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Die
Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem für eine mobile
Arbeitsmaschine, insbesondere Flurförderzeug, mit einem Fahrantrieb
und einer Arbeitshydraulik, wobei die Arbeitshydraulik eine mit
dem Antriebsmotor in Wirkverbindung stehende im Fördervolumen
verstellbare Pumpe aufweist, die eingangsseitig mit einem Behälter in
Verbindung steht und in eine Förderleitung
fördert,
an die zumindest ein Verbraucher der Arbeitshydraulik angeschlossen
ist, der mittels einer eine geschlossene Neutralstellung aufweisenden
Steuerventileinrichtung steuerbar ist, wobei zur Erzeugung einer
Bremswirkung im Brems- oder Schiebebetrieb des Fahrantriebs die
Pumpe in Richtung eines höheren
Fördervolumens
verstellbar ist und das von der Pumpe geförderte Druckmittel einem Druckventil
zuführbar
ist.
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Mobile
Arbeitsmaschinen, beispielsweise Flurförderzeuge, mit einem als Verbrennungsmotor, insbesondere
Dieselmotor, ausgebildeten Antriebsmotor, weisen in der Regel einen
hydrostatischen Fahrantrieb mit zumindest einem im geschlossenen Kreislauf
an eine Pumpe angeschlossenen Motor auf und eine im offenen Kreislauf
betriebenen Arbeitshydraulik auf. Die Pumpe der Arbeitshydraulik
kann als im Fördervolumen
verstellbare Verstellpumpe ausgebildet sein. Die Steuerventileinrichtungen
zur Steuerung der Verbraucher der Arbeitshydraulik, beispielsweise
eines Hubantriebs, eines Neigeantriebs und gegebenenfalls eines
Seitenschiebers sowie weiterer Zusatzverbraucher einer als Flurförderzeugs
ausgebildeten Arbeitsmaschine, weisen hierbei eine geschlossenen
Neutralstellung auf, in der die Förderleitung der Pumpe abgesperrt
ist.
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Der
hydrostatische Fahrantrieb kann als Betriebsbremse verwendet werden.
Im Bremsbetrieb wird der Antriebsmotor auf die untere Leerlaufdrehzahl
verstellt und das Übersetzungsverhältnis des Fahrantriebs,
beispielsweise durch eine Verstellung der Pumpe in Richtung des
minimalen Fördervolumens,
verändert.
Durch die Massenträgheit
des Fahrzeugs dreht sich der Leistungsfluss im geschlossenen Kreislauf
um, wobei der Motor als Pumpe arbeitet und Druckmittel zu der als
Motor arbeitenden Pumpe fördert.
Im Schiebebetrieb, beispielsweise während einer Bergabfahrt der
Arbeitsmaschine, wird ebenfalls der Motor angetrieben und arbeitet
als Pumpe, die Druckmittel zu der als Motor arbeitenden Pumpe fördert.
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In
der von dem Motor zur Pumpe geführten Druckmittelleitung
des Fahrantriebs baut sich im Brems- oder Schiebebetrieb ein Bremsdruck
auf, der an der Pumpe ein den Antriebsmotor beschleunigendes Drehmoment
erzeugt. Das von dem Antriebsmotor aufnehmbare Schleppmoment kann
somit zur Abbremsung der Arbeitsmaschine verwendet werden.
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Der
sich im Brems- oder Schiebebetrieb einstellende Drehzahlanstieg
des Antriebsmotors kann zu einem Hochdrehen des Antriebsmotors auf
unzulässig
hohe Drehzahlen führen,
sofern das vom Antriebsmotor aufnehmbare Schleppmoment zur Abbremsung
des Fahrzeugs nicht ausreicht, wodurch an dem Antriebsmotor mechanische
Schäden
und erhöhter
Verschleiß auftreten
kann.
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Um
einen derartigen Drehzahlanstieg des Antriebsmotors im Brems- oder
Schiebebetrieb auf eine unzulässig
hohe Drehzahl zu vermeiden, ist bekannt, eine zusätzliche
Bremswirkung vorzusehen, indem die zur Versorgung der Arbeitshydraulik
vorgesehene Pumpe zur Vernichtung von Bremsenergie mitverwendet
wird. Bei Antriebssystemen mit einer Verstellpumpe zur Versorgung
der Arbeitshydraulik wird hierbei im Brems- oder Schiebebetrieb
die Pumpe der Arbeitshydraulik in Richtung auf ein höheres Fördervolumen
verstellt und das in der Förderleitung der
Pumpe aufgestaute Druckmittel über
ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Druckventil, das in
einer die Förderleitung
der Pumpe mit einem Behälter
verbindenden Leitung angeordnet ist, zu dem Behälter abgelassen.
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Bei
einer derartigen Anordnung des Druckventils, bei dem das von der
Pumpe im Brems- oder Schiebebetrieb geförderte Druckmittel über das Druckventil
zu einem Behälter
abgelassen wird, können
jedoch Betriebszustände
auftreten, in denen im Brems- oder Schiebebetrieb der Arbeitsmaschine keine
Druckmittelversorgung der Verbraucher erfolgt, wodurch keine Betätigung der
Verbraucher der Arbeitshydraulik möglich ist uns somit keine Funktionen der
Arbeitshydraulik ausgeführt
werden können.
