DE102008004649A1 - Hydrostatic drive system operating method for movable working machine i.e. dredger, involves adjusting displacement volume of pump to constant displacement volume during fast and multiple speed change of load - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines hydrostatisches Antriebssystems und ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, der mittels eines Steuerventils steuerbar ist, wobei das Fördervolumen der Pumpe in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Steuerventils einstellbar ist und das Ansteuersignal mittels einer Betätigungseinrichtung vorgebbar ist.The The invention relates to a method for operating a hydrostatic drive system and a hydrostatic drive system with one in the delivery volume adjustable pump, which is operated in an open circuit and is intended to supply at least one consumer, the is controllable by means of a control valve, wherein the delivery volume the pump in response to the drive signal of the control valve is adjustable and the drive signal by means of an actuator can be specified.
Ein
gattungsgemäßes hydrostatisches Antriebssystem
ist aus der
Bei derartigen Antriebssystemen können jedoch Betriebszustände vorkommen, in denen eine Bedienperson eine ruckartige Verbraucherbewegung mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung Verbrauchers vorgibt. Zur Erzielung dieser Verbraucherbewegung kann das Steuerventil durch entsprechende Betätigung der Betätigungseinrichtung durch die Bedienperson entweder mehrfach von seiner Neutralstellung in eine Schaltstellung ausgelenkt und wieder in die Neutralstellung zurückgeführt werden oder ausgehend von der Neutralstellung mehrfach zwischen entsprechenden Schaltstellungen ausgelenkt werden, in denen unterschiedliche Bewegungsrichtungen des Verbrauchers erzielt werden.at however, such drive systems may have operating conditions occur in which an operator with a jerky consumer movement with a quick and multiple speed change Consumer pretends. To achieve this consumer movement can the control valve by appropriate actuation of the actuator by the operator either several times from its neutral position deflected into a switching position and back to the neutral position be returned or starting from the neutral position several times be deflected between corresponding switching positions in which different directions of movement of the consumer are achieved.
Durch die Einstellung des Fördervolumens der Pumpe in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Steuerventils wird jedoch in einem derartigen Betriebszustand ebenfalls das Fördervolumen der Pumpe entsprechend der Änderung des Ansteuersignal des Steuerventils erhöht und vermindert. Bei entsprechender Frequenz und entsprechenden in dem hydrostatischen Antriebssystem vorhandenen Kapazitäten sowie Phasenverschiebungen kann es jedoch vorkommen, dass die Betätigung des Steuerventils und die Änderung des Fördervolumens der Pumpe gegenläufig erfolgen. Hierbei wird das Fördervolumen der Pumpe zu dem Zeitpunkt erhöht, zu dem sich das Steuerventil in der Neutralstellung befindet, so dass die Pumpe gegen ein Überdruckventil arbeitet, das den maximal zulässigen Förderdruck der Pumpe absichert. Entsprechend kann hierbei das Fördervolumen der Pumpe zu dem Zeitpunkt verringert werden, zu dem das Steuerventil von der Neutralstellung in eine Schaltstellung beaufschlagt wird. Insgesamt ergibt sich somit ein Betriebsverhalten, bei dem die Bedienperson durch entsprechende Betätigung der Betätigungseinrichtung eine ruckartige Verbraucherbewegung mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers vorgibt, der Verbraucher jedoch keine Bewegung durchführt.By the adjustment of the delivery volume of the pump depending on from the drive signal of the control valve, however, is in such Operating state also the delivery volume of the pump accordingly the change of the drive signal of the control valve increases and diminished. With appropriate frequency and corresponding in Capacities available to the hydrostatic drive system As well as phase shifts, it may happen that the operation of the control valve and the change in the delivery volume the pump in opposite directions. Here is the delivery volume the pump increases at the time when the control valve in the neutral position, leaving the pump against a pressure relief valve works, which is the maximum allowable delivery pressure the pump secures. Accordingly, in this case the delivery volume the pump are reduced at the time to which the control valve is acted upon by the neutral position in a switching position. All in all thus results in a performance in which the operator by appropriate actuation of the actuator a jerky consumer movement with a quick and multiple Speed change of the consumer pretending that Consumer does not move.