DE102008038381A1 - Hydrostatic drive system for use in e.g. excavator, has pump designed as electric-hydraulic displaceable pump so that displacement volume control device is movable in direction of reduction of displacement volume by hydraulic backup signals - Google Patents

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Abstract

The system (1) has a pump (2) displaceable in displacement volume. A load (6) is controllable by a control valve (7) i.e. directional control valve. The pump is designed as an electric-hydraulic displaceable pump such that a displacement volume control device (10) of the pump is charged by an electronic control device (25) depending on a control signal for the valve in a direction of increase of the volume, and the control device (10) is movable in a direction of reduction of the volume by hydraulic backup signals. The backup signals detect excessively delivered volume flow of the pump.

Description

Die Erfindung betrifft 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.The The invention relates to a hydrostatic drive system with a 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.

Bei derartigen Antriebssystemen wird das Fördervolumen der Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf geregelt, wodurch die Verbraucher mit einer an dem Steuerventil vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit bei geringen Energieverlusten betrieben werden können.at Such drive systems, the delivery volume of the pump on the regulated by the consumer volumetric demand, which the consumers with a predetermined speed on the control valve can be operated at low energy losses.

Bei bekannten Load-Sensing-Antriebssystemen, bei denen die Pumpe im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Steuerung der Verbraucher entsprechende Steuerventile vorgesehen sind, ist das Fördervolumen der Pumpe von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher und einer Regeldruckdifferenz geregelt. Bei einer Ansteuerung eines oder mehrerer Steuerventile wird an den Steuerventilen jeweils ein bestimmter Öffnungsquerschnitt eingestellt. Die Pumpe wird durch den sich einstellenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher solange in Richtung einer Zunahme des Fördervolumens verstellt, bis der Förderdruck der Pumpe um die Regeldruckdifferenz höher als der höchste Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ist. Hierdurch wird erzielt, dass von der Pumpe derjenige Volumenstrombedarf geliefert wird, der von den angesteuerten Verbrauchern durch die entsprechenden Öffnungsquerschnitte der Steuerventile angefordert wird.at known load-sensing drive systems in which the pump in operated open circuit and to control the consumer appropriate control valves are provided, the delivery volume the pump from the highest Load pressure of the driven consumers and a control pressure difference regulated. When controlling one or more control valves In each case a certain opening cross-section is set at the control valves. The pump is controlled by the self-adjusting highest load pressure Consumers in the direction of an increase in funding adjusted until the delivery pressure the pump by the control pressure difference higher than the highest load pressure is the driven consumer. This will achieve that the pump delivers the volume flow demand required by the controlled consumers through the corresponding opening cross-sections the control valves is requested.

