DE10150679B4

DE10150679B4 - Hydrostatisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE10150679B4
Application number: DE2001150679
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Kraft Wolfgang
Original assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: DE10150679A1

Abstract

Hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe (1), insbesondere einer Load-Sensing-geregelten Pumpe, einem ersten mit Priorität betreibbaren Verbraucher (7) und zumindest einem weiteren Verbraucher, wobei zur Steuerung der Verbraucher (7) jeweils ein Steuerventil (6) mit einer zugeordneten Druckwaage (8), an der eine Regeldruckdifferenz vorgegeben ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Priorität des ersten Verbrauchers (7) ein von einer Bedienperson betätigbarer Betriebsartenschalter vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit von der Betätigung des Betriebsartenschalters die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers (7) bei der Betätigung des weiteren Verbrauchers durch eine stufenweise Verringerung der an der dem ersten Verbraucher (7) zugeordneten Druckwaage (8) vorgegebenen Regeldruckdifferenz reduzierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe, insbesondere einer Load-Sensing-geregelten Pumpe, einem ersten mit Priorität betreibbaren Verbraucher und zumindest einem weiteren Verbraucher, wobei zur Steuerung der Verbraucher jeweils ein Steuerventil mit einer zugeordneten Druckwaage, an der eine Regeldruckdifferenz vorgegeben ist, vorgesehen ist.
Derartige Load-Sensing-Antriebssysteme werden in mobilen Arbeitsmaschinen, beispielsweise Baggern, eingesetzt. Bei bekannten Antriebssystemen ist ein als Drehwerk ausgebildeter erster Verbraucher der als Bagger ausgebildeten Arbeitsmaschine bei der gleichzeitigen Betätigung von weiteren Verbrauchern, beispielsweise einem Ausleger, mit Priorität betreibbar. Die Priorität des Drehwerks wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die Regeldruckdifferenz der dem Drehwerk zugeordneten Druckwaage einen geringeren Wert aufweist als die Regeldruckdifferenzen der den weiteren Verbrauchern zugeordneten Druckwaagen. Hierdurch wird erzielt, dass bei gleichzeitiger Betätigung des Drehwerks und eines weiteren Verbrauchers in Betriebszuständen, in denen der von den angesteuerten Verbrauchern angeforderte Druckmittelstrom den von der Pumpe lieferbaren Förderstrom übersteigt, die Bewegungsgeschwindigkeiten der weiteren Verbraucher durch eine Beaufschlagung der den Steuerventilen der weiteren Verbraucher zugeordneten Druckwaagen in Richtung einer Sperrstellung infolge des sich verringernden Förderdrucks der Pumpe reduziert wird. Die dem Steuerventil des Drehwerks zugeordnete Druckwaage verbleibt hierbei in einer Durchflussstellung, so dass das Drehwerk mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit und somit Priorität betrieben wird.
Aus der EP 1 054 162 A1 ist ein gattungsgemäßes Antriebssystem offenbart. An der dem Steuerventil des Drehwerks zugeordneten Druckwaage ist hierbei mittels einer Feder eine Priorität vorgegeben. Hierdurch wird erzielt, dass in einem Betriebszustand, in dem bei der Betätigung des Drehwerks und eines oder mehrerer weiterer Verbraucher, wobei der von den Verbrauchern angeforderte Druckmittelstrom den von der Pumpe lieferbaren Förderstrom übersteigt, das Drehwerk mit gleichbleibender Bewegungsgeschwindigkeit betrieben wird und die Bewegungsgeschwindigkeit des weiteren Verbrauchers reduziert wird bzw. die Bewegungsgeschwindigkeiten der weiteren Verbraucher verhältnisgleich reduziert werden.
Aus der DE 199 04 616 A1 ist ein gattungsgemäßes Antriebssystem bekannt, bei der ein Verbraucher mit einer festen Priorität vor weiteren Verbrauchern mit Druckmittel versorgbar ist, falls der Druckmittelbedarf der angesteuerten Verbraucher den von der Pumpe gelieferten Förderstrom übersteigt. Hierzu ist ein Prioritätsventil vorgesehen, das bei einer Unterversorgung des bevorzugten Verbrauchers und einem Abfall des Zulaufdrucks an dem bevorzugten Verbraucher öffnet, wodurch die Druckwaagen an den weiteren Verbrauchern in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt werden, so dass den weiteren Verbrauchern eine verringerte Druckmittelmenge zuströmt und diese die Bewegungsgeschwindigkeit verringern.