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines hydrostatischen Antriebssystems und ein hydrostatisches Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, das mit einem verbesserten Betriebsverhalten versehen ist.Of the The present invention is based on the object, a method for operating a hydrostatic drive system and a hydrostatic To provide drive system with an improved Operating behavior is provided.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1 and a hydrostatic Drive system according to claim 7 solved.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird erfindungsgemäß eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers ermittelt und das Fördervolumen der Pumpe bei der schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers auf ein konstantes Fördervolumen eingestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Betriebszustand erfasst, in dem von der Bedienperson eine ruckartige Bewegung des Verbrauchers mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers vorgegeben wird, wobei bei einem derartigen Betriebszustand das Fördervolumen der Pumpe auf einen konstanten Wert eingestellt wird. Hierdurch wird vermieden, dass die Betätigung des Steuerventils und die Änderung des Fördervolumens der Pumpe gegenläufig erfolgt, so dass bei einer Betätigung des Steuerventils ein ausreichender Förderstrom der Pumpe zu Verfügung steht, der eine entsprechende Bewegung des Verbrauchers bewirkt. Der Verbraucher kann somit die vorgegebene ruckartige Bewegung mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers durchführen, so dass das hydrostatische Antriebssystem ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist.at A method according to the invention is a fast and multiple speed change request determined by the consumer and the delivery volume of the pump at the fast and multiple speed change request set by the consumer to a constant delivery volume. In the method according to the invention thus becomes detects the operating state in which the operator a jerky Movement of the consumer with a quick and multiple speed change the consumer is given, wherein in such an operating condition the delivery volume of the pump is set to a constant value becomes. This avoids that the operation of the Control valve and the change in the delivery volume the pump is counter-rotating, so that when actuated of the control valve, a sufficient flow rate of the pump is available, a corresponding movement of the Consumer causes. The consumer can thus the specified jerky movement with a quick and multiple speed change of the consumer, so that the hydrostatic drive system has improved performance.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die mehrfache und schnelle Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers anhand des Ansteuersignals des Steuerventils und/oder eines Vorgabesignals der Betätigungseinrichtung ermittelt wird. Der Betriebszustand, in dem eine ruckartige Bewegung des Verbrauchers mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung vorgegeben wird, kann anhand des Ansteuersignals des Steuerventils oder des Vorgabesignals der Betätigungseinrichtung auf einfache Weise erfasst werden.Special Advantages arise when the multiple and fast speed change request the consumer based on the control signal of the control valve and / or a default signal of the actuator is determined. The operating state in which a jerky movement of the consumer with a quick and multiple speed change is given, can be based on the control signal of the control valve or the default signal of the actuator easy way to be detected.
