DE102017127395A1

DE102017127395A1 - Offene Hydraulikfluidkreislaufanordnung und Verfahren zur Steuerung des Hydraulikkreislaufs

Info

Publication number: DE102017127395A1
Application number: DE102017127395.6A
Authority: DE
Inventors: Sven Fink; Florian Lindinger
Original assignee: Danfoss Power Solutions GmbH and Co OHG
Current assignee: Danfoss Power Solutions GmbH and Co OHG
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2018-05-24
Also published as: US20180142782A1; US20180142781A1; CN108087362A; EP3336390A1; EP3336390B1; US11054027B2; CN108087362B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidströmungsanordnung (1, 15) mit einer verstellbaren Fluidpumpvorrichtung (2) und einer Fluidarbeitsmaschine (12). Die Fluidarbeitsmaschine (12) ist mit der Fluidpumpvorrichtung (2) verbunden, und für die Fluidarbeitsmaschine (12) ist eine Rückführungsschleife vorgesehen. Die Rückführungsschleife verbindet einen ersten Fluidanschluss (A) und einen zweiten Fluidanschluss (B) der Fluidarbeitsmaschine 12 fluidisch miteinander, wobei der erste Fluidanschluss (A) und der zweite Fluidanschluss (B) zeitweise ein unterschiedliches Druckniveau aufweisen. Die Rückführungsschleife weist eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22) und eine steuerbare Fluidleitungseinrichtung (23, 24) auf, sodass für die Fluidarbeitsmaschine (12) eine definierte Verzögerungskraft erzeugt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidströmungsanordnung, die eine vorzugsweise verstellbare Fluidpumpvorrichtung und eine fluidisch mit der Fluidpumpvorrichtung verbundene Fluidarbeitsmaschine, sowie weiterhin eine Rückführungsschleife aufweist, die einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine fluidisch miteinander verbindet, wobei der erste und der zweite Fluidanschluss sich zumindest zeitweise auf einem unterschiedlichen Druckniveau befinden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Steuervorrichtung für eine derartige Fluidströmungsanordnung (oder eine hierzu ähnliche Fluidströmungsanordnung).
Hydraulische Kraftübertragungsvorrichtungen zur Übertragung mechanischer Energie von einem Ort zu einem anderen (was üblicherweise die Möglichkeit der Änderung bestimmter Eigenschaften der betreffenden mechanischen Energie, wie beispielsweise Drehzahl, mögliches Drehmoment und Ähnliches, mitumfasst) werden zwischenzeitlich in mehreren technischen Gebieten genutzt. Ein Beispiel hierfür ist das technische Gebiet von Windgeneratoren, bei denen eine Eingangskraft, die von einem Propeller herrührt, und die aufgrund sich verändernder Windgeschwindigkeiten unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten und/oder Antriebsdrehmomente aufweist, an einen elektrischen Generator übertragen werden muss. Am elektrischen Generator ist jedoch typischerweise eine konstante Drehzahl erforderlich. Daher muss nicht nur der Ort, an dem das mechanische Drehmoment auftritt, übertragen werden, sondern es müssen auch bestimmte Eigenschaften der mechanischen Energie (wie beispielsweise die Drehzahl) übersetzt werden.
Ein weiteres technisches Einsatzgebiet für hydraulische Kreisläufe liegt im Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere von Landfahrzeugen. Obwohl bereits manche Autos und Lastkraftwagen mittels hydraulischer Kraftübertragung angetrieben werden, ist deren Verwendung nach wie vor relativ begrenzt, obgleich manche Eigenschaften hydraulischer Kraftübertragungen vielversprechend sind. Demgegenüber ist die Verwendung hydraulischer Kraftübertragungen zum Antrieb von Spezialfahrzeugen, die zum Erfüllen ihrer Hauptaufgabe bereits hydraulische Komponenten verwenden, die Standardherangehensweise. Da bei diesen bereits eine Hydraulikpumpe mit einer signifikanten Größe vorhanden ist, ist es bei derartigen Fahrzeugen vergleichsweise üblich, hydraulische Energie als eine Art Zusatznutzen zum Antrieb der betreffenden Fahrzeuge zu benutzen. Beispiele für derartige Maschinen sind Gabelstapler, Bagger, Schaufellader und Ähnliches.
Von einem technischen Standpunkt aus gesehen werden zum Antrieb von Fahrzeugen aufgrund ihrer intrinsischen Eigenschaften geschlossene Hydraulikfluidkreisläufe bevorzugt. Offene Hydraulikfluidkreisläufe werden andererseits für andere Vorrichtungen verwendet, wie beispielsweise Hydraulikzylinder, wobei derartige Hydraulikzylinder zur Erfüllung der Hauptfunktionen von Gabelstaplern, Baggern, Schaufellader und dergleichen genutzt werden. Obwohl es unter technischen Gesichtspunkten natürlich möglich ist, dass für eine Maschine, die einen offenen Hydraulikfluidkreislauf verwenden muss, zusätzlich ein geschlossener Hydraulikfluidkreislauf vorgesehen wird, ist eine derartige Herangehensweise unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten natürlich nachteilig. Es ist dann bei der betreffenden Maschine nicht nur erforderlich, eine größere Anzahl an Komponenten vorzusehen und zu warten; vielmehr sinkt darüber hinaus die Energieeffizienz aufgrund des damit einhergehenden höheren Gewichts der betreffenden Maschine. Aus diesem Grund besteht ein Interesse daran, eine Antriebsanordnung in Kombination mit einem offenen Hydraulikfluidkreislauf zu realisieren, obgleich dies nicht unbedingt der beste Ausgangspunkt ist.
