KAISER, Stefan (Dachswaldweg 160, Stuttgart, 70569, DE)
PEDROTTI, Wolfgang (Max-Eyth-Strasse 15, Ostfildern, 73760, DE)
KAISER, Stefan (Dachswaldweg 160, Stuttgart, 70569, DE)
| Patentansprüche 1. Kraftfahrzeug mit einer Antriebsmaschine (1 ), einem mechanischen Haupantriebspfad (2) und einem hydraulischen Zusatzantriebspfad (3,103), wobei der hydraulische Zusatzantriebspfad (3,103) über eine einstellbare hydrostatische Pumpe (7,107) und einen Hydromotor (9,10,109,110) in einem hydraulischen Kreis (11 ,111 ) verfügt und die einstellbare hydrostatische Pumpe (7,107) von der Antriebsmaschine (1 ) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres hydraulisches Zusatzaggregat (12,112) an den hydraulischen Kreis (11 ,111 ) angeschlossen ist, welches nicht einer Fortbewegung des Kraftfahrzeuges dienlich ist. 2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (7,107) über eine Kupplung (13,113) mit einem Nebenabtrieb (8) der Antriebsmaschine (1 ) verbunden ist. 3. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (7,107) die einzige hydrostatische Energiequelle zum Betreiben des Hydromotors (9,10,109,110) und des hydraulischen Zusatzaggregates (12,1 12) im hydraulischen Kreis (11 ,111 ) ist. 4. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulischen Kreis (11 ,111 ) über ein Ventil (17, 18, 117, 118) verfügt, mittels welchem der Hydromotor (9,10,109,110) vom Hydraulikfluss der Pumpe (7,107) abtrennbar ist. 5. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulischen Kreis (11 ,111 ) über ein Ventil (17, 18, 117, 118) verfügt, mittels welchem das hydraulische Zusatzaggregat (12,112) vom Hydraulikfluss der Pumpe (7,107) abtrennbar ist. 6. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (7, 07) als Axialkolbenmaschine ausgestaltet ist. 7. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Zusatzaggregat (112) einen hydraulischen Kolben (119) aufweist, der über einen offenen hydraulischen Kreislauf (120) durch einen Hydraulikfluss der Pumpe (107) bewegbar ist. |
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem hydraulischen Zusatzantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die gattungsgemäße Schrift DE 4110161 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebsmaschine, einem mechanischen Hauptantriebspfad und einem hydraulischen Zusatzantriebspfad. Die Antriebsmaschine ist als Verbrennungsmotor dargestellt, der über den mechanischen Hauptantriebspfad die Hinterräder eines Kraftfahrzeuges antreibt. Der hydraulische Zusatzantriebspfad weist eine einstellbare hydrostatische Pumpe und einen Hydromotor auf, die durch einen hydraulischen Kreis verbunden sind. Die Pumpe ist permanent über eine Übersetzung mit einem Nebenabtrieb der Antriebsmaschine verbunden. Die Pumpe ist als Schrägscheibenregelpumpe ausgeführt.
Dem gegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem kostengünstig weitere hydraulische Zusatzaggregate antreibbar sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist an den hydraulischen Kreis des hydraulischen Zusatzantriebspfades mit der einstellbaren hydrostatischen Pumpe und dem Hydromotor ein weiteres hydraulisches Zusatzaggregat angeschlossen, welches nicht der Fortbewegung des Kraftfahrzeuges dienlich ist.
Das hydraulische Zusatzaggregat ist insbesondere ein Nutzfahrzeugaufbau, welcher nicht der Fortbewegung dient, sondern Zusatzfunktionen erfüllt, die das Kraftfahrzeug im Stand oder während der Fahrt ausführt. Nutzfahrzeugaufbauten wie insbesondere
Rotationsbetonmischer, Kipperbrücken oder Müllpressen werden hydraulisch angetrieben und bedürfen zum Betrieb einer hydrostatischen Fördereinheit. Bei Kraftfahrzeugen, die über einen hydraulischen Zusatzantriebspfad verfügen, ist eine hydrostatische Fördereinheit in Form einer einstellbaren hydrostatischen Pumpe vorhanden. Die hydrostatische Pumpe ist durch eine Steuerung oder Regelung so einstellbar, dass eine Pumpleistung sowohl Anforderungen des hydraulischen Zusatzantriebes als auch den Anforderungen des hydraulischen Zusatzaggregates erfüllt.
Das hydraulische Zusatzaggregat ist mit dem vorhandenen hydraulischen Kreis des hydraulischen Zusatzantriebspfades antreibbar verbunden, so dass ein weiterer hydraulischer Kreis entfällt und doppelte Komponenten einsparbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges ist die einstellbare hydrostatische Pumpe über eine Kupplung mit einem Nebenabtrieb der Antriebsmaschine verbunden. Die Pumpe ist über die Kupplung abtrennbar mit dem Nebenabtrieb verbunden, so dass die Drehmomentübertragung von der Antriebsmaschine an die Pumpe unterbrechbar ist und bei abgeschaltetem hydraulischem Kreis, keine Verlustleistung an der Pumpe anfällt. Im Stand des Kraftfahrzeuges ist eine Kraftübertragung von der Antriebsmaschine über den mechanischen Hauptantriebspfad auf die Räder in einer Getriebeeinheit
unterbrochen, so dass keine Leistungsübertragung auf eine Getriebeausgangwelle stattfindet und alle daran angeordneten Elemente ebenfalls nicht angetrieben sind.
Die Pumpe ist am permanent angetriebenen Nebenabtrieb der Antriebsmaschine angeordnet, so dass die Pumpe auch im Stand des Kraftfahrzeuges antreibbar ist wenn der mechanische Hauptantriebspfad unterbrochen ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges ist die Pumpe die einzige hydrostatische Energiequelle zum Betreiben des Hydromotors und des hydraulischen Zusatzaggregates im hydraulischen Kreis.
Ist der hydraulische Zusatzantriebspfad zur Leistungsunterstützung des mechanischen Hauptantriebspfades bei geringen Geschwindigkeiten oder auf schwergängigem Gelände ausgelegt, überträgt der hydraulische Zusatzantriebspfad nicht dauerhaft Leistung an einen Hydromotor in einem Rad. Bei schneller Fahrt oder im Stand des Kraftfahrzeuges ist der hydraulische Zusatzantriebspfad abgeschaltet, so dass die einstellbare
hydrostatische Pumpe zur Leistungsabgabe an das hydraulische Zusatzaggregat zur Verfügung steht.
Der Betrieb mancher hydraulischer Zusatzaggregate wie insbesondere Kipperbrücken oder Müllpressen sind aus Sicherheitsgründen nur im Stand des Kraftfahrzeuges erlaubt, bei dem der Hydromotor eines Rades abgeschaltet ist und der hydraulische Kreis mit der einstellbaren hydrostatischen Pumpe zur Leistungsabgabe an ein hydraulisches
Zusatzaggregat zur Verfügung steht. Andere hydraulische Zusatzaggregate wie insbesondere Rotationsbetonmischer bedürfen einer Antriebsmöglichkeit sowohl im Stand als auch während der Fortbewegung des Kraftfahrzeuges. Der hydraulische Zusatzantriebspfad dient insbesondere zur
Unterstützung des mechanischen Hauptantriebspfades bei langsamer Fahrt oder in schwergängigem Gelände. Fahrsituationen des Kraftfahrzeuges, die eine Zuschaltung des hydraulischen Zusatzantriebspfades notwendig machen, sind meist zeitlich begrenzt und von kurzer Dauer. Eine Leistungsabgabe der Pumpe als hydrostatische Energiequelle treibt dabei den Hydromotor im Rad an und das hydraulische Zusatzaggregat ist für die Dauer des zugeschalteten Hydromotors abgeschaltet. Nach Abschalten des Hydromotors im Rad steht die Pumpe wieder zum Betrieb des hydraulischen Zusatzaggregates zur Verfügung. Eine Unterbrechung des Betriebes des hydraulischen Zusatzaggregates für eine begrenzte Zeit ist meist akzeptabel.
