zumindest ein Teil der angetriebenen Achsen bzw. deren Räder vom dem/den sie antreibenden Hydromotor bzw. Hydromotoren ab kuppelbar ist und die Drehmomentkoπstanten (k) der das Fahrzeug antreibenden Hy¬ dromotoren (35, 35a; 36, 36a; 37, 37a; 38, 38a; 65, 65a; 66, 66a) bei maximalem Schluckvolumen im wesentlichen gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsverhältnisse (i41, i41a; i42, i42a; i43, i43a; i44, i44a) der mechanischen Verbindungen (31, 41, 31a, 41a; 32, 42, 32a, 42a; 33, 43, 33a, 43a; 34, 44, 34a, 44a) also unter Be¬ rücksichtigung der Raddurchmesser, für zumindest einen Teil der angetriebenen Achsen voneinander verschieden sind, so daß zumindest für diesen Teil der angetriebenen Achsen das jeweilige Produkt k x i ein anderes ist.
2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einem Teil der Hydromotoren das Schluckvolumen, insbesondere bis auf Null, vorzugsweise stufenlos, während des Fahrbetriebes veränderbar ist. ERSATZBLATT 13 .
3. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch !• oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Hydraulikstrom der mindestens einen Hydraulikquelle (22, 23; 64), vorzugsweise stufenlos, während des Fahrbetriebes veränderbar ist.
4. Hydrostatischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rad bzw. den Rädern jeder Seite einer an¬ getriebenen Achse ein gesonderter Hydromotor zugeordnet ist.
5. Verfahren zum hydrostatischen Antreiben von mehrachsig anzutreibenden Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und anderen Baueinheiten, bei denen unter Verwendung mindestens einer Hydraulikquelle min¬ destens zwei Hydromotoren parallel geschaltet angetrieben werden und die Hydromotoren mit der oder den Antriebsachse/n des Fahr¬ zeuges oder der Baueinheit mechanisch verbunden sind und zumindest ein Teil der Hydromotoren von der/den Antriebsachse/n abkuppelbar ist, und bei dem, zumindest für einen Teil der Hydromotoren und der zugehörigen mechanischen Verbindungen, das jeweilige Produkt k x i ein anders ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Lastanforderung und geringem Geschwindigkeitsbedarf zunächst alle Hydromotoren an die Last angekuppelt sind und mit ihrem jeweils maximalen Schluckvolumeπ betrieben werden, wobei der Hydraulikstrom der mindestens einen Hydraulikquelle im wesent¬ lichen stufenlos veränderbar ist, daß bei zunehmenenden Geschwindikeitsbedarf und abnehmenden Lastbe darf zunächst das Schluckvolumen desjenigen Hydromotors, im wesent¬ lichen stufenlos und ggf. auf Null, gedrosselt wird, in dessen Zweig das Produkt k x i am größten ist und der dadurch verfügbar' werdende Hydraulikstrom dem oder den Hydraulikmotor/en mit dem/den jeweils kleineren zugehörigen Produkt/en k x i zugeführt wird und daß bei weiter zunehmenden Geschwindigkeitsbedarf mit den noch ungedrosselten Hydromotoren entsprechend verfahren wird.
Description:
Hydrostatischer Antrieb für mehrachsig angetriebene

Fahrzeuge sowie Verfahren zum hydrostatischen Antreiben derartiger Fahrzeuge und anderer Baueinheiten

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 5.

Fahrzeuge werden vor allem dann mehrachsig angetrieben, wenn sie in unwegsamem Gelände u. dgl. eingesetzt werden, wie Landfahrzeuge, Fahr¬ zeuge für den Straßen- und Tiefbau, fahrbare Kräne u. dgl.. Durch derartige Fahrzeuge können Arbeitsmaschinen, wie Mähdrescher, Bagger, Kräne u. dgl. als Selbstfahrer mobil eingesetzt werden, so daß sie zwischen ihren Einsatzorten nicht abgeschleppt werden müssen, sondern von entsprechenden Transportfahrzeugen unabhängig operieren können.

Weil die Arbeitsmaschinen solcher Fahrzeuge ein Antriebsaggregat be¬ nötigen und hierfür aus vielerlei Gründen Hydraulikmotoreπ bevorzugt sind, liegt es nahe, sowohl für den Fahrantrieb als auch für den Antrieb der Arbeitsgerätschaft dasselbe Antriebsaggregat zu verwenden und dementsprechend auch für den Fahrantrieb Hydraulikmotoren einzuset¬ zen. Da diese Fahrzeuge in der Regel sehr schwer sind und sowohl zum Überwinden erheblicher Steigungen von z. B. bis zu 60 %, einerseits, ausgelegt sein müssen und andererseits beim Überlandtransport eine ausreichende Fahrgeschwindigkeit von z. B. bis zu 62 km/h erreichen können müssen, sind an das Schaltgetriebe eines derartigen Fahrzeuges erhebliche Anforderungen gestellt, wobei die Tatsache, daß mehrere Achsen und bevorzugt sogar jedes Antriebsrad einzeln angetrieben werden muß, die Problematik noch vergrößern.