Aufgrund der Regelung des Fördervolumens der Pumpe in Abhängigkeit von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ergibt sich jedoch ein zeitverzögertes Ansprechverhalten der Fördervolumenregelung der Pumpe und somit ein spürbarer Zeitverzug zwischen der Einleitung der Bewegung durch Ansteuerung des entsprechenden Steuerventils und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers, da der die Pumpe steuernde Lastdruck erst erzeugt wird, nachdem die Steuerventile in eine Öffnungsstellung beaufschlagt sind. Dies wird von einer Bedienperson als eine geringe Dynamik des Antriebssystems empfunden. Ist der Verbraucher von einer negativen bzw. einer ziehenden Last beaufschlagt, die die Bewegung des Verbrauchers unterstützt, tritt nach der Betätigung des Steuerventils zudem ein Druckabfall in der Förderleitung der Pumpe auf, die zu einer weiteren Zeitverzögerung bei der Regelung des Fördervolumens der Pumpe und somit zu einem weiteren zeitverzögernden Ansprechverhalten der Fördervolumenregelung der Pumpe und somit einer geringen Dynamik des Antriebssystems führt.by virtue of the regulation of the funding volume of Pump in dependence from the highest Load pressure of the driven consumers, however, results in a delayed response the delivery volume control the pump and thus a noticeable Time delay between the initiation of the movement by activation of the corresponding control valve and the beginning of movement of the consumer, since the pump pressure controlling the first generated is after the control valves acted in an open position are. This is considered by a operator as a low dynamic felt the drive system. Is the consumer of a negative or a pulling load applied to the movement of the consumer support occurs after the operation the control valve also has a pressure drop in the delivery line of the pump, which leads to another time delay in the regulation of the funding volume the pump and thus to a further time-delaying response of the Air flow control the pump and thus a low dynamics of the drive system leads.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das bei hoher Dynamik und hoher Zuverlässigkeit eine Steuerung der Verbraucher bei geringen Energieverlusten ermöglicht.Of the present invention is based on the object, a hydrostatic Drive system of the type mentioned above available provide high-dynamic control and high reliability control of the Enables consumers with low energy losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpe als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe mittels einer elektronischen Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal für das Steuerventil in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und mittels eines den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist. Erfindungsgemäß wird somit die Fördervolumenstelleinrichtung der als einfach aufgebauten Verstellpumpe ausgebildeten Pumpe in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal des Steuerventils durch die Steuereinrichtung auf ein bestimmtes Fördervolumen und somit einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt und von dem hydraulischen Rückstellsignal auf den vom Verbraucher angeforderten Volumenstrombedarf geregelt. Hierdurch ergibt sich ein verbessertes Ansprechverhalten der Pumpenregelung und somit eine hohe Dynamik des Antriebssystems, da das zur Fördervolumenregelung der Pumpe verwendete Ansteuersignal der Steuerventile bereits vor einer Betätigung der Steuerventile und somit vor einer Betätigung des Verbrauchers zur Verfügung steht und somit die Pumpe vor oder zeitgleich mit der Betätigung des Verbrauchers in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens verstellt werden kann. Durch Verwendung eines hydraulischen Rückstellsignals, um die Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf zu regeln, sind bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem keine störanfälligen Sensoren erforderlich, die bei Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems in mobilen Arbeitsmaschinen eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen. Insgesamt weist somit das erfindungsgemäße Antriebssystem aufgrund der Pumpenregelung, die ein verbessertes Ansprechverhalten aufweist, eine hohe Dynamik und aufgrund des hydraulischen Rückstellsignals eine hohe Zuverlässigkeit mit einer geringen Ausfallwahrscheinlichkeit auf.These Task is inventively characterized solved, that the pump is electro-hydraulically adjustable Pump is formed, wherein a delivery volume adjusting device the pump by means of an electronic control device in response to a drive signal for the control valve acted upon in the direction of increasing the delivery volume is and by means of one the excess funded Volume flow of the pump detected, hydraulic reset signal is adjustable in the direction of a reduction of the delivery volume. Thus, according to the invention the delivery volume adjusting device designed as a simple design variable pump in dependence from a drive signal of the control valve by the control device to a specific volume of funding and thus preset a certain volume flow and of the hydraulic reset signal regulated to the volume flow demand requested by the consumer. This results in an improved response of the pump control and thus a high dynamics of the drive system, as that for the volume control the pump used control signal of the control valves before an operation the control valves and thus before an actuation of the consumer for disposal is and thus the pump before or at the same time with the operation of Consumer are adjusted in the direction of increasing the delivery volume can. By using a hydraulic reset signal to the pump to the volume flow demand requested by the consumers regulate, in a drive system according to the invention are not susceptible to interference sensors required when using the drive system according to the invention in mobile machines a high probability of failure exhibit. Overall, therefore, the drive system according to the invention due to the pump control, which gives an improved response has high dynamics and due to the hydraulic reset signal a high reliability with a low probability of failure.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe eine Umlaufdruckwaage vorgesehen, die in einer eine Förderleitung der Pumpe mit einem Behälter verbindenden Zweigleitung angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage 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. Mit einer derartigen, der Förderleitung der Pumpe zugeordneten Umlaufdruckwaage kann der den Volumenstrombedarf der angesteuerten Verbraucher übersteigende und somit überschüssig geförderte Volumenstrom der Pumpe auf einfache Weise erfasst und zum Behälter geführt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, a circulation pressure compensator is provided for detecting the excessively conveyed volume flow of the pump, which is arranged in a delivery line of the pump with a container connecting branch line, wherein the circulation pressure compensator in the direction of a connection of the conveyor line with a container shut-off blocking position is acted upon by the highest load pressure of the driven loads and a spring and is acted upon in the direction of the delivery line to the container connecting flow position of the delivery pressure of the pump. With such, the delivery line of the pump associated circulating pressure compensator of the volume flow demand of the controlled consumer exceeding and thus excessively funded volume flow of the pump can be detected in a simple manner and guided to the container.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Zweigleitung stromab der Umlaufdruckwaage eine Drosseleinrichtung angeordnet, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage und der Drosseleinrichtung abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist. Mit der Umlaufdruckwaage kann hierbei auf einfache Weise der überschüssig geförderte Volumenstrom erfasst und mittels der Drosseleinrichtung ein volumenstromabhängiger hydraulischer Staudruck erzeugt werden, der als hydraulisches Rückstellsignal zur Fordermengenregelung der Pumpe verwendet werden kann.Special Benefits arise when, according to a preferred embodiment the invention in the branch downstream of the circulation pressure compensator a Throttle device arranged, wherein the hydraulic reset signal as tapped between the circulating pressure balance and the throttle device Dynamic pressure signal is formed. With the circulation pressure balance can hereby in a simple way, the excess volume flow delivered detected and by means of the throttle device, a volume flow dependent hydraulic Back pressure can be generated as a hydraulic reset signal can be used for Fordermengenregelung the pump.

