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Die
Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb.
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Bei
hydrostatischen Antrieben, wie sie beispielsweise in mobilen Arbeitsmaschinen
verwendet werden, wird meist eine in einem geschlossenen Kreislauf
angeordnete Hydropumpe durch eine Antriebsmaschine angetrieben.
Die Hydropumpe ist meist durch zwei Arbeitsleitungen mit einem Hydromotor
verbunden. In bestimmten Fahrsituationen kann es vorkommen, dass
der Hydromotor das Druckmittel in dem geschlossenen hydraulischen Kreislauf
fördert.
In diesem Fall arbeitet die Hydropumpe als Motor und wird durch
das in sie hineingeförderte
Druckmittel beaufschlagt. Wird dabei die der jeweiligen Drehzahl
entsprechende Bremslast des Antriebsmotors überschritten, so kommt es zu
einer Drehzahlerhöhung
der Antriebsmaschine. Auf Seiten des hydraulischen Antriebs sind
daher geeignete Maßnahmen
zu ergreifen, um eine unzulässige
Drehzahlerhöhung
der Antriebsmaschine, die zu ihrer Zerstörung führen kann, zu verhindern.
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Aus
der
DE 102 41 950
A1 ist es bekannt, in der stromabwärts des Hydromotors angeordneten Arbeitsleitung
ein Drosselventil vorzusehen. Mit Hilfe dieses Ventils ist eine
Drosselung des Volumenstroms in der Arbeitsleitung realisierbar.
Das Drosselventil wird hierzu durch einen Stellkolben hinsichtlich seiner
Position beeinflusst. Die Position des Stellkolbens ist wiederum
von dem stromabwärts
des Drosselventils angeordneten Arbeitsleitungsdruck sowie einem
von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängigen Druck abhängig.
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Bei
dem vorgeschlagenen Antrieb ist es von Nachteil, dass das gesamte
Fördervolumen
durch die Drosselstelle gefördert
werden muss. Dabei werden erhebliche Temperaturen in dem Druckmittel
erreicht. Ferner ist ein Nachteil, dass die Steuerung des geregelten
Drosselventils einen erheblichen Aufwand erfordert. So ist neben
dem Stellzylinder auch ein weiteres Stellventil erforderlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrostatischen Antrieb
zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln eine Begrenzung der Drehzahlerhöhung der
Antriebsmaschine möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antrieb wird genutzt, dass in einer Druckleitung, z. B. in einer
Speisedruckleitung, eine Speisemenge fließt, die abhängig von der Drehzahl der Antriebsmaschine
ist. Damit kann für
diese Speisemenge in der Druckleitung ein Differenzdruckwert festgelegt
werden, bei dessen Überschreitung
Druckmittel aus der Arbeitsleitung entnommen wird. Die Entnahme
von Druckmittel aus der Arbeitsleitung hat zur Folge, dass das von
dem Hydromotor in die Arbeitsleitung geförderte Druckmittel nur noch
zum Teil zurück
zu der Hydropumpe gefördert
wird. Damit wird der Druckmittelstrom durch die Hydropumpe so verringert,
dass eine unzulässige
Erhöhung
der Drehzahl der Antriebsmaschine verhindert wird. Der hydrostatische
Antrieb hat insbesondere den Vorteil, dass nur der vergleichsweise
niedrige Druck in der Druckleitung zum Steuern verwendet wird. Dadurch wird
die Sicherheit des Systems verbessert und die Kosten werden verringert.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antriebs ausgeführt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, den drehzahlabhängigen Druck mittels einer Speisepumpe
zu erzeugen, die ihrerseits über
die Antriebsmaschine gemeinsam mit der Hydropumpe angetrieben wird.
Da die Speisepumpe in der Regel als Konstantpumpe ausgeführt ist,
entspricht die von ihr geförderte
Speisemenge jeweils einer Drehzahl des Antriebsmotors.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, ein Hochdruckbegrenzungsventil, welches zum Begrenzen
des maximalen zulässigen
Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung ohnehin erforderlich ist, zu
verwenden, um eine Entnahme von Druckmittel aus der Arbeitsleitung
zu ermöglichen.
Das Hochdruckbegrenzungsventil wird hierzu abhängig von dem jeweils in der
Arbeitsleitung herrschenden Druck bei Überschreiten des Grenzwerts
in der Druckleitung geöffnet,
so dass aus der Arbeitsleitung über
das Hochdruckbegrenzungsventil Druckmittel entnommen werden kann.
