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Die
Erfindung betrifft einen Antrieb mit Energierückgewinnungs- und Retarderfunktion.
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Bei
Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Baustellenfahrzeugen oder Gabelstaplern,
wird das Fahrzeug im Arbeitsbetrieb häufig beschleunigt und anschließend wieder
abgebremst. Neben dem primären
Antrieb sind meist Arbeitshydrauliken vorhanden, die über eine
zusätzliche
hydrostatische Kolbenmaschine betrieben werden. Zum Antreiben sind
diese hydrostatischen Kolbenmaschinen mit dem Antrieb und somit
mit der primären
Energiequelle des Antriebs verbindbar. Um die Energie, welche beim
Abbremsen entweder eines Arbeitsgeräts oder des Fahrantriebs frei
wird zu speichern, ist es aus der
DE 32 47 335 C2 bekannt, mit der hydrostatischen
Kolbenmaschine einen Speicher zu verbinden. Durch das Aufladen des
Speichers wird kinetische Energie in Druckenergie umgewandelt. Hierzu
saugt die hydrostatische Kolbenmaschine aus einem Druckmittelreservoir
Druckmittel an und fördert
dies unter Erhöhung
des Drucks in den Speicher. Aufgrund des steigenden Drucks beim
Fördern
des Druckmittels, erfährt
das Fahrzeug oder Arbeitsgerät
eine Bremswirkung. Zusätzlich
kann zum Abbremsen des Arbeitsgeräts oder des Fahrzeugs ein Druckbegrenzungsventil
genutzt werden. Das von der hydrostatischen Kolbenmaschine geförderte Druckmittel
wird über
das Druckbegrenzungsventil entspannt.
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Der
aus der
DE 32 47 335
C2 bekannte Antrieb hat den Nachteil, dass beispielsweise
bei einer längeren
Hangabfahrt die Kapazität
des Speichers erreicht wird. Ein weiteres Abbremsen des Fahrzeugs
oder auch nur das Beibehalten der gewählten Fahrgeschwindigkeit durch
Fördern
von Druckmittel gegen den Druck in dem Speicher wird dann unmöglich. Um
eine ausreichende Bremswirkung zu erzielen, muss somit die entsprechende
kinetische Energie an dem Druckbegrenzungsventil in Wärme umgewandelt
werden. Dies führt
zu einer erheblichen Temperaturerhöhung des Druckmittels.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb mit einer Energierückgewinnungs-
und Retarderfunktion zu schaffen, bei dem die Retarderfunktion verbessert
ist, so dass auch lange Nutzung einer Bremswirkung möglich ist.
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Die
Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Antrieb mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Antrieb
gemäß Anspruch
1 umfasst eine hydrostatische Kolbenmaschine, die mit einem Speicher
zur Speicherung von Druckenergie verbunden ist. Ferner ist die hydrostatische
Kolbenmaschine mit einem Druckbegrenzungsventil zur Erzeugung einer
Bremswirkung verbunden. Um die Retarderfunktion zu verbessern, ist
stromabwärts
des Druckbegrenzungsventils ein Kühler vorgesehen. Die Kühlleistung
dieses Kühlers
wird dabei mit Hilfe eines Kühlerlüfters erhöht. Zum
Antreiben des Kühlerlüfters ist
ein Hydromotor vorgesehen, der ebenfalls mit dem von der hydrostatischen
Kolbenmaschine geförderten
Druckmittel beaufschlagt ist.
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An
dem vorgeschlagenen Antrieb ist es vorteilhaft, dass frei verfügbare Energie
zum Antreiben des Hydromotors eingesetzt wird. Ein zusätzlicher Antrieb,
beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors, kann somit entfallen.
Die Energie zum Antreiben des Hydromotors wird dabei jeweils durch
die hydrostatische Kolbenmaschine erzeugt. Damit ist jeweils dann,
wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wird, gleichzeitig ausreichend
Energie zum Antreiben des Hydromotors zur Verfügung gestellt.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Antriebs ausgeführt.