Die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe weist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform der Erfindung eine Stellkolbeneinrichtung auf, die mit einem Fördervolumenstellglied der Pumpe in Wirkverbindung steht, wobei zur Erzeugung eines die Stellkolbeneinrichtung beaufschlagenden Stelldruckes ein elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil vorgesehen ist, das mit der elektrischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Hierdurch kann mit geringem Bauaufwand eine elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe erzielt werden, deren Fördervolumenstelleinrichtung auf einfache Weise bei einem an der Steuereinrichtung anstehenden Ansteuersignal für das Steuerventil auf ein bestimmtes Fördervolumen ausgeschwenkt und somit auf einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt werden kann.The Air flow regulating device the pump has according to a expedient embodiment The invention relates to an actuating piston device, which with a delivery volume actuator the pump is in operative connection, wherein for generating a Adjusting piston device acting signal pressure an electrically controllable pressure control valve is provided, which is connected to the electric Control device is in operative connection. This can be done with low Construction cost an electro-hydraulically adjustable pump can be achieved their delivery volume adjusting device in a simple way with a pending on the control device Control signal for the control valve swung to a certain volume and thus can be preset to a certain volume flow.

Das hydraulische Rückstellsignal kann hierbei gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung an die Stellkolbeneinrichtung geführt sein. Eine derartige direkte Rückführung des Rückstellsignals an die Stellkolbeneinrichtung und somit eine direkte Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung durch das hydraulische Rückstellsignal ermöglicht mit geringem Bauaufwand ein Zurückschwenken der Pumpe auf das von den Verbrauchern angeforderte Fördervolumen.The hydraulic reset signal can in this case according to a Embodiment of the invention be performed on the control piston device. Such a direct return of the Reset signal to the servo piston device and thus a direct admission the servo piston device by the hydraulic reset signal allows pivoting back with low construction costs the pump to the volume requested by the consumers.

Zudem ist möglich, gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal an ein das Stelldruckventil übersteuerndes Regelventil zu führen, wobei ein Zurückschwenken der Pumpe auf das von den Verbrauchern angeforderte Fördervolumen auf einfache Weise erzielt werden.moreover is possible, according to a Another embodiment of the invention, the hydraulic reset signal to a the pressure control valve übersteuerndes Control valve to lead with a swing back the pump to the volume requested by the consumers be achieved in a simple manner.

Hinsichtlich eines geringen Bauaufwands ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal an das Stelldruckventil geführt ist und das Stelldruckventil von dem hydraulischen Rückstellsignal beaufschlagbar ist, wobei ohne zusätzliche Ventile mittels des Stelldruckventils ein Zurückschwenken der Verstellpumpe erzielbar ist.Regarding a low construction costs, special advantages arise when according to a preferred Embodiment of the invention, the hydraulic reset signal led to the control valve is and the control valve from the hydraulic reset signal can be acted upon, with no additional valves by means of Control valve a swing back the variable displacement is achievable.

