DE10017844A1

DE10017844A1 - Verfahren zum Durchspülen des Gehäuses eines Hydromotors, Hydromotor, hydraulischer Antrieb und Verwendung desselben

Info

Publication number: DE10017844A1
Application number: DE10017844A
Authority: DE
Inventors: Axel Widemann
Original assignee: Sauer Sundstrand GmbH and Co
Current assignee: SAUER-DANFOSS GMBH & CO OHG, 24539 NEUMUENSTER, DE
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: US6408995B2; US20010028193A1; DE10017844B4

Abstract

Die Erfindung geht von einem Hydromotor (2) mit einer Bremseinrichtung (8) aus, die über eine Bremslüftleitung (6) mit einer Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird. Die Beaufschlagung bewirkt, daß die Bremswirkung aufgehoben, die Bremse also gelöst wird. Nach der Erfindung dient die Bremslüftleitung (6) dazu, zugleich mit dem Lösen der Bremse einen Spülstrom der Steuerflüssigkeit ständig durch den Hydromotor fließen zu lassen. Hierzu steht die Bremseinrichtung (8) über ein Rückschlagventil (11), ein Druckbegrenzungsventil oder eine Düse mit dem Gehäuse des Hydromotors (2) in Strömungsverbindung. Eine Abflußöffnung (12) des Hydromotors (2) führt über eine Lecköl-Leitung (13) zu dem Tank für die Steuerflüssigkeit. In einem hydraulischen Fahrantrieb mit geschlossenem Hydrokreislauf kann die Bremslüftleitung (6) an die Absperreinrichtung (4) für die Servoverstellung der Verstellpumpe (1) angeschlossen sein, und die Lecköl-Leitung (13) des Hydromotors (2) kann in den Tank für die gesamte Hydraulikflüssigkeit der Anlage führen. Da die aus dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit stammende Steuerflüssigkeit stets kühler ist als die dem Antrieb des Hydromotors (2) dienende, im geschlossenen Kreislauf zirkulierende Hydraulikflüssigkeit, ergibt sich eine Kühlwirkung für den Hydromotor (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchspülen des Gehäuses eines Hydromotors mit Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydromotor durch hindurchströmende Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und sein Gehäuse von einem zusätzlichen Strom der Hydraulikflüssigkeit durchspült wird, deren Temperatur geringer ist als die der den Hydromotor antreibenden Hydraulikflüssigkeit.

Die Erfindung betrifft auch einen Hydromotor, einen hydraulischen Antrieb sowie die Verwendung desselben.

Das eingangs genannte Verfahren gehört zum Stand der Technik. Es ist bekannt, daß sich im Betrieb die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit erhöht. Das gilt besonders für hydraulische Fahrantriebe mit einem geschlossenen Hydrokreislauf, der durch eine angetriebene Verstellpumpe und einem mit dieser über je eine Hin- und Rückleitung verbundenen Hydromotor gebildet ist. Die Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit wirkt sich auf den Hydromotor aus und äußert sich darin, daß dessen Gehäusetemperatur deutlich erhöht ist. Es ist daher von großem Vorteil, den Hydromotor mit kälterer Hydraulikflüssigkeit zu durchspülen. Man kann damit vermeiden, daß der Hydromotor im Dauerbetrieb seine Grenztemperatur erreicht, wodurch seine Lebensdauer erhöht wird.

Eine bekannte Lösung zum Durchspülen des Hydromotors mit kalter Hydraulikflüssigkeit besteht darin, eine zusätzliche Leitung von dem Tank der Hydraulikflüssigkeit an den Hydromotor zu führen. Die Hydraulikflüssigkeit im Tank hat eine geringere Temperatur als die in dem geschlossenen Hydrokreislauf befindliche Hydraulikflüssigkeit. Die konstruktive Verwirklichung dieses bekannten Verfahrens bedeutet einen großen baulichen Aufwand; denn es muß eine zusätzliche Spülleitung zu dem oft weit entfernten Hydromotor geführt werden.

