DE19838651A1 - Drive system for a vehicle with three hydraulic wheel sets in which one and a half motors is supplied from the two halves of a double pump - Google Patents
Drive system for a vehicle with three hydraulic wheel sets in which one and a half motors is supplied from the two halves of a double pumpInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen, insbesondere für ein dreispuriges Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive device for a vehicle with three hydraulically driven wheel groups, especially for a three-lane Vehicle, according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument EP 0547947 B1 bekannt. Diese Antriebsvorrichtung ist aufgrund der besonde ren, hydraulischen Kopplung zwischen den einzelnen, den verschiedenen Radgruppen zugeordneten Motoranordnungen in der Lage, dem Durchdrehen einer einzelnen Radgruppe entgegenzuwirken und damit die Antriebskraft ef fektiver zu übertragen. Im einzelnen wird dies im bekannten Fall so gelöst, daß alle Hydraulik-Motoranordnungen in zwei Halbmotoren mit voneinander ge trennten Hubräumen verlegt sind, wobei jeweils ein Halbmotor der vorderen Radgruppen in Reihe mit einer Motorhälfte der hinteren Radgruppe geschaltet ist. Die jeweils andere Motorhälfte der vorderen Radgruppen ist mit der Motor anordnung der hinteren Radgruppe parallel geschaltet.Such a drive device is for example from the document EP 0547947 B1 known. This drive device is due to the special hydraulic coupling between the individual, the different Engine assemblies assigned to wheel groups are capable of spinning counteract a single group of wheels and thus the driving force ef to transfer more fectively. In detail, this is solved in the known case so that all hydraulic motor arrangements in two half motors with each other ge separate displacements are installed, each with a half engine of the front Wheel groups connected in series with one engine half of the rear wheel group is. The other engine half of the front wheel groups is with the engine arrangement of the rear wheel group connected in parallel.
Wenn bei einer solchen Anordnung die linke oder die rechte vordere Radgruppe die Bodenhaftung verliert, steigt die von der Speisepumpe direkt zur zugehörigen Motorhälfte fließende Hydraulikfluidmenge an, während die zu den übrigen Hydraulik-Motoranordnungen strömende Fluidmenge abnimmt und damit auch die Fluidmenge, die zum anderen Halbmotor der durchdrehenden Radgruppe fließt. Aufgrund der mechanischen Kopplung zwischen den beiden Radgruppen zieht der zweite Halbmotor über ein Rückschlagventil zusätzliches Hydraulikfluid aus einem Speisezweig, der von einer Hilfspumpe versorgt wird. Mit anderen Worten, die Hilfspumpe kompensiert die Durchflußdifferenz im Zulauf der beiden Halbmotoren der durchdrehenden Radgruppe. Damit befin det sich jedoch im Rücklauf der Pumpenanordnung kurzfristig mehr Strö mungsmittelfluid als im Speisezweig, für das der Druck im Rücklauf ansteigt und damit diejenige Radgruppe bremst, deren Drehzahl kurzfristig angestiegen ist.If with such an arrangement the left or the right front If the wheel group loses its grip, that from the feed pump rises directly flow of hydraulic fluid to the associated engine half, while the to the amount of fluid flowing in the remaining hydraulic motor assemblies decreases and thus also the amount of fluid flowing to the other half engine of the spinning Wheel group flows. Because of the mechanical coupling between the two The second half motor pulls additional wheel groups via a check valve Hydraulic fluid from a feed branch, which is supplied by an auxiliary pump. In other words, the auxiliary pump compensates for the flow difference in the Inlet of the two half motors of the spinning wheel group. With that However, there is a short time flow in the return of the pump arrangement medium fluid than in the feed branch, for which the pressure in the return line rises and thus brakes the wheel group whose speed increased briefly is.
Um diesen Mechanismus bei Kurvenfahrten eines mit dieser Antriebsvor richtung ausgestatteten Fahrzeugs bis zu einer gewissen Grenzgeschwindig keit-Differenz zwischen den beiden Motoranordnungen der zweispurigen Achse zu unterdrücken, ist ein in Abhängigkeit von der Lenkradbewegung nockenge steuertes Proportionalventil vorgesehen, mit dem der Speisezweig begrenzt kurzgeschlossen werden kann.To this mechanism when cornering one with this drive direction equipped vehicle up to a certain speed limit speed difference between the two motor arrangements of the two-track axle to suppress is a cam-tight depending on the steering wheel movement controlled proportional valve is provided with which the feed branch limits can be short-circuited.