ERSATZBLATT

Bei Hydraulikantrieben, also Antrieben, die aus einer Hydraulikpumpe und einem damit über Leitungen verbundenen Hydraulikmotor bestehen, kann sowohl das Fördervolumen der Hydraulikpumpe als auch das Schluck¬ volumen des Hydromotors verstellt werden. Allerdings läßt sich zwischen maximaler und minimaler Drehzahl nur ein relativ geringes Drehzahl¬ verhältnis, nämlich im Bereich von etwa 3 : 1 bis 3,15 : 1 verwirk¬ lichen. Werden also sowohl verstellbare Hydropumpen als auch verstell¬ bare Hydromotoren verwendet, so kann insgesamt ein Geschwindigkeits¬ bzw. Drehzahlbereich und entsprechend ein Drehmomentenbereich von etwa 9 : 1 bis 10 : 1 erreicht werden.

Über die genannten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereiche hinausgehende gewünschte bzw.. geforderte Drehzahlen müssen durch mechanische Schalt¬ getriebe verwirklicht werden. Diese bedeuten aber einen zusätzlichen Aufwand. Bei einem Fahrzeug stellt das verhältnismäßig schwere Schal - getriebe darüber hinaus ein zusätzliches Gewicht dar, daß die Zulade- fähigkeit einschränkt. Außerdem lassen sich die Antriebsdrehzahlen bei konstanter Eingangsdrehzahl nur stufenweise verändern.

Es ist auch bereit- vorgeschlagen worden, bei einem hydrostatischen Fahrzeugantrieb die Getriebeanordnung als hydraulisches Schaltgetriebe auszulegen. Ein solcher, gattungsgemäßer Antrieb ist aus der DE 34 09 566 AI bekannt. Bei diesen bekannten Antrieb können z. B. zwei Hydraukikpumpen einzeln oder in Parallelschaltung betrieben werden. Diese beiden Hydraukikpumpen fördern in einen gemeinsamen Förderstrang, an den ein zus haltbarer Hydraukikölspeicher angeschlossen ist. Über den Hydraulikstrang versorgen die Hydraukikpumpen u. ggf. der Hydraulik- ölspeicher zwei parallel geschaltete Hydromotoren, von denen der eine oder der andere oder beide gemeinsam die Antriebsleistung des Fahrzeuges erbringen können. Die beiden Hydraulikpumpen und die beiden Hydromotoren können mittels Schaltkupplungen unabhängig voneinander zu- oder ab- geschaltet werden. Der Zweck dieses bekannten Antriebs besteht darin, für Beschleunigungsphasen zusätzliche Antriebsleistung in Form von

__ in dem Hydraulikölspeicher gespeichertem, auf Arbeitsdruck sich be¬ findendem Hydrauliköl bereit zu stellen. Dies geschieht dadurch, daß

in Verzögerungsphasen die Hydraulikpumpen weiterarbeiten und das Hydrauliköl anstatt in die Hydromotoren in den Hydraulikölspeicher fördern. Die Fähigkeit dieses bekannten Antriebes, mehrere hydraulisch arbeitende Schaltstufen zu realisieren, beruht also im wesentlichen auf dem Vorhandenein des Zwischenspeichers sowie auf dem Vorhandensein mehrerer, einzeln zuschaltbarer Hydraulikpumpen. Bei diesem bekannten Antrieb wird zur Beschleunigung des Fahrzeuges zunächst eine der beiden Hydromotoren angekuppelt und sodann von 0 bis zum maximalen Schluck¬ volumen ausgeschwenkt. Wird das Fahrpedal weiter betätigt, so erfolgt das Einrücken der Schaltkupplung des zweiten Hydromotors, wobei gleich¬ zeitig das Schluckvolumen des ersten Hydromotors wieder auf 0 ein¬ gestellt wird, worauf dann bei anschließender Betätigung des Fahrpedals das Schluckvolumen erneut von 0 ausgehend bis auf den maximalen Wert erhöht wird, bis bei der maximal möglichen Stellung des Fahrpedals beide Hydromotoren mit maximalen Schluckvolumen arbeiten. Diese Be¬ triebsweise erfordert also für Beschleuπigungsvorgänge variable Hy- draulikölmengen je Zeiteinheit, was entweder das Vorhandensein besonders leistungsfähiger und für den Normalbetrieb überdimensionierter Hy¬ draulikpumpen oder die Verwednung eines gesondert zu- und abschaltbaren Hydraulikölspreichers erfordert. Noch schwerwiegender ist der Nachteil, daß mit diesem bekannten Antrieb es ohne das Vorhandensein zusätzlicher Schaltgetriebe nicht möglich ist, den gesamten Leistungs- und Geschwin¬ digkeitsbereich abzudecken, der von den hydraulisch angetriebenen Fahrzeugen im allgemeinen gefordert wird.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hy¬ drostatischen Antrieb mit den Gattungsmerkmalen des Anspruchs 1 zu schaffen, der als rein hydrostatische Antriebs- und Schaltanordnung in der Lage ist, bei vergleichsweise geringem Gewicht des Antriebes dem Fahrzeug sowohl extreme Steigfähigkeit, z. B. bis 60 % Steigung, einerseits und relativ hohe Geschwindigkeiten beim Überlandverkehr, von z. B. bis zu 62 km/h zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch den hydrostatischen Antriebmit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung basiert also auf dem .Grundgedanken, bei einem hydro¬ statischen Antrieb für mehrachsig angetriebene Fahrzeuge mit mindestens

