DE102008038382A1

DE102008038382A1 - Hydrostatisches Antriebssystem

Info

Publication number: DE102008038382A1
Application number: DE200810038382
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Kraft; Bernward Dr. Welschof; Thomas LÖFFLER
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-02-25
Also published as: JP5489592B2; JP2010048253A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem (1) mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe (2), die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers (6) vorgesehen ist. Zur Lösung der Aufgabe, mit hoher Dynamik und hoher Zuverlässigkeit eine Steuerung der Verbraucher bei geringen Energieverlusten zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Pumpe (2) als im Fördervolumen hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe mittels einer Vorgabeeinrichtung (33a; 33b) ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist.
Bei derartigen Antriebssystemen wird das Fördervolumen der Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf geregelt. Sind die Verbraucher mittels Steuerventilen gesteuert, können hierdurch die Verbraucher mit einer an einem Steuerventil vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit bei geringen Energieverlusten betrieben werden.
Bei bekannten Load-Sensing-Antriebssystemen, bei denen die Pumpe im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Steuerung der Verbraucher 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 als Regelpumpe ausgebildete 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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpe als im Fördervolumen hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe mittels einer Vorgabeeinrichtung ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt ist und in Abhängigkeit von einem 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 einer Vorgabeeinrichtung ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe erfassenden, hydraulischen Rückstellsignal in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens zurückgeschwenkt und somit auf den von den angesteuerten Verbraucher angeforderten Volumenstrombedarf geregelt. Hierdurch ergibt sich ein verbessertes Ansprechverhalten der Pumpenmengenregelung und somit eine hohe Dynamik des Antriebssystems, da die zur Fördervolumenregelung der Pumpe verwendete Vorgabeeinrichtung bereits 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 und somit die Verluste zu verringern, sind bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem keine störanfälligen Sensoren erforderlich, die bei Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems in Fahrzeugen oder 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. Darüber hinaus weist die Pumpe einen einfachen Aufbau mit einem geringen Bauaufwand auf, da die Beaufschlagung der Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe durch die Vorgabeeinrichtung und das hydraulische Rückstellsignal zur Fördermengenregelung keine aufwändigen elektrischen oder hydraulischen Stell- bzw. Regelventile sowie Einrichtungen zur Schwenkwinkelrückmeldung benötigt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, wobei die Pumpe im offenen Kreislauf betrieben ist, 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 bei einem Antriebssystem im offenen Kreislauf, bei dem die Verbraucher mittels entsprechender Steuerventile betätigbar sind, auf einfache Weise erfasst und zum Behälter geführt werden.
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 im offenen Kreislauf betriebenen Pumpe verwendet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe eine Stellkolbeneinrichtung auf, die mit einem Fördervolumenstellglied der Pumpe in Wirkverbindung steht, wobei die Vorgabeeinrichtung von einer das Fördervolumenstellglied, insbesondere die Stellkolbeneinrichtung, ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagenden Feder und/oder die Vorgabeeinrichtung von einem die Stellkolbeneinrichtung ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagenden Stelldruck gebildet ist. Eine derartige mechanisch-hydraulische Verstellpumpe, deren Fördervolumenstelleinrichtung von einer Feder und/oder einem hydraulischen Stelldruck ständig in Richtung einer Erhöhung der Fördermenge beaufschlagt ist und von dem hydraulischen Rückstellsignal in Abhängigkeit von der überschüssig geförderten Fördermenge der Pumpe auf den angeforderten Bedarf der angesteuerten Verbraucher zurückgeschwenkt wird, ermöglicht eine hohe Dynamik des Antriebssystems und benötigt zur Fördermengenregelung keine aufwändigen elektrischen oder hydraulischen Stell- bzw. Regelventile und weist daher einen einfachen Aufbau mit einem geringen Bauaufwand auf.
Die den Stelldruck führende Stelldruckleitung, die an einen in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum der Stellkolbeneinrichtung geführt ist, kann hierbei an die Förderleitung der Pumpe und/oder eine Steuerdruckquelle angeschlossen sein, um einen Stelldruck zur Verfügung zu stellen, der die Pumpe ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt. Durch die Feder und den Stelldruck der Steuerdruckquelle kann hierbei eine hohe Dynamik beim Ausschwenken der Pumpe in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens sichergestellt werden, selbst wenn bei einer Ansteuerung eines von einer negativen Last beaufschlagten Verbrauchers der Förderdruck der Pumpe absinken sollte.
Die Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung durch den Förderdruck der Pumpe und einen Stelldruck einer Steuerdruckquelle kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf einfache Weise erzielt werden, wenn die Stelldruckleitung ausgangsseitig an eine Auswahlventileinrichtung, insbesondere ein Wechselventil, angeschlossen ist, die eingangsseitig mit einer Steuerdruckleitung der Steuerdruckquelle und einer von der Förderleitung der Pumpe abzweigenden Zweigleitung in Verbindung steht.
Das hydraulische Rückstellsignal ist hierbei gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung an die Stellkolbeneinrichtung geführt. Eine derartige direkte Rückführung des Rückstellsignals an die Stellkolbeneinrichtung und somit eine direkte Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung durch das hydraulische Rückstellsignal ermöglicht insbesondere bei einer mechanisch-hydraulischen Verstellpumpe mit geringem Bauaufwand ein Zurückschwenken der Pumpe auf das von den Verbrauchern angeforderte Fördervolumen.
Hierzu ist gemäß einen bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung eine von der Zweigleitung zwischen der Umlaufdruckwaage und der Drosseleinrichtung abzweigende Rückstellsignalleitung an einen in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum der Stellkolbeneinrichtung geführt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Figur ist der Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems dargestellt.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 gemäß der 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.
Die Pumpe 2 ist als hydraulisch verstellbare Verstellpumpe 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.
Der Stellkolben 13 der Stellkolbeneinrichtung 11 ist mittels einer als Feder 14 ausgebildeten Vorgabeeinrichtung 33a ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar.