Durch eine Nutzung eines hydraulischen Kreises mit einer einzigen einstellbaren hydrostatischen Pumpe als Energiequelle für den hydraulische Zusatzantriebspfad und das hydraulische Zusatzaggregat zusammen, entfällt die Notwendigkeit einer weiteren Pumpe für das hydraulische Zusatzaggregat, was kostengünstig ist und das Eigengewicht einer zusätzlichen Pumpe einspart.
Unter den Aspekt der hydrostatischen Energiequelle fallen keine Pumpen, wie
insbesondere Speisepumpen oder Spülpumpen, die zum funktionalen Betrieb eines hydraulischen Kreises einen Volumenstrom aus einem Hydrauliksumpf in den
hydraulischen Kreis einspeisen aber keinen hydrostatischen Druck zum Betreiben des Zusatzantriebes oder des Zusatzaggregates liefern.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges verfügt der hydraulischen Kreis über ein Ventil, so dass der Hydromotor vom Hydraulikfluss der Pumpe abtrennbar ist. Das Ventil ist insbesondere als Schaltventil ausgeformt, so dass der Hydromotor vom hydraulischen Kreis abtrennbar ist. Eine Schaltstellung des Ventils sperrt den
Hydraulikfluss im hydraulischen Kreis, so dass der Hydromotor abgeschaltet ist, obwohl der hydraulische Kreis eingeschaltet ist.
Beim vom hydraulischen Kreis abgetrennten Hydromotor entfallen Leistungsverluste und Leckagen so dass der hydraulische Kreis für weitere Nutzung effizient zur Verfügung steht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges verfügt der hydraulischen Kreis über ein Ventil, so dass das hydraulische Zusatzaggregat vom Hydraulikfluss der Pumpe abtrennbar ist. Das Ventil ist insbesondere als Schaltventil ausgeformt, so dass das hydraulische
Zusatzaggregat vom hydraulischen Kreis abtrennbar ist. Eine Schaltstellung des Ventils sperrt den Hydraulikfluss im hydraulischen Kreis, so dass das hydraulische
Zusatzaggregat abgeschaltet ist, obwohl der hydraulische Kreis eingeschaltet ist.
Bei vom hydraulischen Kreis abgetrenntem hydraulischem Zusatzaggregat entfallen Leistungsverluste und Leckagen am hydraulischen Zusatzaggregat so dass der hydraulische Kreis für weitere Nutzung effizient zur Verfügung steht.
Das Schaltventil zum Abtrennen der Hydromotoren und das Schaltventil zum Abtrennen des hydraulischen Zusatzaggregates können insbesondere in einem 3/2-Wegeventil kombiniert sein, welches zwei Schaltstellungen aufweist. Eine erste Schaltstellung des Wegeventils verbindet den hydraulischen Kreis mit dem Hydromotor und trennt das hydraulische Zusatzaggregat vom hydraulischen Kreis ab. Eine zweite Schaltstellung des Wegeventils verbindet den hydraulischen Kreis mit dem hydraulischen Zusatzaggregat und trennt den Hydromotor vom hydraulischen Kreis ab.
Ein 3/2-Wegeventil erfüllt gleichzeitig zwei Anforderungen, eine Abtrennmöglichkeit des Hydromotors und eine Abtrennmöglichkeit des hydraulischen Zusatzaggregates.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges ist die Pumpe als
Axialkolbenmaschine ausgestaltet.
Axialkolbenmaschinen sind in allen Leistungsbereichen erhältlich und weisen geringe Verlustleistungen auf, so dass der hydraulische Kreis eine hohe Effizienz aufweist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Kraftfahrzeuges weist das hydraulische
Zusatzaggregat einen hydraulischen Kolben auf, der über einen offenen hydraulischen Kreislauf durch einen Hydraulikfluss der Pumpe bewegbar ist.
Rotation mit Drehmoment und lineare Kraftübertragung sind die beiden grundlegenden technischen Möglichkeiten Arbeit zu verrichten. Bei hydraulischen Systemen findet eine lineare Kraftübertragung insbesondere durch eine Bewegung eines Kolbens statt. Hierbei fließt Hydraulikflüssigkeit ins Innere eines Zylinders, der den Kolben umgibt und durch eine Verdrängungswirkung der Hydraulikflüssigkeit bewegt sich der Kolben aus dem Zylinder heraus. Die lineare Kraftübertragung eines Kolbens ist insbesondere durch Umlenkhebel vielfältig nutzbar.
Eine Bewegung des Kolbens kann je nach Ausformung des Kolbens im Zylinder und einer Beflutungsrichtung, den Kolben aus dem Zylinder heraus bewegen oder den Kolben in den Zylinder hinein drücken. Die Kraftübertragung findet dabei in Bewegungsrichtung statt. Bei einer einfachen technischen Ausführung eines hydraulischen Kolbens ist der Kolben in einem Zylinder angeordnet und wird durch ein Befüllen des Zylinders mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck aus dem Zylinder heraus bewegt. Über ein Ventil, insbesondere ein Schaltventil, kann die Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder abfließen. Wirkt eine äußere Kraft von außen auf den Kolben, verdrängt der Kolben durch die äußere Kraft selbsttätig die Hydraulikflüssigkeit über das geöffnete Ventil aus dem
Zylinder.
Der hydraulische Kolben verrichtet bei Bewegung Arbeit, was für technische Funktionen wie insbesondere Komprimierung eines äußeren Volumens oder ein Anheben eines Gegenstandes entgegen seiner Gewichtskraft nötig ist. Hydraulische Zusatzaggregate eines Kraftfahrzeuges wie insbesondere Nutzfahrzeugaufbauten für Kipplastkraftwagen mit Teleskopzylinder oder Müllsammelfahrzeugen mit Müllpressen nutzen hydraulische Kolben.
Beim Ausfahren des Kolbens, bewegt sich der Kolben aus dem Zylinder heraus und es füllt sich ein Volumen im Zylinder des Kolbens mit Hydraulikflüssigkeit. Die Gesamtmenge der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Kreis und dem Zylinder zusammen vergrößert sich. Von der Pumpe wird Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck über den hydraulischen Kreis zum Kolben geleitet, die sich dort im Zylinder ansammelt. Ein Rückfluss der Hydraulikflüssigkeit vom Kolben zur Pumpe findet beim Ausfahren des Kolbens nicht statt. Ein offener hydraulischer Kreis ist mit einem Hydrauliksumpf verbunden, so dass eine Hydraulikflüssigkeitsänderung im System ausgleichbar ist. Die Pumpe ist über den offenen hydraulischen Kreis auf der Niederdruckseite mit einem Hydrauliksumpf verbunden, aus dem die Pumpe fehlende Hydraulikflüssigkeit nachzieht und so die Gesamtmenge der Hydraulikflüssigkeit im offenen hydraulischen Kreislauf um die Menge der Hydraulikflüssigkeit im Zylinder erhöht.
Der Zylinder ist über ein Ventil, insbesondere ein Schaltventil, mit dem Hydrauliksumpf verbunden, so dass zum Einfahren des Kolbens das Ventil offen ist und eine äußere Kraft den Kolben in den Zylinder zurück drückt und so die Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder in den Hydrauliksumpf fließt.
Der offene hydraulische Kreislauf, der den hydraulischen Kolben des hydraulischen Zusatzaggregates mit der einstellbaren hydrostatischen Pumpe verbindet, ermöglicht zum hydraulischen Zusatzantriebspfad noch die Nutzung des Systems für vielfältige andere technische Funktionen ohne wesentliche Zusatzkomponenten zu erfordern.