Aus der DE 197 20 454 B4 ist ein hydrostatisches Antriebssystem mit einem priorisierten Verbraucher bekannt, dessen Bewegungsgeschwindigkeit in bestimmten vorgegebenen Betriebszuständen verringerbar ist. Die Vorspannung der Feder an der Druckwaage des bevorzugten Verbrauchers ist verringerbar, wenn ein weiterer Verbraucher in Last-Aufwärts-Richtung angesteuert wird. Dadurch wird die Druckwaage des bevorzugten Verbrauchers in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit des bevorzugten Verbrauchers verringert wird, wenn der weitere Verbraucher in Last-Aufwärts-Richtung betätigt wird. Bei der alleinigen Betätigung des bevorzugten Verbrauchers bzw. einer zusätzlichen Betätigung des weiteren Verbrauchers in Last-Abwärts-Richtung wird die Vorspannung der Feder an der Druckwaage nicht beeinflusst, so dass in diesen Betriebszuständen der bevorzugte Verbraucher eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit aufweist.
Bei derartigen bekannten Antriebssystemen ist die Priorität für einen Verbraucher, beispielsweise das Drehwerk des Baggers, fest vorgegeben und eingestellt. Dadurch ist das Antriebssystem an Kundenkreise, die eine Priorität für diesen Verbraucher, beispielsweise das Drehwerk eines Baggers, wünschen, angepasst. Von anderen Kundenkreisen gestellte Anforderungen an das Antriebssystem, die eine andere Prioritätsverteilung und somit eine andere Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung bei mehreren betätigten Verbrauchern wünschen, beispielsweise eine Priorität für den Ausleger bei der gleichzeitigen Betätigung des Drehwerks und des Auslegers eines Baggers, können mit einem gattungsgemäßes Antriebssystem durch die feste Vorgabe einer Priorität für einen bestimmten Verbraucher, beispielsweise dem Drehwerk des Baggers, und somit eine feste Vorgabe der Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung der Verbraucher nicht erfüllt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das auf einfache Weise an verschiedene Anforderungen hinsichtlich der Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung der Verbraucher angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Verringerung der Priorität des ersten Verbrauchers ein von einer Bedienperson betätigbarer Betriebsartenschalter vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit von der Betätigung des Betriebsartenschalters die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers bei der Betätigung des weiteren Verbrauchers durch eine stufenweise Verringerung der an der dem ersten Verbraucher zugeordneten Druckwaage vorgegebenen Regeldruckdifferenz reduzierbar ist. Durch die Regeldruckdifferenz wird die Druckwaage in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagt. Durch eine Verringerung der Regeldruckdifferenz kann somit auf einfache Weise die Druckwaage in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt werden und die dem ersten Verbraucher zuströmende Druckmittelmenge verringert werden, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers reduziert wird. Durch Betätigen des Betriebsartenschalters, beispielsweise eines Mode-Schalters, kann die Bedienperson die Priorität und somit die Bewegungsgeschwindigkeit des bevorzugten Verbrauchers bei einer kombinierten Bewegung auf einfache Weise entsprechend der Schaltstellungen des Betriebsartenschalters stufenweise auf konstante Werte verringern. Hierdurch ist es beispielsweise bei einem Bagger mit einem mit Priorität bevorzugten Drehwerk auf einfache Weise möglich, bei der gleichzeitigen Betätigung des Drehwerks und des Auslegers durch entsprechende Reduzierung der Priorität des Drehwerks durch eine Betätigung des Betriebsartenschalters verschiedene Drehen-Hub-Bewegungskurven einzustellen und zu beliebig oft zu wiederholen. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, je nach Kundenanforderung bei der kombinierten Bewegung, d. h. bei der Ansteuerung des ersten Verbrauchers und des weiteren Verbrauchers, in einem Betriebszustand, in dem die angeforderte Druckmittelmenge die von der Pumpe lieferbare Druckmittelmenge übersteigt, die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers durch eine Beaufschlagung der Druckwaage in Richtung einer Sperrstellung zu verringern und somit die Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung des ersten und des weiteren Verbrauchers zu verändern. Das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeiten des ersten Verbrauchers und des weiteren Verbrauchers kann somit durch eine Reduzierung der Regeldruckdifferenz an der Druckwaage des ersten Verbrauchers verändert werden. Ein gattungsgemäßes Antriebssystem kann somit auf einfache Weise an verschiedene Kundenwünsche hinsichtlich der Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnisse der Verbraucher bei der kombinierten Bewegung mehrerer Verbraucher angepasst werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung, bei der die an der dem ersten Verbraucher zugeordneten Druckwaage vorgegebene Regeldruckdifferenz einen geringeren Wert als die an der dem weiteren Verbraucher zugeordnete Druckwaage vorgegebene Regeldruckdifferenz aufweist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers bei der gleichzeitigen Betätigung des weiteren Verbrauchers durch eine Verringerung der Priorität auf einfache Weise reduziert werden. Die Priorität des ersten Verbrauchers wird bei derartigen Antriebssystemen durch eine verringerte Regeldruckdifferenz an der dem bevorzugten Verbraucher zugeordneten Druckwaage vorgegeben. Durch eine Verringerung der die Priorität vorgebenden Regeldruckdifferenz kann somit auf einfache Weise die Druckwaage in Richtung einer Drosselstellung beaufschlagt und somit die Bewegungsgeschwindigkeit des bevorzugten Verbrauchers reduziert werden. Das Antriebssystem, das eine Priorität für den ersten Verbraucher vorsieht, kann hierdurch an Kundenanforderungen angepasst werden, die bei der gleichzeitigen Betätigung des ersten Verbrauchers und des weiteren Verbrauchers eine andere Prioritätsverteilung und somit Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung des ersten und des weiteren Verbrauchers wünschen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Regeldruckdifferenz der Druckwaage durch eine Feder vorgegeben, wobei zur Verringerung der Regeldruckdifferenz eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine der Feder entgegenwirkende Gegenkraft erzeugt. Mit einer eine Gegenkraft erzeugenden Einrichtung kann auf einfache Weise die Vorspannung der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder verringert und somit die Priorität des Verbrauchers reduziert werden.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regeldruckdifferenz der Druckwaage durch eine Feder vorgegeben ist, wobei zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die Feder mit einer Entlastungseinrichtung in Wirkverbindung steht. Durch eine mit der Feder in Verbindung stehende Entlastungseinrichtung kann die Vorspannung der die Priorität vorgebenden Feder und somit die Priorität des Verbrauchers mit einfachem Bauaufwand reduziert werden.
Sofern die Druckwaage stromauf des Steuerventils angeordnet ist, von dem stromauf des Steuerventils anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung und dem in einer Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruck sowie einer die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagbar ist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers auf einfache Weise verringert werden, wenn zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung mit einer in Richtung der Sperrstellung wirkenden Steuerfläche der Druckwaage in Wirkverbindung steht.
Die Regeldruckdifferenz der Druckwaage und somit die Priorität des Verbrauchers kann bei einer stromauf des Steuerventils angeordneten Druckwaage, die von dem stromauf der Steuerventils anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung und dem in einer Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruck sowie einer die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagbar ist, auf einfache Weise verringert werden, wenn zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die Entlastungseinrichtung mit der Feder in Wirkverbindung steht.
Entgegen einer derartigen Druckwaage, bei der die Regeldruckdifferenz direkt an der Druckwaage abgebildet wird, kann bei einer vorgesteuerten Druckwaage, die stromauf des Steuerventils angeordnet ist, von dem in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruck sowie einer Feder in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagbar ist und mittels eines Vorsteuerventils in Richtung der Sperrstellung beaufschlagbar ist, die Regeldruckdifferenz auf einfache Weise verringert werden, wenn das Vorsteuerventil mit der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder in Wirkverbindung steht, wobei das Vorsteuerventil mit der die Gegenkraft erzeugenden Einrichtung in Wirkverbindung steht.
Bei Verwendung einer vorgesteuerten Druckwaage, die stromauf des Steuerventils angeordnet ist, von dem in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Lastdruck sowie einer Feder in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagbar ist und mittels eines Vorsteuerventils in Richtung der Sperrstellung beaufschlagbar ist, wobei das Vorsteuerventil mit der die Priorität vorgebenden Feder in Wirkverbindung steht, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform die Feder mit der Entlastungseinrichtung in Wirkverbindung stehen.