Zweckmäßigerweise wird die mehrfache und schnelle Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers von einer elektronischen Steuereinrichtung erfasst, die das Vorgabesignal der Betätigungseinrichtung erfasst und das Steuerventil ansteuert. Mit einer das Steuerventil ansteuernden elektronischen Steuereinrichtung kann anhand des Vorgabesignals der Betätigungseinrichtung die Vorgabe einer ruckartigen Bewegung des Verbrauchers mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung auf einfache Weise ermittelt werden.Conveniently, the consumer's multiple and rapid rate change request is from an electronic control detected means that detects the default signal of the actuator and controls the control valve. With an electronic control device activating the control valve, the specification of a jerky movement of the consumer with a rapid and multiple speed change can be determined in a simple manner on the basis of the default signal of the actuating device.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Fördervolumen der Pumpe mittels der elektronischen Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Vorgabesignal der Betätigungseinrichtung eingestellt, wobei die elektronische Steuereinrichtung bei einer Betätigung der Betätigungseinrichtung anhand des Vorgabesignals der Betätigungseinrichtung oder des Ansteuersignals des Steuerventils ermittelt, ob eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers vorliegt und falls eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers vorliegt, das Fördervolumen der Pumpe auf ein konstantes Fördervolumen einstellt. Die elektronische Steuereinrichtung ermittelt somit anhand der Änderung des Vorgabesignals der Betätigungseinrichtung bzw. des Ansteuersignals des Steuerventils einen entsprechenden Betriebszustand, in dem eine ruckartige Bewegung des Verbrauchers vorgegeben wird und stellt das Fördervolumen der Pumpe auf einen konstanten Wert ein. Hierdurch kann der Betriebszustand, indem eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers durch eine entsprechende Betätigung der Betätigungseinrichtung vorgegeben wird, auf einfache Weise ermittelt werden.According to one preferred embodiment of the invention, the delivery volume the pump by means of the electronic control device in response to set to the default signal of the actuator, wherein the electronic control device upon actuation the actuator on the basis of the default signal of Actuating device or the control signal of the control valve Determines if a quick and multiple speed change request of the consumer and if one fast and multiple Speed change request of the consumer, the delivery volume of the pump to a constant delivery volume established. The electronic control device thus determines based the change of the default signal of the actuator or the control signal of the control valve a corresponding Operating state in which a jerky movement of the consumer is specified and sets the delivery volume of the pump to a constant value. This allows the operating state, by having a quick and multiple speed change request the consumer by a corresponding actuation of the actuator is specified, be determined in a simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Pumpe auf ein konstantes Fördervolumen eingestellt, das dem zum Ende einer Zeitspanne vorliegenden Ansteuersignal bzw. Vorgabesignal entspricht. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass die Pumpe bei einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers einen Förderstrom liefert, der ausreicht, um bei der weiteren Änderung des Vorgabesignals den Verbraucher entsprechend zu bewegen. Die Zeitspanne kann hierbei frei wählbar und vorgebbar sein.According to one Embodiment of the invention, the pump is at a constant Delivery volume set at the end of a period of time Drive signal or default signal corresponds. This will open Easy way to get the pump on a fast and multiple speed change request the consumer supplies a flow sufficient to in the further change of the default signal the consumer move accordingly. The period of time can be chosen freely and be predeterminable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Pumpe auf ein konstantes Fördervolumen eingestellt wird, das einem Mittelwert des Fördervolumens während eines ersten Zeitraumes, insbesondere einer Periodenlänge des Ansteuersignals bzw. des Vorgabesignals, der schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungs-anforderung entspricht. Hierdurch kann ebenfalls bei einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers die Bewegung des Verbrauchers durch einen ausreichenden Förderstrom sichergestellt werden.According to one another embodiment of the invention is provided that the pump is set to a constant delivery volume which is an average of the volume of funding during a first period, in particular a period length the drive signal or the default signal, the fast and multiple Speed change request corresponds. hereby can also do a quick and multiple speed change request of the consumer's movement by a sufficient Flow to be ensured.