DE102011107218B4

DE102011107218B4 - Hydrostatisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE102011107218B4
Application number: DE102011107218.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hölscher; Daniel Richter; Marcus Dölger; Achim Grossmann
Original assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Current assignee: LHY Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: CN102878126A; JP6025432B2; JP2013019540A; CN102878126B; DE102011107218A1

Abstract

Hydrostatisches Antriebssystem (1) mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe (2), die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers (V) vorgesehen ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) mittels eines Vorgabesignals in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens gesteuert ist und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignal in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens gesteuert ist, wobei zur Erzeugung des Rückstellsignals eine Umlaufdruckwaage (31) vorgesehen ist, die in einer Rückstellsignalerzeugungsstellung (31b) das hydraulische Rückstellsignal erzeugt, wobei zur Steuerung der Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) ein von dem Vorgabesignal beaufschlagbares Stelldruckventil (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stelldruckventil (20) als vorgesteuertes Stelldruckventil ausgebildet ist, das eine in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende erste Steuerstellung (20a) und eine in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende zweite Steuerstellung (20b) aufweist, wobei ein von dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuertes Vorsteuerventil (40) vorgesehen ist, mit dem die Beaufschlagung des Stelldruckventils (20) durch das Vorgabesignal in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal übersteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe mittels eines Vorgabesignals in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens gesteuert ist und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe erfassenden, hydraulischen Rückstellsignal in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens gesteuert ist, wobei zur Erzeugung des Rückstellsignals eine Umlaufdruckwaage vorgesehen ist, die in einer Rückstellsignalerzeugungsstellung das hydraulische Rückstellsignal erzeugt, wobei zur Steuerung der Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe ein von dem Vorgabesignal beaufschlagbares Stelldruckventil vorgesehen ist.
Bei derartigen Antriebssystemen wird das Fördervolumen der Pumpe auf den von den angesteuerten Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf geregelt, wodurch die Verbraucher mit einer an dem Steuerventil vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit bei geringen Energieverlusten betrieben werden können. Derartige Antriebssysteme werden in mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise Baggern oder Flurförderzeugen, für die Steuerung der hydraulischen Verbraucher eingesetzt.
Bei bekannten Load-Sensing-Antriebssystemen, bei denen die Pumpe im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Steuerung der Verbraucher entsprechende Steuerventile vorgesehen sind, ist das Fördervolumen der Pumpe von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher und einer Regeldruckdifferenz geregelt. Bei einer Ansteuerung eines oder mehrerer Steuerventile wird an den Steuerventilen jeweils ein bestimmter Öffnungsquerschnitt eingestellt. Die Pumpe wird durch den sich einstellenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher solange in Richtung einer Zunahme des Fördervolumens verstellt, bis der Förderdruck der Pumpe um die Regeldruckdifferenz höher als der höchste Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ist. Hierdurch wird erzielt, dass von der Pumpe derjenige Volumenstrombedarf geliefert wird, der von den angesteuerten Verbrauchern durch die entsprechenden Öffnungsquerschnitte der Steuerventile angefordert wird.
Aufgrund der Regelung des Fördervolumens der Pumpe in Abhängigkeit von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ergibt sich jedoch ein zeitverzögertes Ansprechverhalten der Fördervolumenregelung der Pumpe und somit ein spürbarer Zeitverzug zwischen der Einleitung der Bewegung durch Ansteuerung des entsprechenden Steuerventils und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers, da der die Pumpe steuernde Lastdruck erst erzeugt wird, nachdem die Steuerventile in eine Öffnungsstellung beaufschlagt sind. Dies wird von einer Bedienperson als eine geringe Dynamik des Antriebssystems empfunden.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bei gattungsgemäßen Antriebssystemen die Fördervolumenstelleinrichtung der in der Fördermenge verstellbaren Verstellpumpe von einem Vorgabesignal in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens gesteuert. Zum Ausregeln der Fördermenge der Pumpe auf den angeforderten Förderstrombedarf der angesteuerten Verbraucher dient ein hydraulisches Rückstellsignal, das den den Bedarf der Verbraucher übersteigenden Förderstrom der Pumpe erfasst und in Abhängigkeit von dem die Fördervolumenstelleinrichtung in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens gesteuert ist. Zur Erzeugung des hydraulischen Rückstellsignals ist eine von dem Förderuck der Pumpe und dem Lastdruck der Verbraucher gesteuerte Umlaufdruckwaage vorgesehen, die an einer Steuer- bzw. Regelkante das hydraulische Rückstellsignal erzeugt. Die Umlaufdruckwaage kann hierbei in einer die Förderleitung mit einem Behälter verbindenden Zweigleitung angeordnet sein, wobei in einer als Durchflussstellung ausgebildeten Rückstellsignalerzeugungsstellung an einer in der Zweigleitung stromab der Umlaufdruckwaage angeordneten, als Staudüse ausgebildeten Drosseleinrichtung ein Staudruck als hydraulisches Rückstellsignal erzeugt wird.
Ein gattungsgemäßes Antriebssysteme ist aus der DE 10 2008 038 381 A1 bekannt. Bei der DE 10 2008 038 381 A1 ist die Pumpe elektro-hydraulisch im Fördervolumen steuerbar bzw. regelbar. Das hydraulische Rückstellsignal, das die Fördervolumenstelleinrichtung in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens beaufschlagt, wird an einer Umlaufdruckwaage, die in einer die Förderleitung der Pumpe mit einem Behälter verbindenden Zweigleitung angeordnet ist, und einer stromab der Umlaufdruckwaage in der Zweigleitung angeordneten, als Staudüse ausgebildeten Drosseleinrichtung erzeugt.