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Insbesondere
ergibt sich eine einfache Ausgestaltung des Antriebs, wenn der Kühler über eine Ablaufleitung
mit dem Druckbegrenzungsventil verbunden ist. Zudem ist in der Ablaufleitung
ein vorgespanntes Rückschlagventil
angeordnet. Damit steht stromaufwärts des vorgespannten Rückschlagventils ein
weiteres Druckniveau zur Verfügung,
welches über
dem Druckniveau des vollständig
entspannten Tankvolumens liegt. In einer einfachen Ausführung kann
der Hydromotor unmittelbar mit der Ablaufleitung stromaufwärts des
Rückschlagventils
verbunden sein. Durch Beaufschlagen des Eingangsanschlusses des
Hydromotors mit dem Druck der Ablaufleitung stromaufwärts des
vorgespannten Rückschlagventils
ergibt sich ein Antreiben des Hydromotors immer dann, wenn durch
das Druckbegrenzungsventil eine Bremswirkung erzeugt wird. Schließt dagegen
das Druckbegrenzungsventil, da eine Bremswirkung nicht erforderlich
ist, so kommt automatische auch der Kühlerlüfter zum Stillstand. Eine eigene
Regelung der Lüfterdrehzahl
bzw. ein Ein- und Ausschalten des Kühlerlüfterantriebs ist daher nicht
erforderlich.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die hydrostatische Kolbenmaschine, welche zum Erzeugen der Bremswirkung
Druckmittel aus dem Tank ansaugt, mit einer Förderleitung verbunden. Die
hydrostatische Kolbenmaschine fördert das
Druckmittel in die Förderleitung,
mit der der Speicher und das Druckbegrenzungsventil verbunden sind.
Der Hydromotor ist dabei vorzugsweise mit der Förderleitung verbindbar. Durch
die mögliche
Verbindung des Hydromotors mit der Förderleitung steht zum Antreiben
des Hydromotors ein höherer
Eingangsdruck zur Verfügung,
so dass auch Hydromotoren mit einer höheren Leistung einsetzbar sind.
Als Hydromotor wird bevorzugt ein Zahnradmotor eingesetzt.
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Zum
Verbinden des Hydromotors mit der Förderleitung ist vorzugsweise
ein entsperrbares Rückschlagventil
vorgesehen. Durch das entsperrbare Rückschlagventil wird sichergestellt,
dass das Zuschalten des Hydromotors nicht automatisch durch Erzeugen
eines Förderdrucks
in der Förderleitung durch
die hydrostatische Kolbenmaschine erfolgt. Vielmehr wird der Zeitpunkt,
zu dem das entsperrbare Rückschlagventil
entsperrt wird, unabhängig
von einem Druckaufbau durch die Kolbenmaschine.
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Dabei
wird die Entsperrfunktion vorzugsweise durch einen stromabwärts des
Druckbegrenzungsventils in der Ablaufleitung herrschenden Druck
ausgelöst.
Das entsperrbare Rückschlagventil ist
hierzu mit einem in einer stromabwärts des Druckbegrenzungsventils
angeordneten Ablaufleitung herrschenden Druck beaufschlagt. Damit
wird automatisch die Entsperrfunktion des entsperrbaren Rückschlagventils
eingestellt, wenn durch das Druckbegrenzungsventil eine Bremswirkung
erzeugt wird. In diesem Fall steigt stromabwärts des Druckbegrenzungsventils
der Druck in der Ablaufleitung an und löst das entsperrbare Rückschlagventil
aus.
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Um
einen erhöhten
Druck zum Auslösen
des entsperrbaren Rückschlagentils
vorzusehen, ist vorzugsweise in der Ablaufleitung stromabwärts des Druckbegrenzungsventils
ein vorgespanntes Rückschlagventil
angeordnet. Mit dem vorgespannten Rückschlagventil lässt sich
der Druck in der Ablaufleitung, welcher zum Auslösen des entsperrbaren Rückschlagventils
vorgesehen ist, über
den Druck erhöhen,
welcher sich aufgrund des in der Ablaufleitung angeordneten Kühlers ergibt.
