Hydraulische Antriebe mit zwei Motoren sind im wesentlichen in zwei unter- schiedlichen Ausführungen bekannt.

In einer ersten Bauform sind die beiden Antriebe fest durch eine Welle mitein- ander verbunden und laufen damit beide permanent. In Anordnungen, bei denen mindestens einer der Motoren verstellbar ausgebildet ist und dieser Motor zum Erreichen von hohen Geschwindigkeiten durch Verstellung seines Verdränger- volumens bis auf Null verstellt wird, ist es nachteilig, dass der auf Null gestellte Motor mitgeschleppt wird und hierdurch hohe mechanische Verluste entstehen.

Zur Vermeidung solcher Probleme sind außerdem Zweimotorenantriebe be- kannt, bei denen die beiden Motoren durch Getriebe und Kupplungen miteinan- der verbunden sind, so dass in den Betriebsbereichen, bei denen der verstellbare Motor auf Null gestellt ist, dieser mechanisch vom zweiten Motor entkoppelt werden kann. Nachteilig bei dieser Lösung ist insbesondere die hohe Komple- xität der Kupplung-und Getriebeanordnung, die nötig ist, um die Synchronisati- on der beiden Maschinen beim Ein-und Auskuppeln zu gewährleisten, so dass ein gleitender Übergang zwischen den verschiedenen Betriebsbereichen ermög- licht wird.

Aus der DE 100 60 679 Al ist ein weiterer hydrostatischer Zweimotorenan- trieb bekannt, dessen beide Motoren mit wenigstens einer Kupplung verbunden sind. Auch ein solcher Antrieb weist die vorbeschriebenen Nachteile auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Mehrmotorenantrieb zu schaffen, der einen weiten Betriebsbereich durch die Verwendung mehrerer Motoren abdeckt und dabei eine möglichst einfache und unproblematische Kopplung der Motoren gewährleistet. Außer- dem soll ein Verfahren zur Steuerung des Antriebes angegeben werden, das kontinuierliche Übergänge zwischen den unterschiedlichen Betriebsbereichen erlaubt.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, dass die Motoren durch wenigstens einen Freilauf miteinander verbunden sind, wobei der hinter dem Freilauf angeord- nete Motor ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.

Die Verwendung mehrerer Motoren bietet den Vorteil, dass kleinere Motoren einsetzbar sind und trotzdem im gemeinsamen Betrieb ein hohes Moment er- zeugbar ist. Zusätzlich ermöglichen sie aber durch ihre kleine Bauweise eine hohe Drehzahl, was beispielsweise zur Schnellfahrt von mobilen Arbeitsma- schinen sinnvoll ist. Durch die Verwendung eines Freilaufes ist es möglich, dass alle Motoren gemeinsam in Sperrrichtung des Freilaufes zur Erzeugung eines hohen Abtriebsmomentes betrieben werden können. In Bereichen der Schnellfahrt werden dann die hinter den jeweiligen Freiläufen angeordneten Motoren bei auf Null gestelltem Verdrängungsvolumen durch den Freilauf von dem vor dem Freilauf angeordneten Motor entkoppelt, der dadurch den ge- samten Volumenstrom der Pumpe (n) zur Erreichung einer hohen Geschwindig- keit zur Verfugung gestellt bekommt. So lassen sich bei großem Motorver- drängungsvolumen ein hohes Moment bei geringer Drehzahl erzeugen und um- gekehrt bei gleichbleibender Druckmittelversorgung die Drehzahl erhöhen, wenn das Motorverdrängungsvolumen verkleinert wird. Bei der Reduktion des Motorverdrängungsvolumens auf Null stehen die hinter dem Freilauf angeord- neten Motoren und sind dann, solange bis ihr Verdrängungsvolumen auf Null gestellt bleibt, an der Antriebsleistung nicht mehr beteiligt.

Probleme bei der Synchronisation treten nicht auf, da, sobald das Verdrän- gungsvolumen der hinter dem Freilauf angeordneten Motoren wieder vergrö- ßert wird, deren Drehzahl steigt, bis der Freilauf sperrt und das durch die vor- her entkoppelten Motoren erzeugte Moment über den Freilauf auf die Antriebs- achse übertragen wird, d. h. die Drehmomente aller Motoren additiv zum An- trieb der Last genutzt werden.

Wird ein gemeinsamer Druckmittelkreislauf für alle Motoren verwandt, stellt sich automatisch ein Kräftegleichgewicht im gesamten System ein und ein sanftes Anfahren bzw. Abbremsen des durch den Freilauf entkoppelten Motors wird ohne zusätzliche regelungstechnische Einrichtungen erreicht.

