DE102009008514B4 - Hydrostatic drive system of a mobile work machine - Google Patents
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Abstract
Hydrostatisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einer Pumpe (1) und mindestens einem von der Pumpe (1) versorgbaren Verbraucher einer Arbeitshydraulik (2), der mittels eines elektro-hydraulisch betätigbaren Steuerventils (11), insbesondere eines Wegeventils, betätigbar ist, wobei zur Betätigung des Steuerventils (11) mindestens ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil vorgesehen ist, das mit einer Steuerdruckversorgungsleitung (25) in Verbindung steht, wobei zur Erzeugung des in der Steuerdruckversorgungsleitung (25) anstehenden Steuerdrucks ein mit einer Förderleitung (4) der Pumpe (1) in Verbindung stehendes Druckminderventil (26) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) zusätzlich zur Versorgung eines weiteren Verbrauchers, insbesondere einer hydraulischen Lenkung (3), vorgesehen ist, wobei in der Förderleitung (4) der Pumpe (1) zur bevorzugten Versorgung des weiteren Verbrauchers (3) ein Prioritätsventil (5) angeordnet ist und die Steuerdruckversorgungsleitung (25), in der das Druckminderventil (26) angeordnet ist, stromauf des Prioritätsventils (5) an die Förderleitung (4) der Pumpe (1) angeschlossen ist. Hydrostatic drive system of a mobile working machine, in particular of a truck, with a pump (1) and at least one of the pump (1) can be supplied consumers of a working hydraulics (2) by means of an electro-hydraulically actuated control valve (11), in particular a directional control valve operable is, wherein for actuating the control valve (11) at least one electrically actuable pilot valve is provided, which communicates with a control pressure supply line (25), wherein for generating the in the control pressure supply line (25) pending control pressure with a delivery line (4) of the pump (1) is provided in connection pressure reducing valve (26), characterized in that the pump (1) in addition to the supply of another consumer, in particular a hydraulic steering (3) is provided, wherein in the delivery line (4) of the pump ( 1) for the preferred supply of the further consumer (3) a priority v is arranged (5) and the control pressure supply line (25), in which the pressure reducing valve (26) is arranged, upstream of the priority valve (5) to the delivery line (4) of the pump (1) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, mit einer Pumpe und mindestens einem von der Pumpe versorgbaren Verbraucher einer Arbeitshydraulik, der mittels eines elektro-hydraulisch betätigbaren Steuerventils, insbesondere eines Wegeventils, betätigbar ist, wobei zur Betätigung des Steuerventils mindestens ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil vorgesehen ist, das mit einer Steuerdruckversorgungsleitung in Verbindung steht, wobei zur Erzeugung des in der Steuerdruckversorgungsleitung anstehenden Steuerdrucks ein mit einer Förderleitung der Pumpe in Verbindung stehendes Druckminderventil vorgesehen ist.The invention relates to a hydrostatic drive system of a mobile work machine, in particular an industrial truck, with a pump and at least one power supplied by the pump load a working hydraulics, which can be actuated by means of an electro-hydraulically actuated control valve, in particular a directional control valve, wherein for actuating the control valve at least an electrically operable pilot valve is provided which is in communication with a control pressure supply line, wherein a pressure reducing valve communicating with a delivery line of the pump is provided for generating the control pressure applied in the control pressure supply line.
Bei elektro-hydraulisch betätigten und vorgesteuerten Steuerventilen ist zur Erzielung hoher Betätigungskräfte für das Steuerventil eine Steuerdruckversorgung mit einem konstanten Steuerdruckniveau erforderlich, aus dem mittels entsprechender Vorsteuerventile ein Steuerdruck zur Betätigung der Steuerventile erzeugt wird.In electro-hydraulically actuated and pilot operated control valves to achieve high actuation forces for the control valve, a control pressure supply with a constant control pressure level is required, from which by means of appropriate pilot valves, a control pressure is generated for actuating the control valves.
