DE102009021866A1 - Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe - Google Patents
Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009021866A1 DE102009021866A1 DE102009021866A DE102009021866A DE102009021866A1 DE 102009021866 A1 DE102009021866 A1 DE 102009021866A1 DE 102009021866 A DE102009021866 A DE 102009021866A DE 102009021866 A DE102009021866 A DE 102009021866A DE 102009021866 A1 DE102009021866 A1 DE 102009021866A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drive
- feed pump
- hydro
- pressure
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/002—Hydraulic systems to change the pump delivery
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
- F15B7/06—Details
- F15B7/10—Compensation of the liquid content in a system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20515—Electric motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20523—Internal combustion engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
- F15B2211/20553—Type of pump variable capacity with pilot circuit, e.g. for controlling a swash plate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20561—Type of pump reversible
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
- F15B2211/20584—Combinations of pumps with high and low capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/63—Electronic controllers
- F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
- F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
- F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
- F15B2211/7058—Rotary output members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
- F15B7/005—With rotary or crank input
- F15B7/006—Rotary pump input
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
- F15B7/008—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors with rotary output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hydroantrieb (2) mit einer im Fördervolumen und in der Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe (8) und einem Hydromotor (9), die in einem geschlossenen Kreislauf über Druckleitungen (10A, 10B) miteinander verbunden sind, und mit einer Speisepumpe (14, 15) zur Einspeisung in den geschlossenen Kreis und zur Versorgung mindestens einer Verstelleinrichtung (11, 12) mit Druckfluid, wobei die Speisepumpe (15) über einen eigenen Antriebsmotor (19) verfügt, dessen Leistung/Drehzahl unabhängig von der Drehzahl des Antriebs (3) der Hauptpumpe (8) vorgebbar ist. Hierdurch kann die Speisepumpe (15) kleiner dimensioniert werden, als bisher üblich, und die Leistungsbilanz des Hydroantriebs verbessert werden.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Hydroantrieb mit einer im Fördervolumen und in der Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe und einem Hydromotor, die in einem geschlossenen Kreislauf über Druckleitungen miteinander verbunden sind und mit einer Speisepumpe zur Einspeisung in den geschlossenen Kreis und zur Versorgung mindestens einer Verstelleinrichtung mit Druckfluid, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiger Hydroantrieb ist aus der
DE 102 14 598 A1 bekannt. Ähnliche Hydroantriebe sind auch in den DruckschriftenDE 41 11 921 C2 ,DE 102 38 614 A1 ,DE 199 30 997 B4 undDE 100 37 195 A1 beschrieben. Die Speisepumpe hat bei derartigen Hydroantrieben die Funktion Druckfluid für die Betätigung der Verstelleinrichtungen zumindest für die Hauptpumpe und/oder den Verstellmotor bereitzustellen und Ölverluste durch Leckagen im geschlossenen Kreislauf auszugleichen. Die Speisepumpe muss hierfür so dimensioniert sein, dass sie ein bestimmtes Niederdruckniveau, üblicherweise im Bereich von 20–25 bar, unter allen Umständen aufrecht erhält. Die Speisepumpe ist deshalb so ausgelegt, dass sie auch bei niedrigster Drehzahl des Antriebs dieses Druckniveaus erreicht. Die dafür erforderliche Leistung kann bis zu 20% derjenigen der Hauptpumpe betragen, sie ist also beträchtlich. - Bei diesen bekannten Antrieben ist die Speisepumpe stets mit der Hauptpumpe mechanisch gekoppelt und wird zusammen mit dieser von demselben Verbrennungsmotor angetrieben. Die Drehzahl dieses Antriebs ist durch die Drehzahl des Verbrennungsmotors vorgegeben, so dass das Fördervolumen der nicht verstellbaren Speisepumpe abhängig von der Motordrehzahl ist und mit dieser schwankt. Da die Speisepumpe in allen Drehzahlbereichen einen vorgegebenen Mindestdruck liefern muss, ist sie so groß zu dimensionieren, dass sie auch bei minimaler Drehzahl des Verbrennungsmotors genügend Druck aufbaut. Dies hat jedoch zur Folge, dass die Speisepumpe bei höherer Drehzahl überdimensioniert ist und mehr Druckfluid fördert als notwendig ist. Dieses überschüssige Druckfluid wird nach dem Stand der Technik über Druckbegrenzungsventile abgeleitet und die in ihm enthaltene Energie in Verlustwärme umgewandelt. Dies führt zu merklichen Leistungsverlusten des Antriebssystems, insbesondere bei höheren Drehzahlen des Antriebs. Zudem sind zur Abfuhr der Wärmeenergie Kühlmittel erforderlich, was einen erhöhten Materialaufwand im Kühlsystem der Hydromaschine bedeutet.
