DE102015202407A1 - Hydraulisches System mit einer verstellbaren Hydropumpe - Google Patents

Hydraulisches System mit einer verstellbaren Hydropumpe Download PDF

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Abstract

Offenbart ist eine Hydropumpe für den Ein-Quadranten-Betrieb mit einem dauerhaften Hochdruckanschluss und einem dauerhaften Niederdruckanschluss. Ein Fördervolumen ist zwischen einem minimalen Fördervolumen und einem maximalen Fördervolumen über eine hydraulische Verstellvorrichtung verstellbar. In einer weitgehend drucklosen Ruhestellung der Verstellvorrichtung ist die Hydropumpe auf das maximale Fördervolumen gestellt. Über eine Hilfspumpe oder einen Speicher ist die Verstellvorrichtung versorgbar und die Hydropumpe auf das minimale Fördervolumen verstellbar. Damit kann die Hydropumpe ohne eigene Leistung zur Verfügung stellen zu müssen von ihrer Ruhestellung auf das minimale Fördervolumen verstellt werden, wodurch ihr Anlaufwiderstand minimiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System mit einer Hydropumpe mit verstellbarem Fördervolumen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Hydropumpe kann über einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, wobei beim Anlassvorgang des Verbrennungsmotors eine Entlastung des Anlassermotors durch eine Entlastung der mitgeschleppten Hydropumpe erreicht werden soll.
  • In der Druckschrift EP 1 662 186 B1 ist eine einer Hauptpumpe zugeordnete Speisepumpe gezeigt, die in eine Speiseleitung fördert, über die Funktionen wie zum Beispiel die Verstellung des Fördervolumens der Hauptpumpe realisiert sind. Wenn ein Dieselmotor, der die Hauptpumpe und die drehfest daran gekoppelte Speisepumpe antreibt, gestartet werden muss, wird der Widerstand der Speisepumpe verringert, damit der Anlassermotor weniger Leistung benötigt. Dazu kann ein Speisedruckhalteventil geöffnet werden, wodurch die Speiseleitung entspannt wird, und der Widerstand der als Konstantpumpe ausgebildeten mitgeschleppten Speisepumpe übergangsweise verringert wird.
  • Die Druckschrift DE 10 2008 050 835 A1 offenbart eine in ihrem Fördervolumen verstellbare Pumpe, deren so genanntes Stellorgan über einen Stellzylinder eingestellt wird. Konkret ist eine Axialkolbenpumpe gezeigt, deren Schrägscheibe über den Stellzylinder verschwenkt wird. Dabei ist in einer Ruhestellung der Schrägscheibe und des Stellzylinders ein Fördervolumen von Null eingestellt. Bei einem Ausschwenken der Schrägscheibe über den Stellzylinders wird das Fördervolumen erhöht. Wenn ein zum Antrieb der Pumpe dienender Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, angelassen werden soll, ist die Stelldruckversorgung (zunächst noch) minimal, so dass die Pumpe auf minimales Fördervolumen eingestellt ist, wodurch die Anlasserleistung minimiert ist.
  • Abweichend davon sind auch gattungsgemäße Verstellpumpen bekannt, in deren Ruhestellung maximales Fördervolumen eingestellt ist, und die über ihre Verstellvorrichtung (zum Beispiel Stellzylinder) aktiv bis zu einem minimalen Fördervolumen und nicht darüber hinaus zurückgestellt werden können. Im Falle einer Axialkolbenpumpe bedeutet das zum Beispiel, dass sie nicht durchgeschwenkt werden kann.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, derartige Hydropumpen, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden, beim Anlassen des Verbrennungsmotors über einen Bypass mit einem Bypassventil zu einem Tank zu umgehen, um die Leistung des Anlassermotors zu verringern. Da die Hydropumpe beim Anlassen des Verbrennungsmotors auf maximales Fördervolumen verstellt ist, ist ein entsprechend großes Bypassventil nötig. Trotzdem kann der verbleibende Leistungsbedarf der mitgeschleppten Hydropumpe erheblich sein, zum Beispiel wegen ihrer inneren Reibung und durch den Fließwiderstand des Druckmittels, insbesondere wenn es sich um zähes Öl bei kalten Temperaturen handelt.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein hydraulisches System mit einer Hydropumpe zu schaffen, deren Schleppwiderstand mit verringertem vorrichtungstechnischem Aufwand minimiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein hydraulisches System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch einen Fahrantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16.
