CH712781A1 - Displacer unit and hydraulic start-stop system with such a displacer unit. - Google Patents

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CH712781A1 CH00919/16A CH9192016A CH712781A1 CH 712781 A1 CH712781 A1 CH 712781A1 CH 00919/16 A CH00919/16 A CH 00919/16A CH 9192016 A CH9192016 A CH 9192016A CH 712781 A1 CH712781 A1 CH 712781A1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrängereinheit [1], insbesondere Axialkolbenmaschine, wobei ein Einweg-/Rückschlagventil [3] im Gehäuse [2] der Verdrängereinheit [1] untergebracht ist. Die Verdrängereinheit [1] umfasst dabei ein Gehäuse [2], ein Triebwerk [39] zum Wandeln einer rotorischen Leistung in eine hydraulische Leistung, einen Sauganschluss [4] zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk [39] sowie das besagte Einweg-/Rückschlagventil [3].The present invention relates to a displacer unit [1], in particular axial piston machine, wherein a one-way / non-return valve [3] in the housing [2] of the displacer unit [1] is housed. The displacer unit [1] comprises a housing [2], an engine [39] for converting a rotor power into a hydraulic power, a suction port [4] for supplying a fluid to the engine [39] and the said one-way / non-return valve [3].

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrängereinheit sowie ein hydraulisches Start-Stopp-System mit einer solchen Verdrängereinheit.Description: The present invention relates to a displacement unit and a hydraulic start-stop system with such a displacement unit.

[0002] Es ist bekannt, dass mobile Arbeitsmaschinen hydraulische Vorrichtungen aufweisen und diese zum Ausführen einer Arbeitstätigkeit genutzt werden können. Dabei umfasst das hydraulische Antriebssystem eine vorzugsweise im Fördervolumen steuerbare bzw. regelbare Hydraulikpumpe, die typischerweise mit einem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Primärantrieb mechanisch gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst dabei in der Regel einen Elektrostarter zum Starten der Brennkraftmaschine, der durch eine Batterie gespeist wird. Diese Batterie wird dabei durch einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Generator geladen.It is known that mobile machines have hydraulic devices and these can be used to perform a job. The hydraulic drive system comprises a hydraulic pump which is preferably controllable or regulable in the delivery volume and which is typically mechanically coupled to a primary drive designed as an internal combustion engine. The internal combustion engine generally comprises an electric starter for starting the internal combustion engine, which is fed by a battery. This battery is charged by a generator driven by the internal combustion engine.

[0003] Im Stand der Technik ist es bekannt, eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor, durch elektrische Starteranlagen, durch elektrische Startergeneratoren, die eine Vereinigung von Starteranlage und Generator in einem Bauteil darstellen, und durch hydraulische Start-Stopp-Systeme anzulassen. Bei einem Anlass-Vorgang einer Brennkraftmaschine ist es erforderlich, deren Ausgangswelle rotieren zu lassen, um die Arbeitstakte eines in der Brennkraftmaschine angeordneten Kolbens auszuführen.In the prior art it is known to start an internal combustion engine, in particular a diesel engine, by electrical starter systems, by electrical starter generators, which represent a combination of starter system and generator in one component, and by hydraulic start-stop systems. When an internal combustion engine starts, it is necessary to rotate its output shaft in order to carry out the work cycles of a piston arranged in the internal combustion engine.

[0004] Der Stand der Technik sieht hierzu ein hydraulisches Start-Stopp-System vor, bei dem eine mechanisch mit einer Brennkraftmaschine gekoppelte Verdrängereinheit nicht nur durch die Brennkraftmaschine im «Pumpenbetrieb» angesteuert wird, sondern ein Anlassen der Brennkraftmaschine durch Nutzung der Verdrängereinheit im «Motorenbetrieb». Wird für die Arbeitshydraulik hydraulische Leistung benötigt, wird die Verdrängereinheit mit Hilfe der mechanischen Kopplung zu der Brennkraftmaschine angetrieben und saugt aus einem Fluidreservoir ein Fluid, typischerweise ein Öl oder dergleichen, an und gibt dies auf der Hochdruckseite an die Arbeitshydraulik weiter. Dadurch ist es der Arbeitshydraulik beispielsweise möglich, einen Baggerarm zu verfahren oder das Schild einer Raupe anzuheben.The prior art provides for this a hydraulic start-stop system in which a mechanically coupled to an internal combustion engine displacement unit is not only controlled by the internal combustion engine in "pump mode", but starting the internal combustion engine by using the displacement unit in " Engine operation ». If hydraulic power is required for the working hydraulics, the displacement unit is driven to the internal combustion engine with the aid of the mechanical coupling and sucks in a fluid, typically an oil or the like, from a fluid reservoir and passes this on to the working hydraulics on the high-pressure side. This makes it possible for the working hydraulics, for example, to move an excavator arm or to raise the sign of a caterpillar.

[0005] Im «Motorbetrieb» ist vorgesehen, dass eine gestoppte Brennkraftmaschine mit Hilfe der Verdrängereinheit angelassen wird. Dazu wird an die Einlassöffnung der Verdrängereinheit, die ein Fluid in Richtung ihres Triebwerks, das eine hydraulische Leistung in eine rotatorische Leistung wandeln kann, eine sich aufzweigende Leitung angeschlossen, die an einem ihrer Enden mit einem Fluidreservoir über ein Einwegventil in Verbindung steht und mit dem anderen ihrer Enden über ein schaltbares Ventil mit einem Druckspeicher in Verbindung steht. Weist der Druckspeicher eine ausreichende Menge an unter Druck stehendem Fluid auf, so kann dieses Fluid dazu genutzt werden, eine stillstehende Brennkraftmaschine anzulassen. Dazu wird das im Pfad zwischen dem Druckspeicher und dem Triebwerk der Verdrängereinheit angeordnete absperrbare Ventil geöffnet, um ein Einströmen des unter Druck stehenden Fluids in die Verdrängereinheit zu ermöglichen.In "engine operation" it is provided that a stopped internal combustion engine is started with the help of the displacement unit. For this purpose, a branching line is connected to the inlet opening of the displacement unit, which connects a fluid in the direction of its engine, which can convert a hydraulic power into a rotary power, which is connected at one end to a fluid reservoir via a one-way valve and to the other of its ends is connected to a pressure accumulator via a switchable valve. If the pressure accumulator has a sufficient amount of fluid under pressure, this fluid can be used to start a stationary internal combustion engine. For this purpose, the shut-off valve arranged in the path between the pressure accumulator and the engine of the displacement unit is opened in order to allow the pressurized fluid to flow into the displacement unit.

[0006] Erreicht das unter Druck stehende Fluid das Triebwerk, führt dies zu einer Rotation der mit der Verdrängereinheit gekoppelten Ausgangswelle der Brennkraftmaschine. Diese beim Anlassen einer Brennkraftmaschine notwendige Rotation der Ausgangswelle ersetzt dabei die typische Tätigkeit einer elektrischen Starter-Anlage.If the pressurized fluid reaches the engine, this leads to a rotation of the output shaft of the internal combustion engine coupled to the displacement unit. This rotation of the output shaft, which is necessary when starting an internal combustion engine, replaces the typical activity of an electric starter system.

[0007] Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine für das hydraulische Start-Stopp-System geeignete Verdrängereinheit in vorteilhafter Weise weiterzubilden.It is the object of the present invention to further develop a displacement unit suitable for the hydraulic start-stop system in an advantageous manner.

[0008] Die erfindungsgemässe Verdrängereinheit, die insbesondere eine Axialkolbenmaschine darstellen kann, umfasst ein Gehäuse, ein Triebwerk zum Wandeln der rotatorischen Leistung in eine hydraulische Leistung und einen Sauganschluss zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk. Die Verdrängereinheit ist durch ein Einwegventil gekennzeichnet, das im Gehäuse der Verdrängereinheit angeordnet ist.The displacement unit according to the invention, which can in particular represent an axial piston machine, comprises a housing, an engine for converting the rotary power into a hydraulic power and a suction port for supplying a fluid to the engine. The displacement unit is characterized by a one-way valve which is arranged in the housing of the displacement unit.

