DE102013214807A1

DE102013214807A1 - Hydrostatischer Antrieb, insbesondere hydrostatischer Lüfterantrieb

Info

Publication number: DE102013214807A1
Application number: DE102013214807.0A
Authority: DE
Inventors: Steffen Loritz; Igor Glaz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-02-05
Also published as: US20150033728A1; US9587652B2

Abstract

Offenbart ist ein hydrostatischer Lüfterantrieb, der mit einem geschlossen Kreislauf betrieben wird, und der eine Verstellpumpe hat, deren Hubvolumen über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist. Dabei ist die Verstellpumpe über zwei Arbeitsleitungen an einen Motor angeschlossen, der drehmomentfest an ein Lüfterrad gekoppelt ist. Der Lüfterantrieb hat eine Speisedruckpumpe und eine Stelldruckleitung, über die die Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel versorgt wird. An die Stelldruckleitung ist ein Druckabschneideventil angeschlossen, über das in Abhängigkeit eines Hochdrucks in der als Hochdruckleitung wirkenden Arbeitsleitung ein Stelldruck auf einen solchen Wert begrenzt werden kann, dass ein bestimmter Wert des Hochdrucks nicht überschritten wird. Erfindungsgemäß hat das Druckabschneideventil eine Vorsteuerung, so dass ein Arbeitsdruck der Verstellpumpe regelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere einen hydrostatischen Lüfterantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei hydrostatischen Antrieben ist es bekannt eine Verstellpumpe und einen Motor in einem geschlossen Kreis über zwei Arbeitsleitungen zu verbinden. Dabei ist zur Verstellung des Hubvolumens der Verstellpumpe eine hydraulische Verstellvorrichtung vorgesehen. Unter Hubvolumen wird dabei die Fördermenge der Verstellpumpe pro Umdrehung verstanden. Zur Versorgung der Verstellvorrichtung mit Stelldruckmittel dient eine Speisepumpe, die zusammen mit der Verstellpumpe zum Beispiel von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Das Stelldruckmittel wird über ein Wegeventil bedarfsgerecht der Verstellvorrichtung zugeführt oder daraus entlassen. Darüber wird zum Beispiel der Schwenkwinkel der als Axialkolbenpumpe Schrägscheibenbauweise ausgebildeten Verstellpumpe eingestellt.
Um einen bestimmten maximalen Druckwert in der Arbeitsleitung des hydrostatischen Antriebs, die den Hochdruck führt, nicht zu überschreiten, sind Druckabschneideventile bekannt, die den maximalen Stelldruck begrenzen, wenn der Hochdruck den maximalen Druckwert erreicht. Damit wird die Verstellvorrichtung der Pumpe entlastet, so dass diese ihr Hubvolumen reduziert, wodurch ein Grenzwert für den Hochdruck in der Arbeitsleitung nicht überschritten wird.
In der Druckschrift DE 10 2004 061 861 B4 ist ein derartiger hydrostatischer Antrieb mit einem Druckabschneideventil offenbart. Da die Verstellpumpe beziehungsweise ihre Verstellvorrichtung durchgeschwenkt werden kann, kann die Drehrichtung des Motors geändert werden, was einen Wechsel der Arbeitsleitung, die Hochdruck führt, zur Folge hat. Damit trotzdem das Druckabschneideventil stets in Abhängigkeit des Hochdrucks den Stelldruck reduziert, ist der Steuerseite des Druckabschneideventils ein Wechselventil vorgeschaltet.
Auch die Druckschrift DE 10 2010 020 528 A1 zeigt einen reversierbaren hydrostatischen Antrieb. Hier wird der hydrostatische Antrieb zum Antreiben eines Lüfterrads benutzt. Weiterhin hat der gezeigte Lüfterantrieb ein durch einen Proportionalmagneten verstellbares Druckregelventil, das zur Regelung des Stelldrucks in jeweils einer von zwei durch einen Stellkolben voneinander getrennten Stellkammern dient, während die jeweils andere Stellkammer mit Speisedruck beaufschlagt ist. Somit wird durch Verstellung des Druckregelventils der Schwenkwinkel der Verstellpumpe beeinflusst.