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Um
eine Entspannung der Ablaufleitung vorsehen zu können, wenn das entsperrbare
Rückschlagventil
wieder schließt,
ist zusätzlich
zu dem vorgespannten Rückschlagventil
eine Drosselstelle ausgebildet, welche parallel zu dem vorgespannten Rückschlagventil
angeordnet ist. Schließt
das entsperrbare Rückschlagventil
und schließt
zudem das in der Ablaufleitung vorhandene vorgespannte Rückschlagventil
aufgrund seiner Federbelastung, so wird der in der Ablaufleitung
existierende Restdruck durch die Drosselstelle in das Tankvolumen
entspannt.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, parallel zu dem Hydromotor ein in Richtung eines
stromaufwärtigen Anschlusses
des Hydromotors öffnendes
Rückschlagventil
vorzusehen. Stromabwärts
des Hydromotors wird zudem eine Drossel angeordnet. Die Kombination
aus der stromabwärts
des Hydromotors angeordneten Drossel sowie der parallel zu dem Hydromotor
angeordneten Rückschlagventil
vermeidet das Auftreten einer Kavitation, wenn bei Nachlassen der
Bremsleistung der Zustrom von Druckmittel zum Eingangsanschluss
des Hydromotors abrupt abgestellt wird. Durch das Vorsehen der nachgeschalteten Drossel,
baut sich stromabwärts
des Hydromotors ein geringer Druck auf, der dann das Rückschlagventil
in Richtung auf die Eingangsseite des Hydromotors hin öffnet. Damit
wird Druckmittel der Eingangsseite über das parallel zu dem Hydromotor
angeordnete Rückschlagventil
zugeführt
und der Entstehung von Kavitation vorgebeugt.
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Die
hydrostatische Kolbenmaschine ist weiterhin vorzugsweise über eine
Getriebestufe mit einem Antriebsstrang des Antriebs verbunden. Das Vorsehen
der Getriebestufe als Verbindung zwischen der hydrostatischen Kolbenmaschine
und dem Antriebsstrang ermöglicht
es, auch niedrige Drehzahlen, wie sie beispielsweise an einer Abtriebswelle
eines Fahrantriebs vorliegen, so zu übersetzen, dass die hydrostatische
Kolbenmaschine in einem für
sie vorteilhaften Wirkungsgradbereich arbeitet.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, die Getriebestufe über eine Trennkupplung mit
dem Antriebsstrang zu verbinden. Das Vorsehen einer solchen Trennkupplung
erlaubt es, die nicht benötigte
Energierückgewinnungs-
oder Retarderfunktion, beispielsweise bei einer Überführungsfahrt, vollständig abzuschalten.
In diesem Fall wird der Wirkungsgrad des gesamten Antriebs erhöht, da ein
Mitschleppen oder Planschverluste der hydrostatischen Kolbenmaschine
nicht auftreten.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Antriebs
sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Antriebs
und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
mit alternativem Anschluss des Hydromotors.
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In
der 1 ist ein erfindungsgemäßer Antrieb 1 schematisch
dargestellt. Der erfindungsgemäße Antrieb 1 umfasst
eine primäre
Antriebsquelle, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel schematisch
als Antriebsmotor 2 ausgeführt ist. Der Antriebsmotor 2 ist
beispielsweise eine Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs. Der
Antriebsmotor 2 ist über
eine Antriebswelle 3 mit einer Hydropumpe 4 verbunden.
Die Hydropumpe 4 ist vorzugsweise zur Förderung in zwei Richtungen
ausgelegt und in ihrem Fördervolumen
einstellbar. Mit der Hydropumpe 4 ist ein Motor 5 verbunden,
welcher in seinem Schluckvolumen einstellbar ist. Die Hydropumpe 4 und
der hydrostatische Motor 5 sind beispielsweise hydrostatische
Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben-
oder Schrägachsenbauweise.
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Das
von der Hydropumpe 4 in Abhängigkeit von der gewählten Förderrichtung
in eine erste Arbeitsleitung 6 oder eine zweite Arbeitsleitung 7 geförderte Druckmittel
durchströmt
den Motor 5 und erzeugt an den Enden 8 bzw. 8' einer Abtriebswelle
ein Abtriebsmoment. Die Abtriebswelle kann beispielsweise als durchgehende
Abtriebswelle ausgeführt sein,
welche den Motor 5 durchdringt. Das Ende 8 der
Abtriebswelle ist beispielsweise mit einem Fahrantrieb eines Staplers
oder eines Baufahrzeugs verbunden. Die Abtriebswelle kann dabei
auch mit einem nachgeschalteten Lastgetriebe oder einem weiteren
Schaltgetriebe verbunden sein.
