Die
Erfindung betrifft einen Antrieb mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe
und einem Speicherelement zum Speichern von Bremsenergie.The
The invention relates to a drive with a power split transmission
and a storage element for storing braking energy.
Zum
Antrieb von Nutzfahrzeugen werden häufig Antriebssysteme eingesetzt,
bei denen mittels eines primären
Antriebsmotors zwei Antriebsstränge angetrieben
werden. Zum einen wird ein mechanischer Antrieb verwendet und in
einem zweiten Zweig ein hydrostatischer Antrieb. In dem hydrostatischen Antrieb
wirken eine Hydropumpe und ein Hydromotor zusammen, wobei der Hydromotor
mit dem Fahrantrieb verbindbar ist. Ein solches Antriebssystem ist
in der US 4,215,545 vorgeschlagen.
Dort ist eine Ausgangswelle eines primären Antriebsmotors über zwei Kupplungen
mit einem mechanischen Zweig oder einer Hydropumpe verbindbar. Die
Hydropumpe ist über
eine erste Arbeitsleitung und eine zweite Arbeitsleitung mit einem
Hydromotor verbindbar. Um eine Umkehrung der Strömungsrichtung zu ermöglichen,
ist ein Verteilventil vorgesehen, welches die Anschlüsse zwischen
dem Hydromotor und der Hydropumpe vertauschen kann. Zur Rückgewinnung von
Energie nach einem Bremsvorgang ist ein Speicherelement mit einer
der beiden Arbeitsleitungen über
ein Schaltventil verbindbar. Zum Speichern und Rückgewinnen von Energie wird
das Speicherelement mit der einen Arbeitsleitung verbunden. Während des
Bremsbetriebs ist das Verteilventil so geschaltet, dass der als
Pumpe wirkende Hydromotor Druckmittel in das Speicherelement fördert. Zur Rückgewinnung
der Energie wird aus dem Speicherelement über das Schaltventil Druckmittel
entnommen und dem Hydromotor zugeführt.Drive systems for commercial vehicles are frequently used in which two drive trains are driven by means of a primary drive motor. On the one hand, a mechanical drive is used and in a second branch, a hydrostatic drive. In the hydrostatic drive, a hydraulic pump and a hydraulic motor act together, wherein the hydraulic motor can be connected to the travel drive. Such a drive system is in the US 4,215,545 proposed. There, an output shaft of a primary drive motor via two clutches with a mechanical branch or a hydraulic pump can be connected. The hydraulic pump can be connected to a hydraulic motor via a first working line and a second working line. In order to allow a reversal of the flow direction, a distribution valve is provided which can interchange the connections between the hydraulic motor and the hydraulic pump. For recovering energy after a braking operation, a storage element can be connected to one of the two working lines via a switching valve. For storing and recovering energy, the storage element is connected to the one working line. During the braking operation, the distribution valve is switched so that the hydraulic motor acting as a pump promotes pressure medium in the storage element. For recovering the energy pressure medium is removed from the storage element via the switching valve and fed to the hydraulic motor.
Bei
dem beschriebenen Antriebssystem ist es nachteilig, das zum Speichern
von Energie ausschließlich
der Hydromotor zum Einsatz kommt. Ferner ist durch die Verbindung
des Speicherelements mit lediglich einer der Arbeitsleitungen über das Schaltventil
das zusätzliche
Verteilventil erforderlich, um den entsprechenden Anschluss des
Hydromotors mit dem Speicherelement verbinden zu können.at
the described drive system, it is disadvantageous to save
of energy exclusively
the hydraulic motor is used. Further, by the connection
the storage element with only one of the working lines via the switching valve
the extra
Diverting valve required to connect the corresponding port
Hydraulic motor to connect to the storage element.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe
zu schaffen, bei dem eine verbesserte Rückgewinnung der kinetischen
Energie während
des Bremsvorgangs möglich
ist und bei dem eine Umschaltung zwischen den Anschlüssen der
Hydropumpe und des Hydromotors nicht erforderlich ist.Of the
Invention is based on the object, a drive with a power split transmission
to create, in which an improved recovery of kinetic
Energy during
the braking process possible
is and in which a switch between the terminals of the
Hydraulic pump and the hydraulic motor is not required.
Die
Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Antrieb mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.The
The object is achieved by the drive according to the invention with the features
of claim 1.
Der
erfindungsgemäße Antrieb
nach Anspruch 1 umfasst ein Leistungsverzweigungsgetriebe, welches
eine Hydropumpe sowie einen Hydromotor umfasst. Die Hydropumpe und
der Hydromotor sind über
eine erste Arbeitsleitung und eine zweite Arbeitsleitung miteinander
verbunden. Die Hydropumpe und der Hydromotor bilden gemeinsam mit der
ersten und der zweiten Arbeitsleitung einen geschlossenen hydraulischen
Kreislauf. Durch den geschlossenen hydraulischen Kreislauf wird
ein erster Zweig des Leistungsverzweigungsgetriebes gebildet. Zum
Speichen von kinetischer Energie während eines Bremsvorgangs ist
ein erstes Speicherelement mit der ersten Arbeitsleitung oder der
zweiten Arbeitsleitung verbindbar. Durch die Verbindung des ersten
Speicherelements mit der ersten oder der zweiten Arbeitsleitung
können
die Anschlüsse
zwischen der Hydropumpe und dem Hydromotor immer unverändert bleiben,
da die jeweils durch den Hydromotor oder auch durch die Hydropumpe
während
des Bremsvorgangs mit Druckmittel beaufschlagte Arbeitsleitung mit
dem ersten Speicherelement verbindbar ist. Der Hydromotor und die
Hydropumpe sind jeweils mechanisch mit einer Abtriebswelle verbunden.Of the
drive according to the invention
according to claim 1 comprises a power split transmission, which
a hydraulic pump and a hydraulic motor. The hydraulic pump and
the hydraulic motor are over
a first working line and a second working line with each other
connected. The hydraulic pump and the hydraulic motor together with the
first and second working line a closed hydraulic
Circulation. Through the closed hydraulic circuit is
a first branch of the power split transmission is formed. To the
Spokes of kinetic energy during a braking process is
a first memory element with the first working line or
second working line connectable. By the connection of the first
Memory element with the first or the second working line
can
the connections
between the hydraulic pump and the hydraulic motor always remain unchanged,
because each by the hydraulic motor or by the hydraulic pump
while
the braking process with pressurized working line with
the first memory element is connectable. The hydraulic motor and the
Hydraulic pump are each mechanically connected to an output shaft.
In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Antriebs ausgeführt.In
the dependent claims
Advantageous developments of the drive according to the invention are carried out.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
der Hydromotor über
ein mechanisches Getriebe mit der Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes
verbunden. Das mechanische Getriebe umfasst erfindungsgemäß zumindest
ein erstes Planetengetriebe. Ein Element, z. B. das Hohlrad, des
ersten Planetengetriebes ist dabei mit dem ersten Hydromotor verbunden
und ein anderes Element, z. B. das Sonnenrad, des ersten Planetengetriebes
ist mit der Hydropumpe verbunden. Durch die Kopplung eines Elements
mit dem Hydromotor und gleichzeitig eines anderen Elements des Planetengetriebes
mit der Hydropumpe ist es möglich,
im Schiebe- bzw. Bremsbetrieb die kinetische Energie sowohl mittels des
Hydromotors als auch mittels der Hydropumpe in Druckenergie umzuwandeln
und somit durch Speicherung in dem ersten Speicherelement für eine Rückgewinnung
verfügbar
zu machen.According to one
preferred embodiment
the hydraulic motor over
a mechanical transmission with the output shaft of the power split transmission
connected. The mechanical transmission according to the invention comprises at least
a first planetary gear. An element, e.g. B. the ring gear, the
first planetary gear is connected to the first hydraulic motor
and another element, e.g. B. the sun gear, the first planetary gear
is connected to the hydraulic pump. By coupling an element
with the hydraulic motor and at the same time another element of the planetary gear
with the hydraulic pump it is possible
in sliding or braking operation, the kinetic energy both by means of
Hydromotors as well as by means of the hydraulic pump in pressure energy to convert
and thus by storage in the first storage element for recovery
available
close.
Ferner
ist es vorteilhaft, wenn das Leistungsverzweigungsgetriebe einen
mechanischen Leistungszweig einen hydraulischen Leistungszweig umfasst und
die beiden Leistungszweige gemeinsam oder unabhängig voneinander betrieben
werden können.Further
it is advantageous if the power split transmission a
mechanical power branch comprises a hydraulic power branch and
the two power branches operated together or independently
can be.
Insbesondere
ist es vorteilhaft eine Kupplung vorzusehen, mit der der Anriebsmotor
von dem Leistungsverzweigungsgetriebe abkuppelbar ist. Im Falle der
Rückgewinnung
von kinetischer Energie wird dann die vollständige, in den Antriebsstrang
aufgrund der Massenträgheit
zurückgeführte Bremsenergie durch
den Hydromotor und die Hydropumpe gemeinsam in Form von Druckenergie
in dem ersten Speicherelement gespeichert. Genügt diese Bremswirkung nicht,
so kann durch Einrücken
der Kupplung zusätzlich
der Antriebsmotor ebenfalls mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe
verbunden werden. Ist zusätzlich
der Antriebsmotor mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe verbunden,
so kann dessen Bremsleistung ebenfalls genutzt werden und die gesamte
Bremsleistung erhöht
wereden.In particular, it is advantageous to provide a coupling with which the drive motor can be uncoupled from the power split transmission. In the case of recovery of kinetic energy then the full, in the drive train due to the inertia returned braking energy stored by the hydraulic motor and the hydraulic pump together in the form of pressure energy in the first storage element. If this braking effect does not suffice, the drive motor can also be connected to the power split transmission by engaging the clutch. In addition, if the drive motor connected to the power split transmission, so its braking power can also be used and the total braking power wereden increased.
Weiterhin
ist es vorteilhaft, in dem Leistungsverzweigungsgetriebe einen ersten
Antriebswellenabschnitt und einen zweiten Antriebswellenabschnitt vorzusehen,
die gemeinsam die Antriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes
bilden. Der Antriebswellenabschnitt ist mit der Hydropumpe verbunden
und der zweite Antriebswellenabschnitt ist mit dem Sonnenrad des
ersten Planetengetriebes verbunden. Die Verbindung zwischen dem
ersten Antriebswellenabschnitt und dem zweiten Antriebswellenabschnitt
ist lösbar,
wodurch die Hydropumpe von dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes
abgekoppelt werden kann. Eine solche Anordnung hat den Vorteil,
dass auch die alleinige Verwendung des hydrostatischen Zweigs des
Leistungsverzweigungsgetriebes möglich
ist. In diesem Fall ist der Antriebsmotor über den ersten Antriebswellenabschnitt
lediglich mit der Hydropumpe verbunden.Farther
it is advantageous in the power split transmission a first
Provide drive shaft portion and a second drive shaft portion,
together the drive shaft of the power split transmission
form. The drive shaft section is connected to the hydraulic pump
and the second drive shaft section is connected to the sun gear of the
connected to the first planetary gear. The connection between the
first drive shaft section and the second drive shaft section
is solvable,
whereby the hydraulic pump from the sun gear of the first planetary gear
can be disconnected. Such an arrangement has the advantage
that the sole use of the hydrostatic branch of the
Power split transmission possible
is. In this case, the drive motor is over the first drive shaft section
only connected to the hydraulic pump.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
umfasst das Leistungsverzweigungsgetriebe ein zweites Planetengetriebe.
Das zweite Planetengetriebe weist ebenfalls ein Sonnenrad und ein Hohlrad
auf, wobei das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit dem Hohlrad
des zweiten Planetengetriebes verbunden ist. Somit sind beide Hohlräder der beiden
Planetengetriebe gemeinsam mit dem Hydromotor verbunden. Die beiden
Sonnenräder
sind ebenfalls miteinander verbunden, da sowohl das Sonnenrad des
ersten Planetengetriebes als auch das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes
mit der zweiten Antriebswelle verbunden sind.According to one
further advantageous embodiment
The power split transmission comprises a second planetary gear.
The second planetary gear also has a sun gear and a ring gear
on, wherein the ring gear of the first planetary gear with the ring gear
the second planetary gear is connected. Thus, both ring gears of the two
Planetary gear commonly connected to the hydraulic motor. The two
sun gears
are also interconnected as both the sun wheel of the
first planetary gear and the sun gear of the second planetary gear
are connected to the second drive shaft.
Eine
solche Anordnung ermöglicht
es, den ersten Antriebswellenabschnitt von dem zweiten Antriebswellenabschnitt
abzukoppeln und einen rein hydrostatischen Fahrantrieb zu realisieren.
Dabei können
die unterschiedlichen Übersetzungen
der Planetengetriebe so gewählt
werden, dass im Gegensatz zum Antrieb über beide Zweige des Leistungsverzweigungsgetriebes
ein niedrigerer Geschwindigkeitsbereich abgedeckt wird. Um bei Nutzung
beider Zweige des Leistungsverzweigungsgetriebes eine entsprechende
Eingangsdrehzahl für
die Planetengetriebe zu erreichen, ist es insbesondere vorteilhaft, den
ersten Antriebswellenabschnitt und den zweiten Antriebswellenabschnitt über eine
Getriebestufe miteinander zu verbinden. Der Steg des zweiten Planetengetriebes
ist blockierbar.A
such arrangement allows
it, the first drive shaft portion of the second drive shaft portion
decouple and realize a purely hydrostatic drive.
It can
the different translations
the planetary gear so chosen
be that, unlike the drive over both branches of the power split transmission
a lower speed range is covered. To use when
both branches of the power split transmission a corresponding
Input speed for
To achieve the planetary gear, it is particularly advantageous to the
first drive shaft section and the second drive shaft section via a
To connect gear stage together. The bridge of the second planetary gear
is blockable.
Der
Steg des ersten Planetengetriebes ist mit einer Abtriebswelle des
Leistungsverzweigungsgetriebes verbunden.Of the
The bridge of the first planetary gear is equipped with an output shaft of the
Power split transmission connected.
Während des
Speicherns bzw. der Rückgewinnung
der gespeicherten kinetischen Energie ist das erste Speicherelement
mit der ersten oder der zweiten Arbeitsleitung verbunden. Der Antrieb
weist vorzugsweise ein zweites Speicherelement auf, welches während des
Speichervorgangs bzw. der Rückgewinnung
der Energie mit der jeweils anderen Arbeitsleitung verbunden ist.