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Besonders
einfach lässt
sich ein gegen Überdrehen
gesicherter hydrostatischer Antrieb realisieren, indem das Hochdruckbegrenzungsventil
unmittelbar aus der Druckleitung über ein Differenzdruckregelventil
angesteuert wird. Das Differenzdruckregelventil erkennt ein Ansteigen
der Speisemenge in der Druckleitung und gibt eine durchströmbare Verbindung
in Richtung des Hochdruckbegrenzungsventils frei. Der Druck in der
Druckleitung wirkt daraufhin auf eine Messfläche des Hochdruckbegrenzungsventils
und öffnet
das Hochdruckbegrenzungsventil. Damit wird aus der Arbeitsleitung
eine durchströmbare
Verbindung zum Beispiel in Richtung des Tankvolumens geöffnet.
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Weiterhin
ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Arbeitsleitung Teil
eines geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ist, in dem die Hydropumpe über zwei
Arbeitsleitungen mit einem Hydromotor verbunden ist. In einem solchen
Fall kann eine Absicherung gegen überhöhte Drehzahlen der Antriebsmaschine
sowohl für
eine Vorwärtsfahrt
als auch für eine
Rückwärtsfahrt
in einfacher Weise realisiert werden. Hierzu ist jeder der beiden
Arbeitsleitungen ein Hochdruckbegrenzungsventil zugeordnet, wobei
die beiden Hochdruckbegrenzungsventile entweder einzeln, dann in
Abhängigkeit
von der jeweiligen Fahrtrichtung, oder aber gemeinsam bei Überschreiten des
Drucks in der Druckleitung geöffnet
werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die beiden Hochdruckbegrenzungsventile
jeweils Teil einer Speiseventileinheit der ersten Arbeitsleitung
bzw. Speiseventileinheit der zweiten Arbeitsleitung sind, so dass
durch das geöffnete
Hochdruckbegrenzungsventil der einen und die Speiseventileinheit
der anderen Arbeitsleitung ein kurzgeschlossener hydraulischer Kreislauf
entsteht. Auf diese Weise werden zwei hydraulische Kreisläufe ausgebildet,
von denen lediglich einer durch die Hydropumpe führt. Der so aufgeteilte Druckmittelstrom
führt dann
nicht zu einer unzulässigen
Drehzahlerhöhung
seitens der Antriebsmaschine.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antriebs ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
für einen
erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antrieb und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
für einen
erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antrieb.
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In
der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydrostatischen
Antriebs 1 gezeigt. Der hydrostatische Antrieb weist eine
Antriebsmaschine 2 auf. Die Antriebsmaschine 2 ist
vorzugsweise ein Dieselmotor. Die Antriebsmaschine 2 treibt
eine Hydropumpe 3 an. Die Hydropumpe 3 ist vorzugsweise
eine in zwei Richtungen verschwenkbare hydrostatische Axialkolbenmaschine.
Zum Antreiben der Hydropumpe 3 ist die Hydropumpe 3 mit
der Antriebsmaschine 2 über
eine Antriebswelle 23 verbunden.
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Die
Hydropumpe 3 ist in ihrem Fördervolumen einstellbar und
kann entweder in eine erste Arbeitsleitung 4 oder in eine
zweite Arbeitsleitung 5 fördern. Das von der Hydropumpe 3 geförderte Druckmittel
treibt einen Hydromotor 22 an, der über eine Antriebswelle 24 das
Fahrzeug antreibt. Zum Einstellen der Hydropumpe 3 hinsichtlich
Förderrichtung und
Fördervolumen
ist eine Verstellvorrichtung 6 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 6 weist
einen Stellzylinder auf, in dem ein Stellkoben 7 angeordnet
ist. Der Stellkolben 7 teilt den Stellzylinder in eine
erste Stelldruckkammer 8 und eine zweite Stelldruckkammer 9.
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Der
Stellkolben 7 wird durch den jeweils in der ersten Stelldruckkammer 8 bzw.
der zweiten Stelldruckkammer 9 herrschenden Stelldruck
mit einer hydraulischen Kraft beaufschlagt. Zusätzlich sind in der ersten Stelldruckkammer 8 sowie
in der zweiten Stelldruckkammer 9 jeweils eine Zentrierfeder angeordnet,
die bei einem Druckgleichgewicht in der ersten Stelldruckkammer 8 und
der zweiten Stelldruckkammer 9 den Stellkolben 7 in
eine mittlere Position zurückstellen.
