Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb für Mobil¬ fahrzeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Hydraulische Antriebe für Mobilfahrzeuge werden insbesondere für Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Radbagger, Radlader oder auch Grader, eingesetzt, bei welchen eine Verbrennungsmaschine eine hydraulische Pumpe antreibt, deren Förderstrom hydraulische Motore mit Druckmittel versorgt, welche wiederum mit Antriebsräder in Verbindung stehen und diese antreiben. Häufig werden Axialkolbenmotore verwendet, welche in ihrem Hubvolumen veränderbar sind, um die Drehzahl des Antriebsrads zu verändern. Bei diesen Axialkolbenmotoren ist jedoch die maximale Drehzahl begrenzt und ein Über¬ schreiten dieser Drehzahl würde zur Beschädigung des Motors führen.

Die US 4,069,886 offenbart einen hydraulischen Antrieb für ein Mobil¬ fahrzeug, bei welchem die Vorderräder über je einen Motor antreibbar sind und die Hinterräder über ein mechanisches Getriebe direkt von der Verbrennungs- maschine angetrieben werden. Da die hydraulischen Motore in ihrer Drehzahl begrenzt sind, können die Vorderräder nur in einem begrenzten Arbeitsbereich verwendet werden und müssen oberhalb dieses Arbeitsbereichs über mechani¬ sche Kupplungen vom Fahrzeugrad getrennt werden. Die Motore werden hier¬ für mechanisch vollständig abgekoppelt. Dadurch ist es möglich, über den eigentlichen Fahrantrieb des Fahrzeugs die Vorderräder in einer höheren Drehzahl als der zulässigen Drehzahl der Hydromotore zu betreiben. Die Hyd- romotore befinden sich hierbei im Stillstand.

Die DE 3907 663 C2 offenbart einen hydraulischen Antrieb für ein Mo¬ bilfahrzeug, welcher als alleiniger Fahrantrieb dient, wobei eine Verbren- nungsmaschine eine hydraulische Pumpe antreibt, deren Volumenstrom zwei Hydromotore mit Druckflüssigkeit versorgt, welche über ein Untersetzungsge¬ triebe mit einer Abtriebswelle verbindbar sind. Da die Hydromotore über unter¬ schiedliche Untersetzungen mit der Abtriebswelle in Verbindung stehen, be¬ steht die Gefahr, dass ein Hydromotor über seine maximale Drehzahl hinaus betrieben wird. Aus diesem Grund ist zwischen der Abtriebswelle und einem Hydromotor eine Kupplung angeordnet, damit der Hydromotor mechanisch abgekoppelt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrauli¬ schen Antrieb für Mobilfahrzeuge zu schaffen, bei welcher mindestens ein hydraulischer Motor eine Abtriebswelle antreibt und auch oberhalb einer maxi¬ malen Drehzahl dieses Motors mit der Abtriebswelle verbunden bleiben kann, indem der Motor oberhalb seiner maximalen Drehzahl betreibbar ist.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen hydraulischen Antrieb für Mobilfahrzeuge gelöst.