Der Hydromotor ist mit der Hydropumpe in bereits genannter Weise
in einem geschlossenen hydrostatischen Kreislauf verbunden. Durch
die Speicherung bzw. die Rückgewinnung
von kinetischer Energie kommt es zu einer Druckmittelentnahme bzw.
einem Rückführen von
Druckmittel aus dem Kreislauf bzw. in den Kreislauf hinein. Dieser
Volumenstrom wird durch das zweite Speicherelement ausgeglichen,
wobei der Ausgleich jeweils auf der Niederdruckseite erfolgt. Insbesondere
ist es vorteilhaft, den ersten Speicher als Hochdruckspeicher und
den zweiten Speicher als Niederdruckspeicher auszulegen. Dabei kann
es weiterhin besonders vorteilhaft sein, dem Hochdruckspeicher eine
Speicherdruckhaltevorrichtung mit einem Druckhalteventil vorzuschalten.
Eine solche Speicherdruckhaltevorrichtung verhindert das unbeabsichtigte
vollständige Leeren
des ersten Speicherelements.During the
Save or the recovery
the stored kinetic energy is the first storage element
connected to the first or the second working line. The drive
preferably has a second memory element which during the
Storage process or the recovery
the energy is connected to the other work line.
The hydraulic motor is with the hydraulic pump in the manner already mentioned
connected in a closed hydrostatic circuit. By
storage or recovery
Kinetic energy leads to a pressure medium removal or
a return of
Pressure medium from the circulation or into the circulation. This
Volume flow is compensated by the second storage element,
the compensation takes place on the low pressure side. Especially
It is advantageous to use the first memory as a high-pressure accumulator and
to design the second memory as a low-pressure accumulator. It can
it further be particularly advantageous to the high-pressure accumulator a
Prevent accumulator pressure holding device with a pressure holding valve.
Such a memory pressure holding device prevents the unintentional
complete emptying
of the first memory element.
Es
ist zudem bevorzugt, wenn im Bremsbetrieb oberhalb eines Druckgrenzwerts
in dem ersten Speicherelement der Antriebsmotor abgeschaltet ist.It
is also preferred when in braking operation above a pressure limit
in the first storage element of the drive motor is turned off.
Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:advantageous
embodiments
are shown in the drawing and will be in the following
Description closer
explained.
Show it:
1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Antriebs, 1 A first embodiment of a drive according to the invention,
2 ein
zweiten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Antriebs, 2 A second embodiment of a drive according to the invention,
3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks, three A first embodiment of a valve block,
4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks, 4 A second embodiment of a valve block,
5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks; 5 a third embodiment of a valve block;
6 ein
viertes Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks; und 6 a fourth embodiment of a valve block; and
7 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Antriebs
mit Steuerungskomponenten. 7 A third embodiment of a drive according to the invention with control components.
In
der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs
dargestellt. Ein Leistungsverzweigungsgetriebe 1 umfasst
einen Antriebsmotor 2, durch den eine angetriebene Achse 3 beispielsweise
eines Radladers angetrieben wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
handelt es sich dabei um eine einzelne Fahrzeugachse 3.
Es ist jedoch ebenso gut durch das Leistungsverzweigungsgetriebe 1 ein Verteilergetriebe
eines Allradantriebs antreibbar. Die angetriebene Achse 3 weist
ein Differential 4 auf, durch welches die Fahrzeugräder angetrieben
werden.In the 1 a first embodiment of a drive according to the invention is shown. A power split transmission 1 includes a drive motor 2 through which a driven axle three for example, a wheel loader is driven. In the illustrated embodiment, this is a single vehicle axle three , However, it is equally good for the power split transmission 1 a transfer case of a four-wheel drive drivable. The driven axle three has a differential 4 on, by which the vehicle wheels are driven.
Der
Antriebsmotor 2 ist mit einer Antriebswelle 5 verbindbar,
durch die das von dem Antriebsmotor 2 erzeugte Drehmoment
dem Leistungsverzweigungsgetriebe 1 zugeführt wird. Über eine
erste Getriebestufe 6 ist eine Hydropumpe 9 mit
der Antriebswelle 5 verbunden. Die erste Getriebestufe 6 weist
ein erstes Stirnrad 7 und ein zweites Stirnrad 8 auf.
Das erste Stirnrad 7 und das zweite Stirnrad 8 sind
in permanentem Eingriff miteinander, so dass die Antriebswelle 5 permanent
mit der Hydropumpe 9 verbunden ist.The drive motor 2 is with a drive shaft 5 connectable, by that of the drive motor 2 generated torque the power split transmission 1 is supplied. About a first gear stage 6 is a hydraulic pump 9 with the drive shaft 5 connected. The first gear stage 6 has a first spur gear 7 and a second spur gear 8th on. The first spur gear 7 and the second spur gear 8th are in permanent engagement with each other, so that the drive shaft 5 permanently with the hydraulic pump 9 connected is.
Die
Hydropumpe 9 ist zur Förderung
von Druckmittel in zwei Richtungen ausgelegt und ist in ihrem Fördervolumen
verstellbar. Die Einstellung der Hydropumpe 9 erfolgt durch
eine nicht dargestellte Verstellvorrichtung, welche vorzugsweise
durch eine elektronische Steuereinheit angesteuert wird.The hydraulic pump 9 is designed to convey pressure medium in two directions and is adjustable in its delivery volume. The setting of the hydraulic pump 9 takes place by an adjusting device, not shown, which is preferably controlled by an electronic control unit.
An
die Hydropumpe 9 ist eine erste Arbeitsleitung 10 sowie
eine zweite Arbeitsleitung 11 angeschlossen. Durch die
erste Arbeitsleitung 10 und die zweite Arbeitsleitung 11 ist
mit der Hydropumpe 9 ein Hydromotor 12 verbunden.
Der Hydromotor 12 ist ebenfalls für zwei Förderrichtungen ausgelegt und
in seinem Schluckvolumen ebenfalls einstellbar. Die Hydropumpe 9 bildet
zusammen mit dem Hydromotor 12 sowie der ersten und der
zweiten Arbeitsleitung 10, 11 einen geschlossenen
hydraulischen Kreislauf. Die Hydropumpe 9 und der Hydromotor 12 sind
vorzugsweise als Axialkolbenmaschinen ausgeführt.To the hydraulic pump 9 is a first line manager 10 as well as a second working line 11 connected. Through the first work line 10 and the second working line 11 is with the hydraulic pump 9 a hydraulic engine 12 connected. The hydraulic motor 12 is also designed for two directions and also adjustable in its displacement. The hydraulic pump 9 forms together with the hydraulic motor 12 as well as the first and the second working line 10 . 11 a closed hydraulic circuit. The hydraulic pump 9 and the hydraulic motor 12 are preferably designed as axial piston machines.
Beispielsweise
können
Schrägscheiben- oder
Schrägachsenmaschinen
eingesetzt werden.For example
can
Swash plate or
Inclined axis machines
be used.
Der
Hydromotor 12 ist über
eine Hydromotorausgangswelle 28 mit einem dritten Stirnrad 29 verbunden. Über das
dritte Stirnrad 29 wirkt der Hydromotor 12 mit
einem mechanischen Gebtriebe, im dargestellten Ausführungsbeispiel
einem ersten Planetengetriebe 13 zusammen. Das erste Planetengetriebe 13 weist
ein Sonnenrad 14 und ein Hohlrad 15 auf. Weiterhin
umfasst das erste Planetengetriebe 13 einen Steg 16,
an dem mehrere Planetenräder 17.1, 17.2 angeordnet
und auf diesem drehbar gelagert sind. Der Steg 16 des ersten
Planetengetriebes 13 ist mit einer Abtriebswelle 18 verbunden
und überträgt sein
Ausgangsdrehmoment über
eine zweite Getriebestufe 19 auf eine Differentialeingangswelle 20 zu der
angetriebenen Achse 3 des Fahrzeugs. Die Verbindung der
Hydropumpe 9 und des Hydromotors 12 mit dem Sonnenrad 14 bzw.
dem Hohlrad 15 ist lediglich beispielhaft. In Abhängigkeit
von dem gewünschten Übersetzungsverhältnis können die
Elemente des Planetengetriebes 13 (Sonnenrad 14,
Hohlrad 15 und Steg 16) auch anders zugeordnet
werden. Dabei existiert jedenfalls eine mechanische Verbindung sowohl
der Hydropumpe 9 als auch des Hydromotors 12 mit
der Abtriebswelle 18 bzw. dem Antriebsstrang des Fahrzeugs.The hydraulic motor 12 is via a hydraulic motor output shaft 28 with a third spur gear 29 connected. About the third spur gear 29 the hydraulic motor acts 12 with a mechanical drive, in the illustrated embodiment, a first planetary gear 13 together. The first planetary gear 13 has a sun wheel 14 and a ring gear 15 on. Furthermore, the first planetary gear comprises 13 a footbridge 16 on which several planet gears 17.1 . 17.2 are arranged and mounted rotatably on this. The jetty 16 of the first planetary gear 13 is with an output shaft 18 connected and transmits its output torque via a second gear stage 19 on a differential input shaft 20 to the driven axle three of the vehicle. The connection of the hydraulic pump 9 and the hydraulic motor 12 with the sun wheel 14 or the ring gear 15 is just an example. Depending on the desired transmission ratio, the elements of the planetary gear can 13 (sun 14 , Ring gear 15 and footbridge 16 ) can be assigned differently. In any case, there is a mechanical connection of both the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 with the output shaft 18 or the drive train of the vehicle.
Während des
Fahrbetriebs wird durch den Antriebsmotor 2 die Antriebswelle 5 angetrieben.
Mit der Antriebswelle 5 ist das Sonnenrad 14 des
ersten Planetengetriebes 13 verbunden. Gleichzeitig wird über die
erste Getriebestufe 6 die Hydropumpe 9 und in
Abhängigkeit
von dem eingestellten Fördervolumen
bzw. von dem eingestellten Schluckvolumen des Hydromotors 12 die
Hydromotorausgangswelle 28 angetrieben. Damit wird von
der Hydromotorausgangswelle 28 das dritte Stirnrad 29 angetrieben, welches
sich im Eingriff mit einer außen
an dem Hohlrad 15 des ersten Planetengetriebes 13 angeordneten
Verzahnung 30 befindet. Sowohl das Sonnenrad 14 als
auch das Hohlrad 15 des ersten Planetengetriebes 13 werden
somit entweder direkt durch den Antriebsmotor 2 oder über den
hydrostatischen Zweig des Leistungsverzweigungsgetriebes 1 angetrieben.
Dies führt
zu einer resultierenden Drehbewegung des Stegs 16, der über die
Abtriebswelle 18, die zweite Getriebestufe 19 sowie
die Differentialeingangswelle 20 an die angetriebene Achse 3 des Fahrzeugs übertragen
wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
des Leistungsverzweigungsgetriebes 1 wird sowohl über den
hydrostatischen Zweig als auch über
den mechanischen Zweig Leistung an die angetriebene Achse 3 übertragen.During driving is by the drive motor 2 the drive shaft 5 driven. With the drive shaft 5 is the sun wheel 14 of the first planetary gear 13 connected. At the same time, the first gear stage is used 6 the hydraulic pump 9 and in dependence on the set delivery volume or on the set intake volume of the hydraulic motor 12 the hydraulic motor output shaft 28 driven. This is by the hydraulic motor output shaft 28 the third spur gear 29 driven, which engages with an outside of the ring gear 15 of the first planetary gear 13 arranged toothing 30 located. Both the sun wheel 14 as well as the ring gear 15 of the first planetary gear 13 are thus either directly by the drive motor 2 or over the hydrostatic branch of the power split transmission 1 driven. This leads to a resulting rotational movement of the web 16 that's about the output shaft 18 , the second gear stage 19 as well as the differential input shaft 20 to the driven axle three of the vehicle is transmitted. In the illustrated embodiment of the power split transmission 1 Power is transmitted to the driven axle via both the hydrostatic branch and the mechanical branch three transfer.
Gerät das Fahrzeug
in Schiebebetrieb, so kehrt sich der Kraftfluss um und aufgrund
der Massenträgheit
des Fahrzeugs wird nunmehr ein Drehmoment von der angetriebenen
Achse 3 aus eingespeist. über das erste Planetengetriebe 13 wird
durch den Steg 16 nunmehr das Hohlrad 15 und das
Sonnenrad 14 angetrieben. Aufgrund der permanenten Kopplung
zwischen der Antriebswelle 5 und der Hydropumpe 9 wird
dadurch sowohl der Hydromotor 12 als auch die Hydropumpe 9 angetrieben.
Um die freiwerdende kinetische Energie möglichst vollständig nutzen
zu können,
ist eine Kupplung 31 vorgesehen, mit der der Antriebsmotor 2 von
der Antriebswelle 5 abgekoppelt werden kann. Die Kupplung 31 kann beispielsweise
als Einscheibentrockenkupplung ausgeführt sein. Um die Bremsleistung,
also die freiwerdende kinetische Energie des Fahrzeugs speichern zu
können,
ist zumindest ein Speicherelement vorgesehen. Das Speicherelement
ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein erster Hydrospeicher 21. Weiterhin ist ein zweiter
Hydrospeicher 22 als weiteres Speicherelement vorgesehen.
Der erste Hydrospeicher 21 ist vorzugsweise als Hochdruckspeicher ausgebildet.
Der zweite Hydrospeicher 22 ist dagegen als Niederdruckspeicher
ausgebildet und zum Ausgleich des zu- bzw. abgeführten Volumenstroms vorgesehen.If the vehicle is in coasting mode, the power flow reverses and due to the inertia of the vehicle is now a torque from the driven axle three fed from. over the first planetary gear 13 gets through the jetty 16 now the ring gear 15 and the sun wheel 14 driven. Due to the permanent coupling between the drive shaft 5 and the hydraulic pump 9 This will both the hydraulic motor 12 as well as the hydraulic pump 9 driven. In order to use the released kinetic energy as completely as possible, is a clutch 31 provided with the drive motor 2 from the drive shaft 5 can be disconnected. The coupling 31 For example, it can be designed as a single-disc dry clutch. In order to store the braking power, so the released kinetic energy of the vehicle, at least one memory element is provided see. The storage element is in the illustrated embodiment, a first hydraulic accumulator 21 , Furthermore, a second hydraulic accumulator 22 provided as a further memory element. The first hydraulic accumulator 21 is preferably designed as a high-pressure accumulator. The second hydraulic accumulator 22 On the other hand, it is designed as a low-pressure accumulator and provided to compensate for the added or removed volume flow.