Die bekannte Antriebsvorrichtung ist somit aufgrund der hydraulischen Kopplung der Motoranordnungen in der Lage, das Durchdrehen einer einzel nen Radgruppe wirkungsvoll auszuschließen. Allerdings gelingt dies nur auf Kosten einer verhältnismäßig aufwendigen und komplexen und damit teuren Zusatzsteuerung zur Ermöglichung von Kurvenfahrten. Ferner ist im bekannten Fall durch die serielle Schaltung einer Motorhälfte der linken und rechten vor deren Radgruppe mit einer anderen Motorhälfte der hinteren Radgruppe das übertragbare Drehmoment verringert.The known drive device is therefore due to the hydraulic Coupling the motor assemblies will be able to turn a single to exclude a wheel group effectively. However, this only works Cost of a relatively complex and complex and therefore expensive Additional control to enable cornering. Furthermore, in the known Fall through the serial connection of a motor half of the left and right before whose wheel group with another engine half of the rear wheel group transmissible torque reduced.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrich tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei einfacherem Aufbau die Radgruppen gegen Durchdrehen absichert, gleichzei tig jedoch mit vereinfachtem Aufbau kurvenfahrtbedingte Differenzgeschwin digkeiten der Motoranordnungen der zweispurigen Achsen zuläßt, wobei zu sätzlich das übertragbare Drehmoment angehoben werden soll.The invention is therefore based on the object of a drive device to create device according to the preamble of claim 1, the at simpler structure secures the wheel groups against spinning, at the same time However, with a simplified design, the differential speed caused by cornering permits the motor arrangements of the two-track axles, whereby to additionally the transferable torque is to be increased.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß wird die Pumpenanordnung als Zwillingspumpe mit zwei gleich großen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet. Von der Pumpenanordnung gehen damit zwei gleich große Druckmittelströme aus, die parallel derart zu den drei Hydraulik-Motoranordnungen gerichtet wer den, daß jede Zwillingspumpenhälfte jeweils 11/2 Motoren speist. Dadurch, daß an den einzelnen Hydraulik-Motoranordnungen eine Schnittstelle zur Rücklaufseite der jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte vorliegt, werden alle Hydraulik-Motoranordnungen quasi "über Kreuz" mit einander gekoppelt, so daß nach wie vor das isolierte Durchdrehen einer Radgruppe wirksam aus geschlossen ist. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Mischung der Pumpen-Versorgungsströme und -Rücklaufströme sorgen für das Hochlaufen der der durchdrehenden Radgruppe zugeordneten Motoranordnung deshalb, weil die Summe der Volumenströme auf der Versorgungsseite der Pumpenan ordnung gleich der Summe der Hydraulikfluid-Rücklaufströme sein muß. Weil diese Ströme jedoch unterschiedlichen Motoren zugeordnet sind, baut sich im Rücklaufabschnitt der zum Durchrutschen neigenden Radgruppe eine Druck überhöhung auf, die diese Radgruppe bremst und damit dem Durchrutschen der Radgruppe entgegenwirkt. Gleichzeitig ergibt sich mit der erfindungsgemä ßen Antriebsvorrichtung der besondere Vorteil, daß aufgrund des Umstandes, daß sämtliche Hydraulik-Motoranordnungen aller Radgruppen parallel geschal tet sind, der besondere Vorteil, daß für den Fall, daß keine Radgruppe durchrutscht, das übertragbare Drehmoment um 50% höher liegt als im be kannten Fall. Für den Fall, daß eine Radgruppe durchdreht, bleibt das über tragbare Drehmoment auf einem Niveau, das mit demjenigen des Standes der Technik vergleichbar ist. Die erfindungsgemäße Mischung von Vor- und Rück lauf der den beiden Zwillingspumpen zugeordneten Druckmittelströme ermög licht es, die Zusatzpumpe zum Ersetzen von Leckage-Strömungsmittel erheb lich zu verkleinern. Es zeigt sich darüberhinaus, daß der erfindungsgemäße Aufbau der Hydraulikschaltung mit geringfügigen Modifikationen in der Lage ist, Differenzgeschwindigkeiten der Radgruppen der zweispurigen Achsen bei gewöhnlichen Kurvenfahrten zuzulassen, ohne daß eine aufwendige Ventil steuerung notwendig wäre, wie dies beim Stand der Technik gemäß EP 0547947 B1 der Fall ist. Erfindungsgemäß genügt das Vorsehen von einfachen Spülventilen an den beiden an der zweispurigen Achse vorgesehenen Hydrau lik-Motoranordnungen, deren Aufgabe es ist, bis zu einer gewissen Grenz-Ge schwindigkeitsdifferenz den Druckaufbau im Ablauf der durchdrehenden Rad gruppe zu kompensieren.According to the invention, the pump arrangement is formed as a twin pump with two displacement chambers of the same size and separated from one another. From the pump arrangement thus proceed two equal pressure medium flows, which are directed in parallel to the three hydraulic motor arrangements who the that each twin pump half feeds 1 1/2 motors. The fact that at the individual hydraulic motor assemblies there is an interface to the return side of the other twin pump half, all hydraulic motor assemblies are quasi "cross-coupled" with each other, so that the isolated spinning of a group of wheels is still effectively closed. In other words, the mixture of the pump supply streams and return streams according to the invention ensure that the motor arrangement assigned to the spinning wheel group starts up because the sum of the volume flows on the supply side of the pump arrangement must be equal to the sum of the hydraulic fluid return streams. However, because these currents are assigned to different motors, a pressure increase builds up in the return section of the wheel group which tends to slip, which brakes this wheel group and thus counteracts the wheel group from slipping. At the same time, the drive device according to the invention has the particular advantage that, due to the fact that all hydraulic motor assemblies of all wheel groups are connected in parallel, the particular advantage that in the event that no wheel group slips, the transmissible torque is 50% higher lies as in the known case. In the event that a wheel group spins, the portable torque remains at a level comparable to that of the prior art. The mixture according to the invention of forward and return flow of the pressure medium flows assigned to the two twin pumps enables the auxiliary pump to be replaced to replace leakage fluids. It also shows that the construction of the hydraulic circuit according to the invention with slight modifications is able to allow differential speeds of the wheel groups of the two-lane axles during normal cornering, without the need for complex valve control, as is the case in the prior art according to EP 0547947 B1 Case is. According to the invention, the provision of simple flush valves on the two hydraulic axes provided on the two-lane axis lik motor arrangements, the task of which is to compensate for a certain limit Ge speed difference, the pressure build-up in the course of the spinning wheel group.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the sub Expectations.