Nach dem Stand der Technik hat man auch schon ein Spülventil in den Hydromotor eingesetzt, das aus der jeweiligen Niederdruckleitung des Hochdruckkreises Spülöl abzweigt, um das eingangs genannte Verfahren zu verwirklichen. Aus konstruktiven Gründen ist aber oft die Unterbringung eines Spülventils im Motor nicht möglich. Es muß dann auf die sog. Querspülung zurückgegriffen werden, die ebenfalls zusätzliche Leitungen erfordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Durchspülen des Gehäuses eines Hydromotors, einen Hydromotor und einen hydraulischen Antrieb zu schaffen, mit denen das Gehäuse des Hydromotors wirksam durchspült und damit vor übermäßiger Erwärmung geschützt werden kann, ohne daß ein größerer konstruktiver Aufwand erforderlich wird.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der zusätzliche, das Gehäuse des Hydromotors durchspülende Strom der Hydraulikflüssigkeit zugleich die Bremseinrichtung des Hydromotors im Sinne eines Aufhebens der Bremswirkung beaufschlagt.

Bekannt sind nämlich Hydromotoren zum Antrieb durch eine Hydraulikflüssigkeit, mit einer Bremseinrichtung, die einen Anschluß für eine Bremslüftleitung aufweist und derart aufgebaut ist, daß die Bremswirkung aufgehoben wird, wenn die Bremseinrichtung über die Bremslüftleitung mit dem Druck einer Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird. Leitet man bei der Anordnung eines derartigen Hydromotors den zusätzlichen, das Gehäuse des Hydromotors durchspülenden Strom der Hydraulikflüssigkeit in die Bremseinrichtung des Hydromotors, so läßt sich durch eine entsprechende Gestaltung der Bremseinrichtung erreichen, daß zwar einerseits die Bremswirkung der Bremseinrichtung aufgehoben wird, andererseits aber der die Bremseinrichtung beaufschlagende zusätzliche Strom der Hydraulikflüssigkeit als ein ständiger Strom durch das Gehäuse des Hydromotors gespült wird. Man braucht auf diese Weise nur einen einzigen zusätzlichen Strom von Hydraulikflüssigkeit dem Hydromotor zuzuleiten, und es wird somit auch nur eine ohnehin schon vorhandene Leitung, nämlich die Steuerleitung für die Bremseinrichtung, für eine zusätzliche Aufgabe herangezogen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der zusätzliche Strom der Hydraulikflüssigkeit beim Verlassen der Bremseinrichtung eine Drosselstelle durchläuft und der gedrosselte Strom als ständiger Spülstrom das Gehäuse des Hydromotors durchläuft. Die zweckmäßige Bemessung der Drosselstelle erlaubt es, den richtigen Kompromiß zwischen einem genügend großen Wirkdruck im Innern der Bremseinrichtung zum Aufheben der Bremswirkung einerseits mit einem genügend starken Spülstrom für das Gehäuse des Hydromotors andererseits zu kombinieren.

Zwar hat die in dem Tank befindliche Hydraulikflüssigkeit ohnehin schon eine geringere Temperatur als z. B. die in dem Hydrokreislauf eines Fahrantriebs befindliche Hydraulikflüssigkeit. Die Kühlwirkung läßt sich aber gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens noch dadurch verbessern, daß der Spülstrom nach dem Verlassen des Gehäuses des Hydromotors durch einen Kühler und erst dann in den Vorratstank für die Hydraulikflüssigkeit geleitet wird.

Zum Stand der Technik gehören gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 Hydromotoren zum Antrieb durch Hydraulikflüssigkeit, mit einer Bremseinrichtung, die einen Anschluß für eine Bremslüftleitung aufweist und derart aufgebaut ist, daß die Bremswirkung aufgehoben wird, wenn die Bremseinrichtung über die Bremslüftleitung mit dem Druck einer Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird.

