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Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Speisepumpe zur Versorgung eines Speisedruckkreises, wobei der Speisedruckkreis als Konstantdrucksystem ausgebildet ist, wobei die Speisepumpe als sauggedrosselte Pumpe ausgebildet ist, die im offenen Kreislauf betrieben ist und aus einem Behälter Druckmittel ansaugt und in eine Förderleitung fördert, wobei die Pumpe zur Veränderung des Förderstroms mit einer die Ansaugmenge steuernden Volumenstrombegrenzungseinrichtung versehen ist, die in Abhängigkeit von einem von dem Speisedruckkreis zu dem Behälter abströmenden Rücklaufvolumenstrom gesteuert ist, wobei die Volumenstrombegrenzungseinrichtung als variable Saugdrosseleinrichtung ausgebildet ist, die ein in einer Ansaugleitung der Pumpe angeordnetes Drosselventil umfasst, das als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer Durchflussstellung und einer Drosselstellung ausgebildet ist, wobei das Drosselventil mittels einer Federeinrichtung in Richtung der Durchflussstellung und in Abhängigkeit von dem Rücklaufvolumenstrom in Richtung der Drosselstellung betätigt ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine mobile Arbeitsmaschine mit einem derartigen von einem Antriebsmotor angetriebenen Antriebssystem.
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Antriebssysteme mit einer Speisepumpe zur Versorgung eines Speisedruckkreises, wobei der Speisedruckkreis als Konstantdrucksystem ausgebildet ist, werden in mobilen Arbeitsmaschinen, beispielsweise Flurförderzeugen, zur Versorgung eines Arbeitskreises, der mehrere Verbraucher einer Arbeitshydraulik und/oder eine hydraulische Lenkungseinrichtung umfasst, eingesetzt. Zudem kann das Antriebssystem einen Fahrantrieb, beispielsweise einen hydrostatischen Fahrantrieb, umfassen. Bei derartigen Antriebssystemen ist zudem ein Speisedruckkreis vorgesehen, der zur Versorgung von Verbrauchern mit einem konstanten Speisedruck dient. Die Verbraucher des Speisedruckkreises können beispielsweise eine hydraulische Betriebsbremse oder eine hydraulisch in eine Lösestellung lüftbare Feststellbremse sein. Sofern die Steuerventile zur Steuerung der Verbraucher der Arbeitshydraulik hydraulisch betätigbar sind, kann der Speisedruckkreis ebenfalls als Vorsteuerdruckquelle zur Erzeugung des Vorsteuerdrucks der Steuerventile verwendet werden. Bei Verwendung eines hydrostatischen Fahrantriebs im geschlossenen Fahrantrieb mit einer im Fördervolumen verstellbaren Verstellpumpe dient der Speisedruckkreis ebenfalls zur Versorgung einer Stelleinrichtung der als Verstellpumpe ausgebildeten Fahrpumpe und zur Versorgung einer Einspeiseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs. Sofern als Pumpe zur Versorgung der Arbeitshydraulik und/oder der hydraulischen Lenkungseinrichtung eine im Fördervolumen verstellbare Verstellpumpe eingesetzt wird, dient der Speisedruckkreis ebenfalls zur Versorgung einer Stelleinrichtung dieser Verstellpumpe.