Eine besonders einfache Verschaltung zwischen Pumpenanordnung und Hydraulik-Motoranordnungen ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentan spruchs 2. Die hydraulische Verschaltung wird sehr einfach, wenngleich an den beiden Hydraulik-Motoranordnungen der zweispurigen Achse keine absolut symmetrischen Verschaltungen vorliegen. Es zeigt sich jedoch überraschen derweise, daß die hydraulischen Kopplungen der beiden Hydraulik-Motoran ordnungen an der zweispurigen Achse soweit vergleichbar sind, daß sich we der qualitativ noch quantitativ Unterschiede bei der Anti-Schlupf-Steuerung der Räder ergeben. A particularly simple connection between the pump arrangement and Hydraulic motor arrangements result from the further development of the patent Proverb 2. The hydraulic connection is very simple, although at the two hydraulic motor arrangements of the two-track axis none absolutely there are symmetrical interconnections. However, it turns out to be surprising such that the hydraulic couplings of the two hydraulic motors orders on the two-lane axis are comparable so far that we the qualitative and quantitative differences in the anti-slip control of the Wheels result.
Ein konkreter Hydraulikkreis für die Realisierung der Anti-Schlupf-Steue rung bei einem dreispurigen Fahrzeug ist Gegenstand des Unteranspruchs 3.A concrete hydraulic circuit for realizing the anti-slip control tion in a three-lane vehicle is the subject of dependent claim 3.
Um die hydraulische Kopplung der Hydraulik-Motoranordnungen der zweispurigen Achse bis zu einer gewissen Grenz-Geschwindigkeit zu deakti vieren, ist vorzugsweise eine Ventilanordnung vorgesehen.To the hydraulic coupling of the hydraulic motor assemblies to deactivate two-track axis up to a certain limit speed four, a valve arrangement is preferably provided.
Diese Ventilanordnung wird insbesondere dann besonders einfach, wenn sie gemäß Patentanspruch 5 als Wegeventilanordnung ausgebildet ist, mit der bis zu einem bestimmten Grenzwert ein Ungleichgewicht zwischen Versor gungsstrom und Rücklaufstrom der Pumpenanordnung beseitigt wird.This valve arrangement is particularly simple when it is designed according to claim 5 as a directional valve arrangement, with the an imbalance between suppliers up to a certain limit supply current and return flow of the pump arrangement is eliminated.
Die Steuerung der Wegeventilanordnung wird dann besonders einfach, wenn die Kolbenschieber der Wegeventile gemäß Patentanspruch 7 vom Druck im Zulauf und andererseits vom Druck im Ablauf des zugehörigen Halb motors beaufschlagt sind.The control of the directional valve arrangement is then particularly simple, if the spool of the directional valves according to claim 7 from Pressure in the inlet and on the other hand from the pressure in the outlet of the associated half motors are loaded.
Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für unter schiedlichste Bauarten von Pumpe und Motoren geeignet, so zum Beispiel auch für Konstantpumpen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ver schaltung von Pumpenanordnung und Hydraulik-Motoranordnungen liegt je doch darin, daß sie ohne zusätzliche schaltungstechnische Maßnahmen in beiden Strömungsrichtungen funktioniert. Jede Zwillingspumpenhälfte der Pumpenanordnung kann somit jeweils von einer Pumpe mit zwei Volumen stromrichtungen gebildet sein, das heißt, vorteilhafterweise von einer über Null verschwenkbaren Pumpe.Basically, the drive device according to the invention is for under various types of pumps and motors are suitable, for example also for constant pumps. A particular advantage of the Ver Switching of pump arrangement and hydraulic motor arrangements is depending but in that they without additional circuitry measures in both flow directions works. Each twin pump half of the Pump arrangement can thus each of a pump with two volumes Current directions are formed, that is, advantageously from one above zero swiveling pump.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Antriebsvorrichtung sind Ge genstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the drive device are Ge subject of the other subclaims.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungs beispiel der Erfindung näher erläutert.Below is an embodiment based on schematic drawings example of the invention explained in more detail.
Die Figur zeigt einen Hydraulikschaltkreis der Antriebsvorrichtung für ein dreispuriges Fahrzeug, es soll jedoch an dieser Stelle bereits hervorgehoben werden, daß die Erfindung gleichermaßen als Antriebsvorrichtung für ein Fahr zeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen geeignet ist. Mit gestri chelten Linien sind die Module der Antriebsvorrichtung bzw. der zugehörigen Schaltungskomponenten bezeichnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet den Modul der Pumpenanordnung, das Bezugszeichen 14 den Motormodul für die linke vordere Radgruppe, das Bezugszeichen 16 den Motormodul für die rechte vordere Radgruppe und das Bezugszeichen 18 den Motorenmodul für die hin tere Radgruppe bzw. für die einspurige Radgruppe.The figure shows a hydraulic circuit of the drive device for a three-lane vehicle, but it should be emphasized at this point that the invention is equally suitable as a drive device for a driving tool with three hydraulically driven wheel groups. The dashed lines indicate the modules of the drive device or the associated circuit components. The reference number 12 designates the module of the pump arrangement, the reference number 14 the motor module for the left front wheel group, the reference number 16 the motor module for the right front wheel group and the reference number 18 the motor module for the rear wheel group or for the single-track wheel group.