Anstelle einer derartigen direkten Rückführung und direkten Beaufschlagung des Stelldruckventils bzw. des das Stelldruckventil übersteuernden Regelventils durch das hydraulische Rückstellsignal kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal mittels eines Drucksensors erfasst werden, der mit der elektronischen Steuereineinrichtung in Wirkverbindung steht. Hierdurch kann mittels der elektronischen Steuereinrichtung das Zurückschwenken der Pumpe bei einem entsprechenden hydraulischen Rückstellsignal gesteuert werden und das Zurückschwenken der Pumpe in Abhängigkeit bestimmter Betriebszustände gesteuert und an bestimmte Betriebszustände angepasst werden. Bei einer Änderungen des Ansteuersignals und somit einer Änderung des Pumpenfördervolumens kann somit vermieden werden, dass durch das hydraulische Rückstellsignal die Pumpe zu weit zurückgeschwenkt wird. Bei einer durch die elektronische Steuereinrichtung infolge eines geänderten Ansteuersignals vorgenommenen Schwenkwinkeländerung der Pumpe kann somit eine mögliche zeitverzögerte Reaktion der Pumpe auf einfache Weise vermieden werden.Instead of such direct return and direct loading of the control pressure valve or the control valve overriding the control pressure valve by the hydraulic reset signal can according to a advantageous development of the invention, the hydraulic reset signal be detected by means of a pressure sensor with the electronic Control device is operatively connected. This can be by means of the electronic control device, the pivoting back of the pump at a corresponding hydraulic reset signal be controlled and the swinging back of the Pump in dependence certain operating conditions controlled and adapted to certain operating conditions. For a change the drive signal and thus a change in the pump delivery volume can thus be avoided that by the hydraulic reset signal the pump swung back too far becomes. In a by the electronic control device due an amended one Actuation signal made swivel angle change of the pump can thus a possible delayed Reaction of the pump can be avoided easily.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei mittels jeweils eines Steuerventils steuerbare Verbraucher vorgesehen sind, wobei die Steuerventile mit identischen Durchflusskennlinien versehen sind. Bei identischen Durchflusskennlinien der Steuerventile mehrerer Verbraucher kann mittels der elektronischen Steuereinrichtung anhand des Ansteuersignals für die Steuerventile und der in der Steuereinrichtung abgelegten Durchflusskennlinie der Steuerventile die Pumpe auf einfache Weise auf ein bestimmtes Fördervolumen voreingestellt werden, um die durch den Öffnungsquerschnitt des entsprechenden Steuerventils vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers zu erzielen, wodurch geringe Verluste des erfindungsgemäßen Antriebssystems erzielbar sind.According to one Development of the invention is provided that at least two Provided by means of a control valve controllable consumer are, with the control valves with identical flow characteristics are provided. For identical flow characteristics of the control valves several consumers can by means of the electronic control device based on the drive signal for the control valves and the flow characteristic stored in the control device the control valves the pump easily to a specific Delivery volume preset to be through the opening cross-section the corresponding control valve predetermined movement speed of the consumer, resulting in low losses of the drive system according to the invention can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further Advantages and details of the invention will be apparent from the in the Schematic figure illustrated embodiment explained in more detail.

In der Figur ist der Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 dargestellt.In the figure, the circuit diagram of a drive system according to the invention 1 shown.

Das Antriebssystem 1 weist eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe 2 auf, die im offenen Kreislauf betrieben ist. Die Pumpe 2 steht mittels einer Leitung 3 mit einem Behälter 4 in Verbindung und fördert in einer Förderleitung 5. Zur Steuerung eines oder mehrerer Verbraucher 6 ist jeweils ein Steuerventil 7 vorgesehen, das als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet ist. Das Steuerventil 7 ist an die Förderleitung 5, eine Behälterleitung 9 sowie zu dem Verbraucher 6 geführte Druckmittelleitungen 8a, 8b angeschlossen. Bei einer Betätigung des Steuerventils 7 steuert das Steuerventil 7 die Verbindung von zu dem Verbraucher 6 geführten Druckmittelleitungen 8a, 8b mit der Förderleitung 5 und einer Behälterleitung 9 und gibt in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal einen bestimmten Öffnungsquerschnitt von der Förderleitung 5 zur Druckmittelleitung 8a bzw. 8b frei.The drive system 1 has a pump adjustable in the delivery volume 2 on, which is operated in an open circuit. The pump 2 is by means of a line 3 with a container 4 in conjunction and promote in a promotion line 5 , To control one or more consumers 6 is each a control valve 7 provided, which is designed as a throttling in intermediate positions directional control valve. The control valve 7 is to the support line 5 , a container line 9 as well as to the consumer 6 Guided pressure medium lines 8a . 8b connected. Upon actuation of the control valve 7 controls the control valve 7 the connection from to the consumer 6 guided pressure medium lines 8a . 8b with the support line 5 and a container line 9 and is in response to a drive signal, a certain opening cross-section of the delivery line 5 for pressure medium line 8a respectively. 8b free.

Die Pumpe 2 ist als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet, deren Fördervolumen mittels einer Fördervolumenstelleinrichtung 10 einstellbar ist. Hierzu ist eine Stellkolbeneinrichtung 11 vorgesehen, die einen in einem Stellzylinder 12 angeordneten Stellkolben 13 aufweist, der mit einem Fördervolumenstellglied 19, beispielsweise einer in der Neigung verstellbaren Schrägscheibe, der Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Wirkverbindung steht.The pump 2 is designed as an electro-hydraulically adjustable pump whose delivery volume by means of a delivery volume adjusting device 10 is adjustable. For this purpose, an actuating piston device 11 provided, the one in a control cylinder 12 arranged adjusting piston 13 having, which with a delivery volume actuator 19 , For example, an inclination adjustable swash plate, the delivery volume adjusting device 10 is in active connection.