In dieser mittleren Position ist die Hydropumpe 3, deren
Verstellmechanismus mit dem Stellkolben 7 gekoppelt ist,
auf ein Nullfördervolumen gestellt.
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Zum
Einstellen des Drucks in der ersten Stelldruckkammer 8 bzw.
der zweiten Stelldruckkammer 9 dient ein Stelldruckregelventil 10.
Das Stelldruckregelventil 10 ist mit zwei Anschlüssen 11', 12' über eine
erste Stelldruckleitung 11 mit der ersten Stelldruckkammer 8 bzw. über eine
zweite Stelldruckleitung 12 mit der zweiten Stelldruckkammer 9 verbunden.
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Das
Stelldruckregelventil 10 selbst ist durch einen ersten
Elektromagneten 13 bzw. einen zweiten Elektromagneten 14 hinsichtlich
seiner Position verstellbar. In der 1 ist das
Stelldruckregelventil 10 in seiner Neutralstellung dargestellt.
In der Neutralstellung des Stelldruckregelventils 10 sind
sowohl die erste Stelldruckleitung 11 als auch die zweite
Stelldruckleitung 12 jeweils gedrosselt mit einer Stelldruckversorgungsleitung 15 sowie
einer Entspannungsleitung 16 verbunden.
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Über die
Stelldruckversorgungsleitung 15 liegt an einem Eingang 15' des Stelldruckregelventils 10 der
maximal mögliche
Stelldruck an. Ein Ausgang 16' des Stelldruckregelventils 10 ist über eine
Entspannungsleitung 16 mit einem Tankvolumen 17 verbunden.
Aus der bereits beschriebenen Mittelposition des Stelldruckregelventils 10,
in der alle vier Anschlüsse
des Stelldruckregelventils 10 miteinander gedrosselt verbunden
sind, kann durch Anlegen eines Steuerstroms an dem ersten Elektromagneten 13 bzw.
dem zweiten Elektromagneten 14 das Stelldruckregelventil 10 aus
seiner neutralen Position heraus ausgelenkt werden. wird beispielsweise
der erste Elektromagnet 13 bestromt, so wird das Stelldruckregelventil 10 in
Richtung seiner ersten Endposition ausgelenkt.
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In
der ersten Endposition des Stelldruckregelventils 10 ist
die Stelldruckversorgungsleitung 15 mit der ersten Stelldruckleitung 11 verbunden,
so dass der Stellkolben 7 mit seiner in Richtung der ersten
Stelldruckkammer 8 gewandten Seite mit dem in der Stelldruckversorgungsleitung 15 herrschenden Druck
beaufschlagt wird. Gleichzeitig wird die zweite Stelldruckleitung 12 über die
Entspannungsleitung 16 mit dem Tankvolumen 17 verbunden.
Dadurch ergeben sich in der ersten Stelldruckkammer 8 und
der zweiten Stelldruckkammer 9 unterschiedliche Stelldrücke, infolgedessen
der Stellkolben 7 in der 1 nach rechts
verschoben wird.
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Umgekehrt
kann auch an dem zweiten Elektromagneten 14 ein Stellsignal
angelegt werden, so dass der zweite Elektromagnet 14 das
Stelldruckregelventil 10 in Richtung seiner zweiten Endposition auslenkt.
In der zweiten Endposition des Stelldruckregelventils 14 wird
die Stelldruckleitung 15 mit der zweiten Stelldruckleitung 12 und
die Entspannungsleitung 16 mit der ersten Stelldruckleitung 11 verbunden.
Dementsprechend wird nun die zweite Stelldruckkammer 9 bedrückt, während die
erste Stelldruckkammer 8 in Richtung des Tankvolumens 17 entspannt
wird. Eine Stellbewegung des Stellkolbens 7 in der 1 nach
links ist die Folge.
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Liegen
sowohl an dem ersten Elektromagneten 13 wie auch dem zweiten
Elektromagneten 14 keine Stellsignale an, so wird das Stelldruckregelventil 10 ausschließlich mit
der Kraft zweier Zentrierfedern beaufschlagt, die das Stelldruckregelventil 10 in Richtung
seiner Ruheposition zurückstellen.
In der Ruheposition sind erneut alle vier Anschlüsse des Stelldruckregelventils 10 miteinander
verbunden, sodass sich der Druck in der ersten Stelldruckkammer 8 sowie
der zweiten Stelldruckkammer 9 aneinander angleichen. Die
in den Stelldruckkammern 8, 9 angeordneten Federn
bringen den Stellkolben 7 ebenfalls zurück in seine mittlere Position.