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Zur Versorgung des Speisedruckkreises mit einem konstanten Speisedruck ist es bekannt, eine Konstantpumpe mit konstantem Fördervolumen als Speisepumpe einzusetzen, beispielsweise eine Zahnradpumpe in Außenzahnrad- oder Innenzahnradbauweise. Derartige Zahnradpumpen weisen einen geringen Herstellaufwand auf und sind entsprechend kostengünstig. Die Konstantpumpe ist zum Antrieb mit einem Antriebsmotor, beispielsweise einem als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungsmotor des Antriebssystems, trieblich verbunden und wird von diesem angetrieben. Durch die starre Kopplung der Speisepumpe mit dem Antriebsmotor liefert die als Konstantpumpe ausgebildete Speisepumpe einen Förderstrom, der proportional zu der Drehzahl des Antriebsmotors ist. Die Speisepumpe liefert somit einen proportionalen Förderstrom und somit einen aufgeprägten Volumenstrom. Das Schluckvolumen der Speisepumpe ist hierbei derart dimensioniert, dass bereits bei geringen Drehzahlen des Antriebsmotors der erforderliche, konstante Speisedruck aufgebaut wird. Der mit zunehmender Drehzahl des Antriebsmotors überschüssig geförderte Förderstrom der Speisepumpe wird mittels eines der Förderleitung der Speisepumpe zugeordneten Druckbegrenzungsventils zum Behälter abgedrosselt. Durch das konstante Schluckvolumen bzw. Verdrängervolumen nimmt die Speisepumpe zum Antrieb ein im Wesentlichen über die Drehzahl konstantes Antriebsmoment von dem Antriebsmotor auf, wobei mit zunehmender Drehzahl des Antriebsmotors aufgrund des drehzahlproportionalen geförderten Volumenstroms die Antriebsleistung der Speisepumpe drehzahlproportional zunimmt. Sofern ab einer bestimmten Drehzahl der überschüssig geförderte Förderstrom der Speisepumpe über das Druckbegrenzungsventil abgedrosselt wird, stellt die für den Antrieb der Speisepumpe erforderliche Antriebsleistung eine Verlustleistung dar, die den Wirkungsgrad des Antriebssystems vermindert.
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Diese Verluste können verringert werden, wenn zur Versorgung des als Konstantdrucksystem mit einem aufgeprägten Druck ausgebildeten Speisedruckkreises eine druckgeregelte Speisepumpe verwendet wird. Derartige Pumpen, die auch als Load-Sensing-Pumpen, beispielsweise als verstellbare Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise, bekannt sind, verändern das Verdrängervolumen durch eine Hubverstellung der Kolben, beispielsweise durch Veränderung eines Schwenkwinkels einer Schrägscheibe, an der die Kolben abgestützt sind. Derartige Pumpen sind auf höchste Stellgeschwindigkeiten optimiert und weisen einen hohen Bauaufwand mit entsprechend hohen Herstellkosten auf, so dass derartige hubverstellbare Axialkolbenpumpen für den Ersatz einer kostengünstigen Zahnradpumpe als Speisepumpe zur Erzeugung eines konstanten Speisedruckes nicht in Frage kommen.
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Ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Speisepumpe zur Versorgung eines Speisedruckkreises, wobei der Speisedruckkreis als Konstantdrucksystem ausgebildet ist und die Speisepumpe als Konstantpumpe mit konstantem Fördervolumen ausgebildet ist, ist jeweils aus der
DE 10 2009 043 757 A1 , aus der
DE 199 34 782 C2 , der
DE 41 28 615 C1 und der
DE 39 03 189 A1 bekannt.
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Aus der
DE 10 2011 102 006 A1 ist ein gattungsgemäßes hydrostatisches Antriebssystem mit einem Speisedruckkreis beschrieben, bei dem die Speisepumpe eines als Konstantdrucknetz mit einem aufgeprägten Druck ausgebildeten Speisedruckkreises als kostengünstige sauggedrosselte Pumpe ausgebildet ist, deren Fördermenge bedarfsabhängig eingestellt und somit an den Bedarf der Verbraucher des Speisedruckkreises angepasst werden kann. Die Verstellung der Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe erfolgt mittels eines in der Ansaugleitung der Pumpe angeordneten Drosselventils, das von einer Federeinrichtung in Richtung einer Durchflussstellung und dem Druck im Speisedruckkreis in Richtung einer Drosselstellung beaufschlagt ist. Sofern der Druck in dem als Konstantdrucksystem ausgebildeten Speisedruckkreis ansteigt, wird das Drosselventil in Richtung der Drosselstellung beaufschlagt, so dass die Fördermenge der Pumpe reduziert und Verluste reduziert werden. Mit einer derartigen, in der Fördermenge verstellbaren und an den Bedarf der Verbraucher des Speisedruckkreises anpassbaren sauggedrosselten Pumpe als Speisepumpe kann das Antriebsmoment zum Antrieb der Speisepumpe verringert werden und somit eine drehmomentseitige Entlastung eines die Speisepumpe antreibenden Antriebsmotors erzielt werden.