[0009] Die Anordnung des Einwegventils in dem Gehäuse der Verdrängereinheit führt zu einer Verringerung des Strömungswiderstands zwischen dem Hydrauliköl-Vorratstank (auch: Fluidreservoir) und dem im Pumpenbetrieb arbeitenden Triebwerk der Verdrängereinheit. Ein niedrigerer Gesamtströmungswiderstand sorgt für eine höhere Sauggrenzdrehzahl, die einen Betriebszustand einer Pumpe charakterisiert, bei dem in einem Saughub aufgrund einer Vakuumbildung ein Füllungsmangel auftritt, der zu einer Verminderung des Förderstroms der Pumpe und zu einer Schädigung der Pumpe durch Kavitationserosion im anschliessenden Förderhub führen kann. Für eine hohe Sauggrenzdrehzahl ist es von Vorteil, den Strömungswiderstand möglichst gering zu halten.The arrangement of the one-way valve in the housing of the displacement unit leads to a reduction in the flow resistance between the hydraulic oil storage tank (also: fluid reservoir) and the pump drive engine of the displacement unit. A lower total flow resistance ensures a higher suction limit speed, which characterizes an operating state of a pump in which there is a lack of filling in a suction stroke due to vacuum formation, which can lead to a reduction in the flow rate of the pump and damage to the pump due to cavitation erosion in the subsequent delivery stroke. For a high suction limit speed, it is advantageous to keep the flow resistance as low as possible.

[0010] Da sich der Gesamtströmungswiderstand zwischen dem Hydrauliköl-Vorratstank (auch: Fluidreservoir) und dem Triebwerk der Verdrängereinheit aus der Zuleitung vom Vorratstank bis zum Einwegventil und der Zuleitung vom Einwegventil bis zum Triebwerk ergibt, sinkt der Gesamtströmungswiderstand, wenn sich der Abschnitt des höchsten Strömungswiderstands, der Bereich um das Einwegventil, in der Nähe des Triebwerks angeordnet ist. Dies ist darin begründet, da sich der Ouerschnitt des Ansaugkanals vom Sauganschluss der Verdrängereinheit zum Triebwerk hin typischerweise verkleinert. Es kann dann bei gleichbleibendem Druckabfall (bzw. Strömungswiderstand) der Durchlassquerschnitt des Rückschlagventils umso kleiner ausgeführt werden, je näher sich dieses am Triebwerk befindet. Zudem ist ein geometrisch kleiner ausgeführtes Rückschlagventil kostengünstiger zu realisieren und erfordert weniger Einbauraum. Daher lassen sich zu dem im Stand der Technik typischerweise ausserhalb des Gehäuses der Verdrängereinheit angeordneten Rückschlagventile (auch: Einwegventile) die vorstehend aufgeführten positiven Effekte erreichen.Since the total flow resistance between the hydraulic oil storage tank (also: fluid reservoir) and the engine of the displacement unit results from the supply line from the storage tank to the one-way valve and the supply line from the one-way valve to the engine, the total flow resistance decreases when the section of the highest Flow resistance, the area around the one-way valve, is located near the engine. This is due to the fact that the cross section of the suction channel from the suction connection of the displacement unit to the engine is typically reduced. If the pressure drop (or flow resistance) remains the same, the passage cross section of the check valve can be made smaller the closer it is to the engine. In addition, a geometrically smaller check valve is cheaper to implement and requires less installation space. It is therefore possible to achieve the positive effects listed above for the check valves (also: one-way valves) typically arranged outside the housing of the displacement unit in the prior art.

[0011] Darüber hinaus liegt bei einer motorischen Nutzung der Verdrängereinheit zwischen dem Triebwerk und dem zum Einwegventil ein Hochdruckniveau des Fluids vor. Hieraus folgt, dass die Ölverbindung zwischen diesen beiden BauteilenIn addition, there is a high pressure level of the fluid in a motorized use of the displacement unit between the engine and the one-way valve. It follows that the oil connection between these two components

CH 712 781 A1 hochdruckdicht sein muss. Wäre das Einwegventil ausserhalb des Gehäuses der Verdrängereinheit angeordnet, müsste der entsprechende Hydraulikschlauch die Hochdruckbelastung aushalten. Nach der erfindungsgemässen Verdrängereinheit, bei der das Einwegventil im Gehäuse selbst angeordnet ist, muss ein an den Sauganschluss der Verdrängereinheit geführter Hydraulikschlauch lediglich den Niederdruck aushalten können.CH 712 781 A1 must be high pressure tight. If the one-way valve were located outside the housing of the displacement unit, the corresponding hydraulic hose would have to withstand the high pressure load. According to the displacement unit according to the invention, in which the one-way valve is arranged in the housing itself, a hydraulic hose led to the suction connection of the displacement unit only has to be able to withstand the low pressure.

[0012] Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung ist das Einwegventil im Strömungspfad zwischen Sauganschluss und Triebwerk angeordnet.According to an optional modification of the invention, the one-way valve is arranged in the flow path between the suction connection and the engine.

[0013] Vorzugsweise ist das Einwegventil im Gehäuse der Verdrängereinheit integriert.[0013] The one-way valve is preferably integrated in the housing of the displacement unit.

[0014] Nach einer weiteren Modifikation der Erfindung ist es möglich, dass das Einwegventil in einem Ansaugkanal einer Anschlussplatte der Verdrängereinheit angeordnet ist oder mit der Anschlussplatte zusammenwirkt.According to a further modification of the invention, it is possible that the one-way valve is arranged in an intake duct of a connection plate of the displacement unit or cooperates with the connection plate.

[0015] Nach einer bevorzugten Variation der Erfindung verkleinert sich der Querschnitt des Strömungspfads vom Sauganschluss in Richtung Triebwerk, vorzugsweise erfolgt diese Verkleinerung kontinuierlich und das Einwegventil ist an einer Position in dem Strömungspfad angeordnet, an dem der Querschnitt des Strömungskanals nicht maximal ist.According to a preferred variation of the invention, the cross section of the flow path from the suction port towards the engine is reduced, preferably this reduction is carried out continuously and the one-way valve is arranged at a position in the flow path at which the cross section of the flow channel is not maximum.

[0016] Vorzugsweise ist das Einwegventil im Strömungspfad vom Sauganschluss beabstandet in Richtung Triebwerk angeordnet.[0016] The one-way valve is preferably arranged in the flow path at a distance from the suction connection in the direction of the engine.

[0017] Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung ist das Einwegventil dazu ausgelegt, das Fluid nur in Richtung Triebwerk strömen zu lassen und eine Strömung des Fluids in entgegengesetzte Richtung zu minimieren oder zu unterbinden.According to an optional modification of the invention, the one-way valve is designed to allow the fluid to flow only in the direction of the engine and to minimize or prevent a flow of the fluid in the opposite direction.

[0018] Nach einer Fortbildung der Erfindung ist das Einwegventil ein Rückschlagventil oder ein Schieberventil, vorzugsweise ein hochdruckbetätigbares Schieberventil.According to a development of the invention, the one-way valve is a check valve or a slide valve, preferably a high-pressure operated slide valve.

[0019] Nach einer Fortbildung der Erfindung umfasst die Verdrängereinheit ferner einen zweiten Anschluss zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk, wobei die vom ersten Sauganschluss und vom zweiten Anschluss ausgehenden Strömungspfade sich zu einem gemeinsamen Strömungspfad vereinigen und das Einwegventil im Bereich zwischen erstem Sauganschluss und dem vereinigten gemeinsamen Strömungspfad angeordnet ist.According to a development of the invention, the displacement unit further comprises a second connection for supplying a fluid to the engine, the flow paths emanating from the first suction connection and the second connection merging into a common flow path and the one-way valve in the area between the first suction connection and the united common flow path is arranged.

