DE102005004373A1

DE102005004373A1 - Verbesserter Lade-/Nebenkreis zum Verringern von Leistungsverlusten in hydrostatischen Systemen

Info

Publication number: DE102005004373A1
Application number: DE200510004373
Authority: DE
Inventors: Michael A. Betz; Jeff L. Herrin; Alan W. Johnson
Original assignee: Sauer Danfoss Inc
Current assignee: Danfoss Power Solutions Inc
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2005-09-08
Also published as: CN100447430C; US20050178117A1; US7299629B2; CN1657791A; JP2005233421A

Abstract

Es wird eine Ladepumpe mit zwei voneinander unabhängigen Auslässen bereitgestellt, die den Druckanforderungen sowohl eines Ladekreises als auch eines Nebenkreises genügen kann. Bei der Ladepumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Mehrrollenflügelzellenpumpe mit wenigstens einem Einlass und zwei Auslässen, die voneinander unabhängig sind. Der erste Auslass steht in strömungsmäßiger Verbindung mit einem Ladekreis, und der zweite Auslass steht in strömungsmäßiger Verbindung mit einem Nebenkreis. Weil die beiden Auslässe voneinander unabhängig sind, kann die Rollenflügelzellenpumpe den Druckbedarf sowohl des Lade- als auch des Nebenkreises bedienen. Die beiden Auslässe sind vorzugsweise einander diametral gegenüber angeordnet, wodurch sich die Belastung der Antriebswelle verringert. Außerdem kann die Rollenflügelzellenpumpe einen zweiten Einlass enthalten, der von dem ersten unabhängig ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hydrostatische Ladepumpen und insbesondere eine Ladepumpe mit zwei voneinander unabhängigen Auslässen, die dem Druckbedarf sowohl eines Lade- als auch eines Nebenkreises genügen kann.
Hydrauliksysteme verwenden oft eine gemeinsame Strömungsquelle, um den Strömungsbedarf sowohl des Lade- als auch des Geräte- oder Nebenkreises zu bedienen. Doch es ist oft schwierig, dem Strömungsbedarf beider Kreise gerecht zu werden. Bei einer herkömmlichen Konfiguration liefert die Ladepumpe Druck zuerst an den Nebenkreis, bevor sie Druck an den Ladekreis sendet. Wenn allerdings die Pumpe nicht in der Lage ist, die Anforderungen beider Kreise zu erfüllen, so können die geringen Druckwerte des Ladekreises zum Ausfall der hydrostatischen Pumpe führen. Bei anderen herkömmlichen Konfigurationen liefert die Ladepumpe Druck zuerst an den Ladekreis und anschließend an den Nebenkreis. Bei dieser Konfiguration kommt es aber infolge von Schwankungen beim Druckbedarf des Nebenkreises oft zu einem Ansteigen bzw. Abfallen des Ladekreisdrucks, was die hydrostatische Pumpe stärker belastet und zu zusätzlichen hydrostatischen Leistungsverlusten führt.

US-Patent Nr. 5,165,233 an Betz versuchte die Probleme des Standes der Technik durch Verwendung eines Ladedruckprioritätsventils zu lösen. Die Implementierung dieses Ventils erfordert jedoch, dass der Druck am Auslass der Ladepumpe immer auf den Nebenkreis eingestellt sein muss. Obgleich der Gebrauch eines Prioritätsventils einen Ausfall oder eine Beschädigung der hydrostatischen Pumpe verhindert, hat es auch seine Nachteile. Wegen des Druckabfalls vom Nebenkreisbedarf zu dem des Ladekreises gibt es erhebliche Leistungsverluste bei Verwendung eines Prioritätsventils.

Es ist darum eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, eine Ladepumpe bereitzustellen, welche den Druckbedarf sowohl des Ladekreises als auch des Nebenkreises mit einem minimalen Leistungsverlust zu erfüllen vermag.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Ladepumpe bereitzustellen, welche den Druckbedarf sowohl eines Ladekreises als auch eines Nebenkreises mit zwei voneinander unabhängigen Entleerungsöffnungen zu erfüllen vermag.