Das Hauptproblem bei der Verwendung offener Hydraulikfluidkreisläufe ist verblüffenderweise nicht die Antriebsaufgabe, sondern vielmehr besteht tritt das Hauptproblem auf, wenn das Fahrzeug abgebremst werden soll und/oder ein Betrieb des Fahrzeugs im Freilauf ermöglicht werden soll. Hier wird man nicht nur mit dem Problem konfrontiert, wie eine Bremskraft für die mit den Rädern des Fahrzeugs verbundene kombinierte Hydraulikpumpen-Hydraulikmotor-Vorrichtung erzeugt werden kann, sondern man wird zusätzlich mit dem Problem konfrontiert, wie bei derartigen Betriebszuständen eine Kavitation auf der Schluckseite der kombinierten Hydraulikpumpen-Hydraulikmotor-Vorrichtung vermieden werden kann.
Die Situation wird nochmals problematischer, wenn sich das Fahrzeug in unterschiedlichen Richtungen bewegen können soll (also vorwärts und rückwärts) und darüber hinaus in diesen Richtungen verlangsamt werden können soll (Möglichkeit zum Bremsen), was jedoch eine Standardanforderung darstellt.
Obgleich im Stand der Technik bereits unterschiedliche Vorschläge gemacht wurden, sind diese bislang nicht unbedingt zufriedenstellend.
Ein Vorschlag bestand darin, das Problem dadurch zu umgehen, indem die Bremskraft einfach durch übliche mechanische Bremsen zur Verfügung gestellt wird und eine Kavitation einfach durch weitere Zufuhr von mittels einer üblichen Hydraulikpumpe unter Druck gesetztem Fluid zu verhindern. Es ist jedoch einsichtig, dass dies nachteilig ist, nicht nur aufgrund des damit einhergehenden Verschleißes der mechanischen Bremsen, sondern darüber hinaus aufgrund der geringeren Energieeffizienz des Fahrzeugs.
Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an einer Fluidströmungsanordnung, mit der ein Fahrzeug angetrieben und abgebremst werden kann, obwohl ein offener Hydraulikfluidkreislauf Verwendung findet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Fluidströmungsanordnung vorzuschlagen, die eine verstellbare Fluidpumpvorrichtung und eine fluidisch mit der Fluidpumpvorrichtung verbundene Fluidarbeitsmaschine aufweist, und die weiterhin eine Rückführungsschleife aufweist, die einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine fluidisch miteinander verbindet, wobei der erste und der zweite Fluidanschluss sich vorzugsweise zeitweise auf einem unterschiedlichen Druckniveau befinden, und welche gegenüber ähnlichen Fluidströmungsanordnungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, verbessert ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung vorzuschlagen, die gegenüber elektronischen Steuereinrichtungen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, verbessert ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Es wird vorgeschlagen, eine Fluidströmungsanordnung, die eine vorzugsweise verstellbare Fluidpumpvorrichtung, eine mit der Fluidpumpvorrichtung fluidisch verbundene Fluidarbeitsmaschine und eine Rückführungsschleife, die einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine fluidisch miteinander verbindet, aufweist, wobei der erste und der zweite Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine sich vorzugsweise zeitweise auf einem unterschiedlichen Druckniveau befinden, derart auszubilden, dass die Rückführungsschleife eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung und eine steuerbare Fluidleitungseinrichtung aufweist. Obwohl die Fluidpumpvorrichtung und insbesondere die Fluidarbeitsmaschine grundsätzlich von einem nicht-verstellbaren Typ sein können (sodass eine Umdrehung der betreffenden Maschine im Wesentlichen das gleiche Fluidvolumen pumpt/schluckt; kleinere Variationen aufgrund von bestimmten Effekten, wie beispielsweise Druckeffekten, Viskositätseffekten und ähnlichem, können selbstverständlich auftreten), ist es bevorzugt, wenn zumindest die Fluidpumpvorrichtung oder die Fluidarbeitsmaschine, bevorzugt sowohl die Fluidpumpvorrichtung, als auch die Fluidarbeitsmaschine von einem verstellbaren Typ sind, sodass diese Maschinen derart verstellt werden können, dass eine Umdrehung eine veränderliche Menge von Fluid pumpt/schluckt (natürlich innerhalb gewisser Grenzen). Wie diese Verstellbarkeit realisiert wird, ist beliebig. Insbesondere können die Fluidpumpen und/oder Fluidarbeitsmaschinen von einem Typ sein, bei dem die Verstellbarkeit mittels mechanischer Mittel realisiert wird. Um ein Beispiel zu nennen: Taumelscheibenpumpen/Taumelscheibenfluidarbeitsmaschinen sind von einem derartigen mechanisch verstellbaren Typ, welcher im Stand der Technik wohlbekannt ist. Es ist jedoch ebenso möglich (und auch bevorzugt), wenn eine solche Fluidpumpvorrichtung und/oder eine solche Fluidarbeitsmaschine von einem elektrisch