[0020] Durch das Vorsehen des zweiten Anschlusses zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk eignet sich die Verdrängereinheit besonders für den Einsatz in einem hydraulischen Start-Stopp-System. Wie bereits im einleitenden Teil der Beschreibung erläutert, wird für ein Anlassen einer mit der Verdrängereinheit mechanisch gekoppelten Brennkraftmaschine nicht der Pumpenbetrieb sondern der Motorbertrieb verwendet. Dafür wird ein in einem Druckspeicher unter Druck gespeichertes Fluid dem Triebwerk zugeführt. Um ein Strömen des unter Druck stehenden Fluids in den Vorratstank zu unterbinden ist das Einwegventil vorgesehen. Das Einströmen eines Fluids an dem zweiten Anschluss und das Ausströmen aus dem ersten Sauganschluss ist damit nicht möglich.By providing the second connection for supplying a fluid to the engine, the displacement unit is particularly suitable for use in a hydraulic start-stop system. As already explained in the introductory part of the description, it is not the pump operation but the motor drive that is used for starting an internal combustion engine mechanically coupled to the displacement unit. For this purpose, a fluid stored under pressure in a pressure accumulator is fed to the engine. The one-way valve is provided in order to prevent the pressurized fluid from flowing into the storage tank. The inflow of a fluid at the second connection and the outflow from the first suction connection is therefore not possible.

[0021] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Einwegventilströmungsoptimiert und wirkt mit einem strömungsoptimierten Ventilsitz zusammen. Ein strömungsoptimiertes Einwegventil sowie ein strömungsoptimierter Ventilsitz minimieren die Wirbelbildung bei einer Fluideinströmung entlang einer Fluiddurchtrittsöffnung an dem Sauganschluss.According to a preferred embodiment of the invention, the one-way valve flow is optimized and cooperates with a flow-optimized valve seat. A flow-optimized one-way valve and a flow-optimized valve seat minimize the formation of eddies when fluid flows in along a fluid passage opening at the suction connection.

[0022] Vorzugsweise ist der durch das Einwegventil verschliessbare Strömungspfad eine Venturi-Kontur, die durch das Einwegventil im Punkt eines geringsten Strömungsquerschnitts im Bereich des Ventils verschliessbar ist.Preferably, the flow path that can be closed by the one-way valve is a Venturi contour that can be closed by the one-way valve at the point of the smallest flow cross section in the region of the valve.

[0023] Beim Einströmen des Fluids, z.B. einem Hydrauliköl, in die im Pumpenbetrieb arbeitende Verdrängereinheit erreicht man an dem Punkt des geringsten Strömungsquerschnitts die maximale Strömungsgeschwindigkeit, was einen für den Pumpenbetrieb unterstützenden Saugeffekt hervorruft.When inflowing the fluid, e.g. a hydraulic oil, in the displacement unit working in pump operation, the maximum flow velocity is reached at the point of the smallest flow cross section, which causes a suction effect which supports the pump operation.

[0024] Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung weist die Venturi-Kontur einen optimierten Krümmungsverlauf auf, um eine Wirbelbildung eines durch das Einwegventil strömenden Fluids zu minimieren.According to a further development of the invention, the venturi contour has an optimized curvature in order to minimize the formation of eddies of a fluid flowing through the one-way valve.

[0025] Vorzugsweise ist der Sauganschluss mit einer Flanschplatte verbindbar, die als ein Teil einer mit dem Strömungspfad des Sauganschlusses gebildeten Venturi-Kontur ausgeführt ist.The suction connection can preferably be connected to a flange plate which is designed as part of a venturi contour formed with the flow path of the suction connection.

[0026] Die Erfindung betrifft ferner ein hydraulisches Start-Stopp-System, das eine Verdrängereinheit nach einer der vorhergehend dargestellten Varianten umfasst.The invention further relates to a hydraulic start-stop system which comprises a displacement unit according to one of the variants presented above.

[0027] Vorzugsweise umfasst das hydraulische Start-Stopp-System ferner eine Brennkraftmaschine, die mit der Verdrängereinheit mechanisch gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, die Verdrängereinheit anzutreiben und von der Verdrängereinheit angetrieben zu werden, und einen Druckspeicher, der mit einem Auslassanschluss der Verdrängereinheit und mit einem zweiten Anschluss zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk der Verdrängereinheit verbunden ist, wobei der erste Sauganschluss mit einem Fluidreservoir verbunden ist.Preferably, the hydraulic start-stop system further comprises an internal combustion engine which is mechanically coupled to the displacement unit and is designed to drive the displacement unit and to be driven by the displacement unit, and a pressure accumulator which is connected to an outlet connection of the displacement unit and is connected to a second connection for supplying a fluid to the engine of the displacement unit, the first suction connection being connected to a fluid reservoir.

[0028] Nach einer optionalen Modifikation des hydraulischen Start-Stopp-Systems wird ein unter Druck stehendes Fluid in dem Fluidspeicher dazu genutzt, eine Brennkraftmaschine zu starten, in dem ein aus dem Fluidspeicher strömendes Fluid die Verdrängereinheit antreibt und über die mechanische Kopplung zwischen Verdrängereinheit und Brennkraftmaschine eine Anlassbewegung für die Brennkraftmaschine ausübt, wobei vorzugsweise zum Leiten des Fluids ein erstesAccording to an optional modification of the hydraulic start-stop system, a pressurized fluid in the fluid reservoir is used to start an internal combustion engine in which a fluid flowing from the fluid reservoir drives the displacement unit and via the mechanical coupling between the displacement unit and Internal combustion engine exercises a starting movement for the internal combustion engine, preferably a first for guiding the fluid

CH 712 781 A1CH 712 781 A1

Ventil zwischen Fluidspeicher und zweitem Anschluss und ein zweites Ventil zwischen dem Auslassanschluss und einer Verbindung zu dem Fluidreservoir vorgesehen sind.Valve between the fluid reservoir and the second connection and a second valve between the outlet connection and a connection to the fluid reservoir are provided.

[0029] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Mobile Arbeitsmaschine, insbesondere einen Mobilbagger, einen Raupenbagger, einen Mobilkran, mit einem hydraulischen Start-Stopp-System nach einer der vorstehend beschriebenen Varianten.Furthermore, the present invention also relates to a mobile work machine, in particular a mobile excavator, a crawler excavator, a mobile crane, with a hydraulic start-stop system according to one of the variants described above.

[0030] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der detaillierten Diskussion der nachfolgenden Figuren ersichtlich.[0030] Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the detailed discussion of the following figures.

Dabei zeigen:Show:

[0031][0031]

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Verdrängereinheit mit einem integrierten Rückschlagventil,1: a schematic representation of a displacement unit according to the invention with an integrated check valve,

Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Teils der erfindungsgemässen Verdrängereinheit,2: a schematic representation of a part of the displacement unit according to the invention,

Fig. 3: eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Verdrängereinheit nach einer weiteren Ausführungsform,3: a schematic representation of the displacement unit according to the invention according to a further embodiment,

Fig. 4: eine vergrösserte Detailsansicht der weiteren Ausführungsform, und4: an enlarged detailed view of the further embodiment, and

Fig. 5: einen Schaltplan für ein hydraulisches Start-Stopp-System nach der Erfindung.Fig. 5: a circuit diagram for a hydraulic start-stop system according to the invention.

[0032] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Verdrängereinheit, beispielsweise eine Axialkolbenmaschine, bei der der Abschnitt um einen Sauganschluss 4 der Verdrängereinheit 1 detailliert ausgeführt ist. Man erkennt, dass ein Rückschlagventil 3 im Gehäuse 2 der Verdrängereinheit 1 angeordnet ist. Im regulären Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 1 strömt ein Fluid durch den Sauganschluss 4 in das Innere der Verdrängereinheit 1, wird also von dem Triebwerk (nicht dargestellt) angesaugt. Das Triebwerk wird über eine mechanische Kopplung mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben. Durch die Saugwirkung des Triebwerks verrückt das Rückschlagventil 3 in seine Offenstellung und ermöglicht eine Strömungsverbindung zwischen einem Vorratsreservoir und dem Triebwerk.Fig. 1 shows a schematic representation of a displacement unit according to the invention, for example an axial piston machine, in which the section around a suction port 4 of the displacement unit 1 is carried out in detail. It can be seen that a check valve 3 is arranged in the housing 2 of the displacement unit 1. In regular pump operation of the displacer unit 1, a fluid flows through the suction connection 4 into the interior of the displacer unit 1, and is therefore sucked in by the engine (not shown). The engine is driven via a mechanical coupling with an internal combustion engine, not shown. Due to the suction effect of the engine, the check valve 3 moves into its open position and enables a flow connection between a reservoir and the engine.