einer Hydraulikquelle und mindestens zwei parallel geschalteten Hy¬ dromotoren oder Gruppen von Hydromotoren, die durch eine mechanische Verbindung und insbesondere ein Übersetzungsgetriebe mit der jeweiligen anzutreibenen Achse oder anzutreibenen Rad verbunden sind und bei dem zumindest ein Teil der Hydromotoren von dem angetriebenen Rad/Achse abkuppelbar ist, das Produkt aus der Dreh o entkonstaπte jedes Hydro¬ motors und dem Übersetzungsverhältnis der zugehörenden mechanischen Verbindung für jede der angetriebenen Achsen anders zu wählen, wobei eine angetriebene Achse auch aus Teilachsen, wie bei Tandemachsen einerseits und Halbachsen andererseits bestehen kann.

Durch die Erfindung wird unter anderem erreicht, daß auf ein mecha¬ nisches Schaltgetriebe verzichtet werden kann, daß gleichwohl hohe Steigfähigkeiten einerseits und relativ hohe Fahrgeschwindigkeit an¬ dererseits realisierbar sind und daß gleichwohl relativ kleine und damit preiswerte und leichte Hydromotoren verwendet werden können.

Als besonders wirkungsvoll und komfortabel hat es sich erwiesen, wenn zumindest bei einem Teil der Hydromotoren das Schluckvolumen, ins¬ besondere bis auf Null, vorzugsweise stufenlos, während des Fahrbe¬ triebes veränderbar ist (Anspruch 2) .

Wenn der Hydrβulikstrom der mindestens einen Hydraulikquelle, vor- zugsweise stufenlos, während der Fahrt veränderbar ist, wird vor allem das Anfahren des Fahrzeuges spürbar erleichtert. Während des Fahrens und Schaltens, kann diese Veränderbarkeit des Hydraulikstromes zwar ebenfalls benutzt werden, doch ist dies in der Regel nicht erforderlich und in vielen Fällen auch nicht einmal erwünscht.

Ein, ansich bekannter, Einzelradantrieb (nach Anspruch 4) wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb ganz besonders vor¬ teilhaft aus, da bei hydraulischen Einzelradantrieben ein integriertes Untersetzungsgetriebe ohnehin gebräuchlich ist und es daher keinen spürbaren Mehraufwand bedeutet, für die Räder der einzelnen Achsen unterschiedliche Getriebeuntersetzungsverhältnisse zu realisieren. Hier hinzu kommt der, bekannte, Vorteil, daß bei hydrostatischen Ein-

zelradantrieben ein Ausgleichsgetriebe zwischen den Rädern einer Achse entfallen kann. Grundsätzlich ist es auch möglich und im Sinne der Erfindung, wenn bei der Verwendung von Einzelradantrieben für ver¬ schiedene angetriebene Räder desselben Fahrzeuges unterschiedliche Produkte k x i, insbesondere bei konstantem k vorzusehen, und zwar unabhängig davon, ob die betreffenden angetriebenen Rädern zur selben oder zu verschiedenen Fahrzeugachsen gehören. So ist es im Sinne der Erfindung, bei einem Fahrzeug, bei dem z. B. vier hydrostatische Ein¬ zelradantriebe vorgesehen sind, zwei, oder drei oder vier verschiedene Produkte k x i zu realisieren - unabhängig davon, welchen der Achsen des Fahrzeuges diese betreffenden angetriebenen Räder zugeordnet sind. Es ist eine besonderer Vorteil der Erfindung, daß auch für die Er¬ bringung relativ hoher Antriebsmomente relativ kleine und dann ent¬ sprechend stark untersetzte Hydromotoren verwendet werden können, ohne daß die Grenzdrehzahlen dieser Motoren erreicht oder gar über¬ schritten werden müssen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß trotz der unterschiedlichen Antriebsmomeπte an den einzelnen angetriebenen Rädern bzw. Achsen eine außerordentlich wirkungsvolle Momentenaddition auf¬ tritt, so daß auch die angetriebenen Räder/Achsen mit relativ kleinen Produkt k x i in wirkunsvoller Weise ihren Beitrag am geforderten Gesamtantriebsmomeπt liefern. Wenn z. B. bei einem dreiachsig mit Einzelradantrieben angetriebenen Fahrzeug mit, dementsprechend, sechs, vorzugsweise gleichen, Hydromotoren die Uπtersetzungsverhältnisse für die drei Achsen 1 : 12, 1 : 24 und 1 : 36 sind, so sind sowohl hohe Aπtriebsmomente für extreme Steigfähigkeit als auch hohe End¬ geschwindigkeiten für den Straßenverkehr von z. B. 62 km/h realisierbar, wobei die Abkuppelbarkeit der Hydromotoren mit besonders hoher Ge¬ triebeuntersetzung diese Hydromotoren bei höheren Fahrgeschwindigkeiten vor dem Erreichen bzw. Überschreiten der Grenzdrehzahlen schützt. Wie ansich bekannt, wird man abgekuppelte Motoren durch entsprechende Ventilschaltungen auch antriebsseitig abkuppeln, indem man sie von der Förderleitung der Antriebsflüssigkeit fluidisch abkuppelt.

