-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Offenbarung richtet sich auf ein hydrostatisches Antriebssystem
und insbesondere auf ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer variablen
Ladungspumpe, die unter Druck stehendes Make-up- und Pilotströmungsmittel
liefert.
-
Hintergrund
-
Differential-Lenksysteme
werden üblicherweise in vielen Bauarten von Fahrzeugen
verwendet, und zwar einschließlich beispielsweise denjenigen Fahrzeugen,
die konstruiert sind für mit dem Bau in Zusammenhang stehenden
Aktivitäten. Jedes dieser Fahrzeuge weist typischerweise
zwei Erdeingriffs-Zugvorrichtungen auf, die beispielsweise kontinuierliche
Bänder, Ketten oder Reifen sein können. Die Erdeingriffs-Zugvorrichtungen
sind auf entgegen gesetzten Seiten des Fahrzeugs angeordnet und können
gedreht werden, um das Fahrzeug längs eines gewählten
Pfades anzutreiben.
-
Ein
Differential-Lenksystem führt oder leitet das Fahrzeug
entlang eines gewählten Pfades, und zwar durch Änderungen
der relativen Geschwindigkeit der Erdeingriffs-Traktions- oder Zugvorrichtungen.
Beispielsweise gilt Folgendes: Um ein Fahrzeug nach links zu lenken,
wird die linke Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung mit einer geringeren
Geschwindigkeit gedreht als oder in entgegen gesetzter Richtung zur
rechten Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung. Um das Fahrzeug nach
rechts zu lenken, wird die rechte Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung
mit einer geringeren Geschwindigkeit gedreht als oder in einer Richtung
entgegengesetzt zur linken Eingriffs-Traktionsvorrichtung. Der relative
Unterschied oder die relative Differenz der Geschwindigkeiten oder Richtungen bewirkt,
dass sich das Fahrzeug in der Richtung der niedrigeren Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung
oder in Richtung der sich entgegengesetzt bewegenden Traktionsvorrichtung
dreht.
-
Einige
Differential-Lenksysteme weisen eine hydraulische Regelschaltung
auf, die eine variable Pumpe und einen Hydraulikmotor verwendet.
Die Pumpe treibt den Motor an, um eine Welle in einer von zwei Richtungen
zu drehen. Die Rotation der Welle in einer Richtung bewirkt, dass
eine Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung sich mit einer höheren
Geschwindigkeit bewegt als die andere Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung.
Die Drehung der Welle in der zweiten Richtung bewirkt, dass sich
die andere Erdeingriffs-Traktionsvorrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit
dreht. Die Drehgeschwindigkeit der Welle diktiert die Größe
der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Erdeingriffs-Traktionsvorrichtungen.
-
Obwohl
Hydraulikschaltungen mit geschlossener Regelschleife, also hydraulische
Regelschaltungen, in effizienter Weise das Lenken der Traktionsvorrichtungen
steuern können, können auch Probleme auftreten.
Beispielsweise kann das Strömungsmittel, welches durch
eine geschlossene Schleife der hydraulischen Schaltung fließt,
durch interne Leckstellen in Pumpe und Motor entweichen, wodurch
der Systemdruck unterhalb akzeptabler Grenzen bei Pumpe und Motor
reduziert wird. Da die Hydraulikschaltung geschlossen ist, kann
es zudem dazu kommen, dass durch die Schleife zirkulierendes Strömungsmittel
sich bei schweren Belastungsbedingungen erhitzt. Um eine Kompensation
für das Entweichen und das überhitzte Strömungsmittel
vorzusehen, verwenden Schaltungen mit geschlossener Schleife (Regelschaltungen)
oftmals Pumpen mit fester Verdrängung, die als Lade- bzw.
Ladungspumpen bekannt sind. Ladungspumpen liefern hydraulische Leistung
proportional zur Motorausgangsgröße mit einem
konstanten Druck für das Strömungsmitte-Make-up
und für die Steuerbetätigung.
-
Parasitäre
Leistungsverluste sind ein Problem bei allen Hydrauliksystemen einschließlich
von Schaltungen mit geschlossener Schleife, die Ladungspum pen besitzen.
Ein Hauptbeitrag zu diesen parasitären Verlusten ist die
verschwendete Hydraulikleistung des Ladungsflusses bzw. der Strömung, der
oder die über ein Entlastungsventil gedrosselt wird. Dies
kann bei Betriebszuständen oder Betriebsbedingungen auftreten,
wo der Ladungsfluss wesentlich größer als der
erforderliche ist. Ein derartiger Betriebszustand tritt dann auf,
wenn die Hauptpumpe keinen Fluss zum Motor liefert (d. h. es wird
keine Lenkung bewirkt). Es wurde beobachtet, dass dann, wenn das
System unter derartigen Bedingungen arbeitet, der Ladungsfluss signifikant
reduziert werden kann. Zudem sind Pumpen mit fester Verdrängung oftmals
größer bemessen, um die verminderte Leistungsfähigkeit
in Folge des Abriebs zu berücksichtigen. Dies kann zu parasitären
Verlusten in den Leerlauf- und anderen Zuständen führen.
-
Ein
Versuch, sich mit den parasitären Leistungsverlusten in
Folge von verschwendeter Hydraulikleistung auseinanderzusetzen,
kann in der „U. S. Statutory Invention Registration
No. H1977 (die '977-Registration), ausgegeben an Poorman am 7. August
2001, gefunden werden. Die '977-Registration offenbart
ein eine geschlossene Schleife aufweisendes Hydrauliksystem mit
einem variablen Leistungsdruck. Das System weist einen Hydraulikmotor und
eine Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung auf, und
zwar in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle. Das System
weist auch eine Ladeschaltung bzw. einen Ladekreis auf, der Folgendes
umfasst: Eine eine feste Verdrängung besitzende Ladungspumpe,
variable Druckentlastungsventile und ein elektrohydraulisches Proportional-Entlastungsventil.
Eine Steuervorrichtung verändert die Betriebsdruckeinstellung
des proportionalen Entlastungsventils, und zwar ansprechend auf
einen abgefühlten Druckzustand in der geschlossenen Schleife.
Durch Verändern der Betriebsdruckeinstellung des Proportional-Entlastungsventils
kann der Ladungsdruck entsprechend den Erfordernissen des eine geschlossene
Schleife aufweisenden Systems eingestellt werden. Einige parasitäre
Leistungsverluste in Folge des Drosselns werden vermieden durch
Einstellung des Systemdrucks.
-
Obwohl
das System in der '977-Registrierung die parasitären Verluste
des Drucksystems vermindert, ist es noch immer nicht optimal. Speziell setzt
das System noch immer Überschussströmung unter
Druck. Der Überschussladungsstrom in Situationen niedriger
Anforderungen, wie beispielsweise Leerlaufbedingungen, kann zu parasitären
Verlusten selbst dann beitragen, wenn wenig oder keine Drosslung
auftritt. Da die Ladungssystemströmung ungeändert
bleibt, kann das System gemäß der '977-Registrierung
noch immer einen unakzeptablen Pegel parasitären Verlustes
aufweisen.