Nachteilig an derartigen hydrostatischen Antrieben ist, dass bei ihnen keine einfache Regelung des Hochdrucks möglich ist.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere einen hydrostatischen Lüfterantrieb zu schaffen, bei dem mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand der maximale Hochdruck auf einfache Weise während des Betriebs verändert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydrostatischen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der erfindungsgemäße hydrostatische Antrieb ist als geschlossener hydraulischer Kreislauf ausgebildet, der eine Verstellpumpe hat, deren Hubvolumen über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist. Dabei ist die Verstellpumpe über zwei Arbeitsleitungen an einen Motor angeschlossen, der ein Konstantmotor sein kann und der fest an ein zu drehendes Maschinenteil, insbesondere ein Lüfterrad gekoppelt ist. Das zu drehende Maschinenteil kann jedoch zum Beispiel auch die Bandage eines Walzenzuges sein. Der eigentliche Antrieb kann mechanisch über einen Drehmomentwandler erfolgen. Bei nicht ausreichernder Zugkraft kann die Bandage hydrostatischdruckgeregelt mit angetrieben werden. Die Bandage hat damit immer die richtige Drehzahl bei höchst möglichem Moment. Denkbar ist zum Beispiel auch ein momentengeregelter Antrieb eines Anbaugerätes oder eines Anhängers an einem Traktor.
Der hydrostatische Antrieb hat eine Stelldruckversorgung, die vorzugsweise eine Speisedruckpumpe und eine Stelldruckleitung hat, über die die Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel versorgt wird. Die Stelldruckversorgung weist ein Druckabschneideventil auf, das insbesondere stromab einer Düse an die Stelldruckleitung angeschlossen ist und über das in Abhängigkeit eines Hochdrucks in der gerade die Hochdruckleitung darstellenden Arbeitsleitung ein solcher Stelldruck eingestellt wird, dass ein bestimmter Wert des Hochdrucks nicht überschritten wird. Wird der bestimmte Wert des Hochdrucks zum Beispiel beim Start des Antriebs zunächst nicht erreicht, greift das Druckabschneideventil zunächst nicht ein. Das Druckabschneideventil wirkt also wie ein Druckbegrenzungsventil für den Hochdruck, begrenzt diesen Hochdruck allerdings nur indirekt über die Einstellung der Pumpe. Es ist eine hydraulische Steuerleitung vorhanden, über die der Hockdruck an das Druckabschneideventil gemeldet wird. Auf diese Weise wird das Hubvolumen der Verstellpumpe und damit indirekt ihr Arbeitsdruck (gleich Hochdruck) reduziert. Diese Leistungsreduzierung des Antriebs ist energiesparender als zum Beispiel über ein Druckbegrenzungsventil an der Hochdruck führenden Arbeitsleitung, wobei ein solches Druckbegrenzungsventil zum kurzfristigen und schnellen Begrenzen von Druckspitzen zusätzlich vorgesehen sein kann. Erfindungsgemäß hat das Druckabschneideventil eine Vorsteuerung. Durch eine Änderung des Vorsteuersignals können somit die Einstellung des Druckabschneideventils und damit auch der maximale Hochdruck in der entsprechenden Arbeitsleitung verändert werden. Dadurch kann das von einem Konstantmotor abgegebene Drehmoment eingestellt werden. Bei einem Lüfterrad gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Drehzahl und dem für diese Drehzahl notwendigen Drehmoment, so dass bei einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb auf einfache Weise die Lüfterdrehzahl eingestellt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Druckabschneideventil über seinen Stelldruckanschluss an die Stelldruckversorgung, vorzugsweise an die Stelldruckleitung, zu deren Druckregelung angeschlossen. Das Druckabschneideventil hat weiterhin einen Hockdrucksteueranschluss, der mit der als Hochdruckleitung wirkenden Arbeitsleitung verbunden ist, und einen Leckage- beziehungsweise Tankanschluss. Dabei wird ein Druckabschneideventilkörper des Druckabschneideventils über den Arbeitsdruck des Hockdrucksteueranschlusses derart beaufschlagt, dass eine Verbindung vom Stelldruckanschluss zum Leckageanschluss in Öffnungsrichtung aufgesteuert wird, während eine Feder den Druckabschneideventilkörper in Schließrichtung beaufschlagt. Das Druckabschneideventil hat weiterhin einen Steuerdruckanschluss, über dessen Steuerdruck der Druckabschneideventilkörper zusätzlich in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung in Sinne einer Vorsteuerung beaufschlagt werden kann.