Der Stellkolben 13 ist mittels einer Feder 14 in Richtung eines maximalen Fördervolumens beaufschlagbar. In Richtung des minimalen Fördervolumens ist der Stellkolben 13 von einem in einem Steuerdruckraum 15 der Stellkolbeneinrichtung 11 anstehenden Stelldruck beaufschlagbar. Der Steuerdruckraum 15 steht hierzu mit einer Stelldruckleitung 16 in Verbindung, in der ein Stelldruckventil 17 angeordnet ist. Das Stelldruckventil 17 steht eingangsseitig mit einer Steuerdruckquelle 18, beispielsweise einer Speisepumpe oder Steuerdruckpumpe, des Antriebssystems 1 in Verbindung. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Stelldruckventil 17 eingangsseitig an die Förderleitung 5 anzuschließen. Der mit der Feder 14 versehene Federraum der Stellkolbeneinrichtung 11 ist zum Behälter 4 entlastet.The adjusting piston 13 is by means of a spring 14 acted upon in the direction of a maximum delivery volume. In the direction of the minimum delivery volume is the actuator piston 13 from one in a control pressure chamber 15 the servo piston device 11 Actual signal pressure acted upon. The control pressure chamber 15 stands for this purpose with a control pressure line 16 in conjunction, in which a control pressure valve 17 is arranged. The signal pressure valve 17 is on the input side with a control pressure source 18 , For example, a feed pump or control pressure pump, the drive system 1 in connection. However, it is also possible, the control valve 17 on the input side to the delivery line 5 to join. The one with the spring 14 provided spring chamber of the actuating piston device 11 is to the tank 4 relieved.

In einer die Förderleitung 5 mit der Behälterleitung 9 und somit dem Behälter 4 verbindenden Zweigleitung 24 ist eine Umlaufdruckwaage 20 angeordnet. Die Umlaufdruckwaage 20 ist in Richtung einer die die Verbindung der Förderleitung 5 mit einem Behälter 4 absperrenden Sperrstellung 20a von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher sowie einer Feder 21 beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung 5 mit dem Behälter 4 verbindenden Durchflussstellung 20b von dem Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagt ist. Hierzu ist an eine in Richtung einer Sperrstellung 20a wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 20 eine den höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher 6 führende Lastdruckmeldeleitung 22 angeschlossen. An eine in Richtung einer Durchflussstellung 20b wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 20 ist eine von der Förderleitung 5 abzweigende Förderzweigleitung 23 angeschlossen.In one the delivery line 5 with the container line 9 and thus the container 4 connecting branch line 24 is a circulation pressure balance 20 arranged. The circulation pressure balance 20 is in the direction of a the connection of the delivery line 5 with a container 4 shut-off blocking position 20a from the highest load pressure of the driven consumers as well as a spring 21 and in the direction of a pipeline 5 with the container 4 connecting flow position 20b from the delivery pressure of the pump 2 is charged. For this purpose, one is in the direction of a blocking position 20a acting control surface of the circulation pressure balance 20 one of the highest load pressure of the driven consumers 6 leading load pressure signaling line 22 connected. At one in the direction of a flow position 20b acting control surface of the circulation pressure balance 20 is one of the support line 5 branching conveyor branch line 23 connected.

Zur Ansteuerung des Steuerventils 7 ist eine elektronische Steuereinrichtung 25 vorgesehen, die eingangsseitig mit einer Vorgabeeinrichtung 26, beispielsweise einem Joystick, in Wirkverbindung steht. Das Steuerventil 7 weist zu dessen Betätigung entsprechende elektrische Betätigungseinrichtungen 7a, 7b, beispielsweise Magnete, auf, die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung 26 in Verbindung stehen. Anstelle elektrischer Betätigungseinrichtungen 7a, 7b kann das Steuerventil 7 ebenfalls hydraulisch beaufschlagt sein, wobei zur Erzeugung eines das Steuerventil 7 beaufschlagenden Steuerdrucks elektrisch ansteuerbare Steuerdruckventile vorgesehen sein können, die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung 25 in Verbindung stehen.For controlling the control valve 7 is an electronic control device 25 provided, the input side with a default device 26 , For example, a joystick is in operative connection. The control valve 7 has to operate its corresponding electrical actuators 7a . 7b , For example, magnets, on the output side with the control device 26 keep in touch. Instead of electrical controls 7a . 7b can the control valve 7 also be acted upon hydraulically, wherein for generating a control valve 7 acting control pressure can be provided electrically controllable control pressure valves, the output side with the control device 25 keep in touch.