[0033] Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Darstellung der Verdrängereinheit 1 im Bereich des Sauganschlusses 4. Das Gehäuse 2 weist dabei einen Sauganschluss 4 und einen zweiten Anschluss 7 auf, die beide jeweils dazu ausgelegt sind, ein Fluid in Richtung des Triebwerks der Verdrängereinheit 1 zu führen. Das Einströmen eines Fluids in den zweiten Anschluss 7 und ein Herausströmen aus dem Sauganschluss 4 wird durch das Rückschlagventil 3 unterbunden. Daher wird ein in den zweiten Anschluss 7 strömendes Fluid dem Triebwerk der Verdrängereinheit 1 zugeführt. Der Strömungspfad des Sauganschlusses 4 und der Strömungspfad des zweiten Anschlusses 7 vereinigen sich stromabwärts zu einem gemeinsamen Strömungspfad 8, über den eine Strömungsverbindung zu dem Triebwerk hergestellt wird.Fig. 2 shows an enlarged view of the displacer unit 1 in the area of the suction port 4. The housing 2 has a suction port 4 and a second port 7, both of which are each designed to draw a fluid in the direction of the engine of the displacer unit 1 respectively. The non-return valve 3 prevents a fluid from flowing into the second connection 7 and flowing out of the suction connection 4. Therefore, a fluid flowing into the second connection 7 is supplied to the engine of the displacement unit 1. The flow path of the suction connection 4 and the flow path of the second connection 7 merge downstream to form a common flow path 8, via which a flow connection to the engine is established.

[0034] Das Rückschlagventil 3 ist dabei verschieblich in einer Ausnehmung gelagert, sodass bei einem aus Richtung des Triebwerks oder des zweiten Anschlusses 7 stammenden Drucks des Rückschlags in eine geschlossene Position übergeht. Wird jedoch aufgrund der Bewegung des Triebwerks ein Saugdruck auf das Rückschlagventil 3 ausgeübt, so bewegt es sich weg von seiner Schliessstellung in seine Offenstellung und ein Fluid kann durch den Sauganschluss 4 und die Fluiddurchflussbohrungen 13 in Richtung des Triebwerks strömen. Ferner erkennt man, dass eine Flanschplatte 6 an dem Gehäuse 2 der Verdrängereinheit angeordnet ist, die einen Ansaugkanal 5 aufweist. Man erkennt, dass der Ansaugkanal 5 seinen Strömungsquerschnitt hin zu der Position, die durch das Rückschlagventil verschliessbar ist, verkleinert. Verwendet man die so ausgebildete Verdrängereinheit 1 in einem hydraulischen Start-Stopp-System, so ist der Ansaugkanal 5 mit einem Fluidreservoir bzw. einem Vorratstank an Fluid verbunden. Eine Strömung von dem Vorratstank durch das Rückschlagventil 3 in Richtung des Triebwerks erfolgt dann bei einem Pumpenbetrieb der Verdrängereinheit 1. Wird die Verdrängereinheit 1 jedoch dazu genutzt, eine Brennkraftmaschine anzulassen oder bei einem Anlassvorgang zu unterstützen, wird ein unter einem grossen Druck stehendes Fluid an dem zweiten Anschluss 7 angeströmt und die Verdrängereinheit im Motorbetrieb genutzt. Durch das an dem zweiten Anschluss 7 einströmende Fluid wird das Rückschlagventil 3 in seine schliessende Position gedrängt, um ein Strömen des Fluids in den Vorratstank zu unterbinden. Stattdessen strömt es in Richtung des Triebwerks, wo es eine Bewegung des Triebwerks hervorruft, die wiederum die Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, die mechanisch fest mit dem Triebwerk gekoppelt ist, in eine Anlassbewegung überführt.The check valve 3 is slidably mounted in a recess, so that at a pressure coming from the direction of the engine or the second connection 7 of the check valve passes into a closed position. However, if a suction pressure is exerted on the check valve 3 due to the movement of the engine, it moves away from its closed position into its open position and a fluid can flow through the suction connection 4 and the fluid flow bores 13 in the direction of the engine. It can also be seen that a flange plate 6 is arranged on the housing 2 of the displacer unit and has an intake duct 5. It can be seen that the intake duct 5 reduces its flow cross-section to the position that can be closed by the check valve. If the displacement unit 1 designed in this way is used in a hydraulic start-stop system, the intake duct 5 is connected to a fluid reservoir or a storage tank of fluid. A flow from the storage tank through the check valve 3 in the direction of the engine then takes place during a pump operation of the displacement unit 1. However, if the displacement unit 1 is used to start an internal combustion engine or to assist in a starting process, a fluid under high pressure is applied to the flowed to the second connection 7 and the displacement unit is used in motor operation. The check valve 3 is forced into its closing position by the fluid flowing in at the second connection 7 in order to prevent the fluid from flowing into the storage tank. Instead, it flows in the direction of the engine, where it causes movement of the engine, which in turn converts the output shaft of the internal combustion engine, which is mechanically firmly coupled to the engine, into a starting movement.

[0035] Fig. 3 zeigt eine strömungsoptimierte Darstellung des Rückschlagventils 3 sowie einen Strömungsoptimierten Ventilsitz 9. Man erkennt das strömungsoptimierte Rückschlagventil 3 an der abgeschrägten Fläche des Ventilkolbens 16. Dieser kommt an den Ventilsitz 9 derart mit der Wandung eines Strömungspfads in Kontakt, dass eine Abdichtung für das Fluid erfolgt. Dabei ist der Strömungspfad mit einer optimierten Venturi-Konturform versehen, die eine Strömungsgeschwindigkeitserhöhung sowie Verminderung von Wirbelbildungen und damit das Absenken des Strömungswiderstands erwirkt. Diese Venturi-Konturform ist lediglich am Ventilsitz unterbrochen, um eine zufriedenstellende Dichtwirkung in einem geschlossenen Zustand des Rückschlagventils 3 zu erhalten. Zudem erkennt man, dass es im ÜbergangsbereichFig. 3 shows a flow-optimized representation of the check valve 3 and a flow-optimized valve seat 9. You can recognize the flow-optimized check valve 3 on the beveled surface of the valve piston 16. This comes into contact with the valve seat 9 with the wall of a flow path in such a way that a Sealing for the fluid takes place. The flow path is provided with an optimized Venturi contour shape, which causes an increase in flow velocity and a reduction in eddy formation and thus a lowering of the flow resistance. This Venturi contour shape is only interrupted at the valve seat in order to obtain a satisfactory sealing effect in a closed state of the check valve 3. You can also see that it is in the transition area

CH 712 781 A1 der Flanschplatte 6 zu dem Gehäuse 2 einen O-Ring 14 gibt, um Dichtheit zu erlangen. Ein weiterer O-Ring 14 ist auch umfangseitig in dem Strömungspfad zwischen der in das Gehäuse 2 hineinragenden Venturi-Konturform angeordnet.CH 712 781 A1 of the flange plate 6 to the housing 2 gives an O-ring 14 in order to achieve tightness. Another O-ring 14 is also arranged on the circumferential side in the flow path between the Venturi contour shape projecting into the housing 2.

[0036] Fig. 4 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 3 im Bereich eines Ventilsitzes 9. Hieran erkennt man gut die optimierte, abgeschrägte Kontur der Venturi-Form 17, 18, die beim Aufsetzen des Ventilkolbens 16 auf dem Ventilsitz 9 dichtend schliesst. Das mit dem Bezugszeichen 19 dargestellte Element entspricht dabei einem Freistich.FIG. 4 shows an enlarged detail from FIG. 3 in the area of a valve seat 9. This clearly shows the optimized, chamfered contour of the venturi shape 17, 18, which closes in a sealing manner when the valve piston 16 is placed on the valve seat 9. The element shown with reference number 19 corresponds to an undercut.