Bei Verwendung von derartigen Motoren lassen sich die Vorteile des Freilau- fes besonders günstig ausnutzen, da im niedertourigen Bereich mit hohen Drehmomenten die Motoren durch den Freilauf mechanisch gekoppelt sind.

Durch Reduzierung des Motorvolumens steigt die Drehzahl, bis das Volumen eines der Motoren auf Null reduziert wird, so dass lediglich die verbleibenden, nun durch den Freilauf entkoppelten Motoren, zum Antrieb dienen.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann der Drucksensor in der/den Leitungen zwischen Pumpe und Motor zur Unter- scheidung des Betriebszustandes beschleunigen oder verzögern.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Mehrmotorenantriebes ist dadurch gekenn- zeichnet, dass zur Druckmittelversorgung der Motoren eine verstellbare Pumpe vorgesehen ist. Die Verwendung einer verstellbaren Pumpe hat im Vergleich zur Konstantpumpe mit Regelventil eine Reihe von Vorteilen. So lassen sich einfach kontinuierlich steuerbare Druckmittelflüsse erreichen, die zur Steue- rung des Antriebes benutzt werden können. Die steuerbare Druckmittelversor- gung bietet in Verbindung mit der Motorregelung Möglichkeiten, die Motorlei- stung in weiten Bereichen zu variieren und kontinuierliche Leistungsübergänge zu ermöglichen. Durch den Verzicht auf Regelventile im Leistungszweig ist das Antriebssystem außerdem durch die Vermeidung von Energieverlusten in den Ventilanordnungen sehr energiesparend.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Moto- ren parallel zum Freilauf durch eine schaltbare Kupplung verbunden sind. Die parallele schaltbare Kupplung ermöglicht eine Kraftübertragung auch in Frei- laufrichtung. Dies hat den Vorteil, dass in Fällen, in denen der Antrieb eine vergleichbare Leistungscharakteristik in Vorwärts-wie in Rückwärtsrichtung aufweisen soll, der Freilauf überbrückt werden kann. Damit können auch in beiden Richtungen alle vorhandenen Motoren gemeinsam betrieben werden und ein entsprechend hohes Abtriebsmoment an der Abtriebsachse zur Verfü- gung stellen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung auch ein Verfahren zur Beeinflussung der Leistung und/oder Drehrichtung des Antriebes vor, das darin besteht, dass das Fördervolumen der Pumpe verändert und/oder das Vo- lumen eines Motors verstellt und/oder das Volumen weitere Motoren verstellt und/oder die Kupplung gesperrt wird. Zur Beschleunigung eines Mehrmoto- renantriebes in Vorwärtsrichtung wird dabei zunächst das Fördervolumen der Pumpe vergrößert, zur weiteren Erhöhung der Drehzahl wird das Volumen des hinter dem Freilauf angeordneten Motors reduziert und ggf. das Volumen der weiteren hinter dem Freilauf angeordneten Motoren reduziert.

Durch die Erhöhung des Fördervolumens der Pumpe nimmt der Druckmittel- fluss durch die Motoren zu, was zu einer Beschleunigung des Antriebes führt.

Soll die Drehzahl weiter erhöht werden, wird das Volumen eines ersten Motors reduziert, was bei gleichbleibendem Druckmittelfluss zu diesem Motor zu einer Erhöhung der Drehzahl bei abnehmendem Abtriebsmoment führt. Hängen meh- rere mechanisch gekoppelte Motoren am selben Druckmittelkreis, teilt sich der Druckrilittelstrom bei Verringerung des Volumens eines Motors neu auf, in dem ein größerer Teil des Druckmittels zu den Motoren mit gleichbleibendem Volumen fließt, was insgesamt zu einer Erhöhung der Drehzahl aller Motoren führt. Wird das Volumen eines Motors auf Null reduziert, fließt kein Druck- mittel mehr durch ihn hindurch, er gibt kein Abtriebsmoment mehr ab und kann auch von den restlichen vor dem Freilauf angeordneten Motoren nicht über den Freilauf in Freilaufrichtung angetrieben werden, so dass er durch den Freilauf abgekoppelt stehen bleibt und der gesamte Druckmittelstrom durch die ver- bleibenden Motoren fließt.

Die maximale Drehzahl wird erreicht, wenn bei maximalem Fördervolumen der Pumpe das Volumen aller Motoren auf den Minimalwert reduziert ist und im Extremfall alle bis auf einen Motor stehen und der verbleibende durch die Freiläufe von den stehenden Motoren entkoppelte Motor durch den gesamten Druckmittelstrom bei seinem minimalen, von Null verschiedener Volumen mit Maximaldrehzahl läuft.