steuerbaren Typ ist. Derartige elektrisch steuerbare Typen sind ebenfalls im Stand der Technik unter dem Namen „Digital Displacement Pump ®“ (DDP) oder synthetisch kommutierte Hydraulikpumpe („synthetically commutated hydraulic pump“) und/oder -motor (abhängig von der genauen Bauausführung) wohlbekannt. Fluidpumpvorrichtungen und/oder Fluidarbeitsmaschinen vom elektrisch verstellbaren Typ weisen den Vorteil auf, dass sie deutlich schneller und/oder in größeren Bereichen verstellt werden können, was beides insbesondere dann von Vorteil ist, wenn ein Fahrzeug anzutreiben ist. Bei einem typischen Anwendungsfall der vorliegend vorgeschlagenen Fluidströmungsanordnung ist die Fluidpumpvorrichtung typischerweise von einer Bauweise, dass sie lediglich Hydraulikfluid pumpen kann, d. h. den Druck eines Hydraulikfluids erhöhen kann, während sie mechanische Energie aufnimmt (welche typischerweise in Form einer Drehbewegung, also mittels eines Drehmoments, eingebracht wird). Selbstverständlich ist es ebenso möglich, dass die Fluidpumpvorrichtung von einer kombinierten Pumpen-Motor-Bauart ist (obgleich die Motor-Betriebsart typischerweise nur selten genutzt wird, falls überhaupt). Die Fluidpumpvorrichtung wird typischerweise mit einer Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor oder ähnlichem verbunden. Es ist darauf hinzuweisen, dass es möglich ist, dass ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor mit einer bestimmten, konstanten Geschwindigkeit, wie der Geschwindigkeit der maximalen Leistungsabgabe, der Geschwindigkeit des maximalen Drehmoments oder der Geschwindigkeit maximaler Energieeffizienz betrieben werden kann (wobei es selbstverständlich möglich ist, dass in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsanforderungen von Zeit zur Zeit eine unterschiedliche Geschwindigkeitsbetriebsart gewählt wird), falls die Fluidpumpvorrichtung (und/oder die Fluidarbeitsmaschine) von einer verstellbaren Bauart ist. Aufgrund der Verstellbarkeit der Fluidpumpvorrichtung ist es dennoch möglich, dass die Menge an Hydraulikfluid, die von der Fluidpumpvorrichtung gepumpt wird, verändert werden kann. Die Fluidarbeitsmaschine weist typischerweise eine Bauart auf, bei der sie zwischen einer Motor-Betriebsart und einer Pump-Betriebsart umgeschaltet werden kann (wobei ebenso eine teilweise Motor-Betriebsart und teilweise Pump-Betriebsart in Betracht gezogen werden kann, derart, dass die Fluidarbeitsmaschine unterschiedliche Dienste aufweist, welche fluidisch voneinander getrennt sind, wobei einige (zumindest einer) der Dienste in einer Motor-Betriebsart betrieben wird, während zur gleichen Zeit einige (zumindest einer) der Dienste in einer Pump-Betriebsart betrieben wird). Darüber hinaus kann die Fluidarbeitsmaschine von einem Typ mit nicht-verstellbarer Verdrängung oder von einem Typ mit verstellbarer Verdrängung sein (wobei der Typ mit verstellbarer Verdrängung typischerweise einige Vorteile hinsichtlich der Steuerbarkeit der Fluidströmungsanordnung aufweist). In der Motor-Betriebsart kann die Fluidarbeitsmaschine ein Fahrzeug aktiv antreiben, falls sie in einem solchen Zusammenhang genutzt wird. Soll das Fahrzeug abgebremst werden, wird die Fluidarbeitsmaschine in einen Pump-Betriebsmodus geschaltet, sodass unter Druck gesetztes Fluid von anderen Verbrauchern „verbraucht“ wird, insbesondere von der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung, was im Folgenden näher beschrieben werden wird. Auf diese Weise kann ein verschleißfreier Bremsbetrieb realisiert werden. Typischerweise wird die Fluidarbeitsmaschine mit einer oder mit mehreren Vorrichtungen verbunden (entweder direkt oder mit einem zwischenliegenden mechanischen Kraftübertragungssystem (einschließlich eines Getriebes oder ähnlichem)). Lediglich der Vollständigkeit halber sollte darauf hingewiesen werden, dass es selbstverständlich möglich ist, zwei oder auch mehr (verstellbare) Fluidpumpvorrichtungen und/oder zwei oder mehr Fluidarbeitsmaschinen für die Fluidströmungsanordnung zu verwenden. In Abhängigkeit von der Betriebsart, in der die Fluidströmungsanordnung aktuell betrieben wird, handelt es sich beim ersten Fluidanschluss um den Hochdruckfluidanschluss und beim zweiten Fluidanschluss und den Niederdruckfluidanschluss, bzw. andersherum. Wenn die Fluidarbeitsmaschine in einer Motor-Betriebsart betrieben wird, ist der Hochdruckfluidanschluss typischerweise der Fluideingangsanschluss, während der Niederdruckanschluss der Fluidausgabeanschluss ist. Wird dagegen die Fluidarbeitsmaschine in einer Pump-Betriebsart betrieben, ist der Hochdruckanschluss typischerweise der Fluidausgabeanschluss, während der Niederdruckanschluss typischerweise der Fluideingangsanschluss ist. Es wird darauf hingewiesen, dass bei einer mechanischen Betrachtungsweise, der erste Fluidanschluss mehrere „mechanische Fluidanschlüsse“ aufweisen kann, obgleich die unterschiedlichen „mechanischen Fluidanschlüsse“ einen einzelnen „logischen Fluidanschluss“ darstellen (das gleiche gilt in analoger Weise für den zweiten Fluidanschluss). Eine derartige Mehrzahl von „mechanischen Fluidanschlüssen“ kann mittels eines Sammelrohrs oder ähnlichem miteinander verbunden werden. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Fluidarbeitsmaschine mehrere interne Fluidkreisläufe aufweist, die voneinander getrennt sind, beispielsweise um unterschiedliche Druckniveaus o. ä. zu erzeugen. Erneut wird aus Gründen der Vollständigkeit darauf hingewiesen, dass der erste Fluidanschluss und der zweite Fluidanschluss zu gewissen Zeiten das gleiche Druckniveau aufweisen können. Der offensichtlichste Fall hierfür liegt dann vor, wenn die Maschine ausgeschaltet ist (wenn beispielsweise ein Gabelstapler über Nacht geparkt wird). Mithilfe der Rückführungsschleife können der erste Fluidanschluss und der zweite Fluidanschluss wahlweise „sozusagen kurzgeschlossen“ werden. Dank dieser Eigenschaft, kann auf der Niederdruckseite eine Kavitation effektiv vermieden werden. Ansonsten könnte eine solche Kavitation insbesondere dann speziell am Fluideingangsanschluss auftreten, wenn die Fluidarbeitsmaschine in einer Pump-Betriebsart betrieben wird (was der Fall ist, wenn das Fahrzeug in einer Freilauf-Betriebsart oder in einer Brems-Betriebsart betrieben wird). Selbstverständlich sollte dieser „sozusagen Kurzschluss“ nicht immer gegeben sein, da es ansonsten zu erheblichen Verlusten von unter Druck stehendem Hydraulikfluid kommen würde, wenn die Fluidarbeitsmaschine während des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs in einer Motor-Betriebsart betrieben wird. Dann würde es zu einem erheblichen Energieverlust kommen, oder das Fahrzeug würde gegebenenfalls überhaupt nicht mehr fahrbereit sein. Weiterhin kann eine Rückführung von Fluid auch bei anderen Betriebsarten der Fluidströmungsanordnung von Nachteil sein, einschließlich bestimmter Bremsbetriebsarten. Ein besonders hervorstehendes Beispiel hierfür ist der „dosierende Betriebsmodus“, der im Folgenden näher beschrieben werden wird. Dieses gezielte Umschalten der Rückführungsschleife kann mittels der vorliegend vorgeschlagenen steuerbaren Fluidleitungseinrichtung realisiert werden. Diese steuerbare Fluidleitungseinrichtung kann aus einer großen Bandbreite von Vorrichtungen ausgewählt werden. Insbesondere sind sowohl aktive, als auch passive steuerbare Fluidleitungseinrichtungen möglich. Bei einer aktiven steuerbaren Fluidleitungseinrichtung könnte es sich um ein Magnetventil handeln, wobei das Magnetventil beispielsweise durch eine elektrische (elektronische) Steuerung („controller“) angesteuert wird. Es ist jedoch ebenso möglich, dass es sich bei der steuerbaren Fluidleitungseinrichtung um eine passive Bauform handelt, sodass kein „aktives Ansteuerungssignal“ erzeugt werden muss. Eine mögliche Bauform für eine derartige passive steuerbare Fluidleitungseinrichtung ist ein Rückschlagventil o. ä. Ebenso kann eine Kombination aus einer aktiven und einer passiven steuerbaren Fluidleitungseinrichtung verwendet werden. Dies kann durch eine Kombination zweier Ventile realisiert werden, wie einem steuerbaren Magnetventil und einem passiven Rückschlagventil, die in Serie zueinander geschaltet werden. Ebenso können passive steuerbare Fluidleitungseinrichtungen verwendet werden, die zusätzlich eine Art von aktiver Übersteuerungsmöglichkeit aufweisen. Lediglich aus Gründen der Vollständigkeit sollte darauf hingewiesen werden, dass eine mögliche Ausführungsform dahingehend besteht, dass zwei gerichtete Rückschlagventile verwendet werden, wobei zusätzlich und/oder alternativ eine einzelne steuerbare Fluidleitungseinrichtung von einem An-Aus-Typ in der Rückführungsschleife vorhanden ist. Es ist leicht einzusehen, dass die steuerbare Fluidleitungseinrichtung derart ausgebildet, eingerichtet und/oder angetrieben werden sollte, dass die Rückführungsschleife in Zeitintervallen, in denen die Fluidarbeitsmaschine in einer Motor-Betriebsart betrieben wird (oder auch in einer Pumpbetriebsart während besonderer Betriebsarten wie beispielsweise der „dosierenden Betriebsart“), nicht geschlossen ist (d. h., dass ein Fluiddurchfluss durch die Rückführungsschleife nicht möglich ist), wohingegen die Rückführungsschleife in Zeitintervallen, in denen die Fluidarbeitsmaschine in einer Pump-Betriebsart betrieben wird (beispielsweise während einer Freilaufbetriebsart und/oder beim Bremsen eines Fahrzeugs; insbesondere dann, wenn eine „ein Durchgehen verhindernde Betriebsart“) verwendet wird, wie sie im Folgenden beschrieben wird) in der Regel „sozusagen kurzgeschlossen“ sein sollte. Mit dem Begriff „sozusagen kurzgeschlossen“ ist typischerweise eine geschlossene Fluidschleife gemeint, wobei das „sozusagen“ für eine mögliche Fluidströmungsbehinderungseinrichtung steht, wobei die Behinderung der Fluidströmung auch vergleichsweise groß sein kann. Die Behinderung sollte jedoch ausreichend klein sein, sodass bei der Fluidarbeitsmaschine Kavitationseffekte vermieden werden können. Ein „sozusagen kurzgeschlossen“ im Bereich eines „niedrigen Fluidströmungswiderstands“ (d. h., dass die Rückführungsschleife im Wesentlichen fluidisch kurzgeschlossen ist) führt typischerweise zu einer geringen Bremsleistung (falls überhaupt). Eine derartige Betriebsart kann dennoch vorteilhaft sein, um beispielsweise einen Freilaufbetrieb für ein Fahrzeug zu ermöglichen. Falls das „sozusagen kurzgeschlossen“ im Bereich eines „hohen Fluidströmungswiderstands“ liegt, kann eine „echte Bremsbetriebsart“ für ein Fahrzeug realisiert werden. Dies rührt daher, dass der Druckabfall an der Fluidströmungsbehinderungseinrichtung (dort, wo die mechanische Energie, die in Form des Druckniveaus des Fluids gespeichert ist, in thermische Energie umgewandelt wird) als verschleißfreie Bremse für die Fluidarbeitsmaschine dient. Die Fluidströmungsverbindungseinrichtung ist als verstellbare Fluiddrosseleinrichtung ausgeführt. Die Verstellbarkeit der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung kann aus einem weiten Bereich gewählt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung lediglich zwischen (im Wesentlichen) zwei Betriebsarten umgeschaltet werden kann, nämlich zwischen einer ersten Betriebsart, bei der es im Wesentlichen zu keinem Fluidströmungswiderstand kommt (während eines Freilaufbetriebs oder während eines aktiven Antriebs eines Fahrzeugs), sowie einer zweiten Betriebsart, bei der ein bestimmter Fluidströmungswiderstand vorliegt (beispielsweise um eine „echte Brems-Betriebsart“ für ein Fahrzeug zu realisieren). Es ist jedoch bevorzugt, falls mit der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung eine Mehrzahl an unterschiedlichen Betriebszuständen realisiert werden kann, insbesondere falls ein kontinuierlicher Bereich von unterschiedlichen „Fluidbehinderungsstärken“ realisiert werden kann. Auf diese Weise können unterschiedliche Bremsstärken, vorzugsweise ein kontinuierlicher Bereich von unterschiedlichen Bremsleistungen, realisiert werden. Erneut sollte aus Gründen der Vollständigkeit erwähnt werden, dass eine Betriebsart, bei der die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung im Wesentlichen keinen Fluidströmungswiderstand auf das hindurchströmende Hydraulikfluid ausübt, wichtig ist, da ansonsten ein derartiger Fluidströmungswiderstand auch dann vorhanden wäre, wenn die Fluidarbeitsmaschine in einer Motor-Betriebsart betrieben wird. Ansonsten würde es beispielsweise zu großen Energieverlusten kommen, wenn das Fahrzeug angetrieben wird. Die Steuerbarkeit der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung kann beispielsweise mittels einer Drosseleinrichtung, die eine Durchströmungsöffnung mit veränderlicher Größe aufweist, realisiert werden. Es sind jedoch auch hiervon abweichende Bauformen möglich. Beispielsweise könnte eine Vorrichtung mit einer Röhre, die einen bestimmten Durchmesser aufweist, verwendet werden, bei der die „effektive Länge“ der Röhre (so wie diese vom hindurchströmenden Fluid „gesehen“ wird) durch „Hinzufügen oder Entfernen“ von zusätzlichen Schleifen unter Verwendung schaltbarer Ventile geändert werden. Es sind jedoch auch hiervon abweichende Bauformen möglich.
Es sollte erwähnt werden, dass auch eine Ausführungsform in Betracht gezogen werden kann, bei der keine Rückführungsschleife verwendet wird. Stattdessen können eine oder zwei Fluidrückführungsleitungen verwendet werden, welche einen ersten Fluidanschluss und/oder einen zweiten Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine fluidisch mit einer Niederdruckfluidaufnahmeeinrichtung verbinden, wobei zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung in zumindest einer der Fluidrückführungsleitungen vorgesehen ist. Bei der Fluidaufnahmeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Fluideingangsanschluss einer Fluidpumpvorrichtung oder um ein Fluidreservoir handeln. In dem Fall, in dem ein Fluidreservoir genutzt wird, kann dies gegebenenfalls als „logische Rückführungsschleife“ aufgefasst werden.