[0037] Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des hydraulischen Start-Stopp-Systems 30. Man erkennt eine Brennkraftmaschine 31, die über eine mechanische Kopplung 35 mit dem Triebwerk 39 der Verdrängereinheit 1 gekoppelt ist. Zudem erkennt man das für die Erfindung charakteristisch innerhalb des Gehäuses 2 der Verdrängereinheit 1 angeordnete Einwegventil 3, hier ein Rückschlagventil. Ferner ist die Verdrängereinheit 1 an ihrem Sauganschluss 4 mit einem Fluidreservoir 34 verbunden. Dieses Fluidreservoir 34 dient als Vorratstank für das Fluid.5 is a schematic illustration of the hydraulic start-stop system 30. An internal combustion engine 31 can be seen, which is coupled to the engine 39 of the displacement unit 1 via a mechanical coupling 35. In addition, one recognizes the one-way valve 3, here a non-return valve, which is characteristically arranged for the invention within the housing 2 of the displacement unit 1. Furthermore, the displacement unit 1 is connected to a fluid reservoir 34 at its suction connection 4. This fluid reservoir 34 serves as a storage tank for the fluid.

[0038] Darüber hinaus weist die Verdrängereinheit 1 einen zweiten Anschluss 7 auf, der dazu ausgelegt ist, ein Fluid in Richtung des Triebwerks 39 zu führen. Der zweite Anschluss 7 ist dabei über ein erstes Ventil 36 mit einem Druckspeicher 32 in Verbindung. Der Fluidspeicher 32 ist dazu ausgelegt, ein Fluid unter einem hohen Druck aufzunehmen und dieses in sich zu speichern. Am Auslassanschluss 33 der Verdrängereinheit 1 steht die Arbeitshydraulik in Verbindung. Ferner steht mit dem Auslassanschluss 33 ein zweites Ventil 37 und ein drittes Ventil 38 in Verbindung. Das dritte Ventil 38 kann einen Strömungspfad zwischen dem Auslassanschluss 33 und dem Fluidreservoir 34 schliessen oder öffnen. Das zweite Ventil 37 kann eine Verbindung zu dem Druckspeicher 32 schliessen oder öffnen.[0038] In addition, the displacement unit 1 has a second connection 7, which is designed to guide a fluid in the direction of the engine 39. The second connection 7 is connected to a pressure accumulator 32 via a first valve 36. The fluid reservoir 32 is designed to receive a fluid under a high pressure and to store it therein. The working hydraulics are connected to the outlet connection 33 of the displacement unit 1. Furthermore, a second valve 37 and a third valve 38 are connected to the outlet connection 33. The third valve 38 can close or open a flow path between the outlet port 33 and the fluid reservoir 34. The second valve 37 can close or open a connection to the pressure accumulator 32.

[0039] Das in Fig. 5 dargestellte System wird anhand der verschiedenen Betriebszustände, die das System einnehmen kann, erläutert. In einem ersten Betriebszustand wird die Arbeitshydraulik mit Fluid versorgt. Dies entspricht einem Normalbetrieb. Hierin sind die Ventile 38, 37 und 36 in einem geschlossenen Zustand. Im Normalbetrieb wird die Verdrängereinheit 1 vom Dieselmotor 31 angetrieben. Dabei saugt die Verdrängereinheit 1 das Arbeitsfluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, über das Rückschlagventil 3 an. Das Rückschlagventil 3 ist dabei so ausgeführt, dass sich hierüber entlang der Durchlassrichtung ein möglichst geringer Druckabfall ergibt. Je nach Volumenstrom, d.h. Drehzahl und Verdrängervolumen der Verdrängereinheit 1 darf ein bestimmter Ansaugdruck nicht unterschritten werden. Als Folge hieraus ergibt sich eine Leitungsbegrenzung durch den Ansaugdruck. Aus dem Auslassanschluss 33 (auch: Arbeitsanschluss) fördert die Verdrängereinheit 1 das Fluid an dem sich in der Arbeitshydraulik befindenden Ventilschieber. Die Verdrängereinheit 1 ist dabei einer Load-Sensing-Regelung unterzogen, die dafür sorgt, dass die Verdrängereinheit 1 entsprechend einer Volumenstromanforderung den Fördervolumenstrom anpasst. Bei einer Axialkolbenmaschine geschieht dies durch Anpassen des Schrägwinkels.The system shown in FIG. 5 is explained on the basis of the various operating states which the system can assume. In a first operating state, the working hydraulics are supplied with fluid. This corresponds to normal operation. Herein the valves 38, 37 and 36 are in a closed state. In normal operation, the displacement unit 1 is driven by the diesel engine 31. The displacement unit 1 sucks in the working fluid, for example a hydraulic oil, via the check valve 3. The check valve 3 is designed in such a way that the pressure drop is as small as possible along the direction of passage. Depending on the volume flow, i.e. The speed and displacement volume of the displacement unit 1 must not fall below a certain suction pressure. As a result, the line pressure is limited by the suction pressure. The displacement unit 1 conveys the fluid from the outlet connection 33 (also: working connection) to the valve slide located in the working hydraulics. The displacement unit 1 is subjected to a load-sensing control, which ensures that the displacement unit 1 adjusts the delivery volume flow in accordance with a volume flow requirement. With an axial piston machine, this is done by adjusting the helix angle.

[0040] Ein weiterer Betriebszustand des in der Fig. 5 dargestellten Systems lädt den Druckspeicher 32. In diesem Zustand sind die Ventile 38 und 36 geschlossen. Das Ventil 37 ist in seiner offenen Position. Zum Laden des Druckspeichers 32, der auch als Hydrospeicher ausgeführt sein kann, wird das von der Verdrängereinheit 1 geförderte Fluid in den Druckspeicher 32 gefördert.A further operating state of the system shown in FIG. 5 loads the pressure accumulator 32. In this state, the valves 38 and 36 are closed. The valve 37 is in its open position. To load the pressure accumulator 32, which can also be designed as a hydraulic accumulator, the fluid conveyed by the displacement unit 1 is conveyed into the pressure accumulator 32.

[0041] Als weiteren Betriebszustand kann man das Starten des Dieselmotors ansehen. Um den Dieselmotor starten zu können, muss dieser in einem gestoppten Zustand sein. Dann sind alle Ventile 36, 37 und 38 zu schliessen. Ferner muss der hydraulische Druckspeicher 32 bei abgeschalteten Dieselmotor 31 ausreichend geladen sein, um eine Startanforderung erfüllen zu können. Zur Einleitung des Startvorgangs werden die Ventile 36 und 38 geöffnet, wohingegen das Ventil 37 geschlossen bleibt. Das unter Druck stehende Fluid gelangt vom Druckspeicher 32 über den zweiten Anschluss 7 an den Saugkanal der Verdrängereinheit 1. Dabei schliesst das Rückschlagventil 3 entsprechend dem dort anliegendem Druckverhältnis die Verbindung zwischen dem Druckspeicher 32 und dem Sammeltank 34 des Fluids. Der Ansaugkanal 7 der Verdrängereinheit 1 steht somit unter Druck und die Verdrängereinheit 1 arbeitet motorisch. Der Antriebsstrang wird beschleunigt, wodurch die Startdrehzahl des Motors überschritten wird, wodurch unmittelbar nachfolgend der gestartete Motor auf seine Betriebsdrehzahl hochgeschleppt wird. Da das Ventil 38 geöffnet ist, gelangt das Fluid vom Arbeitsanschluss 33 der Verdrängereinheit 1 zurück in den Sammeltank 34. Während dieses Startvorgangs kann die Arbeitshydraulik nicht mit hydraulischer Leistung versorgt werden.The starting of the diesel engine can be seen as a further operating state. To start the diesel engine, it must be in a stopped state. Then all valves 36, 37 and 38 must be closed. Furthermore, the hydraulic pressure accumulator 32 must be sufficiently charged when the diesel engine 31 is switched off in order to be able to fulfill a start requirement. To initiate the starting process, valves 36 and 38 are opened, whereas valve 37 remains closed. The pressurized fluid passes from the pressure accumulator 32 via the second connection 7 to the suction channel of the displacer unit 1. The check valve 3 closes the connection between the pressure accumulator 32 and the collecting tank 34 of the fluid in accordance with the pressure ratio present there. The intake duct 7 of the displacement unit 1 is thus under pressure and the displacement unit 1 works by a motor. The drive train is accelerated, causing the engine's starting speed to be exceeded, which means that the engine that is started immediately afterwards is towed up to its operating speed. Since the valve 38 is open, the fluid gets from the working connection 33 of the displacement unit 1 back into the collecting tank 34. During this starting process, the working hydraulics cannot be supplied with hydraulic power.