Hinsichtlich eines derartigen bekannten Hydromotors wird die schon genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Hydromotors über eine Drosselstelle mit der Bremseinrichtung in Strömungsverbindung steht und eine Abflußöffnung für die aus der Bremseinrichtung einströmende Steuerflüssigkeit aufweist.

Ersichtlich erfordert eine derartige bauliche Veränderung der bekannten Hydromotoren keinen großen Aufwand, und mit der Bemessung der Drosselstelle sowie auch der Abflußöffnung hat der Fachmann die Möglichkeit, den Spülstrom für das Gehäuse des Hydromotors richtig zu bemessen und dennoch eine zuverlässige Betätigung der Bremseinrichtung aufrechtzuerhalten.

Konstruktive Verwirklichungen der bei dem erfindungsgemäßen Hydromotor vorhandenen Drosselstelle können gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen in einem vorgespannten Rückschlagventil, in einem Druckbegrenzungsventil oder in einer Düse bestehen.

Der erfindungsgemäße Hydromotor ordnet sich gut in bekannte hydraulische Antriebe ein, wenn gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung die Abflußöffnung des Gehäuses des Hydromotors zum Anschluß an eine Lecköl-Leitung ausgebildet ist, die in üblicher Weise zu dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit führt.

Bei einem zum Stand der Technik gehörenden hydraulischen Antrieb mit einem geschlossenen Hydrokreislauf, der durch eine angetriebene Verstellpumpe und einen mit dieser über je eine Hin- und Rückleitung verbundenen Hydromotor gebildet ist, besteht die Lösung der oben genannten Aufgabe darin, daß ein erfindungsgemäßer Hydromotor angeordnet wird.

Die Weiterbildung eines derartigen hydraulischen Antriebs erfolgt in besonders vorteilhafter Weise dadurch, daß die Bremseinrichtung über eine Bremslüftleitung mit einer Absperreinrichtung verbunden ist, die auch die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu der Servoverstellung der Verstellpumpe öffnet und unterbricht, und daß die Abflußöffnung des Gehäuses des Hydromotors über eine Lecköl-Leitung mit dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist. Auf diese Weise wird der bauliche Aufwand besonders gering gehalten, weil ja die Absperreinrichtung für die Servoverstellung der Verstellpumpe ohnehin vorhanden ist und das Lösen der Bremseinrichtung ohnehin zeitgleich mit einem Verstellen der Verstellpumpe erfolgen muß. Auf diese Weise wird auch der Abrieb der Bremseinrichtung dem Filtersystem zugeführt, und es wird deutlich, daß auch die Bremseinrichtung durch die relativ kalte, allein zum Steuern dienende Hydraulikflüssigkeit ständig gekühlt wird.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des hydraulischen Antriebs wird weiterhin vorgesehen, daß zwischen dem Gehäuse des Hydromotors und dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit ein Kühler angeordnet ist, der an die Lecköl-Leitung angeschlossen ist.

Der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb ist für viele Anwendungszwecke geeignet, bei denen mit einer merklichen Erhöhung der Hydraulikflüssigkeit im Dauerbetrieb gerechnet werden muß, so z. B. in Maschinen. Die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebs ist jedoch als Fahrantrieb in Straßen- und Schienenfahrzeugen gegeben.

Die Erfindung wird anschließend anhand zweier Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Figuren zeigen

Fig. 1 das Schema eines hydraulischen Fahrantriebs mit einer ersten Ausführung des Hydromotors und

Fig. 2 das gleiche Schema eines hydraulischen Fahrantriebes mit einer abgewandelten Ausführung des Hydromotors.