Die Stellbewegung des Stellkolbens 7 wird über eine
Koppelstange 33 auf das Stelldrückregelventil 10 rückgekoppelt.
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Um
eine zu schnelle Stellbewegung des Stellkolbens 7 zu verhindern,
sind in der ersten Stelldruckleitung 11 und der zweiten
Stelldruckleitung 12 zwischen dem Stelldruckregelventil 10 und
der Verstellvorrichtung 6 jeweils Drosseln angeordnet.
Zur Überwachung
der jeweils die Stellkammern 8 bzw. 9 beaufschlagenden
Stelldrücke
sind von den Stelldruckleitungen 11,12 jeweils
ein Stelldruckmessanschluss 11'' bzw. 12'' nach außen geführt.
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Mit
Hilfe der beiden Elektromagneten 13,14 kann das
Stelldruckregelventil 10 in jede beliebige zwischen den
beiden Endpositionen liegende Position gebracht werden. Den Stelldruckkammern 8 bzw. 9 kann
somit ein lediglich reduzierter Stelldruck zugeführt werden. Eine Obergrenze
für den
verstellbaren Stelldruck bildet der in der Stelldruckversorgungsleitung 15 herrschende
Druck. Um die Stelldruckversorgungsleitung 15 mit einem
Druck zu beaufschlagen, ist die Stelldruckleitung 15 mit
einer Speisedruckleitung 18 verbunden. In einer Stelldruckversondungsleitung 25 der
Speisedruckleitung 18 mit der Stelldruckversorgungsleitung 15 ist
eine Stelldruckdrossel 25' angeordnet.
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Zum
Bedrücken
der Speisedruckleitung 18 ist eine Speisepumpe 19 vorgesehen,
die über
einen Filter 20 und eine Saugleitung 21 aus dem
Tankvolumen 17 Druckmittel ansaugt und in die Speisedruckleitung 18 fördert. Die
Speisepumpe 19 ist dabei vorzugsweise über einen Antriebswellenabschnitt 23' durch die Antriebsmaschine 2 angetrieben.
Die Speisepumpe 19 ist zur Förderung in lediglich einer
Richtung vorgesehen und vorzugsweise als Konstantpumpe ausgebildet.
Der von der Speisepumpe 19 geförderte Speisemenge ist damit
unmittelbar abhängig von
der Drehzahl der Antriebsmaschine 2.
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Solange
der hydraulische Arbeitskreislauf aus den beiden Arbeitsleitungen 4, 5 drucklos
ist, fördert
die Speisepumpe 19 in den Arbeitskreis Druckmittel. Die
Speisedruckleitung 18 ist hierzu einerseits mit der Förderseite
der Speisepumpe 19 und andererseits mit einer ersten Verbindungsleitung 27 verbunden.
Die erste Verbindungsleitung 27 verbindet die erste Arbeitsleitung 4 mit
der zweiten Arbeitsleitung 5.
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Zwischen
der ersten Arbeitsleitung 4 und der Ausmündung der
Speisedruckleitung 18 in die erste Verbindungsleitung 27 ist
eine erste Speiseventileinheit 28 angeordnet. Ebenso ist
zwischen der zweiten Arbeitsleitung 5 und der Ausmündung der
Speisedruckleitung 18 in die erste Verbindungsleitung 27 eine
zweite Speiseventileinheit 29 angeordnet. Die erste Speiseventileinheit 28 weist
ein Rückschlagventil 30 und
ein parallel dazu angeordnetes Hochdruckbegrenzungsventil 31 auf.
Das Rückschlagventil 30 ist
so orientiert, dass es in Richtung zu der ersten Arbeitsleitung 4 hin öffnet. Damit
kann die Speisepumpe 19 über die Speisedruckleitung 18 und
die erste Verbindungsleitung 27 die erste Arbeitsleitung 4 so
lange bedrücken,
wie in der Speisedruckleitung 18 ein höherer Druck herrscht als in
der ersten Arbeitsleitung 4. Übersteigt jedoch der in der
ersten Arbeitsleitung 4 herrschende Druck den Druck der Speisedruckleitung 18,
so schließt
das Rückschlagventil 30.
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Um
ein Auftreten kritischer Drücke
in der ersten Arbeitsleitung 4 zu verhindern, öffnet oberhalb kritischer
Druckwerte das Hochdruckbegrenzungsventil 31, so dass aus
der ersten Arbeitsleitung 4 Druckmittel abfließen kann.