Insbesondere bei als Flurförderzeugen
ausgebildeten Arbeitsmaschine ist jedoch im Brems- oder Schiebebetrieb,
insbesondere im Reversierbetrieb, d.h. dem Abbremsen und Wechsel
der Fahrtrichtung, eine Betätigung
und somit eine Funktion der Verbraucher der Arbeitshydraulik gewünscht, um
eine Bewegung der von dem Flurförderzeug
aufgenommenen Last zu ermöglichen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Antriebssystem
der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das im Schiebe-
oder Bremsbetrieb eine Betätigung
der Verbraucher der Arbeitshydraulik sicherstellt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Druckventil in der von der Pumpe zu der Steuerventileinrichtung
geführten
Förderleitung
angeordnet ist, wobei stromab des Druckventils an die Förderleitung
eine mit einem Behälter in
Verbindung stehende Behälterzweigleitung
angeordnet ist, in der eine Umlaufeinrichtung angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist somit
das die zusätzliche
Bremswirkung im Brems- oder Schiebebetrieb erzeugenden Druckventil
direkt in der zu den Steuerventileinrichtungen der Arbeitshydraulik
führenden Förderleitung
der Pumpe der Arbeitshydraulik angeordnet, wodurch das von der Pumpe
der Arbeitshydraulik geförderte
Druckmittel im Brems- oder Schiebebetrieb über das betätigte Druckventil bei einer
Ansteuerung der Steuerventileinrichtungen zur Betätigung der
Verbraucher diesen Verbrauchern der Arbeitshydraulik zur Verfügung steht.
Hierdurch ist im Brems- oder Schiebebetrieb, wobei durch das Druckventil
eine zusätzliche
Bremswirkung erzielt wird, eine Druckmittelversorgung der angesteuerten
Verbraucher und somit ein Betrieb der Verbraucher der Arbeitshydraulik
und eine Funktion der Funktion der Arbeitshydraulik sichergestellt.
Mittels der Umlaufeinrichtung, die erfindungsgemäß in einer Zweigleitung angeordnet
ist, die stromab des Druckventils an die Förderleitung angeschlossen ist
und zu einem Behälter
geführt
ist, wird hierbei auf einfache Weise erzielt, das das im Brems-
oder Schiebebetrieb, wobei von dem Druckventil eine zusätzliche
Bremswirkung erzielt wird, von der Pumpe überschüssig geförderte und von den angesteuerten
Verbrauchern der Arbeitshydraulik nicht benötigte Druckmittel zum Behälter abströmen kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das Druckventil als proportional verstellbares, insbesondere
mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung
proportional verstellbares, Druckventil ausgebildet. Hierdurch kann
auf einfache Weise der von dem Druckventil in der Förderleitung erzeugte
Vorspanndruck und somit die von dem Druckventil erzeugte Bremsleistung
an den momentanen Betriebszustand des Antriebsmotor angepasst werden,
um einen unzulässig
hohen Drehzahlanstieg im Brems- oder Schiebebetrieb zu vermeiden.
Das Druckventil kann hydraulisch angesteuert. Sofern das Druckventil
mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung
ansteuerbar ist, kann das Druckventil auf einfache Weise von einer
Steuerelektronik der Arbeitsmaschine gesteuert werden.
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Zweckmäßigerweise
ist die Betätigungseinrichtung
des Druckventils hierbei als Proportionalmagnet ausgebildet.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn das Druckventil mittels der Betätigungseinrichtung
in Richtung einer Erhöhung
des Einstelldruckes beaufschlagbar ist. Die Betätigungseinrichtung muss somit nur
im Brems- oder Schiebebetrieb des Fahrantriebs zur Erzielung einer
zusätzlichen
Bremswirkung angesteuert werden. Im nicht angesteuerten Zustand
befindet sich das Druckventil auf einem minimalen Einstelldruck,
so dass bei einer alleiniger Betätigung
der Arbeitshydraulik oder einer Betätigung der Arbeitshydraulik
in der Antriebsphase des Fahrantriebs keine zusätzlichen Energieverluste am
Druckventil verursacht werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist das Druckventil in Abhängigkeit von der Drehzahl des
Antriebsmotors im Brems- oder Schiebebetrieb steuerbar. Hierdurch wird
auf einfache Weise erzielt, dass das Druckventil im Brems- oder
Schiebebetrieb angesteuert wird, sobald die Drehzahl der Antriebsmotor
eine vorgegebenen Drehzahlgrenzwert erreicht und überschreitet, wobei
durch das Druckventil der Vorspanndruck und somit die Bremsleistung
auf einfache Weise an die Drehzahlveränderung des Antriebsmotors
angepasst werden kann.
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Die
Umlaufeinrichtung weist gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltungsform der Erfindung eine Sperrstellung und eine Durchflussstellung
auf, wobei die Umlaufeinrichtung zum Abführen des von der Pumpe überschüssig geförderten
Druckmittels von der Sperrstellung in Richtung der Durchflussstellung beaufschlagbar
ist Hierdurch kann auf einfache Weise erzielt werden, dass die Umlaufeinrichtung
bei einer Betätigung
der Arbeitshydraulik bei stehender Arbeitsmaschine oder in der Antriebsphase
des Fahrantriebs in die Sperrstellung beaufschlagt ist und im Brems- oder Schiebebetrieb,
wobei von dem Druckventil eine zusätzliche Bremswirkung erzeugt
wird, in die Durchflussstellung beaufschlagbar ist, um das von der
Pumpe überschüssig geförderte Druckmittel, das
den Bedarf der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik übersteigt,
zum Behälter
abströmen kann.