Es wird vorgeschlagen, die Fluidströmungsanordnung derart auszubilden, dass die Rückführungsschleife in zueinander entgegengesetzten Richtungen durchströmt werden kann, insbesondere derart, dass die Fluidströmungsanordnung zumindest zwei verstellbare Fluiddrosseleinrichtungen und/oder zumindest zwei steuerbare Fluidleitungseinrichtungen aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Fluidarbeitsmaschine in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu betreiben (wohingegen die Fluidpumpvorrichtung normalerweise nur in einer Richtung betrieben wird; es ist jedoch ebenso denkbar, dass auch die Fluidpumpvorrichtung zumindest zeitweise in alternierenden Richtungen betrieben werden kann). Bei Verwendung dieser Bauform ist es möglich, dass ein Fahrzeug, welches mithilfe der vorliegend vorgeschlagenen Fluidströmungsanordnung angetrieben wird (insbesondere dann, wenn die Räder mechanisch mit der Fluidarbeitsmaschine verbunden sind) in unterschiedlichen Richtungen gefahren werden kann, d. h. in einer Vorwärtsrichtung, sowie in einer Rückwärtsrichtung. Eine derartige Bauform führt somit zu einer erhöhten Funktionalität der betreffenden Maschine. Mit der vorliegend vorgeschlagenen Bauform unter Verwendung von zumindest zwei verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen und/oder von zumindest zwei steuerbaren Fluidleitungseinrichtungen kann eine Fluidflussdurchströmung in zueinander entgegengesetzten Richtungen innerhalb der Rückführungsschleife besonders effektiv realisiert werden. Insbesondere kann eine Freilauf-Funktionalität und/oder eine Brems-Betriebsart in beiden Fahrtrichtungen des betreffenden Fahrzeugs einfach realisiert werden, wenn eine derartige Bauform genutzt wird. Zusätzlich und/oder alternativ ist jedoch auch eine Bauausführung der Fluidströmungsanordnung möglich, bei der die Rückführungsschleife im Wesentlichen in lediglich einer Richtung durchströmt werden kann. Insbesondere weist die Fluidströmungsanordnung bei dieser Bauausführung eine einzelne verstellbare Fluiddrosseleinrichtung und/oder eine einzelne steuerbare Fluidleitungseinrichtung in der Rückführungsschleife auf. Mit dieser Vorgehensweise kann die Anzahl an Hydraulikkomponenten verringert werden, was zu einem kostengünstigeren, weniger voluminösen und/oder leichteren Aufbau führen kann. Falls eine Operabilität in zwei Richtungen erforderlich ist, kann diese mittels alternativer Mittel realisiert werden, wie beispielsweise mit einem mechanischen Getriebe, einem zusätzlichen Motor für Rückwärtsfahrten, oder ähnlichem. Ein derartiger Aufbau kann nach wie vor vorteilhaft sein, insbesondere in Fällen, in denen Fahrten in Rückwärtsrichtung nur vergleichsweise selten vorkommen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidströmungsanordnung kann realisiert werden, wenn die verstellbare Fluidpumpvorrichtung und die Fluidarbeitsmaschine mittels zumindest einer Fluidschalteinrichtung miteinander verbunden sind, insbesondere derart, dass die Ausgabe wahlweise mit zumindest einem der zumindest zwei unterschiedlichen Fluidanschlüsse der Fluidarbeitsmaschine verbunden werden kann, insbesondere mit einem der ersten und/oder zweiten Fluidanschlüsse der Fluidarbeitsmaschine. Bei Verwendung dieses Ausführungsbeispiels ist es besonders einfach möglich, einen Betrieb der Fluidarbeitsmaschine in zwei unterschiedlichen Richtungen zu realisieren. Wird dies in Verbindung mit einem Antrieb für ein Fahrzeug verwendet, kann eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs einfach erzielt werden. Bei Verwendung der vorliegend vorgeschlagenen Bauausführung ist es darüber hinaus besonders einfach, die von der Fluidpumpvorrichtung erzeugte Fluidströmung und die von der Fluidarbeitsmaschine zurückkehrende Strömung voneinander zu trennen, wenn die Fluidströmungsanordnung in einer Antriebs-Betriebsart betrieben wird.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Fluidströmungsanordnung derart auszubilden, dass die Fluidströmungsanordnung ein offener Hydraulikfluidkreislauf ist. Insbesondere wird vorgeschlagen, die Fluidströmungsanordnung zu Antriebszwecken zu verwenden, insbesondere zum Antrieb eines Landfahrzeugs. Bei Verwendung der vorliegend vorgeschlagenen Bauausführung kann die vorliegend vorgeschlagene Fluidströmungsanordnung die ihr innewohnenden Vorteile und Eigenschaften besonders gut zeigen.
Eine weitere bevorzugte Bauausführung der Fluidströmungsanordnung kann erzielt werden, wenn zumindest eine der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen als Druckbegrenzungsventil mit einem vorzugsweise verstellbaren Schaltwert ausgeführt ist. Wie bereits vorab erwähnt, kann die Verstellbarkeit des Schaltwerts derart ausgeführt sein, dass zwei, drei, vier oder auch mehr, d. h. eine Vielzahl von unterschiedlichen diskreten Zuständen realisiert werden kann. Es ist jedoch ebenfalls möglich (und normalerweise auch bevorzugt), wenn der Schaltwert kontinuierlich verstellt werden kann (innerhalb eines gewissen Intervalls). Typischerweise erfolgt die Verstellbarkeit des Schaltwerts (die Steuerung der Fluiddrosseleinrichtung im Allgemeinen) in automatisierter Weise. Wie das Eingangssignal eingebracht wird, ist üblicherweise ohne Relevanz. Beispielsweise könnte das Verstell-Signal mittels mechanischer Mittel, mittels elektrischer Mittel und/oder mittels fluidischer Mittel (Pneumatik, Hydraulik) eingebracht werden. Üblicherweise wird ein elektrisches Steuersignal bevorzugt, da ein solches Signal auf einfache Weise mittels einer elektrischen Steuereinrichtung (insbesondere mittels einer elektronischen Steuereinrichtung) erzeugt werden kann. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es selbstverständlich auch möglich ist, zwei oder sogar mehr Steuersignale anzulegen, wobei jedes einzelne Steuersignal einen gewissen Einfluss auf die Stellung der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung/den anpassbaren Schaltwert hat. Durch ein Zusammenwirken der einzelnen Steuersignale ergibt sich die „endgültige Stellung“/der „endgültige Schaltwert“.