Ein hydraulisches Zusatzaggregat kann auch einen Hydraulikmotor aufweisen, mit dem ein Hydraulikfluss der Pumpe in Drehmoment umwandelbar ist. Ein Hydraulikmotor kann sowohl über einen offenen hydraulischen Kreislauf angeschlossen sein als auch über einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf, wobei der geschlossene hydraulische Kreislauf für einen Betrieb des Hydraulikmotors von Vorteil ist. In einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf ist ein Volumenstrom bis auf Leckageverluste überall gleich. Die Hydraulikflüssigkeit fließt unter hohem Druck von der Pumpe zum Hydraulikmotor des hydraulischen Zusatzaggregates und unter niedrigem Druck wieder vom Hydraulikmotor zur Pumpe zurück. Der Volumenfluss und damit eine Leistungsübertragung ist in einem geschlossenen Kreislauf gut einzustellen, was durch eine Regelung oder Steuerung geschehen kann.
Ein Hydromotor wandelt einen Hydraulikfluss unter Druck in ein mechanisches
Drehmoment um, welches für viele technische Funktionen verwendbar ist. Das hydraulische Zusatzaggregat ist so vielfältig ausformbar, insbesondere als
Nutzfahrzeugaufbau wie Rotationsbetonmischer oder Müllpressen mit
Rotationskomprimierung. In der Ausführung als Rotationsbetonmischer versetzt das mechanische Drehmoment das hydraulische Zusatzaggregat in Rotation.
Verschiedenartigste hydraulische Zusatzaggregate sind durch eine Verbindung über einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf oder einen offenen hydraulischen Kreislauf mit einem Grundsystem eines hydraulischen Zusatzantriebspfades vereinbar, wobei wesentliche Komponenten wieder benutzbar sind ohne weiter zusätzliche Elemente zu benötigen, was bei einem solches System Kosten spart.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit hydraulischem
Zusatzantrieb und hydraulischem Zusatzaggregat,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreises für einen hydraulischen Zusatzantrieb und ein hydraulisches Zusatzaggregat, welches über einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf verbunden ist,
Fig. 3 eine Übersicht möglicher Betriebszustände des hydraulischen Kreises aus
Figur 2 mit jeweiligen Schaltstellungen der Ventile,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreises für einen hydraulischen Zusatzantrieb und ein hydraulisches Zusatzaggregat, welches über einen offenen hydraulischen Kreis verbunden ist, Fig. 5 eine Übersicht möglicher Betriebszustände des hydraulischen Kreises aus
Figur 4 mit jeweiligen Schaltstellungen der Ventile.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer
Antriebsmaschine 1 , einem mechanischen Hauptantriebspfad 2 und einem hydraulischen Zusatzantriebspfad 3.
Der mechanische Hauptantriebspfad 2 überträgt einen Teil einer Antriebskraft der Antriebsmaschine 1 über eine Hauptabtriebswelle 5a, eine Getriebeeinheit 4 und eine Antriebswelle 5b auf eine Hinterachseinheit 6 des Kraftfahrzeuges. Der mechanische Hauptantriebspfad 2 überträgt insbesondere bei normaler Straßenfahrt hauptsächlich die Antriebskraft und entspricht bekannter Technik für Kraftfahrzeuge.
Der hydraulische Zusatzantriebspfad 3 verfügt über einen hydraulischen Kreis 11 mit einer einstellbaren hydrostatischen Pumpe 7, einem hydraulischen Zusatzaggregat 12 und je einem Hydromotor 9, 10 in den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges, welche nicht über den mechanischen Hauptantriebspfad antreibbar sind. Die Pumpe 7 ist an einem Nebenabtrieb 8 der Antriebsmaschine 1 angeordnet. Der Nebenabtrieb 8 ist in der Antriebsmaschine 1 mit der Hauptabtriebswelle 5a verbunden und dreht sich mit proportionaler Drehzahl. Zwischen der Pumpe 7 und dem Nebenabtrieb 8 ist eine Kupplung 13 angeordnet. Durch die Kupplung 13 ist die Pumpe 7 vom Nebenabtrieb 8 abtrennbar.
Bei ausgeschaltetem hydraulischem Zusatzantriebspfad 3 überträgt die Pumpe 7 keine Leistung an die Hydromotoren 9, 10. Durch öffnen der Kupplung 13 ist die Pumpe 7 vom Nebenabtrieb 8 abgetrennt und an der Pumpe 7 fällt keine Verlustleistung an, obwohl sich der Nebenabtrieb 8 permanent weiter dreht.
Das hydraulische Zusatzaggregat 12 ist über den hydraulischen Kreis 11 mit der Pumpe 7 antreibar verbunden. Bei abgeschalteten Hydromotoren 9, 10 und geschlossener Kupplung 13 überträgt die Pumpe 7 einen Teil des Drehmomentes zum Antrieb an das hydraulische Zusatzaggregat 12. Sowohl die Hydromotoren 9, 10 als auch das hydraulische Zusatzaggregat 12 sind so von durch die Pumpe 7 antreibbar.
Die verschiedenen Betriebszustände des hydraulischen Kreises 11 werden anhand der folgenden Darstellungen näher erläutert.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreis 11 des
hydraulischen Zusatzantriebspfades 3.
Die Pumpe 7 ist über die Kupplung 13 abtrennbar mit einem mechanischen Antrieb verbunden und ist über den hydraulischen Kreis 11 mit den Hydromotoren 9, 10 verbunden. Die Pumpe 7 ist als einstellbare Schwenkpumpe ausgeführt, bei der durch Regelung oder Steuerung des Schwenkwinkels eine Pumpleistung der Pumpe 7 einstellbar ist. Der Schwenkwinkel ist in Bezug zur axialen Ausrichtung der Pumpe sowohl in positive Richtung als auch in negative Richtung einstellbar. Beim Wechsel der
Schwenkwinkelrichtung ändert sich die Pumprichtung der Pumpe 7 und so ist ein
Hydraulikfluss in beide Richtungen im hydraulischen Kreis 11 möglich. Die Hydromotoren 9, 10 sind durch den richtungsänderbaren Hydraulikfluss in beide Drehrichtungen antreibbar und sind sowohl bei Fahrt in Vorwärtsrichtung als auch bei Fahrt in
Rückwärtsrichtung nutzbar.
Der hydraulische Kreis weist eine Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 16 auf, welche aus einem Hydrauliksumpf über eine Speisepumpe und Rückschlagventile Hydraulikflüssigkeit in den hydraulischen Kreis 11 einspeist. Wegen eines möglichen Richtungswechsels des Hydraulikflusses im hydraulischen Kreis 11 ist die
Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 16 so ausgelegt, dass über Rückschlagventile immer auf der Niederdruckseite der Pumpe 7 Hydraulikflüssigkeit in den hydraulischen Kreis 11 einspeisbar ist.
Ein Schaltventil 15 verbindet je nach Schaltstellung des Schaltventils 15 den
hydraulischen Kreis 11 auf der Niederdruckseite der Pumpe 7 über eine Kühlvorrichtung und eine Filtervorrichtung mit einem Hydrauliksumpf oder versperrt die Verbindung.
Ein Schaltventil 14 ist an einer hydraulischen Umgehung der Hydromotoren 9, 10 angeordnet und je nach Schaltstellung des Schaltventils 14 ist die hydraulische
Umgehung der Hydromotoren 9, 10 versperrt, durchgängig oder zum Hydrauliksumpf hin geöffnet.
Die Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 16, das Schaltventils 15, das Schaltventil 14 und deren Anordnung im hydraulischen Kreis 11 entsprechen bekannter Technik eines hydraulischen Zusatzantriebspfades und werden nicht weiter erläutert.