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Zur Abdeckung von bedarfsabhängigen Volumenstromspitzen, beispielsweise einer hohen Volumenstromanforderung eines Verbrauchers des Speisedruckkreises, umfasst der aus der
DE 10 2011 102 006 A1 beschriebene Speisedruckkreis einen Druckmittelspeicher, der mittels einer Speicherladeschaltung von der Speisepumpe aufgeladen werden kann. Bei einer Volumenstromanforderung eines Verbrauchers des Speisedruckkreises verhindert der kurzzeitig aus dem Druckmittelspeicher zur Verfügung gestellte Volumenstrom einen Druckabfall in dem als Konstantdrucksystem ausgebildeten Speisedruckkreis, bis der von der verstellbaren sauggedrosselten Pumpe gelieferte Förderstrom soweit angestiegen ist, um den Konstantdruck im Speisekreissystem aufrechtzuerhalten. Da bei einem plötzlichen, gesteigerten betriebsbedingten Volumenstrombedarf eines an das als Konstantdrucksystem ausgebildeten Speisekreissystems angeschlossenen Verbrauchers der Bedarf des Verbrauchers zunächst aus dem Druckmittelspeicher gedeckt wird und die durch den Druckabfall in dem Konstantdrucksystem bedingte Verstellung des Drosselventils in der Ansaugleitung zur Erhöhung der Fördermenge der sauggedrosselte Pumpe mit einer zeitlichen Verzögerung erfolgt, um die Fördermenge der Pumpe an den aktuellen Bedarf der Verbraucher des Speisedruckkreises anzupassen, ist ein entsprechend hohes Druckmittelvolumen in dem Druckmittelspeicher vorzuhalten und der Druckmittelspeicher mit einem entsprechend großen Speichervolumen zu dimensionieren, so dass der Speisedruckkreis einen hohen Bauaufwand aufweist, um im Bedarfsfall bei einer Druckmittelanforderung der Verbraucher die Druckmittelversorgung der Verbraucher sicherzustellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung und eine mobile Arbeitsmaschine mit einem derartigen Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, bei dem die Steuerung der Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe mit einer hohen Dynamik erfolgt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein hydrostatisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Speisepumpe ist als sauggedrosselte Pumpe ausgebildet, die im offenen Kreislauf betrieben ist und aus einem Behälter Druckmittel ansaugt und in eine Förderleitung fördert, wobei die Pumpe zur Veränderung des Förderstroms mit einer die Ansaugmenge steuernden Volumenstrombegrenzungseinrichtung versehen ist, die in Abhängigkeit von einem von dem Speisedruckkreis zu dem Behälter abströmenden Rücklaufvolumenstrom gesteuert ist. Die Volumenstrombegrenzungseinrichtung ist als variable Saugdrosseleinrichtung ausgebildet, die ein in einer Ansaugleitung der Pumpe angeordnetes Drosselventil umfasst, das als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer Durchflussstellung und einer Drosselstellung ausgebildet ist. Mit einem derartigen Drosselventil in der Ansaugleitung und somit an der Einlassseite der sauggedrosselten Pumpe kann eine variable Saugdrosseleinrichtung gebildet werden, mit der eine bedarfsabhängige Steuerung der Ansaugmenge und somit des gelieferten Förderstroms der Pumpe auf einfache Weise erzielt werden kann. Das Drosselventil ist mittels einer Federeinrichtung in Richtung der Durchflussstellung und in Abhängigkeit von dem Rücklaufvolumenstrom in Richtung der Drosselstellung betätigt. Mit einer derartigen, in der Ansaugleitung angeordneten Saugdrosseleinrichtung kann auf einfache Weise bei einer Verringerung des Rücklaufvolumenstroms bei einer Bedarfsanforderung