Erfindungsgemäß weist der hydraulische Antrieb mindestens einen in seinem Hubvolumen verstellbaren Motor auf, dessen Hubvolumen bis auf Null veränderbar ist. In diesem Zustand weist der Hydromotor nahezu kein Hubvo¬ lumen mehr auf, wodurch er einerseits außer der Leckage von dem Volumen¬ strom der Pumpe keinen Volumenstrom aufnimmt und andererseits kein Dreh¬ moment abgibt. Zusätzlich werden die Druckmittelzuführung und die Druckmit¬ telrückführung von der Pumpe zum Motor verschlossen und die Druckmittelzu¬ führung und die Druckmittelrückführung des hydraulischen Motors kurzge¬ schlossen und mit mit einem geringen Druck beaufschlagt. Dies ist vorzugswei¬ se der Schmierdruck des Getriebes (Rücklaufdruck nach Kühler). Es besteht auch die Möglichkeit, den Speisedruck zu verwenden. Dadurch wirkt auf den Motor bei seiner Hoch- und Niederdruckseite ausschließlich ein sehr niedriger Druck, wodurch alle Bauteile des Motors mit geringen Kräften beaufschlagt sind und dadurch ein geringes Widerstandsdrehmoment erzeugen, wodurch der Motor in einer sehr hohen Drehzahl betrieben werden kann. Vorzugsweise ist der Motor als Radialkolbenmotor ausgeführt, welcher eine Kurbelwelle auf¬ weist, welche mit den Kolben in Wirkverbindung steht. Indem der Motor so auf Hubvolumen Null verstellt wird, dass er nahezu kein Hubvolumen mehr auf¬ weist, wird die Exzentrizität der Kurbelwelle ausgeglichen, wodurch die Kurbel¬ welle des Motors konzentrisch zu ihrem Antrieb läuft und die Kolben nahezu keine Hubbewegung in den Zylindern ausführen. Der Radialkolbenmotor ist vorzugsweise, wie der Radialkolbenmotor in der WO 99/17021 A1 ausgeführt, welche hiermit vollständig umfaßt sein soll, wobei die Verstellung des hydrauli¬ schen Motors vorzugsweise nicht mechanisch, sondern hydraulisch erfolgt, wodurch die Verstellkolben in der Kurbelwelle über hydraulischen Druck ver¬ stellt werden. Vorzugsweise ist der hydraulische Druck mit der Druckmittelzu¬ führung des Motors verbunden, wodurch bei Abschaltung der Druckmittelzufuhr der Motor automatisch in das Null-Hubvolumen verstellt wird. Vorzugsweise wird der Motor zuerst in das Hubvolumen Null verstellt und anschließend vom Hochdruck getrennt.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist in dem abgeschalteten Zustand des hydraulischen Motors die Druckmittelzuführung und die Druckmittelrückfüh¬ rung mit dem Druckmittelausgang einer Speisepumpe bzw. dem Schmierdruck des Getriebes (Rücklaufdruck nach Kühler) verbunden, wodurch die Leckage des hydraulischen Motors permanent mit kühlem Druckmittel aufgefüllt wird. Somit wird ein Überhitzen des Motors verhindert. Durch die hydraulische Tren¬ nung vom Hochdruck und die Verstellung des hydraulischen Motors in ein Null- Hubvolumen ist es nicht mehr notwendig, den Motor mechanisch von dem Abtrieb zu trennen, wodurch keinerlei Schaltstöße beim Entkoppeln oder beim Wiedereinkoppeln entstehen. Indem der Motor mit Speisedruck oder Schmier- druck beaufschlagt bleibt, entleeren sich die Zylinder nicht, wodurch beim Zu¬ schalten kein Schaltstoß entsteht.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist der hydraulische Motor als Zusatzantrieb für Vorderräder, beispielsweise eines Graders, ausgestaltet, wobei der Hauptfahrantrieb über den Verbrennungsmotor und ein Unterset¬ zungsgetriebe erfolgt, die hydraulischen Motore bei einem definierten Arbeits¬ bereich zugeschaltet werden und oberhalb der zulässigen Drehzahl des Hy¬ dromotors der Hydromotor hydraulisch mit dem Speisedruck oder Schmier¬ druck verbunden und auf Null-Schluckvolumen verstellt ist, wodurch der hyd¬ raulische Motor oberhalb seiner Drehzahl betrieben werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltungsform sind mindestens zwei hydraulische Motore über ein Summierungsgetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden und bilden den Fahrantrieb des Fahrzeugs. Beide Motore sind permanent mit der Abtriebswelle in mechanischer Wirkverbindung und in ihrem Schluckvolumen verstellbar. Zwischen der Abtriebswelle und dem Hydromotor können Unterset¬ zungsgetriebe unterschiedlicher Übersetzung angeordnet sein. Wird der Hy¬ dromotor oberhalb seiner zulässigen Drehzahl betrieben, so weist dieser kein Hubvolumen auf und seine Zu- und Rückführung sind mit dem Speisedruck oder Schmierdruck verbunden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Motore im offenen Kreis zu betrei¬ ben.