  • Das beanspruchte hydraulische System hat eine Hydropumpe, deren Fördervolumen zwischen einem minimalen Fördervolumen und einem maximalen Fördervolumen über eine hydraulische Verstellvorrichtung verstellbar ist. An der Hydropumpe sind ein dauerhafter Hochdruckanschluss und ein dauerhafter Niederdruckanschluss vorgesehen, zum Beispiel für den Betrieb in einem offenen Kreis. In einer weitgehend drucklosen Ruhestellung der Verstellvorrichtung ist die Hydropumpe auf das maximale Fördervolumen verstellt. Erfindungsgemäß ist eine von der Hydropumpe verschiedene externe oder separate Druckmittelquelle des hydraulischen Systems vorgesehen, von der die Verstellvorrichtung zur Verstellung der Hydropumpe auf das minimale Fördervolumen (Vgmin) mit Druckmittel versorgbar ist. Damit kann die Hydropumpe ohne eigene Leistung abgeben zu müssen und bevor sie eigene Leistung abgeben kann von ihrer Ruhestellung auf das minimale Fördervolumen verstellt werden, wodurch ihr Anlaufwiderstand minimiert wird. Insbesondere wenn das Druckmittel Öl, ist und bei kalten Umgebungstemperaturen (zum Beispiel bei minus 46°C), wo auch ein drucklos gefördertes Druckmittel wegen seiner hohen Zähigkeit erhebliche Energie benötigt. Erfindungsgemäß ist durch die Rückstellung auch die innere Reibung der Hydropumpe minimiert, da zum Beispiel im Falle einer Kolbenmaschine die Kolben in den Zylindern minimale oder keine Hubbewegung ausführen.
  • Wenn die Hydropumpe (zum Beispiel über ihre Antriebswelle) von einem Verbrennungsmotor (zum Beispiel ein Dieselmotor) antreibbar ist, kann dieser – zum Beispiel von einem elektrischen Anlassermotor – mit weniger Leistungsaufnahme angelassen oder gestartet werden, wenn zuvor die Hydropumpe erfindungsgemäß über die Druckmittelquelle auf ihr minimales Fördervolumen gestellt wird.
  • Insbesondere wenn der Verbrennungsmotor dauerhaft und nicht trennbar drehfest an die erfindungsgemäße Hydropumpe gekoppelt ist, ist die Verringerung der Schleppleistung für die Anlasserleistung erheblich.
  • Insbesondere, wenn der Verbrennungsmotor zur Brennstoffeinsparung im Start-Stopp-Modus betrieben werden soll, ergibt sich durch die wiederholte verringerte Leistungsaufnahme des Anlassermotors eine erhebliche Energieeinsparung.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems ist der Hydropumpe eine elektrische Steuerungseinrichtung zugeordnet, die die Rückstellung und Minimierung des Fördervolumens bei Bedarf steuert und sicherstellt, insbesondere bevor der Verbrennungsmotor angelassen wird. Die Steuerungseinrichtung kann ein Motorsteuergerät oder eine elektrische Schalteinrichtung sein. Insbesondere ein Start/Stopp-Betrieb des Verbrennungsmotors ist so energiesparend steuerbar.
  • Besonders gering ist das Drehmoment der mitgeschleppten Hydropumpe, wenn ihr minimales Fördervolumen gleich Null ist.
  • Bei einer bevorzugten konkreten Ausgestaltung der Verstellvorrichtung hat diese einen in Richtung zum minimale Fördervolumen wirkenden Stellzylinder und eine in Richtung zum maximalen Fördervolumen und damit zur Ruhestellung wirkende Feder.
  • Die Druckmittelquelle kann gemäß einer ersten Variante eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe sein. Damit ist es möglich jederzeit den Verbrennungsmotor abzuschalten ohne seinen Neustart vorbereiten zu müssen.
  • Die Druckmittelquelle kann gemäß einer zweiten Variante ein Hydrospeicher sein, womit keine Energiequelle zum Neustart des Verbrennungsmotors benötigt wird. Je nach Temperatur des Druckmittels und der für die Zurückstellung zu speichernden Energiemenge kann es sich um einen Blasen-, Kolben-, Membran- oder Federspeicher handeln.