Mit den Bezugszeichen 20, 22 und 24 sind die zugehörigen Hydraulik- Motoranordnungen bezeichnet, die jeweils das gleiche Hub- bzw. Verdrän gungsvolumen haben.With the reference numerals 20 , 22 and 24 , the associated hydraulic motor assemblies are designated, each having the same stroke or displacement volume.
Zumindest die Hydraulik-Motoranordnungen 20, 24 der zweispurigen Achse, das heißt, der linken vorderen Radgruppe und der rechten vorderen Radgruppe, sind jeweils in zwei Halbmotoren 20-1, 20-2 und 24-1, 24-2 unter teilt, die zwar mechanisch miteinander gekoppelt sind, deren gleichgroße Hub räume jedoch voneinander getrennt sind. Die Hydraulik-Motoranordnungen 20, 22, 24 haben jeweils zwei Drehrichtungen, die durch die Arbeitsrichtung einer mit 30 bezeichneten Pumpenanordnung bestimmt ist. Die Pumpenanordnung und die Hydraulik-Motoranordnungen liegen in einem geschlossenen, hydrauli schen Kreis.At least the hydraulic motor assemblies 20 , 24 of the two-lane axle, that is, the left front wheel group and the right front wheel group, are each divided into two half motors 20-1 , 20-2 and 24-1 , 24-2 , which, though are mechanically coupled with each other, but their equally large displacement spaces are separated from each other. The hydraulic motor arrangements 20 , 22 , 24 each have two directions of rotation, which is determined by the working direction of a pump arrangement designated 30 . The pump arrangement and the hydraulic motor arrangements are in a closed, hydraulic circuit.
Die Pumpenanordnung 30 ist als eine über Null verschwenkbare Verstell pumpe ausgebildet. Sie weist die Besonderheit auf, daß sie als Zwillingspumpe mit zwei gleich großen, jedoch voneinander getrennten Verdrängerräumen ausgebildet ist, so daß zwei Zwillingspumpenhälften 30-1 und 30-2 vorliegen, denen vorzugsweise eine gemeinsame Stelleinrichtung zur Veränderung des Verdrängungsvolumens zugeordnet ist. Die beiden Zwillingspumpenhälften 30-1 und 30-2 sind gegebenenfalls mechanisch gekoppelt. Gleiches gilt für eine Hilfspumpe 32, mit der dem Hydraulik-Arbeitskreis Leckagefluid zugeführt wer den kann.The pump arrangement 30 is designed as a swiveling over zero adjustment pump. It has the special feature that it is designed as a twin pump with two displacement chambers of the same size, but separated from one another, so that two twin pump halves 30-1 and 30-2 are present, which are preferably assigned a common actuating device for changing the displacement volume. The two twin pump halves 30-1 and 30-2 are optionally mechanically coupled. The same applies to an auxiliary pump 32 with which leakage fluid can be supplied to the hydraulic working group.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden somit zu den drei Hydraulik-Motoranordnungen 20, 22 und 24 zwei gleich große Druckmittel ströme Q1 und Q2 gerichtet, und zwar derart, daß jede Zwillingspumpenhälfte 30-1 und 30-2 jeweils 11/2 Motoren speist. Die den Druckmittelstrom Q1 führende Speiseleitung 34 versorgt über den Leitungsabschnitt 34a den Halb motor 20-2 der Motoranordnung 20 und über den Leitungsabschnitt 34b den gesamten Motor 22 des hinteren Radgruppenmoduls 18. Die Zwillingspumpen hälfte 30-2 versorgt über die Versorgungsleitung 36 über den Leitungszweig 36a die zweite Motorhälfte 20-1 der Motoranordnung 20 und über den Lei tungszweig 36b beide Motorhälften 24-1 und 24-2 der Hydraulik-Motoranord nung 24 der vorderen rechten Radgruppe.With the structure described above, thus to the three hydraulic motor arrangements 20, 22 and 24 two equal pressure medium Q 1 and Q 2 flows are directed in such a manner that each twin pumps half 30-1 and 30-2 in each case 1 1/2 motors feeds. The pressure medium flow Q 1 leading feed conduit 34 supplied via the line section 34 a half engine 20-2 and the motor assembly 20 via the line section 34 b the entire motor 22 of the rear Radgruppenmoduls 18th The twin pumps half 30-2 supplied via the supply line 36 via the line branch 36 a, the second motor half 20-1 of the motor arrangement 20 and via the line branch 36 b both motor halves 24-1 and 24-2 of the hydraulic motor arrangement 24 of the front right Wheel group.