Die Schaltstellungen der Schaltventile 14, 15 zu den verschieden Betriebszuständen wird in Figur 3 näher dargelegt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführung des Kraftfahrzeugs ist ein hydraulisches
Zusatzaggregat 12 mit dem hydraulischen Kreises 11 verbunden. Das hydraulische Zusatzaggregat 12 weist einen Hydraulikmotor 19 auf und ist über einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 mit dem hydraulischen Kreis 11 verbunden. Im hydraulischen Kreis 11 ist auf einer Seite der Pumpe 7 zwischen der Pumpe 7 und den Hydromotoren 9, 10 ein Schaltventil 17 angeordnet und auf der anderen Seite der Pumpe 7 zwischen der Pumpe 7 und den Hydromotoren 9, 10 ein Schaltventil 18 angeordnet, so dass der hydraulische Kreis 11 durch die Schaltventile 17, 18 in einen ersten hydraulischen Teilkreis 11a und in einen zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b unterteilt ist. Mit dem ersten hydraulischen Teilkreis 11a sind die Pumpe 7, die
Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 16 und das Schaltventil 15 verbunden. Im zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b sind die Hydromotoren 9, 10 und deren Umgehung mit dem Schaltventil 14 angeordnet. Über das Schaltventil 17 und das Schaltventil 18 ist der ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 verbindbar, so dass der Hydraulikmotor 19 von der Pumpe 7 antreibbar ist. Das
Schaltventil 17 und das Schaltventil 18 sind beide als 3/2 Wegeventil ausgeführt, so dass das Schaltventil 17 und das Schaltventil 18 in einer Schaltstellung den ersten
hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b verbindet und der hydraulische Kreis 11 über den Hydromotoren 9,10 geschlossen ist. Der
geschlossene hydraulische Kreislauf 20 ist dabei vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a abgetrennt. Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt so über die Hydromotoren 9, 10 oder über das Schaltventil 14 an der Umgehung der Hydromotoren 9, 10 und nicht über das hydraulische Zusatzaggregat 12. Der geschlossene hydraulische Kreislauf 20 ist völlig vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a getrennt, so dass keine Leckagen und
Druckänderungen im geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 und am Hydraulikmotor 19 auftreten.
In einer anderen Schaltstellung des Schaltventils 17 und des Schaltventils 18 ist der zweite hydraulische Teilkreis 11 b mit den Hydromotoren 9, 10 vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a abgetrennt, wobei der geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 mit dem ersten hydraulische Teilkreis 11a verbunden ist. Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt so über das hydraulische Zusatzaggregat 12. und nicht über die Hydromotoren 9, 10.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt durch den ersten hydraulischen Teilkreis 11a und den geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 über den Hydraulikmotor 19, so dass der Hydraulikfluss der Pumpe 7 vom Hydraulikmotor 19 in ein mechanisches Drehmoment umgewandelt wird und das hydraulische Zusatzaggregat 12 antreibt. Das hydraulische Zusatzaggregat 12 ist insbesondere als Nutzfahrzeugaufbau wie bei einem
Rotationsbetonmischer ausgeführt.
Die Schaltstellungen der Schaltventile 14, 15, 17, 18 sind in Figur 3 bei verschiedenen Betriebszuständen dargestellt und werden dort näher erläutert.
Der geschlossene hydraulische Kreislauf 20 ist über das Schaltventile 17 und das Schaltventil 18 mit dem ersten hydraulischen Teilkreis 11a verbunden. Ein Hydraulikfluss im geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 ist bis auf Leckagen überall konstant, so dass auch nur ein Schaltventil der Schaltventile 17, 18 ausreicht um den Hydraulikfluss durch den geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 zu sperren. Als Beispiel wird das Schaltventil 18 durch einen Hydraulikleitungsanschluss ersetzt, so dass an dem Hydraulikleitungsanschluss der erste hydraulische Teilkreise 11a, der zweite hydraulische Teilkreise 11 b und der geschlossene hydraulische Kreislauf 20 immer miteinander verbunden sind. Druckänderungen im hydraulischen Kreis 11 wirken so immer auch auf den Hydraulikmotor 19, aber da das Schaltventil 17 weiterhin einen Hydraulikfluss über den geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 sperrt wird keine Leistung an den
Hydraulikmotor 19 übertragen. Die Anordnung mit nur einem Schaltventil 17 ist effizient, da Schaltverluste am Schaltventil 18 entfallen und auch kostengünstig, da nur ein
Schaltventil 17 verbaut ist. Durch den Hydraulikleitungsanschluss sind aber
Druckänderungen und Leckagen im geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 möglich, welche sich negativ auf eine Regelung und Steuerung des Systems auswirken.
Figur 3 zeigt eine Übersicht über mögliche Betriebszustände des hydraulischen Kreises 11 aus Figur 2. Dabei sind tabellarisch die Stellung der Kupplung 13 als K13, der Pumpe 7 als P7 und die jeweiligen Schaltstellungen des Schaltventils 4 als V14, des
Schaltventils 15 als V15, des Schaltventils 17 als V17 und des Schaltventils 18 als V18 angegeben. Die Bezeichnung der Schaltstellung bezieht sich jeweils auf die Ventile in die Figur 2:
In der ersten Spalte ist symbolisch ein Betriebszustand angegeben, wobei die Tabelle die Betriebszustände für einen Fahrantrieb FA, FS, FV, FR und für einen Betrieb ZDR, ZDL eines hydraulischen Zusatzaggregates 12 mit Hydraulikmotor 19 enthält.
In der zweiten Spalte K13 sind die Einstellungen der Kupplung 13 dargestellt, wobei Null für eine offene Kupplung 13 ohne Drehmomentübertragung an die Pumpe 7 steht und Eins für eine geschlossene Kupplung 13 mit Drehmomentübertragung an die Pumpe 7. In der dritten Spalte P7 stehen die Einstellungen der Pumpe 7 mit Null für keine
Pumpleistung und Plus, Minus für das Vorzeichen des Schwenkwinkels der Pumpe 7 bei eingestellter Pumpleistung. Das Vorzeichen definiert die Richtung des Hydraulikflusses im hydraulischen Kreis 11.
In der vierten Spalte V14 ist das Schaltventil 14, in der fünften Spalte V15 das Schaltventil 15, in der sechsten Spalte V17 das Schaltventil 17 und in der achten Spalte V18 das Schaltventil 18 dargestellt, wobei Null, Eins und Zwei jeweils für eine Schaltstellung des jeweiligen Schaltventils aus Figur 2 steht.
Die Schaltstellungen der verschieden Betriebszustände werden nun näher erläutert, wobei sich die Betriebszustände in zwei Gruppen aufteilen, einen Betrieb des
Fahrantriebes mit den Hydromotoren 9, 10 und einen Betrieb des hydraulischen
Zusatzaggregates 12. Der Betrieb des hydraulischen Zusatzaggregates 12 unterscheidet sich in einer Drehrichtung des Hydraulikmotors 19, welche aus der Einstellung des Schwenkwinkels der Pumpe 7 resultiert. Im Betriebszustand HA ist keine hydraulische Leistung erforderlich und der hydraulische Zusatzantriebspfad 3 ist ausgeschaltet. Es wird keine Antriebsleistung auf die
Hydromotoren 9, 10 in den Rädern des Kraftfahrzeuges oder an das hydraulische
Zusatzaggregat 12 übertragen. Hierbei ist die Kupplung 13 geöffnet und die Pumpe 7 auf Pumpleistung Null eingestellt. Das Schaltventil 14 verbindet die Umgehung der
Hydromotoren 9, 10 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 15 sperrt die
Verbindung vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b und sperren die Verbindung zum geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20.
Vom der Pumpe 7 aus findet kein Hydraulikfluss unter hohem Druck statt.