Eine weitere Verfahrensweise nach der Erfindung dient zur Verzögerung eines Mehrmotorenantriebes und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe als Motor arbeitet, alle vor dem Freilauf angeordneten Motoren mit einem Ver- drängungsvolwnen größer als Null als Pumpe arbeiten und das Volumen der weiteren hinter dem Freilauf angeordneten Motoren auf Null gestellt wird.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, eine besonders energiesparende Verzöge- rung des Antriebes zu erreichen. Dabei kann die bei Motorbetrieb der Pumpe an deren Antriebswelle abgegebene Leistung zum Antrieb weiterer mechani- scher Komponenten benutzt werden und muss nicht in Verlustwärme umge- setzt werden. Um dies zu erreichen, wird das gewünschte Verzögerungsver- halten des Antriebs durch entsprechende steuerungstechnische Maßnahmen an den verstellbaren Pumpen und Motoren erreicht. Ein solcher Zustand tritt auf, wenn der über dem/den Motor/en anliegende Differenzdruck sein Vorzeichen umkehrt und die kinetische Energie der Last an den Hydraulikkreis abgegeben wird. Durch Anpassung des Fördervolumens der Pumpe und bei Verwendung eines durch Verstellung des Verdrängungsvolumens steuerbaren Motors vor dem Freilauf kann die Verzögerung des Antriebs (der Last) und die Menge der an andere pumpenseitig gekoppelte Verbraucher abgegebenen Energie reguliert werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Beschleunigen des Mehrmotorenantrie- bes in Rückwärtsrichtung besteht darin, dass die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt wird, das Fördervolwnen der Pumpe vergrößert und zur weiteren Erhöhung der Drehzahl bei Verwendung eines verstellbaren Motors vor dem Freilauf dessen Verdrängungsvolumen reduziert wird. Diese Verfahrensweise dient dem einfachen Betrieb des Mehnnotorenantriebes in Rückwärtsrichtung.

Durch Null verstellbare Pumpen lassen eine Umkehr der Förderrichtung des Druckmittelflusses im Kreislauf zu. Hierdurch bewegen sich die Motoren ebenfalls in umgekehrter Richtung. Durch Erhöhen des Fördervolumens der Pumpe und Reduktion des Verdrängungsvolumens des verstellbaren Motors läßt sich, wie weiter oben schon ausgeführt, die Drehzahl des Antriebs und damit der angetriebenen Last erhöhen.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Beschleunigen des Mehr- motorenantriebes in Rückwärtsrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die schaltbare Kupplung geschlossen wird, um den Freilauf in Freilaufrichtung zu überbrücken und die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt wird, das För- dervolumen der Pumpe vergrößert wird, zur weiteren Erhöhung der Drehzahl das Volumen eines ersten Motors reduziert und ggf. das Volumen der weiteren Motoren reduziert wird.

Damit ein solcher Mehrmotorenantrieb im Langsambetrieb die gleichen An- triebscharakteristiken in Vorwärts-wie in Rückwärtsrichtung besitzt, kann, wie oben beschrieben, eine Kupplung parallel zum Freilauf eingesetzt werden. Die Kupplung wird für den Betrieb in Rückwärtsrichtung dann geschlossen und anschließend die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt, wodurch alle Motoren mit einem Volumen größer als Null durch den umgekehrten Ölstrom in Rück- wärtsrichtung angetrieben werden. Durch Erhöhung des Fördervolumens der Pumpe kann die Drehzahl des Antriebes erhöht werden, da sich der Ölstrom automatisch auf die Antriebe aufteilt. Zur weiteren Erhöhung der Drehzahl wird dann analog zum Verfahren in Vorwärtsrichtung das Volumen der Moto- ren nacheinander reduziert, bis eine Maximaldrehzahl der Gesamtanordnung erreicht ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich auf- grund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in : Fig. 1 eine schematische Übersicht eines erfindungsgemäßen Mehrmotorenantriebes mit einem regelbaren Motor, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen beispielhaft darge- stellten Freilauf für die Lösung der Mehrmotoren- anordnung nach der Erfindung, Fig. 3 eine schematische Übersicht über den Mehrmotorenan- trieb mit zwei regelbaren Motoren, Fig. 4 eine Darstellung des Antriebes mit einer schalt- baren Kupplung, Fig. 5 eine Darstellung des hydraulischen Schaltplanes für einen Mehrmotorenantrieb nach der Erfindung sowie in Fig. 6 eine Darstellung der Fahrkennlinie des Mehrmotorenantriebes.