Für den Rücklauf des Hydraulik-Strömungsmittels ergeben sich quasi punktsymmetrische Verhältnisse. Mit anderen Worten, die Rücklaufströmungen Q3 und Q4 ergeben sich als die Summen der Rücklaufströmungen von jeweils 11/2 Motoren derart, daß im Bereich der Motoren eine Schnittstelle zwischen der Versorgungsströmung der einen Zwillingspumpenhälfte und der Rücklaufströmung der anderen Zwillingspumpenhälfte geschaffen wird. Im ein zelnen ergibt sich aus der Figur, daß die Rücklaufströmung Q3 in einer Rück laufleitung 38 als Summe der Strömungen in der Zweigleitung 38a des Halbmo tors 24-1 und der Zweigleitung 38b vorliegt, die die Sammelleitung beider Halbmotoren 20-1 und 20-2 der Motoranordnung 20 bildet. Analog entspricht die Rücklaufströmung Q4 in der Rücklaufleitung 40 der Summe der Teilströme in den Rücklauf-Zweigleitungen 40a und 40b. Die Zweigleitung 40a bildet den Rücklauf von der Motorhälfte 24-2, während die Zweigleitung 40b den Rücklauf der Motoranordnung 22 bildet.There are quasi-point-symmetrical conditions for the return of the hydraulic fluid. In other words, the return flow Q 3 and Q 4 of the return currents are obtained as the sums of every 1 1/2 motors such that an interface between the supply flow of a twin pump half and the return flow of the other twin pumps half is provided in the area of the motors. In an individual it follows from the figure that the return flow Q 3 in a return line 38 is the sum of the flows in the branch line 38 a of the half motor 24-1 and the branch line 38 b, which is the manifold of both half motors 20-1 and 20-2 of the motor assembly 20 forms. Analogously, the return flow Q 4 in the return line 40 corresponds to the sum of the partial flows in the return branch lines 40 a and 40 b. The branch line 40 a forms the return line from the motor half 24-2 , while the branch line 40 b forms the return line of the motor arrangement 22 .
Solange das mit der hydraulischen Antriebsvorrichtung ausgestattete Fahrzeug auf ebenem Untergrund und mit gleichen Haftungsbedingungen an allen Radgruppen 14, 16 und 18 fährt, entspricht die von der Zwillingspumpen hälfte ausgehende Strömungsmittelmenge Q1, die sich zu Q1/3 auf den Lei tungszweig 34a und zu 2Q1/3 auf den Strömungszweig 34b verteilt, exakt der Strömungsmittelmenge Q3, die von beiden Halbmotoren 20-1 und 20-2 durch den Leitungszweig 38b und vom Halbmotor 24-1 durch den Leitungszweig 38a zur Rücklaufleitung 38 zurückfließt. Gleichermaßen entspricht in diesem Fahr zustand die Strömungsmittelmenge Q2, die sich zu Q2/3 über den Leitungs zweig 36a zum Halbmotor 20-1 und zu 2Q2/3 über Leitungszweig 36b zur Hydraulik-Motoranordnung 24 aufteilt, der rücklaufenden Hydraulikfluidmenge Q4, die zu Q2/3 über die Leitung 40b aus der Hydraulik-Motoranordnung 22 und zu Q1/3 aus dem Halbmotor 24-2 der Hydraulik-Motoranordnung 24 kommt. As long as the vehicle equipped with the hydraulic drive apparatus is traveling on level ground and with equal liability on all wheel assemblies 14, 16 and 18, half of the twin pumps outgoing fluid flow rate Q 1, to Q 1/3 on the Lei tung branch 34 a corresponding and distributed to 2Q 1/3 of the flow branch 34 b, precisely the amount of fluid Q3, which flows back from two half motors 20-1 and 20-2 through the branch line 38 b and the half engine 24-1 through the branch line 38 a to the return line 38th Likewise, in this driving state, the amount of fluid Q 2 , which is divided into Q 2/3 via line branch 36 a to half motor 20-1 and 2Q 2/3 via line branch 36 b to hydraulic motor assembly 24, corresponds to the returning hydraulic fluid quantity Q 4, to Q 2/3 via the line 40 b from the hydraulic motor assembly 22 and / 3 from the half-motor 24-2 of the hydraulic motor assembly 24 comes to Q. 1
Die Versorgungs- und Rücklaufleitungen 34, 36 bzw. 38 und 40 sind je weils über Druckbegrenzungsventile 42, 44 bzw. 46, 48 abgesichert. In einer Bypass-Leitung 42a, 44a, 46a und 48a dieser Ventile ist jeweils ein Rück schlagventil 42b, 44b, 46b und 48b angeordnet. Über diese Rückschlagventile 42b, 44b, 46b und 48b kann Hydraulikfluid, das durch Leckage dem geschlos senen Hydraulikkreis verloren geht, wieder ersetzt werden, und zwar über die Hilfspumpe 32, die Hydraulikfluid auf dem Tank T über die Saugleitung 48 an saugt und über den Leitungsabschnitt 50 an die Tank-Rücklaufleitung 52 an geschlossen ist, von der Zweigleitungen 54, 56, 58 und 60 zu den jeweiligen Druckbegrenzungsventilen 42, 44, 46 und 48 führen. Die Leitung 52 ist eben falls über ein Druckbegrenzungsventil 62 abgesichert.The supply and return lines 34 , 36 or 38 and 40 are each secured by pressure relief valves 42 , 44 and 46 , 48 , respectively. In a bypass line 42 a, 44 a, 46 a and 48 a of these valves, a check valve 42 b, 44 b, 46 b and 48 b is arranged. About these check valves 42 b, 44 b, 46 b and 48 b hydraulic fluid, which is lost through leakage the closed hydraulic circuit, can be replaced again, via the auxiliary pump 32 , which sucks hydraulic fluid on the tank T via the suction line 48 and is closed via the line section 50 to the tank return line 52 , from which branch lines 54 , 56 , 58 and 60 lead to the respective pressure relief valves 42 , 44 , 46 and 48 . The line 52 is just secured if a pressure relief valve 62 .
Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die einzelnen Motoren 20, 22 und 24 in reiner Parallelschaltung betrieben werden, so daß für den Fall, daß keine Radgruppe die Haftung verliert, ein sehr hohes Drehmoment übertragbar ist.From the above description it is clear that the individual motors 20 , 22 and 24 are operated in a purely parallel connection, so that in the event that no wheel group loses liability, a very high torque can be transmitted.