Zweckmäßigerweise ist das Vorsteuerventil als Differenzdruckregelventil ausgebildet.
Ein einfacher Bauaufwand für das Differenzdruckregelventil ergibt sich, wenn das Differenzdruckregelventil als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil ausgebildet ist, das in einer ersten Schaltstellung eine mit der in Richtung der Sperrstellungen wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage in Verbindung stehende Steuerdruckleitung mit einem Behälter verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die Steuerdruckleitung mit der Förderleitung der Pumpe stromauf der Druckwaage verbindet.
Die Regeldruckdifferenz kann hierbei auf einfache Weise am Differenzdruckregelventil abgebildet werden, wenn das Differenzdruckregelventil in Richtung der ersten Schaltstellung von der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder sowie dem in der Steuerdruckleitung anstehenden Druck und in Richtung der zweiten Schaltstellung von dem stromauf des Steuerventils anstehenden Druck beaufschlagbar ist.
Die Regeldruckdifferenz und somit die Priorität des Verbrauchers kann bei einem derartigen Vorsteuerventil auf einfache Weise reduziert werden, wenn die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung mit einer in Richtung der zweiten Schaltstellung wirkenden Steuerfläche des Differenzdruckregelventils in Wirkverbindung steht.
Die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung oder die Entlastungseinrichtung kann als hydraulische Einrichtung, insbesondere Steuerdruckfläche oder Kolbeneinrichtung, ausgebildet sein. Mit einer an der Druckwaage bzw. dem Vorsteuerventil ausgebildeten Steuerdruckfläche bzw. einer mit der Feder der Druckwaage bzw. des Vorsteuerventils in Wirkverbindung stehenden Kolbeneinrichtung kann auf einfache Weise ein hydraulisches Ansteuersignal als Steuersignal der Einrichtung bzw. der Entlastungseinrichtung verwendet werden.
Zudem ist es möglich, die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung oder die Entlastungseinrichtung als elektrische Einrichtung, insbesondere Magnet oder Schrittmotor, ausgebildet ist. Mit einem als Schaltmagnet oder Regelmagnet ausgebildeten Magnet oder einem Schrittmotor kann auf einfache Weise ein elektrisches Ansteuersignal, beispielsweise das Ausgangssignal eines Betriebsartenschalters, der von einer Bedienperson willkürlich betätigbar ist, als Ansteuersignal der Einrichtung bzw. der Entlastungseinrichtung verwendet werden.
Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger, wobei der erste Verbraucher als mit Priorität betreibbares Drehwerk und der weitere Verbraucher als Ausleger ausgebildet ist. Ein mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem ausgerüstete als Bagger ausgebildete Arbeitsmaschine kann somit einerseits gemäß üblichen Kundenanforderungen mit einer Priorität für das Drehwerk betrieben werden und andererseits durch eine Reduzierung der Priorität des Drehwerks an abweichende Kundenanforderungen angepasst werden, wobei durch entsprechende Veränderung der Priorität des Drehwerks auf einfache Weise verschiedene Bewegungsgeschwindigkeitsverteilungen zwischen dem Drehwerk und dem Ausleger und somit verschiedene Drehen-Hub-Kurven eingestellt werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
2 eine Weiterbildung eines Antriebssystems gemäß der 1,
3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems und
4 eine Weiterbildung eines Antriebssystems gemäß der 3.
In der 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems gezeigt, das zum Antrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Baggers vorgesehen ist. Das Antriebssystem weist eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe 1 auf, die aus einem Behälter 2 Druckmittel ansaugt und in eine Förderleitung 3 fördert. Die Pumpe 1 ist als Load-Sensing-geregelte Pumpe ausgebildet, wobei zur Fördervolumeneinstellung ein Load-Sensing-Regler 4 vorgesehen ist.
An die Förderleitung 3 ist mittels einer Förderzweigleitung 5 ein Steuerventil 6 zur Steuerung eines als Drehwerksmotor ausgebildeten ersten Verbrauchers 7 angeordnet. In der Förderzweigleitung 5 ist stromauf des Steuerventils 6 eine Druckwaage 8 angeordnet. Das Steuerventil 5 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet, wobei der stromab des Steuerventils 5 anstehende Lastdruck des Verbrauchers in eine Lastdruckmeldezweigleitung 9 gemeldet wird, die mit einer zu dem Load-Sensing-Regler 4 der Pumpe 1 geführten Lastdruckmeldeleitung 10 in Verbindung steht.