Um
den ersten Hydrospeicher 21 bzw. den zweiten Hydrospeicher 22 mit
der ersten Arbeitsleitung 10 bzw. der zweiten Arbeitsleitung 11 verbinden zu
können,
ist ein Ventilblock 23 vorgesehen. Der Ventilblock 23 ist über eine
erste Verbindungsleitung 24 mit der ersten Arbeitsleitung 10 verbunden.
Zusätzlich
ist der Ventilblock 23 über
eine zweite Verbindungsleitung 25 mit der zweiten Arbeitsleitung 11 verbunden.
Der erste Hydrospeicher 21 ist über eine Hochdruckspeicherleitung 16 mit
dem Ventilblock 23 verbunden, während der zweite Hydrospeicher 22 über eine
Niederdruckspeicherleitung 27 mit dem Ventilblock 23 verbunden
ist. Ausführungsformen
für den
Ventilblock 23 werden nachfolgend noch unter Bezugnahme
auf die 3–6 im Detail
erläutert.To the first hydraulic accumulator 21 or the second hydraulic accumulator 22 with the first working line 10 or the second working line 11 to connect, is a valve block 23 intended. The valve block 23 is via a first connection line 24 with the first working line 10 connected. In addition, the valve block 23 via a second connecting line 25 with the second working line 11 connected. The first hydraulic accumulator 21 is via a high pressure storage line 16 with the valve block 23 connected while the second hydraulic accumulator 22 via a low-pressure storage line 27 with the valve block 23 connected is. Embodiments for the valve block 23 will be described below with reference to the three - 6 explained in detail.
In
Abhängigkeit
von der jeweiligen Fahrtrichtung wird in dem hydrostatischen Kreislauf
Druckmittel entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn gefördert. Für die nachfolgenden
Ausführungen
sei angenommen, dass eine Förderung
von Druckmittel im Uhrzeigersinn erfolgt. Dies sei nachfolgend als
Vorwärtsfahrt
beschrieben. Bei einer solchen Vorwärtsfahrt wird also während eines
normalen Antriebs Druckmittel von der Hydropumpe 9 in die
erste Arbeitsleitung 10 gefördert und über den Hydromotor 12 in
die zweite Arbeitsleitung 11 entspannt. Gerät das Fahrzeug
nun in Schiebebetrieb oder soll es abgebremst werden, so kehren
sich die Druckverhältnisse
um. Der Hydromotor 12 wirkt nunmehr als Pumpe und fördert unter
Erhöhung
des Drucks Druckmittel in die zweite Arbeitsleitung 11.Depending on the respective direction of travel, pressure medium is conveyed either clockwise or counterclockwise in the hydrostatic circuit. For the following statements it is assumed that a promotion of pressure medium takes place in a clockwise direction. This is described below as forward drive. In such a forward drive is thus during a normal drive pressure medium from the hydraulic pump 9 in the first working line 10 conveyed and via the hydraulic motor 12 in the second working line 11 relaxed. If the vehicle is now in coasting mode or should it be braked, the pressure conditions are reversed. The hydraulic motor 12 now acts as a pump and promotes increasing the pressure pressure medium in the second working line 11 ,
Durch
Verstellen der Verstellvorrichtung der Hydropumpe 9 kann
ferner erreicht werden, dass die über die Antriebswelle 5 angetriebene
Hydropumpe 9 ihre Förderrichtung
umkehrt und somit ebenfalls in die zweite Arbeitsleitung 11 Druckmittel
fördert.
Das von der Hydropumpe 9 sowie dem Hydromotor 12 in die
zweite Arbeitsleitung 11 geförderte Druckmittel wird dem
ersten Hydrospeicher 21 zugeführt. Hierzu wird durch den
Ventilblock 23 die zweite Verbindungsleitung 25 mit
der Hochdruckspeicherleitung 26 verbunden. Aus der zweiten
Arbeitsleitung 11 wird Druckmittel, welches unter hohem
Druck steht, über die
zweite Verbindungsleitung 25 und die Hochdruckspeicherleitung 26 in
den ersten Hydrospeicher 21 gefördert. Gleichzeitig wird der
zweite Hydrospeicher 22 durch den Ventilblock mit der ersten
Arbeitsleitung 10 verbunden. Hierzu wird in dem Ventilblock 23 die Niederdruckspeicherleitung 27 mit
der ersten Verbindungsleitung 24 verbunden. Das in den
ersten Hydrospeicher 21 geförderte Druckmittel wird folglich
aus dem zweiten Hydrospeicher 22 entnommen. Sowohl die
Hydropumpe 9 als auch der Hydromotor 12 saugen
aus der ersten Arbeitsleitung 10 Druckmittel an und fördern es
in die zweite Arbeitsleitung 11, aus der es unter Erhöhung des
dortigen Drucks in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeichert
wird.By adjusting the adjustment of the hydraulic pump 9 can also be achieved that via the drive shaft 5 driven hydraulic pump 9 their direction of funding reverses and thus also in the second working line 11 Promotes pressure medium. That of the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 in the second working line 11 funded pressure medium is the first hydraulic accumulator 21 fed. This is done by the valve block 23 the second connection line 25 with the high-pressure accumulator line 26 connected. From the second working line 11 Pressure medium, which is under high pressure, via the second connecting line 25 and the high-pressure storage line 26 in the first hydraulic accumulator 21 promoted. At the same time, the second hydraulic accumulator 22 through the valve block with the first working line 10 connected. This is done in the valve block 23 the low-pressure storage line 27 with the first connection line 24 connected. That in the first hydraulic accumulator 21 funded pressure medium is therefore from the second hydraulic accumulator 22 taken. Both the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 suck from the first work line 10 Pressure medium and promote it in the second working line 11 from which it raises the pressure in the first hydraulic accumulator 21 is stored.
Ist
die Bremsleistung aufgrund des Erhöhens des Drucks in dem ersten
Hydrospeicher 21 nicht ausreichend, so kann zusätzlich die
Antriebswelle 5 an dem Antriebsmotor 2 abgestützt werden.
In diesem Fall bleibt die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 2 und
der Antriebswelle 5 bestehen, indem die Kupplung 31 nicht
ausgekuppelt wird.Is the braking performance due to increasing the pressure in the first hydraulic accumulator 21 not sufficient, so may additionally drive shaft 5 on the drive motor 2 be supported. In this case, the connection between the drive motor remains 2 and the drive shaft 5 exist by the clutch 31 not disengaged.
Zur
Rückgewinnung
der Bremsenergie bzw. der in Form von Druckenergie in dem ersten
Hydrospeicher 21 gespeicherten kinetischen Energie des Fahrzeugs
wird das Druckmittel aus dem ersten Hydrospeicher 21 wieder
dem hydrostatischen Kreislauf zugeführt. Sofern eine Beschleunigung
in Vorwärtsrichtung
erfolgt, wird durch den Ventilblock 23 die Hochruckspeicherleitung 26 mit
der ersten Verbindungsleitung 24 verbunden. Damit wird
das in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeicherte Druckmittel der
ersten Arbeitsleitung 10 zugeführt. Die Rückführung der Druckenergie ist
gleichzeitig über
die Hydropumpe 9 als auch über den Hydromotor 12 möglich. So
können
sowohl die Hydropumpe 9 als auch der Hydromotor 12 über die
erste Arbeitsleitung 10 mit Druckmittel beaufschlagt werden,
so dass sowohl die Hydropumpe 9 als auch der Hydromotor 12 als
Motor wirken und ein Drehmoment auf die Antriebswelle 5 bzw.
die Hydromotorausgangswelle 28 übertragen. Das von der Hydropumpe 9 erzeugte
Drehmoment unterstützt
somit das von dem Antriebsmotor 2 auf die Antriebswelle 5 übertragene
Drehmoment. Ebenso ist es möglich,
die Hydropumpe 9 auf verschwindendes Fördervolumen zu stellen. Damit
wird die gesamte Druckenergie, die in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeichert
ist, über
den Hydromotor 12 unmittelbar zurückgeführt.For recovering the braking energy or in the form of pressure energy in the first hydraulic accumulator 21 stored kinetic energy of the vehicle is the pressure medium from the first hydraulic accumulator 21 fed back to the hydrostatic circuit. If an acceleration in the forward direction, is through the valve block 23 the high pressure storage line 26 with the first connection line 24 connected. This is what happens in the first hydraulic accumulator 21 stored pressure fluid of the first working line 10 fed. The return of the pressure energy is simultaneously via the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 possible. So can both the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 about the first working line 10 be acted upon with pressure medium, so that both the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 act as a motor and a torque on the drive shaft 5 or the hydraulic motor output shaft 28 transfer. That of the hydraulic pump 9 generated torque thus supports that of the drive motor 2 on the drive shaft 5 transmitted torque. It is also possible to use the hydraulic pump 9 to put on vanishing delivery volume. Thus, the total pressure energy in the first hydraulic accumulator 21 is stored, via the hydraulic motor 12 returned immediately.
Während die
Entnahme von Druckmittel aus dem ersten Hydrospeicher 21 über die
erste Arbeitsleitung 10 erfolgt, ist der zweite Hydrospeicher 22 mit der
zweiten Arbeitsleitung 11 verbunden. Der Ventilblock 23 verbindet
hierzu die zweite Verbindungsleitung 25 mit der Niederdruckspeicherleitung 27.
Das aus dem ersten Hydrospeicher 21 rückgeführte Druckmittel wird somit
zum Volumenausgleich in den zweiten Hydrospeicher 22 abgeführt.During the removal of pressure fluid from the first hydraulic accumulator 21 about the first working line 10 takes place, is the second hydraulic accumulator 22 with the second working line 11 connected. The valve block 23 connects to the second connection line 25 with the low-pressure storage line 27 , That from the first hydraulic accumulator 21 recirculated pressure medium is thus used to equalize the volume in the second hydraulic accumulator 22 dissipated.
Durch
die Rückgewinnung
der kinetischen Energie des Fahrzeugs, welche während des Bremsvorgangs frei
wird, ergibt sich ein geringerer Kraftstoffverbrauch sowie ein reduzierter
Bremsenverschleiß beim
Betrieb des Fahrzeugs. Eine solche Anordnung ist insbesondere vorteilhaft
bei Fahrzeugen, welche häufig
Beschleunigungs- und Bremszyklen durchlaufen. Solche Fahrzeuge sind
beispielsweise Radlader oder auch Müllsammelfahrzeuge. Die erfindungsgemäße Anordnung,
bei der der erste Hydrospeicher 21 wechselweise mit der
ersten Arbeitsleitung bzw. der zweiten Arbeitsleitung 10 bzw. 11 verbindbar
ist, hat dabei den Vorteil, dass der Hydromotor 12 nicht über seine
Nulllage hinaus verschwenkt werden muss. Die Strömungsrichtung durch den Hydromotor 12 kann
beim Übergang
von einem Fahr- in den
Schiebebetrieb folglich beibehalten werden. Dies führt zu einer
Erhöhung
der Stabilität
des Fahrzustands. Weiterhin ergibt sich eine erhöhte verfügbare Leistung beim Wiederanfahren,
da zusätzlich
zu der Leistung des Antriebsmotors 2 die gespeicherte Energie
eingesetzt werden kann, um das Fahrzeug zu beschleunigen.By recovering the kinetic energy of the vehicle, which is released during the braking process, results in a lower fuel consumption and a reduced Bremsenver Wear during operation of the vehicle. Such an arrangement is particularly advantageous in vehicles which frequently undergo acceleration and braking cycles. Such vehicles are for example wheel loaders or garbage collection vehicles. The arrangement according to the invention, in which the first hydraulic accumulator 21 alternately with the first working line or the second working line 10 respectively. 11 connectable, has the advantage that the hydraulic motor 12 does not have to be pivoted beyond its zero position. The flow direction through the hydraulic motor 12 can thus be maintained in the transition from a drive to the push mode. This leads to an increase in the stability of the driving state. Furthermore, there is an increased power available when restarting, in addition to the power of the drive motor 2 the stored energy can be used to accelerate the vehicle.
In
der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebs
dargestellt. Diejenigen Elemente, die den Elementen der 1 entsprechen,
sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine generelle,
erneute Beschreibung wird zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet. Das
mechanische Getriebe bei dem zweiten Ausführungsbeispiel weist neben
dem ersten Planetengetriebe 13 ein zweiten Planetengetriebe 32 auf.
Das zweite Planetengetriebe 32 umfasst ein Hohlrad 33 sowie
ein Sonnenrad 34. Zwischen dem Hohlrad 33 und
dem Sonnenrad 34 des zweiten Planetengetriebes 32 sind
Planetenräder 37.1 und 37.2 angeordnet, welche
drehbar an einem Steg 35 fixiert sind. Der Steg 35 ist
mittels einer Blockiervorrichtung 36 blockierbar. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind
das Hohlrad 15 des ersten Planetengetriebes 13 und
das Hohlrad 33 des zweiten Planetengetriebes 32 zu
einem gemeinsamen Hohlrad verbunden. Die Verzahnung 30' ist dabei im
Bereich des Hohlrads 33 des zweiten Planetengetriebes 32 angeordnet. Über die
Verzahnung 30' ist
der Hydromotor 12 mit dem gemeinsamen Hohlrad 15, 33 des
ersten Planetengetriebes 13 und des zweiten Planetengetriebes 32 verbunden.