Im Betriebszustand FS ist das hydraulische Zusatzaggregat 12 abgeschaltet und der Fahrantrieb in Standby eingeschaltet wobei die Pumpe 7 ein mechanisches Drehmoment in hydraulische Leistung umwandelt aber noch keine Leistungsübertragung an die
Hydromotoren 9, 10 stattfindet. Hierzu ist die Kupplung 13 geschlossen und die Pumpe 7 schon auf eine gewünschte Förderleistung voreingestellt. Die Förderleistung ist je nach Fahrsituation in Vorwärtsrichtung mit Plus, in Rückwärtsrichtung mit Minus oder aus dem Stand heraus mit Null eingestellt. Das Schaltventil 14 schließt die Umgehung der
Hydromotoren 9, 10, so dass der Hydraulikfluss über die Umgehung fließt und nicht über die Hydromotoren 9, 10. Das Schaltventil 15 öffnet die Verbindung von der
Niederdruckseite der Pumpe 7 im ersten hydraulischen Teilkreis 11a zum Hydrauliksumpf. Die Niederdruckseite der Pumpe 7 hängt von dem Schwenkwinkel der Pumpe 7 ab und dementsprechend ist bei einem Schwenkwinkel Plus die Stellung Eins am Schaltventil 15 und bei einem Schwenkwinkel Minus die Stellung Zwei am Schaltventil 15 eingestellt. Bei einer Pumpleistung Null findet kein Hydraulikfluss unter hohem Druck statt, so dass die Schaltstellung Null am Schaltventil 15 die Verbindung vom ersten hydraulischen Teilkreis 1 1a zum Hydrauliksumpf sperrt.
Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b und sperren die Verbindung zum geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt im hydraulischen Kreis 11 über die Umgehung der Hydromotoren 9, 10 an den Hydromotoren 9, 10 vorbei, so dass kein Antrieb stattfindet.
Im Betriebszustand FV ist das hydraulische Zusatzaggregat 12 abgeschaltet und für einem Fahrantrieb in Vorwärtsrichtung die Kupplung 13 geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 7 in positive Richtung eingestellt. Da eine
Umfangsgeschwindigkeit am hydraulisch angetriebenen Rad gleich einer
Umfangsgeschwindigkeit eines mechanisch angetriebenen Rades ist, ist der
Schwenkwinkel der Pumpe mit entsprechender Größe eines erforderlichen
Volumenstromes der Hydromotoren im hydraulisch angetriebenen Rad für das Fahren im eingelegten mechanischen Gang des Hauptantriebspfades eingestellt.
Das Schaltventil 14 sperrt die Umgehung der Hydromotoren 9, 10, so dass der
Hydraulikfluss über die Hydromotoren 9, 10 fließen muss und die Hydromotoren 9, 10 antreibt. Das Schaltventil 15 öffnet in der Schaltstellung Eins die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 7 im ersten hydraulischen Teilkreis 11a zum Hydrauliksumpf. Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b und sperren die Verbindung zum geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt im hydraulischen Kreis 11 in positiver Richtung über die Hydromotoren 9, 10, was eine Antriebsleistung in Vorwärtsrichtung überträgt.
Im Betriebszustand FR ist das hydraulische Zusatzaggregat 12 abgeschaltet und für einem Fahrantrieb in Rückwärtsrichtung die Kupplung 13 geschlossen und der
Schwenkwinkel der Pumpe 7 in negative Richtung mit entsprechender Größe eingestellt. Das Schaltventil 14 sperrt die Umgehung der Hydromotoren 9, 10, so dass der
Hydraulikfluss über die Hydromotoren 9, 10 fließen muss und die Hydromotoren 9, 10 antreibt. Das Schaltventil 15 öffnet in der Schaltstellung Zwei die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 7 im ersten hydraulischen Teilkreis 11a zum Hydrauliksumpf. Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b und sperren die Verbindung zum geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt im hydraulischen Kreis 11 in negativer Richtung über die Hydromotoren 9, 10, was eine Antriebsleistung in Rückwärtsrichtung überträgt.
Im Betriebszustand ZDR ist der Fahrantrieb abgeschaltet und der Hydraulikmotor 19 des hydraulischen Zusatzaggregates 12 ist in einer Drehrichtung Rechts angetrieben.
Die Kupplung 13 ist geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 7 ist auf Plus eingestellt, so dass ein Hydraulikfluss in positiver Richtung im ersten hydraulischen Teilkreis 11a entsteht. Das Schaltventil 14 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 9, 10 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 15 öffnet in der Schaltstellung Eins die Verbindung vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a auf der Niederdruckseite der Pumpe 7 zum Hydrauliksumpf. Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 und sperren die Verbindung zum zweiten hydraulischen Teilkreis 1 b.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt in positiver Richtung über den Hydraulikmotor 19, so dass der Hydraulikmotor 19 in einer Rechtsdrehung angetrieben ist.
Im Betriebszustand ZDL ist der Fahrantrieb abgeschaltet und der Hydraulikmotor 19 des hydraulischen Zusatzaggregates 12 ist in einer Drehrichtung Links angetrieben.
Die Kupplung 13 ist geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 7 ist auf Minus eingestellt, so dass ein Hydraulikfluss in negativer Richtung im ersten hydraulischen Teilkreis 11a entsteht. Das Schaltventil 14 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 9, 10 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 15 öffnet in der Schaltstellung Zwei die Verbindung vom ersten hydraulischen Teilkreis 11a auf der Niederdruckseite der Pumpe 7 zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 17, 18 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf 20 und sperren die Verbindung zum zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 7 fließt in negativer Richtung über den Hydraulikmotor 19, so dass der Hydraulikmotor 19 in einer Linksdrehung angetrieben ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführung eines hydraulischen Kreises 111 eines hydraulischen Zusatzantriebspfades 103. Ein hydraulisches Zusatzaggregat 112 weist einen hydraulischen Kolben 119 auf und ist über einen offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem hydraulischen Kreis 111 verbunden.
Eine Pumpe 107 ist über eine Kupplung 113 abtrennbar mit einem mechanischen Antrieb verbunden.
Der hydraulische Kreis 111 verfügt über Hydromotoren 109, 110, eine
Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 116, ein Schaltventils 115 und ein Schaltventil 114, welche mit gleicher Funktion in Figur 2 schon dargestellt sind. Die gleichen oder gleichwirkenden Komponenten aus Figur 2 werden in Figur 4 übernommen und weisen die gleiche Funktionalität auf ohne diese hier explizit zu wiederholen.
Das hydraulische Zusatzaggregat 112 weist einen hydraulischen Kolben auf, der als Teleskopzylinder 119 ausgeführt ist. Der Teleskopzylinder 119 ist über ein Schaltventil 121 und ein Schaltventil 122 mit dem offenen hydraulischen Kreis 120 verbunden.
Im hydraulischen Kreis 111 ist auf einer Seite der Pumpe 107 zwischen der Pumpe 107 und den Hydromotoren 109, 110 ein Schaltventil 117 angeordnet und auf der anderen Seite der Pumpe 107 zwischen der Pumpe 107 und den Hydromotoren 109, 110 ein Schaltventil 118 angeordnet, so dass der hydraulische Kreis 111 durch die Schaltventile 117, 118 in einen ersten hydraulischen Teilkreis 111a und in einen zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b unterteilt ist. Mit dem ersten hydraulischen Teilkreis 111a sind die Pumpe 107 und die Hydraulikflüssigkeitseinspeisevorrichtung 116 verbunden. Im zweiten hydraulischen Teilkreis 111b sind Schaltventil 115, die Hydromotoren 109, 110 und deren Umgehung mit dem Schaltventil 114 angeordnet. Über das Schaltventil 117 und das Schaltventil 118 ist der ersten hydraulischen Teilkreis 111 a mit dem offenen
hydraulischen Kreislauf 120 verbindbar, so dass durch die Pumpe 107 der
Teleskopzylinder 119 ausfahrbar ist. Das Schaltventil 117 und das Schaltventil 18 sind beide als 3/2 Wegeventil ausgeführt, so dass das Schaltventil 117 und das Schaltventil 118 in einer Schaltstellung den ersten hydraulischen Teilkreis 111a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 b verbindet und der hydraulische Kreis 111 über den
Hydromotoren 09, 10 geschlossen ist. Der offene hydraulische Kreislauf 20 ist dabei vom ersten hydraulischen Teilkreis 111a abgetrennt. Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt so über die Hydromotoren 109, 110 oder über das Schaltventil 114 an der
Umgehung der Hydromotoren 109, 110 und nicht über das hydraulische Zusatzaggregat 112. Der offene hydraulische Kreislauf 120 ist völlig vom ersten hydraulischen Teilkreis 111a getrennt, so dass keine Leckagen und Druckänderungen im offenen hydraulischen Kreislauf 120 und am Teleskopzylinder 119 auftreten.