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Druckabschneideventilkörper stetig verstellbar, wodurch das Druckabschneideventil in einem Regelbetrieb des erfindungsgemäßen Antriebs den Stelldruck der Stelldruckversorgung einstellen kann. Damit wird über die Verstelleinrichtung der Verstellpumpe der Arbeitsdruck des erfindungsgemäßen Antriebs geregelt. Damit ist ein druckgeregelter Antrieb mit geschlossenem Kreis geschaffen, der unabhängig von Drehzahlschwankungen eines Antriebsmotors der Verstellpumpe ist.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung wird der Steuerdruckanschluss des Druckabschneideventils über ein Druckreduzierventil oder Druckregelventil mit Steuerdruck beaufschlagt. Genau betrachtet ist ein Druckreduzierventil ein Ventil, das aus einem Eingangsdruck einen gleich hohen oder niedrigeren Ausgangsdruck erzeugt, es aber, weil es keinen Tankanschluss hat, nicht vermag, einen zu hohen Ausgangsdruck zu reduzieren. Für eine derartige Reduzierung müsste der Ausgang des Druckreduzierventils über eine Düse zum Tank entlastbar sein. Ein Druckregelventil hat auch einen Tankanschluss und kann deshalb den Ausgangsdruck auch verringern. Vorzugsweise ist bei einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb ein Druckreduzierventil vorgesehen, da diese den Ausgangsdruck sehr schnell reduzieren kann. Wenn im Folgenden von einem Druckregelventil die Rede ist, soll jedoch auch ein Druckreduzierventil eingeschlossen sein. Über die Bestromung eines Elektromagneten des Druckregelventils kann der Arbeitsdruck des erfindungsgemäßen Antriebs geregelt werden.
Das Druckregelventil kann eingangsseitig an die Stelldruckversorgung, vorzugsweise an die Stelldruckleitung angeschlossen sein. Damit kann zur Vorsteuerung des Druckabschneideventils das Stelldruckmittel der Stelldruckversorgung genutzt werden.
Bei einer Variante mit fallender Kennlinie fällt der Hochdruck mit zunehmendem Steuerdruck. Dazu wird der Druckabschneideventilkörper außer vom Hochdruck auch von dem Druck am Steuerdruckanschluss in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Dadurch wird der Hochdruck, bei dem das Druckabschneideventil aktiv wird, umso geringer, je höher der Steuerdruck ist.
Bei der Variante mit fallender Kennlinie kann in einer Grundstellung des Druckregelventils der Steuerdruckanschluss des Druckabschneideventils von Steuerdruck weitgehend entlastet sein, während bei einer Bestromung eines das Druckregelventil verstellenden Elektromagneten der Steuerdruckanschluss des Druckabschneideventils mit maximalem Steuerdruck beaufschlagt wird. Das Druckregelventil hat also eine steigende Kennlinie. Damit wird bei Stromausfall das Druckabschneideventil derart vorgesteuert, dass der Hochdruck in einer der Arbeitsleitungen maximal werden kann. Bei einem Lüfterantrieb geht die Pumpe auf maximales Hubvolumen, so dass ein sicherer Zustand im Sinne der Kühlung eines Wärme abgebenden Aggregats erhalten wird.
Bei einer Variante mit steigender Kennlinie nimmt der Hochdruck mit zunehmendem Steuerdruck zu. Dazu wird der Druckabschneideventilkörper über den Steuerdruckanschluss in Schließrichtung beaufschlagt. Da der Hochdruck nun entgegen dem Steuerdruck am Ventilkörper des Druckabschneideventils angreift, muss er zum Öffnen des Druckabschneideventils umso höher sein, je höher der Steuerdruck ist. Damit wird bei Stromausfall das Druckabschneideventil derart vorgesteuert, dass der Hochdruck in einer der Arbeitsleitungen minimal wird. Bei einem hydrostatischen Antrieb mit steigender Kennlinie zwischen Steuerdruck und Hochdruck geht die Pumpe bei Ausfall der Elektrik also auf ein kleines Hubvolumen, wenn der Steuerdruck durch ein Druckregelventil mit steigender Kennlinie erzeugt wird. Dabei ist in einer Grundstellung des Druckregelventils der Steuerdruckanschluss zu einem Tank entlastet. Bei Bestromung eines Elektromagneten des Druckregelventils wird der Steuerdruckanschluss mit Steuerdruck beaufschlagt. Am Druckregelventil wirken dabei die Magnetkraft und die durch den Druck am Regelausgang des Druckregelventils erzeugt Kraft gegeneinander.