Zudem oder alternativ zu der Feder 14 kann der Stellkolben 13 der Stellkolbeneinrichtung 11 ständig von einem Stelldruck in Richtung einer Erhöhung Fördervolumens beaufschlagt sein, der eine Vorgabeeinrichtung 33b bildet. Hierzu ist an einen in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum 15a der Stellkolbeneinrichtung 11, in dem ebenfalls die Feder 14 angeordnet ist, eine Stelldruckleitung 35 geführt, die mit einer Steuerdruckquelle 18, beispielsweise einer Speispumpe oder einer Steuerdruckpumpe des Antriebssystems, und/oder der Förderleitung 5 der Pumpe 2 in Verbindung stehen kann. Sofern wie im dargestellten Ausführungsbeispiel die Stelldruckleitung 35 mit der Förderleitung 5 der Pumpe 2 und der Steuerdruckquelle 18 in Verbindung steht, kann eine beispielsweise als Wechselventil ausgebildete Auswahlventileinrichtung 36 vorgesehen werden, die eingangsseitig mit einer Steuerdruckleitung 37 der Steuerdruckquelle 18 und einer von der Förderleitung 5 der Pumpe 2 abzweigenden Zweigleitung 38 in Verbindung steht und ausgangsseitig an die Stelldruckleitung 35 angeschlossen ist.
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 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, mittels der zwischen der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 ein Staudrucksignal als hydraulisches Rückstellsignal abgegriffen wird. Die Rückstellsignalleitung 31 ist an einen in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum 15b der Stellkolbeneinrichtung 11 geführt.
Zur Ansteuerung des Steuerventils 7 ist eine elektronische Steuereinrichtung 25 vorgesehen, die eingangsseitig mit einer Vorgabevorrichtung 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. Zudem ist eine mechanische Ansteuerung des Steuerventils 7 möglich.
Die mechanisch-hydraulische Verstellpumpe gemäß der 1 wird somit von der als Feder 14 ausgebildeten Vorgabeeinrichtung 33a und/oder dem in der Stelldruckleitung 35 anstehenden Stelldruck und somit der Vorgabeeinrichtung 33b ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt. Übersteigt der Volumenstrom der Pumpe 2 den von den angesteuerten Verbrauchern 6 angeforderten Volumenstrom 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 6 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. Mittels der Umlaufdruckwaage 20 kann somit der den Bedarf der angesteuerten Verbraucher 6 übersteigende und somit überschüssig geförderte Volumenstrom der Pumpe 2 auf einfache Weise erfasst werden und in Verbindung mit der Drosseleinrichtung 30 in Abhängigkeit von dem überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe ein als volumenstromabhängiger Staudruck ausgebildetes hydraulisches Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 31 erzeugt werden. Das in der Rückstellsignalleitung 31 anstehenden, den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe 2 erfassende hydraulische Rückstellsignal beaufschlagt die Pumpe 2 in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens, wodurch das Fördervolumen der Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 6 angeforderten Volumenstrombedarf eingestellt wird.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem arbeitet wie folgt:
Bei nicht angesteuertem Steuerventil 7 ist die Pumpe 2 von der Feder 14 bzw. dem in der Stelldruckleitung 35 anstehenden Stelldruck in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt. Die Umlaufdruckwaage 20 wird hierbei von dem in der Förderleitung 5 anstehenden Förderdruck der Pumpe 2 entgegen der Feder 21 in die Durchflussstellung 20b beaufschlagt, so dass stromauf der Drosseleinrichtung 30 ein volumenstromabhängiges Staudrucksignal erzeugt wird, das über die Rückstellsignalleitung 31 die Pumpe 2 in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens beaufschlagt, so dass die Pumpe 2 in Richtung eines minimalen Fördervolumens beaufschlagt ist.
Bei der Ansteuerung des Verbrauchers 6 und somit einer Betätigung des Steuerventils 7 wird die Umlaufdruckwaage 20 durch den in der Lastdruckleitung 22 anstehenden Lastdruck des Verbrauchers 6 in Richtung der Sperrstellung 20a beaufschlagt, so dass das Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 31 abnimmt und die Pumpe 2 durch die Feder 14 bzw. den in der Stelldruckleitung 35 anstehenden Stelldruck in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens ausgeschwenkt wird. Die Umlaufdruckwaage 20 wird bei angesteuertem Verbraucher 6 wieder in Richtung der Durchflussstellung 20b beaufschlagt, wenn die Pumpe 2 einen den Bedarf des angesteuerten Verbrauchers 6 übersteigenden Volumenstrom fördert. Mittels der Rücklaufssignalleitung 31 wird hierbei ein den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe 2 erfassendes hydraulisches, als Staudrucksignal ausgebildetes Rückstellsignal erzeugt, das die Pumpe 2 in Richtung einer Verringerung des Volumenstroms zurückschwenkt, wodurch die Fördermenge der Pumpe 2 auf einfache Weise an den Bedarf des angesteuerten Verbrauchers 2 angepasst wird.
Die Pumpe 2 schwenkt somit immer dann in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens aus, wenn das hydraulische Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 31 abfällt, beispielsweise infolge einer Ansteuerung des Steuerventils 7 zur Betätigung des Verbrauchers 6 und einer entsprechenden Betätigung der Umlaufdruckwaage 20 in Richtung der Sperrstellung 20a, wodurch eine hohe Dynamik des Antriebssystems 1 erzielt wird. Durch die von der Feder 14 und/oder den in der Stelldruckleitung 35 anstehenden Stelldruck und die ständige Beaufschlagung der Pumpe 2 in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wird hierbei eine hohe Dynamik des Antriebssystems erzielt, da zwischen der Betätigung der Vorgabevorrichtung 26 durch die Bedienperson und somit dem Einleiten einer Bewegung des Verbrauchers 6, insbesondere bei einem von einer negativen Last beaufschlagten Verbraucher, und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers 6 kein spürbarer Zeitverzug erzielbar ist.
Mittels des in der Rückstellsignalleitung 31 anstehenden hydraulischen, als Staudrucksignal ausgebildeten Rückstellsignals wird hierbei die Pumpe in Abhängigkeit von dem überschüssig und den Bedarf des angeforderten Verbraucher 6 übersteigenden Volumenstrom auf den von dem Verbraucher 6 angeforderten Förderstrom eingestellt. Die als Verstellpumpe ausgebildete Pumpe 2 des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist hierbei einen einfachen Aufbau ohne hydraulische oder elektrische Ansteuer- oder Regelventile und entsprechende Rückmeldeinrichtungen für den Schwenkwinkel der Fördervolumenstelleinrichtung 10 auf. Hierdurch ist das Ausschwenkverhalten der Pumpe 2 nicht von elektrischen Einflüssen abhängig, beispielsweise nicht korrekten elektrischen Stellsignalen. Darüber hinaus weist die Pumpe 2 eine hohe Dynamik auf, da durch die Feder 14 und den in der Stelldruckleitung 35 anstehenden Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 18 auch bei zusammenbrechendem Förderdruck der Pumpe 2, beispielsweise infolge einer negativen Last an dem Verbraucher, die Pumpe 2 in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens ausgeschwenkt wird.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 weist hierbei eine hohe Dynamik der Pumpensteuerung und somit der Fördervolumensteuerung der Pumpe 2 auf. Durch das von der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 erzeugte hydraulische Rückstellsignal sind hierbei zur genauen Regelung des Fördervolumens der als einfach aufgebauten Verstellpumpe ausgebildeten Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 6 angeforderten Volumenstrombedarf keine Sensoren erforderlich, wodurch das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
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.