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Das
Ende der 8' Abtriebswelle
ist über
eine Trennkupplung 9 mit einer Getriebestufe 10 verbunden.
Mittels der Trennkupplung 9 lässt sich das von dem Motor 5 erzeugte
Drehmoment auf die Getriebestufe 10 übertragen. Dabei ist es unerheblich,
ob der Motor 5 während
eines normalen Fahrbetriebs durch die Hydropumpe 4 angetrieben
wird oder aber im Schiebebetrieb des Fahrzeugs aufgrund der Massenträgheit des
Fahrzeugs das Drehmoment an dem Ende 8 der Abtriebswelle
erzeugt wird. Auf die unterschiedlichen Fahrsituationen wird nachfolgend
noch bei der Funktionsbeschreibung des Antriebs 1 eingegangen.
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Mit
der Getriebestufe 10 ist eine Triebwelle 11 verbunden,
welche mit einer hydrostatischen Kolbenmaschine 12 verbunden
ist. Die hydrostatische Kolbenmaschine 12 ist in ihrem
Hubvolumen mittels einer Verstellvorrichtung 13 einstellbar.
Die Verstellvorrichtung 13 wirkt hierzu beispielsweise
auf eine Schrägscheibe
einer in Schrägscheibenbauweise ausgeführten hydrostatischen
Kolbenmaschine 12. Die hydrostatische Kolbenmaschine 12 ist
sowohl als Pumpe wie auch als Motor nutzbar. An der Triebwelle 11 kann
somit entweder ein Antriebsmoment zum Antreiben der dann als Pumpe
wirkenden hydrostatischen Kolbenmaschine 12 oder aber ein
Abtriebsdrehmoment durch ein von der als Motor wirkenden hydrostatischen
Kolbenmaschine 12 auftreten.
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Die
nachfolgenden Bezeichnungen orientieren sich zunächst an der Nutzung der hydrostatischen
Kolbenmaschine 12 als Pumpe. Die hydrostatische Kolbenmaschine 12 wird
zum Erzeugen einer Bremswirkung als Pumpe eingesetzt. Durch die
hydrostatische Kolbenmaschine 12 wird dann Druckmittel
in eine Förderleitung 14 gefördert. Das
Druckmittel wird von der hydrostatischen Kolbenmaschine 12 über eine
Saugleitung 15 aus einem Tankvolumen 22 angesaugt.
Das von der hydrostatischen Kolbenmaschine 12 in die Förderleitung 14 geförderte Druckmittel
wird in einen Speicher 16 gefördert. Der Speicher 16 weist
ein kompressibles Volumen auf, wobei unter Zunahme von Druck in
dem Speicher 16 Druckmittel durch die hydrostatische Kolbenmaschine 12 in
den Speicher 16 hineingefördert wird.
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Während des
Schiebebetriebs oder eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs ist also
die Trennkupplung 9 geschlossen und die Drehzahl der Abtriebswelle 8, 8' wird über die
Getriebestufe 10 auf eine für das Betreiben der hydrostatischen
Kolbenmaschine 12 angepasste Eingangsdrehzahl der Triebwelle 11 übersetzt.
Eine Bremsfunktion tritt dadurch auf, dass die hydrostatische Kolbenmaschine 12 gegen
den steigenden Druck des Speichers 16 Druckmittel über die
Förderleitung 14 sowie
die Speicherleitung 17 in den Speicher 15 fördert.
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Sofern
eine weitere Aufnahme von Druckmittel durch den Speicher 16 nicht
möglich
ist, muss verhindert werden, dass durch die hydrostatische Kolbenmaschine 12 der
maximal zulässige
Druck des Speichers 16 überschritten
wird. Mit der Förderleitung 14 ist
eine Überdruckleitung 18 verbunden,
welche an einem Druckbegrenzungsventil 19 ausmündet. Übersteigt
der durch die hydrostatische Kolbenmaschine 12 in der Förderleitung 14 erzeugte
Druck einen durch das Druckbegrenzungsventil 19 festgelegten
Druck, so öffnet
das Druckbegrenzungsventil 19 und entspannt die Förderleitung 14 über die Überdruckleitung 18 in
einer Ablaufleitung 20. Die Ablaufleitung 20 verbindet
das Druckbegrenzungsventil 19 über eine Rücklaufleitung 21 mit
dem Tankvolumen 22.