Zur Steuerung der Fördermenge der Pumpe ist bei der DE 10 2008 038 381 A1 ein Stelldruckventil vorgesehen, das die Beaufschlagung einer mit einem Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe in Wirkverbindung stehenden Stellkolbeneinrichtung mit einem Stelldruck steuert. Das Stelldruckventil ist als elektrisch ansteuerbares Druckminderventil ausgebildet, das zur Erhöhung der Fördermenge der Pumpe durch ein das Vorgabesignal bildendes elektrisches Ansteuersignal in Richtung einer Verringerung des Stelldrucks und von dem hydraulischen Rückstellsignal entgegen dem elektrischen Ansteuersignal in Richtung einer Erhöhung des Stelldruckes zur Verringerung der Fördermenge der Pumpe betätigt. Durch den von dem Stelldruckventil erzeugten Stelldruck wird die Stellkolbeneinrichtung in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens beaufschlagt, um das Fördervolumen der Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Förderstrombedarf auszuregeln. Die direkte Steuerung und Beaufschlagung des Stelldruckventils von dem hydraulischen Rückstellsignal erfordert jedoch ein spezielles Druckminderventil als Stelldruckventil und führt zu einer eingeschränkten Dynamik der Fördervolumensteuerung der Pumpe.
Bei der gattungsähnlichen DE 10 2008 038 382 A1 , die kein Stelldruckventil für die Steuerung der Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe erfordert, erfolgt die Steuerung bzw. Regelung des Fördervolumens der Pumpe mechanisch-hydraulisch. Die mit dem Fördervolumenstellglied der Pumpe in Wirkverbindung stehende Stellkolbeneinrichtung ist hierbei von einem hydraulischen Stelldruck oder einer Feder als Vorgabesignal ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt. In Richtung einer Verringerung der Fördermenge ist die Stellkolbeneinrichtung von dem hydraulischen Rückstellsignal beaufschlagt. Die direkte Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung durch das an der Umlaufdruckwaage erzeugte hydraulische Rückstellsignal führt aufgrund der erforderlichen Druckmittelmenge, um aus dem hydraulischen Rückstellsignal die erforderlichen Stellkräfte an der Stellkolbeneinrichtung zum Zurückschwenken des Fördervolumenstellglieds der Pumpe zu erzeugen, zu einer aufwändigen Bauweise mit einer eingeschränkten Dynamik der Fördervolumensteuerung der Pumpe.
Aufgrund des speziellen Stelldruckventils der DE 10 2008 038 381 A1 bzw. den Veränderungen und direkten Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung der DE 10 2008 038 382 A1 wird der Bauaufwand der Pumpe bei bekannten Antriebssystemen erhöht.
Die EP 1 978 248 B1 offenbart ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist. Zur Steuerung einer Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe ist ein Stelldruckventil vorgesehen, das als vorgesteuertes Stelldruckventil ausgebildet ist, das eine in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende erste Steuerstellung und eine in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende zweite Steuerstellung aufweist, wobei das Stelldruckventil von einem Vorsteuerventil gesteuert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Pumpe einen geringen Bauaufwand aufweist und eine verbesserte Dynamik der Fördervolumensteuerung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Stelldruckventil als vorgesteuertes Stelldruckventil ausgebildet ist, das eine in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende erste Steuerstellung und eine in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende zweite Steuerstellung aufweist, wobei ein von dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuertes Vorsteuerventil vorgesehen ist, mit dem die Beaufschlagung des Stelldruckventils durch das Vorgabesignal in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal übersteuerbar ist. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht somit darin, das zur Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe dienende und von dem Vorgabesignal angesteuerte Stelldruckventil durch ein Vorsteuerventil vorgesteuert auszuführen und das Vorsteuerventil von dem hydraulischen Rückstellsignal zu steuern. Mit dem von dem hydraulischen Rückstellsignal angesteuerten Vorsteuerventil wird die Beaufschlagung des Stelldruckventils von dem Vorgabesignal übersteuert, so dass durch das hydraulische Rückstellsignal die gewünschte Verringerung der Fördermenge der Pumpe erzielt wird. Hierdurch wird ein einfacher Bauaufwand für die Pumpe erzielt, da als Stelldruckventil ein einfach aufgebautes und übliches Stelldruckventil, beispielsweise ein Längsschieberventil, mit einer in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende ersten Steuerstellung und einer in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkenden zweiten Steuerstellung verwendet werden kann. Durch das Vorsteuerventil wird in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal über das Stelldruckventil der Stellkreis zur Verringerung der Fördermenge beeinflusst. Zudem kann die Dynamik der Pumpenverstellung bei einem vorgesteuerten System erhöht werden, da das von dem hydraulischen Rückstellsignal angesteuerte Vorsteuerventil im Signalpfad des Stelldruckventils angeordnet ist und somit in der Baugröße gegenüber dem Stelldruckventil verkleinert werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Stelldruckventil von dem Vorgabesignal in Richtung der zweiten Steuerstellung beaufschlagt, wobei zur Übersteuerung des Stelldruckventils mittels des Vorsteuerventils die Beaufschlagung des Stelldruckventils durch das Vorgabesignal in Richtung der zweiten Steuerstellung steuerbar ist. Durch das Vorgabesignal kann somit durch eine Beaufschlagung des Stelldruckventils in Richtung der zweiten Steuerstellung die Pumpe in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt werden. Durch das Vorsteuerventil, das in Abhängigkeit von dem erzeugten hydraulischen Rückstellsignal die Beaufschlagung des Stelldruckventils in Richtung der zweiten Steuerstellung durch das Vorgabesignal steuert, kann somit auf einfache Weise die Wirkung des Vorgabesignals übersteuert werden und eine Beaufschlagung der Pumpe in Richtung einer Verringerung der Fördermenge erzielt werden.