Mit einer derartigen Umlaufeinrichtung ist es ebenfalls möglich, bei
einer Pumpe, die bei nicht angesteuerter Arbeitshydraulik und somit
in nicht ausgeschwenkter Neutralstellung einen minimalen Druckmittelstrom
erzeugt, durch eine Beaufschlagung der Umlaufeinrichtung in die
Durchflussstellung den von der Pumpe gelieferten minimalen Druckmittelstrom
bei geringen Verlusten zum Behälter
abgeführt
werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Umlaufeinrichtung
als Druckwaage ausgebildet, die mittels des in der Förderleitung
stromab des Druckventils anstehenden Förderdrucks in Richtung der
Durchflussstellung und von einer Feder sowie dem in der Förderleitung
anstehenden Förderdruck
in Richtung der Sperrstellung beaufschlagbar ist, wobei zum Abführen des
von der Pumpe überschüssig geförderten
Druckmittels die Beaufschlagung der Druckwaage in Richtung der Sperrstellung
von dem Förderdruck
auf den in einer Lastdruckmeldeleitung der Arbeitshydraulik anstehenden Lastdruck
des Verbrauchers der Arbeitshydraulik umschaltbar ist. Hierdurch
wird auf einfache Weise erzielt, dass die Druckwaage bei einer Betätigung der Arbeitshydraulik
bei stehendem Fahrzeug oder in der Antriebsphase des Fahrantrieb
von dem Förderdruck in
die Sperrstellung beaufschlagt ist und im Brems- oder Schiebebetrieb, wobei das Druckventil
angesteuert ist und eine zusätzliche
Bremswirkung erzeugt, durch die Beaufschlagung in Richtung der Sperrstellung
von dem Lastdruck der Verbraucher der Arbeitshydraulik die Funktion
einer Eingangsdruckwaage aufweist und somit bei einer Betätigung der
Arbeitshydraulik die Abfuhr des von der Pumpe überschüssig geförderten Druckmittels ermöglicht. Zudem
wird durch die Beaufschlagung der Druckwaage von dem Lastdruck der
Arbeitshydraulik auf einfache Weise ermöglicht, dass bei einer Pumpe, die
bei nicht angesteuerter Arbeitshydraulik in der Neutralstellung
einen minimalen Druckmittelstrom erzeugt, der von der Pumpe gelieferte
Druckmittelstrom bei nicht angesteuerter Arbeitshydraulik und somit
entlasteter Lastdruckmeldeleitung über die die Funktion einer
Eingangsdruckwaage aufweisende Druckwaage, die von dem in der Lastdruckmeldeleitung
anstehenden Lastdruck in Richtung der Sperrstellung beaufschlagt
ist, mit geringen Verlusten zum Behälter geführt werden kann.
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Die
Umlaufeinrichtung ist gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mittels einer Schaltventileinrichtung
steuerbar ist. Mit einer Schaltventileinrichtung kann auf einfache
Weise die Beaufschlagung der Druckwaage in Richtung der Sperrstellung
gesteuert werden und die Beaufschlagung der Druckwaage in Richtung
der Sperrstellung von dem Förderdruck
auf den in der Lastdruckmeldeleitung geführten Lastdruck der Verbraucher
der Arbeitshydraulik umgeschalten werden.
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Die
Schaltventileinrichtung weist hierbei zweckmäßigerweise eine erste Schaltstellung
auf, in der eine in Richtung der Sperrstellung wirkende Steuerfläche der
Umlaufeinrichtung an die Förderleitung der
Pumpe, insbesondere stromauf des Druckventils, angeschlossen ist,
und eine zweite Schaltstellung aufweist, in der die in Richtung
der Sperrstellung wirkende Steuerfläche der Umlaufeinrichtung an
die Lastdruckmeldeleitung der Arbeitshydraulik angeschlossen ist.
Mit einer derartigen zwei Schaltstellungen aufweisenden Schaltventileinrichtung
kann auf einfache Weise die Beaufschlagung der in Richtung der Sperrstellung
wirkenden Steuerfläche
der als Druckwaage ausgebildeten Umlaufeinrichtung von dem Förderdruck
auf den in der Lastdruckmeldeleitung geführten Lastdruck umgeschalten
werden.
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Eine
einfache Steuerung ergibt sich, wenn die Schaltventileinrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung zur Erzeugung einer Bremswirkung im Brems-
oder. Schiebebetrieb und/oder zum Abführen des von der Pumpe überschüssig geförderten
Druckmittels in die zweite Schaltstellung beaufschlagbar ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels
der Schaltventileinrichtung zur Erzeugung der Bremswirkung eine das
Fördervolumen
der Pumpe steuernde Stellvorrichtung in Richtung einer Erhöhung des
Fördervolumens
beaufschlagbar ist. Mit der Schaltventileinrichtung kann auf einfache
Weise die Pumpe im Brems- oder Schiebebetrieb in Richtung einer
Erhöhung
des Fördervolumens
verstellt werden, wodurch kein zusätzliche Steuerungseinrichtung
erforderlich ist, um die Pumpe im Brems- oder Schiebebetrieb zur
Erzeugung einer zusätzlichen
Bremswirkung auf ein erhöhtes
Fördervolumen
zu verstellen.
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Zweckmäßigerweise
weist die Stellvorrichtung der Pumpe eine Stellzylindereinrichtung
mit einer in Richtung des maximalen Fördervolumens wirkenden Feder
und einem in Richtung des minimalen Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum
auf, dessen Beaufschlagung mittels eines Bedarfstromregelventil
steuerbar ist, das eine erste in Richtung einer Erhöhung des
Fördervolumens
der Pumpe wirkende Schaltstellung aufweist, in der der Steuerdruckraum
mit einem Behälter
verbunden ist, und eine zweite in Richtung einer Verringerung des
Fördervolumens
der Pumpe wirkende Schaltstellung aufweist, in der der Steuerdruckraum
mit der Förderleitung
der Pumpe verbunden ist, wobei das Bedarfsstromregelventil von einer
Feder und dem in einer Lastdruckmeldeleitung anstehenden Druck in
Richtung der ersten Schaltstellung und dem in der Förderleitung
der Pumpe anstehenden Förderdruck
in Richtung der zweiten Schaltstellung beaufschlagbar ist, wobei
zur Erhöhung
des Fördervolumens
der Pumpe mittels der Schaltventileinrichtung die zu dem Bedarfsstromregelventil
geführte
Lastdruckmeldeleitung an die Förderleitung
der Pumpe anschließbar ist.