  • Wenn dem Hydrospeicher ein Drucksensor zugeordnet ist, dessen Signale an die Steuerungseinrichtung übertragbar sind, kann vor einem Stopp des Verbrennungsmotors geprüft werden, ob die Energie des Hydrospeichers ausreicht, um die Hydropumpe vor dem späteren Neustart des Verbrennungsmotors zurückzustellen. Falls die Energie nicht ausreicht, kann der Hydrospeicher über die von dem Verbrennungsmotor angetriebene Hydropumpe nachgeladen werden, bevor der Verbrennungsmotor angehalten oder gestoppt wird.
  • Der Hydrospeicher kann vorrichtungstechnisch einfach von der Hydropumpe über ihren Hochdruckanschluss geladen werden.
  • Alternativ kann der Hydrospeicher auch von einer Zusatzpumpe geladen werden. Diese kann komfortabel elektrisch oder vorrichtungstechnisch einfach manuell angetrieben werden.
  • Wenn an die Hydropumpe eine Speisepumpe gekoppelt ist, kann der Hydrospeicher auch über die Speisepumpe geladen werden.
  • Um das Erreichen des minimalen Fördervolumens und den sicheren Verbleib in dieser Stellung der Verstellvorrichtung zu gewährleisten, wird ein mechanischer Anschlag für ein Bauteil der Hydropumpe oder ihrer Verstellvorrichtung bei Erreichen des minimalen Fördervolumens bevorzugt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems hat dieses ein Ventil, über das die Druckmittelquelle mit einem Stelldruckeingang der Verstellvorrichtung verbindbar ist. Vorzugsweise ist das Ventil von der als elektrische Schalteinrichtung ausgebildeten Steuerungseinrichtung steuerbar. Wenn die erfindungsgemäße Hydropumpe in kalter Umgebung betrieben werden soll, kann das Ventil als Kaltstartventil bezeichnet werden.
  • Wenn die Druckmittelquelle von dem Hydrospeicher gebildet ist, wird es besonders bevorzugt, wenn das Ventil als Sitzventil ausgeführt ist. Das Sitzventil dient als Absperrventil und kann auf Grund seiner Leckagefreiheit über längere Zeit die Energie im Hydrospeicher halten.
  • Wenn die Hydropumpe ein hydraulisches Regelgerät hat, das einen Stelldruckausgang aufweist, wird es besonders bevorzugt, wenn das Ventil als 3/2-Wege Schaltventil ausgebildet ist, das zwischen dem Stelldruckausgang und dem Stelldruckeingang der Verstellvorrichtung angeordnet ist. Über das Ventil ist entweder der Stelldruckausgang des Regelgerätes oder die Druckmittelquelle mit dem Stelldruckeingang verbindbar.
  • Vorzugsweise ist mittels einer Positionserfassungseinrichtung für ein Bauteil der Hydropumpe oder ihrer Verstellvorrichtung das eingestellte Fördervolumen erfassbar. Vorzugsweise ist ein Positionssignal an die Steuerungseinrichtung übertragbar. Damit kann die Rückstellung der Hydropumpe vor dem Anlassen des Verbrennungsmotors sichergestellt werden.
  • Die Hydropumpe kann eine Axialkolbenpumpe sein, deren Fördervolumen durch eine Schwenkbewegung eines Bauteils (zum Beispiel Schrägscheibe oder Zylindertrommel) verstellt wird. Dann kann mit der erfindungsgemäßen Rückstellung der Hydropumpe diejenige innere Reibung reduziert werden, die sich durch die Hubbewegung der Kolben in den Zylindern ergibt.
  • Der erfindungsgemäße Fahrantrieb für eine mobile Arbeitsmaschine hat einen Verbrennungsmotor, der an eine Hydropumpe eines beanspruchten oder beschriebenen hydraulischen Systems koppelbar oder vorzugsweise dauerhaft gekoppelt ist. Die als elektrische Schalteinrichtung ausgebildete Steuerungseinrichtung ist mit einem Zündschloss oder einem Schalter des Fahrantriebs verbunden.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen
  • 1 in einem Längsschnitt eine Hydropumpe eines ersten bis fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems,
  • 2 ein Schaltbild eines ersten und zweiten Ausführungsbeispiels des hydraulischen Systems mit der Hydropumpe aus 1,
  • 3 ein Schaltbild eines dritten und vierten Ausführungsbeispiels des hydraulischen Systems mit der Hydropumpe aus 1 und
  • 4 ein Schaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels des hydraulischen Systems mit der Hydropumpe aus 1.