Der größtmögliche Nutzen des erfindungsgemäßen Antriebes wird dann erreicht, wenn er derart betreibbar ist bzw. betrieben wird, daß b ' ei

hoher Lastanforderung und (zunächst) geringem Geschwindigkeitsbedarf zunächst alle Hydromotoren an die Last angekuppelt sind und, falls ihr Schluckvolumen veränderbar ist, mit ihrem jeweils maximalen Schluck¬ volumen betrieben werden, wobei, falls der Hydraulikstrom der zumin- destens einen Hydraulikquelle veränderbar ist, diese Veränderung im wesentlichen stufenlos erfolgt und daß bei zunehmenden Geschwindig¬ keitsbedarf und abnehmenden Lastbedarf zunächst das Schluckvolumen desjenigen Hydromotors, in dessen Zweig das Produkt k x i am größten ist, vorzugsweise stufenlos und insbesondere auf Null, gedrosselt wird und der dadurch verfügbar werdende Hydraulikstrom dem oder den

Hydraulikmotor/en mit dem/den jeweils kleineren zugehörigen Produkt/en k x i zusätzlich zugeführt wird, wobei bei weiter zunehmenden Geschwin¬ digkeitsbedarf mit den noch ungedrosselten Hydromotoren entsprechend verfahren wird (Anspruch 5) . Bei dieser bevorzugten Auslegung des erfindungsgemißeπ Antriebes erfolgt das Auskuppeln eines Hydromotors bevorzugt dann, nachdem sein Schluckvolumeπ auf Null heruntergedrosselt worden ist. In dieser Verfahrensweise ist auch dann vorteilhaft ein¬ setzbar, wenn der hydrostatische Antrieb nicht bzw. nicht nur ein mehrachsiges Fahrzeug antreibt, sondern zum Antrieb von Winden oder anderen Arbeitsmaschinen eingesetzt wird, wobei dann mehrere Hydro¬ motoren nebst ihren zugehörigen Übersetzungsgetrieben ein einziges Teil, wie z. B. eine Windentrommel gemeinsam antreiben. Eine "Bauein¬ heit" kann im Sinne der vorliegenden Erfindung also die Trommel einer Seilwinde, ein rotierbarer Mischbehälter, ein Fahrgestell mit Rädern od. dgl. sein. Bei einer Trommel od. dgl. sind die Hydromotoren - im Falle ihres Antriebs - über ein Getriebe - mittelbar oder unmittelbar - formschlüssig und bei einem Fahrgestell mit Rädern durch den Reibfluß zwischen Rad und Untergrund (Fahrbahn) kinematisch miteinander ver¬ bunden.

Die hydrostatischen Antriebe können - wie ansich bekannt - einen ge¬ schlossenen oder offenen Kreislauf aufweisen.

Der Deutlichkeit halber sei darauf hingewiesen, daß, im Sinne der Erfindung, diejenige, im allgemeinen als Getriebe ausgebildete, me¬ chanische Verbindung die "größere" Übersetzung hat, die - bei gleichem

eingangsseitigen Antriebsmoment- ein größeres Abtriebsmoment abgibt. So wird z. B. die Übersetzung 1 : 36 als größer angesehen als die Übersetzung 1 : 15. Als Maß für die "Größe" einer Übersetzung wird also deren - auf eins bezogene - Nenner und nicht etwa der Quotient selber angesehen.

Ein erfindungsgemäßer hydrostatischer Antrieb arbeitet bevorzugt also folgerdermaßen:

Bei der größten geforderten Vortriebskraft bzw. dem größten Aπtriebs- moment für die Baueinheit - Anfahren, Fahren auf der größmöglicheπ geforderten Steigung, Heben einer großen Last - werden alle Hydro¬ motoren mit Druckmedium versorgt, wobei bei den verstellbaren Hydro¬ motoren jeweils das größte Schluckvolumen eingestellt ist. Dementsprechend ergibt sich eine große Vortriebskraft bei geringer Gesamtgeschwindigkeit bzw. bei rotierenden Baueinheiten ein großes Antriebsmomeπt bei geringer Winkelgeschwinkigkeit. Zur -Erzeugung der größten erforderlichen Vortriebskraft bzw. des größten Dreh¬ moments werden also alle hydraulischen Antriebsmotoren herangezogen, wobei der Hauptaπteil von dem größten bzw. den größten Motoren erbracht wird, der bzw. die mit dem größten Übersetzungsverhältnis bzw. der größten Drehmomeπteπkonstaπte wirken. Die

Drehzahlen Hydromotoren ergeben sich jeweils aus der Gesamtge- schwiπdigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit und der jeweiligen. Getriebe- ütjerset-.ung.Entsprechend den Drehzahlen und dem maximalen Schluckvolume der einzelnen Hydromotoren ergeben sich die hydraulischen Teilströme durch die einzelnen Hydromotoren.