Durch den Anschluss der zu dem Bedarfsstromregelventil geführte Lastdruckmeldeleitung
an die Förderleitung
der Pumpe mittels der Schaltventileinrichtung wird auf einfache
Weise erzielt, dass im Brems- oder Schiebebetrieb bei einer Ansteuerung der
Schaltventileinrichtung das Bedarfsstromregelventil in die erste
Schaltstellung beaufschlagt wird und somit die Pumpe in Richtung
der maximalen Fördermenge
ausschwenkt.
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Zweckmäßigerweise
ist hierbei in der Lastdruckmeldeleitung eine Auswahleinrichtung,
insbesondere eine Wechselventileinrichtung, angeordnet ist, die
ausgangsseitig mit dem zu dem Bedarfsstromregelventil geführten Abschnitt
der Lastdruckmeldeleitung in Verbindung steht, deren erster Eingang
an den mit den Verbrauchern der Arbeitshydraulik in Verbindung stehenden
Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung angeschlossen ist, und deren zweiter
Eingang mit dem Ausgang der Schaltventileinrichtung verbunden ist.
Mit einer derartigen Auswahleinrichtung wird auf einfache Weise
erzielt, dass bei einer Betätigung
der Arbeitshydraulik bei stehendem Arbeitsmaschine oder in der Antriebsphase
des Fahrantriebs der in der Lastdruckmeldeleitung anstehende Lastdruck
des angesteuerten Verbrauchers zu dem Bedarfsstromregelventil der
Pumpe geführt
wird und im Brems- oder Schiebebetrieb bei angesteuertem Schaltventileinrichtung
die zu dem Bedarfsstromregelventil geführte Lastdruckmeldeleitung
an den Ausgang der Schaltventileinrichtung und somit die Förderleitung
der Pumpe anschließbar
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die Schaltventileinrichtung als Umschaltventil ausgebildet,
das in der ersten Schaltstellung die in Richtung der Sperrstellung
wirkende Steuerfläche
der Umlaufeinrichtung mit der Förderleitung der
Pumpe verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die in Richtung
der Sperrstellung wirkende Steuerfläche der Umlaufeinrichtung mit
der Lastdruckmeldeleitung der Arbeitshydraulik verbindet sowie die Förderleitung
mit dem zu der Pumpe geführten
Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung verbindet. Mit einem derartigen
Umschaltventil kann auf einfache Weise das Umschalten der Umlaufeinrichtung
von der Sperrstellung auf die Funktion der Eingangsdruckwaage und
das Ausschwenken der Pumpe im Brems- oder Schiebebetrieb zur Erzeugung
einer zusätzlichen
Bremswirkung gesteuert werden.
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Das
Umschaltventil kann hydraulisch gesteuert sein. Besondere Vorteile
ergeben sich, wenn dass das Umschaltventil mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung
steuerbar ist, insbesondere mittels eines Schaltmagneten. Das Umschaltventil kann
somit auf einfache Weise von einer elektronischen Steuereinrichtung
angesteuert werden, um im Brems- oder Schiebebetrieb und einer Ansteuerung des
Druckventils zur zusätzlichen
Bremswirkung ein Umschalten der Umlaufeinrichtung und ein Ausschwenken
der Pumpe zu erzielen.
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Das
Umschaltventil ist zweckmäßigerweise mittels
einer Feder in Richtung der ersten Schaltstellung und mittels der
Betätigungseinrichtung
in Richtung der zweiten Schaltstellung beaufschlagbar.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist die Schaltventileinrichtung ein erstes Schaltventil
auf, das in einer ersten Schaltstellung die in Richtung der Sperrstellung wirkende
Steuerfläche
der Umlaufeinrichtung mit der Förderleitung
der Pumpe verbindet und in einer zweiten Schaltstellung die in Richtung
der Sperrstellung wirkende Steuerfläche der Umlaufeinrichtung mit
der Lastdruckmeldeleitung der Arbeitshydraulik verbindet, und ein
zweites Schaltventil aufweist, das in einer ersten Schaltstellung
die Verbindung der Förderleitung
mit dem – zu
der Pumpe geführten
Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung absperrt und in einer zweiten
Schaltstellung die Förderleitung
mit dem zu der Pumpe geführten
Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung verbindet. Mit zwei derartigen
Schaltventilen kann das Umschalten der Umlaufeinrichtung von der Sperrstellung
auf die Funktion der Eingangsdruckwaage und das Ausschwenken der
Pumpe getrennt gesteuert werden. Bei einer Pumpe der Arbeitshydraulik,
die in der Neutralstellung einen minimalen Förderstrom liefert, kann hierdurch
auf einfache Weise erzielt werden, dass durch die getrennte Steuerung
der Umlaufeinrichtung der von der Pumpe gelieferte minimale Förderstrom
bei nicht angesteuerter Arbeitshydraulik über die Umlaufeinrichtung zum
Behälter
abströmen
kann.