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einem hydrostatisches Antriebssystems mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, der mittels eines Steuerventils steuerbar ist, wobei das Fördervolumen der Pumpe in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Steuerventils einstellbar ist und das Ansteuersignal mittels einer Betätigungseinrichtung vorgebbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Fördervolumen der Pumpe gemäß einem zuvor beschriebenen Verfahren eingestellt wird, wobei bei einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung des Verbrauchers das Fördervolumen der Pumpe auf ein konstantes Fördervolumen einstellbar ist.The The above object is in a hydrostatic drive system with a pump which can be adjusted in the delivery volume, which is in the open circuit is operated and to supply at least one Consumer is provided which controllable by means of a control valve is, wherein the delivery volume of the pump in dependence is adjustable by the drive signal of the control valve and the Activation signal can be predetermined by means of an actuating device is solved according to the invention, that the delivery volume of the pump according to a previously described method is set, wherein at a fast and multiple speed change request of the consumer, the delivery volume of the pump to a constant Delivery volume is adjustable.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einer von einer Förderleitung der Pumpe zu einem Behälter geführten Zweigleitung ein Entlastungsventil angeordnet. Durch die Einstellung des Fördervolumens auf einen konstanten Wert kann durch ein derartiges Entlastungsventil auf einfache Weise erzielt werden, dass in einem Betriebszustand mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers, indem das Steuerventil entsprechend schnell beaufschlagt wird, um eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers zu erzielen, der von der Pumpe überschüssig geförderte Förderstrom mit geringen Verlusten zum Behälter abströmen kann.According to one advantageous development of the invention is in one of a Delivery line of the pump led to a container Branch line arranged a relief valve. By setting the Delivery volume to a constant value can be determined by a Such relief valve can be achieved in a simple manner, that in an operating state with a fast and multiple Speed change of the consumer by the control valve correspondingly quickly applied to a fast and multiple Speed change of the consumer, the excess pumped by the pump Flow with low losses to the container can flow out.
Das Entlastungsventil ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung als Druckwaage ausgebildet, die in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung mit einem Behälter absperrenden Sperrstellung von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher sowie einer Feder beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung mit dem Behälter verbindenden Durchflussstellung von dem Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist.The Relief valve is according to an advantageous Embodiment of the invention designed as a pressure balance, the in the direction of a connection of the delivery line with a container shut-off blocking position of the highest Load pressure of the driven loads and a spring acted upon is and in the direction of a delivery line with the container connecting flow position of the delivery pressure of Pump is applied.
Die Pumpe ist zweckmäßigerweise als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet, wobei zur Einstellung des Fördervolumens eine Fördervolumenstelleinrichtung vorgesehen ist, die mittels der elektronischen Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Hierdurch ist das Fördervolumen der Pumpe mit geringem Bauaufwand einstellbar.The Pump is suitably as electro-hydraulic adjustable pump formed, wherein for adjusting the delivery volume a delivery volume adjusting device is provided which can be controlled by the electronic control device. hereby is the delivery volume of the pump with low construction costs adjustable.
Das Steuerventil kann gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung hydraulisch betätigbar sein, wobei das Ansteuersignal als hydraulischer Ansteuerdruck ausgebildet ist. Der hydraulische Ansteuerdruck kann durch ein entsprechendes Ventil, beispielsweise ein Logikventil, auf einfache Weise derart beeinflusst werden, dass bei entsprechender Ansteuerung einer als Steuerdruckgeber ausgebildeten Betätigungseinrichtung ein konstantes Stellsignal für eine hydraulisch einstellbare Pumpe zur Verfügung gestellt wird und somit im entsprechenden Betriebszustand, in dem eine schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderung des Verbrauchers vorgegeben wird, das Fördervolumen der Pumpe auf einen konstanten Wert eingestellt wird.The control valve may be hydraulically actuated according to an embodiment of the invention, wherein the drive signal is designed as a hydraulic control pressure. The hydraulic control pressure can be influenced by a corresponding valve, such as a logic valve, in a simple manner such that, if appropriate Actuation of an actuator designed as a control pressure generator, a constant control signal for a hydraulically adjustable pump is provided and thus in the corresponding operating state, in which a rapid and multiple speed change of the consumer is set, the delivery volume of the pump is set to a constant value.
Sofern das Steuerventil gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung elektrisch betätigbar ist und das Ansteuersignal als elektrisches Ansteuersignal ausgebildet ist, kann mittels einer elektronischen Steuereinrichtung und einer elektro hydraulisch einstellbaren Pumpe auf einfache Weise im entsprechenden Betriebszustand ein konstantes Fördervolumen der Pumpe eingestellt werden.Provided the control valve according to another embodiment the invention is electrically actuated and the drive signal is designed as an electrical drive signal can by means of an electronic Control device and an electrohydraulically adjustable pump in a simple manner in the corresponding operating state, a constant delivery volume the pump can be adjusted.