Wenn die erforderliche Vortriebskraft bzw. das Aπtriebsmoment für die Baueinheit sinkt - z.B. beim Nachlassen der Anfahrbeschleunigung oder beim Nachlassen einer Steigung - kann der Hydromotor bzw. können die Hydromotoren, die in dem Zweig mit dem größten Produkt, gebildet aus der Dreπmomeπteπkonstante und dem Übersetzungsverhältnis, arbeiten, durch zugehörige Kupplungen von der gesamten Baueinheit aπtriebsmäßig getrennt bzs. abgeschaltet werden., nachdem sein bzw. ihr Schluckvolumeπ auf Null verstellt worden ist und die Baueinheit somit insgesamt schneller bewegt bzw. gedreht wird. Hierdurch wird ein Überdrehen dieses bzw. dieser Hydromotoren verhindert.

Der bzw. die antriebsmäßig abgeschalteten Hydromotoren sind vorteil¬ hafterweise durch Ventile von der Druckversorgung (Hydropumpe) auch hydraulisch trennbar, um einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen. Der Fδrderstrom der Hydropumpe fließt nunmehr nur noch durch den Hydromotor bzw. die Hydromotoren des bzw. der Zweige mit einem entsprechend kleineren bzw. dem kleinsten Produkt (Drehmomenten- konstaπte x Übersetzungsverhältnis) .

Die Bewegungs- bzw. Drehgeschwiπdigkeit kann dadurch weiter erhöht werden, daß auch der bzw. die Hydromotoren des bzw. der Zweige mit dem kleineren bzw. kleinsten Produkt (Drehmomeπteπkonstante x Übersetzungsverhältnis) als Versteilmotor ausgebildet sind und daß deren Schluckvolumen verringert wird. '

Bei einem mehrachsigeπ Fahrgestell mit Rädern weist jede angetriebene Achse vorteilhafterweise ein gesondertes Produkt (Drehmomeπtenkoπstaπte x Übersetzungsverhältnis) auf. Unter "Achsen" werden dabei alle Räder verstanden, die bei Geradeausfahrt eine gemeinsame Dreh¬ achse aufweisen.

Vorteilhafterweise wird jedem Rad in an sich bekannter Weise ein gesonderter Hydromotor zugeordnet, wodurch sich eine große Boden- freiheit zwischen den Rädern erzielen laßt.

Zur Vermeidung des Durchdrehens einzelner Räder auf glattem oder nicht festem Untergrund wird vorgeschlagen, daß bei einer als mehr- achsiges Fahrgestell mit Rädern ausgebildeten Baueinheit einen Strom¬ teiler, insbesondere ein Stromregelveπtil mit einer der Anzahl der Hydromotoren entsprechenden Anzahl von Durchlässen, vorgesehen ist der bzw. das zwischen die Hydraulikquelle und die Hydromotoren zuschaltbar ist oder daß jedem Rad ein Drehzahlgeber zugeordnet ist, der an eine zentrale Antischlupfregelung angeschlossen ist.

Vorteilha-fterweise kann die Hydraulikquelle zur Versorgung der Hydro- motoren über eine Veπtilanordnuπg auch mit anderen Verbrauchern, z.B. dem Hub- und dem Drehwerk eines Fahrzeugkranes, verbindbar sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung ..schematisch bzw. mit Symbolen dargestellt und werden im folgenden näher be¬ schrieben. Es zeigen :

Fig. 1 eine Seiltrommel mit hydrostatischem Antrieb,

Fig. 2 die Radanordπung eines 4-achsigen Fahrzeuges mit hydrostatischem Antrieb,

Fig. 3 die Radanordπung eines zweiachsigen Fahrzeugs mit einem Stromregelventil und

Fig. 4 einen hydrostatischen Antrieb mit unterschiedlich großen Hydromotoren und gleichen mechanischen

Übersetzungsverhältnissen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 treibt ein Dieselmotor 1 als Energiequelle eine Hydrompumpe 2 mit stufenlos veränder¬ lichem Verdräπgungsvolumen und zwei Stromrichtungeπ an. Die Hydropumpe 2 ist durch zwei Leitungen 3, 4 eines geschlossenen Kreislaufs mit einem Hydromotor 5 mit veränderlichem Schluck¬ volumeπ und zwei Stromrichtungen und einem parallel geschalteten Hydromotor 6 mit konstantem Schluckvolumeπ und zwei Strom¬ richtungeπ verbunden. Der verstellbare Hydromotor 5 ist über eine Treππkupplung 7 und ein Getriebe 8, vorzugsweise ein Plaπeteπ- getriebe, mit dem Übersetzungsverhältnis i8 mit einer Seiltrommel 9 verbunden. Der nichtverstellbare Hydromotor 6 ist über ein Getriebe 10, insbesondere wiederum ein Plaπetengetriebe, mit dem Übersetzungsverhältnis ilO mit der Seiltrommel 9 verbunden. Die Übersetzung i8 kann beispielsweise 1:35 und die Übersetzung ilO 1:15 betragen. In jedem Fall ist die Getriebe¬ übersetzung i8 des der Kupplung 7 benachbarten Getriebes 8 größer als die Übersetzung ilO des Getriebes 10 Übersetzung wird dabei proportional dem abgebbareπ Drehmoment Ü und damit dem Nenner der Getriebeüberset∑uπg angesehen.