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Der
in der Neutralstellung von der Pumpe gelieferte minimale Förderstrom
kann hierbei mit geringem steuerungstechnischem Aufwand über die
Umlaufeinrichtung abgeführt
werden, wenn das erste Ventil zum Abführen des von der Pumpe überschüssig geförderten
Druckmittels in die zweite Schaltstellung beaufschlagbar ist.
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Das
erste Schaltventil und/oder zweite Schaltventil können hydraulisch
betätigt
werden. Sofern das erste Schaltventil und/oder das zweite Schaltventil
mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung
steuerbar ist, insbesondere mittels eines Schaltmagneten, können auf
einfache Weise die Schaltventile einer elektronischen Steuereinrichtung angesteuert
werden.
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Zweckmäßigerweise
ist das erste Schaltventil und/oder das zweite Schaltventil mittels
einer Feder in Richtung der ersten Schaltstellung und mittels der
Betätigungseinrichtung
in Richtung der zweiten Schaltstellung beaufschlagbar.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Pumpe zur Steuerung
einer hydraulischen Lenkungseinrichtung verwendet ist, wobei stromauf
des Druckventils ein Prioritätsventil
zur Versorgung der Lenkungseinrichtung in der Förderleitung angeordnet ist.
Durch ein derartig in der Förderleitung
angeordnetes Prioritätsventil
kann eine bevorzugte Versorgung der Lenkungseinrichtung in allen
Betriebszuständen
der Arbeitsmaschine sichergestellt werden.
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Zweckmäßigerweise
ist hierbei stromab der Auswahleinrichtung in der Lastdruckmeldeleitung
ein Auswahlventil, insbesondere ein Wechselventil, angeordnet ist,
dessen Ausgang mit dem zu dem Bedarfstromregelventil geführten Abschnitt
der Lastdruckmeldeleitung in Verbindung steht, dessen erster Eingang
mit dem mit dem Ausgang der Auswahleinrichtung in Verbindung stehenden
Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung in Verbindung steht und dessen zweiter
Eingang mit einer Lastdruckmeldeleitung der Lenkungseinrichtung
in Verbindung steht.
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Sofern
die Umlaufeinrichtung und/oder das Druckventil und/oder die Umschalteinrichtung
in einem Steuerventilblock der Arbeitshydraulik angeordnet sind,
in dem die Steuerventileinrichtungen zur Steuerung der Verbraucher
angeordnet sind, ergibt sich ein geringer Herstellaufwand für die Anordnung der
Umlaufeinrichtung, der Umschalteinrichtung und des Druckventils.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeipiele näher erläutert. Hierbei
zeigt
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1 einen
Schaltplan einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
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2 den
Schaltplan der 1 in einer vergrößerten Darstellung
und
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3 den
Schaltplan einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen
-
In
der 1 ist der Schaltplan einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Antriebssystems
dargestellt. Ein als Verbrennungsmotor, beispielsweise als Dieselmotor,
ausgebildeter Antriebsmotor 1 steht über eine Antriebswelle 2 mit einer
Pumpe 3 eines Fahrantriebs 4 und einer weiteren
Pumpe 5 einer Arbeitshydraulik 6 in Verbindung.
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Der
Fahrantrieb 4 ist als hydrostatischer Fahrantrieb mit einem
geschlossenen Kreislauf ausgebildet und weist zumindest einem hydraulischen Motor 7 auf,
der zum Antrieb eines Antriebsrades 8 bzw. einer Achse
der Arbeitsmaschine vorgesehen ist.
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Die
Arbeitshydraulik 6 ist als offener Kreislauf ausgebildet,
wobei die als Verstellpumpe mit einstellbarem Fördervolumen ausgebildete Pumpe 5 eingangsseitig
mit einem Behälter 10 in
Verbindung steht und ausgangsseitig in eine Förderleitung 11 fördert.
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Die
Förderleitung 11 ist
zu einem Steuerventilblock 12 der Arbeitshydraulik 6 geführt, der
zumindest eine Steuerventileinrichtung zur Steuerung eines hydraulischen
Verbrauchers aufweist. Bei der Ausbildung der Arbeitsmaschine als
Flurförderzeug kann
der Steuerventilblock 12 eine Steuerventileinrichtung 13 zur
Steuerung eines zumindest einen Hubzylinder aufweisenden Hubantriebs 14,
eine Steuerventileinrichtung 15 zur Steuerung eines zumindest
einen Neigezylinder aufweisenden Neigeantriebs 16 und weitere
Steuerventileinrichtungen 17, 18 für gegebenenfalls
vorhandene Zusatzverbraucher, beispielsweise einen Seitenschieber
aufweisen. Die Pumpe 5 ist weiterhin zur Steuerung einer hydraulischen
Lenkungseinrichtung 19 vorgesehen, wobei in der Förderleitung 11 stromauf
der Anschlüsse
der Steuerventileinrichtungen 13, 15, 17, 18 der Arbeitshydraulik 6 ein
Prioritätsventil 20 zur
bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 19 angeordnet
ist.
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Die
Steuerventileinrichtungen 13, 15, 17, 18 der
Arbeitshydraulik sind hierbei als Steuerventile mit einer geschlossenen
Neutralsstellung 13a, 15a, 17a, 18a ausgebildet,
in der die Förderleitung 11 abgesperrt
ist.