  • 1 zeigt in einem Längsschnitt einen wesentlichen Teil einer Hydropumpe 1, die beim ersten bis fünften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems gemäß den 2 bis 4 vorgesehen ist. Die Hydropumpe 1 ist für einen 1-Quadranten-Betrieb ausgelegt und hat daher einen fest zugeordneten Hochdruckanschluss HD und einen fest zugeordneten Niederdruckanschluss ND, die beide an einem Gehäusedeckel 2 ausgebildet sind und in 1 nicht dargestellt sind.
  • Eine Antriebswelle 4 wird um eine Längsachse 3 rotierend angetrieben und nimmt eine Zylindertrommel 6 mit, in der nach dem Prinzip der Axialkolbenmaschine mehrere am Umfang verteilte Zylinderbohrungen 8 vorgesehen sind, in denen in axialer Richtung ein jeweiliger Kolben 10 geführt ist. Die Kolben 10 sind über jeweilige Kolbenfüße und Kolbenschuhe an eine Schrägscheibe 12 gekoppelt, die nicht mit rotiert. Die Schrägscheibe 12 ist über eine als Stellzylinder 14 ausgebildete Verstellvorrichtung in ihrer Neigung verstellbar. Genauer gesagt kann ein Schwenkwinkel α zwischen einem minimalem Schwenkwinkel αmin und einem maximalen Schwenkwinkel αmax verstellt werden. Beim minimalen Schwenkwinkel αmin steht die Schrägscheibe 12 senkrecht zur Längsachse 3, so dass beim Umlauf der Zylindertrommel 6 mit dem Kolben 10 keine Hubbewegung erzeugt wird und somit das Fördervolumen Vg der Hydropumpe 1 Null ist. Beim maximalen Schwenkwinkel αmax ist die Schrägscheibe 12 maximal schräg gestellt, so dass beim Umlauf der Zylindertrommel 6 mit den Kolben 10 ein maximales Fördervolumen Vgmax erzeugt wird.
  • Beim Umlauf der Zylindertrommel 6 werden deren Zylinderbohrungen 8 abwechselnd über eine kreisbogenförmige Hochdruckniere und eine kreisbogenförmige Niederdruckniere geführt, die beide in einer Steuerscheibe 16 ausgebildet sind, und von denen eine Niere oberhalb und die andere Niere unterhalb der Zeichenebene der 1 angeordnet sind. Über eine Feder 18 ist die Zylindertrommel 6 dichtend gegen die Steuerscheibe 16 gespannt.
  • Die Schrägscheibe 12 ist in Richtung zum maximalen Schwenkwinkel αmax entgegen der Stellkraft des Stellzylinders 14 über eine Feder 22 gespannt, die sich an einer in den Gehäusedeckel 2 eingesetzten Buchse 20 abstützt und diese an ihrem Außenumfang umgibt. Der Stellzylinder 14 ist mit Bezug zur Längsachse 3 gegenüber der Buchse 20 und der Feder 22 angeordnet. Der Stellzylinder 14 schwenkt die Schrägscheibe 12 bei einer Beschickung mit Stelldruckmittel zurück auf den minimalen Schwenkwinkel αmin. Diese Bewegung wird durch einen Anschlag begrenzt, der im Innern der Buchse 20 angeordnet ist. Der Anschlag ist von einem an die Schrägscheibe 12 gekoppelten Zapfen 24 und einem im Innern der Buchse 20 angeordneten gehäusefesten Zapfen 26 gebildet.
  • In 2 ist ein wesentlicher Teil der Hydraulik einer mobilen Arbeitsmaschine mit der Hydropumpe 1 in einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die Energie zur Rückstellung des Fördervolumens der Hydropumpe 1 aus einem Hydrospeicher 28 zur Verfügung gestellt, der zuvor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von einer Speisepumpe 30 über eine Speiseleitung 32 oder gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel über eine Pumpenzweigleitung 34 vom Hochdruckanschluss HD der Hydropumpe geladen werden kann.