Zweckmäßigerweise ist mittels des Vorsteuerventils in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal die Beaufschlagung des Stelldruckventils durch das Vorgabesignals entlastbar, so dass bei einer Entlastung des Vorgabesignals auf einfache Weise eine Beaufschlagung des Stelldruckventils in Richtung der ersten Steuerstellung zur Verringerung der Fördermenge in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal erzielt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vorsteuerventil an eine das Vorgabesignal führende Signalleitung, an eine Vorsteuerleitung, die zu einer in Richtung der zweiten Steuerstellung wirkenden Steuerfläche des Stelldruckventils geführt ist, und an eine zu einem Behälter geführte Entlastungsleitung angeschlossen, wobei das Vorsteuerventil eine erste Steuerstellung aufweist, in der die Signalleitung mit der Vorsteuerleitung verbunden ist, und eine zweite Steuerstellung aufweist, in der die Vorsteuerleitung mit der Entlastungsleitung verbunden ist. Ein derartiges Vorsteuerventil weist eine einfache Bauweise auf und kann mit geringem Bauaufwand von einem Längsschieberventil gebildet werden. Durch die Steuerung der Verbindung der Vorsteuerleitung mit der das Vorgabesignal führenden Signalleitung bzw. der Entlastungsleitung kann mit dem Vorsteuerventil auf einfache Weise die Ansteuerung und Beaufschlagung des Stelldruckventils durch das Vorgabesignal gesteuert werden.
Bevorzugt ist das Vorsteuerventil mittels einer Federeinrichtung in Richtung der ersten Steuerstellung und von dem hydraulischen Rückstellsignal in Richtung der zweiten Steuerstellung beaufschlagt. Bei einem an der Umlaufdruckwaage erzeugten hydraulischen Rückstellsignal, das ein Maß für den von der Pumpe geförderten, den Bedarf der angesteuerten Verbraucher übersteigenden Überschussförderstrom ist, wird somit durch eine Beaufschlagung des Vorsteuerventils in die zweite Steuerstellung die Vorsteuerleitung des Stelldruckventils zum Behälter entlastet und somit das das Stelldruckventil beaufschlagende Vorgabesignal verringert, so dass die Beaufschlagung des Stelldruckventils in Richtung der zweiten Steuerstellung über das Vorsteuerventil zum Behälter entlastet ist und das Stelldruckventil, das bevorzugt von einer Federeinrichtung in Richtung der ersten Steuerstellung beaufschlagt ist, in die erste Steuerstellung zur Verringerung des Fördervolumens beaufschlagt wird. Mit dem Vorsteuerventil kann somit auf einfache Weise das Fördervolumen der Pumpe in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal verringert werden und das Fördervolumens der Pumpe an den von den Verbrauchern angeforderten Bedarf zur Verringerung der Verluste eingestellt und angepasst werden.
Mit besonderem Vorteil ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einer das hydraulische Rückstellsignal führenden Rückstellsignalleitung eine Druckbegrenzungseinrichtung zugeordnet. Mit einer derartigen Druckbegrenzungseinrichtung kann auf einfache Weise eine Begrenzung des hydraulischen Rückstellsignals in der Höhe ermöglicht werden und eine Anpassung des Rückstellsignals erzielt werden.
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Rückstellsignalleitung mittels einer Staudüse zu einem Behälter entlastet ist. Mit einer derartigen Staudüse kann von der Rückstellsignalleitung ein Volumenstrom zum Behälter abströmen, wobei über die Wahl der Staudüse der zum Behälter abströmende Volumenstrom verändert und eingestellt und somit der Druckgradient des in der Rückstellsignalleitung anstehenden hydraulischen Rückstellsignals beeinflusst werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Abschalteinrichtung für das hydraulische Rückstellsignal vorgesehen. Mit einer derartigen Abschalteinrichtung kann das an der Umlaufdruckwaage erzeugte hydraulische Rückstellsignal, das zu einer Verringerung des Fördervolumens der Pumpe führt, auf einfache Weise unterbrochen werden. Mit einer derartigen Abschalteinrichtung kann für bestimmte Verbraucherbewegungen, beispielsweise einem Schütteln am Verbraucher, durch Abschalten des hydraulischen Rückstellsignals auf einfache Weise eine unerwünschte Verringerung der Fördermenge der Pumpe vermieden werden und eine verbesserte Dynamik des angesteuerten Verbrauchers und somit des Antriebssystems bei bestimmten Betriebszuständen erzielt werden.
Mit besonderem Vorteil ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Abschalteinrichtung von einem Abschaltventil gebildet, das in einer das hydraulische Rückstellsignal führenden Rückstellsignalleitung angeordnet ist. Mit einem Abschaltventil in der Rückstellsignalleitung kann das an der Umlaufdruckwaage erzeugte hydraulische Rückstellsignal, das zu einer Verringerung des Fördervolumens der Pumpe führt, auf einfache Weise unterbrochen und somit die Verringerung der Fördermenge der Pumpe durch das hydraulische Rückstellsignal abgeschaltet werden.
Hinsichtlich eines einfachen Aufbaus ergeben sich Vorteile, wenn das Abschaltventil eine Zuschaltstellung aufweist, in der die zu dem Vorsteuerventil geführte Rückstellsignalleitung geöffnet ist, und eine Abschaltstellung aufweist, in der die Rückstellsignalleitung abgesperrt ist. Mit einem derartigen Zweistellungsventil, beispielsweise einem einfach aufgebauten Schaltventil, kann auf einfache Weise ein Zu- und Abschalten des hydraulischen Rückstellsignals für die Steuerung der Fördermenge der Pumpe ermöglicht werden.
Sofern in der Abschaltstellung des Abschaltventils ein zu dem Vorsteuerventil geführter Zweig der Rückstellsignalleitung zu einem Behälter entlastet ist, kann auf einfache Weise eine Entlastung des Vorsteuerventils an der in Richtung der zweiten Steuerstellung wirkenden Steuerseite erzielt werden, so dass das Vorsteuerventil von der Federeinrichtung in die erste Steuerstellung beaufschlagt ist, in der das Stelldruckventil von dem in der Signalleitung anstehenden Vorgabesignal in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkenden zweiten Steuerstellung beaufschlagt ist und die Pumpe einen dem Vorgabesignal entsprechenden voreingestellten Förderstrom liefert.