Zwischen dem verstellbaren Hydromotor 5 und den Leitungen 3, 4 ist jeweils ein Absperrventil 11, 12 angeordnet.

Wird die Seiltrommel 9 bei maximalem Momenteπbadarf ange¬ fahren, so ist bei dem Versteilmotor 5 das maximale Schluck- volumen (das ist das Volumen, das bei einer Umdrehung durch den Motor fließt) eingestellt. Die Verstellpumpe 2 ist in Null-Stellung, d.h. ihr Förder- oder Verdränguπgsvolumen (das ist das Volumen, das bei einer Umdrehung abgegeben wird) ist auf Null eingestellt. Die Trennkuppluπg 7 ist geschlossen, d.h. ein etwa von dem Hydromotor 5 abgegebenes Drehmoment wird über das Getriebe 8 an die Seiltrommel 9 übertragen. Der Dieselmotor 1 treibt die Hydropumpe 2 mit konstanter Drehzahl an. Zum Anfahren wird die Verstellpumpe 2 stufenlos bis zu ihrem Maximum verstellt, d.h. ihr Födervolumen Vp (in z.B. 1 bzw. 1/U) und der sich daraus ergebende Hydraulik- oder Förderstrom Q (in 1/min) wird stufenlos von Null bis zum Maxiraum eingestellt. Der Förderstrom Q teilt sich in zwei Teilströme Q5 und Q6 durch die Hydromotoren 5 bzw. 6. Das Verhältnis der Drehzahlen der Hydromotoren 5 und 6 ist jeweils durch den Formschluß zwischen den Getrieben 8,10 und der Seiltrommel 9 und den Übersetzungsverhältnissen i8, ilO gegeben. So ist π6 = n5 i8/il0.

Mit dem Abnehmen des erforderlichen Drehmoments an der Seiltrommel 9 wird das Schluckvolumeπ V5 des Verstell- motors 5 stufeπϊos reduziert. Wenn das Schluckvolumεπ V5 bei entsprechend geringem Drehmomeπtenbedarf an der Seiltrommel 9 auf Null reduziert ist, wird die Treππkuppluπg 7 gelöst und die hydraulische Verbindung des Motors 5 durch die Ventile 11, 12 gesperrt.

In Abwandlung des beschriebenen Ausführuπgsbeispiels kann auch der Hydromotor 6 mit veränderlichem Schluckvolumen aus¬ gebildet sein. Durch Reduzierung des Schluckvolumens V6 des Motors kann die Drehzahl n9 der Seiltrommel 9 bei geringem Momentenbedarf, z.B. beim Heben eines leeren Kranhakens, weiter gesteigert werden.

An Stelle der beschriebenen verstellbaren Hydropumpe 2 kann eine Hydrompumpe mit konstantem Verdräπgungsvolumen mit einer entsprechenden Ventilsteuerung verwendet werden.

In Fig. 2 ist der hydrostatische Antrieb eines vierachsigen Fahrzeugkraπes 20 dargestellt. Ein Dieselmotor 21 treibt zwei Hydropumpen 22, 23 jeweils mit veränderlichem Verdränguπgsvolumen und zwei Stromrichtungen an. Beide Hydropumpen sind an einen gemeinsamen geschlossenen Kreis- lauf mit den Leitungen 24, 25 angeschlossen. Die Verstellung der Hydropumpen kann gemeinsam und synchron erfolgen. Die eine Hydropumpe (23) kann durch eine Treππkuppluπg 26 von dem Dieselmotor 21 und durch Absperrventile 27, 28 von dem hydraulischen Kreislauf 24, 25 getrennt werden.

Der hydrostatische Antrieb weist für jedes Rad 31, 31a bis 34, 34a der vier Achsen je einen, insgesamt also acht Hydro¬ motoren 35, 35a bis 38, 38a mit veränderlichem Schluckvolumeπ und zwei Stromrichtungeπ auf. Jeder Hydromotor ist mit dem zugehörigeπ Rad. (31, ...) über ein Getriebe 41, 41a bis 44, 44a verbunden. Dabei können die Getriebe als Plaπeteπgetriebe beispielsweise entsprechend der DE-OS 2744936 ausgebildet sein. Die Getriebe einer Achse, z.B. 42, 42a, weisen jeweils gleiche Übersetzungsverhältnisse auf, von Achse zu Achse sind die Übersetzungsverhältnisse jedoch verschieden. So beträgt das Übersetzungsverhältnis i41 der Getriebe 41, 41a der ersten (untersten) Achse beispielsweise 1:36, das Übersetzungs¬ verhältnis i42 der zweiten Achse 1:26, das der dritten Achse 1:20 und das Übersetzungsverhältnis der letzten (obersten) Achse 1:15.

Alle Getriebe 41, 41a bis 43, 43a, deren Übers- setzungsverhältπis i41 bis i43 größer ist als das kleinste Übersetzungsverhältnis i44, sind über je eine Trenπkupplung 45, 45a bis 47, 47a mit dem zugehörigen Hydromotor 35, 35a bis 37, 37a verbunden.