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Das
Druckbegrenzungsventil 19 wird durch eine Ventilfeder 23 in
Richtung seiner geschlossenen Position beaufschlagt. In entgegengesetzter
Richtung wird über
eine Messleitung 24 einer Messfläche 25 der in der Überdruckleitung 18 herrschende
Druck zugeführt.
Der in der Überdruckleitung 18 herrschende
Druck entspricht dem in der Förderleitung 14 durch
die hydrostatische Kolbenmaschine 12 erzeugten Druck. Durch
die Ventilfeder 23 lässt
sich somit ein Öffnungsdruck
des Druckbegrenzungsventils 19 einstellen.
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Erreicht
der Speicher seine maximale Kapazität, bei der der zulässige Maximaldruck
des Speichers 16 erreicht ist, so öffnet das Druckbegrenzungsventil 19 und
das von der hydrostatischen Kolbenmaschine 12 geförderte Volumen
wird über
die Förderleitung 14,
die Überdruckleitung 18,
das Druckbegrenzungsventil 19 und die Ablaufleitung 20 in
die Rücklaufleitung 21 zum
Tank 22 hin entspannt. Durch das Entspannen an dem Druckbegrenzungsventil 19 wird
eine erhebliche Wärmemenge
produziert. Hier muss die kinetische Energie, welche durch das Entspannen
an dem Druckbegrenzungsventil 19 abgebaut wird, vollständig in
Wärme umgewandelt werden.
In der Ablaufleitung 20 ist daher ein Kühler 45 vorgesehen.
Mit Hilfe des Kühlers 45 wird
das durch den Kühler
strömende
Druckmittel auf dem Weg zu dem Tankvolumen 22 abgekühlt. Zwischen dem
Kühler 45 und
dem Druckbegrenzungsventil 19 ist ein vorgespanntes Rückschlagventil 26 und
parallel dazu eine Drosselstelle 27 ausgebildet. Das vorgespannte
Rückschlagventil 26 ist
vorzugsweise ein federbelastetes Rückschlagventil. Zur parallelen
Anordnung des vorgespannten Rückschlagventils 26 und
der Drosselstelle 27 teilt sich in einem Abschnitt die
Ablaufleitung 20 in einen ersten Ablaufleitungszweig 20' und einen zweiten
Ablaufleitungszweig 20'' auf.
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Durch
die parallele Anordnung des vorgespannten Rückschlagventils 26 und
der Drosselstelle 27 lässt
sich in dem zwischen der parallelen Anordnung und dem Druckbegrenzungsventil 19 entstehenden
Abschnitt der Ablaufleitung 20 ein gegenüber dem
Tankvolumen 22 erhöhter
Druck einstellen. Dieser erhöhte
Druck liegt dabei auch über
dem an der Eingangsseite des Kühlers 45 herrschenden
Druck und kann vorteilhaft zum Zuschalten bzw. Betreiben einer zusätzlichen
Kühlvorrichtung
verwendet werden.
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Wie
es bereits erläutert
wurde, wird zunächst während eines
Bremsvorgangs der Speicher 16 gefüllt und so die kinetische Energie
des Fahrzeugs in Druckenergie umgewandelt, welche in dem Speicher 16 gespeichert
ist. Um die gespeicherte Druckenergie zur späteren Rückgewinnung möglichst
verlustfrei speichern zu können,
ist vorzugsweise die Speicherleitung 17 von der Förderleitung 14 abtrennbar. Hierzu
ist in der Speicherleitung 17 ein Schaltventil 28 vorgesehen.
Das Schaltventil 28 weist eine Feder 29 sowie
in entgegengesetzter Richtung auf das Schaltventil 28 wirkenden
Elektromagneten 30 auf. Anstelle des Elektromagneten 30 kann
auch ein beliebiger anderer Aktuator eingesetzt werden. Beispielsweise
kann auch eine Messfläche
vorgesehen sein, welche mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist.
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Aufgrund
des entstehenden Kräfteverhältnisses
zwischen der Feder 29 und dem entgegengesetzt wirkenden
Elektromagneten 30 ist das Schaltventil zwischen einer
ersten Schaltposition 31 und einer zweiten Schaltposition 32 umschaltbar.