Das Hochdruckbegrenzungsventil 31 ist hierzu mit einer
ersten Einstellfeder 32 mit einer Kraft beaufschlagt. In
entgegengesetzter Richtung wirkt auf das Hochdruckbegrenzungsventil 31 an
einer Druckmessfläche
der dieser Druckmessfläche über eine
erste Umgehungsleitung 34 zugeführte Druck der ersten Arbeitsleitung 4.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist das Hochdruckbegrenzungsventil 31 als Differenzdruckventil
ausgebildet. Gleichsinnig zu der Kraft der ersten Einstellfeder 32 wirkt
auf eine weitere Druckmessfläche
des Hochdruckbegrenzungsventils 31 die hydraulische Kraft
des in der Verbindungsleitung 27 bzw. der Speisedruckleitung 18 herrschenden Drucks.
Die erste Verbindungsleitung 27 ist hierzu über eine
zweite Umgehungsleitung 35 mit der weiteren Messfläche des
Hochdruckbegrenzungsventils 31 verbunden.
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Entsprechend
dem bisher beschriebenen Aufbau der ersten Speiseventileinheit 28 ist
auch die zweite Speiseventileinheit 29 aufgebaut. Das bedeutet,
dass bei Ansteigen des Drucks in der ersten Arbeitsleitung 4 über einen
kritischen Wert das Hochdruckbegrenzungsventil 31 der ersten
Speiseventileinheit 28 öffnet
und so die erste Arbeitsleitung 4 in Richtung der Speisedruckleitung 18 entlastet.
Liegt der Druck in der zweiten Arbeitsleitung 5 unterhalb des
Druckniveaus der Speisedruckleitung 18, so öffnet das
Rückschlagventil
der zweiten Speiseventileinheit 29 und das über die
erste Speiseventileinheit 28 der ersten Arbeitsleitung 4 entnommene
Druckmittel fließt über die
zweite Speiseventileinheit 29 in die zweite Arbeitsleitung 5 ab.
Ist jedoch auch in der zweiten Arbeitsleitung 5 ein höherer Druck
als in der Speisedruckleitung 18, so ist zur Absicherung
der Speisedruckleitung 18 ein Speisedruckbegrenzungsventil 36 vorgesehen.
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Das
Speisedruckbegrenzungsventil 36 ist ebenfalls ein federbelastetes
Druckbegrenzungsventil. Entgegen der Kraft der Feder wirkt auf das
Speisedruckbegrenzungsventil 36 der in der Speisedruckleitung 18 herrschende
Speisedruck. Übersteigt der
Speisedruck einen kritischen Wert, beispielsweise 25 bar, so wird
das Speisedruckbegrenzungsventil 36 in Richtung seiner
geöffneten
Position gestellt. In seiner geöffneten
Position verbindet das Speisedruckbegrenzungsventil 36 die
Speisedruckleitung 18 mit dem Tankvolumen 17.
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Wird
die erste Arbeitsleitung 4 durch die erste Speiseventileinheit 28 bzw.
dessen Hochdruckbegrenzungsventil 31 aufgrund kritischer
Drücke
entlastet und das entnommene Druckmittel in die Speisedruckleitung 18 abgeführt, so
wird ein Druckanstieg über
einen Grenzwert hinaus in der Speisedruckleitung 18 verhindert,
indem ein Druckanstieg über
beispielsweise 25 bar das Öffnen
des Speisebegrenzungsventils 36 auslöst. Dementsprechend wird das
aus der ersten Arbeitsleitung 4 entnommenes Druckmittel über die
Verbindungsleitung 27 und die Speisedruckleitung 18 sowie
das Speisedruckbegrenzungsventil 36 in das Tankvolumen 17 entspannt.
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Auch
abhängig
von dem in der ersten Arbeitsleitung 4 und in einer dritten
Meßleitung 37 herrschenden
Druck kann das Hochdruckbegrenzungsventil 31 in seine geöffnete Stellung gebracht
werden, in der eine durchströmbare
Verbindung aus der ersten Arbeitsleitung 4 in Richtung
der Speisedruckleitung 18 möglich ist. Das Hochdruckbegrenzungsventil 31 weist
hierzu eine Steuerdruckmessfläche 37' auf, an der
eine entgegen der Kraft der ersten Einstellfeder 32 wirkende
hydraulische Kraft auf das Hochdruckbegrenzungsventil 31 erzeugbar
ist. Die Steuerdruckmessfläche 37' des Hochdruckbegrenzungsventils 31 kann
hierzu über
die dritte Messleitung 37 mit einem Steuerdruck beaufschlagt
werden. An dem von dem Hochdruckbegrenzungsventil 31 abgewandten
Ende der dritten Messleitung 37 ist der Ausgang eines Differenzdruckregelventils 38 angeschlossen.