Zweckmäßigerweise ist Abschaltventil mittels einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere einem Schaltmagnet, zwischen der Zuschaltstellung und der Abschaltstellung betätigbar. Das Abschaltventil kann hierbei hydraulisch, elektro-hydraulisch oder direkt elektrisch betätigt werden. Eine direkte elektrische Betätigung des Abschaltventils durch einen Schaltmagnet ermöglicht eine einfache und kostengünstige Betätigung des Abschaltventils.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung steuert das Stelldruckventil die Beaufschlagung eines in Richtung der Verringerung des Fördervolumens wirkenden Stelldruckraums einer mit der Fördervolumenstelleinrichtung in Wirkverbindung stehenden Stellkolbeneinrichtung, wobei in der ersten Steuerstellung der Stelldruckraum mit einer Stelldruckleitung verbunden ist und in der zweiten Steuerstellung der Stelldruckraum zu einem Behälter entlastet ist. Mit einem derartigen Stelldruckventil kann auf einfache Weise in der ersten Steuerstellung, in der der Stelldruckraum der Stellkolbeneinrichtung mit einer Stelldruckleitung verbunden und von einem entsprechenden Stelldruck beaufschlagt ist, einer Verringerung des Fördervolumens der Pumpe erzielt werden, und in der zweiten Steuerstellung durch eine Entlastung des Stelldruckraums der Stellkolbeneinrichtung zum Behälter eine Erhöhung des Fördervolumens der Pumpe erzielt werden. Derartige Stelldruckventile sind zur Steuerung des Fördervolumens einer Pumpe üblich. Durch entsprechende Anpassung der Ansteuerung eines derartigen Stelldruckventils in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen, von dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuerten Vorsteuerventil, kann somit eine erfindungsgemäße Pumpe, deren Fördermenge von dem Vorgabesignal und dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuert ist, auf einfache Weise von einer Pumpe mit einem üblichen Stelldruckventil zur Steuerung der Fördermenge abgeleitet und hergestellt werden.
Mit besonderem Vorteil ist die Pumpe mittels des in der Signalleitung anstehenden Vorgabesignals auf ein vorgegebenes Fördervolumen, insbesondere das maximale Fördervolumen, voreingestellt. Durch ein entsprechendes konstantes bzw. unveränderbares Vorgabesignals wird somit die Pumpe durch das das Stelldruckventil in die zweite Steuerstellung beaufschlagende Vorgabesignal auf ein bestimmtes Fördervolumen, bevorzugt das maximale Fördervolumen, eingestellt, wodurch die Pumpe einen vorgegebenen Förderstrom, bevorzugt den maximalen Förderstrom, liefert. Sofern die Verbraucher den von der Pumpe gelieferten Förderstrom nicht vollständig abnehmen, wird an der Umlaufdruckwaage ein hydraulisches Rückstellsignal erzeugt, das durch eine Betätigung des Vorsteuerventils in die zweite Steuerstellung zu einer Verringerung des das Stelldruckventil beaufschlagenden Vorgabesignals führt, so dass das Stelldruckventil in Richtung der ersten Steuerstellung beaufschlagt wird, wobei durch die hierdurch erfolgende Verringerung des Fördervolumens der Pumpe eine Anpassung der Fördervolumens der Pumpe an den Bedarf der Verbraucher erfolgt und der von den Verbrauchern nicht abgenommen Überschußvolumenstrom begrenzt und verringert wird.
Sofern die Pumpe mittels des in der Signalleitung anstehenden Vorgabesignal auf ein vorgegebenes Fördervolumen voreingestellt ist, ergeben sich besondere Vorteile, wenn das Vorgabesignal mittels eines Vorgabeventils, insbesondere eines elektrisch verstellbaren Signals, einstellbar ist. Das durch das Vorgabesignal eingestellte Fördervolumen bildet somit eine Volumenstromvorgabe und eine Volumenstrombegrenzung der Pumpe. Durch Veränderung und Einstellung des Vorgabesignals kann somit auf einfache Weise die Volumenstrombegrenzung der Pumpe verändert und eingestellt und beispielsweise an die Antriebsleistung einer die Pumpe antreibenden Antriebsmaschine angepasst werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen, hydrostatischen Antriebssystems und
2 eine Weiterbildung der 1.

In der 1 ist ein Schaltplan eines erfindungsgemäßen, Load-Sensing geregelten Antriebssystems 1 dargestellt. Das Antriebssystem 1 wird beispielsweise in einer mobilen Arbeitsmaschine, bevorzugt einem Bagger oder einem Flurförderzeug, eingesetzt.
Das Antriebssystem 1 weist eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe 2 auf, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zum Antrieb mit einer Antriebsmaschine 3, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, in trieblicher Verbindung steht. Die Pumpe 2 steht saugseitig mittels einer Leitung 4 mit einem Behälter 5 in Verbindung und fördert in einer Förderleitung 6.
Zur Steuerung eines oder mehrerer Verbraucher V ist jeweils ein Steuerventil 7 vorgesehen, das als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet ist.
Das Steuerventil 7 ist jeweils an die Förderleitung 6, eine Behälterleitung 9 sowie zu dem Verbraucher V geführte Druckmittelleitungen 8a, 8b angeschlossen. Bei einer Betätigung des Steuerventils 7 steuert das Steuerventil 7 in entsprechenden Steuerstellungen 7a, 7b die Verbindung von zu dem Verbraucher 6 geführten Druckmittelleitungen 8a, 8b mit der Förderleitung 6 und einer Behälterleitung 9 und gibt in Abhängigkeit von einem in Steuerleitungen 7c, 7d anstehenden Ansteuersignal einen bestimmten Öffnungsquerschnitt von der Förderleitung 6 zur Druckmittelleitung 8a bzw. 8b frei. Dem Steuerventil 7 können nicht näher dargestellte Druckwaagen zur lastdruckunabhängigen Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers 6 zugeordnet sein.
Die Pumpe 2 ist als in der Fördermenge verstellbare Pumpe ausgebildet, deren Fördervolumen mittels einer Fördervolumenstelleinrichtung 10 einstellbar ist. Hierzu ist eine Stellkolbeneinrichtung 11 vorgesehen, die einen in einem Stellzylinder 12 angeordneten Stellkolben 13 aufweist, der mit einem Fördervolumenstellglied S, beispielsweise einer in der Neigung verstellbaren Schrägscheibe einer als Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgebildeten Pumpe, der Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Wirkverbindung steht.