In der ersten Schaltposition 31 ist die Speicherleitung 17 unterbrochen.
Wird durch Beaufschlagen des Elektromagneten 30 mit einem
Steuersignal das Schaltventil 28 in seine zweite Schaltposition 32 gebracht, so
wird durch das Schaltventil 28 eine durchströmbare Verbindung
in der Speicherleitung 17 erzeugt.
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Fährt ein
mittels des dargestellten Antriebs 1 angetriebenes Fahrzeugs
beispielsweise eine längere
Strecke einen Hang hinunter, so ist es einerseits möglich, eine
Bremswirkung über
eine entsprechende Einstellung des hydrostatischen Getriebes zu
bewirken. Dabei stützt
sich die Hydropumpe 4 an dem Antriebsmotor 2 ab.
Zusätzlich
ist über
die Trennkupplung 9 die Einrichtung zur Energierückgewinnung
und der Retarder (Bremsfunktion mittels des Druckbegrenzungsventils 19)
zuschaltbar. Im Schiebebetrieb des Fahrzeugs wird über die
Triebwelle 11 die hydrostatische Kolbenmaschine 12 angetrieben und
fördert
zunächst
bei bestromtem Elektromagneten 30 Druckmittel in den Speicher 16.
Ist die Kapazitätsgrenze
des Speichers 16 erreicht, so wird das Steuersignal des
Elektromagneten 30 zurückgesetzt und
die Verbindung zu dem Speicher 16 unterbrochen. Der von
der hydrostatischen Kolbenmaschine 12 erzeugte Förderdruck
in der Förderleitung 14 wird über das
Druckbegrenzungsventil 19 in das Tankvolumen 22 unter
Erzeugung von Wärme
entspannt. Die Wärme
wird an die Umgebungsluft an dem Kühler 45 zumindest
teilweise wieder abgegeben. Um die Kühlleistung des Kühlers 45 zu
erhöhen,
ist ein Kühlerlüfter 33 vorgesehen.
Der Kühlerlüfter 33 wird durch
eine Welle 34 mittels eines Hydromotors 35 angetrieben.
Der Hydromotor 35 wird eingangsseitig mit einer Hydromotoranschlussleitung 36 mit
Druckmittel beaufschlagt. Die Hydromotoranschlussleitung 36 ist hierzu
mit einem Eingangsanschluss 38 des Hydromotors 35 verbunden.
Das durch den Hydromotor 35 geförderte Druckmittel wird über eine
Hydromotorrücklaufleitung 37 der
Rücklaufleitung 21 und
so dem Tankvolumen 22 zugeführt. Die Hydromotorrücklaufleitung 37 ist
hierzu mit einem Ausgangsanschluss 39 des Hydromotors 37 verbunden.
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Zum
Antreiben des Hydromotors 35 wird das von der hydrostatischen
Kolbenmaschine 12 geförderte
Druckmittel genutzt. In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
der 1 ist es vorgesehen, den Hydromotor 35 mit
dem in der Förderleitung 14 erzeugten
Druck zu beaufschlagen. Hierzu ist in der Hydromotoranschlussleitung 36 ein
entsperrbares Rückschlagventil 42 vorgesehen.
Das Rückschlagventil 42 ist
so in der Hydromotoranschlussleitung 36 angeordnet, dass
es in Richtung auf die Förderleitung 14 hin öffnet. Damit
wird bei Erzeugen eines Drucks in der Förderleitung 14 bzw.
der Überdruckleitung 18 das
entsperrbare Rückschlagventil 42 in
Schließrichtung
belastet. Zum Entsperren ist eine Entsperrleitung 43 vorgesehen.
Wenn die Entsperrleitung 43 einen ausreichenden Druck führt, so wird
unabhängig
von dem Druckverhältnissen
in der Überdruckleitung 18 und
der Hydromotoranschlussleitung 36 das entsperrbare Rückschlagventil 42 in seine
geöffnete
Position gebracht. Die Entsperrleitung 43 ist mit der Ablaufleitung 20 stromabwärts des Druckbegrenzungsventils 19 verbunden.