Eine nochmals bevorzugte Bauform kann realisiert werden, wenn die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung eine elektrisch verstellbare Einrichtung ist und/oder wenn die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung von einer elektronischen Steuereinrichtung gesteuert wird, insbesondere von einer programmierbaren elektronischen Steuereinrichtung. Wie bereits vorab erwähnt, kann es sich bei dem erzeugten Steuersignal um ein einzelnes Steuersignal handeln. Es kann jedoch auch eine Mehrzahl von Steuersignalen auf die Fluiddrosseleinrichtung einwirken. Wenn die Fluiddrosseleinrichtung eine elektrisch verstellbare Fluiddrosseleinrichtung ist, ist es typischerweise besonders einfach, eine schnelle und präzise Ansteuerung der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung zu erzielen, was zu einem typischerweise guten Steuerverhalten der Fluidströmungsanordnung führt. Weiterhin ist es typischerweise besonders einfach, ein elektrisches Steuersignal zu erzeugen. Wie vorgeschlagen, kann die Steuerung (teilweise) von einer elektronischen Steuereinrichtung durchgeführt werden, insbesondere von einer programmierbaren elektronischen Steuereinrichtung. Eine bevorzugte Bauform hierfür ist ein elektronischer Mikrocontroller. Insbesondere ist eine Steuereinrichtung, die als Einplatineneinrichtung ausgeführt ist, bevorzugt. Derartige Einrichtungen sind einfach und kostengünstig im Stand der Technik erhältlich. Nur um ein Beispiel zu nennen: ein Raspberry Pi ® oder ein Arduino ® Controller sind zwischenzeitlich für wenig Geld erhältlich, wobei diese zwischenzeitlich eine beachtliche Rechenleistung aufweisen. Die elektrische Ansteuerung einer elektrisch verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung kann mit einer elektrischen Spule realisiert werden, die eine Magnetkraft auf eine Art Steuerkolben o. ä. ausübt. Es ist ebenfalls möglich, einen Schrittmotor oder einen Elektromotor (einschließlich rotierender Motoren sowie Linearmotoren) zu verwenden, um eine Bewegung einer entsprechenden Einrichtung zu erzeugen. Insbesondere könnte in einer verstellbaren Fluiddrosseleinrichtung die Größe einer Durchgangsöffnung verändert werden.
Eine weitere bevorzugte Fluidströmungsanordnung kann realisiert werden, wenn zumindest eine der steuerbaren Fluidleitungseinrichtungen ein vorzugsweise steuerbares gerichtetes Ventil ist, insbesondere ein vorzugsweise steuerbares Rückschlagventil und/oder wenn zumindest eine der steuerbaren Fluidleitungseinrichtungen ein Verhalten mit einem definierten Druckverlust an der Fluidleitungseinrichtung zeigt, welches von der Fluidströmungsrate durch die Fluidleitungseinrichtung abhängt. Bei Verwendung einer derartigen Bauart kann eine zuverlässige und kostengünstige Fluidströmungsanordnung realisiert werden. Wenn der Zusammenhang zwischen dem Druckverlust und der Fluiddurchströmungsrate durch die Einrichtung bekannt ist, ist es möglich, mittels Druckmessungen die Fluidströmungsrate zu messen (oder zumindest mit ausreichender Genauigkeit abzuschätzen). Diese kann wiederum zur Messung (oder zumindest zu einer ausreichend genauen Abschätzung) der Geschwindigkeit der angetriebenen Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Information kann auch an unterschiedliche Einrichtungen ausgegeben werden. Darüber hinaus kann diese Information auch „intern“ verwendet werden, um den genauen Betriebszustand der Vorrichtung (beispielsweise des Fahrzeugs) zu bestimmen, sodass eine genauere und verfeinerte Steuerung der Gesamtvorrichtung realisiert werden kann. Hierfür benötigte Drucksensoren sind vergleichsweise kostengünstig, erfordern einen geringen Bauraum und sind vergleichsweise zuverlässig, insbesondere auch im Hinblick auf schlecht werdendes Hydrauliköl aufgrund von Alterungseffekten. Da weiterhin die steuerbare Fluidleitungseinrichtung ohnehin erforderlich ist und es im Wesentlichen unmöglich ist, bei dieser einen Druckverlust zu verhindern, kann der Druckverlust für einen sinnvollen Zweck verwendet werden. Insbesondere müssen bei der Fluidströmungsanordnung keine zusätzlichen Fluidflusswiderstände vorgesehen werden, was zu einer höheren Energieeffizienz und allgemein zu einer besseren Performanz der Fluidströmungsanordnung führt. Wenn ein „vorzugsweise steuerbares Richtungsventil“ und/oder ein „vorzugsweise steuerbares Rückschlagventil“ hervorgehoben wird, so kann dies als eine Art von gerichtetem Ventil/Rückschlagventil, welches eine steuerbare Übersteuerungsfunktionalität aufweist, aufgefasst werden, d. h., dass es unabhängig von der Richtung des Druckabfall am Ventil mittels eines Steuersignals geschlossen werden kann. Dies kann dadurch realisiert werden, dass das gerichtete Ventil/Rückschlagventil als solches beeinflusst wird, oder