Ob nun das Druckabschneideventil eine fallende oder eine steigende Kennlinie hat, steuert es jeweils einen solchen Versorgungssteuerdruck für die Verstellvorrichtung der Pumpe ein, dass ein bestimmter Wert des Hochdrucks nicht überschritten wird. Bei einem unterstützenden drehmomentgeregelten Antrieb eines Rades oder einer Bandage hängt der sich in einer Stellkammer an der Pumpe einstellende Druck von der Drehzahl des Rades oder der Bandage ab. Je höher die Drehzahl ist, desto weiter muss die Pumpe ausschwenken, umso höher muss also der Stelldruck sein, um den gewünschten Hochdruck aufrechtzuerhalten.
Wenn die Verstellpumpe durchschwenkbar beziehungsweise über eine Nulllage verstellbar ist, werden die beiden Arbeitsleitungen über ein Wechselventil an den Hochdrucksteueranschluss des Druckabschneideventils angeschlossen. Damit ist eine Umkehrung der Drehrichtung des Motors und damit der Drehrichtung zum Beispiel eines Lüfterrads möglich, zum Beispiel zum Ausblasen des Lüfters. Durchschwenkbar oder über eine Nulllage verstellbar heißt dabei, dass die Verstellpumpe von einem maximalen Hubvolumen mit Förderung in die eine Richtung über null Hubvolumen bis zu einem maximalen Hubvolumen mit Förderung in die andere Richtung verstellbar ist.
Dabei wird es im Sinne einer kompakten Ausgestaltung bevorzugt, wenn das Druckabschneideventil und das Wechselventil in einem gemeinsamen Ventilgehäuse aufgenommen sind, an dem der Steuerdruckanschluss, der Stelldruckanschluss, der Leckageanschluss und jeweils ein Anschluss für die beiden Arbeitsleitungen angeordnet sind.
Dabei wird es weiterhin bevorzugt, wenn in einer Ventilbohrung des Ventilgehäuses der Druckabschneideventilkörper und ein Wechselventilkörper des Wechselventils angeordnet sind, zwischen denen ein Stößel zur Übertragung einer Druckkraft am Ausgang des Wechselventils auf den Druckabschneideventilkörper vorgesehen ist. Der Ausgang des Wechselventils ist der Hochdrucksteueranschluss des Druckabschneideventils. Der Stößel wirkt entgegen der Kraft der Feder des Druckabschneideventils, wobei die Feder über ein Federlager auf den Druckabschneideventilkörper wirken kann.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Druckabschneideventils des erfindungsgemäßen Antriebs ist das Ventilgehäuse buchsenartig oder patronenartig, so es in ein Gehäuse der Verstellpumpe eingesetzt werden kann. Im Ventilgehäuse der beiden Ventile sind die Ventilbohrung, der Druckabschneideventilkörper, der Wechselventilkörper, der Stößel und die Feder gegebenenfalls mit dem Federlager konzentrisch angeordnet. Der Steuerdruckanschluss, der Stelldruckanschluss, der Leckageanschluss und die Anschlüsse für die beiden Arbeitsleitungen sind als radiale Bohrungen zum Beispiel Bohrungssterne am Ventilgehäuse der beiden Ventile ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Variante mit fallender Kennlinie wirkt der Steuerdruck über eine Ringfläche, die an einer umlaufenden radialen Erweiterung des Druckabschneideventilkörpers gebildet ist, auf den Druckabschneideventilkörper.
Dabei kann vorzugsweise die Feder des Druckabschneideventils in einem Federraum aufgenommen sein, der durch eine am Druckabschneideventilkörper gebildete Ringstirnfläche begrenzt ist. Dabei hat der Druckabschneideventilkörper eine Längsbohrung, über die der Federraum mit einem Leckagedruckraum oder Tankdruckraum verbunden ist, in dem ein Endabschnitt des Stößels angeordnet ist. Dieser kann in Anlage mit dem Druckabschneideventilkörper gebracht werden um das Druckabschneideventil zu aktivierten beziehungsweise den Arbeitsdruck zu regeln.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Variante mit steigender Kennlinie ist die Feder des Druckabschneideventils in einem Federraum aufgenommen, der durch eine am Druckabschneideventilkörper gebildete Stirnfläche begrenzt ist, wobei der Steuerdruck über die Stirnfläche auf den Druckabschneideventilkörper wirkt.