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Das
Differenzdruckventil 38 wird durch eine erste Feder 39 in
Richtung seiner Ruheposition mit einer Kraft beaufschlagt. In entgegengesetzter
Richtung wirkt auf das Differenzdruckventil 38 die Kraft
einer zweiten Feder 40. Gleichsinnig mit der Kraft der ersten
Feder 39 greift in Richtung der Ruheposition des Differenzdruckventils 38 eine
hydraulische Kraft an einer Förderdruckmessfläche an.
Die Förderdruckmessfläche ist über eine
Förderdruckmessleitung 41 mit
der Speisedruckleitung 18 verbunden. Über die Förderdruckmessleitung 41 wirkt
der an dem förderseitigen
Ausgang der Speisepumpe 19 herrschende Druck. Stromabwärts des
Abzweigs zur Förderdruckmessleitung 41 ist
in der Speisedruckleitung 18 eine Speisedruckdrossel 26 ausgebildet. Stromabwärts der
Speisedruckdrossel 26 ist ein Speisedruckeingang 42 des
Differenzdruckventils 38 mit der Speisedruckleitung 18 verbunden.
Ebenfalls stromabwärts
der Speisedruckdrossel 26 zweigt von der Speisedruckleitung 18 eine
Speisedruckmessleitung 43 ab, die gleichsinnig mit der
zweiten Feder 40 das Differenzdruckventil 38 an
einer weiteren Messfläche
mit dem stromabwärts
der Speisedruckdrossel 26 in der Speisedruckleitung 18 herrschenden
Speisedruck beaufschlagt.
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Vermindert
sich die Drehzahl der Antriebsmaschine 2 und damit die
Drehzahl der Speisepumpe 19, so sinkt der Volumenstrom
durch die Speisedruckdrossel 26 ab. Infolgedessen gleichen
sich die über
die Förderdruckmeßleitung 41 bzw.
die Speisedruckmeßleitung 43 den
jeweiligen Meßflächen an dem
Differenzdruckventil 38 zugeführten Drücke an. Die resultierenden
hydraulischen Kräfte
auf das Differenzdruckventil 38 sind abhängig von
der Größe der jeweils
beaufschlagten Meßfläche. Damit
kann über
eine geeignete Auswahl der Flächenverhältnisse
zueinander eingestellt werden, bei welcher Speisemenge das Differenzdruckventil 38 öffnet.
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Die
von der Speisepumpe 19 erzeugte Speisemenge entspricht
einer bestimmten Drehzahl der Antriebsmaschine 2, mit der
die Speisepumpe 19 mechanisch fest gekoppelt ist. Wird
der so festgelegte Differenzdruckgrenzwert erreicht, so wird das
Differenzdruckventil 38 betätigt und verbindet zunehmend
den Speisedruckeingang 42 mit der dritten Messleitung 37.
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Damit
wird über
die dritte Messleitung 37 das Hochdruckbegrenzungsventil 31 mit
einer hydraulischen Kraft beaufschlagt, die entgegengesetzt zu der Kraft
der ersten Einstellfeder 32 wirkt. Das heißt, das Hochdruckbegrenzungsventil 31 wird
abhängig
von dem in der ersten Arbeitsleitung 4 herrschenden Arbeitsdruck
und abhängig
vom Druck in der dritten Meßleitung 37,
der drehzahlabhängig
ist, geöffnet. Das Öffnen des
Hochdruckbegrenzungsventils 31 ermöglicht dann, dass aus der ersten
Arbeitsleitung 4 Druckmittel entnommen wird. Der von dem
im Schiebebetrieb als Pumpe betriebenen Hydromotor 22 in die
erste Arbeitsleitung 4 geförderte Druckmittelstrom wird
somit aufgeteilt in einen ersten Teilstrom, der in Richtung der
Hydropumpe 3 weitergefördert wird
und einen zweiten Teilstrom, der über das Hochdruckbegrenzungsventil 31 abgeführt wird.