Claims

Hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) als im Fördervolumen hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe mittels einer Vorgabeeinrichtung (33a; 33b) ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt ist und in Abhängigkeit von einem den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignal in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (2) im offenen Kreislauf betrieben ist, 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.
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.
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 (19) der Pumpe (2) in Wirkverbindung steht, wobei die Vorgabeeinrichtung (33a) von einer das Fördervolumenstellglied (19), insbesondere die Stellkolbeneinrichtung (11), ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagenden Feder (14) gebildet ist und/oder die Vorgabeeinrichtung (33b) von einem die Stellkolbeneinrichtung (11) ständig in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagenden Stelldruck gebildet ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Stelldruck führende Stelldruckleitung (35), die an einen in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum (15a) der Stellkolbeneinrichtung (11) geführt ist, an die Förderleitung (5) der Pumpe (2) und/oder eine Steuerdruckquelle (18) angeschlossen ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelldruckleitung (35) ausgangsseitig an eine Auswahlventileinrichtung (36), insbesondere ein Wechselventil, angeschlossen ist, die eingangsseitig mit einer Steuerdruckleitung (37) der Steuerdruckquelle 18 und einer von der Förderleitung (5) der Pumpe (2) abzweigenden Zweigleitung (38) in Verbindung steht.
Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an die Stellkolbeneinrichtung (11) geführt ist.
Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Zweigleitung (24) zwischen der Umlaufdruckwaage (20) und der Drosseleinrichtung (30) abzweigende Rückstellsignalleitung (31) an einen in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens wirkenden Steuerdruckraum (15b) der Stellkolbeneinrichtung (11) geführt ist.