Indem die Motore nicht auf der Abtriebswelle angeordnet sind, ist es möglich, die Druckmittelzuführung zur Verstellung des Hubvolumens auf einer Seite der Kurbelwelle in der Kurbelwelle anzuordnen und mit dem Hochdruck zu verbinden. Die Abdichtung kann somit auf einem geringen Durchmesser angeordnet sein, wodurch auch bei höheren Drücken höhere Drehzahlen mög¬ lich sind.

Erfindungsgemäß wird somit ein hydraulischer Antrieb geschaffen, wel¬ cher auch oberhalb seiner maximal zulässigen Drehzahl betrieben werden kann und keinerlei mechanische Abschaltvorrichtungen benötigt.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines hydraulischen Motors mit einer Unter¬ setzungsstufe; Fig. 2 ein Schema eines Summierungsgetriebes mit zwei hydrau¬ lischen Motoren; Fig. 3 ein Schema eines Summierungsgetriebes mit zwei hydrau¬ lischen Motoren mit einer schaltbaren Getriebestufe und Fig. 4 einen hydraulischen Schaltplan des erfindungsgemäßen Antriebs.

Fig. 1 : Ein in seinem Hubvolumen verstellbarer hydraulischer Motor 1 weist eine Druckmittelzuführung 2 und eine Druckmittelrückführung 3 auf. Die Druckmittelzuführung 2 und die Druckmittelrückführung 3 stehen mit einer nicht gezeigten Druckmittelquelle in Verbindung. Der Abtrieb 4 des Motors 1 ist mit einem Untersetzungsgetriebe 5 verbunden. Der Abtrieb 6 des Untersetzungs¬ getriebes 5 steht mit einem Fahrzeugrad in Verbindung. Wird der Abtrieb 4 oberhalb einer definierten Drehzahl betrieben, so sind die Druckmittelzufüh¬ rung 2 und die Druckmittelrückführung 3 des Motors 1 mit dem Speisedruck oder Schmierdruck der Druckmittelquelle verbunden und der Motor 1 so ver¬ stellt, dass er nahezu kein Hubvolumen aufweist. Die Ansteuerung des Hubvo- lumens und des Schaltventils kann über eine elektronische Steuereinheit ge¬ steuert sein. Die definierte Drehzahl ist die maximal zulässige Drehzahl des Hydromotors bei Hochdruckbeaufschlagung.

Fig. 2: Ein erster Motor 7 treibt ein erstes Untersetzungsgetriebe 8 und ein zweiter Motor 9 treibt ein zweites Untersetzungsgetriebe 10 an. Die Druckmit¬ telzuführungen 2 und die Druckmittelrückführungen 3 sind parallel mit der Druckmittelquelle verbunden. Das erste Untersetzungsgetriebe und das zweite Untersetzungsgetriebe können die gleiche Übersetzung aufweisen, es ist je¬ doch vorteilhaft, die Untersetzungsgetriebe mit unterschiedlichen Übersetzun¬ gen auszuführen. Vorzugsweise sind die Übersetzungen so ausgeführt, dass in einem ersten Arbeitsbereich der erste Motor 7 und der zweite Motor 9 in Paral¬ lelschaltung mit dem Förderausgang der Druckmittelquelle und dem Saugein¬ gang der Druckmittelquelle verbunden sind, wobei der Förderausgang mit der Druckmittelzuführung und der Saugeingang mit der Druckmittelrückführung verbunden sind. Durch Verstellung des Volumens der hydraulischen Pumpe des ersten Motors 7 und des zweiten Motors 9 kann die Drehzahl der Abtriebs¬ welle 11 , welche sowohl mit dem ersten Untersetzungsgetriebe 8 als auch mit dem zweiten Untersetzungsgetriebe 10 verbunden ist, verändert werden. Vor¬ zugsweise sind der Hydromotor und die Übersetzung so ausgelegt, dass der Motor, welcher im zweiten Fahrbereich kein Hubvolumen mehr aufweist und über seiner maximalen Drehzahl betrieben wird, seine maximale Drehzahl am Ende des ersten Fahrbereichs erreicht. Anschließend wird dieser Motor auf nahezu kein Hubvolumen verstellt und hydraulisch die Druckmittelzuführung 2 und die Druckmittelrückführung 3 mit dem Speisedruck oder Schmierdruck der Druckmittelquθllθ verbunden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Druckmittel¬ zuführung 2 und die Druckmittelrückführung 3 mit einer Leitung, welche den selben Druck aufweist als der Saugeingang der Druckmittelquelle, zu verbin¬ den. Im zweiten Fahrbereich wird dann das Hubvolumen des noch verbleiben- den Motors weiter verringert und der andere Motor oberhalb seiner zulässigen Drehzahl betrieben, ohne beide Motoren mechanisch von der Abtriebswelle 11 zu trennen.