In Fig. 1 bedeutet 1 eine Verstellpumpe und 2 einen Hydromotor. Verstellpumpe 1 und Hydromotor 2 sind über je eine Hin- und Rückleitung A, B miteinander verbunden und bilden damit den geschlossenen Hydrokreislauf. Die Verstellpumpe wird z. B. durch einen Dieselmotor angetrieben und fördert Hydraulikflüssigkeit, in der Regel ein Hydrauliköl, zu dem Hydromotor 2, der ein Fahrzeug antreibt. Die Verstellpumpe ist mit einer Servoverstellung 3 ausgerüstet, die mechanisch, elektrisch oder hydraulisch betätigt werden kann. In diesem Fall ist eine mechanische Betätigung dargestellt. Der Servoverstellung 3 vorgeschaltet ist eine Absperreinrichtung 4, die die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit, die als Steuerflüssigkeit dient, zu der Servoverstellung öffnet und unterbricht. Die Hydraulikflüssigkeit wird über die Leitung 5 der Absperreinrichtung 4 zugeführt.

Die Absperreinrichtung 4 ist im dargestellten Beispiel als 3/2-Wegeventil ausgebildet. Sie ist über den Anschuß 7A und die Bremslüftleitung 6 auch mit einem Anschluß 7B an der Bremseinrichtung 8 des Hydromotors 2 verbunden. Die Bremseinrichtung 8 ist mit dem Hydromotor 2 zusammengebaut. Sie arbeitet in der Weise, daß ein Federpaket 9 die Motorwelle festbremst. Die Bremswirkung kann aber aufgehoben werden, wenn ein in der Bremseinrichtung 8 angeordneter Kolben das Federpaket 9 zusammendrückt. Der Kolben wird beaufschlagt, indem das Innere der Bremseinrichtung 8 über die Bremslüftleitung 6 dem Druck der Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt wird. Vorgesehen ist auch eine von der Absperreinrichtung 4 zum Tank für die Hydraulikflüssigkeit führende Lecköl- Leitung 10.

In den Hydromotor 2 ist ein vorgespanntes Rückschlagventil 11 oder ein Druckbegrenzungsventil eingesetzt, das in geöffnetem Zustand als Drosselstelle wirkt und das Gehäuse des Hydromotors 2 mit der Bremseinrichtung 8 verbindet.

Das Gehäuse weist ferner eine Abflußöffnung 12 auf, die über eine Lecköl- Leitung 13 mit dem Tank für Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht.

Der anhand von Fig. 1 beschriebene Fahrantrieb arbeitet wie folgt: Zu Beginn des Fahrbetriebs muß die Absperreinrichtung 4 geschaltet werden, so daß über die Leitung 5 die zum Steuern dienende Hydraulikflüssigkeit in die Servoverstellung 3 der Verstellpumpe 2 strömt. Zugleich strömt die dem Steuern dienende Hydraulikflüssigkeit über den Anschluß 7A in die Bremslüftleitung 6 und durch diese über den Anschluß 7B in die Bremseinrichtung 8 des Hydromotors 2. Sie bewirkt dort eine Betätigung eines Kolbens und damit ein Zusammendrücken des Fehlerpakets 9, wodurch die Bremse gelöst, die Bremswirkung also aufgehoben wird. Wenn sich in der Bremseinrichtung 8 ein genügend hoher Druck der Hydraulikflüssigkeit aufgebaut hat, öffnet das Rückschlagventil 9, und es wird ein ständiger Strom von Hydraulikflüssigkeit durch das Gehäuse des Hydromotors 2 gespült. Da die zum Steuern dienende Hydraulikflüssigkeit eine geringere Temperatur hat als die in dem geschlossenen Hydrokreislauf zirkulierende Hydraulikflüssigkeit, ergibt sich eine Kühlwirkung für den Hydromotor 2, und das Gehäuse des Hydromotors bleibt daher auch im Dauerbetrieb unterhalb der Grenztemperatur, wodurch die Lebensdauer des Motors erhöht wird. Der Spülstrom verläßt das Gehäuse des Hydromotors durch die Abflußöffnung 12 und die Lecköl-Leitung 13.