Vorzugsweise verbindet die Entsperrleitung 43 das entsperrbare
Rückschlagventil 42 mit
einer Stelle der Ablaufleitung 20 stromaufwärts der
parallelen Anordnung des vorgespannten Rückschlagventils 26 und
der Drosselstelle 27.
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Durch
das vorgespannte Rückschlagventil 26 und
die Drosselstelle 27 ist in dem stromaufwärts dieser
parallelen Anordnung ausgebildeten Abschnitt der Ablaufleitung 20 ein
erhöhter
Druck verfügbar. Dieser
gegenüber
dem Tankvolumen 22 erhöhte Druck
wird über
die Entsperrleitung 43 dem entsperrbaren Rückschlagventil 42 zugeführt. Der
Druck in dem Leitungsabschnitt der Ablaufleitung 20 stromaufwärts der
parallelen Anordnung wird aufgrund der Drosselstelle 27 lediglich
bei geöffnetem
Druckbegrenzungsventill 19 aufrechterhalten. In Folge dessen
wird das entsperrbare Rückschlagventil 42 jeweils
dann in seine entsperrte Position gebracht, wenn durch das Druckbegrenzungsventil 19 eine Bremswirkung
erzeugt wird. Sinkt dagegen der durch die hydrostatische Kolbenmaschine 12 in
der Förderleitung 14 und
der Überdruckleitung 18 erzeugte Druck
unter den Öffnungsdruck
des Druckbegrenzungsventils 19 ab, so wird die Entsperrleitung 43 über die
Drosselstelle 27 in Richtung des Tankvolumens 22 entspannt.
In Folge dessen schließt
das entsperrbare Rückschlagventil.
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So
lange das entsperrbare Rückschlagventil 42 in
seiner entsperrten Position ist, wird aus der Förderleitung 14 über die Überdruckleitung 18 ein
Teil des Druckmittels entnommen und über die Hydromotoranschlussleitung 36 dem
Hydromotor 35 zugeführt.
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Der
Hydromotor 35 ist vorzugsweise als Zahnradmotor ausgebildet
und vorzugsweise für
nur eine Strömungsrichtung
vorgesehen. Durch das Beaufschlagen des Eingangsanschlusses 38 mit
dem in der Förderleitung 14 herrschenden
Druck, wird der Hydromotor 35 angetrieben und überträgt ein Drehmoment über die
Welle 34 auf den Kühlerlüfter 33. Der
Kühlerlüfter 33 ist
so angeordnet, dass eine Luftströmung
durch den Kühler 45 erzeugt
wird und somit die Kühlleistung
des Kühlers 45 erhöht wird.
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Stromabwärts des
Hydromotors 35 ist in der Hydromotorrücklaufleitung 37 eine
Drossel 44 ausgebildet. Mit Hilfe der Drossel 44 ist
in dem Abschnitt zwischen der Drossel 44 und dem Ausgangsanschluss 39 des
Hydromotors 35 ein gegenüber dem Tankvolumen 22 erhöhter Druck
während
des Betriebs des Hydromotors 35 sichergestellt. Parallel
zu dem Hydromotor ist eine Nebenleitung 40 ausgebildet,
die die Hydromotoranschlussleitung 36 mit der Hydromotorrücklaufleitung 37 verbindet.
In der Nebenleitung 40 ist ein Rückschlagventil 41 angeordnet.
Das Rückschlagventil 41 öffnet in
Richtung auf die Hydromotoranschlussleitung 36 hin. Mit
Hilfe der Drossel 44 und des Rückschlagventils 41 wird
die Entstehung von Kavitation verhindert. Kavitation kann entstehen,
wenn am Ende eines Bremsvorgangs das entsperrbare Rückschlagventil 42 wieder in
seine geschlossene Position geht. Der Druck auf der Eingangsseite
des Hydromotors 35 bricht dann schlagartig zusammen, so
dass eine Kavitation entstehen kann. Um dies zu verhindern, wird
stromabwärts
des Hydromotors 35 die Drossel 44 vorgesehen.
Stromaufwärts
der Drossel 44 ist ein erhöhter Druck vorhanden, welcher
dazu führt,
dass das Rückschlagventil 41 öffnet und
Druckmittel über
die Nebenleitung 40 zurück
in die Hydromotoranschlussleitung 36 gefördert wird.