-
Ferner
kann das System der '977-Registrierung kompliziert und teuer sein.
Das heißt, das System muss mehrere zusätzliche
Komponenten verwenden, um die Entlastungsdrücke zu verändern, wie
beispielsweise ein Proportional-Entlastungsventil und Betätiger
bzw. Aktuatoren oder Aktoren, um die Einstellung durchzuführen.
Die Verwendung von zusätzlichen Komponenten vergrößert
die Kompliziertheit des Systems und kann die Systemkosten erhöhen.
Ferner erhöht die Verwendung von zusätzlichen Komponenten
die Wahrscheinlichkeit eines Systemausfalls in Folge des Ausfalls
einer Komponente.
-
Das
Hydrauliksystem mit geschlossener Schleife gemäß der
Erfindung löst eines oder mehrere der oben genannten Probleme.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß einem
Aspekt richtet sich vorliegende Offenbarung auf ein Hydrauliksystem,
welches ein Reservoir umfasst, und zwar konfiguriert, um eine Strömungsmittelversorgung
zu enthalten. Das Hydrauliksystem weist auch eine Pumpe mit variabler Verdrängung
auf, und zwar konfiguriert zur Lieferung von Ladungsströmungsmittel
und von Pilotsteuerströmungsmittel an das Hydrauliksystem.
Zudem weist das Hydrauliksystem einen Teil mit geschlossener Schleife
auf, und zwar konfiguriert zum Empfang des Ladungsströmungsmittels
von der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung und
einen Antriebsmechanismus. Das hydraulische System weist ferner
einen Pilotströmungsmittel-Versorgungsteil auf, und zwar
konfiguriert zur Leitung des Pilotsteuerströ mungsmittels
von der Pumpe mit variabler Verdrängung zu dem geschlossenen
Schleifenteil, d. h. einem Teil (Regelteil) mit geschlossener Schleife.
-
Konsistent
mit einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren vorgesehen
zur Lieferung von Strömungsmittel an ein Hydrauliksystem. Das
Verfahren umfasst die Unterdrucksetzung von Strömungsmittel
auf eine erste und zweite Druckeinstellung. Das Verfahren weist
auch Folgendes auf: Auswählen einer der ersten und zweiten
Druckeinstellungen ansprechend auf ein Lastsignal. Zudem weist das
Verfahren Folgendes auf: Einstellen einer Strömung des
Strömungsmittels, um einen gewünschten Betriebsdruck
ansprechend auf ein Rückkopplungsignal aufrechtzuerhalten.
Das Verfahren umfasst ferner das Leiten des Strömungsmittels
zu einem hydraulischen Werkzeugsystem und zu einer Hydraulikschaltung
mit geschlossener Schleife (Regelhydraulikschaltung).
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.
-
1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer exemplarischen offenbarten
Maschine;
-
2 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Ladeteils und eines Pilotsteuerteils
eines hydraulischen Systems für die Maschine der 1;
und
-
3 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Lenkschleifenteils des
Hydrauliksystems für die Maschine der 1.
-
Detaillierte Beschreibung
-
1 veranschaulicht
eine exemplarische Maschine 10. Die Maschine 10 kann
eine mobile Maschine sein, die irgendeine Betriebsart ausübt,
und zwar assoziiert mit einer Industrie, wie beispielsweise der
Bergwerks-Industrie, der Bau-Industrie, der landwirtschaftlichen
Industrie, der Transport-Industrie oder irgendeiner anderen Industrie
wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann die
Maschine 10 den in 1 gezeigten
Kettentraktor, einen hydraulischen Bagger, einen Skid-Steer-Loader,
einen landwirtschaftlichen Traktor oder einen Radlader, einen Motor-Grader,
einen Backhoe oder irgendeine andere im Stand der Technik bekannte
Maschine umfassen. Die Maschine 10 kann einen Rahmen 12 aufweisen,
mindestens ein Arbeitswerkzeug 14, eine Leistungsquelle 16 und
mindestens eine Zugvorrichtung 18.
-
Der
Rahmen 12 kann irgendeine strukturelle Einheit umfassen,
die die Bewegung der Maschine 10 und/oder des Arbeitswerkzeugs 14 unterstützt. Der
Rahmen 12 kann beispielsweise ein stationärer Basisrahmen
sein, der die Leistungsquelle 16 mit der Zugvorrichtung 18 verbindet,
ein bewegliches Rahmenglied eines Gelenksystems oder irgendein anderer
im Stand der Technik bekannter Rahmen.
-
Das
Arbeitswerkzeug 14 kann irgendeine Vorrichtung umfassen
oder sein, die zur Ausführung einer Aufgabe benutzt wird.
Beispielsweise kann das Arbeitswerkzeug 14 einen Kübel
aufweisen, eine Klinge, eine Schaufel, ein Reißwerkzeug,
ein Dump-Bed, einen Hammer, einen Auger oder irgendeine andere eine
Aufgabe ausführende Vorrichtung. Das Arbeitswerkzeug 14 kann
bezüglich des Rahmens 12 schwenken, sich drehen,
gleiten, schwingen oder irgendeine andere Relativbewegung ausführen.
-
Die
Leistungsquelle 16 kann ein Verbrennungsmotor sein, wie
beispielsweise ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein mit Gasbrennstoff
belieferter Motor, wie beispielsweise eine Erdgasmaschine, oder
irgendein anderer Motor gemäß dem Stand der Technik.
Die Leistungsquelle 16 kann alternativ auch eine Nichtverbrennungs-Leistungsquelle
sein, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle, eine Leistungsspeichervorrichtung
oder irgendeine andere Leistungsquelle. Die Zugvorrichtung 18 kann
Ketten auf jeder Seite der Maschine 1 (nur eine Seite ist
gezeigt) angeordnet aufweisen und konfiguriert sein, um die Maschine 10 zu
tragen und anzutreiben. Alternativ kann die Zugvorrichtung 18 durch
Räder, Bänder oder andere Zugvorrichtungen gebildet
werden. Die Zugvorrichtung 18 kann lenkbar oder auch nicht
lenkbar sein.
-
Wie
in den 2 und 3 dargestellt, kann die Maschine
ein Hydrauliksystem 20 aufweisen, und zwar mit einer Vielzahl
von Strömungsmittelkomponenten, die zusammenarbeiten, um
eine Lenkvorrichtung 22 (vgl. 3) zu betätigen
und Pilotsteuerströmungsmittel an zusätzliche
Hydrauliksysteme zu liefern, und zwar beispielsweise ein Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 und
ein Brems-Pilotsteuersystem 24 (vgl. 3).
Speziell kann das Hydrauliksystem 20 einen Tank 25 aufweisen,
um einen Vorrat an Strömungsmittel zu enthalten und einen
Ladeteil 26, der strömungsmittelmäßig
mit einem Pilotsteuerteil 28 über einen Strömungsmitteldurchlass (Leitung) 30 verbunden
ist. Das Hydrauliksystem 20 kann auch einen hydrostatischen
Antriebsteil 32 (vgl. 3) aufweisen,
und zwar in Strömungsmittelverbindung mit dem Pilotsteuerteil 28 über
den Strömungsmitteldurchlass 34.