Die Steuereinrichtung 25 steht weiterhin ausgangsseitig mit dem Stelldruckventil 17 in Verbindung, das als elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil ausgebildet ist. Die elektronische Steuereinrichtung 25 bildet hierbei eine Vorgabeeinrichtung, die die Fördervolumenstelleinrichtung 10 der Pumpe 2 in Abhängigkeit von einem Ansteuersignals zur Betätigung des Steuerventils 7 und somit einem Ansteuersignal zur Betätigung des Verbrauchers, in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt.The control device 25 remains on the output side with the signal pressure valve 17 in connection, which is designed as an electrically controllable control pressure valve. The electronic control device 25 in this case forms a default device that the delivery volume adjusting device 10 the pump 2 in response to a drive signal for actuating the control valve 7 and thus a drive signal for actuating the consumer, acted upon in the direction of an increase of the delivery volume.

In der Zweigleitung 24 ist zwischen der Umlaufdruckwaage 20 und der Behälterleitung 9 und somit stromab der Umlaufdruckwaage 20 eine Drosseleinrichtung 30, beispielsweise eine Blende, angeordnet, mittels der ein hydraulisches Rückstellsignal für die Fördervolumenregelung der Pumpe 2 erzeugbar ist. Hierzu ist an die Zweigleitung 24 zwischen der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 eine Rückstellsignalleitung 31 angeschlossen, die an das Stelldruckventil 17 zu dessen Beaufschlagung geführt ist.In the branch line 24 is between the circulation pressure balance 20 and the container line 9 and thus downstream of the circulation pressure balance 20 a throttle device 30 , For example, a diaphragm, arranged by means of a hydraulic reset signal for the delivery volume control of the pump 2 can be generated. This is to the branch line 24 between the circulation pressure balance 20 and the throttle device 30 a reset signal line 31 connected to the control valve 17 led to its admission.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem arbeitet wir folgt:
Im nicht angesteuerten Zustand der Vorgabeeinrichtung 26 ist das Stelldruckventil 17 von der elektronischen Steuereinrichtung 25 nicht angesteuert. Im nicht angesteuerten Zustand erzeugt das Stelldruckventil 17 einen maximalen Stelldruck, der im Steuerdruckraum 15 ansteht und der Kraft der Feder 14 entgegenwirkt, wodurch die Pumpe 2 mittels der Fördervolumenstelleinrichtung 10 auf das minimale Fördervolumen eingestellt ist.The drive system according to the invention operates as follows:
In the non-activated state of the default device 26 is the signal pressure valve 17 from the electronic control device 25 not controlled. In the non-activated state generates the control pressure valve 17 a maximum signal pressure in the control pressure chamber 15 pending and the power of the spring 14 counteracts, causing the pump 2 by means of the delivery volume adjusting device 10 on the minimum conveyor volume is set.

Bei einer Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 wird von der Steuereinrichtung 25 das Stelldruckventil 17 in Abhängigkeit des von der Vorgabeeinrichtung 26 erzeugten Ansteuersignals für das Steuerventil 7 entsprechend einer in der Steuereinrichtung 25 abgelegten Durchflusskennlinie des Steuerventils 7 angesteuert. Hierdurch wird das Stelldruckventil 17 in Richtung einer Verringerung des in dem Stelldruckraum 15 anstehenden Stelldruck beaufschlagt, wodurch die Fördermengenstelleinrichtung 10 der elektro-hydraulischen Verstellpumpe 2 mittels der Feder 14 in Richtung des maximalen Fördervolumens beaufschlagt wird.Upon actuation of the default device 26 is from the controller 25 the signal pressure valve 17 depending on the of the default device 26 generated control signal for the control valve 7 according to one in the control device 25 stored flow characteristic of the control valve 7 driven. As a result, the control valve 17 in the direction of a reduction in the signal pressure space 15 applied actuating pressure, whereby the flow rate adjusting device 10 the electro-hydraulic variable pump 2 by means of the spring 14 is acted upon in the direction of the maximum delivery volume.

Zudem wird mittels der Steuereinrichtung 25 das Steuerventil 7 in Abhängigkeit von der Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 angesteuert und ein dem Ansteuersignal entsprechender Öffnungsquerschnitt an dem Steuerventil 7 eingestellt. Zweckmäßigerweise wird hierbei das Fördervolumen der Pumpe 2 auf einen Volumenstrom voreingestellt, der den von dem Verbraucher 6 durch das Ansteuersignal eingestellten Durchflussquerschnitt des Steuerventils 7 angeforderten Volumenstrom um ein bestimmtes Maß übersteigt.In addition, by means of the control device 25 the control valve 7 depending on the operation of the default device 26 controlled and the drive signal corresponding opening cross-section of the control valve 7 set. Appropriately, in this case, the delivery volume of the pump 2 pre-set to a flow rate that of the consumer 6 through the control signal set flow cross-section of the control valve 7 requested volume flow exceeds by a certain amount.