Besondere Vorteile ergeben sich bei einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger mit einem hydraulisch betätigbaren Baggerlöffel, und einem erfindungsgemäßen Antriebssystems. Bei Baggern werden häufig ruckartige Bewegungen einzelner Verbraucher von der Bedienperson vorgegeben, beispielsweise eines Baggerlöffels. Durch ruckartiges Bewegen des Baggerlöffels mit einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderung des Baggerlöffels soll hierbei ein schnelles Öffnen und Schließen des Baggerlöffels erzielt werden, so dass das im Baggerlöffel befindliche Schüttgut zur Auslassöffnung rutschen kann und der Baggerlöffel dosiert entleert werden kann.Special Advantages arise in a mobile work machine, in particular an excavator with a hydraulic excavator bucket, and a drive system according to the invention. For excavators often jerky movements of individual consumers specified by the operator, such as a bucket. By jerky moving the bucket with a fast and multiple speed change of the excavator bucket should hereby a fast opening and closing of the bucket, so that in the bucket slip bulk material to the outlet opening slip and the bucket can be emptied dosed.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigtFurther Advantages and details of the invention will be described with reference to the schematic figures illustrated embodiment explained in more detail. This shows
Das
erfindungsgemäße hydrostatische Antriebssystem
Der
Verbraucher
Die
Pumpe
Der
Stellkolben
In
einer die Förderleitung
Zur
Ansteuerung des Steuerventils
Die
Steuereinrichtung
In
der Zweigleitung
In
der
Das
erfindungsgemäße Antriebssystem arbeitet wir folgt:
Im
nicht angesteuerten Zustand der Betätigungseinrichtung
In the non-activated state of the actuator
Bei
einer Betätigung der Betätigungseinrichtung
Zudem
wird mittels der Steuereinrichtung
Die
Pumpe
Bei
einer normalen Betätigung der Betätigungseinrichtung
In
der
In
dem linken Diagramms der
Bei
einer derartigen schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung
des Verbrauchers gemäß dem linken Diagramm der
Das konstante Fördervolumen Vk wird hierbei auf einen Wert eingestellt, der dem zum Ende des Zeitpunktes t1 vorliegenden Vorgabesignal V entspricht.The constant delivery volume V k is here set to a value which corresponds to the present at the end of the time t1 default signal V.
Hierbei
wird erzielt, dass das Steuerventil
Alternativ kann bei einer schnellen und mehrfachen Geschwindigkeitsänderungsanforderung eine Periodenlänge T des Vorgabesignals S ermittelt werden und als konstantes Fördervolumen Vk ein Mittelwert des Fördervolumens während der Periodenlänge eingestellt werden.Alternatively, in the case of a rapid and multiple speed change request, a period length T of the default signal S can be determined and an average value of the delivery volume during the period length can be set as the constant delivery volume V k .
Eine
schnelle und mehrfache Geschwindigkeitsänderungsanforderung
des Verbrauchers
Bei
einer als Bagger ausgebildeten mobilen Arbeitsmaschine und einer
Ausbildung des Verbrauchers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105692509A (en) * | 2015-11-10 | 2016-06-22 | 林德(中国)叉车有限公司 | Forklift hydraulic system with dynamic throttling speed governing circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4127342C2 (en) | 1991-08-19 | 1995-02-16 | Danfoss As | Hydraulic system with a pump |
-
2008
- 2008-01-16 DE DE200810004649 patent/DE102008004649A1/en not_active Withdrawn
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: GEIRHOS & WALLER PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE Effective date: 20130820 Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE Effective date: 20130820 |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20150117 |
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R082 | Change of representative |
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