Aus der
Aus der
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Wärmebelastung des Druckmittels verbessert ist und einen geringen Bauaufwand aufweist.The present invention has for its object to provide a hydrostatic drive system of the type mentioned is available, which is improved in terms of energy consumption and heat load of the pressure medium and has a low construction cost.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpe weiterhin zur Versorgung eines weiteren Verbrauchers, insbesondere einer hydraulischen Lenkung, vorgesehen, wobei in der Förderleitung der Pumpe zur bevorzugten Versorgung des weiteren Verbrauchers ein Prioritätsventil angeordnet ist und die Steuerdruckversorgungsleitung stromauf des Prioritätsventils an die Förderleitung der Pumpe angeschlossen ist. Hierdurch kann der vor dem Prioritätsventil anstehende Systemdruck der Pumpe der Arbeitshydraulik in energiesparender Weise zur Erzeugung des Steuerdrucks verwendet werden. Erfindungsgemäß wird somit der konstante Steuerdruck zur Vorsteuerung und Betätigung der Steuerventile der Arbeitshydraulik direkt von der Pumpe der Arbeitshydraulik aus dem in der Förderleitung der Pumpe anstehenden Systemdruck erzeugt und bereit gestellt. Durch die erfindungsgemäße Nutzung des von der Pumpe der Arbeitshydraulik erzeugten und somit vorhandenen Systemdrucks zum Bereitstellen des konstanten Steuerdrucks zur Vorsteuerung der Steuerventile sind durch den Entfall einer separaten Pumpe, beispielsweise einer Speisepumpe, zur Erzeugung des Steuerdrucks ein geringer Bauaufwand und ein verringerter Energieverbrauch erzielbar. Durch die Verwendung eines Druckminderventils entfällt zudem ein bislang erforderliches Druckbegrenzungsventil zur Absicherung des Steuerdruckniveaus, so dass keine Abdrosselung des ungenutzten Steuerdruckvolumenstroms zum Behälter auftritt, wodurch der Wärmeeintrag in das Druckmittel des Antriebssystems verringert werden kann.This object is achieved in that the pump continues to supply another consumer, in particular a hydraulic steering, provided, wherein in the delivery line of the pump for preferential supply of the other consumer, a priority valve is arranged and the control pressure supply line upstream of the priority valve to the delivery line Pump is connected. As a result, the pending before the priority valve system pressure of the pump of the working hydraulics can be used in an energy-saving manner to generate the control pressure. According to the invention thus the constant control pressure for pilot control and actuation of the control valves of the working hydraulics is generated directly from the pump of the working hydraulics from the pending in the delivery line of the pump system pressure and provided. The use according to the invention of the system generated by the pump of the working hydraulics and thus existing system pressure to provide the constant control pressure for precontrol of the control valves by eliminating a separate pump, such as a feed pump to produce the control pressure a low construction cost and reduced energy consumption can be achieved. By using a pressure reducing valve also eliminates a previously required pressure relief valve to secure the control pressure levels, so that no throttling of the unused control pressure flow to the container occurs, whereby the heat input can be reduced in the pressure medium of the drive system.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in der Steuerdruckversorgungsleitung stromauf des Druckminderventils ein in Richtung zum Druckminderventil öffnendes Sperrventil, insbesondere Rückschlagventil, angeordnet ist. Beim Abschalten der Pumpe, insbesondere bei einer Arbeitsmaschine mit einem elektrischen, beispielsweise batterie-elektrischen, Antrieb der Pumpe kann mit dem Sperrventil der in der Steuerdruckversorgungsleitung anstehende Steuerdruck auf einfache Weise eingespannt werden.Particular advantages arise when, according to an advantageous embodiment of the invention in the control pressure supply line upstream of the pressure reducing valve in the direction of the pressure reducing valve opening check valve, in particular check valve, is arranged. When switching off the pump, especially in a work machine with an electrical, such as battery-electric, drive the pump can be clamped with the check valve in the control pressure supply line pending control pressure in a simple manner.
Das Prioritätsventil ist hierbei zweckmäßigerweise mittels einer Feder in Richtung einer die Förderleitung der Pumpe mit der Lenkung verbindenden Stellung beaufschlagt ist. Der vor dem Prioritätsventil anstehende Systemdruck wird von der Federvorspannung der Feder des Prioritätsventils mitbestimmt, wodurch aus dem Systemdruck auf einfache Weise der Steuerdruck zur Vorsteuerung der Steuerventile der Arbeitshydraulik bereit gestellt werden kann. The priority valve is expediently acted upon by means of a spring in the direction of a conveying line connecting the pump to the steering position. The pending before the priority valve system pressure is co-determined by the spring bias of the spring of the priority valve, which can be provided from the system pressure in a simple way, the control pressure for pilot control of the control valves of the working hydraulics.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem kann als sogenanntes Open-Center-System ausgebildet sein, bei dem die Pumpe als Konstantpumpe ausgebildet ist und dem Steuerventil eine Umlaufdruckwaage zugeordnet ist, die von dem höchsten Lastdruck der Verbraucher der Arbeitshydraulik und einer Feder in Richtung einer Sperrstellung und dem Förderdruck der Pumpe in Richtung einer Durchflussstellung beaufschlagt ist. Bei einem derartigen Antriebssystem wird der Systemdruck, insbesondere bei nicht betätigten Verbrauchern, ebenfalls von der Federvorspannung der Feder der Umlaufdruckwaage bestimmt, wodurch mit der an die Förderleitung der Pumpe angeschlossenen Steuerdruckversorgungsleitung und dem in dieser angeordneten Druckminderventil auf einfache Weise der zur Betätigung der Steuerventile erforderliche Steuerdruck erzeugt werden kann.The drive system according to the invention can be designed as a so-called open-center system in which the pump is designed as a fixed displacement pump and the control valve is associated with a circulation pressure, the highest load pressure of the load of the working hydraulics and a spring in the direction of a blocking position and the delivery pressure of the Pump is applied in the direction of a flow position. In such a drive system, the system pressure, in particular for non-actuated consumers, also determined by the spring bias of the spring of the rotary pressure balance, which with the connected to the delivery line of the pump control pressure supply line and arranged in this pressure reducing valve in a simple manner required for actuating the control valves control pressure can be generated.