- In der
DE 102 38 614 A1 ist vorgeschlagen zur Vermeidung von derartigen Verlusten die Speisepumpe im niederen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors durch Bereitstellung von zusätzlichem Druckfluid von einer weiteren Pumpe zu unterstützen. Diese weitere Pumpe dient hauptsächlich zur Versorgung einer separaten Arbeitshydraulik und wird bei höherer Drehzahl des Verbrennungsmotors über ein Steuerventil vom Speisedruckkreis abgeklemmt. Zwar kann hierdurch die eigentliche Speisepumpe kleiner als bisher üblich dimensioniert werden, aber diese Lösung erfordert einen erhöhten Aufwand an Bauteilen und Steuerungsmaßnahmen. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hydroantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Energieverluste gegenüber den Stand der Technik deutlich verringert sind und der mit geringem Aufwand realisierbar ist.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch, dass die Speisepumpe über einen eigenen Antriebsmotor verfügt, dessen Leistung und/oder Drehzahl unabhängig von der Drehzahl des Antriebs der Hauptpumpe vorgebbar ist.
- Der eigene Antrieb für die Speisepumpe erlaubt es, den Druck im Speisedruckkreis je nach dem aktuellen Bedarf zu steuern und somit unabhängig vom Betrieb des Verbrennungsmotors und der Hauptpumpe zu sein. Die Speisepumpe liefert demnach auch bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors und allgemein über den gesamten Arbeitsbereich der Hydromaschine stets einen ausreichenden Volumenstrom von Druckfluid. Dieser Volumenstrom ist zumindest angenähert über den gesamten Arbeitsbereich der Hydromaschine konstant und hängt insbesondere nicht von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. Die Speisepumpe kann deshalb optimal ausgelegt werden, was konkret bedeutet, dass sie wesentlich kleiner und mit geringerer Leistung, als nach dem Stand der Technik erforderlich ist, realisierbar ist. Die Reduzierung der Leistungsanforderung des erfindungsgemäßen Antriebs der Speisepumpe führt zu einer entsprechenden Verbesserung der Leistungsbilanz des Hydroantriebs. Da im Speisedruckkreis kein Überdruck abgeleitet werden muss, entsteht hier auch keine unnötige Abwärme. Daraus ergibt sich eine vorteilhafte Reduzierung der Kühlergröße und des Kühlmittelbedarfs.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung des Hydroantriebs kann darin bestehen, dass der Antriebsmotor als steuerbarer Elektromotor mit einer eigenen Spannungsversorgung ausgebildet ist. Die Spannung zum Betreiben des Elektromotors kann in vorteilhafter Weise der Lichtmaschine, der Batterie oder generell der Spannungsversorgung des mit dem Hydroantrieb ausgestatteten Ge räts entnommen werden. Eine bordeigene Spannungsversorgung ist bei einschlägigen Hydroantrieben, die beispielsweise in fahrbaren Arbeitsmaschinen eingesetzt sind, immer vorhanden, da sie für den Betrieb des Verbrennungsmotors und der Fahrelektronik zwingend erforderlich ist.