Der über das
Hochdruckbegrenzungsventil 31 abgeführte Volumenstrom kann in bereits
beschriebener Weise über
das Rückschlagventil
der zweiten Speiseventileinheit 29 in Richtung der zweiten
Arbeitsleitung 5 abströmen,
so dass über
das Hochdruckbegrenzungsventil 31 und die zweite Speiseventileinheit 29 ein
hydraulischer Kurzschluss der Arbeitsleitungen 4 und 5 erzeugt
wird. Die Antriebsmaschine 2 wird dann nur noch durch das
niedrigere Moment getrieben, das aus dem reduzierten Druck in der
Arbeitsleitung reduziert. Die Antriebsmaschine 2 wird nicht überdreht.
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Solange
die Drehzahlen der Antriebsmaschine 2 in einem nicht kritischen
Bereich liegen und dementsprechend die Speisemenge der Speisepumpe 19 an
der Speisedruckdrossel 26 keinen Differenzdruck erzeugt,
der oberhalb des Differenzdruckgrenzwerts liegt, bleibt das Differenzdruckventil 38 ohne
Funktion. Das Hochdruckbegrenzungsventil 31 hat dann lediglich
die Aufgabe, die erste Arbeitsleitung 4 abzusichern.
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Um
eine ausgeschwenkte Hydropumpe 3 zurückzuschwenken, wenn in einer
der Arbeitsleitungen 4 bzw. 5 ein kritischer Druck
festgestellt wird, ist zusätzlich
eine Druckabschneidungsventileinheit 44 vorgesehen.
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Mittels
der Druckabschneidungsventileinheit 44 kann die Stelldruckversorgungsleitung 15 mit
dem Tankvolumen 17 verbunden werden, so dass die Stelldruckversorgungsleitung 15 in
Richtung des Tankvolumens 17 entspannt wird. Infolgedessen steht
kein Stelldruck mehr in einer der Stelldruckkammern 8, 9 zur
Verfügung
und beide Stelldruckkammern 8 und 9 liegen auf
dem selben niedrigen Druckniveau. Der Stellkolben 7 wird
dann durch die Druckfedern zentriert und die Hydropumpe 3 in
Richtung verschwindenden Fördervolumens
verstellt.
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Die
Druckabschneidungsventileinheit 44 weist hierzu ein Druckabschneidungsventil 45 auf, über das
die Stelldruckversorgungsleitung 15 mit dem Tankvolumen 17 verbindbar
ist. In seiner Ruheposition wird das Druckabschneidungsventil 45 durch eine
einstellbare Druckfeder in einer geschlossenen Position gehalten,
in der eine durchströmbare
Verbindung zwischen der Stelldruckversorgungsleitung 15 und
dem Tankvolumen 17 nicht existiert. Entgegen der Kraft
der einstellbaren Feder ist das Druckabschneidungsventil 45 mit
einem Arbeitsleitungsdruck beaufschlagbar. Der Arbeitsleitungsdruck
wird dem Druckabschneiungsventil 45 über ein Wechselventil 46 zugeführt. Das
Wechselventil 46 verbindet mit dem entsprechenden Messanschluss
des Druckabschneidungsventils 45 jeweils diejenige Arbeitsleitung 4 oder 5,
in der der höhere
Druck herrscht. Hierzu ist das Wechselventil 46 in einer
zweiten Verbindungsleitung 47 angeordnet. Der Ausgang des Wechselventils 46 ist
mit dem Messanschluss des Druckabschneidungsventils 45 verbunden.
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Für den Fall,
dass das in der Saugleitung 21 angeordnete Filter 20 nicht
ausreichend ist, ist eine Filtereingangsleitung 49 vorgesehen.
Die Filtereingangsleitung 49 wird durch die Speisepumpe 19 mit Druckmittel
versorgt, wobei an die Filtereingangsleitung 49 ein weiteres
Filter angeschlossen werden kann, dessen Ausgang mit der Filteraungangsleitung 50 verbunden
ist. Damit das von der Speisepumpe 19 geförderte Druckmittel
auch tatsächlich
durch das zusätzliche
Filter strömt,
ist in dem Fall eines zusätzlichen
Filters ein Stopfen 52 in der Speisedruckleitung 18 vorgesehen.
Als weitere Sicherungsmöglichkeit
für den
Fall eines verstopften zusätzlichen
Filters ist eine Druckentlastungsleitung 51 vorgesehen,
die mit dem zusätzlichen
Filter auf dessen Eingangsseite verbunden werden kann, sofern das
Druckgefälle über das
Filter einen kritischen Wert übersteigt.