[0042] Das vorstehend beschriebene hydraulische Start-Stopp-System eignet sich besonders für den Einsatz in einer Mobilen Arbeitsmaschine. Dabei ist es möglich, dass die Arbeitsmaschine, bei der an der Brennkraftmaschine gegebenenfalls über ein Pumpenverteilergetriebe ein oder mehrere hydraulische Verdrängereinheiten antreibt. Dabei ist es möglich, dass die abgegebene Leistung der Brennkraftmaschine mittels verstellbarer Verdrängereinheit in hydraulische Leistung umgesetzt wird. Es ist zu beachten, dass die mindestens eine Verdrängereinheit jederzeit mechanisch mit der Brennkraftmaschineverbunden ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Verdrängereinheit über einen Steuerschieber die Arbeitshydraulik der Mobilen Arbeitsmaschine, wie z.B. einen Stielzylinder, einen Löffelzylinder, einen Auslegerzylinder und einen Fahrantrieb versorgt. Typische Anwendungen wären beispielsweise Mobilbagger, Raupenbagger, Mobilkräne etc.The hydraulic start-stop system described above is particularly suitable for use in a mobile machine. It is possible for the working machine, in which one or more hydraulic displacement units on the internal combustion engine may drive via a pump distributor gear. It is possible that the output of the internal combustion engine is converted into hydraulic power by means of an adjustable displacement unit. It should be noted that the at least one displacement unit is mechanically connected to the internal combustion engine at all times. It can also be provided that the at least one displacement unit controls the working hydraulics of the mobile working machine, e.g. a stick cylinder, a bucket cylinder, a boom cylinder and a travel drive. Typical applications would be mobile excavators, crawler excavators, mobile cranes etc.

[0043] Vorzugsweise ist die Nutzung der hydraulischen Start-Stopp-Funktionalität erst bei der Erreichung der Betriebstemperatur des Antriebssystems einzusetzen, d. h. wie bei PKW-Start-Stopp-Systemen bekannt, soll eine Abschaltung des Primärantriebs erst bei Erreichung der Betriebstemperatur insbesondere der des Motorenöls erfolgen. In einer Mobilen Arbeitsmaschine betrifft das nicht nur die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine, sondern auch das Hydrauliköl.Preferably, the use of the hydraulic start-stop functionality should only be used when the operating temperature of the drive system has been reached, i. H. As is known in the case of car start-stop systems, the primary drive should only be switched off when the operating temperature, in particular that of the engine oil, has been reached. In a mobile machine, this affects not only the operating temperature of the internal combustion engine, but also the hydraulic oil.

CH 712 781 A1 [0044] Das zum Starten notwendige Hochschleppen der Brennkraftmaschine soll sowohl bei einem Kaltstart als auch bei einem Warmstart bevorzugt immer mit dem hydraulischen System erfolgen. Damit Letzteres möglich ist, soll eine Abschaltung der Brennkraftmaschine nur dann erfolgen und ggf. solange verzögert werden bis der hydraulische Druckspeicher voll aufgeladen ist. Dabei gibt es zwei Ausnahmen, wobei die erste das Detektieren eines Not-Aus ist und die zweite das Detektieren einer Undichtheit des Druckspeichers und der nur für den Speicherbetrieb vorhandenen Hydraulikleitung.CH 712 781 A1 The hauling-up of the internal combustion engine required for starting should preferably always take place with the hydraulic system both during a cold start and during a warm start. In order for the latter to be possible, the internal combustion engine should only be switched off and possibly delayed until the hydraulic pressure accumulator is fully charged. There are two exceptions, the first being the detection of an emergency stop and the second the detection of a leak in the pressure accumulator and the hydraulic line which is only available for accumulator operation.

[0045] Wird ein Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund eines noch nicht voll aufgeladenen Druckspeichers unterdrückt, soll die Abschaltung der Brennkraftmaschine nicht erst dann erfolgen, wenn der Druckspeicher bereits voll aufgeladen ist, sondern die aufgrund der im Antriebssystem rotierenden Massen (Schwungrad, Zahnräder im Pumpenverteilergetriebe) berücksichtigt werden und der daraus entnehmbare Energieanteil dem Druckspeicher zugeführt werden, anstatt diesen weiterhin unter fortdauerndem Kraftstoffverbrauch zu laden.If a shutdown of the internal combustion engine is suppressed due to a pressure accumulator which is not yet fully charged, the internal combustion engine should not be switched off only when the pressure accumulator is already fully charged, but rather the masses rotating in the drive system (flywheel, gearwheels in the pump distributor gear) are taken into account and the amount of energy that can be extracted from them is fed to the pressure accumulator instead of continuing to charge it with continued fuel consumption.

[0046] Zur Bestimmung der noch vorhandenen Rotationsenergie dient der am Schwungrad der Brennkraftmaschine vorhandene oder ein separater Drehzahlsensor. Zur Berücksichtigung des Anteils der Rotationsenergie, die dem Druckspeicher zugeführt werden kann, werden die im Druckspeicher vorliegende Hydrauliköltemperatur und der im Druckspeicher vorliegende Druck gemessen und berücksichtigt. In einem Steuergerät werden diese drei Grössen eingelesen. Daraus wird der Zeitpunkt bestimmt an dem unter Berücksichtigung der Verluste genügend Rotationsenergie zur vollständigen Aufladung des Druckspeichers vorliegt. Zu diesem Zeitpunkt wird die angeforderte Abschaltung der Brennkraftmaschine freigegeben. Die Berechnung erfolgt anhand einem im Steuergerät hinterlegten Kennfeld mit den Eingangsgrössen: Drehzahl, Öltemperatur, Druckniveau im Speicher. Hieraus ergibt sich die Energie, die dem Speicher bis zum Stillstand des Antriebs zugeführt werden kann. Die Kennlinie wird für jede Antriebskonfiguration durch die Ergebnisse von Funktionsversuchen definiert.The rotational energy that is still present on the flywheel of the internal combustion engine or a separate rotational speed sensor is used to determine the rotational energy that is still present. To take into account the proportion of the rotational energy that can be supplied to the pressure accumulator, the hydraulic oil temperature present in the pressure accumulator and the pressure present in the pressure accumulator are measured and taken into account. These three sizes are read into a control unit. From this, the point in time is determined at which there is sufficient rotational energy to fully charge the pressure accumulator, taking into account the losses. At this time, the requested shutdown of the internal combustion engine is released. The calculation is based on a map stored in the control unit with the input variables: speed, oil temperature, pressure level in the accumulator. This results in the energy that can be supplied to the memory until the drive comes to a standstill. The characteristic curve is defined for each drive configuration by the results of functional tests.

[0047] Zudem ist denkbar, dass konventionelle Starteinrichtung nach wie vor als Back-Up für Warmstarts und für «Kaltstarts» zur Verfügung stehen.It is also conceivable that conventional starting devices are still available as back-ups for warm starts and for "cold starts".

[0048] Weiter kann das hydraulische Start-Stopp-System den elektrischen Startvorgang unterstützen.Furthermore, the hydraulic start-stop system can support the electrical starting process.

[0049] Eine Drehmomentbeaufschlagung des Antriebstranges mit Hilfe der Verdrängereinheit ist besonders vorteilhaft, wenn man - bezogen auf die Ausführung der Brennkraftmaschine als Dieselmotor mindestens auf seine Startdrehzahl beschleunigt und vorteilhafterweise auf seine Arbeitsdrehzahl im Bereich von 1200 min-1 bis 2200 min-1, bevorzugt von 1400 min-1 bis 1900 min-1 besonders bevorzugt auf 1500 min-1 bis 1800 min-1.[0049] A torque to the drive train by means of the displacer unit is particularly advantageous when - in relation to the execution of the internal combustion engine accelerates as a diesel engine at least to its starting speed, and advantageously to its operating speed in the range of 1200 min -1 to 2200 min -1, preferably from 1400 min -1 to 1900 min -1, particularly preferably to 1500 min -1 to 1800 min -1 .