Die Planetengetriebe 13 und 32 weisen unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
auf.In the 2 a second embodiment of the drive according to the invention is shown. Those elements that are the elements of 1 are identical, are provided with identical reference numerals. A general, repeated description is omitted to avoid repetition. The mechanical transmission in the second embodiment has in addition to the first planetary gear 13 a second planetary gear 32 on. The second planetary gear 32 includes a ring gear 33 as well as a sun wheel 34 , Between the ring gear 33 and the sun wheel 34 of the second planetary gear 32 are planet gears 37.1 and 37.2 arranged, which rotatably on a web 35 are fixed. The jetty 35 is by means of a blocking device 36 blockable. In the illustrated embodiment, the ring gear 15 of the first planetary gear 13 and the ring gear 33 of the second planetary gear 32 connected to a common ring gear. The gearing 30 ' is in the range of the ring gear 33 of the second planetary gear 32 arranged. About the gearing 30 ' is the hydraulic engine 12 with the common ring gear 15 . 33 of the first planetary gear 13 and the second planetary gear 32 connected. The planetary gear 13 and 32 have different gear ratios.
Die
Antriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes 1' der 2 ist
zweigeteilt und umfasst einen ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 und einen
zweiten Antriebswellenabschnitt 5.2. Der zweite Antriebswellenabschnitt 5.2 ist
fest mit dem Sonnenrad 14 des ersten Planetengetriebes 13 sowie dem
Sonnenrad 34 des zweiten Planetengetriebes 32 verbunden.
Der ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 ist mit dem Antriebsmotor 2 lösbar verbunden, wobei
zur lösbaren
Verbindung hier ebenfalls eine Kupplung 31 vorgesehen ist.
Ebenfalls mit dem ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 ist
die erste Getriebestufe 6 verbunden, die die Hydropumpe 9 an
den ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 koppelt.The drive shaft of the power split transmission 1' of the 2 is divided into two and includes a first drive shaft section 5.1 and a second drive shaft portion 5.2 , The second drive shaft section 5.2 is fixed to the sun wheel 14 of the first planetary gear 13 as well as the sun wheel 34 of the second planetary gear 32 connected. The first drive shaft section 5.1 is with the drive motor 2 releasably connected, wherein the releasable connection here also a coupling 31 is provided. Also with the first drive shaft section 5.1 is the first gear stage 6 connected to the hydraulic pump 9 to the first drive shaft section 5.1 coupled.
Zur
Verbindung des ersten Antriebswellenabschnitts 5.1 mit
dem zweiten Antriebswellenabschnitt 5.2 ist eine dritte
Getriebestufe 38 bzw. eine vierte Getriebestufe 39 vorgesehen.
Die dritte Getriebestufe 38 umfasst ein viertes, fünftes und
sechstes Stirnrad 40, 41 und 42. Das
sechste Stirnrad 42 ist dabei permanent mit dem zweiten
Antriebswellenabschnitt 5.2 verbunden. Das fünfte Stirnrad 41 ist
mit einer Zwischenwelle 43 verbunden. Das vierte Stirnrad 40 ist
lösbar
mit dem ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 verbunden.For connecting the first drive shaft section 5.1 with the second drive shaft section 5.2 is a third gear stage 38 or a fourth gear stage 39 intended. The third gear stage 38 includes a fourth, fifth and sixth spur gear 40 . 41 and 42 , The sixth spur gear 42 is permanently connected to the second drive shaft section 5.2 connected. The fifth spur gear 41 is with an intermediate shaft 43 connected. The fourth spur gear 40 is detachable with the first drive shaft section 5.1 connected.
Zur
festen Verbindung des vierten Stirnrads 40 mit dem ersten
Antriebswellenabschnitt 5.1 ist eine zweite Kupplung 48 vorgesehen.
Die zweite Kupplung 48 kann entweder wie die Kupplung 31 als Reibungskupplung
ausgeführt
sein oder aber eine formschlüssige
Kupplung sein. Die dritte Getriebestufe 38 ist beispielsweise
für Vorwärtsfahrt
vorgesehen. Die vierte Getriebestufe 39 dagegen wird zum Erzeugen
des selben Übersetzungsverhältnisses
bei Rückwärtsfahrt
verwendet. Die vierte Getriebestufe weist ein siebtes, ein achtes
und ein neuntes Stirnrad 44, 45 und 46 auf,
die ebenfalls wie das vierte bis sechste Stirnrad 40–42 in
permanentem Eingriff miteinander stehen. Das siebte Stirnrad 44 ist
lösbar
mit einer Drehrichtungsumkehr 47 verbunden. Das achte Stirnrad 45 ist
mit der Zwischenwelle 43 und somit mit dem fünften Stirnrad 41 verbunden.
Die vierte Getriebestufe 39 wird durch das neunte Stirnrad 46 vervollständigt, welches
mit dem zweiten Antriebswellenabschnitt 5.2 fest verbunden
ist. Für
eine Vorwärtsfahrt,
bei der neben dem hydrostatischen Zweig auch der mechanische Zweig
zum Antreiben genutzt wird, ist die zweite Kupplung 48 geschlossen,
während
die dritte Kupplung 49 geöffnet ist. Für eine Rückwärtsfahrt
mit sowohl dem mechanischen Zweig als auch dem hydrostatischen Zweig
wird die zweite Kupplung 48 geöffnet und die dritte Kupplung 49 geschlossen.For fixed connection of the fourth spur gear 40 with the first drive shaft section 5.1 is a second clutch 48 intended. The second clutch 48 can either be like the clutch 31 be designed as a friction clutch or be a positive clutch. The third gear stage 38 is intended for forward driving, for example. The fourth gear stage 39 on the other hand, it is used to generate the same gear ratio when reversing. The fourth gear stage has a seventh, an eighth and a ninth spur gear 44 . 45 and 46 on, which also like the fourth to sixth spur gear 40 - 42 in permanent engagement with each other. The seventh spur gear 44 is solvable with a reversal of direction 47 connected. The eighth spur gear 45 is with the intermediate shaft 43 and thus with the fifth spur gear 41 connected. The fourth gear stage 39 gets through the ninth spur gear 46 completed, which with the second drive shaft section 5.2 is firmly connected. For a forward drive, in which in addition to the hydrostatic branch and the mechanical branch is used to drive, is the second clutch 48 closed while the third clutch 49 is open. For a reverse drive with both the mechanical branch and the hydrostatic branch becomes the second clutch 48 opened and the third clutch 49 closed.
Die
Drehrichtungsumkehr 47 weist ein Zahnradpaar auf, wodurch
die Drehrichtung des siebten Stirnrads 44 gegenüber der
Drehrichtung des vierten Stirnrads 40 umgekehrt wird. Zum
Erreichen gleicher Fahrgeschwindigkeitsbereiche in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung
sind die Übersetzungsverhältnisse
der dritten Getriebestufe 38 und der vierten Getriebestufe 39 vorzugsweise
identisch.The reversal of direction 47 has a gear pair, whereby the direction of rotation of the seventh spur gear 44 opposite to the direction of rotation of the fourth spur gear 40 is reversed. To achieve the same driving speed ranges in the forward and reverse directions, the gear ratios of the third gear stage 38 and the fourth gear stage 39 preferably identical.
Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 2 ist es auch möglich, einen Fahrbereich zu
nutzen, bei dem ausschließlich
der hydrostatische Zweig verwendet wird. In einem solchen Fahrbetrieb
sind sowohl die zweite Kupplung 48 als auch die dritte
Kupplung 49 geöffnet.
Gleichzeitig ist die Blockiervorrichtung 36 betätigt. Die
Blockiervorrichtung 36 kann beispielsweise eine formschlüssige Kupplung
sein, mit der der Steg 35 des zweiten Planetengetriebes 32 gehäuseseitig
fixiert wird.In the embodiment of the 2 it is also possible to use a driving range in which only the hydrostatic branch is used. In such a driving operation are both the second clutch 48 as well as the third clutch 49 open. At the same time is the blocking device 36 actuated. The blocking device 36 For example, can be a positive coupling, with the bridge 35 of the second planetary gear 32 is fixed on the housing side.
Aufgrund
der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse
des ersten Planetengetriebes 13 und des zweiten Planetengetriebes 32 ergibt
sich bei einer Drehmomenteneinleitung durch den Hydromotor 12 über die
Hydromotorausgangswelle 28 sowie das damit verbundene dritte
Stirnrad 29 auf die Hohlräder 15, 33 des
ersten Planetengetriebes 13 bzw. des zweiten Planetengetriebes 32 eine
Rotation des Stegs 16 des ersten Planetengetriebes 13 und
somit ein Drehmoment an der Abtriebswelle 18.Due to the different ratios of the first planetary gear 13 and the second planetary gear 32 results from a torque introduction by the hydraulic motor 12 via the hydraulic motor output shaft 28 and the associated third spur gear 29 on the ring gears 15 . 33 of the first planetary gear 13 or the second planetary gear 32 a rotation of the bridge 16 of the first planetary gear 13 and thus a torque on the output shaft 18 ,
Befindet
sich das Fahrzeug in diesem Fahrgeschwindigkeitsbereich, in dem
ein Antrieb lediglich über
den hydrostatischen Zweig des Leistungsverzweigungsgetriebes 1' erfolgt, kann
bei einem Bremsvorgang eine Bremsenergierückgewinnung wegen der fehlenden
Verbindung zwischen dem ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 und
dem zweiten Antriebswellenabschnitt 5.2 ausschließlich über den
Hydromotor 12 erfolgen. Ohne Durchschwenken des Hydromotors 12 wird
in der stromabwärtigen
Arbeitsleitung durch den nunmehr als Pumpe wirkenden Hydromotor 12 ein
Druck erzeugt, welcher in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeichert
werden kann. Um eine Speicherung von freiwerdender kinetischer Energie
zu ermöglichen,
wird vorzugsweise die Hydropumpe 9 auf verschwindendes
Fördervolumen
gestellt. Für
den Fall einer Vorwärtsfahrt
erzeugt der Hydromotor 12 in der zweiten Arbeitsleitung 11,
welche sich stromabwärts
des Hydromotors befindet, einen Druck und der Ventilblock 23 verbindet
die zweite Verbindungsleitung 25 mit der Hochdruckspeicherleitung 26.
Infolgedessen wird unter Erhöhung
des Drucks in dem ersten Hydrospeicher 21 kinetische Energie
in Form von Druckenergie in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeichert.
In bereits beschriebener Weise wird gleichzeitig durch den Ventilblock 23 die Niederdruckspeicherleitung 27 mit
der ersten Verbindungsleitung 24 verbunden, so dass ein
Volumenstromausgleich durch den zweiten Hydrospeicher 22 erfolgen
kann.If the vehicle is in this driving speed range in which a drive only via the hydrostatic branch of the power split transmission 1' takes place, in a braking process, a brake energy recovery due to the lack of connection between the first drive shaft section 5.1 and the second drive shaft portion 5.2 exclusively via the hydraulic motor 12 respectively. Without swinging through the hydraulic motor 12 is in the downstream working line by the now acting as a pump hydraulic motor 12 generates a pressure which in the first hydraulic accumulator 21 can be stored. In order to enable a storage of released kinetic energy, preferably the hydraulic pump 9 set to vanishing delivery volume. In the case of a forward drive, the hydraulic motor generates 12 in the second working administration 11 , which is located downstream of the hydraulic motor, a pressure and the valve block 23 connects the second connection line 25 with the high-pressure accumulator line 26 , As a result, while increasing the pressure in the first hydraulic accumulator 21 kinetic energy in the form of pressure energy in the first hydraulic accumulator 21 saved. In the manner already described is simultaneously through the valve block 23 the low-pressure storage line 27 with the first connection line 24 connected, so that a flow balance through the second hydraulic accumulator 22 can be done.
In
dem zweiten Fahrgeschwindigkeitsbereich wird die Blockiervorrichtung 36 nicht
eingesetzt und der Steg 35 des zweiten Planetengetriebes 32 kann
sich frei drehen. Gleichzeitig ist bei Vorwärtsfahrt die zweite Kupplung 48 eingerückt und
verbindet somit die den ersten Antriebswellenabschnitt 5.1 mit
dem zweiten Antriebswellenabschnitt 5.2. Aufgrund der Verwendung
einer Zwischenwelle 43 entsprechen sich dabei die Drehrichtungen
des ersten Antriebswellenabschnitts 5.1 und des zweiten
Antriebswellenabschnitts 5.2. Die Funktion ist in diesem Schaltzustand
identisch mit der bereits unter Bezugnahme auf 1 geschilderten
Funktion mit einer direkten Anbindung des Sonnenrads 14 des
ersten Planetengetriebes 13 an den Antriebsmotor 2.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der 2 ist es folglich ebenso möglich in dem zweiten Fahrbereich die
freiwerdende kinetische Energie durch Fördern von Druckmittel durch
die Hydropumpe 9 sowie gleichzeitig durch den Hydromotor 12 in
dem ersten Hydrospeicher 21 zu speichern. Ebenso kann die Rückgewinnung
der gespeicherten Energie entweder über den Hydromotor 12 allein
oder aber sowohl über den
Hydromotor 12 als auch über
die Hydropumpe 9 erfolgen. Zur ausschließlichen
Erzeugung einer Bremswirkung mittels Speicherung der freiwerdenden
kinetischen Energie ist auch hier durch die Kupplung 31 der
erste Antriebswellenabschnitt 5.1 von dem Antriebsmotor 2 trennbar.In the second traveling speed range, the blocking device becomes 36 not used and the bridge 35 of the second planetary gear 32 can turn freely. At the same time when driving forwards, the second clutch 48 engaged and thus connects the first drive shaft section 5.1 with the second drive shaft section 5.2 , Due to the use of an intermediate shaft 43 In this case, the directions of rotation of the first drive shaft section correspond 5.1 and the second drive shaft section 5.2 , In this switching state, the function is identical to that already described with reference to FIG 1 described function with a direct connection of the sun gear 14 of the first planetary gear 13 to the drive motor 2 , In the illustrated embodiment of the 2 It is therefore also possible in the second driving range, the released kinetic energy by conveying pressure medium through the hydraulic pump 9 and at the same time by the hydraulic motor 12 in the first hydraulic accumulator 21 save. Likewise, the recovery of the stored energy either via the hydraulic motor 12 alone or via both the hydraulic motor 12 as well as via the hydraulic pump 9 respectively. For the exclusive generation of a braking effect by storing the released kinetic energy is also here by the coupling 31 the first drive shaft section 5.1 from the drive motor 2 separable.