-
Der
Tank 25 kann ein Reservoir bilden, welches konfiguriert
ist, um eine Strömungsmittelversorgung zu enthalten. Das
Strömungsmittel kann beispielsweise ein entsprechend gewähltes
Hydrauliköl sein, ein Motorschmieröl, ein Getriebeschmieröl
oder irgendein anderes im Stand der Technik bekanntes Strömungsmittel.
Ein oder mehrere Hydrauliksysteme innerhalb der Maschine 10 können
Strömungsmittel vom Tank 25 abziehen und dahin
zurück liefern. Es ist ferner ins Auge gefasst, dass das
Hydrauliksystem 20 alternativ mit, wenn gewünscht,
mehrfachen getrennten Strömungsmitteltanks in Verbindung steht.
-
Der
Ladeteil 26 kann Strömungsmittel ergänzen,
welches vom Hydrauliksystem 20 abgegeben wurde, um so einen
gewünschten Druck aufrechtzuerhalten. Wie in 2 gezeigt,
kann der Ladeteil 26 eine Ladepumpe 36 aufweisen,
die derart ausgelegt ist, dass sie Strömungsmittel vom
Tank 25 über eine Saugleitung 38 abzieht
und einen Strömungsmittelfluss zur Unterdrucksetzung des
hydraulischen Systems 20 erzeugt. Die Ladepumpe 36 kann
eine eine variable Verdrängung besitzende Pumpe sein, wie beispielsweise
eine Schrägplattenkolbenpumpe oder irgendeine andere Pumpe
konfiguriert zur Erzeugung einer Strömung von unter Druck
gesetztem Strömungsmittel, die variabel ist. Ferner kann
die Ladungspumpe 36 antriebsmäßig mit
der Leis tungsquelle 16 der Maschine 10 durch beispielsweise
eine Gegenwelle 40, ein (nicht gezeigtes) Band, eine (nicht
gezeigte) elektrische Schaltung oder in irgendeiner anderen geeigneten
Weise verbunden sein, so dass die Ausgangsdrehung der Leistungsquelle 16 eine
Pumpwirkung der Ladungspumpe 36 zur Folge hat.
-
Die
Ladungspumpe 36 kann eine Pumpenströmungs-Steuerkomponente
wie beispielsweise eine Schrägscheibe 42 aufweisen,
um den Hub von einem oder mehreren (nicht gezeigten) Kolben zu verändern,
die mit der Pumpe assoziiert sind. Durch Veränderung des
Hubs der Kolben kann die Pumpenströmung nach Wunsch erhöht
oder vermindert werden, wodurch der Druck des Hydrauliksystems 20 reguliert
wird. Die Ladungspumpe 36 kann auch einen Betätiger
oder eine Betätigungsvorrichtung 44 umfassen,
die betriebsmäßig mit der Schrägscheibe 42 verbunden
ist, um eine Fortsetzung oder Verdrängung der Ladungspumpe 36 zu
regulieren. Der Betätiger 44 kann hydraulisch,
elektronisch oder mechanisch gesteuert sein oder aber auch noch
in irgendeiner anderen Weise betrieben werden, um den Versetzungswinkel
der Schrägscheibe 42 zu regulieren.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Ladungspumpe 36 durch
ein elektrohydraulisches Steuersystem reguliert werden und kann eingestellt
werden, um eine erste und eine zweite vorbestimmte Druckeinstellung
einzustellen. Die erste Druckeinstellung kann eine Standby-Druckeinstellung
sein assoziiert mit einem Betrieb der Ladungspumpe bei der Minimalversetzung
in eine Nicht-Lastsituation. Es sei bemerkt, dass der Standby-Druck sich ändern
kann abhängig von den Systemerfordernissen. Beispielsweise
kann der Standby-Druck der Ladepumpe 36 bei ungefähr
2400 kPa liegen. Die zweite Druckeinstellung kann eine Hochdruckabschneideinstellung
sein äquivalent zu einer auf das Hydrauliksystem 20 einwirkenden
maximalen Last. Beispielsweise kann der Pilotsteuerteil 28 Pilotsteuerströmungsmittel
an das Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 liefern, um
den Betrieb des Arbeitswerkzeuges 14 zu regulieren oder
zu steuern. Wenn das Arbeitswerkzeug 14 einen Schaufelschwebebefehl ausführt,
so kann das Arbeitswerkzeug- Pilotsteuersystem 28 Pilotsteuerströmungsmittel
unter einem Druck von annähernd 3100 kPa anfordern. Der
angeforderte oder erforderliche Druck in Folge des Schaufelschwebebefehls
kann größer sein als irgendeine andere Last, die
auf das Hydrauliksystem 20 einwirkt. Daher kann die Druckabschneideinstellung
der Ladepumpe 36 so eingestellt werden, dass ein Maximaldruck
von annähernd 3100 kPa aufrecht erhalten wird.
-
Der
Betätiger 44 kann auf die Hochdruckabschneid-Betriebsart
oder die Standby-Druckbetriebsart ansprechend auf ein elektronisches
oder ein hydraulisches Lastabfühlsignal von einem Elektromagnetventil 46 eingestellt
werden, welches in einem Arbeitswerkzeug-Hydrauliksystem (nicht
gezeigt) eingestellt werden kann und/oder die Einstellung kann erfolgen
durch eine direkte Manipulation einer Betätigungsvorrichtung 48,
wie beispielsweise einen Joystick, einen Druckknopf, einen Knopf
oder eine andere Betätigungsvorrichtung angeordnet in der
(nicht gezeigten) Benutzerstation. Wenn die Betätigungsvorrichtung 48 ein
Schaufelschwebebefehlssignal an das Arbeitswerkzeug 14 schickt,
so kann ein Elektromagnetventil 46 und/oder eine Betätigungsvorrichtung 48 ein
Lastabfühlsignal an den Betätiger 44 schicken,
und zwar über eine Lastabfühlsignalleitung 50.
Beim Empfang des Lastabfühlsignals kann der Betätiger 44 in
der Hochdruckabschneid-Betriebsart arbeiten. Wenn der Schaufelschwebebefehl
ausgeführt ist, so kann das Lastabfühlsignal beendet
werden und der Betätiger 44 kann in dem Standby-Druckmodus
oder der Betriebsart arbeiten.
-
Zudem
kann der Betätiger 44 die Ladungspumpe 36 regulieren,
und zwar ansprechend auf elektronische oder hydraulische Rückkopplungssignale,
empfangen von den Drucksensoren über die Rückkopplungsleitung 52.
Die Drucksensoren können strategisch an Stellen angeordnet
sein, die geeignet sind zur Bestimmung von einem oder mehreren der
Schaltungsdrücke im Hydrauliksystem 20. Beispielsweise
können die Drucksensoren in dem Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23,
dem Bremspilotsteuersystem 24 und/oder dem hydrostatischen Antriebsteil 32 angeordnet
sein.
-
In
einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die
Ladungspumpe 36 derart eingestellt sein, dass sie nur bei
der Hochdruckabschneideinstellung arbeitet. Die Ladungspumpe 36 kann
den Druck im Hydrauliksystem 20 regulieren, und zwar durch
Verändern des Strömungsmittelflusses. Eine derartige
Einstellung kann durch ein elektrohydraulisches oder ein hydraulisches
Steuersystem reguliert werden, wie dies oben offenbart wurde.
-
Wie
oben beschrieben, kann das unter Druck gesetzte Strömungsmittel
von der Ladungspumpe 36 zu dem Pilotsteuerteil 28 über
Strömungsmitteldurchlass 30 geleitet werden. Der
Pilotsteuerteil 28 kann Pilotsteuerströmungsmittel
an die unabhängigen Hydrauliksysteme, die von der Maschine 10 verwendet werden,
liefern. Solche unabhängigen hydraulischen Systeme können
beispielsweise Folgendes umfassen: Das Bremssteuersystem und das
Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem. Zudem kann der Pilotsteuerteil 28 als
eine Bahn oder Leitung zum Leiten von Strömungsmittel von
dem Ladeteil 26 zum hydrostatischen Antriebsteil 32 dienen.
Der Pilotsteuerteil 28 kann ein Filterelement 54 aufweisen,
einen Druckschalter 56, Akkumulatoren 58 und 60,
ein Druckfreigabeventil 62 und ein Ein/Aus-Ventil 64.
Es wird ins Auge gefasst, dass der Pilotsteuerteil 28 zusätzlich und/oder
unterschiedliche Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise
die folgenden: Nachfüllventile, Druckausgleichsdurchlässe
oder -kanäle, Temperatursensoren, Positionssensoren, Beschleunigungssensoren
und andere Komponenten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.
-
Das
Filterelement 54 kann innerhalb des Strömungsmitteldurchlasses 30 angeordnet
sein, um Verschmutzungen und/oder Wasser aus dem Öl stromabwärts
von der Pumpe 36 zu entfernen. Der Druckschalter 56 kann
mit dem Filterelement 54 assoziiert sein, um zu detektieren,
wann der Druck des durch das Filterelement 54 fließenden
Strömungsmittels unter eine vorbestimmte Grenze abfällt,
wie beispielsweise annähernd 170 kPa. Ein Anstieg in einem
Differenzdruck über die voreingestellte Grenze kann anzeigen,
dass das Strömungsmittel von der Ladungspumpe 36 das
Filterelement 54 durch eine Umgehung 66 umgeht.
Strömungsmittel, welches das Filterelement 54 um geht,
kann anzeigen, dass das Filterelement 54 verstopft ist.
Unter solchen Umständen kann der Druckschalter 56 derart
angeschaltet sein, dass er eine Lampe oder ein Warnlicht (nicht gezeigt),
angeordnet innerhalb einer (nicht gezeigten) Benutzerstation der
Maschine 10, einschaltet, wodurch der Benutzer darauf hingewiesen
wird, dass das Filterelement 54 verstopft ist. Es sei bemerkt, dass
ein Rückschlagventil 68 innerhalb der Umgehung 66 angeordnet
sein kann, und zwar angeordnet stromabwärts von der Ladepumpe 36,
um zu verhindern, dass nicht gefiltertes Strömungsmittel
zurück zur Ladepumpe 36 fließt, wenn
die Leistungsquelle 16 nicht in Betrieb ist. Ferner kann
das Rückschlagventil 68 für einen Druck
bemessen sein, der gleich der voreingestellten Grenze des Druckschalters 56 ist.
-
Nach
dem Durchlauf durch das Filterelement 54 kann das Strömungsmittel
zum Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 über
einen Strömungsmitteldurchlass 70 geleitet werden.
Das gefilterte Strömungsmittel kann auch zu den Bremspilotsteuerungen
und dem hydrostatischen Antriebsteil 32 über Strömungsmitteldurchlass 34 geleitet
werden. Es sei bemerkt, dass die Pilotsteuersysteme, die durch den Pilotsteuerteil 28 beliefert
werden, mit Strömungsmittel dann geladen werden müssen,
wenn die Leistungsquelle 16 sich nicht in Betrieb befindet
und/oder die Ladepumpe 36 eine Fehlfunktion gezeigt hat.
Die Akkumulatoren 58 und 60 können das
Strömungsmittel an die Pilotsteuersysteme unter diesen
Umständen liefern.
-
Die
Akkumulatoren 58 und 60 können jeweils ein
Druckgefäß verkörpern, und zwar gefüllt
mit einem zusammendrückbaren Gas, wobei die Auslegung derart
vorgenommen ist, dass unter Druck stehendes Strömungsmittel
zur zukünftigen Verwendung als eine Quelle von Pilotsteuerströmungsmittel gespeichert
wird. Das zusammendrückbare Gas kann beispielsweise Stickstoff
oder ein anderes geeignetes zusammendrückbares Gas sein.
Wenn das Strömungsmittel in Kommunikation mit den Akkumulatoren 58 und 60 einen
vorbestimmten Druck übersteigt, so kann es in die Akkumulatoren 58 und 60 fließen.
Da das Stickstoffgas zusammendrückbar ist, kann es wie
eine Feder wirken und zusammengedrückt werden, wenn Strömungsmittel
in die Akkumulatoren 58 und 60 fließt.
Wenn der Druck des Strömungsmittels innerhalb der Durchlässe 70 und/oder 34 unter
einen vorbestimmten Druck abfällt, so kann der zusammengepresste
Stickstoff innerhalb der Akkumulatoren 58 und 60 sich
ausdehnen und das Strömungsmittel aus den Akkumulatoren 58 und 60 herausdrücken,
um die Akkumulatoren 58 und 60 zu verlassen. Es
ist ins Auge gefasst, dass die Akkumulatoren 58 und 60 alternativ,
wenn gewünscht, einen federvorgespannten Akkumulator verwenden
können. Der vorbestimmte Druck kann beispielsweise annähernd
1600 psi sein. Um zu verhindern, dass Strömungsmittel aus
den Akkumulatoren 58 und 60 herausläuft
und zurück in den Ladeteil 26 strömt,
wenn die Leistungsquelle 60 sich nicht im Betriebszustand befindet,
können Rückschlagventile 72 innerhalb
der Durchlässe 70 und 34 vorgesehen sein.
Man erkennt, dass die Rückschlagventile 72 für
einen Druck gleich den vorbestimmten Drücken der Akkumulatoren 58 und 60 bemessen
sind.
-
Ein
Druckfreigabeventil 62 kann die Wahrscheinlichkeit minimieren,
dass Druckspitzen die Komponenten des Pilotsteuerteils 28 schädigen.
Insbesondere kann das Druckfreigabeventil 62 selektiv das
unter Druck stehende Strömungsmittel, geleitet zum Pilotsteuerteil 28,
mit Tank 25 in Verbindung bringen, und zwar ansprechend
auf einen Strömungsmitteldruck. In einem Beispiel kann
das Druckfreigabeventil 62 in Verbindung mit dem unter
Druck stehenden Strömungsmittel von der Ladungspumpe 36 über
Strömungsmitteldurchlass 70 stehen und mit dem
Tank 25 über einen Strömungsmitteldurchlass 74.
Das Druckfreigabeventil 62 kann ein Ventilelement aufweisen,
welches zu einer Ventilschließposition hin federvorgespannt
ist und beweglich ist zu einer Ventilöffnungsposition hin,
ansprechend auf einen Druck innerhalb des Strömungsdurchlasses 70, wenn
dieser oberhalb eines vorbestimmten Drucks liegt. Auf diese Weise
kann das Druckfreigabeventil 62 eine Druckspitze innerhalb
des Pilotsteuerteils 28 reduzieren, und zwar dadurch, dass
gestattet wird, dass Strömungsmittel mit exzessiven Drücken
zum Tank 25 abfließt. Es wird ins Auge gefasst,
dass der vorbestimmte Druck elektronisch, manuell oder in irgendeiner
anderen geeigneten Weise verändert werden kann, um variable
Druckfreigabeeinstellungen vorzusehen.
-
Es
kann unter Umständen erwünscht sein, das Arbeitswerkzeugsteuersystem
zu deaktivieren. Das Ein/Aus-Ventil 64 kann eine solche
Aufgabe erfüllen, und zwar dadurch, dass die Strömung
von Strömungsmittel zu dem Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 gesperrt
wird. Insbesondere kann das Ein/Aus-Ventil 64 ein elektromagnetbetätigtes
Ventil sein, welches betätigbar ist, um den Strömungsmittelfluss
zu den Arbeitswerkzeug-Pilotsteuerungen zu steuern: In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiels, welches dargestellt ist, kann das
Ein/Aus-Ventil 64 innerhalb des Durchlasses oder Kanals 70 zwischen
dem Akkumulator 58 und dem Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 angeordnet
sein. Wenn das Ein/Aus-Ventil 64 AUS ist, so kann die Strömung zu
und vom Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 gestoppt werden
und wenn das Ein/Aus-Ventil 64 EIN ist, so kann Strömungsmittel
zu und von dem Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 fließen.
Demgemäß gilt Folgendes: Wenn das Ein/Aus-Ventil 64 AUS
ist, kann das Arbeitswerkzeug 14 abgeschaltet sein, da der
Strömungsmittelfluss zu den Arbeitswerkzeug-Pilotsteuerungen
irgendwo anders hin umgeleitet sein kann.
-
Wie
in 3 gezeigt, kann Strömungsmittel vom Pilotsteuerteil 28 (vgl. 2)
zum hydrostatischen Antriebsteil 32 über Strömungsmitteldurchlass 34 geleitet
werden und zu Bremspilotsteuerungen über Strömungsmitteldurchlass 76.
Wenn das Strömungsmittel in den hydrostatischen Antriebsteil 32 eintritt,
so kann ein Drucksensor 78, assoziiert mit dem Strömungsmitteldurchlass 34,
einen Druck des Strömungsmittels überwachen. Der
Drucksensor 78 kann den überwachten Druck über
Rückkopplungsleitung 52 zum Aktuator oder Betätiger 44 im
Ladeteil 26 liefern. Die Überwachung des Drucks
des in den hydrostatischen Antriebsteil 32 eintretenden
Strömungsmittels kann eine Rückkopplung für
die Ladungspumpe 36 vorsehen, um einen gewünschten oder
Soll-Druck innerhalb des Hydrauliksystems 20 aufrechtzuerhalten.
-
Der
hydrostatische Antriebsteil 32 kann eine eine geschlossene
Schleifenschaltung aufweisende Regulierlenkvorrichtung bzw. eine
Regellenkvorrichtung 22 sein, um die Zugvorrichtung 18 zu
lenken und anzutreiben. Der hydrostatische Antriebsteil 32 kann eine
Lenkquelle 80 aufweisen, die konfiguriert ist, um unter
Druck stehendes Strömungsmittel durch den hydrostatischen
Antriebsteil 32 zu leiten. Ferner kann der hydrostatische
Antriebsteil 32 Überkreuzungsfreigabeventile 82 und 84,
ein Druckübersteuer- oder Override(POR)-Ventil 86,
einen hydraulischen Betätiger 88, ein Spülventil 90,
einen Betätigergehäuseabschluss 92 und
einen Quellengehäuseanschluss 94 aufweisen. Es
wird ins Auge gefasst, dass der hydrostatische Antriebsteil 32 zusätzliche
oder unterschiedliche Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise
die folgenden: Nachfüllventile (make-up valves), Druckausgleichsdurchlässe,
Temperatursensoren, Positionssensoren, Beschleunigungssensoren und
andere Komponenten, die im Stand der Technik bekannt sind. Es sei
ferner darauf hingewiesen, dass, obwohl der hydrostatische Antriebsteil 32 als
ein hydraulisches Lenksystem ausgebildet ist, welches die Lenkvorrichtung 22 reguliert
oder steuert, der hydrostatische Antriebsteil 32 auch irgendeine
andere Bauart eines im Stand der Technik bekannten hydrostatischen
Antriebssystems mit geschlossener Schleife, d. h. der Regelbauart
sein kann.
-
Die
Lenkquelle 80 kann eine Strömung von unter Druck
gesetztem Strömungsmittel oder Druckströmungsmittel
erzeugen, und zwar durch eine Schaltung gebildet durch Strömungsmitteldurchlässe 96 und 98.
Die Lenkquelle 80 kann eine Pumpe mit variabler Verdrängung
oder irgendeine andere Pumpenbauart sein, konfiguriert zur Erzeugung
einer reversiblen variablen Strömung des unter Druck gesetzten
Strömungsmittels. Ferner kann die Lenkquelle 80 angetrieben
werden durch die Leistungsquelle 16 der Maschine, und zwar
beispielsweise durch die Gegenwelle 40, ein Band (nicht
gezeigt), eine elektrische Schaltung (nicht gezeigt) oder in irgendeiner
anderen Weise kann der Antrieb derart vorgesehen sein, dass eine
Abtriebs- oder Ausgangsdrehung der Leistungsquelle 16 eine
Pumpwirkung der Lenkquelle 80 zur Folge hat. Alternativ
kann die Lenkquelle indirekt mit der Leistungsquelle 16 verbunden
sein, und zwar über einen Drehmomentwandler, einen Getriebekasten
oder in irgendeiner anderen geeigneten Art und Weise.
-
Die
Lenkquelle 80 kann eine Pumpenströmungs-Steuerkomponente,
wie beispielsweise eine Schrägscheibe 100, aufweisen,
um den Hub von einem oder mehreren (nicht gezeigten) Kolben zu verändern,
wobei die Kolben mit der Pumpe assoziiert sind. Durch Veränderung
des Hubs von einem oder mehreren der Kolben kann die maximale Pumpenströmung
nach Wunsch erhöht oder vermindert werden. Die Verdrängung
der Schrägscheibe 100 kann durch einen Betätiger 102 reguliert
werden, der betriebsmäßig mit der Schrägscheibe 100 verbunden ist,
und ferner durch ein Steuerventil 104.
-
Der
Betätiger oder Aktuator oder auch Aktor 102 kann
ein hydraulischer Betätiger sein, wie beispielsweise ein
doppelt wirkender Hydraulikzylinder. Der Fachmann erkennt jedoch,
dass andere Bauarten eines Aktuators oder Betätigers eingesetzt
werden könnten, wie beispielsweise ein hydraulisch gesteuerter
Betätiger, ein durch einen Elektromagneten betriebener
Betätiger usw., und zwar jeweils zur Veränderung
der Verdrängung der Schrägscheibe 102.
-
Das
Steuerventil 104 kann Pilotsteuerströmungsmittel über
den Strömungsmitteldurchlass 106 empfangen und
in Strömungsmittelverbindung angeordnet sein mit dem Aktuator 102.
Ferner kann das Steuerventil 104 die Betätigung
des Betätigers 102 und irgendeiner gewünschten
Schrägscheiben-Versetzungseinstellung bewirken, und zwar
durch Steuerung der Strömung des Pilotsteuerströmungsmittels zum
Betätiger 102. Eine einschränkende Zumessöffnung 108 kann
innerhalb des Strömungsmitteldurchlasses 106 angeordnet
sein und bemessen sein zur Minimierung des Drucks und/oder der Strömungsoszillationen
innerhalb des Strömungsmitteldurchlasses 106.
Beispielsweise kann die Zumessöffnung 108 derart
bemessen sein, dass sie einen Durchmesser von annähern
1,4 mm besitzt.
-
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Steuerventil 104 ein
pilotbetätigtes 7-/3-Proportionalrichtungs-Steuerventil
sein, und zwar betätigbar zur Steuerung der Strömung
von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zum Betätiger 102.
Wenn sich die Position eines Kolbens innerhalb des Steuerventils 104 ändert,
so kann Strömungsmittel zum Betätiger 102 mit
unterschiedli chen Raten geliefert werden, wodurch der Betätiger 102 geregelt
bzw. gesteuert wird. Federn und Elektromagnete an jedem Ende des Steuerventils 104 können
das Steuerventil 104 in eine Neutralposition vorspannen,
die einer Nicht-Strömungsposition entspricht.
-
Wenn
die Lenkquelle 80 unter Druck stehendes Strömungsmittel
durch die Durchlässe 96 und 98 leitet,
so kann sich in einem der Durchlässe ein Druck bis zu einem
Pegel aufbauen, der ein größeres als das gewünschte
bzw. Soll-Druckdifferential zwischen den Durchlässen 96, 98 zur
Folge hat. Ein derartiges nicht erwünschtes Druckdifferential
kann dazu führen, dass eine unerwünschte Strömung
und/oder Schädigung des Geräts auftritt. Die Überkreuzungsfreigabeventile 82 und 84 können
sicherstellen, dass das Druckdifferential bzw. die Druckdifferenz
zwischen den Durchlässen 96 und 98 innerhalb
eines gewünschten oder Soll-Bereichs bleibt, und zwar dadurch,
dass gestattet wird, dass hydraulisches Strömungsmittel
von einer Seite der Schalter hinüber zur anderen läuft
(d. h. überkreuzt). Man erkennt, dass einiges des Strömungsmittels
vom Pilotsteuerteil 28 über die Überkreuzungsfreigabeventile 82 und 84 über
Durchlass 110 geleitet werden kann, um bei der Aufrechterhaltung
der Soll-Druckdifferenz zwischen den Durchlässen 96 und 98 mitzuhelfen.
-
Das
POR 86 kann mithelfen, einen Spitzendruck-hydrostatischen-Antriebsteil 32 zu
regulieren. Insbesondere kann das POR selektiv mit dem unter Druck
stehenden Strömungsmittel im hydrostatischen Antriebsteil 32 mit
dem Tank 25 verbinden, und zwar ansprechend auf einen maximalen
Strömungsmitteldruck. In einem Beispiel kann das POR 86 in Verbindung
mit einem Wechselventil 112 stehen. Das Wechselventil 112 kann
Strömungsmittel, welches mit dem höchsten Druck
in der Schaltung fließt, zum POR 86 leiten. Auf
diese Weise empfängt das POR 86 stets Strömungsmittel,
welches mit dem höchsten Druck fließt. Es wird
ins Auge gefasst, dass der vorbestimmte Druck elektronisch, manuell
oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise variiert werden kann,
um variable Druckfreigabeeinstellungen zu erzeugen.
-
Der
hydraulische Betätiger 88 kann ein variabler Motor
oder ein eine feste Verdrängung besitzender Motor sein
und kann eine Strömung von unter Druck stehendem Strömungsmittel
von der Lenkquelle 80 sein. Die Strömung von unter
Druck stehendem Strömungsmittel durch den hydraulischen
Betätiger 88 kann bewirken, dass die Lenkvorrichtung 22, welche
mit der Zugvorrichtung 18 verbunden ist, rotiert, wodurch
die Maschine 10 angetrieben und/oder gelenkt wird. Es wird
ins Auge gefasst, dass der hydraulische Betätiger 88 alternativ
indirekt mit der Zugvorrichtung 18 verbunden ist, und zwar über
einen Getriebekasten oder in irgendeiner anderen bekannten Art und
Weise. Es wird ferner ins Auge gefasst, dass der hydraulische Betätiger 88 mit
einem unterschiedlichem Mechanismus an der Maschine 10 verbunden
ist, und zwar unterschiedlich gegenüber der Zugvorrichtung 18.
Die Verbindung könnte beispielsweise bestehen mit einem
sich drehenden Arbeitswerkzeug, einem Lenkmechanismus oder irgendeinem
andern bekannten Arbeitsmaschinenmechanismus.
-
Wenn
Strömungsmittel zwischen der Lenkquelle 80 und
dem hydraulischen Betätiger 88 fließt, so
kann die Temperatur des Strömungsmittels auf Niveaus oder
Pegel ansteigen, die in der Lage sind, Komponenten des hydrostatischen
Antriebsteils 32 zu schädigen. Spülventil 90,
Betätigergehäuseabfluss 92, Quellengehäuseabschluss 94 und
eine Zumessöffnung 114 können verhindern,
dass Strömungsmittelfluss durch den hydrostatischen Antriebsteil 32 sich überhitzt.
Durch Leiten eines Teils des Strömungsmittels in den Betätigergehäuseabfluss 92 kann
das Spülventil 90 den Gesamtdruck des hydrostatischen
Antriebsteils 32 absenken. Der abgesenkte Druck kann gestatten,
dass temperaturmäßig frisches Strömungsmittel
in den hydrostatischen Antriebsteil 32 fließt,
wodurch die Gesamttemperatur des durch den hydrostatischen Antriebsteil 32 fließenden
Strömungsmittels abgesenkt wird. Zudem kann das durch den
Betätigergehäuseabfluss 92 abgeleitete
Strömungsmittel Überschusswärme vom Strömungsmittel
absorbieren, welches in den Hydraulikbetätiger 88 hinein
und heraus fließt. Die Zumessöffnung 114 kann
gestatten, dass überhitztes Strömungsmittel in
die Lenkquelle 80 hinein und heraus fließt, um
in den Quellengehäuseabfluss 94 abgegeben zu werden.
Wiederum kann dieser abgesenkte Druck gestatten, dass frisch temperiertes Strömungsmittel
in den hydrostatischen Antriebsteil 32 fließt,
wodurch die Gesamttemperatur des Strömungsmittels, welches
durch den hydrostatischen Antriebsteil 32 fließt,
abgesenkt wird. Zudem kann das abfließende oder herausgespülte,
durch den Quellengehäuseabfluss 94 fließende
Strömungsmittel Überschusswärme von dem
Strömungsmittel absorbieren, welches in die Lenkquelle 80 hinein
und aus dieser heraus fließt. Es wird ins Auge gefasst,
die Zumessöffnung 114 derart zu bemessen, dass
die Steuerung der Strömungsmitteltemperatur ermöglicht
wird. Beispielsweise kann die Zumessöffnung 114 derart
bemessen sein, dass eine Strömung von 5 LPM in den Quellengehäuseabfluss 94 gestattet
ist. Da die hydraulische Betätigungsvorrichtung 88 höhere
Lasten als die Lenkquelle 80 erfahren kann, kann das Strömungsmittel,
welches in die Hydraulikbetätigungsvorrichtung 88 hinein
und aus dieser hinaus fließt, heißer sein als
das Strömungsmittel, das in die Lenkquelle 80 hinein
und heraus fließt. Daher kann das durch den Betätigergehäuseabfluss 92 zu
regulierende Strömungsmittel heißer sein und weniger wirksam
sein bei der Temperaturreduktion als dies für das Strömungsmittel
gilt, welches durch den Quellengehäuseabfluss 94 fließt.
Eine Spülleitung 116 kann gestatten, dass Strömungsmittel
innerhalb des Quellengehäuseabflusses 94 in den
Betätigergehäuseabfluss 92 fließt,
wodurch die Temperatur des Strömungsmittels in dem Betätigergehäuseabfluss 92 reduziert
wird. Ferner kann die Spülleitung 116 strömungsmittelmäßig
mit dem Tank 25 verbunden sein und kann gestatten, dass
Strömungsmittel zirkulierend im Betätigergehäuseabfluss 92 und
dem Quellengehäuseabfluss 94 in den Tank 25 abfließt.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Das
offenbarte Hydrauliksystem kann parasitäre Verluste reduzieren,
und zwar durch Verwendung einer eine veränderbare Verdrängung
besitzenden Ladungspumpe zum Laden und zum Aufrechterhalten des
Drucks innerhalb des Systems. Durch Unterdrucksetzung des Strömungsmittels
und durch Lieferung des Strömungsmittels an eine Hydraulikschaltung
mit geschlossener Schleife bzw. eine hydraulische Regelschaltung
nur im erforderlichen Umfan ge an Stelle eines kontinuierlichen Pumpenströmungsmittels
kann Motorleistung gespart werden. Zudem gilt Folgendes: Da eine
eine veränderbare Verdrängung besitzende Pumpe
verwendet werden kann, um die hydraulische Regelschaltung zu laden, kann
jedwede überschüssige Strömung verfügbar sein
zur Lieferung von Pilotströmungsmittel an andere Systeme.
Ferner gilt Folgendes: Parasitäre Verluste assoziiert mit
der Lieferung von Pilotströmungsmittel bei höheren
als den erforderlichen Drücken kann reduziert werden durch
Verwendung der eine veränderbare Verdrängung besitzenden
Ladepumpe. Der Betrieb des hydraulischen Systems 20 wird
nunmehr erläutert.
-
Es
sei auf die 1 bis 3 Bezug
genommen. Wenn die Leistungsquelle 16 gestartet wird, so kann
die Gegenwelle 40 anfangen, die Ladepumpe 36 in
Rotation zu versetzen, um Strömungsmittel aus dem Tank 25 abzusaugen
und das Strömungsmittel zum Durchlass oder der Leitung
abzugeben. Das vom Tank 25 abgezogene Strömungsmittelvolumen, welches
von der Ladepumpe 36 abgegeben wird, kann eingestellt werden,
und zwar ansprechend auf eine Rückkopplung, die eine Anzeige
bildet für den Strömungsmitteldruck des Hydrauliksystems 20.
Diese Rückkopplung kann beispielsweise vom Drucksensor 78 erhalten
werden, der innerhalb des hydrostatischen Antriebsteils 32 angeordnet
ist. Der Strömungsmittelfluss kann dann erhöht
werden, wenn der Druck des Hydrauliksystems 20 unter einen
gewünschten oder Soll-Druck abfällt. Im Gegensatz dazu
kann der Strömungsmittelfluss dann vermindert werden, wenn
der Druck des Hydrauliksystems 20 über einen gewünschten
oder Soll-Druck ansteigt.
-
Zudem
kann der Soll-Strömungsdruckpegel ansprechend auf ein Lastsignal
eingestellt werden, welches eine Anzeige eines Schaufelschwimmbefehls
ist oder eine Anzeige einer anderen Maximallast, die auf ein zugehöriges
Arbeitswerkzeugsystem einwirkt. Wenn das Lastabfühlsignal
zu der Ladepumpe 36 geliefert wird, so kann der Soll-Druckpegel zu
der maximalen Lasteinstellung vergrößert werden. Wenn
das Lastabfühlsignal beendet oder reduziert wird, so kann
der Soll-Druckpegel auf die Standby-Einstellung reduziert werden.
Es wird ins Auge gefasst, dass der Soll-Druckpegel permanent auf
die maximale Lasteinstellung eingestellt wird. Bei einem derartigen
Ausführungsbeispiel kann der Druck des Hydrauliksystems 20 aufrechterhalten
werden, und zwar durch Verändern der Strömung
oder des Flusses von Strömungsmittel ansprechend auf Druckrückkopplungssignale,
wie dies oben offenbart wurde.
-
Nach
der Abgabe von der Ladepumpe 36 kann das Strömungsmittel
zu dem Pilotsteuerteil 28 geleitet werden. Das Strömungsmittel
kann durch das Filterelement 54 fließen, um Verunreinigungen aus
dem Strömungsmittel zu entfernen. Wenn das Filterelement
verstopft wird, so kann das Strömungsmittel über
eine Umleitung 66 geleitet werden. Zudem kann der Druckschalter 56 ein
Warnsignal oder ein Warnlicht betätigen, um einem Benutzer
darauf hinzuweisen, dass das Filterelement 54 verstopft
ist. Nach der Filterung kann der Strömungsmittelfluss derart
aufgeteilt werden, dass ein Teil des Strömungsmittels zu
dem Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 geleitet wird
und ein Teil des Strömungsmittels kann zu dem Bremspilotsteuersystem 24 und dem
hydrostatischen Antriebsteil 32 geleitet werden.
-
Wenn
Strömungsmittel durch den Durchlass 70 fließt,
kann der Druck ferner reguliert werden entsprechend den Anforderungen
des Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystems 23. Wenn beispielsweise Strömungsmittel
durch den Durchlass oder die Leitung 70 mit einem Druck
fließt, der größer ist als der gewünschte
oder der Soll-Druck, so kann das Druckfreigabeventil 62 einen
Teil des Flusses zum Tank 25 umleiten, bis der Druck auf
den gewünschten oder Soll-Druck reduziert ist. Zudem kann
Strömungsmittel in den Akkumulator 58 fließen,
bis dieser auf seine Kapazität gefüllt ist und/oder
der Druck des Strömungsmittels im Durchlass 70 wird
im Wesentlichen äquivalent zu dem Strömungsmitteldruck
im Akkumulator 58. Ferner gilt Folgendes: Bevor das Strömungsmittel
in das Arbeitswerkzeug-Pilotsteuersystem 23 eintritt, kann
Strömungsmittel durch ein Ein/Aus-Ventil 64 fließen.
In einer Betriebsart kann das Ein/Aus-Ventil 64 das Strömungsmittel
zum Arbeitswerkzeugsteuersystem 23 leiten. In einer AUS-Betriebsart
kann das Ein/Aus-Ventil 64 das Strömungsmittel
zum Tank 25 ableiten.
-
Wenn
Strömungsmittel durch den Durchlass 34 fließt,
kann Strömungsmittel zum Akkumulator 60, zum Bremspilotsteuersystem 24 über
Durchlass 76 und zum hydrostatischen Antriebsteil 32 geleitet
werden. Bevor das Strömungsmittel in das Bremspilotsteuersystem 24 und
den hydrostatischen Antriebsteil 32 eintritt, kann der
Akkumulator 60 auf seine Kapazität in ähnlicher
Weise wie der Akkumulator 58 gefüllt werden. Zudem
gilt Folgendes: Bevor das Strömungsmittel in den hydrostatischen
Antriebsteil 32 eintritt, kann der Drucksensor 78 den
Strömungsmitteldruck in dem Durchlass 34 abfühlen
und ein Rückkopplungssignal an die Ladungspumpe 36 senden.
-
Strömungsmittel,
das in den hydrostatischen Antriebsteil 32 eintritt, kann
aufgeteilt werden in Pilotsteuerströmungsmittel und Nachfüllströmungsmittel. Das
Pilotsteuerströmungsmittel kann zu dem Steuerventil 104 geleitet
werden. Steuerventil 104 kann die Strömung des
Pilotsteuerventils regulieren, wenn das Pilotströmungsmittel
zu dem Betätiger 102 geleitet wird. Das Steuerventil 104 kann
die Strömung regulieren, und zwar ansprechend auf empfangene Eingangssignale
von Sensoren in dem hydrostatischen Antriebsteil 32 oder
von einem Benutzer. Das Nachfüllströmungsmittel
kann zu einer Schaltung geleitet werden, die durch Durchlässe
oder Leitungen 96 und 98 gebildet wird, und zwar über Überkreuzungsfreigabeventil 82 und 84.
Die Überkreuzungsfreigabeventile 82 und 84 können
ein gewünschtes oder Soll-Druckdifferential bzw. Soll-Differenz
zwischen den Leitungen 96 und 98 bewahren. Wenn
die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 96 und 98 außerhalb
eines gewünschten oder Soll-Bereichs liegt, so können
die Überkreuzungsventile 82 und 84 gestatten,
dass Strömungsmittel von einem Durchlass oder einer Leitung
zu der anderen Leitung bzw. zu dem anderen Durchlass fließt.
Das Einfüllen von Nachfüllströmungsmittel
(make-up fluid) in die Schaltung durch die Überkreuzungsfreigabeventile 96, 98 kann
mithelfen, die Soll-Druckdifferenz aufrechtzuerhalten.
-
Die
Verwendung einer Pumpe mit veränderbarer Verdrängung
zur Lieferung von Nachfüllströmungsmittel an ein
hydraulisches Regelsystem kann ein La desystem vorsehen, welches
in der Lage ist, die Strömung basierend auf Anforderung
einzustellen. Eine auf Anforderung basierende einstellbare Strömung
oder Fluss kann dazu dienen, Energie einzusparen und die parasitären
Verluste in Niederlastsituationen zu reduzieren. Insbesondere verwendet die
offenbarte, eine variable Verdrängung besitzende Pumpe
weniger Energie bei der Produktion einer reduzierten Strömung.
Infolge dessen kann die auf den Motor einwirkende Last bei normalen
Anforderungsbedingungen vermindert werden und die Motorleistung
kann in effizienter Weise ausgenutzt werden.
-
Ferner
kann die Verwendung einer eine variable Verdrängung besitzenden
Pumpe in einem Strömungsladungssystem die Anzahl der notwendigen Komponenten
verringern, die man zum Regulieren des Drucks im Hydrauliksystem
einsetzen muss. Die Reduktion der Komponenten im System kann die Kompliziertheit
des Systems vermindern und auch die mit diesen Komponenten zusammenhängenden Kosten.
Ferner kann durch Reduktion der Anzahl der Komponenten die Wahrscheinlichkeit
eines Systemausfalls verringert werden, und zwar wegen der verringerten
Anzahl von Komponenten.
-
Der
Fachmann erkennt, dass verschiedene Modifikationen und Variationen
des offenbarten Systems möglich sind. Andere Ausführungsbeispiele
ergeben sich dem Fachmann aus der Betrachtung der Beschreibung und
der Ausführung des offenbarten Systems. Die Beschreibung
und die Beispiele sind als exemplarisch zu verstehen, wobei sich
der wahre Rahmen der Erfindung aus den folgenden Ansprüchen
sowie den Äquivalenten ergibt.
-
Zusammenfassung
-
Hydrostatisches Antriebssystem
mit variabler Ladepumpe
-
Es
wird ein Hydrauliksystem (20) vorgesehen mit einem Reservoir
(25), welches Versorgungsströmungsmittel enthält.
Das Hydrauliksystem besitzt eine eine veränderbare Verdrängung
besitzende Pumpe (36) konfiguriert zum Liefern von Ladeströmungsmittel
und Pilotsteuerströmungsmittel an das Hydrauliksystem.
Zudem besitzt das Hydrauliksystem einen Regelteil (32)
konfiguriert zum Empfang von Ladeströmungsmittel von der
eine veränderbare Verdrängung besitzenden Pumpe
und einem Antriebsmechanismus (22). Das Hydrauliksystem
weist ferner einen Pilotströmungsmittel-Versorgungsteil (28)
auf, und zwar konfiguriert zum Leiten von Pilotsteuerströmungsmittel
von der eine variable Verdrängung besitzenden Pumpe zu
dem Regelteil.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „U.
S. Statutory Invention Registration No. H1977 (die '977-Registration),
ausgegeben an Poorman am 7. August 2001 [0007]