Die als Stufenkolben ausgebildete Stellkolbeneinrichtung 11 weist einen Stelldruckraum 14 auf, der die Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Richtung eines maximalen Fördervolumens beaufschlagt. Die Stellkolbeneinrichtung 11 weist einen weiteren, in der Fläche vergrößerten Stelldruckraum 15 auf, der die Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Richtung eines minimalen Fördervolumens beaufschlagt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende Stelldruckraum 14 der Stellkolbeneinrichtung 11 an eine Stelldruckleitung 16 angeschlossen. Zur Steuerung der Beaufschlagung des in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkenden Stelldruckraums 15 der Stellkolbeneinrichtung 11 ist ein Stelldruckventil 20 vorgesehen, das eingangsseitig ebenfalls an die Stelldruckleitung 16 angeschlossen ist. Zusätzlich oder alternativ zu der Beaufschlagung des Stelldruckraums 14 durch die Stelldruckleitung 16 kann in dem Stelldruckraum 14 eine Federeinrichtung angeordnet werden, die die Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Richtung eines maximalen Fördervolumens beaufschlagt.
Das Stelldruckventil 20 weist eine in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende erste Steuerstellung 20a und eine in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende zweite Steuerstellung 20b auf. Hierzu ist das Stelldruckventil 20 an eine zu dem Behälter 5 geführte Entlastungsleitung 21 angeschlossen. In der ersten Steuerstellung 20a ist der Stelldruckraum 15 mit der Stelldruckleitung 16 verbunden. In der ersten Steuerstellung 20a wird bei gleichem in den Stelldruckräumen 14, 15 anstehenden Stelldruck somit die Stellkolbeneinrichtung 11 aufgrund der Flächendifferenz der Stelldruckräume 14, 15 von dem im Steuerdruckraum 15 anstehenden Stelldruck nach in der 1 rechts in Richtung einer Verringerung der Fördervolumens beaufschlagt. In der zweiten Steuerstellung 20b ist der Stelldruckraum 15 mit dem Behälter 5 verbunden. Durch den im Steuerdruckraum 14 anstehenden Stelldruck wird somit die Stellkolbeneinrichtung 11 in der zweiten Steuerstellung 20b nach in der 1 links in Richtung einer Erhöhung der Fördervolumens beaufschlagt. Das Stelldruckventil 20 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Längsschieberventil ausgebildet und kann zwischen den Steuerstellungen 20a, 20b mit einer Sperrstellung 20c versehen werden.
Der Steuerschieber des Stelldruckventils 20 ist mittels einer Federeinrichtung 22 in Richtung der ersten Steuerstellung 20a beaufschlagt. Zur Betätigung des Steuerschiebers des Stelldruckventils 20 in Richtung der zweiten Steuerstellung 20b ist eine Steuerfläche 23 vorgesehen, die mit einer Vorsteuerleitung 25 in Verbindung steht. Das Stelldruckventil 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Regelventil ausgebildet, wobei der Steuerschieber in einer verschiebbare Hülse angeordnet ist, die über eine mechanische Kopplung 26 mit der Stellkolbeneinrichtung 11 bzw. der Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Wirkverbindung steht.
Die Stelldruckleitung 16 steht im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Förderleitung 6 der Pumpe 2 und/oder einer Steuerdruckquelle 17 in Verbindung, beispielsweise einer nicht näher dargestellten Steuerdruck- oder Speisepumpe des Antriebssystems 1. Eine von zwei Sperrventilen, beispielsweise Rückschlagventilen, gebildete Auswahlventileinrichtung 18 stellt die Beaufschlagung der Stelldruckleitung 16 mit dem Förderdruck der Pumpe 1 bzw. dem Druck der Steuerdruckquelle 17 sicher.
Die Pumpe 2 der 1 ist mittels eines hydraulischen Vorgabesignals in Richtung einer Erhöhung der Fördermenge beaufschlagbar. Hierzu ist eine das Vorgabesignal führende Signalleitung 27 an die Vorsteuerleitung 25 anschließbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Signalleitung 27 unter Zwischenschaltung eines elektrisch ansteuerbaren Vorgabeventils 28 an die Stelldruckleitung 16 angeschlossen. Das Vorgabeventil 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem mittels eines Proportionalmagneten 29 elektrisch einstellbaren Druckregelventil ausgebildet, mit dem aus dem in der Stelldruckleitung 16 anstehenden Druck in der Signalleitung 27 ein entsprechender Vorgabedruck als hydraulisches Vorgabesignal erzeugbar ist. Durch die Höhe des Vorgabesignals kann durch entsprechende Ansteuerung des Stelldruckventils 20 ein bestimmtes Fördervolumen der Pumpe 2 vorgeben werden, so dass die Pumpe 2 einen vorgegebenen Volumenstrom als Volumenstrombegrenzung fördert. Bevorzugt ist das Vorgabesignal derart ausgeführt, dass die Pumpe 2 bei in der Vorsteuerleitung 25 anstehendem Vorgabesignal, wobei das Stelldruckventil 20 in Richtung der zweiten Steuerstellung 20b beaufschlagt ist, auf das maximale Fördervolumen voreingestellt ist.
Die Pumpe 2 ist von einem hydraulischen Rückstellsignal, das den von der Pumpe 2 überschüssig, den Bedarf der Verbraucher V übersteigenden Volumenstrom erfasst, in Richtung einer Verringerung des Fördervolumen beaufschlagt. Zur Erzeugung des hydraulischen Rückstellsignals ist in einer von der Förderleitung 6 abzweigenden Zweigleitung 30 eine Umlaufdruckwaage 31 angeordnet, wobei die Umlaufdruckwaage 31 eingangsseitig an die Zweigleitung 30 und ausgangsseitig an eine das hydraulische Rückstellsignal führende Rückstellsignalleitung 32 angeschlossen ist. In Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal wird die Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Richtung auf eine Verringerung der Fördermenge der Pumpe 2 gesteuert, um den von der Pumpe 2 geförderten Förderstrom auf den von dem angesteuerten Verbraucher V angeforderten Bedarf auszuregeln.