Sämtliche
Betriebssituationen, die vorstehend ausschließlich für die Vorwärtsfahrt mit einer Förderung
von hydrostatischem Druckmittel im Uhrzeigersinn des hydraulischen
Kreislaufs erläutert wurden,
treffen in analoger Weise auch für
Rückwärtsfahrt
zu. Bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 ist hierbei lediglich zu beachten, dass in dem zweiten
Fahrbereich die zweite Kupplung 48 geöffnet und die dritte Kupplung 49 geschlossen
ist. Im Unterschied zur vorangegangenen Beschreibung bei Vorwärtsfahrt
kehren sich die Druckverhältnisse
in der ersten und der zweiten Arbeitsleitung um und die erste Arbeitsleitung 10 wird
zur bezüglich
des Hydromotors 12 stromabwärtigen Arbeitsleitung, welche
zur Speicherung von Energie mit dem ersten Hydrospeicher 21 zu
verbinden ist.All operating situations, which have been explained above exclusively for the forward drive with a promotion of hydrostatic pressure medium in the clockwise direction of the hydraulic circuit, apply in a similar manner to reverse. In the embodiment of the 2 Here it should only be noted that in the second driving range, the second clutch 48 opened and the third clutch 49 closed is. In contrast to the preceding description when driving forward, the pressure conditions in the first and the second working line reverse and the first working line 10 becomes relative to the hydraulic motor 12 downstream working line which stores energy with the first hydraulic accumulator 21 to connect.
Bei
der Rückgewinnung
der gespeicherten Energie kann auch gleichzeitig eine Fahrtrichtungsumkehr
erfolgen. D.h., dass durch den Ventilblock 23 das in dem
ersten Hydrospeicher 21 gespeicherte Druckmittel auch in
diejenige Arbeitsleitung zurückgeführt werden
kann, aus der es zur Speicherung entnommen wurde. Wird beispielsweise
ein Fahrzeug zunächst
während
einer Vorwärtsfahrt
bis auf Null abgebremst, so kann aus dem Stillstand heraus durch
Rückführen des
Druckmittels in die zweite Arbeitsleitung 11 eine Beschleunigung
in Rückwärtsrichtung
erreicht werden.When recovering the stored energy, it is also possible to reverse the direction of travel at the same time. That is, through the valve block 23 that in the first hydraulic accumulator 21 stored pressure fluid can also be returned to that working line from which it was taken for storage. If, for example, a vehicle is first decelerated to zero during a forward drive, then it can be brought out of the standstill by returning the pressure medium to the second working line 11 an acceleration in the reverse direction can be achieved.
Detaillierte
Ausführungsbeispiele
für den Ventilblock 23 zur
Verbindung der beiden Hydrospeicher 21, 22 mit
den Arbeitsleitungen 10, 11 sind in den 3–6 dargestellt.Detailed embodiments of the valve block 23 for connecting the two hydraulic accumulators 21 . 22 with the working pipes 10 . 11 are in the three - 6 shown.
Ein
erstes, einfaches Ausführungsbeispiel für einen
Ventilblock 23 ist in der 3 gezeigt.
Zum Verbinden der ersten Verbindungsleitung 24 mit der Hochdruckspeicherleitung 26 oder
der Niederdruckspeicherleitung 27 oder der zweiten Verbindungsleitung 25 mit
der Hochdruckspeicherleitung 26 bzw. der Niederdruckspeicherleitung 27 umfasst
der Ventilblock 23 ein Fahrtrichtungsventil 51.
Das Fahrtrichtungsventil 51 ist ein 4/3-Wegeventil. In
einer Neutralposition 52 sind alle vier Anschlüsse des
Fahrtrichtungsventils 51 voneinander getrennt. Es besteht
somit keine durchströmbare
Verbindung zwischen der Hochdruckspeicherleitung 26 bzw.
der Niederdruckspeicherleitung 27 und den beiden Verbindungsleitungen 24 bzw. 25.
Ist in diesen Schaltzustand des Fahrtrichtungsventils 51 bereits
Druckmittel in dem ersten Hydrospeicher 21 gespeichert,
so ist aufgrund der vollständigen
Abkopplung von dem hydrostatischen Kreislauf eine längerfristige
Speicherung von Druckmittel möglich.
Eine Leckage wird durch diese Trennung verhindert.A first, simple embodiment of a valve block 23 is in the three shown. To connect the first connection line 24 with the high-pressure accumulator line 26 or the low pressure storage line 27 or the second connection line 25 with the high-pressure accumulator line 26 or the low-pressure storage line 27 includes the valve block 23 a directional control valve 51 , The directional valve 51 is a 4/3-way valve. In a neutral position 52 are all four connections of the driving line tung valve 51 separated from each other. There is thus no through-flow connection between the high pressure accumulator line 26 or the low-pressure storage line 27 and the two connecting lines 24 respectively. 25 , Is in this switching state of the directional control valve 51 already pressure medium in the first hydraulic accumulator 21 stored, so a longer-term storage of pressure medium is possible due to the complete decoupling of the hydrostatic circuit. Leakage is prevented by this separation.
Aus
der Neutralposition 52 heraus kann das Fahrtrichtungsventil 51 in
eine erste Schaltposition 53 oder eine zweite Schaltposition 54 gebracht
werden. In der ersten Schaltposition 53 ist die erste Verbindungsleitung 24 mit
der Niederdruckspeicherleitung 27 und die zweite Verbindungsleitung 25 mit
der Hochdruckspeicherleitung 26 verbunden. In der zweiten
Schaltposition 54 dagegen wird die erste Verbindungsleitung 24 mit
der Hochdruckspeicherleitung 26 sowie die zweite Verbindungsleitung 25 mit der
Niederdruckspeicherleitung 27 verbunden. Das Fahrtrichtungsventil 51 wird
während
eines Bremsvorgangs in Vorwärtsrichtung
in seine erste Schaltposition 53 gebracht. Ein Beschleunigen
in Vorwärtsrichtung
ist möglich,
wenn das Fahrtrichtungsventil 51 in seiner zweiten Schaltposition 54 ist.
Bei Rückwärtsbremsen
und Vorwärtsbeschleunigung
werden dementsprechend die entgegengesetzten Schaltpositionen eingenommen.
Um eine Rückkehr
des Fahrtrichtungsventils 51 in seine Neutralposition zu gewährleisten,
ist eine erste Zentrierfeder 55 und eine zweite Zentrierfeder 56 vorgesehen.
Gleichsinnig mit der ersten Zentrierfeder 55 wirkt ein
erster Elektromagnet 57 als Aktuator zum Betätigen des Fahrtrichtungsventils 51 auf
das Fahrtrichtungsventil 51. Bei Betätigung des ersten Elektromagneten 57 wird
das Fahrtrichtungsventil 51 aus seiner Neutralposition 52 heraus
entgegen der Kraft der entgegengesetzt wirkenden zweiten Zentrierfeder 56 in
seine erste Schaltposition 53 gebracht. Dementsprechend wird
bei Betätigen
eines zweiten Elektromagneten 58 das Fahrtrichtungsventil 51 in
seine zweite Schaltposition 54 unter Kompression der ersten
Zentrierfeder 5 gebracht. Anstelle der im dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Aktuatoren verwendeten ersten und zweiten Elektromagnete 57, 58,
können
auch andere Aktuatoren eingesetzt werden. Beispielsweise ist das Erzeugen
einer hydraulischen Kraft an entsprechenden Messflächen des
Fahrtrichtungsventils 51 denkbar.From the neutral position 52 out can the directional valve 51 in a first switching position 53 or a second switching position 54 to be brought. In the first switching position 53 is the first connection line 24 with the low-pressure storage line 27 and the second connection line 25 with the high-pressure accumulator line 26 connected. In the second switching position 54 on the other hand, the first connecting line becomes 24 with the high-pressure accumulator line 26 and the second connection line 25 with the low-pressure storage line 27 connected. The directional valve 51 during a braking operation in the forward direction to its first switching position 53 brought. An acceleration in the forward direction is possible when the directional control valve 51 in its second switching position 54 is. In reverse braking and forward acceleration accordingly the opposite switching positions are taken. A return of the directional control valve 51 to ensure its neutral position, is a first centering spring 55 and a second centering spring 56 intended. Equal with the first centering spring 55 acts a first electromagnet 57 as an actuator for actuating the directional control valve 51 on the directional control valve 51 , Upon actuation of the first electromagnet 57 becomes the directional valve 51 from its neutral position 52 out against the force of the oppositely acting second centering spring 56 in its first switching position 53 brought. Accordingly, upon actuation of a second solenoid 58 the directional control valve 51 in its second switching position 54 under compression of the first centering spring 5 brought. Instead of the first and second electromagnets used as actuators in the illustrated embodiment 57 . 58 , other actuators can be used. For example, generating a hydraulic force at corresponding measuring surfaces of the directional control valve 51 conceivable.
Vorzugsweise
ist dem ersten Hydrospeicher 21 eine Speicherdruckhalteeinrichtung 59 vorgeschaltet.
Zum Vorschalten der Speicherdruckhaltevorrichtung 59 ist
diese in der Hochdruckspeicherleitung 26 vorzugsweise innerhalb
des Ventilblocks 23 angeordnet. In der Speicherdruckhaltevorrichtung 59 verzweigt
sich die Hochdruckspeicherleitung 26 in einen ersten Leitungszweig 26' und einen zweiten
Leitungszweig 26''. Die Leitungszweige 26' und 26'' sind parallel zueinander angeordnet.
In dem ersten Leitungszweig 26' ist ein Druckbegrenzungsventil 60 als Druckhalteventil
angeordnet, das durch eine Feder 61 in Schließrichtung
beaufschlagt ist. Entgegengesetzt zu der Kraft der Schließfeder 61 wirkt
der in dem ersten Hydrospeicher 21 herrschende Druck, der
einer Messfläche über eine
Messleitung 62 zugeführt wird.
Damit ist ein Öffnen
des Druckbegrenzungsventils 60 nur dann möglich, wenn
der in dem ersten Hydrospeicher 21 herrschende Druck einen
durch die Schließfeder 61 festgelegten
Wert überschreitet.Preferably, the first hydraulic accumulator 21 a memory pressure holding device 59 upstream. To advance the memory pressure holding device 59 this is in the high pressure storage line 26 preferably within the valve block 23 arranged. In the memory pressure holding device 59 branches the high-pressure accumulator line 26 in a first leg 26 ' and a second leg 26 '' , The line branches 26 ' and 26 '' are arranged parallel to each other. In the first leg 26 ' is a pressure relief valve 60 arranged as a pressure holding valve, by a spring 61 is acted upon in the closing direction. Opposite to the force of the closing spring 61 acts in the first hydraulic accumulator 21 prevailing pressure of a measuring surface via a measuring line 62 is supplied. This is an opening of the pressure relief valve 60 only possible if in the first hydraulic accumulator 21 prevailing pressure one through the closing spring 61 exceeds the specified value.
In
dem parallel dazu angeordneten zweiten Leitungszweig 26'' ist ein Rückschlagventil 63 angeordnet,
welches in Richtung auf den ersten Hydrospeicher 61 hin öffnet. Ein
Zuführen
von Druckmittel in den ersten Hydrospeicher 21 ist somit
unabhängig von
dem dort herrschenden Druck immer möglich. Durch die Speicherdruckhaltevorrichtung 59 wird
somit gewährleistet,
dass in dem ersten Hydrospeicher 21 immer ein gewisser
Mindestdruck herrscht und keine vollständige Entnahme von Druckmittel
aus dem ersten Hydrospeicher 21 möglich ist.In the parallel arranged second line branch 26 '' is a check valve 63 arranged, which points towards the first hydraulic accumulator 61 opens. A supply of pressure medium in the first hydraulic accumulator 21 is thus always possible regardless of the prevailing pressure. By the memory pressure holding device 59 This ensures that in the first hydraulic accumulator 21 there is always a certain minimum pressure and no complete removal of pressure medium from the first hydraulic accumulator 21 is possible.
Die
Ansteuerung des ersten bzw. zweiten Elektromagneten 57, 58 erfolgt
vorzugsweise über eine
elektronische Steuereinheit, die ausgehend von der gewählten Fahrtrichtung
das Umschalten der Elektromagneten 57 bzw. 58 steuert.The control of the first and second electromagnet 57 . 58 Preferably takes place via an electronic control unit, starting from the selected direction of travel, the switching of the electromagnet 57 respectively. 58 controls.
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
für einen Ventilblock 23 zeigt
die 4. Bei dem in der 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks 23 erfolgt die Verbindung zwischen der
ersten Verbindungsleitung 24 und der zweiten Verbindungsleitung 25 und
der Hochdruckspeicherleitung 26 bzw. der Niederdruckspeicherleitung 27 mit
Hilfe eines ersten bis vierten Sitzventils 64, 65, 66 und 67.
Die vier Sitzventile 64–67 sind vorzugsweise
gleich aufgebaut. Um unnötige
Wiederholungen zu vermeiden, wird nachfolgend lediglich der Aufbau
des ersten Sitzventils 64 ausführlich beschrieben. Der Übersichtlichkeit halber
sind folglich die Bezugszeichen der einzelnen Elemente der Sitzventile
nur an dem ersten Sitzventil 64 angeordnet.A second embodiment of a valve block 23 show the 4 , In the in the 4 illustrated embodiment of a valve block 23 the connection between the first connection line takes place 24 and the second connection line 25 and the high pressure accumulator line 26 or the low-pressure storage line 27 with the help of a first to fourth seat valve 64 . 65 . 66 and 67 , The four seat valves 64 - 67 are preferably the same structure. In order to avoid unnecessary repetition, hereinafter only the construction of the first seat valve 64 described in detail. For clarity, therefore, the reference numerals of the individual elements of the poppet valves only on the first seat valve 64 arranged.
Das
erste Sitzventil 64 weist einen Schließkörper 68 auf, durch
den ein erster und ein zweiter Druckraum in einer geschlossenen
Position des ersten Sitzventils 64 voneinander getrennt
sind. An dem Schließkörper 68 ist
eine erste Fläche 69 in
dem ersten Druckraum und eine zweite, gleichsinnig dazu orientierte
Fläche 70 in
dem zweiten Druckraum ausgebildet. In entgegengesetzter Richtung
orientiert ist eine dritte Fläche 71.