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Die
Pumpe 5 ist als bedarfsstromgeregelte Pumpe ausgebildet
und weist eine das Fördervolumen
steuernde Stellvorrichtung 21 auf. Die Stellvorrichtung
umfasst eine Stellzylindereinrichtung mit einer in Richtung des
maximalen Fördervolumens
wirkenden Feder 22 und einen in Richtung des minimalen
Fördervolumens
wirkenden Steuerdruckraum 23, dessen Beaufschlagung mittels
eines Bedarfsstromregelventils 24 steuerbar ist. Das Bedarfsstromregelventil 24 weist
eine erste in Richtung einer Erhöhung des
Fördervolumens
wirkende Schaltstellung 24a auf, in der der Steuerdruckraum 23 mit
dem Behälter 10 verbunden
ist. In einer zweiten, in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens
wirkenden Schaltstellung 24b des Bedarfsstromregelventils 24 steht der
Steuerdruckraum 23 mit der Förderleitung 11 in Verbindung.
Das Bedarfsstromregelventil 24 ist hierbei von dem in der
Förderleitung 11 anstehenden Förderdruck
in Richtung der zweiten Schaltstellung 24b und einer Feder
sowie dem in einer Lastdruckmeldeleitung 25 anstehenden
Druck in Richtung der ersten Schaltstellung 24a beaufschlagt.
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Mittels
der Steuerventileinrichtungen 13, 15,17,18 wird
bei einer Betätigung
der entsprechenden Verbraucher der Lastdruck des angesteuerten Verbrauchers
in eine zugehörige
Lastdruckmeldezweigleitung 25a, 25b, 25c, 25d gemeldet,
wobei der höchste
Lastdruck mittels einer von Wechselventilen 26a, 26b, 26c gebildeten
Auswahleinrichtung an die Lastdruckmeldeleitung 25 geführt wird.
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In
der Lastdruckmeldeleitung 25 ist weiterhin ein als Wechselventil
ausgebildete Auswahlventil 27 angeordnet, die zur Auswahl
des höchsten
Lastdruck der Lenkungseinrichtung 19 bzw. der angesteuerten Verbraucher
der Arbeitshydraulik 6 dient. Ein erster Eingang des Auswahlventils 27 steht
hierbei mit der den höchsten
Lastdruck der Verbraucher der Arbeitshydraulik führenden Abschnitt 25e der
Lastdruckmeldeleitung in Verbindung. Ein zweiter Eingang des Auswahlventils 27 steht
mit einer Lastdruckmeldeleitung 25f der Lenkungseinrichtung 19 in
Verbindung. An den Ausgang des Auswahlventils 27 ist der
zu dem Bedarfsstromregelventil 24 geführten Abschnitt der Lastdruckmeldeleitung 25 angeschlossen.
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Der
Lastdruckmeldeleitung 25e ist weiterhin eine Maximaldruckabsicherungseinrichtung 45 zugeordnet,
die beispielsweise als Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist – wie aus
der 1 in Zusammenschau mit der 2 ersichtlich
ist – stromab
des Prioritätsventils 20 für die Lenkungseinrichtung 19 und
stromauf der Anschlüsse
der Steuerventileinrichtungen 13, 15, 17, 18 an
die Förderleitung 11 in
der Förderleitung 11 ein
Druckventil 9 angeordnet, das als elektrisch betätigbares,
proportional verstellbares Druckventil ausgebildet ist. Das Druckventil 9 ist
im nicht angesteuerten Zustand auf einen minimalen Einstelldruck
beaufschlagt und mittels einer als Proportionalmagneten ausgebildeten elektrischen
Betätigungseinrichtung 28 in
Richtung auf einen erhöhten
Einstelldruck beaufschlagbar.
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Stromab
des Druckventils 9 zweigt von der zu den Steuerventileinrichtungen 13, 15, 17, 18 führenden
Förderleitung 11 eine
Zweigleitung 29 ab, die an eine zu dem Behälter 10 geführte Behälterleitung 30 angeschlossen
ist. In der Zweigleitung 29 ist eine Umlaufeinrichtung 31 angeordnet,
die als Druckwaage 32 mit einer Durchflussstellung 32a und
einer Sperrstellung 32b ausgebildet ist. Die Umlaufeinrichtung 31 ist
von dem in der Förderleitung 11 stromab des
Druckventils 9 anstehenden Druck in Richtung der Durchflussstellung 32a beaufschlagt.
In Richtung der Sperrstellung 32b ist die Umlaufeinrichtung 31 von
einer Feder 33 beaufschlagt. Die Beaufschlagung einer ebenfalls
in Richtung der Sperrstellung 32b wirkenden Steuerfläche 34 der
Umlaufeinrichtung 31 ist mittels einer Schaltventileinrichtung 35 steuerbar.
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Die
Schaltventileinrichtung 35 ist als Umschaltventil 36 ausgebildet,
das in einer ersten Schaltstellung 36a eine zu der Steuerfläche 34 der Umlaufeinrichtung 31 geführte Zweigleitung 37 mit einer
Förderzweigleitung 38 verbindet,
die stromauf des Druckventils 9 an die Förderleitung 11 angeschlossen
ist. In einer zweiten Schaltstellung 36b des Umschaltventils 33 ist
die Zweigleitung 37 an eine Lastdruckmeldezweigleitung 39 angeschlossen,
die mit der Lastdruckmeldeleitung 25e, in der der höchste Lastdruck
der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik 6 geführt ist,
in Verbindung steht. In der zweiten Schaltstellung 36b ist
weiterhin die Förderzweigleitung 38 an
eine Zweigleitung 40 angeschlossen. Die Zweigleitung 40 steht
mit einem Eingang einer als Wechselventil ausgebildeten Auswahleinrichtung 41 in
Verbindung, an deren weiteren Eingang die Lastdruckmeldeleitung 25e angeschlossen ist.
Ausgangsseitig steht die Auswahleinrichtung 41 mit einem
Eingang des Auswahlventils 27 in Verbindung.