  • Ein als Dieselmotor ausgebildeter Verbrennungsmotor 36 treibt eine verstellbare Fahrantriebspumpe 38 der mobilen Arbeitsmaschine an, über die verschiedene (nicht gezeigte hydrostatische Fahrmotoren versorgt werden. Weiterhin wird von dem Verbrennungsmotor 36 über die Antriebswelle 4 die erfindungsgemäß rückstellbare Hydropumpe 1 und eine Speisepumpe 36 angetrieben. Die Hydropumpe 1 saugt aus einem Tank T über den Niederdruckanschluss ND Druckmittel an und fördert es über den Hochdruckanschluss HD in eine Pumpenleitung 40, an die auch die Pumpenzweigleitung 34 angeschlossen ist. Über die Pumpenleitung 40 wird eine Arbeitshydraulik 42 und eine dem gegenüber priorisierte Lenkhydraulik 44 der mobilen Arbeitsmaschine versorgt. Über eine Lastdruck-Meldeleitung 46 wird der höchste Lastdruck dieser von der Hydropumpe 1 versorgten Verbraucher 40, 44 an einen Lastdruck-Anschluss X eines als Druck-Förderstromregler ausgebildeten hydraulischen Regelgerätes 48 gemeldet.
  • Zwischen einem Stelldruckausgang 50 des Regelgerätes 48 und einem Stelldruckeingang 52 des Stellzylinders 14 ist ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Kaltstartventil 54 vorgesehen, das als Sitzventil ausgebildet ist. In einer durch eine Feder 56 vorgespannten Grundstellung verbindet das Kaltstartventil 54 den Stelldruckausgang 50 des Regelgerätes 48 mit dem Stelldruckeingang 52 des Stellzylinders 14. Über eine Steuerungseinrichtung 58 kann ein Aktor 60 des Kaltstartventils 54 bestromt werden, so dass das Kaltstartventil 54 umgeschaltet wird und damit den an seinen Stelldruckanschluss PS angeschlossenen Hydrospeicher 28 mit dem Stelldruckeingang 52 des Stellzylinders 14 verbindet, während das Regelgerät 48 abgesperrt wird.
  • Da das Kaltstartventil 54 als Sitzventil ausgebildet ist, sperrt es den Hydrospeicher 28 so lange leckagefrei ab, wie die Einstellung des Fördervolumens der Hydropumpe 1 über das Regelgerät 48 vorgenommen wird. Wenn der Verbrennungsmotor 36 angehalten werden soll, zum Beispiel weil er in einer energiesparenden Start-Stopp-Funktion betrieben wird, wird von der Steuereinrichtung 58 über einen Drucksensor 60 der Druck des Hydrospeichers 28 geprüft. Bei dessen ausreichender Ladung wird der Verbrennungsmotor 36 angehalten. Wenn dieser später wieder gestartet werden soll, schaltet die Steuerungseinrichtung 58 zunächst das Kaltstartventil 54 derart um, dass der Stellzylinder 14 über den Hydrospeicher 28 versorgt wird und somit das Fördervolumen der Hydropumpe 1 auf ihr Minimum, insbesondere auf null zurückgestellt wird. Erst dann gibt die Steuerungseinrichtung 58 den Neustart des Verbrennungsmotors 36 frei. Über einen (nicht gezeigten) elektrischen Anlassermotor wird der Verbrennungsmotor 36 gestartet, wobei die Hydropumpe 1 auf Grund ihrer Rückstellung minimales (insbesondere kein) Fördervolumen hat und ihre innere Reibung minimiert ist. Damit kann der Anlassermotor entsprechend klein ausgelegt werden und/oder er benötigt wenig Leistung. Damit ist ein sicherer und zuverlässiger Neustart des Verbrennungsmotors 36 auch bei kalten Temperaturen gegeben.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, zeigt 2 zwei verschiedene Möglichkeiten des Wiederaufladens des Hydrospeichers 28 nach dem Zurückschwenken der Hydropumpe 1. Entweder der Hydrospeicher 28 wird von der Speisepumpe 30 über die Speiseleitung 32 und über ein Rückschlagventil 64 oder aus der Pumpenleitung 40 über die Pumpenzweigleitung 34 und über das Rückschlagventil 64 wieder aufgeladen. Das Rückschlagventil 64 öffnet in Richtung zum Hydrospeicher 28. Während des Normalbetriebs der Hydropumpe 1, bei dem der Verbrennungsmotor 36 arbeitet und die Hydropumpe 1 antreibt, ist der geladene Hydrospeicher 28 einerseits über das Rückschlagventil 64 und andererseits über das als Sitzventil ausgebildete Kaltstartventil 54 leckagefrei verschlossen.