Für den Fall, daß eine Radgruppe die Haftung verlieren sollte, sorgt die hydraulische Kopplung der Hydraulik-Motoranordnungen 20, 22 und 24 unter einander dafür, daß ein Hochlaufen der dem durchdrehenden Rad zugeordne ten Hydraulik-Motoranordnung verhindert wird. Dies soll nachfolgend kurz er läutert werden:In the event that a group of wheels should lose grip, the hydraulic coupling of the hydraulic motor assemblies 20 , 22 and 24 ensures that the hydraulic wheel assembly assigned to the spinning wheel is prevented from running up. This will be briefly explained below:
Wenn beispielsweise die vordere linke Radgruppe die Haftung verliert, steigen die Strömungsmittelströme in den Leitungsabschnitten 36a und 34a gegenüber den Komplementär-Strömen in den Abschnitten 36b und 34b an. Geht man beispielsweise davon aus, daß die Strömungsmittelmengen Q1 und Q2 den normierten Wert von 1.5 haben, würde sich eine Drehzahlerhöhung an der vorderen linken Radgruppe um 20% so auswirken, daß in der Leitung 36a eine Strömungsmittelmenge von 0.6 und in der Leitung 34a eine Strömungsmit telmenge von 0.6 zur Motoranordnung 20 strömen würde. Für die Leitung 36b verbliebe ein Durchfluß von 0.9, der sich dann auf die beiden Halbmotoren 24-1 und 24-2 zu je 0.45 aufteilt. Da die beiden Rückflüsse der Halbmotoren 20-1 und 20-2 im Leitungsabschnitt 38b zusammengefaßt sind, strömt in diesem Leitungsabschnitt die Menge 1.2, die sich mit dem Durchfluß im Leitungsab schnitt 38a, der den Rücklauf vom Halbmotor 24-1 mit 0.45 führt, zu insgesamt 1.65 addiert. Da diese Rückflußmenge den Zulauf zur Zwillingspumpenhälfte 30-1 bildet, deren Fördermenge den Wert 1.5 hat, steigt der Druck am Pum peneinlaß der Zwillingspumpenhälfte 30-1 an, wodurch die Geschwindigkeit der Radgruppe 14 gebremst wird.For example, if the front left wheel set loses traction, the fluid currents increase in the lead portions 36 a and 34 a with respect to the complementary currents in the portions 36 b and 34 b on. If one assumes, for example, that the fluid quantities Q 1 and Q 2 have the normalized value of 1.5, a speed increase on the front left wheel group by 20% would have the effect that in the line 36 a a fluid quantity of 0.6 and in the line 34 a would flow a flow mean of 0.6 to the motor assembly 20 . A flow rate of 0.9 would remain for the line 36 b, which would then be divided between the two half motors 24-1 and 24-2 of 0.45 each. Since the two backflows of the half motors 20-1 and 20-2 are combined in the line section 38 b, flows in this line section the amount 1.2 , which intersects with the flow in the line section 38 a, which leads the return from the half motor 24-1 with 0.45 , added to a total of 1.65. Since this reflux quantity forms the inlet to the twin pump half 30-1 , the delivery rate of which has the value 1.5, the pressure at the pump inlet of the twin pump half 30-1 increases , whereby the speed of the wheel group 14 is braked.
Für den Fall, daß die rechte vordere Radgruppe die Bodenhaftung ver liert, ergibt sich bei wiederum normierten Durchflußmengen Q1 und Q2 von je weils 1.5 die Situation, daß der Durchfluß dem Leitungsabschnitt 36b gegen über demjenigen des Leitungsabschnitts 36a vergrößert wird. Nimmt man bei spielsweise eine Drehzahlerhöhung um 10%, das heißt, eine Durchflußerhö hung zu 1.1 in der Leitung 36b an, so verringert sich die Durchflußmenge im Leitungsabschnitt 36a zu 0.4. Da jedoch die Motorhälften 20-1 und 20-2 mechanisch miteinander gekoppelt sind und die Motorhälfte 20-2 über die Lei tung 34a die volle Menge 0.5 erhält, muß das in der Leitung 36a fehlende Hydraulikströmungsmittel durch die Hilfspumpe 32 und die Leitungen 50, 52, 56, 44a und das Rückschlagventil 44b ersetzt werden. Der Rücklauf der Halb motoren 20-1 und 20-2 summiert sich damit im Leitungsabschnitt 38b zu 1.0. Die Rücklaufmenge vom Halbmotor 24-1 beträgt 0.55, so daß sich in der Lei tung 38 ein Rücklaufstrom Q3 zu 1.65 ergibt. Auch die Rücklaufmenge Q4 wird mit 1.55 höher als die Durchflußmenge 1.5 auf der Hochdruckseite, so daß sich im Bereich beider Zulaufseiten der Zwillingspumpenhälften 30-1 und 30-2 ein erhöhter Druck aufbaut, der die Motorhälften 24-1 und 24-2 bremst.In the event that the right front wheel group loses traction, with normalized flow rates Q 1 and Q 2 of 1.5 each, the situation arises that the flow of the line section 36 b is increased compared to that of the line section 36 a. If, for example, a speed increase of 10%, that is to say a flow increase to 1.1 in line 36 b, the flow rate in line section 36 a is reduced to 0.4. However, since the motor halves 20-1 and 20-2 are mechanically coupled to one another and the motor half 20-2 receives the full amount 0.5 via line 34 a, the hydraulic fluid missing in line 36 a must be through auxiliary pump 32 and lines 50 , 52 , 56 , 44 a and the check valve 44 b are replaced. The return of the half motors 20-1 and 20-2 thus adds up to 1.0 in line section 38 b. The return flow from the half motor 24-1 is 0.55, so that there is a return current Q 3 to 1.65 in the line 38 . The return flow Q 4 is 1.55 higher than the flow rate 1.5 on the high-pressure side, so that an increased pressure builds up in the area of both inlet sides of the twin pump halves 30-1 and 30-2 , which brakes the motor halves 24-1 and 24-2 .