- Die Steuerung des Elektromotors erfolgt über eine Elektronik, die bevorzugt in die Fahrelektronik des Hydroantriebs integriert ist. Die Elektronik kann auch unabhängig von der Fahrelektronik sein. Die Elektronik empfängt Signale von einem Drucksensor, der auf der Hochdruckseite der Speisepumpe angeordnet ist und den von dieser erzeugten Druck ermittelt. Der Elektromotor wird demgemäß derart angesteuert, dass die Speisepumpe stets einen ausreichenden, bevorzugt konstanten, Druck für den Betrieb des Hydroantriebs liefert. Der Betrieb der Speisepumpe, insbesondere der von ihr erzeugte Volumenstrom und Druck, ist hierdurch völlig unabhängig von der Drehzahl und den Leistungsanforderungen des Verbrennungsmotors. Die Speisepumpe kann deshalb in allen Betriebszuständen des Hydroantriebs zuverlässig den erforderlichen Speisedruck liefern. Als besonderer Vorteil ist hierbei zu sehen, dass die Speisepumpe stets nur den gerade notwendigern Druck und Volumenstrom erzeugt, so dass keine Bauteile oder Steuerungsmaßnahmen zur Abführung von überschüssigem Druckfluid erforderlich sind. Hierdurch werden alle Verluste, die durch eine nach dem Stand der Technik notwendige Überdimensionierung der Speisepumpe bedingt sind, vermieden.
- Als Antriebsmotor für die Speisepumpe sind im Rahmen der Erfindung beliebige Antriebe einsetzbar, wobei elektrische Antriebe bevorzugt werden. Die Elektromotore sind bevorzugt über eine Ansteuerungselektronik in ihrer Drehzahl steuerbar und sind unmittelbar oder über ein Getriebe mit der Speisepumpe gekoppelt. Eine Änderung der Drehzahl bewirkt eine Änderung des von der Pumpe geförderten Volumenstroms und damit eine entsprechende Änderung des ausgangsseitig erzeugten Drucks.
- Eine Änderung des Volumenstroms, d. h. des pro Zeiteinheit geförderten Volumens an Druckfluid, und damit eine Möglichkeit der Steuerung des von der Speisepumpe erzeugten Drucks, sind auch dadurch erzielbar, dass das Fördervolumen der Speisepumpe verstellbar ist. Dies ist beim Einsatz einer Axialkolbenpumpe etwa dadurch erreichbar, dass der Kolbenhub gesteuert wird. Hierdurch lässt sich bei konstanter Drehzahl des Antriebsmotors der Speisepumpe eine Steuerung des Volumenstroms der Speisepumpe durchführen, wofür natürlich eine Einrichtung zur Verstellung des Fördervolumens vorhanden sein muss. Diese Einrichtung wird in vorteilhafter Weise von der elektronischen Steuerung des Hydroantriebs angesteuert.
- Als Speisepumpe werden bevorzugt Pumpen verwendet, deren Fördermenge und Druckaufbau durch Steuerung von deren Antrieb bestimmbar ist. Geeignet sind z. B. Außenzahnrad-, Innenzahnrad-, Gerotor-, Rollenflügel-, Flügelzellen- oder Axialkolbenpumpen.
- Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in
2 dargestellt ist, noch näher erläutert. Es zeigen: - Die
1 in schematischer Darstellung einen Fahrantrieb mit einem Hydroantrieb nach dem Stand der Technik und - die
2 in schematischer Darstellung einen Hydroantrieb mit einer Speisepumpe nach der Erfindung - In
1 ist ein Fahrantrieb1 mit einem Hydroantrieb2 nach dem Stand der Technik in schematischer Ansicht dargestellt. Ein Verbrennungsmotor3 , üblicherweise ein Dieselmotor, dient als Antrieb für den Hydroantrieb2 und ist mit der Elektronik4 , hier einer Fahrelektronik, mittels elektrischen Signalleitungen5 verbunden. Die Abtriebswelle6 des Verbrennungsmotors3 treibt unmittelbar oder über ein nicht gezeigtes Übersetzungsgetriebe die Hauptpumpe8 des Hydroantriebs2 an. Welche Hauptpumpe8 in einem geschlossenen Kreislauf über Druckleitungen10A und10B mit dem Hydromotor9 , hier als ein Verstellmotor dargestellt, verbunden ist. Die Hauptpumpe8 ist über die mechanisch-hydraulische Servoverstellung11 im Fördervolumen und der Förderrichtung verstellbar, was nach Maßgabe von an die Elektronik4 vom Bedienpersonal des Fahrantriebs1 eingegebenen Fahranforderungen geschieht. Die Elektronik4 wirkt auch auf die Motorverstellung12 des Hydromotors9 ein und ändert damit dessen Schluckvolumen nach Maßgabe der Fahranforderungen. Der Hydromotor9 besitzt eine Abtriebswelle13 , über welche z. B. die Räder einer fahrbaren Arbeitsmaschine antreibbar sind. - Neben der Hauptpumpe