Die Umlaufdruckwaage 31 weist eine die Verbindung der Zweigleitung 30 mit der Rückstellsignalleitung 32 absperrende Sperrstellung 31a und eine die Zweigleitung 30 mit der Rückstellsignalleitung 32 verbindende Durchflussstellung auf, die eine Rückstellsignalerzeugungsstellung 31b bildet. Die Umlaufdruckwaage 31 ist in Richtung der Sperrstellung 31a von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher V sowie einer Federeinrichtung 33 beaufschlagt und in Richtung der Rückstellsignalerzeugungsstellung 31b von dem Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagt. Hierzu ist an eine in Richtung einer Sperrstellung 31a wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 31 eine den höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher V führende Lastdruckmeldeleitung 34 angeschlossen. An eine in Richtung der Rückstellsignalerzeugungsstellung 31b wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 31 ist eine von der Förderleitung 6 bzw. der Zweigleitung 30 abzweigende Steuerleitung 35 angeschlossen. Die Umlaufdruckwaage 31 ist bevorzugt als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist das Stelldruckventil 20 als vorgesteuertes Stelldruckventil 20 ausgebildet, wobei ein von dem hydraulischen Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 32 gesteuertes Vorsteuerventil 40 vorgesehen ist, mit dem die Beaufschlagung der Steuerfläche 23 des Stelldruckventils 20 und somit die Beaufschlagung des Stelldruckventils 20 in Richtung der zweiten Steuerstellung 20b durch das Vorgabesignal zur Verringerung der Fördermenge der Pumpe 2 in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal übersteuerbar ist.
Das Vorsteuerventil 40 ist hierzu an die das Vorgabesignal führende Signalleitung 27, die zu der Steuerfläche 23 des Stelldruckventils 20 geführte Vorsteuerleitung 25 und eine zu dem Behälter 5 geführte Entlastungsleitung 41 angeschlossen. Das Vorsteuerventil 40 weist eine erste Steuerstellung 40a auf, in der die Signalleitung 27 mit der Vorsteuerleitung 25 in Verbindung steht. In der ersten Steuerstellung 40a ist weiterhin die Entlastungsleitung 41 abgesperrt. Weiterhin weist das Vorsteuerventil 40 eine zweite Steuerstellung 40b auf, in die die Vorsteuerleitung 25 mit der Entlastungsleitung 41 verbunden ist. In der zweiten Steuerstellung 40b ist die Signalleitung 27 abgesperrt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Vorsteuerventil 40 als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil, beispielsweise Längsschieberventil, ausgebildet.
Das Vorsteuerventil 40 ist mittels einer Federeinrichtung 42 in Richtung der ersten Steuerstellung 40a beaufschlagt und von dem in der Rückstellsignalleitung 32 geführten hydraulischen Rückstellsignal in Richtung der zweiten Steuerstellung 40b beaufschlagt.
Die erfindungsgemäße elektro-hydraulisch in der Fördermenge vorgesteuerte Pumpe 2 ist bei einer entsprechenden elektrischen Ansteuerung des Vorgabeventils 28 durch das von dem Vorgabeventil 28 in der Signalleitung 27 erzeugte hydraulische Vorgabesignal, das bei in der ersten Steuerstellung 40a befindlichem Vorsteuerventil 40 das Stelldruckventil 20 in Richtung der zweiten Steuerstellung 20b beaufschlagt, auf eine bestimmte Fördermenge, bevorzugt die maximale Fördermenge, beispielsweise den maximalen Schwenkwinkel einer Schrägscheibe einer als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgebildeten Pumpe, voreingestellt. Wird hierbei der von der Pumpe 2 gelieferte Förderstrom von den Verbrauchern V des Antriebssystems 1 nicht abgenommen, wird die Umlaufdruckwaage 31 von dem Förderdruck des Pumpe 2 entgegen der Kraft der Feder 33 und dem im Falle eines oder mehrerer angesteuerter Verbraucher V in der Lastdruckmeldeleitung 34 anstehenden Lastdruckes in Richtung der Rückstellsignalerzeugungsstellung 31b beaufschlagt, in der in der Rückstellsignalleitung 32 ein hydraulisches Rückstellsignal erzeugt wird. Das von dem hydraulischen Rückstellsignal angesteuerte Vorsteuerventil 40 wird von dem erzeugten hydraulischen Rückstellsignal in Richtung der zweiten Steuerstellung 40b beaufschlagt, wobei über die zusätzliche Signalgasse der Vorsteuerleitung 25 zur Entlastungsleitung 41 das das Stelldruckventil 20 an der Steuerfläche 23 in Richtung der zweiten Steuerstellung beaufschlagende Vorgabesignal entlastet und somit verringert wird, so dass das Stelldruckventil 20 von der Federeinrichtung 22 in Richtung der ersten Steuerstellung 20a beaufschlagt wird, in der die Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Richtung einer Verringerung der Fördermenge beaufschlagt wird, beispielsweise eine Schrägscheibe zurückschwenkt. Mit dem in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal angesteuerten Vorsteuerventil 40 kann somit die durch das Vorgabesignal in der Signalleitung 27 auf eine voreingestellten Fördermenge eingestellte Pumpe 10 durch das hydraulische Rückstellsignal zur Verringerung der Fördermenge übersteuert werden. Der von der auf die vorgegebene Fördermenge voreingestellten Pumpe 2 gelieferte Fördervolumenstrom kann somit in Abhängigkeit von der Förderstromanforderung der Verbraucher V zurückgenommen und verringert werden. Hierdurch wird erzielt, dass der den Bedarf der Verbraucher V übersteigende und von der Pumpe 2 geförderte Überschußvolumenstrom verringert und begrenzt wird.
In der 2 ist eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Bei dem Antriebssystem 1 der 2 ist ergänzend zu dem Antriebssystem 1 der 1 der Rückstellsignalleitung 32 eine Druckbegrenzungseinrichtung 50 zugeordnet, mit der die Höhe des in der Rückstellsignalleitung 32 geführten hydraulischen Rückstellsignals begrenzbar und gegebenenfalls einstellbar ist. Die Druckbegrenzungseinrichtung 50 ist als Druckbegrenzungsventil ausgebildet, das in einer von der Rückstellsignalleitung 32 abzweigenden, zum Behälter 5 geführten Zweigleitung 51 angeordnet ist.