Ein allgemein mit 1 bezeichneter erfindungsgemäßer Mehrmotorenantrieb weist einen im Motorvolumen verstellbaren hydraulischen Motor 2 und einen hydraulischen Motor mit konstantem Verdrängungsvolumen 3 auf. Diese sind über einen mechanischen Freilauf 4 miteinander verbunden. Eine verstellbare hydraulische Pumpe 5 versorgt den hydraulischen Kreislauf über Leitungen 6 und 7 mit Druckmittel.

Mindestens ein Drucksensor mit Messsignalumformer 8 misst den Druck im Hydraulikkreislauf und gibt ihn in Form eines elektrischen Signales an eine Steuereinheit 9 weiter. Diese berechnet aus den gemessenen Zustandsgrößen im Kreis und den vom Bediener vorgegebenen Soll-Größen die Stell-Signale und steuert damit über die Motorsteuerung 9b das Motorvolumen des verstell- baren Motors 2 sowie mit der Pumpensteuerung 9a das Verdrängungsvolumen der verstellbaren Pumpe 5.

Abhängig vom Volumenstrom der Pumpe 5 und dem Motorvolumen des ver- stellbaren Motors 2 stellt sich damit eine Drehzahl der Motoren ein. Abhängig von der Einstellung des verstellbaren Motors 2 teilt sich der Volumenstrom der Pumpe 5 dabei auf die beiden Motoren 2 und 3 auf, wobei wegen der Parallel- schaltung der Motoren über beide Motoren die gleiche Druckdifferenz anliegt und der Freilauf solange blockiert und dabei die Drehmomente beider Motoren auf die Abtriebsachse übertragen werden, bis das vom verstellbaren Motor ab- gegebene Drehmoment gleich Null ist und dieser dann stehen bleibt. So treiben die beiden Motoren 2 und 3 gemeinsam eine Last 10 an, z. B. ein Fahrwerk ei- nes Fahrzeuges.

Der Freilauf 4 besteht, wie in Fig. 2 beispielhaft dargestellt, aus einem äußeren Ring 11, der kraftschlüssig mit dem lastseitigen Motor verbunden ist. Im Inne- ren des Ringes 11 befindet sich ein Sternrad 12, das mit dem verstellbaren Motor 2 verbunden ist. Wird das Sternrad 12 angetrieben, verklemmen sich auf den äußeren Kulissenflächen abrollende Metallkugeln 13 mit der inneren Oberfläche des Ringes 11 und bewirken so eine Kraftübertragung vom Stern- rad 12 auf den äußeren Ring 11. Bewegt sich der äußere Ring 11 schneller als das Sternrad 12 ; fallen die Kugeln in Ausnehmungen des Rades 12 und es fin- det keine Übertragung der Bewegung vom äußeren Ring 11 auf das Sternrad 12 statt, so dass sich der Ring 11 in diese Richtung frei drehen kann.

Eine alternative Möglichkeit, bei der beide Motoren verstellbar sind, ist in Fig.

3 dargestellt. Hierbei ist neben dem ersten verstellbaren Motor 2 auch der last- seitige Motor 3'verstellbar und kann von der Regelung 9, abhängig von dem aktuellen Zustand des Antriebes und den gewünschten Soll-Größen, verstellt werden. Dadurch ist es möglich, den Betriebsbereich des Antriebes weiter zu vergrößern.

Bei Rückwärtsfahrt ist durch den Freilauf 4 keine Kraftübertragung vom Motor 2 auf die Last 10 möglich. Für den Fall, dass im Rückwärtsbetrieb dasselbe maximale Moment an der Last zur Verfügung stehen soll wie beim Vorwärts- betrieb, ist eine steuerbare Kupplung 14 parallel zum Freilauf vorgesehen, wie in Fig. 4 dargestellt. Diese wird im Rückwärtsbetrieb geschlossen und ermög- licht so eine Kraftübertragung vom Motor 2 über den Motor 3 an die Last 10 auch in Freilaufrichtung des Freilaufes 4.

Der Aufbau des hydraulischen Kreises ist in Fig. 5 näher dargestellt. Ein Ver- brennungsmotor 15 treibt die verstellbare Pumpe 5 an und gleichzeitig eine Konstantpumpe 16, die den Niederdruckkreis 18 vorspannt, der im wesentli- chen aus einem Druckmittelvorratsbehälter 17 und einem Druckventil 19 be- steht.