Die Druckentlastungsleitung 51 ist mit der Saugseite der Speisepumpe 19 verbunden.
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Das
in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel
der 1 darin, dass nicht nur die erste Speiseventileinheit 28 ein Hochdruckbegrenzungsventil 31 aufweist,
welches abhängig
von dem in der ersten Arbeitsleitung 4 herrschenden Druck
aufgesteuert werden kann, sondern das auch die zweite Speiseventileinheit 29 ein
entsprechendes Hochdruckbegrenzungsventil 31' aufweist. Auch das entsprechende Hochdruckbegrenzungsventil 31' kann abhängig von dem
in der zweiten Arbeitsleitung 5 herrschenden Druck geöffnet werden,
so dass eine Entnahme von Druckmittel aus der zweiten Arbeitsdruckleitung 5 vorgenommen
werden kann.
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Die
zweite Speiseventileinheit 29 ist damit identisch mit der
ersten Speiseventileinheit 28 aufgebaut. Sowohl dem Hochdruckbegrenzungsventil 31 wie
auch dem entsprechenden Hochdruckbegrenzungsventil 31' der zweiten
Speiseventileinheit wird über
die dritte Messleitung 37 in Abhängigkeit von der Drehzahl der
Antriebsmaschine 2 ein Druck zugeführt. Einer Steuerdruckmessfläche 37a' des entsprechenden
Hochdruckbegrenzungsventils 31' der zweiten Speiseventileinheit 29 wird
der Druck über einen
Abschnitt 37a der dritten Druckmessleitung 37 zugeführt. Der
Abschnitt 37a der dritten Messleitung 37 führt hierzu
von einem Anschluss bei dem Hochdruckbegrenzungsventil 31 zu
der entsprechenden Steuerdruckmessfläche 37a' des entsprechenden Hochdruckbegrenzungsventils 31'. Im Gegensatz
zu dem Ausführungsbeispiel
der 1 ist der Schutz der Antriebsmaschine 2 damit
für beide
Fahrtrichtungen gegeben.
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Zum
Schutz der Antriebsmaschine 2 vor Auftreten zu hoher Drehzahlen
ist ein gleichzeitiges Ansteuern des Hochdruckbegrenzungsventils 31 sowie des
entsprechenden Hochdruckbegrenzungsventils 31' der zweiten
Speiseventileinheit 29 ausreichend. Da in jedem Fall über entweder
die erste Speiseventileinheit 28 bzw. die zweite Speiseventileinheit 29 der
stromabwärts
des Hydromotors 22 gelegenen Arbeitleitung 4 bzw. 5 Druckmittel
entnommen wird, ist immer sichergestellt, dass eine Aufteilung des
Volumenstroms in eine durch die Hydropumpe 3 und einen
entnommenen Teil erfolgt. Zur Sicherung der Antriebsmaschine 2 gegen überhöhte Drehzahl
ist es daher irrelevant, ob die jeweils andere Speiseventileinheit
ebenfalls geöffnet
ist.
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Soll
dagegen in Abhängigkeit
von der Fahrtrichtung nur jeweils das Hochdruckbegrenzungsventil 31 bzw. 31' geöffnet werden,
welches der stromabwärts
des Hydromotors 22 gelegenen Arbeitsleitung zugeordnet
ist, so kann ein Ventil vorgesehen werden, das den in der dritten
Messleitung 37 herrschenden Druck entweder dem Hochdruckbegrenzungsventil 31 oder
dem entsprechenden Hochdruckbegrenzungsventil 31' zuführt. Dieses
Ventil ist beispielsweise ein 3/2-Wegeventil, das zwischen den beiden
Schaltstellungen in Abhängigkeit
von der Fahrtrichtung und/oder dem Druckgradienten zwischen den
beiden Arbeitsleitungen 4 und 5 verstellt wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr
ist eine Kombination sämtlicher
Merkmale der Ausführungsbeispiele
untereinander möglich.
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Anstelle
der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen
Entnahme von Druckmittel mittels Hochdruckbegrenzungsventilen kann
die Entnahme des Druckmittels aus der Arbeitsleitung 4 bzw. 5 auch mit
Hilfe eines Drosselventils oder eines Stromreglers erfolgen. Zum
Ansteuern sind der Stromleger bzw. das Drosselventil dann entsprechend
mit der dritten Meßleitung 37 verbunden.