Die Erfindung ist auch in einer hydrostatischen Verstellpumpe, insbesondere in einer Axialkolbenpumpe verwirklicht, deren Hubvolumen über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist, die über zwei Arbeitsanschlüsse an einen Motor anschließbar ist, die eine Stelldruckversorgung aufweist, über die die Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel versorgbar ist, wobei die Stelldruckversorgung ein Druckabschneideventil aufweist, über das in Abhängigkeit eines Hochdrucks in einem der Arbeitsanschlüsse der maximale Stelldruck einstellbar ist, wobei das das Druckabschneideventil vorgesteuert ist
Die Verstellpumpe kann mit den auf sie bezogenen Merkmalen aus den Patentansprüchen 2 bis 16 in vorteilhafter Weise weitergebildet werden. Dabei werden die die Stellvorrichtung, eine Speisepumpe und die verschiedenen Ventile üblicherweise als Bestandteile der Verstellpumpe angesehen.
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebs in der Verwendung als Lüfterantrieb sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lüfterantriebs,
2 ein Druckabschneideventil des Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einer schematischen Darstellung,
3 das Druckabschneideventil und ein Wechselventil des Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2 in einer geschnittenen Ansicht,
4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lüfterantriebs,
5 ein Druckabschneideventil des Ausführungsbeispiels gemäß 4 in einer schematischen Darstellung und
6 eine Verstellpumpe beider Ausführungsbeispiele in einer perspektivischen Darstellung.
1 zeigt ein Schaltbild des wesentlichen Teils des erfindungsgemäßen Lüfterantriebs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In einem geschlossenen Kreis ist eine Verstellpumpe 1 angeordnet, die über zwei Arbeitsleitungen 2 an einen Konstantmotor angeschlossen ist, der zum Antrieb eines Lüfterrades (beide nicht gezeigt) dient. In der 1 sind die Arbeitsleitungen nur gezeigt, soweit sie noch innerhalb der Verstellpumpe verlaufen. Dort sind sie als Arbeitskanäle im Pumpengehäuse ausgebildet. Die Verstellpumpe 1 ist eine Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise, deren Schwenkwinkel über eine Verstellvorrichtung eingestellt und geregelt werden kann. Dazu dient ein doppelt wirkender Stellzylinder 4 mit zwei Druckkammern, denen über ein als Schaltventil ausgebildetes 4/2-Wegeventil 6 Stelldruckmittel zugeführt werden und aus denen über das Wegeventil 6 Stelldruckmittel abgelassen werden kann. Die Versorgung der Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel erfolgt über eine Stelldruckversorgung. Diese weist eine Speisepumpe 8 auf, die in ein Gehäuse 9 der Verstellpumpe 1 integriert ist und gemeinsam mit dieser angetrieben wird. Die Speisepumpe 8 speist Druckmittel in die jeweils den Niederdruck führende Arbeitsleitung ein und fördert auch Stelldruckmittel in eine Stelldruckleitung 10. Von dort wird das Stelldruckmittel über das 4/2-Wegeventil 6 der einen oder der anderen Druckkammer des Stellzylinders 4 zugeführt. Der Speisedruck und damit der höchste Stelldruck sind durch ein Druckbegrenzungsventil 14 auf einen Wert im Bereich von 30 bar begrenzt.
Die beiden Arbeitsleitungen 2 sind mit einer wechselseitigen Druckabsicherung versehen. Diese ist mit zwei Druckbegrenzungsventilen 16 mit Einspeisefunktion ausgeführt, die in einer die beiden Arbeitsleitungen 2 miteinander verbindenden Bypassleitung 18 angeordnet sind. Die Bypassleitung 18 ist über das Druckbegrenzungsventil 14 abgesichert, über das auch die Stelldruckdruckleitung 10 abgesichert ist. Bei Überschreitung eines vorbestimmten Drucks in der Hochdruck führenden Arbeitsleitung 2 wird zur Entlastung eine Druckmittelverbindung zur jeweils anderen Arbeitsleitung 2 aufgesteuert.
In der Stelldruckleitung 10 befindet sich eine Düse 13. Zwischen dieser Düse 13 und dem 4/2-Wegeventil 6, also stromab der Düse 13 zweigt eine Druckabschneideleitung 24 von der Stelldruckleitung 10 ab, die in ein Druckabschneideventil 26 mündet. An das Druckabschneideventil 26 wird von der Hochdruck führenden Arbeitsleitung 2 über ein Wechselventil 30 deren Arbeitsdruck an das Druckabschneideventil 26 gemeldet, so dass dieses bei Überschreiten eines gewissen Arbeitsdruckes einen durchflussquerschnitt öffnet und die Stelldruckleitung 10 gedrosselt zu einem Tank T entlastet. Dadurch wird der Schwenkwinkel der Verstellpumpe 1 und damit ihr Arbeitsdruck verringert.