Alle Hydromotoren 35, 35a bis 38, 38a sind parallel geschaltet und jeweils Ober Zweigleitungen mit den Leitungen 24, 25 verbunden. Zwischen den Zweigleitungen für die Hydromotoren 38, 38a der letzten Achse und den Zweigleitungen für die Hydromotoren 37, 37a der dritten Achse sind Absperrventile 49, 49a in den Leitungen 24, 25 angeordnet. Zusatzlich können auch die Hydromotoren jeder Achse durcch entsprechende Absperrventile separat abgeschaltet werden.

Jedes Rad 31, 31a bis 34, 34a ist mit einem gesonderten Dreh- zahlgeb-r 51, 51a bis 54, 54a verbunden, die alle an eine zentrale Aπtischlupfregeluπg 55 angeschlossen sind (in Fig.2 nur für den Drehzahlgeber 54 dargestellt).

Beim Anfahren des Fahrzeugs auf maximaler Steigung sind die Verdräπgungsvolumina der Hydropumpen 22, 23 auf Null und das Schluckvolumeπ aller Hydromotoren 35, 35a bis 38, 38a auf das Maximum eingestellt. Alle Treπnkuppluπgeπ 45, 45a bis 47, 47a sind geschlossen bzw. im Eingriff. Der Dieselmotor 21 treibt die Hydropumpen 22, 23 mit konstanter Drehzahl an.

Unter Berücksichtigung der Dieselmotorcharakteristik wird das Verdräπguπgsvolumen der Hydropumpen 22,23 stufenlos bis zum Maximum verstellt, so daß sich der Förderstrom Q durch die Leitungen 24, 25 von Null bis zu einem möglichen Maximum Qmax einstellt. Durch den Reibschluß zwischen den Rädern und dem Untergrund stellt sich dabei bei Geradeausfahrt bei allen Rädern eine gemeinsame Drehzahl und damit für das Fahrzeug eine Geschwindigkeit wl ein.

Bedingt durch die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse i41 bis i44 der Achsen haben die Hydromotoren der verschiedenen Achsen unterschiedliche Drehzahlen. Entsprechend verschieden sind die auf die Räder jeder Achse ausgeübten Drehmomente.

Wenn der Bedarf an Vortriebskraft sinkt, z.B. bei einem Nachlassen der Steigung, wird das Schluckvolumeπ der beiden ersten Versteilmotoren 35, 35a synchron stufenlos reduziert bis deren Schluckvolumen Null ist. In diesem Moment werden die Trennkupplungeπ 45, 45a gelöst bzw. geöffnet. Durch den beschriebenen Verstell- bzw. Schaltvorgang erhöht sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf w2.

Bei weiterem Absinken der erforderlichen Vortriebskraft wird - weiterhin bei voll ausgesteuerten Hydropumpen 22, 23 - zunächst das Schluckvolumen der- beiden Versteilmotoren 36, 36a stufeπlos synchron bis Null reduziert und die Treπnkuppiuπgen 46, 46a gelöst und anschließend das Schluck¬ volumen der beiden Hydromotoren 37, 37a stufeπlos synchron bis Null reduziert und die Treππkupplungeπ 47, 47a gelöst. Dabei erhöht sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf w3 bzw. w4. Die Absperrventile 49, 49 werden geschlossen, um die Hydromotoren 35, 35a bis 37, 37a auch hydraulisch abzukoppeln, um einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen.

Zur Erzieluπg der maximalen Fahrzeuggeschwiπdigkeit wmax wird das Schluckvolumen der beiden letzten Hydromotoren 38, 38a bis auf ein technisches bzw. wirtschaftliches Minimum reduziert.

Alternativ können auch alle Hydromotoren gleichzeitig zurück- gescπweπkt werden. Es sind auch weitere Kombinationen zum Hochfahren der Drehzahl möglich.

Da sowohl die Hydropumpen als auch die Hydromotoren für zwei Stromrichtuπgen ausgelegt sind, gilt für das Rückwärts¬ fahren des Fahrzeugs entsprechendes.

Bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs bestimmen sich die Drehzahlen der einzelnen Räder durch den Reibschluß zwischen den Rädern und dem Untergrund aus der Fahr¬ zeuggeschwindigkeit und dem Kurvenradius. Die Teilströme durch die links und rechts des Fahrzeugs angeordneten Hydromotoren ergeben sich entsprechend den gegebenen Drehzahlen der Räder.

Mit Hilfe der den einzelnen Rädern 31, 31a bis 34, 34a zugeordneten Drehzahlgebern 51, 51a bis 54, 54a und der zentralen Antischlupfregelung 55 ist es möglich, die Drehzahl jedes einzelnen Rades mit dem Durchschnittswert der Drehzahlen aller Räder zu vergleichen. Dreht ein Rad durch, weil es z.B. auf Glatteis oder einem nicht festen Untergrund steht, so kann das Schluckvolumen des entsprechenden Hydromotors so lange reduziert werden, bis eine Drehzahlangleichung an die übrigen Drehzahlen herbeigeführt ist.