Fig. 3: Ein erster Motor 7 ist über ein erstes Untersetzungsgetriebe 8 und ein zweiter Motor 9 ist über ein zweites Untersetzungsgetriebe 10 mit der Ab¬ triebswelle 11 verbunden. Das erste Untersetzungsgetriebe 8 ist über eine Schalteinrichtung 12 schaltbar ausgeführt, wobei über die Schalteinrichtung 12 die Abtriebswelle 11 über eine erste Untersetzung 13 oder über eine zweite Untersetzung 14 mit dem ersten Motor 7 verbunden werden kann. Die Schalt¬ einrichtung 12 ist vorzugsweise als Synchronisiereinrichtung ausgebildet und eine Schaltung der Schalteinrichtung wird dann ausgeführt, wenn der Motor 7 nahezu kein Hubvolumen mehr aufweist und hydraulisch vom Kreis getrennt ist. Die Schalteinrichtung 12 wird in diesem Zustand kaum belastet, da aus¬ schließlich die trägen Massen der Zahnräder und Wellen beschleunigt werden müssen, da die Kolben in den Zylindern keine Hubbewegung ausführen und sich nicht drehen. Vorzugsweise sind bei der Schaltung auch die Druckmittel- Zuführung 2 und die Druckmittelrückführung 3 mit dem Speisedruck oder Schmierdruck verbunden, wodurch sich die Lagerkräfte des Hydromotors zu¬ sätzlich verringern. Um beim Anfahren ein möglichst großes Drehmoment zu erhalten, wird mit beiden Motoren und vollem Hubvolumen angefahren, wobei über die Schalteinrichtung 12 die größere Untersetzung 13 zugeschaltet ist. Durch Verändern des Hubvolumens der Druckmittelquelle und des ersten Mo¬ tors 7 und des zweiten Motors 9 wird die Drehzahl der Abtriebswelle 11 erhöht. Bei Erreichen einer maximalen Drehzahl des ersten Motors 7 oder des zweiten Motors 9 wird über die Schalteinrichtung 12 auf die kleinere Untersetzung 14 geschaltet, wodurch bei der maximalen Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle 11 der erste Motor 7 über die zweite Untersetzung 14 die Abtriebswelle 11 antreibt und der zweite Motor 9 kein Hubvolumen aufweist und hydraulisch mit dem Niederdruck oder Schmierdruck verbunden ist.