eines Verbrauchers eine entsprechende Beaufschlagung des Drosselventils in Richtung der Durchflussstellung erzielt werden, um die Fördermenge der Pumpe mit hoher Dynamik an den Bedarf der Verbraucher des Speisedruckkreises anzupassen. Erfindungsgemäß ist zur Erfassung des Rücklaufvolumenstroms in einer zu dem Behälter geführten Ablaufleitung des Speisdruckkreises eine Messblende angeordnet, wobei in der Ablaufleitung stromauf der Messblende ein Drucksignal zur Steuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung abgegriffen wird. Mit einer in einer Ablaufleitung des Speisedruckkreises angeordneten Messblende kann auf einfache Weise ein Drucksignal erzeugt und somit der von dem Speisedruckkreis zum Behälter abströmende Rücklaufvolumenstrom erfasst werden. Im Bedarfsfall bei einer Volumenstromanforderung eines Verbrauchers verringert sich der Rücklaufvolumenstrom, wobei der als Drucksignal dienende Druck stromauf der Messblende zeitgleich mit der Volumenstromanforderung des Verbrauchers abfällt und somit die Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe zeitgleich und ohne Verzögerung direkt mit dem Beginn einer Volumenstromanforderung eines Verbrauchers an den Bedarf des Verbrauchers angepasst werden kann.
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Die erfindungsgemäße Steuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung der sauggedrosselten Pumpe des Speisedruckkreises und somit des Förderstroms der Speisepumpe in Abhängigkeit von dem zu einem Behälter abströmenden Rücklaufvolumenstrom des als Konstantdrucksystem ausgebildeten Speisedruckkreises hat den Vorteil, dass sich im Bedarfsfall bei einer Volumenstromanforderung eines Verbrauchers des Speisedruckkreises der Rücklaufvolumenstrom zeitgleich mit der Volumenstromanforderung verändert, so dass die Verstellung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung und somit des Fördervolumens der sauggedrosselten Pumpe mit einer hohen Dynamik erfolgt. Mit der erfindungsgemäßen Steuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung der sauggedrosselten Pumpe des Speisedruckkreises kann somit die Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe direkt und unmittelbar mit dem Beginn eines Bedarfsfalls eines Verbrauchers an den Bedarf des Verbrauchers angepasst werden, so dass der Bauaufwand für entsprechende Maßnahmen, um im Bedarfsfall bei einer Druckmittelanforderung der Verbraucher die Druckmittelversorgung der Verbraucher sicherzustellen, verringert werden kann.
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Mit besonderem Vorteil umfasst der Speisedruckkreis einen Druckmittelspeicher. Mit einem derartigen Druckmittelspeicher, beispielsweise einem Membranspeicher, kann auf einfache Weise im Bedarfsfall eine Volumenstromanforderung eines Verbrauchers im Speisedruckkreis abgedeckt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen, hohen Dynamik der Verstellung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung und somit des Fördervolumens der sauggedrosselten Pumpe kann das unter Druck vorgehaltene Druckmittelvolumen und somit die Größe und das Speichervolumen des Druckmittelspeichers gegenüber der aus der
DE 10 2011 102 006 A1 bekannten Lösung reduziert werden. Die Verringerung der Baugröße und des Speichervolumens des Druckmittelspeichers führt zu einer Verringerung des Bauaufwands des erfindungsgemäßen Antriebsystems.
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Die Messblende ist zweckmäßigerweise als Drosseleinrichtung ausgebildet.