Weiterhin ist bei der 2 ergänzend zu dem Antriebssystem der 1 die Rückstellsignalleitung 32 mittels einer Staudüse 60 zu dem Behälter 5 entlastbar. Die Staudüse, beispielsweise eine Blende, ist in einer von der Rückstellsignalleitung 32 zum Behälter 5 geführten Zweigleitung 61 angeordnet. Mit der Staudüse 60 kann durch einen aus der Rückstellsignalleitung 32 zum Behälter abströmenden Volumenstrom der Druckgradient des erzeugten hydraulischen Rückstellsignals beeinflusst werden.
Durch die Druckbegrenzungseinrichtung 50 und die Staudüse 60 wird eine flexible und einfache Einbindung der erfindungsgemäßen Fördermengensteuerung bei verschiedenen Stelldruckventilen 20 und unterschiedlichen Ansteuervarianten der Fördermengenstellvorrichtung mit unterschiedlichen Stelldruckniveau möglich. Die Druckhöhe des hydraulischen Rückstellsignals in der Rückstellsignalleitung 32 und des Stelldrucks in der Stelldruckleitung 16 ist hierbei bis auf den maximalen Pumpendruck möglich.
Weiterhin ist bei der 2 ergänzend zu dem Antriebssystem der 1 eine Abschalteinrichtung 70 für das die Verringerung der Fördermenge der Pumpe 2 bewirkende hydraulische Rückstellsignal vorgesehen.
Die Abschalteinrichtung 70 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem in der Rückstellsignalleitung 32 angeordneten Abschaltventil 71 ausgebildet, das eine Zuschaltstellung 71a aufweist, in der die Rückstellsignalleitung 32 geöffnet ist. Das Abschaltventil 32 weist weiterhin eine Abschaltstellung 71b auf, in der die Rückstellsignalleitung 32 abgesperrt ist. Um in der Abschaltstellung 71 b eine Entlastung der Ansteuerung des Vorsteuerventils 40 von dem hydraulischen Rückstellsignal und somit eine Beaufschlagung des Vorsteuerventils 40 durch die Federeinrichtung 42 in die erste Steuerstellung 40a zum Abschalten des durch das hydraulische Rückstellsignals bewirkten Zurückschwenkens der Pumpe 2 zu erzielen, ist das Abschaltventil 71 an eine zu dem Behälter 5 geführte Entlastungsleitung 72 angeschlossen, wobei in der Abschaltstellung 71b der zu dem Vorsteuerventil 40 geführte Zweig der Rückstellsignalleitung 32 mit der Entlastungsleitung 72 verbunden und somit zu dem Behälter 5 entlastet ist. In der Abschaltstellung 71b ist weiterhin der von der Umlaufdruckwaage 31 kommende Zweig der Rückstellsignalleitung 32 abgesperrt. In der Zuschaltstellung 71a ist die Entlastungsleitung 72 abgesperrt.
Das Abschaltventil 71 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schaltventil ausgebildet. Das Abschaltventil 71 ist mittels einer Betätigungseinrichtung 75 zwischen der Zuschaltstellung 71a und der Abschaltstellung 71b betätigbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abschaltventil 71 elektrisch betätigbar, wobei als Betätigungsvorrichtung 75 ein Schaltmagnet vorgesehen ist.
Mit dem Abschaltventil 71 kann in bestimmten Betriebszuständen durch eine Betätigung in die Abschaltstellung 71 b und somit durch eine Unterbrechung des erzeugten hydraulischen Rückstellsignals, das eine Verringerung der Fördermenge der Pumpe 2 bewirkt, eine verbesserte Dynamik des Antriebssystems 1 erzielt werden. Durch eine Verhinderung der Verringerung der Fördermenge der Pumpe 2 bei in der Abschaltstellung 71b befindlichem Absperrventil 71 kann bei bestimmten Verbraucherbewegungen eine deutlich verbesserte Dynamik des Antriebssystems 1 erzielt werden. Derartige Verbraucherbewegungen sind beispielsweise schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungen des Verbrauchers V, mit denen ein Schütteln am Verbraucher V erzielt werden soll. Bei einer als Bagger ausgebildeten Arbeitsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem kann ein derartiges Schütteln an einem einen Baggerlöffel steuernden Verbraucher V gewünscht sein, um ein dosiertes Ausleeren des Baggerlöffels zu ermöglichen.
Bei der 2 ist das Antriebssystem 1 mit der Druckbegrenzungseinrichtung 50, der Staudüse 60 und der Abschalteinrichtung 70 versehen. Die Druckbegrenzungseinrichtung 50 kann hierbei - wie in der 2 dargestellt ist - stromab der Abschalteinrichtung 70 und somit zwischen der Abschalteinrichtung 70 und dem Vorsteuerventil 40 angeordnet sein. Alternativ ist eine Anordnung der Druckbegrenzungseinrichtung 50 stromauf der Abschalteinrichtung 70 und somit zwischen der Abschalteinrichtung 70 und der Umlaufdruckwaage 31 möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 ist ebenfalls eine voneinander unabhängige Anordnung der Druckbegrenzungseinrichtung 50, der Staudüse 60 und der Abschalteinrichtung 70 denkbar. So kann das Antriebssystem 1 lediglich mit der Druckbegrenzungseinrichtung 50 und der Staudüse 60 ohne Abschalteinrichtung 70 versehen werden. Ebenso kann das Antriebssystem 1 lediglich mit der Abschalteinrichtung 70 ohne die Druckbegrenzungseinrichtung 50 und ohne die Staudüse 60 ausgestattet werden.
Die Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf.