An die Förderzweigleitung 3 sind auf nicht mehr dargestellte Weise weitere Steuerventile mit stromauf angeordneten Druckwaagen zur Steuerung weiterer Verbraucher, beispielsweise eines Auslegers, eines Stieles oder eines Löffels eines Baggers angeschlossen, wobei der höchste Lastdruck bei mehreren angesteuerten Verbrauchern in der Lastdruckmeldeleitung 10 ansteht.
Der als Drehwerk ausgebildete Verbraucher 7 ist mit Priorität betreibbar. Hierzu ist die Druckwaage 8 in Richtung einer Sperrstellung 8a von dem stromauf des Steuerventils 6 in der Förderzweigleitung 5 anstehenden Druck und in Richtung einer Durchflussstellung 8b von dem in der Lastdruckmeldezweigleitung 9 anstehenden Druck sowie einer Feder 11 beaufschlagbar. An eine in Richtung der Sperrstellung 8a wirkende Steuerfläche der Druckwaage 8 ist hierzu eine Steuerdruckleitung 12 geführt, die mit der Förderzweigleitung 5 zwischen der Druckwaage 8 und dem Steuerventil 6 in Verbindung steht. Eine in Richtung der Durchflussstellung 8b wirkende Steuerfläche der Druckwaage 8 steht mit einer Steuerdruckleitung 13 in Verbindung, die an die Lastdruckmeldezweigleitung 9 angeschlossen ist.
An der Druckwaage 8 wird hierbei durch die Einstellung der Feder 11 eine Regeldruckdifferenz vorgeben, mittels der die an dem Steuerventil 6 vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit lastunabhängig gesteuert werden kann. Die durch die Feder 11 vorgegebene Regeldruckdifferenz der Druckwaage 8 ist hierbei auf einen geringeren Wert eingestellt als die durch entsprechende Federn an den Druckwaagen der weiteren Verbraucher eingestellten Regeldruckdifferenz.
Im normalen Betrieb liefert die Pumpe bei der Ansteuerung eines Verbrauchers bzw. mehrerer Verbraucher einen Förderdruck, der um die Regeldruckdifferenz der den weiteren Verbraucher zugeordneten Druckwaagen höher als der Lastdruck des Verbrauchers bzw. des höchsten Lastdrucks bei mehreren angesteuerten Verbrauchern ist.
Bei der gleichzeitigen Ansteuerung des Verbrauchers 7 und eines weiteren Verbrauchers, beispielsweise der gleichzeitigen Ansteuerung des als Drehwerk ausgebildeten Verbrauchers 7 und des Auslegers, kann es hierbei vorkommen, dass die von den angesteuerten Verbrauchern angeforderte Druckmittelmenge die von der Pumpe 1 lieferbare Druckmittelmenge übersteigt. Hierdurch fällt der Förderdruck der Pumpe 1, der normalerweise um die Regeldruckdifferenz der weiteren Verbraucher höher als der höchste Lastdruck ist. Solange der von der Pumpe 1 gelieferte Förderdruck höher oder gleich als der höchste Lastdruck und die Regeldruckdifferenz der Druckwaage 8 ist, bleibt die Druckwaage 8 in der Durchflussstellung 8b, wodurch der Verbraucher 7 mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit betrieben wird. Die den weiteren Verbrauchern zugeordneten Druckwaagen werden infolge des verringerten Förderdrucks der Pumpe 1 in eine Drosselstellung beaufschlagt, wodurch die weiteren Verbraucher mit einer verringerten Bewegungsgeschwindigkeit betrieben werden. Durch die auf eine geringe Regeldruckdifferenz eingestellte Druckwaage 8 kann somit der Verbraucher 7 mit Priorität betrieben werden.
Bis hierher entspricht das Antriebssystem dem Stand der Technik.
Erfindungsgemäß ist die Priorität des Verbrauchers 7 durch eine Verringerung der Regeldruckdifferenz der Druckwaage 8 bei der gleichzeitigen Betätigung eines weiteren Verbrauchers verringerbar. Hierdurch ist es möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers 7 zu reduzieren, sobald bei der gleichzeitigen Betätigung mehrerer Verbraucher die von den Verbrauchern angeforderte hydraulische Leistung die installierte Leistung übersteigt.