Die Pumpe 2 kann hierbei mittels der Steuereinrichtung 25 relativ ungenau auf ein bestimmtes Fördervolumen voreingestellt werden. Übersteigt das hierbei eingestellte Fördervolumen der Pumpe 2 den vom Ansteuersignal des Steuerventil 7 am Öffnungsquerschnitt des Steuerventils 7 vorgegebenen Volumenstrombedarf, wird die Umlaufdruckwaage 20 von dem in der Förderdruckzweigleitung 23 anstehenden Förderdruck der Pumpe 2 entgegen der Kraft der Feder 21 und dem in der Lastdruckmeldeleitung 22 anstehenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher 7 in Richtung der Durchflussstellung 20b beaufschlagt, um den den Volumenstrombedarf der angesteuerten Verbraucher übersteigenden und somit überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe 2 zum Behälter 4 zu führen. Hierbei wird an der Drosseleinrichtung 30 ein volumenstromabhängiger Staudruck erzeugt, der als hydraulisches Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 31 ansteht und das Stelldruckventil 17 entgegen dem elektrischen Ansteuersignal in Richtung einer Erhöhung des Stelldrucks beaufschlagt, wodurch die Fördervolumenstelleinrichtung 10 entgegen der Feder 14 zur Verringerung des Fördervolumens in Abhängigkeit von dem überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe in Richtung des minimalen Fördervolumens beaufschlagt wird und das Fördervolumen der Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 7 angeforderten Volumenstrombedarf geregelt wird.The pump 2 can in this case by means of the control device 25 be relatively inaccurately preset to a specific delivery volume. Exceeds the adjusted delivery volume of the pump 2 from the control signal of the control valve 7 at the opening cross section of the control valve 7 given volume flow demand, is the circulation pressure balance 20 from that in the delivery pressure branch line 23 Pending delivery pressure of the pump 2 against the force of the spring 21 and in the load pressure message line 22 upcoming highest load pressure of the driven consumers 7 in the direction of the flow position 20b acted upon to the volume flow demand of the driven loads exceeding and thus excessively funded flow of the pump 2 to the container 4 respectively. This is at the throttle device 30 generates a volume flow-dependent back pressure, as a hydraulic reset signal in the reset signal line 31 is present and the control valve 17 counteracted against the electrical drive signal in the direction of an increase of the control pressure, whereby the delivery volume adjusting device 10 against the spring 14 to reduce the delivery volume in response to the excess flow rate of the pump pump is applied in the direction of the minimum delivery volume and the delivery volume of the pump 2 on the one of the driven consumers 7 requested volume flow requirement is regulated.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 wird somit die Fördermengenstelleinrichtung 10 der Pumpe 2 mittels der Steuereinrichtung 25 vor oder gleichzeitig mit der Betätigung des Steuerventil 7 auf ein bestimmtes Fördervolumen und somit einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt, wodurch eine hohe Dynamik des Antriebssystems erzielt wird, da zwischen der Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 durch die Bedienperson und somit dem Einleiten einer Bewegung des Verbrauchers 7, insbesondere bei einem von einer negativen Last beaufschlagten Verbraucher, und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers 7 kein spürbarer Zeitverzug erzielbar ist. Durch das von der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 erzeugte hydraulische Rückstellsignal sind hierbei zur genauen Regelung des Fördervolumens der Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 7 angeforderten Volumenstrombedarf keine Sensoren erforderlich, wodurch das erfindungsgemäße Antriebssystem eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.In the drive system according to the invention 1 Thus, the delivery amount adjusting device 10 the pump 2 by means of the control device 25 before or simultaneously with the actuation of the control valve 7 preset to a certain delivery volume and thus a certain volume flow, whereby a high dynamics of the drive system is achieved because between the operation of the default device 26 by the operator and thus initiating a movement of the consumer 7 , Especially in a load applied by a negative load, and the self-adjusting start of movement of the consumer 7 no noticeable delay is achievable. By the of the circulation pressure balance 20 and the throttle device 30 generated hydraulic reset signal here are for accurate control of the delivery volume of the pump 2 on the one of the driven consumers 7 requested volume flow demand no sensors required, whereby the drive system according to the invention has a low probability of failure and high reliability.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einem Fahrzeug, beispielsweise einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger oder einem Flurförderzeug, kann somit ein zuverlässiges Antriebssystem zur Verfügung gestellt werden, mit dem weiterhin die Umschlagleistung erhöht werden kann.at the use of the drive system according to the invention in a vehicle, for example a mobile work machine, in particular an excavator or an industrial truck, can thus a reliable drive system made available will continue to increase the throughput can.