Der Fahrantrieb gemäß Fig. 2 weicht nur insoweit von demjenigen gemäß Fig. 1 ab, als in dem Hydromotor 2 das Rückschlagventil 11 durch eine Düse 14 ersetzt ist. Hier muß also nicht erst ein bestimmter Grenzdruck in der Bremseinrichtung 8 aufgebaut werden, bevor der Spülstrom durch das Gehäuse des Hydromotors 2 einsetzt. Der Durchfluß durch die Düse 14 regelt sich selbst in bekannter Weise.

Bezugszeichenliste

1

Verstellpumpe

2

Hydromotor

3

Servoverstellung

4

Absperreinrichtung

5

Leitung

6

Bremslüftleitung

7

A Anschluß

7

B Anschluß

8

Bremseinrichtung

9

Federpaket

10

Lecköl-Leitung

11

Rückschlagventil

12

Abflußöffnung

13

Lecköl-Leitung

14

Düse
A, B Hin- und Rückleitung

Claims

1. Verfahren zum Durchspülen des Gehäuses eines Hydromotors mit Hydraulikflüssigkeit, wobei der Hydromotor durch hindurchströmende Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und sein Gehäuse von einem zusätzlichen Strom der Hydraulikflüssigkeit durchspült wird, deren Temperatur geringer ist als die der den Hydromotor antreibenden Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, das Gehäuse des Hydromotors durchspülende Strom der Hydraulikflüssigkeit zugleich die Bremseinrichtung des Hydromotors im Sinne eines Aufhebens der Bremswirkung beaufschlagt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Strom der Hydraulikflüssigkeit beim Verlassen der Bremseinrichtung eine Drosselstelle durchläuft und der gedrosselte Strom als ständiger Spülstrom das Gehäuse des Hydromotors durchläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülstrom nach dem Verlassen des Gehäuses des Hydromotors durch einen Kühler und in den Vorratstank für die Hydraulikflüssigkeit geleitet wird.

4. Hydromotor zum Antrieb durch eine Hydraulikflüssigkeit, mit einer Bremseinrichtung (8), die einen Anschluß (7B) für eine Bremslüftleitung (6) aufweist und derart aufgebaut ist, daß die Bremswirkung aufgehoben wird, wenn die Bremseinrichtung(8) über die Bremslüftleitung (6) mit dem Druck einer Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Hydromotors (2) über eine Drosselstelle mit der Bremseinrichtung (8) in Strömungsverbindung steht und eine Abflußöffnung (12) für die aus der Bremseinrichtung (8) einströmende Steuerflüssigkeit aufweist.

5. Hydromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (8) über ein vorgespanntes Rückschlagventil (11) mit dem Gehäuse des Hydromotors (2) in Strömungsverbindung steht.

6. Hydromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (8) über ein Druckbegrenzungsventil mit dem Gehäuse des Hydromotors (2) in Strömungsverbindung steht.

7. Hydromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (8) über eine Düse (13) mit dem Gehäuse des Hydromotors (2) in Strömungsverbindung steht.

8. Hydromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußöffnung (12) des Gehäuses des Hydromotors (2) zum Anschluß an eine Lecköl-Leitung (13) ausgebildet ist.

9. Hydraulischer Antrieb mit einem geschlossenen Hydrokreislauf, der durch eine angetriebene Verstellpumpe (1) und einem mit dieser über je eine Hin- und Rückleitung (A, B) verbundenen Hydromotor (2) gebildet ist, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Hydromotors (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 8.

10. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (8) über eine Bremslüftleitung (6) mit einer Absperreinrichtung (4) verbunden ist, die auch die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu der Servoverstellung (3) der Verstellpumpe (1) öffnet und unterbricht, und daß die Abflußöffnung (12) des Gehäuses des Hydromotors (2) über eine Lecköl-Leitung (13) mit dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist.

11. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse des Hydromotors und dem Tank für die Hydraulikflüssigkeit ein Kühler angeordnet ist, der an die Lecköl-Leitung angeschlossen ist.

12. Verwendung des hydraulischen Antriebs nach den Ansprüchen 9 bis 11 als Fahrantrieb in Straßen- und Schienenfahrzeugen.