Die drei Flächen 69–71 sind
mit jeweils einem Druck beaufschlagbar. Gleichsinnig zu der an der
dritten Fläche 71 angreifenden
hydraulischen Kraft ist der Schließkörper 68 mit der Kraft
einer ersten Ventilfeder 78 beaufschlagt. Die erste Ventilfeder 78 beaufschlagt
das erste Sitzventil 64 in Schließrichtung.The first seat valve 64 has a closing body 68 on, through which a first and a second pressure chamber in a closed position of the first seat valve 64 are separated from each other. On the closing body 68 is a first surface 69 in the first pressure chamber and a second, in the same direction oriented surface 70 formed in the second pressure chamber. Oriented in the opposite direction is a third surface 71 , The three surfaces 69 - 71 are each acted upon by a pressure. In the same way as on the third surface 71 attacking hydraulic force is the closing body 68 with the power of egg ner first valve spring 78 applied. The first valve spring 78 acts on the first seat valve 64 in the closing direction.
Dementsprechend
sind an dem zweiten bis vierten Sitzventil 65–67 jeweils
ebenfalls eine Ventilfeder 79–81 angeordnet, die
das jeweilige Sitzventil 65–67 in Schließrichtung
beaufschlagen.Accordingly, at the second to fourth seat valve 65 - 67 each also a valve spring 79 - 81 arranged, which the respective seat valve 65 - 67 act in the closing direction.
Die
zweiten Druckräume
des ersten Sitzventils 64 und des dritten Sitzventils 66 sind über eine erste
Ventilverbindungsleitung 72 miteinander verbunden. Ebenso
sind die zweiten Druckräume
des zweiten Sitzventils 65 und des vierten Sitzventils 67 über eine
zweite Ventilverbindungsleitung 73 miteinander verbunden.The second pressure chambers of the first seat valve 64 and the third seat valve 66 are via a first valve connection line 72 connected with each other. Likewise, the second pressure chambers of the second seat valve 65 and the fourth seat valve 67 via a second valve connection line 73 connected with each other.
Der
erste Druckraum des ersten Sitzventils 64 ist über eine
erste Ventilanschlussleitung 74 mit der zweiten Verbindungsleitung 25 verbunden.
In geschlossenem Zustand des ersten Sitzventils 64 ist
die erste Ventilanschlussleitung 74 von der ersten Ventilverbindungsleitung 72 getrennt.
Der erste Druckraum des zweiten Sitzventils 65 ist über eine
zweite Ventilanschlussleitung 75 mit der ersten Verbindungsleitung 25 verbunden.
Die erste Verbindungsleitung 24 ist über eine dritte Ventilanschlussleitung 76 mit
dem ersten Druckraum des dritten Sitzventils 66 und über eine
vierte Ventilanschlussleitung 67 mit dem ersten Druckraum
des vierten Sitzventils 67 verbunden.The first pressure chamber of the first seat valve 64 is via a first valve connection line 74 with the second connection line 25 connected. In the closed state of the first seat valve 64 is the first valve connection line 74 from the first valve connection line 72 separated. The first pressure chamber of the second seat valve 65 is via a second valve connection line 75 with the first connection line 25 connected. The first connection line 24 is via a third valve connection line 76 with the first pressure chamber of the third seat valve 66 and via a fourth valve connection line 67 with the first pressure chamber of the fourth seat valve 67 connected.
Die
erste Ventilverbindungsleitung 72 ist über die Hochdruckspeicherleitung 26 mit
dem ersten Hydrospeicher 21 verbunden. Die zweite Ventilverbindungsleitung 73 ist über die
Niederdruckspeicherleitung 27 mit dem zweiten Hydrospeicher 22 verbunden.The first valve connection line 72 is via the high pressure storage line 26 with the first hydraulic accumulator 21 connected. The second valve connection line 73 is via the low-pressure storage line 27 with the second hydraulic accumulator 22 connected.
Wie
es bereits ausgeführt
wurde, werden die Schließkörper der
Sitzventile 64–67 über jeweils
eine Ventilfeder 78–81 in
Richtung ihrer geschlossenen Position beaufschlagt. Sofern auf die
jeweils dritten Flächen
der Sitzventile 64–67 keine
hydraulische Kraft wirkt, ist die Kraft der Ventilfedern 78–81 nicht ausreichend,
um die Sitzventile 64–67 in
ihrer geschlossenen Position zu halten. Die hydraulischen Kräfte, die
auf die erste Fläche
und die zweite Fläche des
Sitzventils 64–67 wirken, übersteigen
die Kraft der in Schließrichtung
wirkenden Ventilfeder 78–81.As it has already been stated, the closing bodies of the seat valves 64 - 67 via one valve spring each 78 - 81 acted upon in the direction of its closed position. Provided on the respective third surfaces of the poppet valves 64 - 67 no hydraulic force acts, is the force of the valve springs 78 - 81 not sufficient to the poppet valves 64 - 67 to hold in their closed position. The hydraulic forces acting on the first surface and the second surface of the seat valve 64 - 67 act, exceed the force of the valve spring acting in the closing direction 78 - 81 ,
Um
die Sitzventile 64–67 in
ihrer jeweils geschlossenen Position zu halten, wird daher auf die
jeweils dritte Fläche
eine hydraulische Kraft erzeugt. Zum Erzeugen der hydraulischen
Kraft ist die dritte Fläche 71 des
ersten Sitzventils 64 über
eine erste Steuerdruckleitung 82 mit einem Steuerdruck
beaufschlagbar. Ebenso ist die dritte Fläche des zweiten Sitzventils 65 über eine
zweite Steuerdruckleitung 83, die dritte Fläche des
dritten Sitzventils 66 über eine
dritte Steuerdruckleitung 84 und die dritte Fläche des
vierten Sitzventils 67 über
eine vierte Steuerdruckleitung 85 mit einem Steuerdruck
beaufschlagbar. Der ersten Steuerdruckleitung 82 und der
vierten Steuerdruckleitung 85 wird gemeinsam über einen ersten
Leitungsabschnitt 76 der Steuerdruck zugeführt. Ebenso
wird der zweiten Steuerdruckleitung 83 und der dritten
Steuerdruckleitung 84 gemeinsam über einen zweiten Leitungsabschnitt 87 ein
Steuerdruck zugeführt.
Zum Erzeugen bzw. zum Zuordnen des Steuerdrucks zu dem ersten Leitungsabschnitt 86 bzw.
dem zweiten Leitungsabschnitt 87 ist ein Pilotventil 88 vorgesehen.To the poppet valves 64 - 67 To keep in their respective closed position, therefore, a hydraulic force is generated on the respective third surface. To generate the hydraulic force is the third surface 71 of the first seat valve 64 via a first control pressure line 82 can be acted upon by a control pressure. Likewise, the third surface of the second seat valve 65 via a second control pressure line 83 , the third surface of the third seat valve 66 via a third control pressure line 84 and the third surface of the fourth seat valve 67 via a fourth control pressure line 85 can be acted upon by a control pressure. The first control pressure line 82 and the fourth control pressure line 85 is shared over a first line section 76 the control pressure supplied. Likewise, the second control pressure line 83 and the third control pressure line 84 together via a second line section 87 supplied a control pressure. For generating the control pressure to the first line section 86 or the second line section 87 is a pilot valve 88 intended.
Das
Pilotventil 88 verbindet in Abhängigkeit von seiner Schaltposition
den ersten Leitungsabschnitt 86 und/oder den zweiten Leitungsabschnitt 87 mit
einer Höchstdruckleitung 89.
Der Höchstdruckleitung 89 wird
durch eine Höchstdruckauswahleinrichtung 90 der
jeweils höchste
in dem System verfügbare
Druck zugeführt.The pilot valve 88 connects depending on its switching position, the first line section 86 and / or the second line section 87 with a maximum pressure line 89 , The highest pressure line 89 is through a maximum pressure selector 90 the highest available in the system pressure supplied.
Die
Höchstdruckauswahleinrichtung 90 weist hierzu
ein erstes Wechselventil 91 und ein zweites Wechselventil 92 auf.
Die beiden Wechselventile 91, 92 sind über eine
Wechselventilverbindungsleitung 93 miteinander verbunden.
Die Wechselventilverbindungsleitung 93 ist über einen
Hochdruckspeicherleitungszweig 94 mit der ersten Ventilverbindungsleitung 72 und
damit mit dem ersten Hydrospeicher 21 über die Hochdruckspeicherleitung 26 verbunden.
An den jeweiligen Eingängen
des ersten Wechselventils 91 bzw. des zweiten Wechselventils 92 liegt
somit der in dem ersten Hydrospeicher 21 herrschende Druck an.
Ein weiterer Eingangsanschluss des ersten Wechselventils 91 ist über eine
erste Zuführungsleitung 95 mit
der zweiten Verbindungsleitung 25 verbunden. Ein zweiter
Eingangsanschluss des zweiten Wechselventils 92 ist über eine
zweite Zuführungsleitung 96 mit
der ersten Verbindungsleitung 24 verbunden. Durch das erste
Wechselventil 91 findet ein Vergleich des in der zweiten
Verbindungsleitung 25 herrschenden Drucks mit dem in dem
ersten Hydrospeicher 21 herrschenden Druck statt. Gleichzeitig
wird durch das zweite Wechselventil 92 ein Druckvergleich
zwischen dem Druck in der ersten Verbindungsleitung 24 sowie
dem ersten Hydrospeicher 21 durchgeführt. Der jeweils höhere der
beiden Drücke wird
durch das erste Wechselventil 91 bzw. das zweite Wechselventil 92 an
deren Ausgangsanschlüssen ausgegeben.
Die Ausgangsanschlüsse
des ersten Wechselventils 91 und des zweiten Wechselventils 92 sind über eine
Ausgangsverbindungsleitung 97 miteinander verbunden. In
der Ausgangsverbindungsleitung 97 sind ein erstes Rückschlagventil 98 und
ein zweites Rückschlagventil 99 angeordnet,
wobei die Öffnungsrichtung
der beiden Rückschlagventile 98, 99 aufeinander
zugerichtet ist. Zwischen den beiden Rückschlagventilen 98, 99 ist
mit der Ausgangsverbindungsleitung 97 die Höchstdruckleitung 89 verbunden.The maximum pressure selector 90 has for this purpose a first shuttle valve 91 and a second shuttle valve 92 on. The two shuttle valves 91 . 92 are via a shuttle valve connection line 93 connected with each other. The shuttle valve connection line 93 is via a high-pressure storage line branch 94 with the first valve connection line 72 and thus with the first hydraulic accumulator 21 over the high pressure storage line 26 connected. At the respective inputs of the first shuttle valve 91 or the second shuttle valve 92 is thus in the first hydraulic accumulator 21 prevailing pressure. Another input port of the first shuttle valve 91 is via a first supply line 95 with the second connection line 25 connected. A second input port of the second shuttle valve 92 is via a second supply line 96 with the first connection line 24 connected. Through the first shuttle valve 91 finds a comparison of the in the second connection line 25 prevailing pressure with that in the first hydraulic accumulator 21 prevailing pressure. At the same time by the second shuttle valve 92 a pressure comparison between the pressure in the first connection line 24 as well as the first hydraulic accumulator 21 carried out. The higher of the two pressures is through the first shuttle valve 91 or the second shuttle valve 92 output at its output terminals. The output connections of the first shuttle valve 91 and the second shuttle valve 92 are via an output connection line 97 connected with each other. In the output connection line 97 are a first check valve 98 and a second check valve 99 arranged, the opening direction of the two check valves 98 . 99 is aligned with each other. Between the two check valves 98 . 99 is with the output connection line 97 the highest pressure line 89 connected.
Das
Pilotventil 88 ist ein 3/3-Wegeventil, welches in Richtung
einer ersten Schaltposition 102 durch eine Pilotventilfeder 100 beaufschlagt
ist. Das Pilotventil 88 weist eine zweite Schaltposition 103 und
eine dritte Schaltposition 104 auf. Um das Pilotventil 88 aus
seiner ersten Schaltposition 102 in die zweite Schaltposition 103 bzw.
die dritte Schaltposition 104 zu bringen, ist als Aktuator
ein Elektromagnet 101 vorgesehen. Der Elektromagnet 101 beaufschlagt
das Pilotventil 88 entgegen der Kraft der Pilotventilfeder 100.
In Abhängigkeit
von der von dem Elektromagnet 101 erzeugten Kraft wird
das Pilotventil in seine zweite Schaltposition 103 oder
in seine dritte Schaltposition 104 gebracht. Liegt an dem
Elektromagneten 101 kein Steuersignal mehr an, so wird das
Pilotventil 88 durch die Kraft der Pilotventilfeder 100 zurück in seine
erste Schaltposition 102 gebracht.The pilot valve 88 is a 3/3-way valve, which is in the direction of a first switching position 102 through a pilot valve spring 100 is charged. The pilot valve 88 has a second switching position 103 and a third shift position 104 on. To the pilot valve 88 from its first switching position 102 in the second switching position 103 or the third switching position 104 To bring, as an actuator is an electromagnet 101 intended. The electromagnet 101 acts on the pilot valve 88 against the force of the pilot valve spring 100 , Depending on the electromagnet 101 generated force, the pilot valve is in its second switching position 103 or in its third switching position 104 brought. Lies on the electromagnet 101 no control signal, so the pilot valve 88 by the power of the pilot valve spring 100 back to its first switching position 102 brought.
In
der ersten Schaltposition 102 verbindet das Pilotventil
die Höchstdruckleitung 89 sowohl
mit dem ersten Leitungsabschnitt 86 als auch mit dem zweiten
Leitungsabschnitt 87. Somit sind über den ersten Leitungsabschnitt 86 die
erste Steuerdruckleitung 82 und die zweite Steuerdruckleitung 85 mit dem
höchsten
Systemdruck beaufschlagt. Ebenso wird als Steuerdruck über den
zweiten Leitungsabschnitt 87 der zweiten Steuerdruckleitung 83 sowie der
dritten Steuerdruckleitung 84 der höchste Systemdruck zugeführt. In
der ersten Schaltposition des Pilotventils 88 werden daher
sämtliche
Sitzventile 64–67 mit
einem dem höchsten
Systemdruck entsprechenden Steuerdruck über die erste bis vierte Steuerdruckleitung 82–85 beaufschlagt.