Sollte die hintere Radgruppe 18 die Haftung verlieren, so wird sich im Zulauf 34b ein erhöhter Durchflußwert 1.1 einstellen. Das im Zulauf 34a feh lende Strömungsmittel wird aufgrund der mechanischen Kopplung der Halbmo toren 20-1 und 20-2 unter Mitwirkung der Hilfspumpe 32 über das Rückschlag ventil 42b ersetzt. Die Halbmotoren 24-1 und 24-2 werden davon unbeeinflußt von der Zwillingspumpenhälfte 30-2 mit jeweils 0.5 versorgt, so daß sich auch in der Rücklaufleitung 40a eine Strömungsmenge von 0.5 einstellt. Diese Strö mungsmenge wird mit der Strömungsmenge im Leitungsabschnitt 40b von 1.1 zusammengeführt, so daß sich eine Gesamtrücklaufmenge Q4 der Zwillings pumpenhälfte 30-2 von 1.6 ergibt, die höher ist als die Menge Q2 von 1.5 auf der Hochdruckseite. Damit steigt der Druck am Pumpeneingang der Zwillings pumpenhälfte 30-2 an, wodurch der hochdrehende Motor 22 ebenfalls ge bremst wird. Should the rear wheel group 18 lose grip, an increased flow rate 1.1 will occur in the inlet 34 b. The missing in the inlet 34 a missing fluid is replaced due to the mechanical coupling of the half motors 20-1 and 20-2 with the assistance of the auxiliary pump 32 via the check valve 42 b. The half motors 24-1 and 24-2 are unaffected by the twin pump half 30-2 supplied with 0.5 each, so that a flow rate of 0.5 is also established in the return line 40 a. This flow amount is merged with the flow amount in line section 40 b of 1.1, so that there is a total return flow Q 4 of the twin pump half 30-2 of 1.6, which is higher than the amount Q 2 of 1.5 on the high pressure side. This increases the pressure at the pump inlet of the twin pump half 30-2 , whereby the high-speed motor 22 is also braked ge.
Um Kurvenfahrten des Fahrzeugs zu ermöglichen, ohne beim Auftreten der kurvenfahrtbedingten Drehzahldifferenzen der Radgruppen der zweispuri gen Achse den Einbremsvorgang auszulösen, wird die hydraulische Kopplung der Hydraulik-Motoranordnungen der zweispurigen Achse mittels einer Ventil anordnung bis zu einer gewissen Grenz-Geschwindigkeitsdifferenz deaktiviert. Dies erfolgt mittels sogenannter Spülventile (flushing valves) 70 bzw. 80, die jeweils demjenigen Halbmotor 20-2 und 24-2 zugeordnet sind, dessen Zulauf- und Ablaufanschluß mit derselben ZwiNingspumpenhälfte verbunden ist. Im Fall der vorderen linken Radgruppe 14 ist dies der Halbmotor 20-2, dessen Zu- und Ablauf mit der Zwillingspumpenhälfte 30-1 verbunden ist. Im Fall der vorderen rechten Radgruppe ist dies der Halbmotor 24-2, dessen Zu- und Ablauf mit der Zwillingspumpenhälfte 30-2 verbunden ist. Über die Ventilanordnungen 70 bzw. 80 kann bis zu einem bestimmten Grenzwert ein Ungleichgewicht zwi schen Versorgungsstrom und Rücklaufstrom der Pumpenanordnung beseitigt werden, indem das überschüssige Strömungsmittel als Spülströmung durch die zugeordnete Hydraulik-Motoranordnung zum Tank geleitet wird.In order to enable the vehicle to travel around bends without triggering the braking process when the speed differences of the wheel groups of the two-track axle occur due to cornering, the hydraulic coupling of the hydraulic motor assemblies of the two-track axle is deactivated by means of a valve arrangement up to a certain limit speed difference. This is done by means of so-called flushing valves 70 and 80 , which are each assigned to the half motor 20-2 and 24-2 , the inlet and outlet connection of which is connected to the same twin pump half. In the case of the front left wheel group 14 , this is the half motor 20-2 , the inlet and outlet of which is connected to the twin pump half 30-1 . In the case of the front right wheel group, this is the half motor 24-2 , the inlet and outlet of which is connected to the twin pump half 30-2 . Via the valve arrangements 70 and 80 , an imbalance between the supply current and the return flow of the pump arrangement can be eliminated up to a certain limit value by the excess fluid being passed as a flushing flow through the associated hydraulic motor arrangement to the tank.