Gemäß der 1 ist hierbei an der Druckwaage 8 eine der Feder 11 entgegenwirkende Gegenkraft erzeugende Einrichtung 15 vorgesehen, die als eine in Richtung der Sperrstellung 8a wirkenden Steuerfläche der Druckwaage 8 ausgebildet sein kann. Die Einrichtung 15 ist hierbei mittels eines in einer Steuerleitung 16 anstehenden Steuersignals beaufschlagbar.
Durch eine Ansteuerung der Einrichtung 15 kann bei gleichzeitigen Betätigung des Verbrauchers 7 und eines weiteren Verbrauchers, wobei der von den Verbrauchern angeforderte Druckmittelstrom den lieferbaren Förderstrom der Pumpe übersteigt und somit ein Druckabfall des Förderdrucks der Pumpe 1 auftritt, die durch die Feder 11 vorgegebene Regeldruckdifferenz an der Druckwaage 8 und somit die Priorität des Verbrauchers 7 verringert werden. Bei einer Ansteuerung der Einrichtung 15 wird hierbei eine der Feder entgegenwirkende Gegenkraft an der Druckwaage 8 erzeugt, wodurch die Druckwaage 8 in Richtung der Sperrstellung 8a beaufschlagt wird und somit die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers 7 bei gleichbleibendem Drehmoment reduziert wird.
In der in der 2 dargestellten Weiterbildung der Erfindung steht die die Regeldruckdifferenz der Druckwaage 8 vorgebende Feder 11 mit einer Entlastungseinrichtung 20 in Wirkverbindung, wobei bei einem in einer Steuerleitung 21 der Entlastungseinrichtung 20 anstehendem Steuersignal die Vorspannung der Feder 11 reduziert. Hierdurch wird die Regeldruckdifferenz der Druckwaage 8 und somit die Priorität des Verbrauchers 7 verringert.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist die Druckwaage 8 direktgesteuert, wobei die Regeldruckdifferenz direkt an der Druckwaage 8 durch die Feder 11 vorgeben wird.
Gemäß den 3 und 4 kann die Druckwaage 8 vorgesteuert sein. Hierzu ist ein als Differenzdruckregelventil 26 ausgebildetes Vorsteuerventil 25 vorgesehen, das eingangsseitig mittels einer Zweigleitung 27 mit der Förderzweigleitung 5 stromauf der Druckwaage 8 in Verbindung steht. Ausgangsseitig steht das Vorsteuerventil 25 mit einer Behälterleitung 28 und einer zu der in Richtung der Sperrstellung 8a wirkenden Steuerfläche der Druckwaage 8 geführten Steuerdruckleitung 29 in Verbindung. Das Vorstauerventil 25 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer ersten Schaltstellung 25a, in der die Steuerdruckleitung 29 mit der Behälterleitung 28 in Verbindung steht, und einer zweiten Schaltstellung 25b ausgebildet, in der die Zweigleitung 27 mit der Steuerdruckleitung 29 in Verbindung steht. Das Vorsteuerventil 25 ist hierbei in Richtung der zweiten Schaltstellung 25b von dem stromauf des Steuerventils 6 in der Förderzweigleitung 5 anstehenden Druck beaufschlagt Hierzu ist an eine in Richtung der zweiten Schaltstellung 25b wirkende Steuerfläche des Vorsteuerventils 25 eine Steuerdruckleitung 30 geführt, die mit der Förderzweigleitung 5 zwischen der Druckwaage 8 und dem Steuerventil 6 in Verbindung steht. In Richtung der ersten Schaltstellung 25a ist das Vorsteuerventil 25 von dem in der Steuerdruckleitung 29 anstehenden Druck sowie der die Regeldruckdifferenz und somit die Priorität vorgebenden Feder 11 beaufschlagbar. An eine in Richtung der Schaltstellung 25a wirkende Steuerfläche des Vorsteuerventils 25 ist hierbei eine von der Steuerdruckleitung 29 abzweigenden Steuerdruckleitung 31 geführt. Die Druckwaage 8 ist in Richtung der Durchflussstellung 8b über die Steuerdruckleitung 13 von dem in der Lastdruckmeldezweigleitung 9 anstehenden Lastdruck beaufschlagbar. In Richtung der Durchflussstellung 8b ist die Druckwaage weiterhin von einer Feder 32 beaufschlagt. Die Feder 32 ist hierbei auf eine geringe Vorspannung eingestellt ist und dient dazu, an der Druckwaage 8 eine definierte Endstellung herzustellen.