Stromauf der Düse 13 der Stelldruckleitung 10 zweigt von dieser eine Steuerdruckleitung 20 ab, deren Steuerdruck auf das Druckabschneideventil 26 regelnd einwirkt. Dazu ist in der Steuerdruckleitung 20 ein als Druckregelventil für die Verstellpumpe 1 wirkendes Druckregelventil 22 angeordnet, über dessen Elektromagnet 32 Stelldruckmittel aus der Stelldruckleitung 10 als Steuerdruck in der Steuerdruckleitung 20 zum Druckabschneideventil 26 geführt wird, wodurch dessen Druckabschneideventilkörper 36 in einer Regelposition gehalten werden kann. Dabei wirkt beim ersten Ausführungsbeispiel des Druckabschneideventils 26 gemäß 1 eine einstellbare Feder 34 in Schließrichtung des Druckabschneideventilkörpers 36 während dem entgegen die Steuerdrücke der Steuerdruckleitung 20 und des Wechselventils 28 in Öffnungsrichtung wirken.
2 zeigt das Druckabschneideventil 26 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einer schematischen Darstellung. In dem vereinfacht dargestellten Ventilgehäuse 30 ist der Druckabschneideventilkörper 36 verschiebbar aufgenommen. Er dient zum geregelten Aufsteuern eines Stelldruckanschlusses 38 und damit zur Entlastung des Stelldruckes p_X zum Tankanschluss T. Dazu kann der Druckabschneideventilkörper 36 vom Hochdruck p_Hgegen die Kraft der Feder 34 aufgeschoben werden. Ebenfalls in Öffnungsrichtung über eine an einer radialen Erweiterung 44 des Druckabschneideventilkörpers 36 gebildete Ringfläche 42 wirkt der Steuerdruck p_St, der am Steuerdruckanschluss 40 anliegt.
3 zeigt das Druckabschneideventil 26 und das Wechselventil 28 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2 in einer geschnittenen Ansicht. Die beiden Ventile 26, 28 sind in dem gemeinsamen als Patrone ausgebildeten Ventilgehäuse 30 aufgenommen. Dieses ist in das Gehäuse 9 der Verstellpumpe eingeschraubt und hat an seinem Außenumfang den Steuerdruckanschluss 40, den Stelldruckanschluss 38, den Tankanschluss T und zwei Anschlüsse 48, die jeweils mit einer der Arbeitsleitungen 2 (vgl. 1) verbunden sind.
Der Druckabschneideventilkörper 36 erstreckt sich im Bereich des Steuerdruckanschlusses 40 und des Stelldruckanschlusses 38 und hat eine Längsbohrung, über die der Tankanschluss T mit einem stirnseitigen Federraum verbunden ist. In diesen ist die Feder 34 angeordnet, die über ein Federlager 50 den Druckabschneideventilkörper 36 in der zuvor beschriebenen Weise belastet. An der vom Federraum abgewandten Seite des Druckabschneideventils 26 ist das Wechselventil 28 angeordnet, dessen Wechselventilkörper 52 sich etwa in einem Bereich zwischen den beiden Anschlüssen 48 erstreckt und ebenfalls eine Längsbohrung hat, in der stets der Druck des druckhöheren Anschlusses 48 herrscht.
Die Ventilanordnung hat zwischen dem Wechselventil 28 und dem Druckabschneideventil 26 den Hochdrucksteueranschluss 54 über den vom Wechselventil 28 der Arbeitsdruck der druckhöheren Arbeitsleitung 2 (vgl. 1) an das Druckabschneideventil 26 gemeldet wird. Dies geschieht über einen Stößel 46, der zur Druckabschneidung stirnseitig an den Druckabschneideventilkörper 36 in Anlage kommt und diesen gegen die Kraft der Feder 34 in die Öffnungsrichtung bewegt.
Der Steuerdruck p_St wirkt, wie mit Bezug zur 2 beschrieben, an der Stirnfläche 42 des Druckabschneideventilkörpers 36 ebenfalls in Öffnungsrichtung. Durch Regelung des Steuerdrucks p_St kann der Druckabschneideventilkörper 36 in Regelpositionen gehalten werden, so dass der Stelldruck p_X erfindungsgemäß geregelt werden kann. Damit hat das Druckabschneideventil 26 des ersten Ausführungsbeispiels eine fallende Kennlinie, genauer gesagt wird durch eine Erhöhung des Steuerdrucks p_St eine Verringerung des Arbeitsdrucks der Verstellpumpe 1 bewirkt.