8 ist die Speisepumpe14 angeordnet, die ebenfalls von der Abtriebswelle6 des Verbrennungsmotors3 angetrieben wird. Die Fördermenge und der Druckaufbau der Speisepumpe14 nach dem Stand der Technik hängen somit unmittelbar von der Drehzahl des Verbrennungsmotors ab. An der Ausgangsseite der Speisepumpe14 führen Druckleitungen16 zu verschiedenen Verbrauchern, wie zu der Servoverstellung11 des Hauptmotors8 und zu je einem Kombiventil25A bzw.25B . Die Kombiventile25A ,25B sind ausgangsseitig jeweils mit der zugehörigen Druckleitung10A bzw.10B des geschlossenen Kreislaufs verbunden. Sie dienen zum einen der Druckabsicherung im gesamten System, wofür jeweils eines der Teilventile bei etwa 400 bar öffnet, und zum anderen versorgen sie die jeweilige Niederdruckseite des geschlossenen Kreises zwischen der Hauptpumpe8 und dem Hydromotor9 mit Druckfluid von der Speisepumpe14 . Hierdurch wird erreicht, dass auf der Niederdruckseite stets der geforderte Niederdruckwert gehalten wird, wobei Druckfluidverluste im geschlossenen Kreislauf ausgeglichen werden. Solche Verluste entstehen im Betrieb des Hydroantriebs2 unter anderem durch praktisch unvermeidbare Leckagen oder die Ableitung von Druckfluid durch Überdruckbegrenzungsventile in den Tank für Druckfluid. - Ausgangsseitig der Speisepumpe
14 ist in einem Seitenzweig das Speisedruckbegrenzungsventil22 angeordnet, das auf den gewünschten und stets aufrecht zu erhaltenden Speisedruck eingestellt ist. Dieser Druck liegt üblicherweise bei 20–25 bar. Wird er überschritten, so öffnet Speisedruckbegrenzungsventil22 und leitet das überschüssige Druckfluid unter Entspannung des Drucks in den Tank für Druckfluid ab. - Bei einem Betrieb der Speisepumpe
14 nach dem Stand der Technik steigt die Drehzahl des Verbrennungsmotors3 und damit der von der Speisepumpe14 erzeugte Druck proportional an, wenn der Hydroantrieb2 etwa bei Volllast betrieben wird. Der so erzeugte Druck auf der Hochdruckseite der Speisepumpe14 ist somit wesentlich höher als der gewünschte Speisedruck, weswegen Speisedruckbegrenzungsventil22 öffnet. Bei dem hierdurch bewirkten Druckabbau ist eine erhebliche Energie zu vernichten, die sich in einer starken Erwärmung des Druckfluids äußert und die deshalb über Kühlmittel abgeführt werden muss. Dies führt bei den hohen Motordrehzahlen im Arbeitsbetrieb des Hydroantriebs2 zu deutlichen Leistungsverlusten des Systems und zu gesteigertem Kühlaufwand. - Dem Hydromotor
9 ist ein Hochdruckwechselventil24 zugeordnet, dass von der Fahrlektronik, hier in der Elektronik4 integriert dargestellt, ansteuerbar ist und zur Festlegung der Fahrtrichtung der hier nicht gezeigten fahrbaren Arbeitmaschine dient. Außerdem ist ein Spülventil23 zwischen den Druckleitungen10A und10B vorhanden, sowie ein Spüldruckbegrenzungsventil26 . Über diese Ventile wird dem geschlossenen Kreislauf zwischen der Hauptpumpe8 und dem Hydromotor9 ständig eine geringe Menge Druckfluid entnommen und dem Tank für Druckfluid zugeführt. Auch dies stellt einen Verlust von Druckfluid im geschlossenen Kreis dar, der von der Speisepumpe14 zu ersetzen ist. - Die
2 zeigt einen Fahrantrieb1 mit einem Hydroantrieb2 nach der Erfindung. Gleichartige Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie in1 und haben selbstverständlich dieselben Funktionen wie bei dem Fahrantrieb nach1 , weswegen auf eine Widerholung von entsprechenden Erläuterungen verzichtet wird. - Der Hauptunterschied zum Stand der Technik liegt bei dem in