  • 3 zeigt ein drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß verschalteten Hydropumpe 1. Der wesentliche Unterschied zu den beiden Ausführungsbeispielen gemäß 2 ist in der Wiederaufladung des Hydrospeichers 28 zu sehen. Dabei zeigt 3 ein drittes und einen viertes Ausführungsbeispiel. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Hydrospeicher 28 über eine elektrisch angetriebene als Konstantpumpe ausgebildete Zusatzpumpe 66 über das Rückschlagventil 64 wieder befüllt. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wir der Hydrospeicher 28 über eine (nur schematisch dargestellte) manuell betriebene Zusatzpumpe 68 über das Rückschlagventil 64 wieder befüllt. Bei beiden Ausführungsbeispielen saugt die jeweilige Zusatzpumpe 66; 68 das Druckmittel aus dem Tank T an und fördern es zum Hydrospeicher 28.
  • 4 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Schaltplans für die erfindungsgemäße Hydropumpe 1. Abweichend von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gemäß den 2 und 3 ist als Druckmittelquelle für den Stellzylinder 14 eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe 128 vorgesehen. Diese fördert bei ihrer Aktivierung von der Steuerungseinrichtung 58 aus dem Tank T Stelldruckmittel zum Stelldruckanschluss PS des Kaltstartventils 54. Nachdem das Kaltstartventil 54 über die Steuerungseinrichtung 58 durch Bestromung des Aktors 60 umgeschaltet wurde, kann so die Hilfspumpe 128 über das Kaltstartventil 54 den Stellzylinder 14 befüllen, so dass die Hydropumpe 1 zurückgestellt wird und der Verbrennungsmotor 36 mit geringer Verlustleitung angelassen werden kann.
  • Offenbart ist eine Hydropumpe für den Ein-Quadranten-Betrieb mit einem dauerhaften Hochdruckanschluss und einem dauerhaften Niederdruckanschluss. Ein Fördervolumen ist zwischen einem minimalen Fördervolumen und einem maximalen Fördervolumen über eine hydraulische Verstellvorrichtung verstellbar. In einer weitgehend drucklosen Ruhestellung der Verstellvorrichtung ist die Hydropumpe auf das maximale Fördervolumen gestellt. Über eine Hilfspumpe oder einen Speicher ist die Verstellvorrichtung versorgbar und die Hydropumpe auf das minimale Fördervolumen verstellbar. Damit kann die Hydropumpe ohne eigene Leistung zur Verfügung stellen zu müssen von ihrer Ruhestellung auf das minimale Fördervolumen verstellt werden, wodurch ihr Anlaufwiderstand minimiert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hydropumpe
    2
    Gehäusedeckel
    3
    Längsachse
    4
    Antriebswelle
    6
    Zylindertrommel
    8
    Zylinderbohrung
    10
    Kolben
    12
    Schrägscheibe
    14
    Stellzylinder
    16
    Steuerscheibe
    18
    Feder
    20
    Buchse
    22
    Feder
    24, 26
    Zapfen
    28
    Hydrospeicher
    30
    Speisepumpe
    32
    Speiseleitung
    34
    Pumpenzweigleitung
    36
    Verbrennungsmotor
    38
    Fahrantriebspumpe
    40
    Pumpenleitung
    42
    Arbeitshydraulik
    44
    Lenkhydraulik
    46
    Lastdruck-Meldeleitung
    48
    hydraulisches Regelgerät
    50
    Stelldruckausgang
    52
    Stelldruckeingang
    54
    Kaltstartventil
    56
    Feder
    58
    Steuerungseinrichtung
    60
    Aktor
    62
    Drucksensor
    64
    Rückschlagventil
    66
    elektrisch angetriebene Zusatzpumpe
    68
    manuell angetriebene Zusatzpumpe
    128
    elektrisch angetriebene Hilfspumpe
    α
    Schwenkwinkel
    αmax
    maximaler Schwenkwinkel
    αmin
    minimaler Schwenkwinkel
    HD
    Hochdruck / Hochdruckanschluss
    ND
    Niederdruck / Niederdruckanschluss
    PS
    Stelldruck / Stelldruckanschluss
    T
    Tank
    Vg
    Fördervolumen
    Vgmax
    maximales Fördervolumen
    Vgmin
    minimales Fördervolumen
    X
    Lastdruck-Anschluss
  • 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
    • EP 1662186 B1 [0002]
    • DE 102008050835 A1 [0003]

Claims (16)

  1. Hydraulisches System mit einer Hydropumpe (1), deren Fördervolumen zwischen einem minimalen Fördervolumen (Vgmin) und einem maximalen Fördervolumen (Vgmax) über eine hydraulische Verstellvorrichtung (14) verstellbar ist, wobei an der Hydropumpe (1) ein fest zugeordneter Hochdruckanschluss (HD) und ein fest zugeordneter Niederdruckanschluss (ND) vorgesehen sind und wobei in einer Ruhestellung der Verstellvorrichtung (14) die Hydropumpe (1) auf das maximale Fördervolumen (Vgmax) verstellt ist, gekennzeichnet durch eine von der Hydropumpe (1) verschiedene Druckmittelquelle (28; 128), von der die Verstellvorrichtung (14) zur Verstellung der Hydropumpe (1) auf das minimale Fördervolumen (Vgmin) mit Druckmittel versorgbar ist.