In einer anderen Schaltstellung des Schaltventils 117 und des Schaltventils 118 ist der zweite hydraulische Teilkreis 111b mit den Hydromotoren 109, 110 vom ersten
hydraulischen Teilkreis 111a abgetrennt, wobei der offene hydraulischen Kreislauf 120 mit dem ersten hydraulische Teilkreis 111a verbunden ist. Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt so zum hydraulische Zusatzaggregat 112. und nicht über die Hydromotoren 109, 110.
Das hydraulische Zusatzaggregat 12 weist einen Teleskopzylinder 119 auf, der einen Hydraulikfluss unter hohem Druck in eine lineare Kraftübertragung umwandelt. Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt über den ersten hydraulischen Teilkreis 111 a und das Schaltventil 117 in den offenen hydraulischen Kreislauf 120. Über das Schaltventil 118 ist die Pumpe 107 durch den ersten hydraulischen Teilkreis 111a auf der Niederdruckseite mit einem Hydrauliksumpf im offenen hydraulischen Kreislauf 120 verbunden und zieht über ein Rückschlagventil aus dem Hydrauliksumpf Hydraulikflüssigkeit nach.
Das Schaltventil 121 im offenen hydraulischen Kreislauf 120 verbindet je nach
Schaltstellung, den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem Teleskopzylinder 1 9 und sperrt die Verbindung zum Hydrauliksumpf oder verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem Hydrauliksumpf oder verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem Hydrauliksumpf wobei auch der Teleskopzylinder 119 über ein einstellbares Ventil im Schaltventil 121 mit dem Hydrauliksumpf verbunden ist. Ist der Teleskopzylinder 119 einstellbar mit dem Hydrauliksumpf verbunden, kann ein Hydraulikfluss vom
Teleskopzylinder 119 zum Hydrauliksumpf durch eine Regelung oder Steuerung so eingestellt werden, dass sich der Teleskopzylinder 119 durch eine äußere Kraft, wie insbesondere eine Gewichtskraft seines Eigengewichtes oder einer Auflage, mit erwarteter Geschwindigkeit senkt.
Ein solches System findet insbesondere bei Nutzfahrzeugaufbauten wie einer
Kipperbrücke Anwendung. Bei Kipplastkraftwagen ist es auch erforderlich, dass eine Kipperbrücke eines Anhängers durch ein hydraulisches System des Kipplastkraftwagens antreibbar ist. So ist zwischen dem Schaltventil 121 und dem Teleskopzylinder 119 noch ein Schaltventil 122 angeordnet, welches einen Hydraulikfluss durch das Schaltventil 122, je nach Schaltstellung auf den Teleskopzylinder 119 oder einen Hydraulikanschluss 123 leitet. An den Hydraulikanschluss 123 ist ein weiteres hydraulisches Zusatzaggregat anschließbar, welches analog zum hydraulischen Zusatzaggregat 112 ausgeführt ist, was insbesondere bei einer Kipperbrücke auf dem Kipplastkraftwagen und einer Kipperbrücke auf einem Anhänger eines Lastkraftwagens gegeben ist.
Ist kein Hydraulikanschluss 123 vorhanden entfällt auch das Schaltventil 122 völlig. Das Schaltventil 121 ist so permanent mit dem Teleskopzylinder 119 des hydraulischen Zusatzaggregates 112 verbunden, was einer dauerhaften Schaltstellung Null des
Schaltventils 122 entspricht.
Die Schaltstellungen der Schaltventile 114, 115, 117, 118, 121 , 122 sind in Figur 5 bei verschiedenen Betriebszuständen dargestellt und werden dort näher erläutert.
Das Schaltventil 118 ist durch einen permanenten Hydraulikleitungsanschluss ersetzbar, wobei Leistungsverluste des Schaltventils 118 entfallen und die Anzahl der Komponenten reduziert ist. Ein Rückschlagventil im offenen hydraulischen Kreislauf 120 ermöglicht es der Pumpe 107 bei Bedarf Hydraulikflüssigkeit auf der Niederdruckseite der Pumpe 107 aus einem Hydrauliksumpf nachzuziehen und sperrt den Hydrauliksumpf im offenen hydraulischen Kreislauf 120 gegen einen Hydraulikfluss auf der Hochdruckseite der Pumpe 107 ab. Über den Hydraulikleitungsanschluss sind der erste hydraulische
Teilkreise 111a, der zweite hydraulische Teilkreise 111b und der offene hydraulische Kreislauf 120 bis zum Rückschlagventil immer miteinander verbunden, so dass
Druckänderungen und Leckagen im gesamten hydraulischen System anfallen.
Figur 5 zeigt eine Übersicht über mögliche Betriebszustände des hydraulischen Kreises 111 aus Figur 4. Dabei sind tabellarisch die Stellung der Kupplung 113 als K113, der Pumpe 107 als P107 und die jeweiligen Schaltstellungen des Schaltventils 114 als V114, des Schaltventils 115 als V115, des Schaltventils 117 als V117, des Schaltventils 118 als V118, des Schaltventils 121 als V121 und des Schaltventils 122 als V122 angegeben. Die Bezeichnung der Schaltstellung bezieht sich jeweils auf die Ventile in die Figur 4:
In der ersten Spalte ist symbolisch ein Betriebszustand angegeben, wobei die Tabelle folgende Betriebszustände enthält: für einen Fahrantrieb HA, FS, FV, FR und für einen Betrieb TA, TH, TS, TAF, ZTA, ZTH, ZTS, ZTSF eines hydraulischen Zusatzaggregates 112. Die Betriebzustände TA, TH, TS, TAF beziehen sich auf den Teleskopzylinder 1 19 und die Betriebzustände ZTA, ZTH, ZTS, ZTSF auf einen zusätzlichen Teleskopzylinder der über den Hydraulikanschluss 123 angeschlossen ist.
In der zweiten Spalte K113 sind die Einstellungen der Kupplung 113 dargestellt, wobei Null für eine offene Kupplung 113 ohne Drehmomentübertragung an die Pumpe 107 steht und Eins für eine geschlossene Kupplung 113 mit Drehmomentübertragung an die Pumpe 107.
In der dritten Spalte P107 stehen die Einstellungen der Pumpe 107 mit Null für keine Pumpleistung und Plus, Minus für das Vorzeichen des Schwenkwinkels der Pumpe 107 bei eingestellter Pumpleistung. Das Vorzeichen definiert die Richtung des
Hydraulikflusses im hydraulischen Kreis 111.
In der vierten Spalte V114 ist das Schaltventil 114, in der fünften Spalte V1 5 das Schaltventil 115, in der sechsten Spalte V117 das Schaltventil 117, in der siebten Spalte V118 das Schaltventil 118, in der achten Spalte V121 das Schaltventil 121 und in der neunten Spalte V122 das Schaltventil 122 dargestellt, wobei Null, Eins und Zwei jeweils für eine Schaltstellung des jeweiligen Schaltventils aus Figur 4 steht.
Die Schaltstellungen der verschieden Betriebszustände werden nun näher erläutert, wobei sich die Betriebszustände in drei Gruppen aufteilen, einen Betrieb des
Fahrantriebes mit den Hydromotoren 109, 110, einen Betrieb des Teleskopzylinders 119 und einen Betrieb des Hydraulikanschlusses 123. Der Betrieb des Teleskopzylinders 119 und der Betrieb des Hydraulikanschlusses 123 unterscheiden sich nur in der
Schaltstellung des Schaltventils 122, das in der Schaltstellung Null den Teleskopzylinders 119 mit dem Schaltventil 121 verbindet und in der Schaltstellung Eins den
Hydraulikanschlusses 123 mit dem Schaltventil 121 verbindet.