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Das
Umschaltventil 36 ist mittels einer Feder 42 in
die erste Schaltstellung 36a beaufschlagt und mittels einer
als Schaltmagnet ausgebildeten elektrischen Betätigungseinrichtung 43 in
die zweite Schaltstellung 36b beaufschlagbar.
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Im
nicht angesteuerten Zustand befindet sich das Druckventil 9 auf
einem minimalen Einstelldruck. Das Umschaltventil 36 befindet
sich in der ersten Schaltstellung 36a, wodurch die Umlaufeinrichtung 31 durch
die Feder 33 in die Sperrstellung 32b beaufschlagt
ist.
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Bei
nicht angesteuerter Arbeitshydraulik 6 und nicht angesteuerter
Lenkungseinrichtung 19 befindet sich die Pumpe 5 in
einer Neutralsstellung, in der in der Förderleitung 11 ein
der Vorspannung der Feder des Bedarfsstromregelventils 24 entsprechender
Förderdruck
aufgestaut ist. Bei einer Ansteuerung der Lenkungseinrichtung 19 und/oder
einer Ansteuerung der Arbeitshydraulik 5 durch Betätigen eines
oder mehrerer Steuerventile 13, 15, 17, 18 bei stehendem
Arbeitsfahrzeug oder in der Antriebsphase des Fahrantriebs 4 wird
der höchste
Lastdruck der angesteuerten Verbraucher über die Wechselventile 26a, 26b, 26c sowie
die Auswahleinrichtung 41 und das Auswahlventil 27 an
das Bedarfsstromregelventil 24 geführt, wodurch das Bedarfsstromregelventil 24 in
Richtung der Schaltstellung 24a beaufschlagt wird. Die
Pumpe 5 schwenkt somit in Richtung des maximalen Fördervolumens
aus, um den von den Verbrauchern angeforderten Förderstrom zu liefern. Die Umlaufeinrichtung 31 ist
hierbei durch das in der ersten Schaltstellung 36a befindliche
Umschaltventil 36 in die Sperrstellung 32b beaufschlagt.
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Übersteigt
im Brems- oder Schiebebetrieb des Fahrantrieb die Drehzahl des Antriebsmotors 1 eine
vorgegebene Drehzahlgrenzwert wird zur Erzielung einer zusätzlichen
Bremswirkung das Druckventil 9 mittels der Betätigungseinrichtung 28 entsprechend
der Drehzahländerung
des Antriebsmotors 1 auf eine erhöhten Vorspanndruck eingestellt,
wodurch die Bremsleistung an den Betriebszustand des Antriebsmotors
angepasst werden kann. Gleichzeitig wird mittels der Betätigungseinrichtung 43 das
Umschaltventil 36 in die zweite Schaltstellung 36b beaufschlagt.
Der in der Förderzweigleitung 38 anstehende
Förderdruck
steht somit über
die Zweigleitung 40, die Auswahleinrichtung 41 und
das Auswahlventil 27 in der Lastdruckmeldeleitung 25 und
somit an der Federseite des Bedarfsstromregelventils 24 an
und beaufschlagt das Bedarfsstromregelventil 24 in Richtung
der Schaltstellung 24a, wodurch die Pumpe 5 in die
Stellung für
maximales Fördervolumen
ausschwenkt. In der zweiten Schaltstellung 36b des Umschaltventil 36 ist
weiterhin die zur der Steuerfläche 34 der
Umlaufeinrichtung 31 geführte Zweigleitung 37 mit
der Zweigleitung 39 verbunden, die mit der Lastdruckmeldeleitung 25e der
Arbeitshydraulik in Verbindung steht, wodurch die Umlaufeinrichtung 31 von
der Sperrstellung 32b in die Durchflussstellung 32a beaufschlagt
wird, in der die Umlaufeinrichtung 31 die Funktion einer
Druckwaage 32 aufweist.
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Der
von der Pumpe 5 gelieferte Förderstrom kann somit im Brems-
oder Schiebebetrieb, wobei mittels des Druckventils 9 eine
zusätzliche
Bremswirkung erzielt wird, nach Durchströmen des Druckventils 9 über die
die Funktion einer Eingangsdruckwaage aufweisende Umgehungseinrichtung 31 zum
Behälter 10 abströmen. Wird
im Brems- oder Schiebebetrieb des Fahrantriebs bei angesteuertem
Druckventil 9 ein Verbraucher der Arbeitshydraulik angesteuert,
beaufschlagt der entsprechende höchste Lastdruck
der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik, der in der Lastdruckmeldeleitung 25e geführt ist, über das
in die zweite Schaltstellung 36b beaufschlage Umschaltventil 36 die
Druckwaage 32 in Richtung der Sperrstellung 32b,
wodurch im Brems- oder Schiebebetrieb und einer zusätzlichen Bremswirkung
durch das Druckventil 9 ein normaler Betrieb der Verbraucher
der Arbeitshydraulik sichergestellt ist. Das von der Pumpe 5 überschüssig geförderte,
den Bedarf der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik 6 übersteigende
Druckmittel kann hierbei über
die Druckwaage 32 zum Behälter 10 abströmen.
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Bei
der in der 3 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist die Schaltventileinrichtung 35 von einem
ersten Schaltventil 50 und einem zweiten Schaltventil 51 gebildet.
Das erste Ventil 50 verbindet in einer ersten Schaltstellung 50a die
zu der Steuerfläche 34 der
Umlaufeinrichtung 31 geführte Zweigleitung 37 mit
der Förderzweigleitung 38.