2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung darin, dass an Stelle einer mit der Hauptpumpe8 gekoppelten Speisepumpe14 eine vom Verbrennungsmotor3 unabhängige elektrische Einspeiseeinheit18 vorgesehen ist. Diese Einspeiseeinheit18 besteht aus einem Antriebsmotor19 , der die Speisepumpe15 unmittelbar antreibt. Dieser Antriebsmotor8 ist bevorzugt ein Elektromotor, der als Gleichstrom- oder als Wechselstrommotor ausgebildet sein kann. Der Antriebsmotor8 verfügt über eine eigene Energiequelle, die Spannungsversorgung20 , deren Betrieb über die Elektronik4 steuerbar ist. Weiterhin ist an der Ausgangseite der Speisepumpe15 , hier an der Druckleitung16 , ein Drucksensor21 angeordnet, der den Druck in der Druckleitung16 erfasst und ein entsprechendes Signal über eine Leitung an eine Elektronik4 , hier die Fahrelektronik, übermittelt. Die Elektronik4 vergleicht das Signal mit vorgegebenen Werten und erzeugt in Abhängigkeit hiervon Steuersignale, die auf die Steuerung des Antriebsmotors19 einwirken. Die Regelung von dessen Drehzahl erfolgt derart, dass am Drucksensor21 der gewünschte Speisedruck ansteht, ohne dass das Speisedruckbegrenzungsventil22 anspricht. Dieses Ventil hat nur noch die Funktion eines Sicherheitsventils im Speisepumpenkreis. - Durch diesen erfindungsgemäßen Antrieb der Speisepumpe
15 ist es möglich, für alle Betriebsbereiche des Hydroantriebs2 stets einen ausreichenden Druck oder Volumenstrom des Druckfluids im Speisekreis sicherzustellen. Hierbei sind die Drehzahl der Speisepumpe und der von ihr erzeugte Volumenstrom annähernd konstant, und unabhängig von der Drehzahl des Antriebs der Hauptpumpe8 , da die von der Speisepumpe abhängigen Verbraucher oder Leckagen zumindest in erster Näherung unabhängig von der Drehzahl dieses Antriebs sind. Insofern kann man hier von einer Konstantstrom-Speisepumpe (engl.: constant flow charge pump) sprechen. - Beim Betrieb auftretende Schwankungen des Verbrauchs im Speisepumpenkreis werden durch kleinere Änderungen der Drehzahl des Antriebsmotors
19 der Speisepumpe15 kompensiert. Eine Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors19 kann in vorteilhafter Weise auch dann herbeigeführt werden, wenn die Temperatur im geschlossenen Kreislauf zu hoch wird. Über einen nicht gezeigten Temperatursensor wird diese Temperatur ermittelt und der Elektronik4 als Signal übertragen. Die Elektronik4 vergleicht diesen Wert mit vorgegebenen Werten und stellt fest, ob ein bestimmter Wert überschritten ist. Ist dies der Fall wirkt die Elektronik auf die Spannungsversorgung20 des Antriebsmotors19 im Sinne einer Drehzahlerhöhung ein. Hierdurch wird der Ölaustausch im Kreislauf des Hydroantriebs2 erhöht, was zu einer Abkühlung des Druckfluids beiträgt. - Selbstverständlich ist es auch möglich, den Antriebsmotor
19 der Speisepumpe15 mit konstanter Drehzahl zu betreiben und hierfür eine Spannungsversorgung20 mit fester Spannung vorzusehen. Hierdurch ist ein geringerer Aufwand an Steuerungsmaßnahmen und an erforderlichen Bauteilen gegeben, allerdings auf Kosten der Flexibilität. Eine Steuerung des Volumenstroms der Speisepumpe15 und damit des ausgangsseitigen Drucks ist jedoch bei dieser Variante da durch erzielbar, dass das Fördervolumen der Speisepumpe15 pro Arbeitshub bzw. Umdrehung gesteuert wird, was z. B. bei Axialkolbenpumpen oder Membranpumpen über eine variable Hubvolumenverstellung möglich ist. - In