Um den zur Betätigung der Steuerventile erforderlichen Steuerdruck hierbei in allen Betriebszuständen aus dem von der Pumpe gelieferten Systemdruck zu erzeugen, sind die Federvorspannung des Prioritätsventils und/oder die Federvorspannung der Umlaufdruckwaage gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung derart eingestellt, dass in jedem Betriebspunkt ein minimales Steuerdruckniveau in der Steuerdruckversorgungsleitung erzeugbar ist. Hierdurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass in der Steuerdruckversorgungsleitung der zur Betätigung der Steuerventile erforderliche und von der Einstellung des Druckminderventils bestimmte Vorsteuerdruck in allen Betriebszuständen ansteht.In order to generate the control pressure required for actuation of the control valves in all operating conditions from the system pressure supplied by the pump, the spring bias of the priority valve and / or the spring preload of the recirculation pressure balance according to a preferred embodiment of the invention are set such that at each operating point a minimum control pressure level can be generated in the control pressure supply line. This ensures in a simple manner that in the control pressure supply line required for the actuation of the control valves and certain of the setting of the pressure reducing valve pilot pressure is present in all operating conditions.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem kann ebenfalls als sogenanntes Closed-Center-System ausgebildet sein, bei dem die Pumpe als Load-Sensing-geregelte Verstellpumpe ausgebildet ist, die von dem höchsten Lastdruck der Arbeitshydraulik und/oder des weiteren Verbrauchers gesteuert ist. Eine derartige Verstellpumpe liefert bei nicht angesteuerten Verbrauchern der Arbeitshydraulik und/oder nicht betätigter Lenkung einen Standby-Druck als Regelgröße der Verstellpumpe, aus dem mittels der an die Förderleitung der Pumpe angeschlossenen Steuerdruckversorgungsleitung und dem in dieser angeordneten Druckminderventil auf einfache Weise der Steuerdruck zur Betätigung der Steuerventile erzeugt werden kann.The drive system according to the invention can also be designed as a so-called closed-center system, in which the pump is designed as a load-sensing variable-displacement pump, which is controlled by the highest load pressure of the working hydraulics and / or the other consumer. Such a variable delivers when not driven consumers of the working hydraulics and / or non-actuated steering a standby pressure as a control variable of the variable, from the means connected to the delivery line of the pump control pressure supply line and arranged in this pressure reducing valve in a simple way, the control pressure for actuating the Control valves can be generated.
Sofern gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bei einem derartigen Antriebssystem der Standby-Druck und somit die Regelgröße der Pumpe und/oder die Federvorspannung des Prioritätsventils derart eingestellt sind, dass in jedem Betriebspunkt ein minimales Steuerdruckniveau in der Steuerdruckversorgungsleitung erzeugbar ist, kann der erforderliche Steuerdruck zur Betätigung der Steuerventile auf einfache Weise in allen Betriebszuständen aus dem von der Pumpe erzeugten Systemdruck erzeugt werden.If according to an advantageous embodiment of the invention in such a drive system, the standby pressure and thus the controlled variable of the pump and / or the spring bias of the priority valve are set such that at each operating point a minimum control pressure level in the control pressure supply line can be generated, the required control pressure for Actuation of the control valves are easily generated in all operating conditions from the system pressure generated by the pump.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems und -
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems.
-
1 a first embodiment of a drive system according to the invention and -
2 A second embodiment of a drive system according to the invention.
In der
Das Antriebssystem umfasst eine als Konstantpumpe ausgebildete Pumpe
Das Prioritätsventil
Der Steuerventilblock
In dem Steuerventilblock
In der
Die zur Versorgung der Arbeitshydraulik
Die Steuerventile
Erfindungsgemäß ist die an einen Steuerdruckanschluss des Steuerventilblocks
Bei einem Antriebssystem gemäß der
Bei nicht betätigten Steuerventilen
Von der Feder
Die Federvorspannung der Feder
Bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem gemäß der
Bei betätigten Verbrauchern der Arbeitshydraulik
Durch lediglich geringfügige Anhebung des Systemdruckes gegenüber Antriebssystemen des Standes der Technik kann bei dem erfindungsgemäßen Antriebsystem mit dem Druckminderventil
Mit dem Druckminderventil
Die Erfindung kann hierbei bei verbrennungsmotorisch betriebenen Flurförderzeugen, bei denen die Pumpe
Zusätzlich können von der Pumpe
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