4 zeigt ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lüfterantriebs. Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß den vorhergehenden Figuren ist darin zu sehen, dass die Steuerdruckleitung 20 derart an das Druckabschneideventil 126 angeschlossen ist, dass dessen Druckabschneideventilkörper 136 durch Steuerdruck p_St in Schließrichtung beaufschlagt wird. Damit hat das zweite Ausführungsbeispiel des Druckabschneideventils 126 eine steigende Kennlinie. Das bedeutet, dass bei einer Erhöhung des Steuerdrucks p_St eine Erhöhung des Stelldrucks p_X erfolgt, die eine Erhöhung des Arbeitsdrucks in der Hochdruck führenden Arbeitsleitung bewirkt.
5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß vorgesteuerten Druckabschneideventils 126 in einer schematischen Darstellung. Der Steuerdruck p_St wirkt über den Steuerdruckanschluss 140 und über einen Federraum 35 gemeinsam mit der Feder 34 an einer Stirnfläche 142 des Druckabschneideventilkörpers 136 in dessen Schließrichtung.
6 zeigt die Verstellpumpe 1 beider Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lüfterantriebs in einer perspektivischen Darstellung. Sie ist als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgeführt und hat zur Einstellung des Schwenkwinkels der Schrägscheibe den Stellzylinder 4, wobei das Wegeventil 6 und das Druckregelventil 22 in dessen Nähe am Gehäuse 9 angebaut sind.
Wie mit Bezug zur 3 erläutert wurde, ist das Ventilgehäuse 30; 130 als Einbauventil in das Gehäuse 9 der Verstellpumpe eingeschraubt, wobei in 6 nur ein vergleichsweise kleiner äußerer Abschnitt des Ventilgehäuses 30; 130 dargestellt ist. An der Außenseite des Gehäuses 9 verlaufende Leitungen sind als Rohre 56 ausgebildet.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann statt der Drossel 12, 13 in der Stelldruckleitung 10 auch eine dritte Steuerkante in den Druckabschneideventilen 26, 126 vorgesehen sein.
Offenbart ist ein hydrostatischer Lüfterantrieb, der mit einem geschlossen Kreislauf betrieben wird, und der eine Verstellpumpe hat, deren Hubvolumen über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist. Dabei ist die Verstellpumpe über zwei Arbeitsleitungen an einen Motor angeschlossen, der drehmomentfest an ein Lüfterrad gekoppelt ist. Der Lüfterantrieb hat eine Speisedruckpumpe und eine Stelldruckleitung, über die die Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel versorgt wird. An die Stelldruckleitung ist ein Druckabschneideventil auf, über das in Abhängigkeit eines Hochdrucks in der als Hochdruckleitung wirkenden Arbeitsleitung ein Stelldruck reduziert werden kann, wodurch die Verstelleinrichtung entlastet wird. Auf diese Weise wird das Hubvolumen der Verstellpumpe und damit indirekt ihr Arbeitsdruck reduziert. Erfindungsgemäß hat das Druckabschneideventil eine Vorsteuerung, so dass ein Arbeitsdruck der Verstellpumpe regelbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004061861 B4 [0004]
DE 102010020528 A1 [0005]

Claims

Hydrostatischer Antrieb, insbesondere hydrostatischer Lüfterantrieb, mit einem im Wesentlichen geschlossen Kreislauf, der eine Verstellpumpe (1) hat, deren Hubvolumen über eine Verstelleinrichtung einstellbar ist, wobei die Verstellpumpe über zwei Arbeitsleitungen (2) an einen Motor anschließbar ist, und mit einer Stelldruckversorgung, über die die Verstelleinrichtung mit Stelldruckmittel versorgbar ist, wobei die Stelldruckversorgung ein Druckabschneideventil (26; 126) aufweist, über das in Abhängigkeit eines Hochdrucks in einer der Arbeitsleitungen (2) der maximale Stelldruck einstellbar ist, wodurch das Hubvolumen der Verstellpumpe (1) reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckabschneideventil vorgesteuert ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, wobei das Druckabschneideventil einen mit zumindest einer der Arbeitsleitungen (2) verbundenen Hockdruckanschluss (54), einen Stelldruckanschluss (38) und einen Leckageanschluss (T) aufweist, wobei über den Hockdruckanschluss (54) ein Druckabschneideventilkörper (36; 136) des Druckabschneideventils (26; 126) in Öffnungsrichtung einer Verbindung vom Stelldruckanschluss (38) zum Leckageanschluss (T) beaufschlagt ist, während eine Feder (34) den Druckabschneideventilkörper (36; 136) in Schließrichtung beaufschlagt, gekennzeichnet durch einen Steuerdruckanschluss (40; 140), über den der Druckabschneideventilkörper (36; 136) in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung beaufschlagbar ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckabschneideventil (26; 126) stetig verstellbar ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruckanschluss (40; 140) über ein Druckregelventil (22) mit Steuerdruckmittel beaufschlagbar ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (22) eingangsseitig an die Stelldruckversorgung angeschlossen ist.
Hydrostatischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabschneideventilkörper (36) über den Steuerdruckanschluss (40) in Öffnungsrichtung beaufschlagbar ist.
Hydrostatischer Antrieb zumindest nach den Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass in einer Grundstellung des Druckregelventils der Steuerdruckanschluss mit Stelldruckmittel beaufschlagt ist, und dass bei Bestromung eines Aktors des Druckregelventils der Steuerdruckanschluss entlastet ist.
Hydrostatischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabschneideventilkörper (136) über den Steuerdruckanschluss (140) in Schließrichtung beaufschlagbar ist.
Hydrostatischer Antrieb zumindest nach den Ansprüchen 5 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass in einer Grundstellung des Druckregelventils (22) der Steuerdruckanschluss (40; 140) entlastet ist, und dass bei Bestromung eines Aktors (32) des Druckregelventils (22) der Steuerdruckanschluss mit Stelldruckmittel beaufschlagt ist.
Hydrostatischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstellpumpe (1) über eine Nulllage verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitsleitungen (2) über ein Wechselventil (28) an den Hochdrucksteueranschluss (54) des Druckabschneideventils (26; 126) angeschlossen sind.
Hydrostatischer Antrieb zumindest nach den Ansprüchen 2 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckabschneideventil (26; 126) und das Wechselventil (28) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (30; 130) aufgenommen sind, an dem der Steuerdruckanschluss (40; 140), der Stelldruckanschluss (38), der Leckageanschluss (T) und jeweils ein Anschluss (48) für die beiden Arbeitsleitungen (2) angeordnet sind.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabschneideventilkörper (36; 136) und ein Wechselventilkörper (52) des Wechselventils (28) in einer Ventilbohrung des Ventilgehäuses (30; 130) angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Ventilkörpern (36; 136, 52) ein Stößel (46) zur Übertragung einer Druckkraft am Ausgang des Wechselventils (28) auf den Druckabschneideventilkörper (36; 136) vorgesehen ist, der entgegen die Kraft der Feder (34) des Druckabschneideventils (26; 126) wirkt.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (30; 130) buchsenartig oder patronenartig ist, in dem die Ventilbohrung, der Druckabschneideventilkörper (36; 136), der Wechselventilkörper (52), der Stößel (46) und die Feder (34) konzentrisch angeordnet sind, wobei der Steuerdruckanschluss (40), der Stelldruckanschluss (38), der Leckageanschluss (T) und die Anschlüsse (48) für die beiden Arbeitsleitungen (2) als radiale Bohrungen ausgebildet sind.
Hydrostatischer Antrieb zumindest nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerdruck (p_St) über eine Ringfläche (42), die an einer umlaufende radiale Erweiterung (44) des Druckabschneideventilkörpers (36) gebildet ist, auf den Druckabschneideventilkörper (36) wirkt.
Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34) des Druckabschneideventils (26) in einem Federraum (35) aufgenommen ist, der durch eine am Druckabschneideventilkörper (36) gebildete Ringstirnfläche begrenzt ist, wobei der Druckabschneideventilkörper (36) eine Längsbohrung hat, über die der Federraum (35) mit dem Leckageanschluss (T) verbunden ist, in dem ein Endabschnitt des Stößels (46) angeordnet ist, der in Anlage mit dem Druckabschneideventilkörper (36) bringbar ist.
Hydrostatischer Antrieb zumindest nach Anspruch 8, wobei die Feder (34) des Druckabschneideventils (126) in einem Federraum (35) aufgenommen ist, der durch eine am Druckabschneideventilkörper (136) gebildete Stirnfläche (142) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dein Steuerdruck (p_St) über die Stirnfläche (142) auf den Druckabschneideventilkörper (136) wirkt.
Hydrostatische Verstellpumpe, insbesondere Axialkolbenpumpe, mit den Merkmalen aus einem oder mehreren der vorhergehenden Patentansprüche.