Diese und weitere Aufgaben sind dem Fachmann verständlich.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladepumpe mit zwei voneinander unabhängigen Auslässen, die dem Druckbedarf sowohl eines Lade- als auch eines Nebenkreises genügen kann. Bei der Ladepumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Mehrrollenflügelzellenpumpe mit wenigstens einem Einlass und zwei Auslässen, die voneinander unabhängig sind. Der erste Auslass steht in strömungsmäßiger Verbindung mit einem Ladekreis, und der zweite Auslass steht in strömungsmäßiger Verbindung mit einem Nebenkreis. Weil die beiden Auslässe voneinander unabhängig sind, kann die Rollenflügelzellenpumpe den Druckbedarf sowohl des Lade- als auch des Nebenkreises voneinander unabhängig bedienen. Die beiden Auslässe sind vorzugsweise einander diametral gegenüber angeordnet, wodurch sich die Belastung der Antriebswelle verringert. Des Weiteren kann die Rollenflügelzellenpumpe einen zweiten Einlass, der vom ersten unabhängig ist, enthalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Prozess- und Instrumentierungsdiagramm eines Hydrauliksystems der vorliegenden Erfindung.

2 ist ein Zyklusdiagramm einer Rollenflügelladepumpe der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist ein Hydrauliksystem 10 gezeigt, das eine hydrostatische Pumpe 12 und eine Ladepumpe 14 enthält, die beide durch eine Antriebswelle 16 angetrieben werden. Die Ladepumpe 14 hat einen Fluideinlass 18, einen Ladeauslass 20 zum Versorgen eines Ladekreises 22 sowie einen Nebenauslass 24 zum Versorgen eines Geräte- oder Nebenkreises 26. Der Ladekreis 22 enthält ein Paar einander gegenüberliegender Rückschlagventile 28. Der Nebenkreis 26 enthält ein Geräteentlastungsventil 30, das den Nebenstrom in das Pumpengehäuse zurückleitet, und ein Geräteventil 32, das den Nebenstrom durch einen Wärmetauscher 34 leitet. Die Auslässe 20 und 24 sind voneinander unabhängig, dergestalt, dass die Ladepumpe 14 dem Ladekreis 22 Hydraulikfluid mit einem Druck und dem Nebenkreis 26 Hydraulikfluid mit einem anderen Druck zuführen kann. Der Ladeauslass 20 und der Nebenauslass 24 können wie in 1 gezeigt dergestalt angeordnet werden, dass sie um etwa 90° zueinander versetzt sind. Die Auslässe 20 und 24 können alternativ auch einander diametral gegenüber bzw. um etwa 180° zueinander versetzt angeordnet werden. Die am hydrostatischen Pumpenventil 16 anliegende Ladung wird minimiert, wenn die Auslässe 20 und 24 diametral gegenüberliegen. Außerdem kann die Pumpe 14 einen (nicht gezeigten) zweiten Einlass enthalten, der vom Einlass 18 unabhängig ist.
Wie in 2 gezeigt, handelt es sich bei der Ladepumpe 14 vorzugsweise um eine Mehrrollenflügelzellenpumpe mit Flügeln 36. Die Pumpe 14 enthält eine Ansaugregion 38, eine erste Verweilregion 40, eine erste Druckregion 42, eine zweite Verweilregion 44, eine zweite Druckregion 46 und eine dritte Verweilregion 48. Der Pumpeneinlass 18 steht in strömungsmäßiger Verbindung mit der Ansaugregion 38, während der Ladeauslass 20 in strömungsmäßiger Verbindung mit der ersten Druckregion 42 steht und der Nebenauslass 24 in strömungsmäßiger Verbindung mit der zweiten Druckregion 46 steht. Bei der in 2 gezeigten Konfiguration sind die Auslässe 20 und 24 um etwa 90° versetzt. Die Ansaugregion 38 kann verkleinert werden und die zweite Verweilregion 44 kann vergrößert werden, dergestalt, dass die Auslässe 20 und 24 diametral gegenüberliegen bzw, um etwa 180° versetzt sind.
Im Betrieb dreht sich die Pumpe 14 in Uhrzeigerrichtung, wie in 2 gezeigt. Wenn die Flügel 36 der Pumpe 14 die Ansaugregion 38 durchlaufen, wird über den Einlass 18 Hydraulikfluid herangeführt. Wenn die Flügel 36 die erste Verweilregion 48 durchlaufen, so wird das Fluidvolumen vom Einlassdruck zum Druck in Region 42 überführt. In Region 42 werden die Rollen so verdrängt, dass der Strömungsbedarf des Ladekreises 22 bedient wird. Wenn die Flügel 36 die zweite Verweilregion 44 durchlaufen, so wird das Hydraulikfluid zu dem Druck von Region 46 überführt. In der Region 46 werden die Rollen so verdrängt, dass der Strömungsbedarf des Nebenkreises 26 bedient wird. Die Flügel 36 durchlaufen weiter die dritte Verweilregion 48, um die Pumpe 14 für einen weiteren vollständigen Zyklus vorzubereiten. Die Anordnung der verschiedenen Regionen in der Pumpe 14 kann so verändert werden, dass die konkreten Verdrängungserfordernisse sowohl des Ladekreises 22 als auch des Nebenkreises 26 erreicht werden. Somit geht kein Leistungsüberschuss verloren, wozu es kommt, wenn man den Druck- und Strömungsbedarf des Lade- und des Nebenkreises kombiniert, wenn die Pumpe 14 die einzelnen Zyklen durchläuft.
Es ist somit zu erkennen, dass diese Erfindung durch Verwendung einer Ladepumpe mit zwei voneinander unabhängigen Auslässen den Druckbedarf sowohl des Lade- als auch des Nebenkreises mit minimalem Leistungsverlust erfüllt.