2 ist lediglich gezeigt, dass die Speisepumpe15 über die Druckleitung16 nur die Servoverstellung11 der Hauptpumpe8 mit Druckfluid versorgt. Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung die Speisepumpe15 auch andere angeschlossene Verstelleinrichtungen, etwa die Motorverstellung12 des Hydromotors9 , oder weitere Verbraucher, die nicht unmittelbar von der Hauptpumpe8 versorgt werden, mit Druckfluid beliefern. Hierzu zählt auch der mögliche Ausgleich von Leckagen, die an verschiedenen Stellen des Hydroantriebs2 auftreten können. So kann die Speisepumpe15 im Rahmen der Erfindung auch Teilströme von Druckfluid in den geschlossenen Kreislauf zwischen der Hauptpumpe8 und dem Hydromotor9 einspeisen. Hierbei wird beispielsweise das Spüldruckbegrenzungsventil26 auf einen Wert eingestellt, der etwas niedriger liegt, als der dem Drucksensor21 vorgegebene Druck. -
- 1
- Fahrantrieb
- 2
- Hydroantrieb
- 3
- Verbrennungsmotor
- 4
- Elektronik
- 5
- el. Signalleitungen
- 6
- Antriebswelle
- 8
- Hauptpumpe
- 9
- Hydromotor
- 10A
- Druckleitung Seite A
- 10B
- Druckleitung Seite B
- 11
- Servoverstellung
- 12
- Motorverstellung
- 13
- Abtriebswelle
- 14
- Speisepumpe
- 15
- Speisepumpe
- 16
- Druckleitung
- 18
- elektrische Einspeiseeinheit
- 19
- Elektromotor/Antriebsmotor
- 20
- Spannungsversorgung
- 21
- Drucksensor
- 22
- Speisedruckbegrenzungsventil
- 23
- Spülventil
- 24
- Hochdruckwechselventil
- 25A
- Kombiventil für Seite A
- 25B
- Kombiventil für Seite B
- 26
- Spüldruckbegrenzungsventil
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10214598 A1 [0002]
- - DE 4111921 C2 [0002]
- - DE 10238614 A1 [0002, 0004]
- - DE 19930997 B4 [0002]
- - DE 10037195 A1 [0002]
Claims (10)
- Hydroantrieb (
2 ) mit einer im Fördervolumen und in der Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe (8 ) und einem Hydromotor (9 ), die in einem geschlossenen Kreislauf über Druckleitungen (10A ,10B ) miteinander verbunden sind, und mit einer Speisepumpe (14 ,15 ) zur Einspeisung in den geschlossenen Kreis und zur Versorgung mindestens einer Verstelleinrichtung (11 ,12 ) mit Druckfluid, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe (15 ) über einen eigenen Antriebsmotor (19 ) verfügt, dessen Leistung/Drehzahl unabhängig von der Drehzahl des Antriebs (3 ) der Hauptpumpe (8 ) vorgebbar ist. - Hydroantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (
19 ) ein Elektromotor ist. - Hydroantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in der Drehzahl steuerbar/regelbar ist und mit einer Elektronik (
4 ) zur Steuerung verbunden ist. - Hydroantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausgangseitig der Speisepumpe (
15 ) ein Drucksensor (21 ) für den Speisedruck angeordnet ist, der mit der Elektronik (4 ) verbunden ist. - Hydroantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (
21 ) vor einem Spülventil (23 ) angeordnet ist. - Hydroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydromotor (
9 ) ein Verstellmotor ist mit einer Verstelleinrichtung (12 ) ist. - Hydroantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (
4 ) zur Steuerung des Antriebsmotors (19 ) der Speisepumpe (15 ) auch einen Fahrantrieb (1 ) über die Verstelleinrichtung (12 ) steuert. - Hydroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe (
15 ) eine Außenzahnrad-, Innenzahnrad-, Gerotor-, Rollenflügel-, Flügelzellen- oder Axialkolbenpumpe ist. - Hydroantrieb nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe (
15 ) im Fördervolumen verstellbar ist. - Hydroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor für die Temperatur des Druckfluids vorhanden ist, der mit der Elektronik (
4 ) zur Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors (19 ) der Speisepumpe (15 ) über eine Signalleitung verbunden ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009021866A DE102009021866A1 (de) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe |
US12/615,412 US8443596B2 (en) | 2009-05-19 | 2009-11-10 | Hydraulic drive with an independent charge pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009021866A DE102009021866A1 (de) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009021866A1 true DE102009021866A1 (de) | 2010-11-25 |
Family