  2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, wobei das Fördervolumen (Vg) mittels einer elektrischen Steuerungseinrichtung (58) minimierbar ist, bevor ein Startsignal für einen Verbrennungsmotor (36) ausgebbar ist.
  3. Hydraulisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der minimale Fördervolumen (Vgmin) gleich Null ist.
  4. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verstellvorrichtung (14) einen in Richtung zum minimale Fördervolumen (Vgmin) wirkenden Stellzylinder (14) und eine in Richtung zum maximalen Fördervolumen (Vgmax) und damit zur Ruhestellung wirkende Feder (22) hat.
  5. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Druckmittelquelle eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe (128) ist.
  6. Hydraulisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Druckmittelquelle ein Hydrospeicher (28) ist.
  7. Hydraulisches System nach Anspruch 2 und nach Anspruch 6, mit einem dem Hydrospeicher (28) zugeordneten Drucksensor (62), dessen Signale an die Steuerungseinrichtung (58) übertragbar sind.
  8. Hydraulisches System nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Hydrospeicher (28) von der Hydropumpe (1) ladbar ist.
  9. Hydraulisches System nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Hydrospeicher (28) von einer Zusatzpumpe (66; 68) ladbar ist.
  10. Hydraulisches System nach Anspruch 6 oder 7, an die eine Speisepumpe (30) gekoppelt ist, wobei der Hydrospeicher (28) von der Speisepumpe (30) ladbar ist.
  11. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch mit einem Anschlag für ein Bauteil (12) der Hydropumpe oder ihrer Verstellvorrichtung (14) bei Erreichen des minimalen Fördervolumens (Vgmin).
  12. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch mit einem Ventil (54), über das die Druckmittelquelle (28; 128) mit einem Stelldruckeingang (52) der Verstellvorrichtung (14) verbindbar ist.
  13. Hydraulisches System zumindest nach Anspruch 6 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch und nach Anspruch 12, wobei das Ventil (54) als Sitzventil ausgeführt ist.
  14. Hydraulisches System nach Anspruch 12 oder 13 mit einem hydraulischen Regelgerät (48), das einen Stelldruckausgang (50) aufweist, wobei das Ventil (54) als 3/2-Wege Schaltventil ausgebildet ist, das zwischen dem Stelldruckausgang (50) und dem Stelldruckeingang (52) der Verstellvorrichtung (14) angeordnet ist, wobei über das Ventil (54) entweder der Stelldruckausgang (50) oder die Druckmittelquelle (28; 128) mit dem Stelldruckeingang (52) verbindbar ist.
  15. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, mit einer Positionserfassungseinrichtung für ein Bauteil der Hydropumpe oder ihrer Verstellvorrichtung (14), über die das Fördervolumen (Vg) erfassbar ist.
  16. Fahrantrieb für eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Verbrennungsmotor (36), der an eine Hydropumpe (1) eines hydraulischen Systems gemäß einem der Ansprüche 2 bis 15 koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die als elektrische Schalteinrichtung ausgebildete Steuerungseinrichtung (58) mit einem Zündschloss oder einem Schalter verbunden ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1662186B1 (de) 2004-11-30 2012-01-11 Bosch Rexroth AG Hydraulischer Kreislauf mit Speisepumpe

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