Im Betriebszustand HA ist keine hydraulische Leistung erforderlich und der hydraulische Zusatzantriebspfad 103 ist ausgeschaltet. Es wird keine Antriebsleistung auf die
Hydromotoren 109, 110 in den Rädern des Kraftfahrzeuges oder an das hydraulische Zusatzaggregat 112 übertragen. Hierbei ist die Kupplung 113 geöffnet und die Pumpe 107 auf Pumpleistung Null eingestellt. Das Schaltventil 114 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 109, 110 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 115 sperrt die Verbindung vom zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 1 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 11 1 b und sperren die Verbindung zum offenen
hydraulischen Kreislauf 120.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem
Hydrauliksumpf und das Schaltventil 122 verbindet den Teleskopzylinder 119 mit dem Schaltventil 121.
Von der Pumpe 107 aus findet kein Hydraulikfluss unter hohem Druck statt.
Im Betriebszustand FS ist das hydraulische Zusatzaggregat 112 abgeschaltet und der Fahrantrieb in Standby eingeschaltet wobei die Pumpe 107 ein mechanisches
Drehmoment in hydraulische Leistung umwandelt aber noch keine Leistungsübertragung an die Hydromotoren 109, 110 stattfindet. Hierzu ist die Kupplung 113 geschlossen und die Pumpe 107 schon auf eine gewünschte Förderleistung voreingestellt. Die
Förderleistung ist je nach Fahrsituation in Vorwärtsrichtung mit Plus, in Rückwärtsrichtung mit Minus oder aus dem Stand heraus mit Null eingestellt. Das Schaltventil 114 schließt die Umgehung der Hydromotoren 109, 110, so dass der Hydraulikfluss über die
Umgehung fließt und nicht über die Hydromotoren 109, 110. Das Schaltventil 115 öffnet die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 107 im zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf. Die Niederdruckseite der Pumpe 107 hängt von dem Schwenkwinkel der Pumpe 107 ab und dementsprechend ist bei einem Schwenkwinkel Plus die Stellung Eins am Schaltventil 115 und bei einem Schwenkwinkel Minus die Stellung Zwei am Schaltventil 115 eingestellt. Bei einer Pumpleistung Null findet kein Hydraulikfluss unter hohem Druck statt, so dass die Schaltstellung Null am Schaltventil 1 5 die Verbindung vom zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf sperrt. Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 111a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b und sperren die Verbindung zum offenen
hydraulischen Kreislauf 120.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem
Hydrauliksumpf und das Schaltventil 122 verbindet den Teleskopzylinder 119 mit dem Schaltventil 121.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt im hydraulischen Kreis 111 über die Umgehung der Hydromotoren 109, 110 an den Hydromotoren 109, 110 vorbei, so dass kein Antrieb stattfindet. Im Betriebszustand FV ist das hydraulische Zusatzaggregat 112 abgeschaltet und für einem Fahrantrieb in Vorwärtsrichtung die Kupplung 113 geschlossen und der
Schwenkwinkel der Pumpe 107 in positive Richtung eingestellt. Da eine
Umfangsgeschwindigkeit am hydraulisch angetriebenen Rad gleich einer
Umfangsgeschwindigkeit eines mechanisch angetriebenen Rades ist, ist der
Schwenkwinkel der Pumpe mit entsprechender Größe eines erforderlichen
Volumenstromes der Hydromotoren im hydraulisch angetriebenen Rad für das Fahren im eingelegten mechanischen Gang des Hauptantriebspfades eingestellt.
Das Schaltventil 114 sperrt die Umgehung der Hydromotoren 109, 110, so dass der Hydraulikfluss über die Hydromotoren 109, 110 fließen muss und die Hydromotoren 109, 110 antreibt. Das Schaltventil 115 öffnet in der Schaltstellung Eins die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 107 im zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum
Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 111 a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b und sperren die Verbindung zum offenen hydraulischen Kreislauf 120.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem
Hydrauliksumpf und das Schaltventil 122 verbindet den Teleskopzylinder 119 mit dem Schaltventil 121.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt im hydraulischen Kreis 111 in positiver Richtung über die Hydromotoren 109, 110, was eine Antriebsleistung in Vorwärtsrichtung überträgt.
Im Betriebszustand FR ist das hydraulische Zusatzaggregat 112 abgeschaltet und für einem Fahrantrieb in Rückwärtsrichtung die Kupplung 113 geschlossen und der
Schwenkwinkel der Pumpe 107 in negative Richtung mit entsprechender Größe eingestellt. Das Schaltventil 114 sperrt die Umgehung der Hydromotoren 109, 110, so dass der Hydraulikfluss über die Hydromotoren 109, 110 fließen muss und die
Hydromotoren 109, 110 antreibt. Das Schaltventil 115 öffnet in der Schaltstellung Zwei die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 107 im zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b und sperren die Verbindung zum offenen hydraulischen Kreislauf 120.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem
Hydrauliksumpf und das Schaltventil 122 verbindet den Teleskopzylinder 119 mit dem Schaltventil 121. Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt im hydraulischen Kreis 111 in negativer Richtung über die Hydromotoren 109, 110, was eine Antriebsleistung in Rückwärtsrichtung überträgt.
Im Betriebszustand TA ist der Fahrantrieb abgeschaltet und der Teleskopzylinder 119 wird ausgefahren.
Die Kupplung 113 ist geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 107 ist auf Plus eingestellt, so dass ein Hydraulikfluss in positiver Richtung im ersten hydraulischen Teilkreis 111a entsteht. Das Schaltventil 114 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 109, 1 0 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 115 sperrt in der Schaltstellung Null die Verbindung vom zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf. Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 111a mit dem offenen hydraulischen Kreislauf 120 und sperren die Verbindung zum zweiten
hydraulischen Teilkreis 11 b.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 über das Schaltventil 122 mit dem Teleskopzylinder 119 und sperrt die Verbindung zum
Hydrauliksumpf.
Der Hydraulikfluss der Pumpe 107 fließt in positiver Richtung über den ersten
hydraulischen Teilkreis 111a in den offenen hydraulischen Kreislauf 120 und über die Schaltventile 121 , 122 in den Teleskopzylinder 119 und sammelt sich dort. Aus dem Hydrauliksumpf des offenen hydraulischen Kreislaufes 120 zieht die Pumpe 107 auf der Niederdruckseite, über den ersten hydraulischen Teilkreis 111a und das Schaltventil 118, Hydraulikflüssigkeit nach. Der Teleskopzylinder 119 wird durch Ansammeln der
Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck ausgefahren.
Im Betriebszustand TH ist der Fahrantrieb abgeschaltet und der Teleskopzylinder 119 wird im ausgefahrenen Zustand gehalten.
Die Kupplung 113 ist geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 107 ist auf Null oder Plus eingestellt, da durch Rückschlagventile zum Halten des Teleskopzylinders 119 keine Leistungsübertragung notwendig ist. Das Schaltventil 114 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 109, 110 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 115 sperrt in der Schaltstellung Null die Verbindung vom zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 11 1 a mit dem offenen hydraulischen Kreislauf 120 und sperren die Verbindung zum zweiten
hydraulischen Teilkreis 111 b. Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 über das Schaltventil 122 mit dem Teleskopzylinder 119 und sperrt die Verbindung zum
Hydrauliksumpf.
Durch ein Rückschlagventil im Schaltventil 121 ist die Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck im ausgefahrenen Teleskopzylinder 119 eingesperrt, so dass der Teleskopzylinder
119 durch ein Rückschlagventil gehalten wird. Es ist kein Hydraulikfluss der Pumpe 107 notwendig und daher kann die Pumpe 107 auf eine Pumpleistung Null eingestellt sein. Zum weiteren Ausfahren des Teleskopzylinders 119 ist wieder ein Hydraulikfluss unter hohem Druck nötig, so dass die Pumpe 107 im Betriebszustand des Teleskopzylinder- Haltens auch weiterhin auf eine Pumpleistung Plus eingestellt sein kann, wobei dann das Schaltventil 121 die Verbindung zum Hydrauliksumpf im offenen hydraulischen Kreislauf
120 freigibt um den Hydraulikfluss der Pumpe 107 in positiver Richtung über den ersten hydraulischen Teilkreis 111a aufzunehmen. Bei Bedarf zieht die Pumpe 107 auf der Niederdruckseite des ersten hydraulischen Teilkreises 11 a aus dem Hydrauliksumpf des offenen hydraulischen Kreislaufes 120 Hydraulikflüssigkeit nach.