Unabhängig von
den hydraulischen Kräften,
die in entgegengesetzter Richtung auf die ersten bzw. zweiten Flächen der
Sitzventil 64–67 wirken,
werden daher die Sitzventile 64–67 in ihrer geschlossenen
Position gehalten.In the first switching position 102 the pilot valve connects the maximum pressure line 89 both with the first line section 86 as well as with the second line section 87 , Thus, over the first line section 86 the first control pressure line 82 and the second control pressure line 85 subjected to the highest system pressure. Likewise, as the control pressure on the second line section 87 the second control pressure line 83 and the third control pressure line 84 the highest system pressure supplied. In the first switching position of the pilot valve 88 Therefore, all seat valves 64 - 67 with a control pressure corresponding to the highest system pressure via the first to fourth control pressure lines 82 - 85 applied. Regardless of the hydraulic forces acting in opposite directions on the first and second surfaces of the seat valve 64 - 67 act, therefore, the poppet valves 64 - 67 held in its closed position.
Wird
dagegen das Pilotventil 88 durch Bestromen des Elektromagneten 101 in
seine zweite Schaltposition 103 gebracht, so wird lediglich
der erste Leitungsabschnitt 86 mit der Höchstdruckleitung 89 verbunden.
Infolgedessen werden die dritten Flächen des ersten Sitzventils 64 und
des vierten Sitzventils 85 mit einem Steuerdruck beaufschlagt
und in ihrer geschlossenen Position gehalten. In nicht dargestellter
Weise werden die dritten Flächen
des zweiten Sitzventils 65 und des dritten Sitzventils 66 dagegen
entspannt, so dass aufgrund der entgegensetzt gerichteten hydraulischen
Kräfte
das zweite Sitzventil 65 und das dritte Sitzventil 66 in
ihre geöffnete
Position gebracht werden. Durch Verstellen des zweiten Sitzventils 65 in
Richtung seiner geöffneten
Position wird die zweite Ventilverbindungsleitung 73 mit
der zweiten Ventilanschlussleitung 75 durchströmbar verbunden.
Infolgedessen wird die zweite Verbindungsleitung 25 mit
der Niederdruckspeicherleitung 27 über das zweite Sitzventil 65 verbunden.
Gleichzeitig wird das dritte Sitzventil 66 in seine geöffnete Position
gebracht, in der die erste Ventilverbindungsleitung 72 mit
der dritten Ventilanschlussleitung 76 verbunden ist. Über das
dritte Sitzventil 66 wird somit die erste Verbindungsleitung 24 mit
der Hochdruckspeicherleitung 26 verbunden. Folglich ist
in der ersten Schaltposition 103 der erste Hydrospeicher 21 mit
der ersten Arbeitsleitung 10 verbunden und gleichzeitig
der zweite Hydrospeicher 22 mit der zweiten Arbeitsleitung 11.Will, however, the pilot valve 88 by energizing the electromagnet 101 in its second switching position 103 brought, so only the first line section 86 with the highest pressure line 89 connected. As a result, the third surfaces of the first seat valve 64 and the fourth seat valve 85 subjected to a control pressure and held in its closed position. In a manner not shown, the third surfaces of the second seat valve 65 and the third seat valve 66 By contrast, it relaxes, so that due to the oppositely directed hydraulic forces, the second seat valve 65 and the third seat valve 66 be brought into their open position. By adjusting the second seat valve 65 towards its open position becomes the second valve connection line 73 with the second valve connection line 75 permeable connected. As a result, the second connection line becomes 25 with the low-pressure storage line 27 over the second seat valve 65 connected. At the same time, the third seat valve 66 brought into its open position, in which the first valve connection line 72 with the third valve connection line 76 connected is. About the third seat valve 66 thus becomes the first connection line 24 with the high-pressure accumulator line 26 connected. Consequently, in the first shift position 103 the first hydraulic accumulator 21 with the first working line 10 connected and at the same time the second hydraulic accumulator 22 with the second working line 11 ,
Zur
Nutzung der verschiedenen Verbindungsmöglichkeiten der Arbeitsleitungen 10, 11 mit dem
ersten oder zweiten Hydrospeicher 21, 22 wird auf
die vorstehenden Ausführungen
verwiesen. Wird das Pilotventil 88 in seine dritte Schaltposition 104 gebracht,
so wird im Gegensatz zur zweiten Schaltposition 103 der
zweite Leitungsabschnitt 87 mit der Höchstdruckleitung 89 verbunden.
In dieser Position wird die zweite Steuerdruckleitung 83 und
die dritte Steuerdruckleitung 84 mit dem Steuerdruck beaufschlagt
und das zweite und dritte Sitzventil 65, 66 in der
geschlossenen Position gehalten. Gleichzeitig werden das erste Sitzventil 64 und
das vierte Sitzventil 67 in ihre geöffnete Position gebracht. In
der geöffneten
Position des ersten Sitzventils 64 ist die erste Ventilanschlussleitung 74 mit
der ersten Ventilverbindungsleitung 72 verbunden. Dadurch
wird die zweite Verbindungsleitung 25 mit dem ersten Hydrospeicher 21 verbunden.To use the various connection options of the working lines 10 . 11 with the first or second hydraulic accumulator 21 . 22 Reference is made to the above statements. Will the pilot valve 88 in its third switching position 104 brought so is in contrast to the second switching position 103 the second line section 87 with the highest pressure line 89 connected. In this position, the second control pressure line 83 and the third control pressure line 84 subjected to the control pressure and the second and third seat valve 65 . 66 held in the closed position. At the same time, the first seat valve 64 and the fourth seat valve 67 brought into their open position. In the open position of the first seat valve 64 is the first valve connection line 74 with the first valve connection line 72 connected. This will be the second connection line 25 with the first hydraulic accumulator 21 connected.
Mittels
des vierten Sitzventils 67 wird in dessen geöffneter
Position die vierte Ventilanschlussleitung 77 mit der zweiten
Ventilverbindungsleitung 73 verbunden, wodurch der zweite
Hydrospeicher 22 mit der ersten Verbindungsleitung 24 verbunden
wird. In der zweiten Schaltposition des Pilotventils 88 ist
folglich die erste Arbeitsleitung 10 mit dem zweiten Hydrospeicher 22 und
die zweite Arbeitsleitung 11 mit dem ersten Hydrospeicher 21 verbunden.By means of the fourth seat valve 67 in its open position, the fourth valve connection line 77 with the second valve connection line 73 connected, creating the second hydraulic accumulator 22 with the first connection line 24 is connected. In the second switching position of the pilot valve 88 is therefore the first working management 10 with the second hydraulic accumulator 22 and the second working line 11 with the first hydraulic accumulator 21 connected.
In
der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ventilblocks 23 dargestellt.
Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem aus der 4,
wobei zur Erzeugung und zur Bereitstellung des jeweils höchsten verfügbaren Systemdrucks
anstelle der Höchstdruckauswahleinrichtung
ein einzelnes Wechselventil 105 eingesetzt wird. Das Wechselventil 105 ist
einerseits mit dem Hochdruckspeicherleitungszweig 94 und
andererseits mit einer Förderdruckleitung 106 verbunden.
Die Förderdruckleitung 106 ist mit
ihrem anderen Ende mit der Hydropumpe 9 verbunden und führt dem
einzelnen Wechselventil 105 den jeweils höheren in
den Arbeitsleitungen verfügbaren
Druck zu. Durch das einzelne Wechselventil 105 wird somit
an dessen Ausgang, der mit der Höchstdruckleitung 89 verbunden
ist, der jeweils höchste
Systemdruck bereitgestellt. Der Vergleich erfolgt durch das einzelne
Wechselventil 105 unmittelbar zwischen dem in dem ersten
Hydrospeicher 21 herrschenden Druck sowie dem jeweils höheren der beiden
Arbeitsleitungsdrücke.In the 5 is another embodiment of the valve block 23 shown. The structure corresponds essentially to that of 4 , wherein for generating and providing the highest available system pressure instead of the maximum pressure selector a single shuttle valve 105 is used. The shuttle valve 105 on the one hand with the high-pressure storage line branch 94 and on the other hand with a delivery pressure line 106 connected. The delivery pressure line 106 is at the other end with the hydraulic pump 9 connected and leads the individual shuttle valve 105 the higher pressure available in the working lines. Through the single shuttle valve 105 is thus at its output, with the highest pressure line 89 is connected, each providing the highest system pressure. The comparison is made by the single shuttle valve 105 directly between in the first hydraulic accumulator 21 prevailing pressure and the higher of the two working line pressures.
Zudem
ist das Pilotventil 88' um
einen vierten Anschluss ergänzt,
welcher über
eine Entspannungsleitung 107 mit einem Tankvolumen 108 verbunden
ist.In addition, the pilot valve 88 ' supplemented by a fourth connection, which via a relaxation line 107 with a tank volume 108 connected is.
Während in
der zweiten Schaltposition 103 des Pilotventils 88' die Höchstdruckleitung 89 mit dem
ersten Leitungsabschnitt 86 verbunden ist, wird gleichzeitig
der zweite Leitungsabschnitt 87 über die Entspannungsleitung 107 mit
dem Tankvolumen 108 verbunden. Dadurch werden das zweite
Sitzventil 65 und das dritte Sitzventil 66 an
ihrer jeweils dritten Fläche
entspannt. Umgekehrt wird, während
der zweite Leitungsabschnitt 87 mit der Höchstdruckleitung 89 in
der dritten Schaltposition 104 des Pilotventils 88' verbunden ist,
der erste Leitungsabschnitt 86 mit der Entspannungsleitung 107 und
damit mit dem Tankvolumen 108 verbunden. Dadurch werden
die dritten Flächen
des ersten Sitzventils 64 und des vierten Sitzventils 67 in
das Tankvolumen entlastet. Die Funktion entspricht der Funktion
des in der 4 dargestellten Ventilblocks 23,
so dass auf eine erneute Beschreibung der Funktionsweise verzichtet
wird.While in the second switching position 103 the pilot valve 88 ' the highest pressure line 89 with the first line section 86 is connected, simultaneously becomes the second line section 87 about the relaxation line 107 with the tank volume 108 connected. This will be the second seat valve 65 and the third seat valve 66 relaxed on their respective third surface. Conversely, during the second line section 87 with the highest pressure line 89 in the third switching position 104 the pilot valve 88 ' is connected, the first line section 86 with the relaxation line 107 and thus with the tank volume 108 connected. This will be the third surfaces of the first seat valve 64 and the fourth seat valve 67 relieved in the tank volume. The function corresponds to the function of in the 4 shown valve block 23 so that a re-description of the operation is omitted.
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Ventilblocks 23 für
den erfindungsgemäßen Antrieb
ist in der 6 dargestellt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 5 erfolgt hier ebenfalls die Auswahl des höchsten Systemdrucks über ein
einzelnes Wechselventil 105. Anstelle eines einzelnen Pilotventils 88' ist hier jedoch
ein erstes Pilotventil 109 und ein zweites Pilotventil 110 vorgesehen.
Das erste Pilotventil 109 weist eine erste Schaltposition 111 und
eine zweite Schaltposition 112 auf. In der ersten Schaltposition 111,
in deren Richtung das erste Pilotventil 109 aufgrund der
Kraft einer Druckfeder 113 gehalten wird, ist der erste
Leitungsabschnitt 86 mit der Höchstdruckleitung 89 verbunden.
Wird entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 113 durch
einen Schaltmagneten 114 das erste Pilotventil 109 in
seine zweite Schaltposition 112 gebracht, so wird der erste
Leitungsabschnitt 86 mit der Entspannungsleitung 107 verbunden.Another embodiment of a valve block 23 for the drive according to the invention is in the 6 shown. As in the embodiment of 5 Here, too, the selection of the highest system pressure via a single shuttle valve 105 , Instead of a single pilot valve 88 ' Here, however, is a first pilot valve 109 and a second pilot valve 110 intended. The first pilot valve 109 has a first switching position 111 and a second switching position 112 on. In the first switching position 111 , in the direction of which the first pilot valve 109 due to the force of a compression spring 113 is held, is the first line section 86 with the highest pressure line 89 connected. Will be against the force of the first compression spring 113 by a switching magnet 114 the first pilot valve 109 in its second switching position 112 brought, so is the first line section 86 with the relaxation line 107 connected.
Das
zweite Pilotventil 110 weist ebenfalls eine erste Schaltposition 115 und
eine zweite Schaltposition 116 auf. In der ersten Schaltposition 115,
in deren Richtung das zweite Pilotventil 110 durch eine zweite
Druckfeder 117 beaufschlagt wird, wird die Höchstdruckleitung 89 mit
der zweiten Verbindungsleitung 87 verbunden. Wird dagegen
das zweite Pilotventil 110 durch den zweiten Schaltmagneten 118 in seine
zweite Schaltposition 116 gebracht, so wird die Entspannungsleitung 107 mit
der zweiten Verbindungsleitung 87 verbunden. Die Ansteuerung
der beiden Schaltmagnete 114 und 118 erfolgt so,
dass während
des Bremsbetriebs bzw. während
der Rückgewinnung
von gespeicherter Energie sich jeweils ein Pilotventil 109 bzw. 110 in
seiner ersten Schaltposition 111 bzw. 115 und
das andere Pilotventil 110, 109 sich jeweils in
der anderen Schaltposition 116 bzw. 112 befindet.
Wie schon bei den vorangegangenen Beispielen ergibt sich daraus,
dass entweder der erste Leitungsabschnitt 86 oder der zweite
Leitungsabschnitt 87 mit dem Steuerdruck beaufschlagt sind. Gleichzeitig
ist der jeweils andere Leitungsabschnitt 87 bzw. 86 mit
der Entspannungsleitung 107 verbunden. Infolgedessen sind
entweder das erste Sitzventil 64 und das vierte Sitzventil 67 geschlossen
und das zweite Sitzventil 65 und das dritte Sitzventil 66 geöffnet oder
umgekehrt.The second pilot valve 110 also has a first switching position 115 and a second switching position 116 on. In the first switching position 115 , in the direction of which the second pilot valve 110 by a second compression spring 117 becomes the maximum pressure line 89 with the second connection line 87 connected. Will, however, the second pilot valve 110 through the second switching magnet 118 in its second switching position 116 brought, so will the relaxation line 107 with the second connection line 87 connected. The control of the two solenoids 114 and 118 is carried out such that during the braking operation or during the recovery of stored energy in each case a pilot valve 109 respectively. 110 in its first switching position 111 respectively. 115 and the other pilot valve 110 . 109 each in the other switching position 116 respectively. 112 located. As in the previous examples, it follows that either the first line section 86 or the second line section 87 are subjected to the control pressure. At the same time is the other line section 87 respectively. 86 with the relaxation line 107 connected. As a result, either the first seat valve 64 and the fourth seat valve 67 closed and the second seat valve 65 and the third seat valve 66 open or vice versa.