Das Differenzdruckregelventil 26 erzeugt in der Steuerdruckleitung 29 aus dem in der Zweigleitung 27 und somit der Förderzweigleitung 5 anstehenden Druckmittel ein Regelsignal, das dem um die Regeldruckdifferenz der Feder 11 verminderten Druck stromauf des Steuerventils 6 entspricht.
Gemäß der Ausführungsform der 3 steht das Vorsteuerventil mit der Einrichtung 15 in Wirkverbindung, die eine der Feder 11 entgegenwirkenden Gegenkraft erzeugt. Die Einrichtung 15 ist beispielsweise als in Richtung der zweiten Schaltstellung 25b wirkenden Steuerfläche des Vorsteuerventils 25 ausgebildet.
In der in der 4 dargestellten Weiterbildung der Erfindung steht die das Vorsteuerventil 25 beaufschlagende Feder 11 mit der Entlastungseinrichtung 20 in Verbindung.
Bei einer Ansteuerung der Einrichtung 15 durch ein entsprechendes in der Steuerleitung 16 anstehendes Signal bzw. der Entlastungseinrichtung 20 durch ein entsprechendes in der Steuerleitung 21 anstehendes Signal, beispielsweise bei gleichzeitiger Ansteuerung des Verbrauchers 7 und eines weiteren Verbrauchers, wobei der von der Pumpe 1 gelieferte Förderstrom nicht ausreicht, um die Verbraucher mit Druckmittel zu versorgen, wird die Vorspannung der Feder 11 und somit die durch die Feder 11 vorgegebene Regeldruckdifferenz verringert, wodurch in der Steuerdruckleitung 29 ein erhöhtes Regelsignal ansteht, das die Druckwaage 8 in Richtung der Sperrstellung 8a beaufschlagt. Die dem Verbraucher zuströmende Druckmittelmenge wird somit gedrosselt und der Verbraucher 7 mit einer verringerten Bewegungsgeschwindigkeit bei gleichbleibendem Drehmoment betrieben.
Die Einrichtung 15 gemäß den 1 und 3 kann als hydraulische Einrichtung, beispielsweise als Steuerdruckfläche an der Druckwaage 8 bzw. dem Vorsteuerventil 25, oder als elektrische Einrichtung, beispielsweise als Regelmagnet oder Schaltmagnet, ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, die Entlastungseinrichtung 20 gemäß den 2 und 4 als hydraulische Einrichtung, beispielsweise Kolbeneinrichtung, oder als elektrische Einrichtung, beispielsweise als Schrittmotor, auszubilden.
Das die Einrichtung 15 bzw. die Entlastungseinrichtung 20 beaufschlagende Steuersignal ist als konstantes Signal und als Ausgangssignal eines Betriebsartenschalters ausgebildet. Mit einem beispielsweise als Mode-Schalter ausgebildeten Betriebsartenschalter, der mehrerer Stellungen und somit mehrere verschieden hohe Ausgangssignale aufweist, kann die Priorität des Verbrauchers von der Bedienperson stufenweise reduziert werden. Hierdurch ist es möglich, verschiedene Bewegungskurven des bevorzugbaren und des weiteren Verbrauchers durch entsprechende Schaltstellungen des Betriebsartenschalters einzustellen. Zudem ist es mit einem Betriebsartenschalters möglich, dass der Verbraucher 7 bei nicht angesteuertem Betriebsartenschalter seine volle Priorität behält.