Im Betriebszustand TS ist der Fahrantrieb abgeschaltet und der Teleskopzylinder 119 senkt sich durch eine äußere Kraft.
Zum Senken des Teleskopzylinders 119 wirkt eine äußere Kraft, wie insbesondere die Gewichtskraft des Eigengewichtes oder eines aufliegenden Gegenstandes, so dass keine Leistungsübertragung von der Pumpe 107 zum Teleskopzylinder 119 notwendig ist. Daher kann die Kupplung 113 offen oder geschlossen sein und der Schwenkwinkel der Pumpe 107 auf Null oder Plus eingestellt sein. Das Schaltventil 114 verbindet die Umgehung der Hydromotoren 109, 110 mit dem Hydrauliksumpf und das Schaltventil 115 sperrt in der Schaltstellung Null die Verbindung vom zweiten hydraulischen Teilkreis 1 11 b zum Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden entweder den ersten hydraulischen Teilkreis 111a mit dem offenen hydraulischen Kreislauf 120 oder verbinden den ersten hydraulischen
Teilkreis 111a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b.
Das Schaltventil 121 verbindet den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem
Hydrauliksumpf und verbindet über ein einstellbares Ventil im Schaltventil 121 den
Teleskopzylinder 119 über das Schaltventil 122 mit dem Hydrauliksumpf.
Durch das einstellbare Ventil im Schaltventil 121 kann die Hydraulikflüssigkeit aus dem
Teleskopzylinder 119 in den Hydrauliksumpf fließen, wobei durch eine Steuerung oder
Regelung des einstellbaren Ventils eine Fließgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit beeinflusst wird, so dass eine gewünschte Senkgeschwindigkeit des Teleskopzylinders
119 erreicht wird. Durch die Schaltstellung Zwei des Schaltventils 121 , die während des Teleskopzylinder- Senkens den offenen hydraulischen Kreislauf 120 auch mit dem Hydrauliksumpf verbindet und der Schaltstellung Null des Schaltventils 114, welches den zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b mit dem Hydrauliksumpf verbindet, fließt ein vorhandener Hydraulikfluss einer angetriebenen Pumpe 107 unabhängig von den anderen Schaltstellungen immer in den Hydrauliksumpf zurück und überträgt keine Leistung.
Da im Betriebszustand TS des Teleskopzylinder-Senkens keine Leistung von der Pumpe 107 beansprucht ist, steht der hydraulische Zusatzantriebspfad 103 zum Fahrantrieb über die Hydromotoren 109, 110 zur Verfügung. So ist im Betriebszustand TSF, bei dem während des Teleskopzylinder-Senkens der Fahrantrieb angeschaltet ist, die Kupplung 113 geschlossen und der Schwenkwinkel der Pumpe 107 in positiver oder negativer Richtung eingestellt. Das Schaltventil 114 sperrt die Umgehung der Hydromotoren 109, 110, so dass der Hydraulikfluss über die Hydromotoren 109, 110 fließen muss und die Hydromotoren 109, 110 antreibt. Das Schaltventil 115 öffnet die Verbindung von der Niederdruckseite der Pumpe 107 im zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b zum
Hydrauliksumpf.
Die Schaltventile 117, 118 verbinden den ersten hydraulischen Teilkreis 111a mit dem zweiten hydraulischen Teilkreis 111 b und sperren die Verbindung zum offenen hydraulischen Kreislauf 120.
Das Schaltventil 121 verbindet in der Schaltstellung Zwei den offenen hydraulischen Kreislauf 120 mit dem Hydrauliksumpf und über ein einstellbares Ventil im Schaltventil 121 den Teleskopzylinder 119 über das Schaltventil 122 mit dem Hydrauliksumpf.
Die Schaltstellungen der Kupplung 113, der Pumpe 107 und der Schaltventile 114, 115, 117, 118, 122 entsprechen den Schaltstellungen der Betriebszustände FV, FR für den Fahrantrieb in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung. Nur die Schaltstellung des Schaltventils 121 wechselt von Null auf Zwei, so dass parallel zum Fahrantrieb der Teleskopzylinder 119 gesenkt werden kann.
Im Vergleich zur Schaltstellung Null des Schaltventils 121 in den Betriebszustände FV, FR, bei der nur der offene hydraulische Kreis 120 mit dem Hydrauliksumpf verbunden ist, kommt bei der Schaltstellung Zwei des Schaltventils 121 noch eine Verbindung des Teleskopzylinders 119 mit dem Hydrauliksumpf über ein einstellbares Ventil im
Schaltventil 121 hinzu, so dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Teleskopzylinder 1 19 in den Hydrauliksumpf fließen kann und sich der Teleskopzylinder 119 senkt. Die
Verbindung des offenen hydraulischen Kreises 120 mit dem Hydrauliksumpf bleibt bei Schaltstellung Null und Schaltstellung Zwei erhalten. Die Betriebszustände ZTA, ZTH, ZTS, ZTSF unterscheiden sich zu den oben erläuterten Betriebszuständen TA, TH, TS, TSF nur in einer Schaltstellung des Schaltventils 122, so dass für diese Betriebszustände nur die Unterschiede aufgezeigt werden.
Die Betriebszuständen TA, TH, TS, TSF beziehen sich alle auf den Betrieb des
Teleskopzylinders 119 der direkt über das Schaltventil 122 mit dem Schaltventil 121 verbunden ist. Über einen Hydrauiikanschluss 123 ist ein weiteres hydraulisches
Zusatzaggregat anschließbar, welches analoge Funktionen und Betriebszustände wie der Teleskopzylinder 119 aufweist. Die Betriebszustände ZTA, ZTH, ZTS, ZTSF beziehen sich daher auf einen zusätzlichen Teleskopzylinder, der über den Hydrauiikanschluss 123 mit dem offenen hydraulischen Kreislauf 120 verbunden ist.
Die Schaltstellung Null des Schaltventils 122 verbindet den Teleskopzylinder 119 mit dem Schaltventil 121 und die Schaltstellung Eins des Schaltventils 122 verbindet den
Hydrauiikanschluss 123 mit dem Schaltventil 121 , so dass das Schaltventil 122 nur zwischen dem Teleskopzylinder 119 und dem Hydrauiikanschluss 123 hin und her schaltet.
In den Betriebszustände ZTA, ZTH, ZTS, ZTSF verbindet das Schaltventil 122 in der Schaltstellung Eins den Hydrauiikanschluss 123 mit dem Schaltventil 121. Alle weiteren Schaltstellungen des Betriebszustand ZTA zum Ausfahren des zusätzlichen
Teleskopzylinders, der über den Hydrauiikanschluss 123 betrieben wird, entsprechen dem Betriebszustand TA und sind dort erläutert. Gleiches gilt für den Betriebszustand ZTH zum Halten des zusätzlichen Teleskopzylinders der über den Hydrauiikanschluss 123 betrieben wird, den Betriebszustand ZTS zum Senken des zusätzlichen Teleskopzylinders der über den Hydrauiikanschluss 123 betrieben wird und den Betriebszustand ZTSF zum Senken des zusätzlichen Teleskopzylinders der über den Hydrauiikanschluss 123 betrieben wird, während der hydraulische Zusatzantriebspfad 103 mit den Hydromotoren 109, 110 zum Fahrantrieb dient.
Next Patent: METHOD FOR OPERATING A SPARK-IGNITED INTERNAL COMBUSTION ENGINE