Claims

Hydrauliksystem, das Folgendes umfasst: eine hydrostatische Pumpe, die mit dem Hydrauliksystem in strömungsmäßiger Verbindung steht und durch eine Antriebswelle angetrieben wird; eine Ladepumpe, die durch die Antriebswelle angetrieben wird und einen Einlass aufweist, der mit dem Hydrauliksystem und einem ersten und einem zweiten Auslass in strömungsmäßiger Verbindung steht; einen Ladekreis, der mit dem ersten Auslass in strömungsmäßiger Verbindung steht; einen Nebenkreis, der mit dem zweiten Auslass in strömungsmäßiger Verbindung steht; und wobei der erste und der zweite Auslass voneinander unabhängig sind.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Ladepumpe um eine Mehrrollenflügelzellenpumpe handelt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Auslass einander diametral gegenüber angeordnet sind.
Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei die Rollenflügelzellenpumpe einen zweiten Einlass aufweist, der von dem ersten Einlass unabhängig ist.
Rollenflügelzellenpumpe für ein Hydrauliksystem, die Folgendes umfasst: einen Einlass, der mit dem Hydrauliksystem in strömungsmäßiger Verbindung steht; einen ersten Auslass, der mit dem ersten Hydraulikkreis in strömungsmäßiger Verbindung steht; einen zweiten Auslass, der mit einem zweiten Hydraulikkreis in strömungsmäßiger Verbindung steht; und wobei der erste und der zweite Auslass voneinander unabhängig sind.
Rollenflügelzellenpumpe nach Anspruch 5, wobei der erste und der zweite Auslass einander diametral gegenüber angeordnet sind.
Rollenflügelzellenpumpe nach Anspruch 5, die des Weiteren einen zweiten Einlass aufweist, der von dem ersten Einlass unabhängig ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Ladepumpe um eine Flügelzellenpumpe handelt.