ID=42993519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009021866A Ceased DE102009021866A1 (de) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8443596B2 (de) |
DE (1) | DE102009021866A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2918876A1 (de) * | 2014-03-05 | 2015-09-16 | BOMAG GmbH | Verfahren zum Betrieb eines Hydrauliksystems eines selbstfahrenden Straßenfertigers, Hydrauliksystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, sowie Straßenfertiger mit einem solchen Hydrauliksystem |
DE102015209074B3 (de) * | 2015-05-18 | 2016-08-25 | Danfoss Power Solutions Gmbh & Co. Ohg | Vorrichtung und verfahren zum steuern einer hydraulikmaschine |
DE102011117687B4 (de) | 2011-11-04 | 2022-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulisches System mit einer Hauptpumpe und mit einer Speisepumpe |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8833069B2 (en) | 2011-06-16 | 2014-09-16 | Caterpillar Inc. | Hydrostatic circuits with variable charge and variable flushing systems |
US9683588B2 (en) * | 2012-01-31 | 2017-06-20 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic closed circuit system |
CN107059716B (zh) * | 2017-05-27 | 2023-04-21 | 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 | 一种液压控制洒水清扫系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2970441A (en) * | 1961-02-07 | Hydraulic power plant | ||
JPS5857559A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧閉回路 |
DE4402557A1 (de) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | Pleiger Maschf Paul | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
DE19930648A1 (de) * | 1999-07-02 | 2001-01-11 | Daimler Chrysler Ag | Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb |
US6339928B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-01-22 | Sauer-Danfoss Inc. | System for controlling a hydraulic propulsion drive |
DE10037195A1 (de) | 2000-07-31 | 2002-02-14 | Linde Ag | Hydrostatische Maschine |
DE4111921C2 (de) | 1991-04-12 | 2003-05-15 | Holder Gmbh Geb | Fahrzeug |
DE10214598A1 (de) | 2002-04-03 | 2003-10-30 | Case Harvesting Sys Gmbh | Fahrantrieb für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit Steuerung der Fahrgeschwindigkeit bei Straßenfahrten |
DE10238614A1 (de) | 2002-08-17 | 2004-02-26 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Ölvolumenausgleich im Ölkreislauf des hydraulischen Fahrantriebes einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine |
DE19930997B4 (de) | 1998-11-20 | 2005-10-06 | Sauer-Sundstrand Gmbh & Co. | Anordnung zum Steuern eines hydraulischen Fahrzeugantriebs |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19647940C2 (de) * | 1996-11-20 | 1999-05-12 | Mannesmann Sachs Ag | Hydraulischer Stellantrieb |
US6739127B2 (en) * | 2002-06-07 | 2004-05-25 | Caterpillar Inc | Hydraulic system pump charging and recirculation apparatus |
JP4356623B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2009-11-04 | ダイキン工業株式会社 | 流体圧ユニット及び流体圧ユニットの制御方法 |
US20080238187A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-02 | Stephen Carl Garnett | Hydrostatic drive system with variable charge pump |
-
2009
- 2009-05-19 DE DE102009021866A patent/DE102009021866A1/de not_active Ceased
- 2009-11-10 US US12/615,412 patent/US8443596B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2970441A (en) * | 1961-02-07 | Hydraulic power plant | ||
JPS5857559A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧閉回路 |
DE4111921C2 (de) | 1991-04-12 | 2003-05-15 | Holder Gmbh Geb | Fahrzeug |
DE4402557A1 (de) * | 1994-01-28 | 1995-08-03 | Pleiger Maschf Paul | Vorrichtung zum Betreiben von hydraulisch betätigten Armaturen |
DE19930997B4 (de) | 1998-11-20 | 2005-10-06 | Sauer-Sundstrand Gmbh & Co. | Anordnung zum Steuern eines hydraulischen Fahrzeugantriebs |