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Das Drucksignal kann mittels einer Sensoreinrichtung erfasst werden und die Volumenstrombegrenzungseinrichtung elektrisch betätigt werden. Hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes ergeben sich Vorteile, wenn an die Ablaufleitung stromauf der Messblende eine Signalleitung angeschlossen ist, die an eine in Richtung der Drosselstellung wirkende Steuerdruckfläche des Drosselventils geführt ist. Eine derartige hydraulische Ansteuerung des Drosselventils in Abhängigkeit von dem Drucksignal weist einen geringen Bauaufwand auf.
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Bevorzugt ist in der Ablaufleitung stromauf der Messblende eine Druckbegrenzungseinrichtung angeordnet, wobei das Drucksignal zwischen der Druckbegrenzungseinrichtung und der Messblende abgegriffen wird. Mit einer derartigen Druckbegrenzungseinrichtung kann auf einfache Weise das konstante Speisedruckniveau des Speisedruckkreises begrenzt und abgesichert werden. Die Verwendung der Druckbegrenzungseinrichtung als Ablaufleitung, in der die Messblende zur Erzeugung des Drucksignals angeordnet ist, ermöglicht es, dass der bei geöffneter Druckbegrenzungseinrichtung zum Behälter abströmende Rücklaufvolumenstrom durch entsprechende Einstellung der Messblende auf einen geringen Wert eingestellt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Speisekreissystem können somit die Verluste durch einen geringen Rücklaufvolumenstrom weiter verringert werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Fördervolumensteuerung der sauggedrosselten Pumpe in Abhängigkeit von dem zum Behälter abströmenden Rücklaufvolumenstrom des Speisedruckkreises besteht darin, dass auf einfache Weise eine hohe Betriebssicherheit des Antriebssystems bei einer Störung oder einem Defekt des Druckmittelspeichers bzw. der Speicherladeeinrichtung zum Laden des Druckmittelspeichers erzielt werden kann. Die Verwendung des stromauf der Messdrossel in der zu dem Behälter geführten Ablaufleitung erzeugten Drucksignals zur Steuerung der Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe ermöglicht es, dass im Falle eines Defekts oder einer Fehlfunktion des Druckmittelspeichers bzw. der Speicherladeeinrichtung die Messblende in der Ablaufleitung entfernt bzw. auf einen vergrößerten Durchflussquerschnitt eingestellt werden kann. Dadurch wird die Fördermengensteuerung der sauggedrosselten Pumpe außer Betrieb gesetzt und das Drosselventil von der Federeinrichtung permanent in die Durchflussstellung beaufschlagt, in der die sauggedrosselten Pumpe den maximalen Fördervolumenstrom zur Verfügung stellt.
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Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruch 6 gelöst. Durch die erfindungsgemäße sauggedrosselte Pumpe als Speisepumpe für das Konstantdrucknetz des Speisekreises kann bei einer mobilen Arbeitsmaschine durch die Verringerung des erforderlichen Antriebsmoments für die erfindungsgemäße Speisepumpe eine drehmomentseitige Entlastung des Verbrennungsmotors und eine Reduzierung der Verluste zur Erzeugung des konstanten Speisedruckes im Speisedruckkreis und somit eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs des Antriebsmotors erzielt werden. Die Steuerung der Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe des Speisedruckkreises in Abhängigkeit von dem zu einem Behälter abströmenden Rücklaufvolumenstrom des Speisedruckkreises durch das an einer Messdrossel in der von der Druckbegrenzungseinrichtung zu dem Behälter geführten Ablaufleitung ermöglicht weiterhin eine Verringerung der Baugröße und Speichervolumens für einen Druckmittelspeicher des Speisedruckkreises, wodurch sich ein geringer Bauaufwand für die Erzeugung eines konstanten Speisedruckes in dem Speisedruckkreis ergibt.
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Der Antriebsmotor ist zweckmäßigerweise als Verbrennungsmotor ausgebildet.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Figur ist der Schaltplan eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebssystems 1 einer mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, dargestellt.