[0050] Eine Drehmomentbeaufschlagung des Antriebstranges mit Hilfe der Verdrängereinheit einer im DownspeedingModus betriebenen Brennkraftmaschine mindestens auf ihre Startdrehzahl kann ebenfalls vorgenommen werden. Bezogen auf die Ausführung der Brennkraftmaschine als Dieselmotor ist eine Arbeitsdrehzahl im Bereich von 1200 min-1 bis 1500 min-1 bevorzugt. Bei einer weiteren Absenkung der Drehzahl hätten die zur Umwandlung von mechanischer in hydraulische Leistung benötigten Hydraulikpumpen eine entsprechend grosse Bauform. Das wäre unwirtschaftlich.Torque can be applied to the drive train with the help of the displacement unit of an internal combustion engine operated in downspeeding mode, at least to its starting speed. Based on the execution of the internal combustion engine as a diesel engine is preferably up to 1500 min -1, a working speed is in the range of 1200 min -1. If the speed was reduced further, the hydraulic pumps required to convert mechanical to hydraulic power would have a correspondingly large design. That would be uneconomical.

[0051] Auch könnte man eine Drehmomentbeaufschlagung des bereits unter Last stehenden Antriebstranges mit Hilfe der Verdrängereinheit vornehmen, um eine Brennkraftmaschine mindestens auf ihre Startdrehzahl zu beschleunigen.One could also apply a torque to the drive train already under load with the help of the displacement unit in order to accelerate an internal combustion engine at least to its starting speed.

[0052] Bei der zum Hochschleppen der Brennkraftmaschine verwendeten Verdrängereinheit ist bei quasi konstantem Hochdruck das Abtriebsdrehmoment nahezu proportional zum Schwenkwinkel der Schrägscheibe einer Axialkolbenmaschine.In the displacement unit used for towing up the internal combustion engine, the output torque is virtually proportional to the swivel angle of the swash plate of an axial piston machine at quasi-constant high pressure.

[0053] Als Druckspeicher kann ein Hydrospeicher, insbesondere ein Blasenspeicher oder ein Kolbenspeicher eingesetzt werden.[0053] A hydraulic accumulator, in particular a bladder accumulator or a piston accumulator, can be used as the pressure accumulator.

[0054] Das maximale Druckniveau im Druckspeicher liegt zwischen 100 und 450 bar, bevorzugt 150 bis 300 bar und besonders bei 200 bar.The maximum pressure level in the pressure accumulator is between 100 and 450 bar, preferably 150 to 300 bar and especially 200 bar.

[0055] Der Druckspeicher kann direkt über eine am Nebenabtrieb mit fester Übersetzung an die Brennkraftmaschine gekoppelten Verdrängereinheit geladen werden. Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann sich auch auf der Primärseite des Pumpenverteilergetriebes befinden. Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann sich auch auf der Sekundärseite des Pumpenverteilergetriebes befinden.The pressure accumulator can be loaded directly via a displacement unit coupled to the internal combustion engine on the power take-off. The displacement unit charging the pressure accumulator can also be located on the primary side of the pump distributor gear. The displacement unit charging the pressure accumulator can also be located on the secondary side of the pump distributor gear.

[0056] Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann ausschliesslich zur Aufladung des Druckspeichers vorgesehen sein. Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann zur Aufladung des Druckspeichers und für den Betrieb mindestens eines Nebenverbrauchers vorgesehen sein. In diesem Fall ist es möglich, dass die betreffende Verdrängereinheit in einem bestimmten Zeitintervall a) nur den Druckspeicher auflädt, b) nur zum Betrieb des mindestens einen Nebenverbrauchers eingesetzt wird oder c) den Druckspeicher und simultan mindestens einen Nebenverbraucher versorgt.The displacement unit charging the pressure accumulator can be provided exclusively for charging the pressure accumulator. The displacement unit charging the pressure accumulator can be provided for charging the pressure accumulator and for operating at least one secondary consumer. In this case, it is possible that the displacement unit in question in a certain time interval a) charges only the pressure accumulator, b) is only used to operate the at least one secondary consumer, or c) supplies the pressure accumulator and simultaneously at least one secondary consumer.

[0057] Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann zur Aufladung des Druckspeichers vorgesehen sein und für den Betrieb mindestens eines Hauptverbrauchers, z. B. dem Fahrantrieb. In diesem Fall ist es möglich, dass die betreffende Verdrängereinheit in einem bestimmten Zeitintervall a) nur den Druckspeicher auflädt, b) nur zum Betrieb des mindestens einen Hauptverbrauchers eingesetzt wird oder c) den Druckspeicher und simultan mindestens einen Hauptverbraucher versorgt.The displacement unit charging the pressure accumulator can be provided for charging the pressure accumulator and for the operation of at least one main consumer, e.g. B. the travel drive. In this case, it is possible that the displacement unit in question in a certain time interval a) charges only the pressure accumulator, b) is only used to operate the at least one main consumer, or c) supplies the pressure accumulator and simultaneously at least one main consumer.

CH 712 781 A1 [0058] Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann identisch mit der zum Starten der Brennkraftmaschine hochschleppenden Verdrängereinheit sein. Die den Druckspeicher aufladende Verdrängereinheit kann eine andere sein als diejenige Verdrängereinheit, die beim Starten der Brennkraftmaschine das Hochschleppen desselben übernimmt.CH 712 781 A1 The displacement unit charging the pressure accumulator can be identical to the displacement unit dragging up to start the internal combustion engine. The displacement unit charging the pressure accumulator can be different than the displacement unit which takes over the towing of the latter when the internal combustion engine is started.

[0059] Verzugsfreies Starten der Brennkraftmaschine unmittelbar nach einer Drehmomentanforderung bzw. einem Arbeitswunsch durch den Fahrer bedingt ein hohes Drehmoment, um den Antriebstrang in kurzer Zeit zu beschleunigen. Als Folge davon ist ein hydraulischer Startvorgang des vorgesehenen Systems bzw. die Verfügbarkeit einer Arbeitsfunktion der Mobilen Arbeitsmaschine schneller als bei den heutigen elektrischen Startsystemen.Warp-free starting of the internal combustion engine immediately after a torque request or a work request by the driver requires a high torque in order to accelerate the drive train in a short time. As a result, a hydraulic starting process of the proposed system or the availability of a working function of the mobile working machine is faster than with today's electrical starting systems.

[0060] Es lässt sich zudem eine Kraftstoffeinsparung durch Abschalten der Brennkraftmaschineerzielen, wenn keine Leistungsabgabe zur Nutzung der Primärfunktionen erforderlich ist. Als Primärfunktion werden die translatorische Bewegung der Mobilen Arbeitsmaschine und die Betätigung der Arbeitshydraulik bezeichnet. Die im Bedarfsfall während des StoppBetriebs weiterhin durch Nebenverbraucher zu erfüllenden Sekundärfunktionen wie (z. B. der Betrieb der Klimaanlage, die Beleuchtung sollen bevorzugt aus dem konventionellen Bordnetz gespeist werden.[0060] Fuel savings can also be achieved by switching off the internal combustion engine if no power output is required to use the primary functions. The translational movement of the mobile working machine and the actuation of the working hydraulics are referred to as the primary function. The secondary functions, such as (e.g. the operation of the air conditioning system, the lighting should continue to be performed by auxiliary consumers if necessary during the stop operation, should preferably be supplied from the conventional electrical system.

[0061] Die Erfindung ermöglicht eine Erhöhung des Komforts und der Sicherheit durch temporäre geringere Lärmbelastung am Einsatzort während der Abschaltung der Brennkraftmaschine.The invention enables an increase in comfort and safety by temporarily lower noise pollution at the site during the shutdown of the internal combustion engine.

[0062] Das Laden des Druckspeichers ist auch durch Rekuperationsleistung z. B. bei Bremsvorgängen möglich.The loading of the pressure accumulator is also through recuperation z. B. possible during braking.

[0063] Das Laden des Speichers ist auch durch eine Lastpunktanhebung möglich. Dabei wird die Sollabgabeleistung der Brennkraftmaschine bewusst höher gewählt als die benötigte Antriebsleistung. Mit der «überschüssigen» Leistung wird der Druckspeicher aufgeladen.Loading of the memory is also possible by raising the load point. The target output of the internal combustion engine is deliberately chosen to be higher than the drive power required. The pressure accumulator is charged with the “excess” output.