US6339928B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-01-22 | Sauer-Danfoss Inc. | System for controlling a hydraulic propulsion drive |
DE19930648A1 (de) * | 1999-07-02 | 2001-01-11 | Daimler Chrysler Ag | Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb |
DE10037195A1 (de) | 2000-07-31 | 2002-02-14 | Linde Ag | Hydrostatische Maschine |
DE10214598A1 (de) | 2002-04-03 | 2003-10-30 | Case Harvesting Sys Gmbh | Fahrantrieb für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit Steuerung der Fahrgeschwindigkeit bei Straßenfahrten |
DE10238614A1 (de) | 2002-08-17 | 2004-02-26 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Ölvolumenausgleich im Ölkreislauf des hydraulischen Fahrantriebes einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011117687B4 (de) | 2011-11-04 | 2022-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulisches System mit einer Hauptpumpe und mit einer Speisepumpe |
EP2918876A1 (de) * | 2014-03-05 | 2015-09-16 | BOMAG GmbH | Verfahren zum Betrieb eines Hydrauliksystems eines selbstfahrenden Straßenfertigers, Hydrauliksystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, sowie Straßenfertiger mit einem solchen Hydrauliksystem |
US9964130B2 (en) | 2014-03-05 | 2018-05-08 | Bomag Gmbh | Method for operating a hydraulic system of a self-propelled paver, hydraulic system, especially for using the method, and paver with such a hydraulic system |
DE102015209074B3 (de) * | 2015-05-18 | 2016-08-25 | Danfoss Power Solutions Gmbh & Co. Ohg | Vorrichtung und verfahren zum steuern einer hydraulikmaschine |
US10830348B2 (en) | 2015-05-18 | 2020-11-10 | Danfoss Power Solutions Gmbh & Co. Ohg | Device and method for controlling a hydraulic machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8443596B2 (en) | 2013-05-21 |
US20100293937A1 (en) | 2010-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1485621B1 (de) | System zur steuerung einer hydraulischen verstellpumpe | |
EP2834542B1 (de) | Geschlossener hydraulischer kreislauf | |
WO2011060844A1 (de) | Hydraulikantrieb mit energierückgewinnung | |
DE102017106693B3 (de) | Vorrichtung zum Regeln einer hydraulischen Maschine | |
DE102009021866A1 (de) | Hydroantrieb mit einer unabhängigen Speisepumpe | |
DE10010670C2 (de) | Hydraulische Hubvorrichtung für batteriebetriebene Flurförderzeuge | |
EP2610049B1 (de) | Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse | |
DE102004061559A1 (de) | Hydraulischer Antrieb | |
EP1309508B1 (de) | Hydraulischer aufzug mit einem druckspeicher | |
EP3504435B1 (de) | Hydrostatisches system und pumpstation für eine öl- oder gas-pipeline | |
EP2621746B1 (de) | Hydrostatischer antrieb | |
DE102017106700B3 (de) | Vorrichtung zum Regeln einer hydraulischen Maschine | |
DE19921629B4 (de) | Hydraulische Hubvorrichtung | |
DE102013205807A1 (de) | Rudermaschine | |
EP2808109A1 (de) | Spannsystem | |
EP1391639B1 (de) | Ölvolumenausgleich im Ölkreislauf des hydraulischen Fahrantriebes einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine | |
DE102010035283A1 (de) | Hydraulikantriebsvorrichtung sowie Verfahren zur hydraulischen Energieversorgung | |
DE102008054876A1 (de) | Hydrauliksystem | |
DE102014105127A1 (de) | Hydraulisches Antriebssystem einer mobilen Arbeitsmaschine | |
DE102018115301B4 (de) | Hydrauliksystem für eine Formgebungsmaschine und Verfahren zum Betreiben eines solchen | |
EP2022990A1 (de) | Werkzeugmaschine und Versorgungsaggregat | |
DE102016223386A1 (de) | Pumpensystem, Automatikgetriebe und Kraftfahrzeug | |
EP2330304B1 (de) | Hydraulikaggregat | |
DE102017000201B4 (de) | Hydraulischer Lüfterantrieb, Arbeitsmaschine sowie Verfahren zum Betreiben eines Lüfterantriebs | |
EP3263954B1 (de) | Hydrostatischer antrieb mit geschlossenem kreislauf und verfahren zum betrieb des antriebs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110415 |