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Das Antriebssystem 1 umfasst einen Fahrantrieb 2, beispielsweise einen hydrostatischen Fahrantrieb, der von einer Fahrpumpe 3 und zumindest einem nicht näher dargestellten Fahrmotor gebildet ist und als geschlossener Kreislauf ausgebildet ist. Das Antriebssystem 1 umfasst weiterhin eine Arbeitshydraulik 4, die mehrere Verbraucher umfasst, beispielsweise einen Hubantrieb, eine Neigeantrieb sowie einem Zusatzverbraucher, beispielsweise eine Seitenschiebereinrichtung. Das Antriebssystem 1 umfasst weiterhin eine hydraulische Lenkungseinrichtung 5. Darüber hinaus kann das Antriebssystem 1 eine nicht näher dargestellte hydraulische Bremseinrichtung umfassen, die beispielsweise von einer mit den Fahrmotoren des Fahrantriebs 2 in Wirkverbindung stehenden hydraulischen Federspeicherbremse gebildet ist.
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Zur Versorgung der Arbeitshydraulik 4 und der Lenkungseinrichtung 5 ist eine im offenen Kreislauf betriebene Arbeitshydraulikpumpe 6 vorgesehen, die aus einem Behälter 7 Druckmittel ansaugt und in eine Förderleitung 8 fördert, in der ein Prioritätsventil 9 zur bevorzugten Versorgung der Lenkungseinrichtung 5 angeordnet ist.
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Das Antriebssystem 1 weist weiterhin einen als Konstantdrucksystem ausgebildeten Speisedruckkreis S auf, der mehrere nicht näher dargestellte Verbraucher umfasst. Ein Verbraucher V1 des Speisedruckkreises S kann von einem Lüfterantrieb einer Kühlereinrichtung gebildet werden, der beispielsweise von einem mittels eines hydraulischen Konstantmotors angetriebenen Lüfterrad gebildet ist. Ein weiterer Verbraucher V2 des Speisedruckkreises S kann von einer Einspeiseinrichtung des im geschlossenen Kreislauf ausgebildeten hydrostatischen Fahrantriebs 2 gebildet werden. Einen weiteren Verbraucher V3 des Speisedruckkreises S bildet eine Stelleinrichtung 10 zur Verstellung des Fördervolumens der als hubverstellbare Verstellpumpe mit einem verstellbaren Fördervolumen ausgebildeten Fahrpumpe 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Arbeitshydraulikpumpe 6 ebenfalls als hubverstellbare Verstellpumpe mit einem verstellbaren Fördervolumen ausgebildet, wobei eine Stelleinrichtung 11 zur Verstellung des Fördervolumens der Arbeitshydraulikpumpe 6 einen weiteren Verbraucher V4 des Speisedruckkreises S bildet. Eine Bremsventileinrichtung, mittels der ein Bremslüftdruck bzw. Bremsdruck der Bremseinrichtung erzeugbar ist, kann einen weiteren Verbraucher V5 des Speisedruckkreises S bilden. Sofern die in einem Steuerventilblock der Arbeitshydraulik 4 zur Betätigung der entsprechenden Verbraucher angeordneten Wegeventile elektro-hydraulisch vorsteuerbar sind, beispielsweise durch elektrisch ansteuerbare Vorsteuerventile, die einen hydraulischen Ansteuerdruck zur Betätigung des entsprechenden Wegeventils erzeugen, stellen die Vorsteuerventile weitere Verbraucher V6 des Speisedruckkreises S dar.
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Zur Versorgung des als Konstantdrucksystems ausgebildeten Speisedruckkreises S mit einem konstanten Speisedruck ist eine Speisepumpe 15 vorgesehen, die im offenen Kreislauf betrieben ist und hierzu eingangsseitig mittels einer Ansaugleitung 16 mit dem Behälter 7 in Verbindung steht. Die Speisepumpe 15 fördert ausgangsseitig in eine Förderleitung 17, an die entsprechenden Verbraucher V1 bis V6 des Speisedruckkreises S angeschlossen sind.