Claims (9)

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, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe mittels einer elektronischen Steuereinrichtung (25) in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal für das Steuerventil (7) in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und mittels eines den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist.Hydrostatic drive system having a pump which is adjustable in delivery volume and is operated in an open circuit and is provided for supplying at least one consumer which is controllable by means of a control valve, characterized in that the pump ( 2 ) is designed as an electro-hydraulically adjustable pump, wherein a delivery volume adjusting device ( 10 ) of the pump by means of an electronic control device ( 25 ) in response to a control signal for the control valve ( 7 ) can be acted upon in the direction of an increase of the delivery volume and by means of an excessively conveyed volume flow of the pump ( 2 ), the hydraulic reset signal is adjustable in the direction of a reduction of the delivery volume. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe (2) eine Umlaufdruckwaage (20) vorgesehen ist, die in einer eine Förderleitung (5) der Pumpe (2) mit einem Behälter (4) verbindenden Zweigleitung (24) angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage (20) in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung (5) mit einem Behälter (4) absperrenden Sperrstellung (20a) von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher (7) sowie einer Feder (21) beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung (5) mit dem Behälter (4) verbindenden Durchflussstellung (20b) von dem Förderdruck der Pumpe (2) beaufschlagt ist.Hydrostatic drive system according to claim 1, characterized in that for detecting the excessively conveyed volume flow of the pump ( 2 ) a circulation pressure balance ( 20 ), which are located in a 5 ) of the pump ( 2 ) with a container ( 4 ) connecting branch line ( 24 ), the circulation pressure balance ( 20 ) in the direction of a connection of the delivery line ( 5 ) with a container ( 4 ) blocking position ( 20a ) of the highest load pressure of the driven consumers ( 7 ) and a spring ( 21 ) be and in the direction of a support line ( 5 ) with the container ( 4 ) connecting flow position ( 20b ) of the delivery pressure of the pump ( 2 ) is acted upon. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zweigleitung (24) stromab der Umlaufdruckwaage (20) eine Drosseleinrichtung (30) angeordnet, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage (20) und der Drosseleinrichtung (30) abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist.Hydrostatic drive system according to claim 2, characterized in that in the branch line ( 24 ) downstream of the circulation pressure balance ( 20 ) a throttle device ( 30 ), wherein the hydraulic reset signal as between the orbital pressure balance ( 20 ) and the throttle device ( 30 ) tapped dynamic pressure signal is formed. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) eine Stellkolbeneinrichtung (11) aufweist, die mit einem Fördervolumenstellglied der Pumpe (2) in Wirkverbindung steht, wobei zur Erzeugung eines die Stellkolbeneinrichtung (11) beaufschlagenden Stelldruckes ein elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil (17) vorgesehen ist, das mit der elektronischen Steuereinrichtung (25) in Wirkverbindung steht.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the delivery volume adjusting device ( 10 ) of the pump ( 2 ) an actuating piston device ( 11 ) connected to a delivery volume actuator of the pump ( 2 ) is in operative connection, wherein for generating a the actuating piston device ( 11 ) acting signal pressure an electrically controllable pressure control valve ( 17 ) provided with the electronic control device ( 25 ) is in operative connection. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an die Stellkolbeneinrichtung (11) geführt ist.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hydraulic reset signal to the actuating piston device ( 11 ) is guided. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an ein das Stelldruckventil (17) übersteuerndes Regelventil geführt ist.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hydraulic reset signal to a the control valve ( 17 ) oversteering control valve is guided. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an das Stelldruckventil (17) geführt ist und das Stelldruckventil (17) von dem hydraulischen Rückstellsignal beaufschlagbar ist.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hydraulic reset signal to the control pressure valve ( 17 ) is guided and the control pressure valve ( 17 ) can be acted upon by the hydraulic reset signal. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal mittels eines Drucksensors erfassbar ist, der mit der elektronischen Steuereineinrichtung (25) in Wirkverbindung steht.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hydraulic reset signal can be detected by means of a pressure sensor which is connected to the electronic control device ( 25 ) is in operative connection. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei mittels jeweils eines Steuerventils steuerbare Verbraucher vorgesehen, wobei die Steuerventile mit identischen Durchflusskennlinien versehen sind.Hydrostatic drive system according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least two by means of one Control valve provided controllable consumer, wherein the control valves provided with identical flow characteristics.
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