Claims

Hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe (1), insbesondere einer Load-Sensing-geregelten Pumpe, einem ersten mit Priorität betreibbaren Verbraucher (7) und zumindest einem weiteren Verbraucher, wobei zur Steuerung der Verbraucher (7) jeweils ein Steuerventil (6) mit einer zugeordneten Druckwaage (8), an der eine Regeldruckdifferenz vorgegeben ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Priorität des ersten Verbrauchers (7) ein von einer Bedienperson betätigbarer Betriebsartenschalter vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit von der Betätigung des Betriebsartenschalters die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers (7) bei der Betätigung des weiteren Verbrauchers durch eine stufenweise Verringerung der an der dem ersten Verbraucher (7) zugeordneten Druckwaage (8) vorgegebenen Regeldruckdifferenz reduzierbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die an der dem ersten Verbraucher zugeordneten Druckwaage vorgegebene Regeldruckdifferenz einen geringeren Wert als die an der dem weiteren Verbraucher zugeordnete Druckwaage vorgegebene Regeldruckdifferenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers (7) bei der Betätigung des weiteren Verbrauchers durch eine Verringerung der Priorität reduzierbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeldruckdifferenz der Druckwaage (8) durch eine Feder (11) vorgegeben ist, wobei zur Verringerung der Regeldruckdifferenz eine Einrichtung (15) vorgesehen ist, die eine der Feder (11) entgegenwirkende Gegenkraft erzeugt.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeldruckdifferenz der Druckwaage (8) durch eine Feder (11) vorgegeben ist, wobei zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die Feder (11) mit einer Entlastungseinrichtung (20) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei die Druckwaage (8) stromauf des Steuerventils (6) angeordnet ist, von dem stromauf des Steuerventils (6) anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung (8a) und dem in einer Lastdruckmeldeleitung (9; 10) anstehenden Lastdruck sowie der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder (11) in Richtung einer Durchflussstellung (8b) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die eine Gegenkraft erzeugende Einrichtung (15) mit einer in Richtung der Sperrstellung (8a) wirkenden Steuerfläche der Druckwaage (8) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei die Druckwaage (8) stromauf des Steuerventils (6) angeordnet ist, von dem stromauf der Steuerventils (6) anstehenden Druck in Richtung einer Sperrstellung (8a) und dem in einer Lastdruckmeldeleitung (9; 10) anstehenden Lastdruck sowie einer die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder (11) in Richtung einer Durchflussstellung (8b) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Regeldruckdifferenz die Entlastungseinrichtung (20) mit der Feder (11) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei die Druckwaage (8) stromauf des Steuerventils (6) angeordnet ist, von dem in der Lastdruckmeldeleitung (9; 10) anstehenden Lastdruck sowie einer Feder (32) in Richtung einer Durchflussstellung (8b) beaufschlagbar ist und mittels eines Vorsteuerventils (25) in Richtung einer Sperrstellung (8a) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (25) mit der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder (11) in Wirkverbindung steht, wobei das Vorsteuerventil (25) mit der die Gegenkraft erzeugenden Einrichtung (15) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei die Druckwaage (8) stromauf des Steuerventils (6) angeordnet ist, von dem in der Lastdruckmeldeleitung (9; 10) anstehenden Lastdruck sowie einer Feder (32) in Richtung einer Durchflussstellung (8b) beaufschlagbar ist und mittels eines Vorsteuerventils (25) in Richtung einer Sperrstellung (8a) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (25) mit der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder (11) in Wirkverbindung steht und die Feder (11) mit der Entlastungseinrichtung (20) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (25) als Differenzdruckregelventil (26) ausgebildet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdruckregelventil (26) als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil ausgebildet ist, das in einer ersten Schaltstellung (25a) eine mit der in Richtung der Sperrstellungen (8a) wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage (8) in Verbindung stehende Steuerdruckleitung (29) mit einem Behälter verbindet und in einer zweiten Schaltstellung (25b) die Steuerdruckleitung (29) mit der Förderleitung (5) der Pumpe (1) stromauf der Druckwaage (8) verbindet.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzdruckregelventil (26) in Richtung der ersten Schaltstellung (25a) von der die Regeldruckdifferenz vorgebenden Feder (11) sowie dem in der Steuerdruckleitung (29) anstehenden Druck und in Richtung der zweiten Schaltstellung (25b) von dem stromauf des Steuerventils (6) anstehenden Druck beaufschlagbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung (15) mit einer in Richtung der zweiten Schaltstellung (25b) wirkenden Steuerfläche des Differenzdruckregelventils (26) in Wirkverbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung (15) oder die Entlastungseinrichtung (20) als hydraulische Einrichtung, insbesondere Steuerdruckfläche oder Kolbeneinrichtung, ausgebildet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gegenkraft erzeugende Einrichtung (15) oder die Entlastungseinrichtung (20) als elektrische Einrichtung, insbesondere Magnet oder Schrittmotor, ausgebildet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger, wobei der erste Verbraucher (7) als mit Priorität betreibbares Drehwerk und der weitere Verbraucher als Ausleger ausgebildet ist.