[0064] Auch ist eine Lastpunktabsenkung denkbar. Die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine wird dann kurzzeitig reduziert. Das zur Versorgung der Verbraucher benötigte «Leistungsdefizit» wird aus dem Druckspeicher entnommen.A load point lowering is also conceivable. The power output of the internal combustion engine is then briefly reduced. The “performance deficit” required to supply consumers is taken from the pressure accumulator.

[0065] Die Erfindung ermöglicht zudem einen Aktiv Boost für eine kurzzeitige dem Antrieb zur Verfügung gestellte Leistungserhöhung. Auch kann damit ein Schutz vor dem Abwürgen der Brennkraftmaschineerhalten werden.The invention also enables an active boost for a brief increase in power made available to the drive. Protection against stalling of the internal combustion engine can also be obtained.

Claims (15)

PatentansprücheClaims 1. Verdrängereinheit (1), insbesondere eine Axialkolbenmaschine, umfassend: ein Gehäuse (2), ein Triebwerk zum Wandeln der rotatorischen Leistung in hydraulische Leistung, und einen Sauganschluss (4) zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk, gekennzeichnet durch ein Einwegventil (3), das im Gehäuse (2) der Verdrängereinheit (1) angeordnet ist.1. displacement unit (1), in particular an axial piston machine, comprising: a housing (2), an engine for converting the rotary power into hydraulic power, and a suction port (4) for supplying a fluid to the engine, characterized by a one-way valve (3 ), which is arranged in the housing (2) of the displacement unit (1). 2. Verdrängereinheit (1) nach Anspruch 1, wobei das Einwegventil (3) im Strömungspfad zwischen Sauganschluss (4) und Triebwerk angeordnet ist.2. Displacement unit (1) according to claim 1, wherein the one-way valve (3) is arranged in the flow path between the suction connection (4) and the engine. 3. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) im Gehäuse (2) der Verdrängereinheit (1) integriert ist.3. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) in the housing (2) of the displacement unit (1) is integrated. 4. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) in einem Ansaugkanal (5) einer Anschlussplatte (6) der Verdrängereinheit (1) angeordnet ist.4. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) in a suction channel (5) of a connecting plate (6) of the displacement unit (1) is arranged. 5. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Querschnitt des Strömungspfads vom Sauganschluss (4) in Richtung Triebwerk verkleinert, vorzugsweise kontinuierlich verkleinert, und das Einwegventil (3) an einer Position in dem Strömungspfad angeordnet ist, an dem der Querschnitt des Strömungskanals nicht maximal ist.5. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the cross section of the flow path from the suction port (4) towards the engine is reduced, preferably continuously reduced, and the one-way valve (3) is arranged at a position in the flow path at which the Cross section of the flow channel is not maximum. 6. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) im Strömungspfad vom Sauganschluss (4) beabstandet in Richtung Triebwerk angeordnet ist.6. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) in the flow path from the suction port (4) is arranged spaced in the direction of the engine. 7. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) dazu ausgelegt ist, das Fluid nur in Richtung Triebwerk strömen zu lassen und eine Strömung des Fluids in entgegengesetzte Richtung zu minimieren oder zu unterbinden.7. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) is designed to allow the fluid to flow only in the direction of the engine and to minimize or prevent a flow of the fluid in the opposite direction. 8. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) ein Rückschlagventil oder ein Schieberventil, vorzugsweise ein hochdruckbetätigbares Rückschlagventil ist.8. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) is a check valve or a slide valve, preferably a high pressure operated check valve. 9. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Anschluss (7) zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk, wobei die vom ersten Sauganschluss (4) und vom zweiten Anschluss (7) ausgehenden Strömungspfade sich zu einem gemeinsamen Strömungspfad (8) vereinigen und das Einwegventil (3) im Bereich zwischen ersten Sauganschluss (4) und dem vereinigten gemeinsamen Strömungspfad (8) angeordnet ist.9. displacement unit (1) according to one of the preceding claims, further comprising a second connection (7) for supplying a fluid to the engine, wherein the flow paths emanating from the first suction connection (4) and from the second connection (7) converge into a common flow path (8) combine and the one-way valve (3) is arranged in the area between the first suction connection (4) and the combined common flow path (8). 10. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einwegventil (3) strömungsoptimiert ist und mit einem strömungsoptimierten Ventilsitz (9) zusammenwirkt.10. displacement unit (1) according to any one of the preceding claims, wherein the one-way valve (3) is flow-optimized and cooperates with a flow-optimized valve seat (9). 11. Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der durch das Einwegventil (3) verschliessbare Strömungspfad eine Venturi-Kontur ist und/oder das Einwegventil (3) dazu ausgelegt ist, den Strömungspfad im Punkt eines geringsten Strömungsquerschnitts zu verschliessen.11. Displacement unit (1) according to one of the preceding claims, wherein the flow path that can be closed by the one-way valve (3) is a Venturi contour and / or the one-way valve (3) is designed to close the flow path at the point of the smallest flow cross section. CH 712 781 A1CH 712 781 A1 12. Verdrängereinheit (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Venturi-Kontur einen optimierten Krümmungsverlauf aufweist, um eine Wirbelbildung eines durch das Einwegventil (3) strömenden Fluids zu minimieren.12. displacement unit (1) according to one of claims 10 or 11, wherein the Venturi contour has an optimized curvature in order to minimize vortex formation of a fluid flowing through the one-way valve (3). 13. Verdrängereinheit (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Sauganschluss (4) mit einer Flanschplatte (6) verbindbar ist, die als ein Teil einer mit dem Strömungspfad des Sauganschlusses (4) gebildeten Venturi-Kontur ausgeführt ist.13. displacement unit (1) according to one of claims 10 to 12, wherein the suction connection (4) with a flange plate (6) is connectable, which is designed as part of a Venturi contour formed with the flow path of the suction connection (4). 14. Hydraulisches Start-Stopp-System (30), umfassend:14. A hydraulic start-stop system (30) comprising: eine Verdrängereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Brennkraftmaschine (31), die mit der Verdrängereinheit (1) mechanisch gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, die Verdrängereinheit (1) anzutreiben und von der Verdrängereinheit (1) angetrieben zu werden, und einen Druckspeicher (32), der mit einem Auslassanschluss (33) der Verdrängereinheit (1) und mit einen zweiten Anschluss (7) zum Zuführen eines Fluids an das Triebwerk der Verdrängereinheit (1) verbunden ist, wobei der erste Sauganschluss (4) der Verdrängereinheit (1) mit einem Fluidreservoir (34) verbunden ist.a displacement unit (1) according to one of the preceding claims, an internal combustion engine (31) which is mechanically coupled to the displacement unit (1) and is designed to drive the displacement unit (1) and to be driven by the displacement unit (1), and a pressure accumulator (32) which is connected to an outlet connection (33) of the displacement unit (1) and to a second connection (7) for supplying a fluid to the engine of the displacement unit (1), the first suction connection (4) of the displacement unit (1) is connected to a fluid reservoir (34). 15. Hydraulisches Start-Stopp-System (30) nach Anspruch 14, wobei ein unter Druck stehendes Fluid in dem Fluidspeicher (32) dazu genutzt wird, eine Brennkraftmaschine (31) zu starten, indem ein aus dem Druckspeicher (32) strömendes Fluid die Verdrängereinheit (1) antreibt und über die mechanische Kopplung (35) eine Anlassbewegung für die Brennkraftmaschine (31) ausübt, wobei vorzugsweise zum Leiten des Fluids ein erstes Ventil (36) zwischen Fluidspeicher (32) und zweitem Anschluss (7) und ein zweites Ventil (38) zwischen dem Auslassanschluss (33) und einer Verbindung zu dem Fluidreservoir (34) vorgesehen sind.15. The hydraulic start-stop system (30) according to claim 14, wherein a pressurized fluid in the fluid reservoir (32) is used to start an internal combustion engine (31) by a fluid flowing from the pressure reservoir (32) Displacement unit (1) drives and exerts a starting movement for the internal combustion engine (31) via the mechanical coupling (35), preferably a first valve (36) between the fluid reservoir (32) and the second connection (7) and a second valve for guiding the fluid (38) are provided between the outlet connection (33) and a connection to the fluid reservoir (34). CH 712 781 A1CH 712 781 A1
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