Fig. 4: Eine Druckmittelquelle 15 wird von einer nicht gezeigten Antriebsma¬ schine angetrieben. Der Förderausgang 16 ist mit der Druckmittelzuführung 2 des ersten Motors 7 über ein Ventil 17 verbunden. Der Saugeingang 18 ist mit der Druckmittelrückführung 3 des ersten Motors 7 ebenfalls über das Ventil 17 verbunden. Der Förderausgang 16 und der Saugeingang 18 sind über das Ventil 19 mit der Druckmittelzuführung 2 und der Druckmittelrückführung 3 des zweiten Motors 9 verbunden. Je nach Förderrichtung der Druckmittelquelle 15 können sich der Förderausgang 16 und der Saugeingang 18 vertauschen. Das Ventil 17 und das Ventil 19 sind über eine Leitung 20 bzw. 23 mit dem Nieder¬ druck verbunden. Vorzugsweise sind die Leitungen 20 und 23mit dem Ausgang der Speisepumpe 21 verbunden, wodurch in die Leitung 20 gekühltes Druck¬ mittel gelangt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Leitung 20 mit der Ausgangsleitung des Spülventils 22 zu verbinden, wodurch die Leitung 20 ebenfalls mit Niederdruck beaufschlagt sein kann. Das Ventil 19 ist ebenfalls über seine Leitung 23 mit dem Niederdruck verbunden. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, die Leitungen 20 und 23 mit der Rücklaufleitung 30 vom Kühler 31 zum Tank 29 zu verbinden. Eine nicht gezeigte elektronische Steu¬ ereinheit ist mit den Ventilen 24 verbunden, wobei die Ventile 25 als Proportio¬ nalventile ausgebildet sind. Die Proportionalventile 25 beaufschlagen die Hub¬ volumen-Verstelleinrichtung 26 und verstellen somit das Hubvolumen der Hyd- romotore 7 und 9. Indem zwischen der Hubvolumen-Verstelleinrichtung 26 und den Proportionalventilen 25 Ventile 27 angeordnet sind, deren Druckversor¬ gung von einem Ventil 28 erfolgt, welches mit der Druckmittelzuführung 2 und der Druckmittelrückführung 3 verbunden ist, besteht die Möglichkeit, durch Umschalten der Ventile 25 automatisch den ersten Motor 7 bzw. den zweiten Motor 9 im Hubvolumen so zu verstellen, dass er nahezu kein Hubvolumen aufweist. Vorzugsweise wird der Motor 7 bzw. 9 zuerst über das Ventil 27 auf das Hubvolumen Null gestellt und anschließend das Ventil 17 bzw. 19 so um¬ geschaltet, dass die Druckmittelzuführung 2 und die Druckmittelrückführung 3 mit der Leitung 20 verbunden sind und dadurch die Verstelleinrichtung 26 e- benfalls mit der Leitung 20 verbunden ist, wodurch das Hubvolumen des Mo¬ tors nicht vergrößert werden kann. Wird jedoch das Ventil 17 bzw. das Ventil 19 so geschaltet, dass die Druckmittelzuführung 2 mit dem Förderausgang 16 der Druckmittelquelle 15 und die Druckmittelrückführung 3 mit dem Saugein¬ gang 18 verbunden sind, so sorgt das Ventil 28 dafür, dass die Verstelleinrich¬ tung 26 mit dem Hochdruck beaufschlagt wird, wodurch eine Verstellung des Motors 7 bzw. 9 möglich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Motor 7, der zweite Motor 9 sowie das Untersetzungsgetriebe 5 und die Ventile inner¬ halb des Getriebegehäuses angeordnet, wobei das Getriebegehäuse gleichzei¬ tig den Tank 29 bildet. Die Leckage der Hydromotore gelangt somit direkt in das Getriebegehäuse und vermischt sich mit dem Druckmittel im Tank. Vor¬ zugsweise sind die Hydromotore oberhalb des Druckmittelniveaus des Tanks angeordnet, wodurch ein Panschverlust vermieden wird. Bezuαszeichen

1 Motor 27 Ventil 2 Druckmittelzuführung 28 Ventil 3 Druckmittelrückführung 29 Tank 4 Abtrieb 30 Rücklaufleitung 5 Untersetzungsgetriebe 31 Kühler 6 Abtrieb 7 erster Motor 8 erstes Untersetzungsgetriebe 9 zweiter Motor 10 zweites Untersetzungsgetriebe 11 Abtriebswelle 12 Schalteinrichtung 13 erste Untersetzung 14 zweite Untersetzung 15 Druckmittelquelle 16 Förderausgang 17 Ventil 18 Saugeingang 19 Ventil 20 Leitung 1 Speisepumpe 2 Spülventil 3 Leitung 4 elektronische Steuereinheit 5 Proportional ventile 6 Hubvolumen-Verstelleinrichtung