Damit wird das Entstehen von Unterdruck und letztlich die Kavitation
wirksam verhindert.
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Den
vorstehenden Beschreibungen liegt ein Antrieb 1 zugrunde,
welcher ein hydrostatisches Getriebe aufweist, dass vorzugsweise
ein Teil eines Antriebsstrangs ist. Es wird daher zum Erzeugen einer Bremswirkung über die
Trennkupplung 9 die Getriebestufe 10 mit dem Antriebsstrang
des Antriebs 1 verbunden. Beispielhaft ist eine Ankopplung
an ein Ende 8' der
Abtriebswelle dargestellt. Bei einem solchen Fahrantrieb wird die
Energierückgewinnung durch
Entnahme von Druckmittel aus dem Speicher 16 realisiert.
Hierzu wird das Schaltventil 28 durch den Elektromagneten 30 in
seine zweite Schaltposition 32 gebracht. Das Druckmittel
aus dem Speicher 16, welches unter hohem Druck steht, wird über die Speicherleitung 17 und
die Förderleitung 14 der
hydrostatischen Kolbenmaschine 12 zugeführt. Die hydrostatische Kolbenmaschine 12 wirkt
nun ihrerseits als Motor und unter Abbau des Drucks wird durch die hydrostatische
Kolbenmaschine 12 ein Drehmoment an der Triebwelle 11 erzeugt.
Dieses Drehmoment der Triebwelle 11 wird über die
Getriebestufe 10 und die Trennkupplung 9 der Abtriebswelle
an ihrem Ende 8' zugeführt. Damit
steht das durch die hydrostatische Kolbenmaschine 12 erzeugte
Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs zur Verfügung.
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Es
ist ersichtlich, dass die Ankopplung mit Hilfe der Trennkopplung 9 auch
an beliebiger anderer Stelle des Antriebsstrangs erfolgen kann.
Insbesondere ist es auch möglich,
eine Verbindung zu der Antriebswelle 3 vorzusehen und so
auf der Getriebeeingangsseite des hydrostatischen Getriebes die
Energierückgewinnung
durchzuführen.
Anstelle eines Fahrantriebs kann auch ein Antrieb eines Arbeitsgeräts Basis
für den
erfindungsgemäßen Antrieb 1 bilden.
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In
der 2 ist ein alternativer Anschluss des Hydromotors 35 dargestellt.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente, wobei auf eine erneute
Beschreibung der einzelnen Elemente verzichtet wird, sofern dies
nicht erforderlich ist.
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Der
Hydromotor 35 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird nicht aus der Förderleitung 14 direkt
durch die hydrostatische Kolbenmaschine mit Druckmittel beaufschlagt.
Vielmehr wird durch das vorgespannte Rückschlagventil 26 in
der Ablaufleitung 20 ein erhöhter Druck stromaufwärts des
vorgespannten Rückschlagventils 26 erzeugt.
Dieser gegenüber
dem Tankvolumen 22 erhöhte
Druck in der Ablaufleitung 20 wird über eine Hydromotoranschlussleitung 36' dem Eingangsanschluss 38 des Hydromotors 35 zugeführt. Bei
dieser besonders einfachen Ausführungsform
kann das entsperrbare Rückschlagventil 42,
welches den Anschluss des Hydromotors 35 an die Förderleitung 14 realisiert,
entfallen. In der Ablaufleitung 20 ist stromaufwärts des vorgespannten
Rückschlagventils 26 jeweils
dann ein erhöhter
Druck gegenüber
dem Tankvolumen 22, wenn durch das Druckbegrenzungsventil 19 eine Bremswirkung
erzielt wird. Nur bei Erzeugen einer Bremswirkung durch das Druckbegrenzungsventil 19 befindet
sich dieses in der geöffneten
Position. Wird eine Bremswirkung durch das Druckbegrenzungsventil 19 nicht
mehr erzeugt, so wird aufgrund der Kraft der Ventilfeder 23 des
Druckbegrenzungsventil 19 wieder in seine geschlossene
Position gebracht. Die Ablaufleitung 20 stromaufwärts des
vorgespannten Rückschlagventils 26 wird
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über den
Hydromotor 35 entspannt.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr
sind auch Kombinationen einzelner Merkmale der dargestellten Ausführungsbeispiele
möglich.