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Zur Begrenzung des konstanten Speisedruckniveaus des Speisedruckkreises S ist eine bevorzugt als Druckbegrenzungsventil ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung 20 vorgesehen, die der Förderleitung 17 zugeordnet ist und in einer von der Förderleitung 17 zu dem Behälter 7 geführten Ablaufleitung 18 des Speisedruckkreises S angeordnet ist. Der Öffnungsdruck der Druckbegrenzungseinrichtung 20 und somit der von der Druckbegrenzungseinrichtung 20 bestimmte Konstantdruck des Speisedruckkreises S wird von einer Feder 20a definiert.
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Der Speisedruckkreis S umfasst weiterhin einen Druckmittelspeicher 25, der mittels eines Speicherladeventils 26 mit der Förderleitung 17 der Speisepumpe 15 in Verbindung steht. Der Druckmittelspeicher 25 ist beispielsweise als Membranspeicher ausgebildet, der mittels des Speicherladeventils 26 aufladbar und entladbar ist. Das Speicherladeventil 26 ist in einer von der Förderleitung 17 abzweigenden Zweigleitung 19 angeordnet und weist eine Ladestellung sowie eine von einem in Richtung zur Förderleitung 17 öffnenden Rückschlagventil 26a gebildete Entladestellung auf. Das Speicherladeventil 26 ist mittels einer Feder 26b in Richtung der Entladestellung und von dem in der Förderleitung 17 anstehenden Konstantdruck des Speisedruckkreises S in Richtung der Ladestellung beaufschlagt. Hierzu ist eine Steuerleitung 26c an eine entsprechende Steuerdruckfläche des Speicherladeventils 26 geführt.
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Zum Antrieb der Fahrpumpe 3, der Arbeitshydraulikpumpe 6 sowie der Speisepumpe 15 ist ein Antriebsmotor 30 vorgesehen, beispielsweise ein von einem Dieselmotor oder Treibgasmotor ausgebildeter Verbrennungsmotor, dessen Antriebswelle 31 mit den Pumpen 3, 6, 15 trieblich und drehfest verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist die Speisepumpe 15 als sauggedrosselte Pumpe 35 ausgebildet, beispielsweise als eine hubkonstante und sauggedrosselte Kolbenpumpe.
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Die erfindungsgemäße sauggedrosselte Pumpe 35 ist zur Veränderung der Fördermenge und somit des Förderstroms mit einer die Ansaugmenge steuernden Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 versehen. Die Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 ist als variable Saugdrosseleinrichtung 37 ausgebildet, die von einem in der Ansaugleitung 16 angeordneten Drosselventil 38 gebildet ist, das als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer Durchflussstellung 38a und einer Drosselstellung 38b ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist die von dem Drosselventil 38 gebildete variable Saugdrosseleinrichtung 37 und somit die Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 zur Verstellung der Fördermenge und somit des Förderstroms der Pumpe 35 in Abhängigkeit von einem von dem Speisedruckkreis S zu dem Behälter 7 abströmenden Rücklaufvolumenstrom gesteuert.
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Das Drosselventil 38 ist hierzu mittels einer Federeinrichtung 39, beispielsweise einer in der Vorspannung einstellbaren Feder, in Richtung der Durchflussstellung 38a und in Abhängigkeit von dem zum Behälter 7 abströmenden Rücklaufvolumenstrom des Speisedruckkreises S in Richtung der Drosselstellung 38b beaufschlagt.
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Zur Erfassung des von dem Speisedruckkreis S zu dem Behälter 7 abströmenden Rücklaufvolumenstroms des Speisedruckkreises S ist in der Ablaufleitung 18 stromab der Druckbegrenzungseinrichtung 20 eine Messblende 40 angeordnet, die als einstellbare Blende oder einstellbare Drossel ausgebildet ist, wobei zwischen der Druckbegrenzungseinrichtung 20 und der Messblende 40 der Rücklaufvolumenstrom als Drucksignal abgegriffen wird, das zur Steuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 dient. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu an die Ablaufleitung 18 zwischen der Druckbegrenzungseinrichtung 20 und der Messblende 40 und somit stromauf der Messblende 40 eine das Drucksignal führende Signalleitung 41 angeschlossen, die an eine in Richtung der Drosselstellung 38b wirkende Steuerfläche des Drosselventils 38 geführt ist.