In einer zweiten Schaltstellung 50b ist die Zweigleitung 37 über die
Lastdruckmeldezweigleitung 39 an die Lastdruckmeldeleitung 25e der
Arbeitshydraulik angeschlossen. Das ersten Ventil 50 ist
in Richtung der ersten Schaltstellung 50a von einer Feder 52 beaufschlagt
und in die zweite Schaltstellung 50b durch eine als Schaltmagnet
ausgebildete elektrische Betätigungseinrichtung 53 umschaltbar.
Das zweite Schaltventil 51 sperrt in einer ersten Schaltstellung 51a die
Verbindung der Förderzweigleitung 38 mit der
Zweigleitung 40 und gibt in der zweiten Schaltstellung 51b die
Verbindung der Förderzweigleitung 38 mit
der Zweigleitung 40 frei. Das zweite Ventil 51 ist
in Richtung der ersten Schaltstellung 51a von einer Feder 56 beaufschlagt
und in die zweite Schaltstellung 51b durch eine als Schaltmagnet
ausgebildete elektrische Betätigungseinrichtung 54 umschaltbar.
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Durch
das zweite Ventil 51 kann das Ausschwenken der Pumpe 5 in
die Stellung für
maximales Fördervolumen
im Brems- oder Schiebebetrieb unabhängig von dem von dem ersten
Ventil 50 gesteuerten Umschalten der Umlaufeinrichtung 31 von der
Sperrstellung 32b in die Durchflussstellung 32a und
somit in die Funktion der Druckwaage 32 gesteuert werden.
Hierdurch ist es möglich,
eine Pumpe 5 zur Versorgung der Arbeitshydraulik 6 zu
verwenden, die in der Neutralstellung bei nicht angesteuerten Verbrauchern
einen konstanten minimalen Förderstrom
zur Versorgung der Arbeitshydraulik 6 und der Lenkungseinrichtung 19 liefert.
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Um
den von den Pumpe 5 bei nicht angesteuerten Verbrauchern
gelieferten minimalen Förderstrom
zum Behälter 10 zu
führen,
ist das erste Schaltventil 50 durch eine Ansteuerung der
Betätigungseinrichtung 53 in
die zweite Schaltstellung 50b beaufschlagt, wodurch die
Umlaufeinrichtung 31 von der Sperrstellung 32b in
Richtung der Durchflussstellung 32a beaufschlagt wird und
der von der Pumpe 5 gelieferte minimale Förderstrom über die
als Druckwaage 32 arbeitende Umlaufeinrichtung 31 zum
Behälter 10 abströmen kann.
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Übersteigt
im Brems- oder Schiebebetrieb die Drehzahl des Antriebsmotors 1 einen
vorgegeben Drehzahlgrenzwert wird zusätzlich zur Beaufschlagung des
ersten Ventils 50 in die zweite Schaltstellung 50b durch
eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 53 gleichzeitig
das Druckventil 9 auf einen erhöhten Einstelldruck verstellt
und das zweite Ventil 51 mittels der Betätigungseinrichtung 54 in
die zweite Schaltstellung 51b beaufschlagt, wodurch die Pumpe 5 in
die Stellung für
den maximalen Förderstrom
ausschwenkt. Der von der Pumpe 5 im Brems- oder Schiebebetrieb
gelieferte Förderstrom
kann hierbei nach Durchströmen
des Druckventils 9 über die
als Druckwaage 32 arbeitende Umlaufeinrichtung 31 zum
Behälter 10 abströmen.
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Wird
im Brems- oder Schiebebetrieb und einer Ansteuerung des Druckventils 9 zur
Erzeugung einer zusätzlichen
Bremswirkung ein Verbraucher der Arbeitshydraulik 6 angesteuert,
beaufschlagt der entsprechende höchste
Lastdruck der angesteuerten Verbraucher, der in der Lastdruckmeldeleitung 25e geführt ist,
die Druckwaage 32 über
das in der zweiten Schaltstellung 50b befindliche erste
Schaltventil 50 in Richtung der Sperrstellung 32b,
wodurch im Brems- oder Schiebebetrieb und einer zusätzliche Bremswirkung
durch das Druckventil 9 ein normaler Betrieb der Verbraucher
der Arbeitshydraulik 6 sichergestellt wird. Das von der
Pumpe 5 geförderte und
den Bedarf der angesteuerten Verbraucher der Arbeitshydraulik 6 überschüssig geförderte Druckmittel
und kann hierbei über
die Druckwaage 32 zum Behälter 10 abströmen.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Druckventils 9 und der Umlaufeinrichtung 31, die von
der Sperrstellung 32b mittels der Schaltventileinrichtung 35 in
die Durchflussstellung 32a umschaltbar ist, in der die
Umlaufeinrichtung 31 die Funktion einer Druckwaage 32 aufweist,
ist bei einem Antriebssystem mit einer bedarfsstromgeregelten Pumpe 5 zur
Versorgung der Verbraucher der Arbeitshydraulik, die mittels Steuerventileinrichtungen 13, 15, 17, 18 mit
einer geschlossenen Neutralsstellung 13a, 15a, 17a, 18a,
gesteuert sind, auf einfache Weise an der normalerweise in die Sperrstellung 32b beaufschlagten
Umlaufeinrichtung 31 die Funktion einer Druckwaage 32 erzielbar,
um im Brems- oder Schiebebetrieb durch eine Ansteuerung des Druckventils 9 eine
zusätzliche
Bremswirkung zu erzielen und hierbei einen Betätigung der Verbraucher der
Arbeitshydraulik 6 und somit der Funktionen der Arbeitshydraulik 6 sicherzustellen.