Im einzelnen ist ein 3/3-Wegeventil 72 bzw. 82 vorgesehen, das vorzugs weise federzentriert in einer Mitten-Sperrstellung gehalten werden und dessen Steuerschieber beim Auftreten eines Ungleichgewichts zwischen Versorgungs- und Rücklaufstrom aus dieser zentrierten Sperrstellung in eine Schaltstellung verschiebbar ist, in der überschüssiges Strömungsmittel vorzugsweise über die zugeordnete Hydraulik-Motoranordnung aus dem geschlossenen Strömungs mittelkreis ableitbar ist. Im gezeigten Fall wird der Kolbenschieber 74 bzw. 84 des Wegeventils 72 bzw. 74 über die Steuerleitungen 75, 76 bzw. 85, 86 vom Druck im Zulauf und andererseits vom Druck im Ablauf des zugehörigen Halb motors 20 bzw. 24 beaufschlagt. In der jeweiligen Schaltstellung des 3/3- Wegeventils wird überschüssiges Strömungsmittel über ein Stromregelventil 78 bzw. 88 bis zu einer gewissen Grenzmenge abgespritzt. Diese Grenzmenge ist vorzugsweise einstellbar. Sie wird so eingestellt, daß sich bei gewöhnlicher Kurvenfahrt und damit einhergehender Drehzahldifferenz der Radgruppen der zweispurigen Achse kein Bremseffekt der vorstehend beschriebenen Art ein stellt.In particular, a 3/3-way valve 72 or 82 is provided, which is preferably held spring-centered in a central locking position and whose control slide is displaceable from this centered locking position into a switching position in the event of an imbalance between supply and return flow Excess fluid is preferably derived from the closed flow medium circuit via the associated hydraulic motor assembly. In the case shown, the spool 74 or 84 of the directional control valve 72 or 74 via the control lines 75 , 76 or 85 , 86 is acted upon by the pressure in the inlet and, on the other hand, by the pressure in the outlet of the associated half motor 20 or 24 . In the respective switch position of the 3/3-way valve, excess fluid is sprayed off via a flow control valve 78 or 88 up to a certain limit quantity. This limit amount is preferably adjustable. It is set so that there is no braking effect of the type described above during normal cornering and the associated speed difference of the wheel groups of the two-lane axle.
Wenn die Arbeitsrichtung der Pumpe 30 umgestellt wird, arbeitet der Hydraulikkreis der Antriebsvorrichtung in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, da in diesem Fall nur die Anschlüsse der Motoranordnungen vertauscht sind. Auch die Funktionsweise der "flushing valves" bleibt erhalten.When the working direction of the pump 30 is changed, the hydraulic circuit of the drive device operates in the same way as described above, since in this case only the connections of the motor arrangements are interchanged. The functionality of the "flushing valves" is also retained.
Die Erfindung schafft somit eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit drei hydraulisch angetriebenen Radgruppen, bei dem jeder Radgruppe, das heißt, der linken vorderen Radgruppe, der rechten vorderen Radgruppe und der hinteren Radgruppe, gesonderte Hydraulik-Motoranordnungen gleichen Hubraums zugeordnet sind. Diese Motoranordnungen sind von Pumpenanord nung für geschlossenen Kreislauf gespeist und hydraulisch gekoppelt, wobei die Hydraulik-Motoranordnungen zumindest der zweispurigen Achse jeweils so aufgebaut sind, daß zwei Halbmotoren mit voneinander getrennten Hubräumen vorliegen. Um eine Anti-Schlupf-Steuerung der Radgruppen derart sicherzu stellen, daß ein unkontrolliertes Hochlaufen der die Haftung verlierenden Rad gruppe wirksam ausgeschlossen wird, wobei gleichzeitig bei nicht durchdrehenden Rädern ein höchstmögliches Drehmoment übertragbar sein soll, wird die Pumpenanordnung von einer Zwillingspumpe mit zwei gleich gro ßen und voneinander getrennten Verdrängerräumen gebildet. Es werden somit zwei gleich große Druckmittelströme parallel derart zu den drei Hydraulik-Mo toranordnungen gerichtet, daß jede Zwillingspumpenhälfte jeweils 11/2 Motoren speist. Die hydraulische Kopplung der Motoren untereinander wird dadurch bereitgestellt, daß an den einzelnen Hydraulik-Motoranordnungen eine Schnittstelle zur Rücklaufseite der jeweils anderen Zwillingspumpenhälfte geschaffen ist.The invention thus provides a drive device for a vehicle with three hydraulically driven wheel groups, in which each wheel group, that is to say the left front wheel group, the right front wheel group and the rear wheel group, are assigned separate hydraulic motor arrangements of the same displacement. These motor assemblies are fed by Pumpenanord voltage for closed circuit and hydraulically coupled, the hydraulic motor assemblies at least the two-track axis are each constructed so that there are two half-motors with separate cubic capacity. In order to ensure an anti-slip control of the wheel groups in such a way that an uncontrolled run-up of the wheel group losing the grip is effectively excluded, while at the same time the highest possible torque should be transferable when the wheels do not spin, the pump arrangement of a twin pump with two of the same size ß and separate displacement rooms formed. There are thus two equal-sized pressure medium flows directed parallel to the three hydraulic motor assemblies that each twin pump half feeds 1 1/2 motors. The hydraulic coupling of the motors to one another is provided in that an interface to the return side of the respective other half of the twin pumps is created on the individual hydraulic motor arrangements.
Claims (13)
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| DE1998138651 DE19838651A1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Drive system for a vehicle with three hydraulic wheel sets in which one and a half motors is supplied from the two halves of a double pump |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |