EP1445488A2 - Antrieb mit Hydromaschine - Google Patents

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Publication number
EP1445488A2
EP1445488A2 EP04002364A EP04002364A EP1445488A2 EP 1445488 A2 EP1445488 A2 EP 1445488A2 EP 04002364 A EP04002364 A EP 04002364A EP 04002364 A EP04002364 A EP 04002364A EP 1445488 A2 EP1445488 A2 EP 1445488A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
control valve
valve
pressure
inlet side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04002364A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1445488A3 (de
Inventor
Johann Ballert
Andrè Droux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liebherr Machines Bulle SA
Original Assignee
Liebherr Machines Bulle SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Machines Bulle SA filed Critical Liebherr Machines Bulle SA
Publication of EP1445488A2 publication Critical patent/EP1445488A2/de
Publication of EP1445488A3 publication Critical patent/EP1445488A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/002Hydraulic systems to change the pump delivery

Definitions

  • the present invention relates to a drive with a swallowing volume changeable hydraulic machine, with an adjusting device for changing the Swallowing volume of the hydraulic machine, with a first control valve, the outlet side communicates with the actuating device and is connected in such a way that it in a first position a low swallowing position of the Actuating device and in a second position a large Position of the actuating device that causes the swallowing volume.
  • FIG. 1 shows a hydraulic circuit diagram of a known drive with a in the absorption volume changeable hydraulic motor 11.
  • the adjustment of the swallowing volume of the Hydraulic motor 11 takes place by means of the actuating device 10, the piston chamber shown on the left is connected to the connection 510 of a control valve 5.
  • the Control valve 5 has a control connection 52, which is connected via shuttle valve 6 is pressurized.
  • the shuttle valve 6 is connected to the inlet and outlet line the drive or with the corresponding working connections A, B in Connection.
  • the control valve 5 has a further control connection 54, which via a Control port X can be controlled.
  • control valve 5 On its inlet side 500, the control valve 5 is connected to the line 14, which extends between the working lines 12, 13 of the hydraulic motor 11 and is designed with the check valves 9a and 9b. These ensure that on the inlet side 500 of the control valve 5 the higher one in the working lines 12, 13 pressure is present.
  • the piston space shown on the right is also shown Actuating device 10 with the inlet side 500 of the control valve 5 and thus also with the aforementioned check valve arrangement 9a, 9b or the line 14 in connection.
  • lines 15, 16 connecting work lines 12, 13 are provided, in which preset pressure relief valves 2a, 2b are arranged.
  • the arrangement further comprises the brake valve 1, which the return of the Hydromotor 11 connects either to connection A or B depending on the position or that is in the locked position shown in FIG. 1.
  • the brake valve 1 is controlled via the throttle check valves 8a, 8b.
  • the pump-side high pressure signal is sent via the shuttle valve 6 placed on the control valve 5 or its control connection 52.
  • the control valve moves from the position shown in FIG. 1 in direction 2 moves, so that the inlet 500 with the piston space shown on the left Actuator 10 is connected.
  • the same pressure is according to the chosen one Arrangement also in the piston chamber 10 shown on the right. by virtue of The piston of the actuating device becomes the larger piston area of the left piston chamber 10 moved to the right according to FIG. 1, which has the consequence that the Swallowing volume of the hydraulic motor increased accordingly.
  • the pressure at port A causes the throttle check valve 8a the movement of the brake valve according to FIG. 1 to the right, which results has that the working line 13 of the hydraulic motor 11 via the brake valve 1 with the Connection B is connected, so that a corresponding drain of the hydraulic medium can take place.
  • the hydraulic motor 11 is supplied in accordance with the mentioned embodiment via port A.
  • the pressure here lies on the inlet side of the hydraulic motor 11 and also on the check valve 9a. The pressure is the same depending on the valve arrangement selected the inlet side 500 of the control valve 5 and in the piston chamber shown on the right the actuating device 10.
  • the control valve 5 moves in the direction 1 until the one shown in FIG. 1 Position is reached.
  • the piston chamber shown on the left is the Actuator 10 is relieved and the piston is shifted accordingly to the left.
  • the hydraulic motor 11 operates with a low absorption volume becomes.
  • the braking torque generated in this mode of operation corresponds to that described above Functioning with low swallowing volume (position of the control valve as shown in Fig. 1) of the hydraulic machine and at a relatively high Pressure difference ⁇ p generated. Because of the relatively low swallowing volume a relatively large pressure difference .DELTA.p is required to achieve a predetermined one To generate braking torque.
  • FIG. 2 An exemplary embodiment in FIG. 2 is based on the fact that a control device, preferably in the form a second control valve is provided, which has an inlet pressure on the inlet side is acted upon and on the outlet side with a first control connection of the is connected to the first control valve, a pressurization of the first control connection a directed in the second position of the first control valve Exerts force, and wherein the control device preferably the second Control valve is connected such that it is in a low power range the inlet side with the first control connection of the first control valve combines.
  • a control device preferably in the form a second control valve is provided, which has an inlet pressure on the inlet side is acted upon and on the outlet side with a first control connection of the is connected to the first control valve, a pressurization of the first control connection a directed in the second position of the first control valve Exerts force, and wherein the control device preferably the second Control valve is connected such that it is in a low power range the inlet side with the
  • the first control valve in its second Position is movable, which means that the swallowing volume of the hydraulic machine and thus the braking torque is increased. Accordingly, at constant braking torque a lower pressure difference is required.
  • the control device or the second control valve performs the function of a corresponding one Control connection of the first control valve is at least lower in the range Power demand is pressurized, causing the aforementioned Change in position of the first control valve and thus also the position of the actuating device is changeable in the desired manner. In a preferred embodiment the mentioned area of lower power is reached during the descent.
  • the hydraulic machine can be designed as a hydraulic motor. This can be used as an axial piston motor be designed in a swashplate construction. However, are also conceivable any other embodiment of the hydraulic machine.
  • the first Control valve a second, with its first control connection acting the same Control connection on that with a first control connection of the second control valve communicates so that both control ports have the same control pressure be charged.
  • an inlet and an outlet line of the drive extends a line having a shuttle valve, by means of which the control pressure to the second control port of the first control valve and on the first control connection of the second control valve can be applied.
  • the second control valve a second control connection counteracting the first control connection and that the second control connection with the inlet side of the communicates with the first control valve, so that on the inlet side of the first Control valve and the same at the second control port of the second control valve Pressure is present.
  • a pressure reducing valve provided that the outlet side with the inlet side of the second control valve in Connection is established.
  • the outlet pressure of the pressure reducing valve is accordingly via the second control valve to the first control connection of the first Control valve created.
  • the pressure reducing valve on the inlet side with the Inlet side of the first control valve communicates.
  • the second control valve with the control connection of one or more pressure relief valves in Connection is established, the pressure relief valves in the working lines of the Hydraulic machine connecting lines are added, and being the second Control valve is connected in such a way that its inlet side with the control connections the pressure relief valve can be connected.
  • This way can be achieved be that the pressure level of the pressure relief valves is changeable and be increased accordingly, for example, when the required torque is high can.
  • the braking torque is thus not only by adjusting the first control valve and thus by the Changes in the swallowing volume, but also through targeted control the pressure relief valves changeable.
  • the second control valve is connected in such a way that that it is in its inlet side with the first control port of the first control valve connecting position the control connections of the pressure relief valves switches without pressure and in the inlet side with the control connections of the pressure relief valves connecting position the first control connection of the first Control valve switches depressurized.
  • a brake valve is provided which is in a closed position with a low power requirement and in this position blocks the return of the hydraulic machine.
  • pressure lines can be provided, by means of which the first Control valve and / or the second control valve and / or the pressure reducing valve can be overridden are.
  • Fig. 2 shows the circuit diagram of the drive according to the invention in its Swallowing volume adjustable hydraulic motor 11 and the associated control.
  • the inventive one has Drive according to the embodiment of FIG. 2, a pressure reducing valve 4 and a second control valve 3.
  • pressure relief valves 2 provided, which are adjustable via corresponding control connections 20.
  • connection 310 of the second control valve 3 is also present the first control port 50 of the first control valve 5.
  • the pump-side high pressure signal is sent via the shuttle valve 6 to the second control valve 3 (control connection 30), which is designed as a directional valve and the first control valve 5 (control connection 52).
  • the second control valve 3 control connection 30
  • the second control port 52 of the first control valve 5 control connection 52
  • the pressure reducing valve 4 on its inlet side 410, the second control port 32 of the second control valve 3 and the inlet side 500 of the first control valve 5 is supplied with pressure.
  • This pressure is beyond on the piston chamber of the actuating device 10 shown on the right. by virtue of the connection of the inlet side 410 of the pressure reducing valve 4 to the shuttle valve 9 ensures that the pressure reducing valve 4 both during acceleration is fed with high pressure when braking.
  • the first control valve 5 moves accordingly large pressure applied to the second control port 52 in the direction 2, i. H. in its left end position, in which the inlet side 500 with the connection 510 and thus in connection with the piston chamber of the actuating device 10 shown on the left stands. Due to the larger piston area in the piston chamber shown on the left the actuating device 10 moves to the right and thus the swallowing volume of the Hydraulic motor 11 enlarged.
  • the one at start-up on the shuttle valve 6 and thus also on the first control connection 30 of the second control valve 3 applied control pressure also causes that the second control valve 3 also in direction 2 and thus in its left End position is moved. This movement is based on the corresponding Preload the valve.
  • the on the first control connection 30 and on the second control port 32 of the second control valve 3 applied control pressures are identical in this mode of operation.
  • the hydraulic motor In this operating state, the hydraulic motor is at maximum absorption volume set and the control pressure of the pressure reducing valve 4 brings about the second Control valve 3 the high pressure valves 2 to their maximum setting. This will ensures that the hydraulic motor 11 delivers the maximum torque.
  • the first control valve 5 moves due to the dropping control pressure at the second control connection 52 in direction 1, whereby the swivel angle and the swallowing volume of the hydraulic motor become smaller and the speed increases (high speed / low torque).
  • the reverse drive can be achieved by swapping connections A and B. This works in the same way as described above.
  • the hydraulic motor 11 now works as a hydraulic pump that holds the hydraulic medium promotes in the circuit via the pressure relief valves 2.
  • the increase in the return pressure at the shuttle valve 9 and the simultaneous decrease of the inlet pressure at the shuttle valve 6 has the consequence that the second control valve 3 in direction 1 and the first control valve 5 is moved in direction 2.
  • this connects the outlet side 400 of the pressure reducing valve 4 via the connection 310 to the first control connection 50 of the first control valve 5, which has the consequence that this in direction 2 is moved and accordingly the swivel angle of the hydraulic motor 11 goes to its maximum value or the swallowing volume to the maximum value is set.
  • the second control valve 3 relieves the control connections 20 of the pressure relief valves 2, so that the pressure setting accordingly is reduced.
  • the braking torque remains due to the correspondingly increased Swallowing volume constant. With this setting, the noise level is reduced.
  • Embodiment also conceivable without pressure reducing valve 4. In this case it takes place the subsequent valves are controlled directly with the system high pressure. This means that in this case the second control valve 3 and the pressure relief valves 2 and the first control valve 5 designed and suitable for high pressure must be carried out.
  • the response of the control valve 5 is delayed takes place so that braking begins with a minimum swallowing volume, so on At the beginning of the braking process the engine does not overturn.
  • the delay can be over the control valve 5 can be adjustable.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb mit einer in ihrem Schluckvolumen veränderbaren Hydromaschine, mit einer Stelleinrichtung zur Änderung des Schluckvolumens der Hydromaschine, mit einem ersten Steuerventil, das mit der Stelleinrichtung in Verbindung steht und derart verschaltet ist, dass es in einer ersten Position eine ein geringes Schluckvolumen bedingendes Stellung der Stelleinrichtung und in einer zweiten Position eine ein demgegenüber großes Schluckvolumen bedingende Stellung der Stelleinrichtung bewirkt. Eine Veränderung des Bremsmomentes der Hydromaschine ist erfindungsgemäß dadurch möglich, dass eine Steuereinrichtung, vorzugsweise ein zweites Steuerventil vorgesehen ist, das einlassseitig mit einem Einlassdruck beaufschlagt ist und auslassseitig mit einem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils in Verbindung steht, wobei eine Druckbeaufschlagung des ersten Steueranschlusses eine in die zweite Position des ersten Steuerventils gerichtete Kraft ausübt, und wobei das zweite Steuerventil in einen Bereich geringen Leistungsbedarfs die Einlassseite mit dem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils verbindet. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb mit einer in Ihrem Schluckvolumen veränderbaren Hydromaschine, mit einer Stelleinrichtung zur Änderung des Schluckvolumens der Hydromaschine, mit einem ersten Steuerventil, das auslassseitig mit der Stelleinrichtung in Verbindung steht und derart verschaltet ist, dass es in einer ersten Position eine ein geringes Schluckvolumen bedingende Stellung der Stelleinrichtung und in einer zweiten Position eine ein demgegenüber großes Schluckvolumen bedingende Stellung der Stelleinrichtung bewirkt.
Derartige Antriebe werden beispielsweise als Fahrantriebe verwendet. Fig. 1 zeigt ein Hydraulikschaltbild eines bekannten Antriebes mit einem in dem Schluckvolumen veränderbaren Hydromotor 11. Die Verstellung des Schluckvolumens des Hydromotors 11 erfolgt mittels der Stelleinrichtung 10, deren links dargestellter Kolbenraum mit dem Anschluss 510 eines Steuerventils 5 in Verbindung steht. Das Steuerventil 5 weist einen Steueranschluss 52 auf, der über das Wechselventil 6 mit Druck beaufschlagt wird. Das Wechselventil 6 steht mit der Zulauf- und Ablaufleitung des Antriebes bzw. mit den entsprechenden Arbeitsanschlüssen A, B in Verbindung.
Das Steuerventil 5 weist einen weiteren Steueranschluss 54 auf, der über einen Steueranschluss X ansteuerbar ist.
Auf seiner Einlassseite 500 steht das Steuerventil 5 mit der Leitung 14 in Verbindung, die sich zwischen den Arbeitsleitungen 12, 13 des Hydraulikmotors 11 erstreckt und mit den Rückschlagventilen 9a und 9b ausgeführt ist. Diese stellen sicher, dass auf der Einlassseite 500 des Steuerventils 5 der höhere der in den Arbeitsleitungen 12, 13 befindliche Druck anliegt.
Wie in Fig. 1 weiter ersichtlich, steht auch der rechts dargestellte Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 mit der Einlassseite 500 des Steuerventils 5 und somit auch mit der vorgenannten Rückschlagventilanordnung 9a, 9b bzw. der Leitung 14 in Verbindung.
Des Weiteren sind die Arbeitsleitungen 12, 13 verbindende Leitungen 15, 16 vorgesehen, in denen voreingestellte Druckbegrenzungsventile 2a, 2b angeordnet sind.
Die Anordnung umfasst des Weiteren das Bremsventil 1, das den Rücklauf des Hydromotors 11 je nach Stellung entweder mit dem Anschluss A oder B verbindet oder das sich in der Sperrstellung befindet, die in Fig. 1 dargestellt ist. Das Bremsventil 1 wird über die Drosselrückschlagventile 8a, 8b angesteuert.
Die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung gestaltet sich wie folgt:
Beim Anfahren wird der Hydromotor 11 von einer Pumpe über den Schieber am Anschluss A für Vorwärtsfahrt und am Anschluss B für Rückwärtsfahrt versorgt. Selbstverständlich können die Anschlüsse demgegenüber auch vertauscht werden.
Bei Vorwärtsfahrt wird das pumpenseitige Hochdrucksignal über das Wechselventil 6 an das Steuerventil 5 bzw. dessen Steueranschluss 52 gelegt. Dies hat zur Folge, dass sich das Steuerventil aus der in Fig. 1 dargestellten Position in Richtung 2 verschiebt, so dass der Einlass 500 mit dem links dargestellten Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 verbunden wird. Derselbe Druck liegt entsprechend der gewählten Anordnung auch in dem rechts dargestellten Kolbenraum 10 an. Aufgrund der größeren Kolbenfläche des linken Kolbenraums wird der Kolben der Stelleinrichtung 10 gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben, was zur Folge hat, dass sich das Schluckvolumen des Hydromotors entsprechend vergrößert.
Der an dem Anschluss A anliegende Druck bewirkt über das Drosselrückschlagventil 8a die Bewegung des Bremsventils gemäß Fig. 1 nach rechts, was zur Folge hat, dass die Arbeitsleitung 13 des Hydromotors 11 über das Bremsventil 1 mit dem Anschluss B verbunden ist, so dass ein entsprechender Ablauf des Hydraulikmediums stattfinden kann. Die Versorgung des Hydraulikmotors 11 erfolgt gemäß dem genannten Ausführungsbeispiel über den Anschluss A. Der hier anstehende Druck liegt auf der Einlassseite des Hydraulikmotors 11 sowie auch an dem Rückschlagventil 9a an. Entsprechend der gewählten Ventilanordnung liegt derselbe Druck auf der Einlassseite 500 des Steuerventils 5 sowie in dem rechts dargestellten Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 an.
Fällt der Zulaufdruck am Wechselventil 6 auf einen bestimmten Wert ab, beispielsweise beim Übergang von der Beschleunigung auf eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, bewegt sich das Steuerventil 5 in Richtung 1, bis die in Fig. 1 dargestellte Position erreicht ist. In dieser wird der links dargestellte Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 entlastet und der Kolben entsprechend nach links verschoben. Dies hat zur Folge, dass der Hydraulikmotor 11 mit geringem Schluckvolumen betrieben wird.
Fällt der Druck an Anschluss A weiter ab, beispielsweise beim Übergang von der Fahrweise in der Ebene auf die Talfahrt, führt dies dazu, dass das Bremsventil 1 anspricht und sich in die in Fig. 1 dargestellte Position bewegt. Dadurch wird das Hydraulikmotor- Rücklauföl angedrosselt und schließlich vollkommen abgesperrt. Der Hydromotor 11 wirkt nunmehr als Hydropumpe und fördert dementsprechend Hydraulikmedium geringeren Drucks auf ein höheres Druckniveau, das im Kreislauf erneut zurück zur Einlassseite des als Hydraulikpumpe arbeitenden Hydraulikmotors fließt. Die Druckbegrenzungsventile 2a, 2b stellen sicher, dass der Druck bei dieser Betriebsweise nicht über den voreingestellten Wert ansteigt.
Das in dieser Betriebsweise erzeugte Bremsmoment wird entsprechend der vorbeschriebenen Funktionsweise bei geringem Schluckvolumen (Stellung des Steuerventils wie in Fig. 1 dargestellt) der Hydromaschine und bei verhältnismäßig hoher Druckdifferenz Δp erzeugt. Aufgrund des verhältnismäßig geringen Schluckvolumens ist eine verhältnismäßig große Druckdifferenz Δp erforderlich, um ein vorgegebenes Bremsmoment zu erzeugen.
Daraus ergibt sich zum einen der Nachteil, dass der entsprechende Betrieb beispielsweise eines Baggers aufgrund der hohen Druckdifferenz mit einer großen Geräuschkulisse verbunden ist. Als weiterer Nachteil ergibt sich, dass das Bremsmoment der dargestellten Anordnung im wesentlichen konstant ist, da es von dem konstanten minimalen Schluckvolumen und der voreingestellten Druckdifferenz bestimmt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Antrieb der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass das Bremsmoment der Hydraulikmaschine veränderbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung, von der eine beispielhafte Ausführung in Figur 2 dargestellt ist, beruht darauf, dass eine Steuereinrichtung, vorzugsweise in Form eines zweiten Steuerventils vorgesehen ist, das einlassseitig mit einem Einlassdruck beaufschlagt ist und auslassseitig mit einem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils in Verbindung steht, wobei eine Druckbeaufschlagung des ersten Steueranschlusses eine in die zweite Position des ersten Steuerventils gerichtete Kraft ausübt, und wobei die Steuereinrichtung vorzugsweise das zweite Steuerventil derart verschaltet ist, dass es in einem Bereich geringen Leistungsbedarfs die Einlassseite mit dem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils verbindet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass bei geringer Leistungsabforderung, d. h. beispielsweise im Bremsbetrieb, das erste Steuerventil in seine zweite Position bewegbar ist, was zur Folge hat, dass das Schluckvolumen der Hydromaschine und somit auch das Bremsmoment vergrößert wird. Entsprechend ist bei konstantem Bremsmoment eine geringere Druckdifferenz erforderlich. Die Steuereinrichtung bzw. das zweite Steuerventil übt dabei die Funktion aus, dass ein entsprechender Steueranschluss des ersten Steuerventils wenigstens im Bereich geringer Leistungsabforderung mit Druck beaufschlagt wird, wodurch die genannte Positionsänderung des ersten Steuerventils und damit auch die Stellung der Stelleinrichtung in der gewünschten Weise veränderbar ist. In bevorzugter Ausgestaltung wird der genannte Bereich geringerer Leistung bei der Talfahrt erreicht.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass bei der Talfahrt nicht nur mit minimalem Schluckvolumen, sondern auch mit maximalem Schluckvolumen gebremst werden kann. Dementsprechend genügt eine geringere Druckdifferenz über die Hydromaschine zur Erzielung eines gewünschten Bremsmomentes, was den Vorteil mit sich bringt, dass die Geräuschkulisse beim Bremsvorgang entsprechend reduziert ist.
Die Hydromaschine kann als Hydromotor ausgeführt sein. Dieser kann als Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise ausgeführt sein. Denkbar sind jedoch auch beliebige andere Ausführungsformen der Hydromaschine.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das erste Steuerventil einen zweiten, mit dessen ersten Steueranschluss gleichwirkenden Steueranschluss auf, der mit einem ersten Steueranschluss des zweiten Steuerventils in Verbindung steht, so dass beide Steueranschlüsse mit demselben Steuerdruck beaufschlagt werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich zwischen einer Zu- und einer Ablaufleitung des Antriebs eine ein Wechselventil aufweisende Leitung erstreckt, mittels dessen der Steuerdruck an den zweiten Steueranschluss des ersten Steuerventils und an den ersten Steueranschluss des zweiten Steuerventils anlegbar ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Steuerventil einen zweiten, dem ersten Steueranschluss entgegenwirkenden Steueranschluss aufweist, und dass der zweite Steueranschluss mit der Einlassseite des ersten Steuerventils in Verbindung steht, so dass an der Einlassseite des ersten Steuerventils und an dem zweiten Steueranschluss des zweiten Steuerventils derselbe Druck anliegt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine sich zwischen den Arbeitsleitungen des Hydromotors erstreckende und ein Wechselventil aufweisende Leitung vorgesehen ist, wobei mittels des Wechselventils die Einlassseite des ersten Steuerventils sowie der zweite Steueranschluss des zweiten Steuerventils mit Druck beaufschlagt werden.
In bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Druckminderventil vorgesehen, dass auslassseitig mit der Einlassseite des zweiten Steuerventils in Verbindung steht. Bei geringem Leistungsbedarf, in denen die Einlassseite des zweiten Steuerventils mit dem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils in Verbindung steht, wird dementsprechend der auslassseitige Druck des Druckminderventils über das zweite Steuerventil an den ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils angelegt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Druckminderventil einlassseitig mit der Einlassseite des ersten Steuerventils in Verbindung steht. In diesem Fall liegt auf der Einlassseite des ersten Steuerventils, auf der Einlassseite des Druckminderventils sowie an dem zweiten Steueranschluss des zweiten Steuerventils derselbe Druck an.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Steuerventil mit dem Steueranschluss eines oder mehrerer Druckbegrenzungsventile in Verbindung steht, wobei die Druckbegrenzungsventile in den Arbeitsleitungen der Hydromaschine verbindende Leitungen aufgenommen sind, und wobei das zweite Steuerventil derart verschaltet ist, dass dessen Einlassseite mit den Steueranschlüssen der Druckbegrenzungsventile verbindbar ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Druckniveau der Druckbegrenzungsventile veränderbar ist und beispielsweise bei hohem erforderlichen Moment entsprechend erhöht werden kann. In diesem Fall ist es möglich, bei voll ausgeschwenkter Hydromaschine ein maximales Bremsmoment zu erhalten, das auf dem Produkt aus maximalem Schluckvolumen und maximaler Druckdifferenz basiert. Das Bremsmoment ist somit nicht nur durch die Verstellung des ersten Steuerventils und damit durch die Änderung des Schluckvolumens, sondern auch durch eine gezielte Ansteuerung der Druckbegrenzungsventile veränderbar.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das zweite Steuerventil derart verschaltet ist, dass es in der seine Einlassseite mit dem ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils verbindenden Position die Steueranschlüsse der Druckbegrenzungsventile drucklos schaltet und in der die Einlassseite mit den Steueranschlüssen der Druckbegrenzungsventile verbindenden Position den ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils drucklos schaltet. Dadurch kann erreicht werden, dass insbesondere bei geringen Leistungsanforderungen der Hydromotor bei geringer Druckdifferenz und hohem Schluckvolumen betrieben wird, während bei hohen Lastanforderungen ein Betrieb mit hohem Schluckvolumen und hoher Druckdifferenz möglich ist. Das große Schluckvolumen ergibt sich bei hohem Leistungsbedarf aus einem entsprechend großem Steuerdruck am ersten Steueranschluss des ersten Steuerventils.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Bremsventil vorgesehen, das sich bei geringem Leistungsbedarf in einer Schließstellung befindet und in dieser Position den Rücklauf der Hydromaschine absperrt.
Des Weiteren können Druckleitungen vorgesehen sein, mittels derer das erste Steuerventil und/oder das zweite Steuerventil und/oder das Druckminderventil übersteuerbar sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1:
ein Schaltbild des Antriebs mit Hydraulikmotor und Ansteuerung gemäß dem Stand der Technik und
Fig.2:
ein Schaltbild des Antriebs mit Hydraulikmotor mit Ansteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild des erfindungsgemäßen Antriebes mit in seinem Schluckvolumen verstellbarem Hydromotor 11 sowie der zugehörigen Ansteuerung.
Abweichend von dem zu Fig. 1 erläuterten Aufbau weist der erfindungsgemäße Antrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein Druckminderventil 4 sowie ein zweites Steuerventil 3 auf. Darüber hinaus sind Druckbegrenzungsventile 2 vorgesehen, die über entsprechende Steueranschlüsse 20 verstellbar sind.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steht der Anschluss 310 des zweiten Steuerventils 3 mit dem ersten Steueranschluss 50 des ersten Steuerventils 5 in Verbindung.
Die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Anordnung gestaltet sich wie folgt:
Beim Anfahren wird der Hydraulikmotor 11 von der Pumpe über den Schieber am Anschluss A für Vorwärtsfahrt und am Anschluss B für Rückwärtsfahrt versorgt. Selbstverständlich können diese Anschlüsse auch vertauscht werden.
Bei der Vorwärtsfahrt wird das pumpenseitige Hochdrucksignal über das Wechselventil 6 an das zweite Steuerventil 3 (Steueranschluss 30), das als Wegeventil ausgeführt ist, sowie an das erste Steuerventil 5 (Steueranschluss 52) gelegt. Damit liegt an dem ersten Steueranschluss 30 des zweiten Steuerventils 3 sowie an dem zweiten Steueranschluss 52 des ersten Steuerventils 5 derselbe Steuerdruck an. Über das Wechselventil 9 wird das Druckminderventil 4 auf seiner Einlassseite 410, der zweite Steueranschluss 32 des zweiten Steuerventils 3 sowie die Einlassseite 500 des ersten Steuerventils 5 mit Druck versorgt. Dieser Druck liegt darüber hinaus an dem rechts dargestellten Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 an. Aufgrund des Anschlusses der Einlassseite 410 des Druckreduzierventils 4 an das Wechselventil 9 wird sichergestellt, dass das Druckreduzierventil 4 sowohl bei der Beschleunigung als auch beim Bremsen mit Hochdruck gespeist wird.
Beim Anfahren bewegt sich das erste Steuerventil 5 aufgrund des entsprechend großen an dem zweiten Steueranschluss 52 anliegenden Druck in Richtung 2, d. h. in seine linke Endstellung, in der die Einlassseite 500 mit dem Anschluss 510 und somit mit dem links dargestellten Kolbenraum der Stelleinrichtung 10 in Verbindung steht. Aufgrund der größeren Kolbenfläche im links dargestellten Kolbenraum wird die Stelleinrichtung 10 nach rechts bewegt und somit das Schluckvolumen des Hydromotors 11 vergrößert.
Der beim Anfahren an dem Wechselventil 6 und damit auch an dem ersten Steueranschluss 30 des zweiten Steuerventils 3 anliegende Steuerdruck bewirkt ferner, dass das zweite Steuerventil 3 ebenfalls in Richtung 2 und damit in seine linke Endstellung bewegt wird. Diese Bewegung erfolgt aufgrund der entsprechenden Vorspannung des Ventils. Die an dem ersten Steueranschluss 30 und an dem zweiten Steueranschluss 32 des zweiten Steuerventils 3 anliegenden Steuerdrücke sind in dieser Betriebsweise identisch.
Die Bewegung des zweiten Steuerventils 3 in Richtung 2 hat zur Folge, dass die Auslassseite 400 des Druckminderventils 4 über die Anschlüsse 300, 320 nunmehr an den Steueranschlüssen 20 der Druckbegrenzungsventile 2 anliegt, die in den Leitungen 15 und 16 angeordnet sind, die die Arbeitsleitungen 12 und 13 des Hydromotors 11 miteinander verbinden.
In diesem Betriebszustand wird der Hydromotor auf maximales Schluckvolumen eingestellt und der Steuerdruck des Druckreduzierventils 4 bringt über das zweite Steuerventil 3 die Hochdruckventile 2 auf Ihre maximale Einstellung. Dadurch wird sichergestellt, dass der Hydraulikmotor 11 das maximale Moment abgibt. Der Hydraulikmotor 11 beginnt jedoch erst dann zu drehen, wenn der Hochdruck das Bremsventil 1 bzw. den zugehörigen Bremskolben über das Drosselrückschlagventil 8a in Richtung 1 bewegt. Dadurch wird das Rücklauföl des Hydraulikmotors 11 über den Bremskolben bzw. das Bremsventil 1 und das Rückschlagventil 7 nach Anschluss B freigegeben.
Fällt der Zulaufdruck am Wechselventil 6 auf einen bestimmten Wert ab, wie dies beispielsweise beim Übergang von Beschleunigung auf Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit der Fall sein kann, bewegt sich das erste Steuerventil 5 aufgrund des abfallenden Steuerdrucks am zweiten Steueranschluss 52 in Richtung 1, wodurch der Schwenkwinkel und das Schluckvolumen des Hydraulikmotors kleiner wird und sich die Drehzahl erhöht (hohe Geschwindigkeit/kleines Drehmoment).
Die Rückwärtsfahrt erreicht man durch das Tauschen der Anschlüsse A und B. Diese läuft analog zu dem zuvor beschriebenen ab.
Beim Übergang von der Beschleunigung auf eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit verbleibt das zweite Steuerventil 3 in seiner in Richtung 2 verschobenen Endstellung, so dass die Druckbegrenzungsventile 2 weiterhin über das Druckminderventil 4 mit Druck beaufschlagt werden.
Beim Übergang von der Fahrt in der Ebene auf die Talfahrt fällt der Druck an dem Arbeitsanschluss A bzw. in der entsprechenden Zuleitung bei Vorwärtsfahrt noch weiter ab. Dies führt dazu, dass das Bremsventil anspricht und sich in der Fig. 2 dargestellte neutrale Position 0 bewegt. Dadurch wird das Hydraulikmotor-Rücklauföl angedrosselt bis zum vollständigen Absperren. Danach übernehmen die Druckbegrenzungsventile 2 das maximale Bremsmoment.
Der Hydraulikmotor 11 arbeitet nunmehr als Hydraulikpumpe, die das Hydraulikmedium über die Druckbegrenzungsventile 2 im Kreislauf fördert.
Das Ansteigen des Rücklaufdruckes am Wechselventil 9 und das gleichzeitige Sinken des Zulaufdruckes am Wechselventil 6 hat zur Folge, dass das zweite Steuerventil 3 in Richtung 1 und das erste Steuerventil 5 in Richtung 2 bewegt wird. In der genannten Position des zweiten Steuerventils 3 verbindet dieses die Auslassseite 400 des Druckminderventils 4 über den Anschluss 310mit dem ersten Steueranschluss 50 des ersten Steuerventils 5, was zur Folge hat, dass dieses in Richtung 2 bewegt wird und sich dementsprechend der Schwenkwinkel des Hydraulikmotors 11 auf seinen Maximalwert geht bzw. das Schluckvolumen auf den Maximalwert eingestellt wird. Gleichzeitig entlastet das zweite Steuerventil 3 die Steueranschlüsse 20 der Druckbegrenzungsventile 2, so dass die Druckeinstellung entsprechend reduziert wird. Das Bremsmoment bleibt aufgrund des entsprechend vergrößerten Schluckvolumens dennoch konstant. Bei dieser Einstellung reduziert sich der Geräuschpegel.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Möglichkeit, durch Übersteuerung (PR, PDRE, PX)des zweiten Steuerventils 3 oder des Druckreduzierventils 4 die Hochdruckventileinstellung so zu ändern, dass das Bremsmoment entsprechend variiert werden kann. Grundsätzlich ist somit auch ein sich aus maximalem Schluckvolumen und maximaler Druckeinstellung der Druckreduzierventile ergebendes Bremsmoment des Motors möglich.
Bei Übersteuerung des ersten Steuerventils 5 wird das Bremsmoment weiter erhöht, da sich das Ventil in diesem Fall in Richtung 2 bewegt.
Soll ohne Übersteuerung ein noch höheres Bremsmoment gewünscht werden, kann durch Reversieren des Zulaufdrucks der Druck am Wechselventil 6 wieder erhöht werden. Durch das entsprechende Ansteigen des Druckes wird das erste Steuerventil 5 in seiner zweiten Position gehalten, in der sich ein maximaler Schwenkwinkel bzw. Schluckvolumen ergibt. Das zweite Steuerventil 3 bewegt sich jedoch in Richtung 2, wodurch die Druckbegrenzungsventile 2 im Druck höher gestellt werden. Daraus ergibt sich bei Bedarf ein Ansteigen des Bremsmomentes bis zu dem maximalen Wert.
Außer dem vorbeschriebenen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Ausführungsform auch ohne Druckreduzierventil 4 denkbar. In diesem Falle findet die Ansteuerung der nachfolgenden Ventile direkt mit dem Systemhochdruck statt. Dies bedeutet, dass in diesem Fall das zweite Steuerventil 3 sowie die Druckbegrenzungsventile 2 und das erste Steuerventil 5 hochdrucktauglich konzipiert und ausgeführt werden müssen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Ansprechen des Steuerventils 5 verzögert erfolgt, so dass ein Bremsbeginn mit minimalem Schluckvolumen erfolgt, damit am Beginn des Bremsvorgangs der Motor nicht überdreht. Die Verzögerung kann über das Steuerventil 5 einstellbar sein.

Claims (13)

  1. Antrieb mit einer in ihrem Schluckvolumen veränderbaren Hydromaschine, mit einer Stelleinrichtung (10) zur Änderung des Schluckvolumens der Hydromaschine, mit einem ersten Steuerventil (5), das mit der Stelleinrichtung (10) in Verbindung steht und derart verschaltet ist, dass es in einer ersten Position eine ein geringes Schluckvolumen bedingende Stellung der Stelleinrichtung (10) und in einer zweiten Position eine ein demgegenüber großes Schluckvolumen bedingende Stellung der Stelleinrichtung (10) bewirkt,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung, vorzugsweise ein zweites Steuerventil (3) vorgesehen ist, das einlassseitig (300) mit einem Einlassdruck beaufschlagt ist und auslassseitig (310) mit einem ersten Steueranschluss (50) des ersten Steuerventils (5) in Verbindung steht, wobei eine Druckbeaufschlagung des ersten Steueranschlusses (50) eine in die zweite Position des ersten Steuerventils (5) gerichtet Kraft ausübt, und wobei die Steuereinrichtung, vorzugsweise das zweite Steuerventil (3) derart verschaltet ist, dass es in einem Bereich geringen Leistungsbedarfs die Einlassseite (300) mit dem ersten Steueranschluss (50) des ersten Steuerventils (5) verbindet.
  2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydromaschine als Hydromotor (11) ausgeführt ist.
  3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydromotor (11) als Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise ausgeführt ist.
  4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (5) einen zweiten, mit dem ersten Steueranschluss (50)gleichwirkenden Steueranschluss (52) aufweist, der mit einem ersten Steueranschluss (30) des zweiten Steuerventils (3) in Verbindung steht, so dass beide Steueranschlüsse (30, 52) mit demselben Steuerdruck beaufschlagt werden.
  5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Zu- und eine Ablaufleitung aufweist, zwischen denen sich eine Leitung erstreckt, die ein Wechselventil (6) aufweist, über welches der Steuerdruck an den zweiten Steueranschluss (52) des ersten Steuerventils (5) und an den ersten Steueranschluss (30) des zweiten Steuerventils (3) anlegbar ist.
  6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (3) einen zweiten, dem ersten Steueranschluss (30) entgegenwirkenden Steueranschluss (32) aufweist, und dass der zweite Steueranschluss (32) mit der Einlassseite (500) des ersten Steuerventils (5) in Verbindung steht, so dass an der Einlassseite (500) des ersten Steuerventils (5) und an dem zweiten Steueranschluss (32) des zweiten Steuerventils (3) derselbe Druck anliegt.
  7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich zwischen den Arbeitsleitungen (12, 13) der Hydromaschine erstreckende Leitung (14) vorgesehen ist, in der ein Wechselventil (9) angeordnet ist, über welches die Einlassseite (500) des ersten Steuerventils (5) sowie der zweite Steueranschluss (32) des zweiten Steuerventils (3) mit Druck beaufschlagbar sind.
  8. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckminderventil (4) vorgesehen ist, das auslassseitig (400) mit der Einlassseite (300) des zweiten Steuerventils (3) in Verbindung steht.
  9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckminderventil (4) einlassseitig (410) mit der Einlassseite (500) des ersten Steuerventils (5) in Verbindung steht.
  10. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (3) mit dem Steueranschluss (20) eines oder mehrerer Druckbegrenzungsventile (2) in Verbindung steht, wobei die Druckbegrenzungsventile (2) in den die Arbeitsleitungen (12, 13) der Hydromaschine verbindenden Leitungen (15, 16) angeordnet sind, und wobei das zweite Steuerventil (3) derart verschaltet ist, dass dessen Einlassseite (300) mit den Steueranschlüssen (20) der Druckbegrenzungsventile (2) verbindbar ist.
  11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (3) derart verschaltet ist, dass es in der die Einlassseite (300) mit dem ersten Steueranschluss (50) des ersten Steuerventils (5) verbindenden Position die Druckbegrenzungsventile (2) drucklos schaltet und in der die Einlassseite (300) mit den Steueranschlüssen (20) der Druckbegrenzungsventile (2) verbindenden Position den ersten Steueranschluss (50) des ersten Steuerventils (5) drucklos schaltet.
  12. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsventil (1) vorgesehen ist, das sich bei geringem Leistungsbedarf in seiner Schließstellung befindet und in dieser Position den Rücklauf der Hydromaschine absperrt.
  13. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichet, dass Druckleitungen vorgesehen sind, durch die das erste Steuerventil (5) und/oder das zweite Steuerventil (3) und/oder das Druckminderventil (4) übersteuerbar sind.
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