Der Niederdruckkreis 18 ist über zwei Rückschlagventile 20 und 21 mit dem Hochdruckkreis verbunden. Dieser wird durch zwei Überdruckventile 22 und 23 vor Zerstörung durch Überdrücke im Kreis geschützt. Daran schließt sich über die Druckmittelleitungen 6 und 7 der Antriebsteil mit den beiden hydrauli- schen Motoren 2 und 3 an, die mit einem durch die entsperrbare Kupplung 14 überbrückbaren Freilauf 4 miteinander verbunden sind.

Die an die Last 10 abgegebene Leistung wird durch die verstellbare Pumpe 5 bestimmt, die von dem Verbrennungsmotor 15 mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben wird. Der abgegebene Druckmittelvolumenstrom bestimmt sich durch die Einstellung des Verdrängungsvolumens der Pumpe 5. In welchem Verhältnis von Drehzahl und Moment diese Leistung an die Last 10 abgegeben wird, bestimmt sich durch die Einstellung des Motorvolumens des verstellba- ren Motors 2.

Die sich dadurch ergebende Fahrkennlinie des Antriebes 1 im Vorwärtsbetrieb ist in Fig. 6 prinzipiell dargestellt. Diese zeigt ein Diagramm, bei der das Lastmoment über der Drehzahl aufgetragen ist. Zum Anlauf des Motors im Punkt A wird das Verdrängungsvolumen erhöht, wobei das Motorvolumen des verstellbaren Motors maximal ist. Durch die Erhöhung des Pumpenvolumen- stromes nimmt die Drehzahl des Motors zu bis zum maximalen oder einen vor- her gewählten Einstellwert des Pumpenverdrängungsvolumens im Punkt B. Zur weiteren Erhöhung der Drehzahl wird nun das Motorvolumen des verstellbaren Motors reduziert, was zu einer Verringerung des an die Last abgegebenen Momentes führt. Die Abnahme des Motorvolumens bewirkt, dass der zur Verfügung gestellte Volumenstrom durch das in Summe für beide Motoren kleiner werdende Motorvolumen fließen muss, wodurch die Drehzahlerhöhung bewirkt wird. Im Punkt C ist das Volumen des verstellbaren Motors 2 auf Null reduziert, so dass der gesamte zur Verfügung stehende Volumenstrom nur noch durch den Motor 3 fließt. Hier ist im Falle, dass nur der Motor 2 verstell- bar ist und die Pumpe bereits auf maximales Verdrängungsvolumen gestellt ist, die maximale Drehzahl erreicht. Ist auch der Motor 3'verstellbar, kann dessen Motorvolumen ebenfalls reduziert werden, was eine weitere Drehzahlerhöhung bewirkt. Die maximale Drehzahl ist dann in Punkt D erreicht, bei dem der ma- ximale Pumpenvolumenstrom durch das minimale Motorvolumen des verstell- baren Motors 3'fließt und der Motor 2 durch sein auf Null reduziertes Volu- men steht, wobei er durch den Freilauf 4 von der Last abgekoppelt ist.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt, sondern kann auch in vielfältiger Weise abgeändert werden, ohne den Grund- gedanken zu verlassen. Insbesondere ist die Anzahl der Motoren nicht auf zwei beschränkt, sondern kann durchaus mehr betragen, wodurch sich die Flexibili- tät des Antriebs weiter erhöht, da sich ein deutlich größerer Drehzahlbereich bzw. größere Motonnomente erzielen lassen. Auch die Kombination von ver- stellbare und nicht verstellbaren Motoren ist nicht auf das obige Beispiel be- schränkt. Außerdem läßt sich ein solcher Antrieb auch in globale Hydraulik- kreise einbinden, bei denen vielfältige in einem so angetriebenen Nutzfahrzeug vorhandene hydraulisch bewegte Lasten mit einem umfassenden Steuerungs- konzept bedient werden.

Liste der Bezugszeichen 1 Mehrmotorenantrieb 2 verstellbarer hydraulischer Motor 3 hydraulischer Motor mit konstantem Verdrängungsvolumen 3'lastseitiger Motor 4 mechanischer Freilauf 5 hydraulische Pumpe 6 Leitung 7 Leitung 8 Messsignalumformer 9 Steuereinheit 9a Pumpensteuerung 9b Motorsteuerung 10 Last 11 äußerer Ring 12 Sternrad 13 abrollende Metallkugeln 14 steuerbare Kupplung 15 Verbrennungsmotor 16 Konstantpumpe 17 Druckmittelvorratsbehälter 18 Niederdruckkreis 19 Druckventil 20 Rückschlagventil 2 l Rückschlagventil 22 Überdruckventil 23 Überdruckventil