Durch die Vorsteuerung des Stelldruckventils 20 durch das von dem hydraulischen Rückstellsignal angesteuerte Vorsteuerventil 40 und die dadurch erzielte Übersteuerungsmöglichkeit kann ein üblich aufgebautes Stelldruckventil 20 bei der erfindungsgemäßen, von dem Vorgabesignal und dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuerten Pumpe 1 verwendet werden, so dass die erfindungsgemäße Pumpe 2, die von dem Vorgabesignal auf eine vorgegebene, bevorzugt die maximale Fördermenge, im Sinne einer Volumenstrombegrenzung voreingestellt ist und in Abhängigkeit von dem an der Umlaufdruckwaage 31 erzeugten hydraulischen Rückschwenksignal in Richtung einer Verringerung der Fördermenge beaufschlagt ist, von einer üblichen Pumpe 2 mit einer von einem Stelldruckventil 20 betätigten Fördervolumenstelleinrichtung 10 abgeleitet werden kann. Durch das Vorsteuerventil 40 wird an der Pumpe 2 eine Übersteuerungsmöglichkeit der durch das Vorgabesignal vorgegebenen Volumenstrombegrenzung erzielt, die unabhängig von der mittels des Vorgabesignals vorgegeben Volumenstromeinstellung ist. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer mobilen Arbeitsmaschine kann die Pumpe 2 auf einfache Weise in Verbindung mit einer Fahrzeugsteuerung in eine Fördervolumenregelung einbezogen werden.
In Verbindung mit der Druckbegrenzungseinrichtung 50, der Staudüse 60 und/oder der Abschalteinrichtung 70 sowie des einstellbaren Vorgabeventils 28 zur Anpassung des Vorgabesignals ergeben sich weiterhin einfache Abstimmungsmöglichkeiten des Antriebssystems 1 und Vorteile hinsichtlich eines geringen Energieverbrauchs des Antriebssystems 1.

Claims

Hydrostatisches Antriebssystem (1) mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe (2), die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers (V) vorgesehen ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) mittels eines Vorgabesignals in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens gesteuert ist und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignal in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens gesteuert ist, wobei zur Erzeugung des Rückstellsignals eine Umlaufdruckwaage (31) vorgesehen ist, die in einer Rückstellsignalerzeugungsstellung (31b) das hydraulische Rückstellsignal erzeugt, wobei zur Steuerung der Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) ein von dem Vorgabesignal beaufschlagbares Stelldruckventil (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stelldruckventil (20) als vorgesteuertes Stelldruckventil ausgebildet ist, das eine in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkende erste Steuerstellung (20a) und eine in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkende zweite Steuerstellung (20b) aufweist, wobei ein von dem hydraulischen Rückstellsignal gesteuertes Vorsteuerventil (40) vorgesehen ist, mit dem die Beaufschlagung des Stelldruckventils (20) durch das Vorgabesignal in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal übersteuerbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stelldruckventil (20) von dem Vorgabesignal in Richtung der zweiten Steuerstellung (20b) beaufschlagt ist, wobei zur Übersteuerung des Stelldruckventils (20) mittels des Vorsteuerventils (40) die Beaufschlagung des Stelldruckventils (20) durch das Vorgabesignal in Richtung der zweiten Steuerstellung (20b) steuerbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Vorsteuerventils (40) in Abhängigkeit von dem hydraulischen Rückstellsignal die Beaufschlagung des Stelldruckventils (20) durch das Vorgabesignals entlastbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (40) an eine das Vorgabesignal führende Signalleitung (27), an eine Vorsteuerleitung (25), die zu einer in Richtung der zweiten Steuerstellung (20b) wirkenden Steuerfläche (23) des Stelldruckventils (20) geführt ist, und an eine zu einem Behälter (5) geführte Entlastungsleitung (41) angeschlossen ist, wobei das Vorsteuerventil (40) eine erste Steuerstellung (40a) aufweist, in der die Signalleitung (27) mit der Vorsteuerleitung (25) verbunden ist, und eine zweite Steuerstellung (40b) aufweist, in der die Vorsteuerleitung (25) mit der Entlastungsleitung (41) verbunden ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (40) mittels einer Federeinrichtung (42) in Richtung der ersten Steuerstellung (40a) und von dem hydraulischen Rückstellsignal in Richtung der zweiten Steuerstellung (40b) beaufschlagt ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer das hydraulische Rückstellsignal führenden Rückstellsignalleitung (32) eine Druckbegrenzungseinrichtung (50) zugeordnet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellsignalleitung (32) mittels einer Staudüse (60) zu einem Behälter (5) entlastet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschalteinrichtung (70) für das hydraulische Rückstellsignal vorgesehen ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (70) von einem Abschaltventil (71) gebildet ist, das in einer das hydraulische Rückstellsignal führenden Rückstellsignalleitung (32) angeordnet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (71) eine Zuschaltstellung (71a) aufweist, in der die zu dem Vorsteuerventil (40) geführte Rückstellsignalleitung (32) geöffnet ist, und eine Abschaltstellung (71b) aufweist, in der die Rückstellsignalleitung (32) abgesperrt ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abschaltstellung (71b) des Abschaltventils (71) ein zu dem Vorsteuerventil (40) geführter Zweig der Rückstellsignalleitung (32) zu einem Behälter (5) entlastet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (71) mittels einer Betätigungsvorrichtung (75), insbesondere einem Schaltmagnet, zwischen der Zuschaltstellung (71a) und der Abschaltstellung (71b) betätigbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stelldruckventil (20) die Beaufschlagung eines in Richtung der Verringerung des Fördervolumens wirkenden Stelldruckraums (15) einer mit der Fördervolumenstelleinrichtung (10) in Wirkverbindung stehenden Stellkolbeneinrichtung (11) steuert, wobei in der ersten Steuerstellung (20a) der Stelldruckraum (15) mit einer Stelldruckleitung (16) verbunden ist und in der zweiten Steuerstellung (20b) der Stelldruckraum (15) zu einem Behälter (5) entlastet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) mittels des in einer Signalleitung anstehenden Vorgabesignals auf ein vorgegebenes Fördervolumen, insbesondere das maximale Fördervolumen, voreingestellt ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgabesignal mittels eines Vorgabeventils (28), insbesondere eines elektrisch verstellbaren Signals, einstellbar ist.