In
der 7 ist eine weitere Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebs 1' der 2 dargestellt.
Der in der 7 dargestellte Antrieb 1'' umfasst neben den bereits bekannten
Antriebskomponenten die zur Steuerung des Antriebs 1'' erforderlichen Steuerungskomponenten.
So ist insbesondere ein erster Drucksensor 120 vorgesehen,
der über eine
erste Sensorleitung 121 mit einem elektronischen Steuergerät 124 verbunden
ist. Mit Hilfe des Drucksensors 120 wird der in dem ersten
Speicherelement 21 herrschende Speicherdruck erfasst.In the 7 is a further illustration of the drive according to the invention 1' of the 2 shown. The Indian 7 illustrated drive 1'' includes in addition to the already known drive components for controlling the drive 1'' required control components. Such is in particular a first pressure sensor 120 provided, via a first sensor line 121 with an electronic control unit 124 connected is. With the help of the pressure sensor 120 becomes the one in the first memory element 21 prevailing storage pressure recorded.
In
entsprechender Weise ist ein zweiter Drucksensor 122 zum
Erfassen des Drucks in dem zweiten Speicherelement 22 vorgesehen.
Der zweite Drucksensor 122 ist über eine zweite Sensorleitung 123 ebenfalls
mit dem elektronischen Steuergerät 124 verbunden.Correspondingly, a second pressure sensor 122 for detecting the pressure in the second memory element 22 intended. The second pressure sensor 122 is via a second sensor line 123 also with the electronic control unit 124 connected.
Zum
Austausch der Daten mit anderen an die Fahrzeugelektronik angeschlossenen
Steuergeräten
ist eine Schnittstelle 126 vorgesehen. Über die Schnittstelle 126 kann
das elektronische Steuergerät 124 beispielsweise
mit einem CAN-Bus verbunden sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das elektronische Steuergerät 124 mit
dem durch die Schnittstelle 126 repräsentierten CAN-Bus über weitere
Signalleitungen 127 und 128 verbunden. Über diese
weiteren Signalleitungen 127 und 128 sind z. B. dem
ersten Steuergerät 124 des
Antriebs 1'' Informationen über eine
Soll-Geschwindigkeit vsoll und ein Ist-Geschwindigkeit vist zuzuführen.
In Abhängigkeit von
dem Verhältnis
der Solll-Geschwindigkeit vsoll und der
Ist-Geschwindigkeit
vist kann dann durch das elektronische Steuergerät 124 die
Einstellung des Schwenkwinkels der Hydropumpe 9 und/oder
des Hydromotors 12 vorgenommen werden. Somit kann eine
Anpassung des Übersetzungsverhältnisses
in dem hydraulischen Leistungszweig an das erforderliche Bremsmoment
erfolgen.To exchange the data with other connected to the vehicle electronics control units is an interface 126 intended. About the interface 126 can the electronic control unit 124 For example, be connected to a CAN bus. In the illustrated embodiment, the electronic control unit 124 with that through the interface 126 represented CAN bus via further signal lines 127 and 128 connected. About these other signal lines 127 and 128 are z. B. the first controller 124 of the drive 1'' Information about a target speed v soll and an actual speed v is to be supplied. Depending on the ratio of Solll speed v soll and the actual speed v is then by the electronic control unit 124 the adjustment of the swivel angle of the hydraulic pump 9 and / or the hydraulic motor 12 be made. Thus, an adjustment of the transmission ratio in the hydraulic power branch can be made to the required braking torque.
Ferner
ist auch die Ansteuerung des Antriebsmotors 2 mit in die
elektronische Steuerung durch das elektronische Steuergerät 124 eingebunden.
Der Antriebsmotor 2 wird dabei durch ein Motorsteuergerät 129 angesteuert.
Das Motorsteuergerät 129 steht
beispielsweise in Verbindung mit einer Einspritzpumpe, so dass aufgrund
der Einstellung des Motorsteuergeräts 129 eine Einspritzmenge
für den Antriebsmotor 2 zugemessen
wird.Furthermore, the control of the drive motor is also 2 with in the electronic control by the electronic control unit 124 involved. The drive motor 2 is doing by an engine Control Module 129 driven. The engine control unit 129 is for example in connection with an injection pump, so that due to the setting of the engine control unit 129 an injection quantity for the drive motor 2 is measured.
Das
Motorsteuergerät 129 steht über eine Motorsteuergerätsignalleitung 130 mit
dem elektronischen Steuergerät 124 und über eine
Informationssignalleitung 132 mit der Schnittstelle 126 in
Verbindung.The engine control unit 129 is via an engine control unit signal line 130 with the electronic control unit 124 and an information signal line 132 with the interface 126 in connection.
Das
elektronische Steuergerät 124 ist
ferner über
eine Schaltleitung 133 mit der optionalen Kupplung 31 verbunden.
Mit Hilfe der Schaltleitung 133 ist beispielsweise ein
Aktuator der Kupplung 31 ansteuerbar. Ein solcher Aktuator
kann z. B. als Elektromagnet ausgeführt sein.The electronic control unit 124 is also via a switching line 133 with the optional clutch 31 connected. With the help of the switching line 133 is for example an actuator of the clutch 31 controllable. Such an actuator may, for. B. be designed as an electromagnet.
Über noch
weitere Steuersignalleitungen 134 und 135 steht
das elektronische Steuergerät 124 mit
einer ersten Verstellvorrichtung 136 bzw. einer zweiten
Verstellvorrichtung 137 in Verbindung. Die erste Verstellvorrichtung 136 wirkt
auf einen Verstellmechanismus der Hydropumpe 9. Entsprechend wirkt
die zweite Verstellvorrichtung 137 auf einen Verstellmechanismus
der Hydropumpe 12. Zusätzlich zur
Ansteuerung der Verstellvorrichtungen 136, 137 ist
eine dritte Steuersignalleitung 138 vorgesehen, welche
den Ventilblock 23 mit einem Steuersignal beaufschlagt
und somit die Verbindung zwischen der ersten Arbeitsleitung 10 und
der zweiten Arbeitsleitung 11 mit der Hochdruckspeicherleitung 26 bzw. der
Niederdruckspeicherleitung 27 steuert.About even more control signal lines 134 and 135 is the electronic control unit 124 with a first adjustment 136 or a second adjusting device 137 in connection. The first adjusting device 136 acts on an adjustment mechanism of the hydraulic pump 9 , Accordingly, the second adjustment acts 137 on an adjustment mechanism of the hydraulic pump 12 , In addition to controlling the adjusting devices 136 . 137 is a third control signal line 138 provided, which the valve block 23 subjected to a control signal and thus the connection between the first working line 10 and the second working line 11 with the high-pressure accumulator line 26 or the low-pressure storage line 27 controls.
Bei
dem erfindungsgemäßen Antrieb
mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe wird es bevorzugt, wenn
während
eines Bremsvorgangs der Antriebsmotor 2 abgeschaltet wird.
Mit Hilfe des ersten Drucksensors 120 und des zweiten Drucksensors 121 wird
dabei ein Speicherzustand des Hochdruckspeichers, also des ersten
Speicherelements 21, ermittelt, der ausreichend Druckenergie
aufweist, um anschließend
den Antriebsmotor 2 sicher starten zu können. Hierzu wird im einfachsten
Fall lediglich der durch den ersten Drucksensor 120 ermittelte
Druckwert in dem ersten Speicherelement 21 mit einem ersten
Druckgrenzwert verglichen. Überschreitet
der Druck in dem ersten Speicherelement 21 diesen Druckgrenzwert,
so wird der Antriebsmotor 2 durch das elektronische Steuergerät 124 und
das dadurch angesteuerte Motorsteuergerät 129 abgeschaltet.In the drive according to the invention with a power split transmission, it is preferred if, during a braking operation, the drive motor 2 is switched off. With the help of the first pressure sensor 120 and the second pressure sensor 121 is a memory state of the high-pressure accumulator, ie the first memory element 21 , which has sufficient pressure energy, to subsequently drive the motor 2 safe to start. For this purpose, in the simplest case, only the first by the first pressure sensor 120 determined pressure value in the first memory element 21 compared with a first pressure limit. If the pressure in the first storage element exceeds 21 this pressure limit, then the drive motor 2 through the electronic control unit 124 and the thereby controlled engine control unit 129 off.
Zum
Wiederstarten des Antriebsmotors 2 wird ebenfalls die gespeicherte
Druckenergie aus mindestens dem Signal des ersten Drucksensors 120 ermittelt.
Vorzugsweise wird die Druckdifferenz zwischen dem Drucksignal des
ersten Drucksensors 120 und des zweiten Drucksensors 122 als
Basis für die
Bestimmung einer ausreichenden Druckenergie herangezogen. Unterschreitet
die verfügbare
Druckenergie zum Starten des Antriebsmotors 2 einen zweiten
Grenzwert, so wird automatisch der Antriebsmotor 2 wieder
gestartet. Das elektronische Steuergerät 124 übermittelt
hierzu ein Startsignal an die Kupplung 31 bzw. deren Aktuator,
so dass der Antriebsmotor 2 mit der Hydropumpe 9 mechanisch
verbunden ist. Zum Starten des Antriebsmotors 2 wird dann
der Ventilblock 23 über
die Signalleitung 138 so betätigt, dass der in dem ersten
Speicherelement 21 verfügbare
Druck die Hydropumpe 9 beaufschlagt. Die Hydropumpe 9 wirkt
infolgedessen als Hydromotor und erzeugt ein Abtriebsdrehmoment
mit dem der Antriebsmotor 2 gestartet wird.To restart the drive motor 2 is also the stored pressure energy from at least the signal of the first pressure sensor 120 determined. Preferably, the pressure difference between the pressure signal of the first pressure sensor 120 and the second pressure sensor 122 used as a basis for determining a sufficient pressure energy. Below the available pressure energy for starting the drive motor 2 a second limit, then automatically the drive motor 2 started again. The electronic control unit 124 transmits a start signal to the clutch 31 or their actuator, so that the drive motor 2 with the hydraulic pump 9 mechanically connected. To start the drive motor 2 then becomes the valve block 23 over the signal line 138 operated so that in the first memory element 21 available pressure the hydraulic pump 9 applied. The hydraulic pump 9 As a result, it acts as a hydraulic motor and generates an output torque with that of the drive motor 2 is started.
Während eines
Bremsbetriebs wird die erste Verstellvorrichtung 136 und
die zweite Verstellvorrichtung 137 in Abhängigkeit
von einer Vorgabe des elektronischen Steuergeräts 124 angesteuert.
So ist während
des Bremsbetriebs sowohl die Hydropumpe 9 als auch der
Hydromotor 12 nutzbar, um in dem ersten Speicherelement 21 Druckenergie
zu speichern. So können
der Hydromotor 12 gemeinsam mit der Hydropumpe 9 oder
aber nur der Hydromotor 12 oder aber nur die Hydropumpe 9 zum
Speichern von Druckenergie herangezogen werden. Dabei kann insbesondere
die Hydropumpe 9 auf verschwindendes Fördervolumen gestellt werden
und gleichzeitig die Kupplung 31 geöffnet werden. Somit wird sämtliche
durch den Bremsvorgang frei werdende kinetische Energie durch die
Hydropumpe 12 in dem ersten Speicherelement 21 gespeichert.During a braking operation, the first adjusting device 136 and the second adjusting device 137 depending on a specification of the electronic control unit 124 driven. Thus, during the braking operation, both the hydraulic pump 9 as well as the hydraulic motor 12 usable to be in the first memory element 21 To store pressure energy. So can the hydraulic engine 12 together with the hydraulic pump 9 or only the hydraulic motor 12 or only the hydraulic pump 9 used for storing pressure energy. In particular, the hydraulic pump 9 be set to vanishing delivery volume and at the same time the clutch 31 be opened. Thus, all of the kinetic energy released by the braking process is released by the hydraulic pump 12 in the first memory element 21 saved.
Das
erste Speicherelement 21 ist in den Ausführungsbeispielen
als einzelner Hydrospeicher dargestellt. Ebenso ist es jedoch denkbar,
eine Mehrzahl von beispielsweise parallel angeordneten Speicherelementen
vorzusehen. Zu sämtlichen
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist zu bemerken,
dass sowohl die beiden Leistungszweige, also der hydraulische Leistungszweig
mit der Hydropumpe 9 und der dem darin im geschlossenen
Kreislauf verbundenen Hydromotor 12, gemeinsam mit dem mechanischen
Leistungszweig als auch beide Leistungszweige separat und unabhängig voneinander betrieben
werden können.
Insbesondere ist es zu bemerken, dass ein größeres Übersetzungsverhältnis erreicht
werden kann, wenn zusätzlich
zu den bereits beispielsweise in der 2 und der 7 dargestellten
zwei Planetengetrieben eine dritte Planetengetriebestufe vorgesehen
wird. Selbstverständlich
sind die Steuerungskomponenten, die in der 7 in Zusammenhang
mit dem Ausführungsbeispiel
des Antriebs 1' der 2 dargestellt
sind auch auf die anderen Antriebe übertragbar.The first storage element 21 is shown in the embodiments as a single hydraulic accumulator. However, it is also conceivable to provide a plurality of, for example, parallel memory elements. For all embodiments shown in the figures, it should be noted that both the two power branches, so the hydraulic power branch with the hydraulic pump 9 and the hydraulic motor connected thereto in the closed circuit 12 , together with the mechanical power branch and both power branches can be operated separately and independently. In particular, it should be noted that a larger transmission ratio can be achieved if, in addition to those already for example in the 2 and the 7 shown two planetary gears a third planetary gear stage is provided. Of course, the control components included in the 7 in connection with the embodiment of the drive 1' of the 2 shown are also transferable to the other drives.
Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere
sind Kombinationen einzelner Aspekte der einzelnen Ausführungsbeispiele
in beliebiger Weise möglich.The
Invention is not limited to the illustrated embodiments. Especially
are combinations of individual aspects of the individual embodiments
in any way possible.