Zwischen dem Hydromotor 22 und den Leitungen 24, 25 ist je ein 3/3-Wegeveπtil 56, 56a angeordnet, um auch andere Verbraucher 57, z.B. den Seilwiπdeπaπtrieb und/oder den Drehantrieb des sog. Oberwagens des Fahrzeugkraπs 20, mit Druckmedium versorgen zu ' können.

Für den reinen Fahrbetrieb befinden sich die Ventile 56, 56a in der dargestellten Schaltstellung und die Trenn- kuppluπg 26 ist geschlossen, so daß die Hydromotoren 35, 35a bis 38, 38a durch beide Hydropumpen 22, 23 mit Druckmedium versorgt werden. Bei den anderen beiden Schalt¬ stellungen können wahlweise ausschließlich der bzw. die Verbraucher 57 oder der bzw. die Verbraucher 57 und die Hydromotoren 35, ... von beiden Hydropumpen 22, 23 oder - bei geöffneter TrennkuDplung 26 und geschlossenen Ventilen 27, 28 - von der Hydropumpe 22 alleine mit Druckmedium versorgt werden.

Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einzeln angetriebenen Rädern eine große Bodenfreiheit zwischen den Rädern erzielbar ist, kann das Fahrzeug auch durch je einen Hydromotor über ein Differentialgetriebe achsweise angetrieben werden. Dabei können die unterschiedlichen Getriebeübersetzungen am Differentialgetriebe und/oder in den Radπabengetrieben verwirklicht werden.

Zur Verhinderung des Durchdrehens einzelner Räder 61, 61a, 62, 62a ist bei dem Ausführuπgsbeispiel gemäß Fig. 3 bei einem zweiachsigen Fahrzeug ein zuschaltbares Stromregelventil 63 mit vier Durchlässen mit jeweils einstellbarem Ausgaπgsstrom (entsprechend Ziff. 7.5.2.1 bzw. 7.5.2.3 DIN ISO 1219 (8/78)) zwischen der Hydropumpe 64 und den Hydromotoren 65, 65a, 66, 66a und ein 3/2-Wegeventil 67 vorgesehen.

Bei der dargestellten Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 67 ist die Hydropumpe 64 unmittelbar und bei vollem Leitungs¬ querschnitt über die Leitung 68 mit. den Leitungen 71, 71a, 72, 72a zu den Hydromotoren 65, 65a, 66, 66a verbunden. Der Förderstrom durch die einzelnen Leitungen kann sich entsprechend den gegebenen Verhältnissen frei und ggf. unterschiedlich einstellen. Soll das Durchdrehen eines Rades verhindert werden, wird das Ventil 67 in die als untere Schaltstellung dargestellte Stellung geschaltet und der Hydraulik¬ strom wird den Leitungen 71, 71a, 72, 72a über die Leitung 69 und das Stromregelventil 63 zugeleitet. Der jeweils konstante Durchfluß durch die Durchlässe des Stromregelveπtils 63 ist unter Berücksichtigung des Schluckvolumeπs des zugehörigen Hydromotors 65, 65a, 66, 66a und der jeweiligen Übersetzung eingestellt. Vor dem Umschalten des Ventils 67 sind die Hydromotoren jeweils auf ihr größtes Schluckvolumen einzustellen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind an die von Null stufen¬ los verstellbare Hydropumpe 80 drei Hydromotoren 81, 82, 83 mit jeweils von Null stufenlos veränderlichem Schluckvolumen ange¬ schlossen. Die drei parallel geschalteten Hydromotoren 81...83 haben jeweils eine andere Baugröße und damit ein anderes maximales Schluckvolumeπ und - diesem proportional - eine andere Dreh¬ momentenkonstante k. Der Hydromotor 81 hat ein größeres maximales Schluckvolumen als der Hydromotor 82 und dieser wiederum als der Hydromotor 83. Die Drehmomentenkoπstante entspricht dem abgegebenen Drehmoment an der Welle des Hydromotors bei maximalem Schluck¬ volumeπ und einer Druckdifferenz von 1 bar. Die Hydromotoren 81, 82 sind über je eine Schaltkupplung 85, 86 und ein Getriebe 88, der Hydromotor 83 unmittelbar über das Getriebe mit einer Baueinheit 89 verbunden. Die Zahnräder des Getriebes 88 haben alle gleiche Zähnezahlen, so daß sich für die mechanische Verbindung jedes Hydromotors das gleiche Übersetzungsverhältnis ergibt.

Bei Bedarf des größten Antriebsmoments an der Baueinheit 89 sind alle Hydromotoren 81...83 auf maximales Schluckvolumen ausgeschwenkt, wobei der größte Hydromotor 81 mit der größten Drehmomeπteπkoπstante den größten Anteil an dem geforderten Gesamtmoment erbringt.

Bei einem kleinen geforderten Aπtriebsmomeπt sind die größeren Hydromotoren 81, 82 auf Null geschwenkt und durch die Kupplungen 85,86 von dem Getriebe 88 bzw. der Baueinheit 89 getrennt.

Bei einem Momeπtenbedarf zwischen dem größten und dem kleinsten Momenteπbedarf ~ £≤t zumindest einer der größeren Hydromotoren 81, 82 teilweise zurückgeschweπkt und / oder durch die zugehörige Kupplung getrennt.