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Erfindungsgemäß wird somit das Kräftegleichgewicht an den Steuerflächen des die Fördermenge und somit den Förderstrom der sauggedrosselten Pumpe 35 steuernden Drosselventils 38 von der Kraft der Federeinrichtung 39 in Richtung der Durchflussstellung 38a und in Richtung der Drosselstellung 38b von derjenigen Kraft gebildet, die aus dem sich zwischen der Messblende 40 und der Druckbegrenzungseinrichtung 20 einstellenden Druck resultiert.
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Durch entsprechende Einstellung der Messblende 40 kann der über die den Konstantdruck des Speisedruckkreises S bestimmende Druckbegrenzungseinrichtung 20 und die Ablaufleitung 18 zum Behälter 7 abströmende Rücklaufvolumenstrom auf einen minimal gewünschten Wert eingestellt werden, um die Verluste des Speisedruckkreises S zu verringern.
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Sofern ein Verbraucher V1-V6 des Speisedruckkreises S im Bedarfsfall einen Volumenstrom anfordert, wird der Volumenstrom über das Rückschlagventil 26a aus dem aufgeladenen Druckmittelspeicher 25 zur Verfügung gestellt. Bei einer Volumenstromanforderung eines Verbrauchers V1-V6 verringert sich zeitgleich mit der Volumenstromanforderung des Verbrauchers V1-V6 der in der Ablaufleitung 18 zum Behälter 7 abströmende Rücklaufvolumenstrom und der als Drucksignal dienende Druck in der Ablaufleitung 18 stromauf der Messblende 40 fällt ab. Hierdurch wird das Drosselventil 38 von der Federeinrichtung 39 in Richtung der Durchflussstellung 38a beaufschlagt, so dass die sauggedrosselte Pumpe 35 die Fördermenge und den Förderstrom erhöht. Der als Drucksignal zur Steuerung der Fördermenge der sauggedrosselten Pumpe 35 in der Signalleitung 41 geführte Druck stromauf der Messblende 40 ist hierbei von dem aktuellen Druck in der Förderleitung 17 und somit dem Druck im Konstantdrucknetz des Speisekreissystem S zeitlich entkoppelt, so dass die Fördermenge und der Förderstrom der Pumpe 35 direkt und ohne zeitliche Verzögerung mit dem Beginn der Volumenstromanforderung des Verbrauchers V1-V6 an den Bedarf des Verbrauchers V1-V6 angepasst wird.
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Durch die erfindungsgemäße, dynamische Anpassung der Fördermenge und des Förderstroms der Pumpe 35 an den Bedarf der Verbraucher V1-V6 des Speisedruckkreises S kann ein Druckmittelspeicher 25 mit einer geringen Speichergröße und einem geringen Druckmittelvolumen verwendet werden, wodurch der Bauaufwand des Antriebssystems 1 verringert wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ansteuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 in Abhängigkeit von dem als Drucksignal in der Steuerleitung 41 anstehenden Rücklaufvolumenstrom des Speisedruckkreises S zum Behälter 7 besteht darin, dass im Falle einer Störung oder eines Defekts des Druckmittelspeichers 25 oder des Speicherladeventils 26 die Messblende 40 aus der Ablaufleitung 18 entfernt oder im Durchflussquerschnitt vergrößert werden kann, so dass die Ansteuerung der Volumenstrombegrenzungseinrichtung 36 an der in Richtung der Drosselstellung 38b wirkenden Seite außer Kraft gesetzt wird. Das Drosselventil 38 wird hierdurch von der Federeinrichtung 39 permanent in die Durchflussstellung 38a aufgesteuert, so dass die sauggedrosselte Pumpe 35 den maximalen Fördervolumenstrom bereit stellt.