dass eine zusätzliche Komponente hinzugefügt wird, insbesondere ein steuerbares Ventil in Serie hinzugefügt wird, welches eine steuerbare An-Aus-Funktionalität aufweist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel kann erzielt werden, wenn die Fluidströmungsanordnung zumindest eine Druckmesseinrichtung aufweist, insbesondere eine Mehrzahl an Druckmesseinrichtungen, die vorzugsweise im Bereich der Rückströmungsschleife angeordnet sind, insbesondere zwischen einem Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine und zumindest einem der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen und/oder zwischen zumindest zwei der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen und/oder an der Fluidausgangsleitung einer vorzugsweise verstellbaren Fluidpumpvorrichtung. Bei Verwendung derartiger Druckmesseinrichtungen ist es möglich, eine ausreichende Menge an Informationen zu gewinnen, um das Verhalten der Fluidströmungsanordnung mit ausreichender Genauigkeit zu steuern. Insbesondere kann bei Verwendung von Druckmesseinrichtungen eine größere Menge an Informationen über die Menge an Fluid, das von der Fluidarbeitsmaschine in einem Freilauf-Betriebsmodus oder während eines Brems-Betriebsmodus gepumpt wird, gewonnen werden. Wie bereits erwähnt, kann diese Information zur Bestimmung der Geschwindigkeit der jeweiligen Einrichtung genutzt werden, beispielsweise zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei Verwendung dieser zusätzlichen Eingangsdaten kann der Betrieb der Fluidströmungsanordnung, insbesondere das Bremsverhalten der Fluidströmungsanordnung, präziser gesteuert werden. Damit ist es sogar möglich, das Verhalten einer üblichen mechanischen Bremse oder das Bremsverhalten eines zweckbestimmten geschlossenen Hydraulikfluidkreislaufs zu simulieren. Wenn davon die Rede ist, die Druckmesseinrichtungen (eine der Druckmesseinrichtungen) an der Fluidausgangsleitung einer vorzugsweise verstellbaren Fluidpumpvorrichtung anzuordnen, sollte dies zuvörderst in einem logischen Sinn verstanden werden. Dementsprechend ist selbstverständlich auch eine Platzierung der Druckmesseinrichtung in der Nähe von und/oder benachbart zur Fluidarbeitsmaschine möglich (und recht häufig sogar von Vorteil, da aufgrund der Position in der Nähe der Fluidarbeitsmaschine der gemessene Druck typischerweise das Druckniveau in der Nähe der Fluidarbeitsmaschine besser beschreibt). Es kann jedoch manchmal auch vorteilhaft sein, die Druckmesseinrichtung (oder gegebenenfalls auch eine zusätzliche Druckmesseinrichtung) benachbart zum Fluidausgangsanschluss der vorzugsweise verstellbaren Fluidpumpvorrichtung anzuordnen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung, insbesondere zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung von der vorab beschriebenen Bauweise, so auszubilden, dass die Fluidströmungsanordnung zumindest eine Fluidarbeitsmaschine, zumindest eine einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine fluidisch verbindende Rückführungsschleife und zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung aufweist, die derart in der Rückführungsschleife angeordnet ist, dass die elektronische Steuereinrichtung ein Steuersignal für zumindest eine der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen erzeugt, derart, dass für die Fluidarbeitsmaschine eine definierte Verzögerungskraft erzeugt wird. Die elektronische Steuereinrichtung kann insbesondere ein Mikroprozessor und/oder eine Einplatinensteuerung sein. Wie bereits erwähnt, können für diesen Zweck ein Arduino ® Controller oder ein Raspberry Pi ® verwendet werden. Mithilfe einer derartigen elektronischen Steuereinrichtung ist es möglich, für ein Fahrzeug, das einen Hydraulikkreislauf, insbesondere auch einen offenen Hydraulikfluidkreislauf aufweist, das Verhalten einer üblichen mechanischen Bremse nachzuahmen. Insbesondere kann mithilfe der elektronischen Steuereinrichtung eine Mehrzahl unterschiedlicher Betriebsarten auf einfache Weise implementiert werden. Bei der elektronischen Steuereinrichtung kann es sich um eine zweckbestimmte elektronische Steuereinrichtung, die mehr oder weniger ausschließlich dem Betrieb der Fluidströmungsanordnung dient, handeln. Ebenso kann es sich bei der elektronischen Steuereinrichtung aber auch um eine Einrichtung handeln, die mehrere Funktionalitäten der Maschine, für die die Fluidströmungsanordnung verwendet wird, implementiert. In einem solchen Fall ist eine ausreichende Menge an Rechenleistung zur Verfügung zu stellen, um die für den Betrieb der Fluidströmungsanordnung erforderlichen Berechnungen durchführen zu können.
Zusätzlich oder alternativ wird eine Bauausführung der elektronischen Steuereinrichtung zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung vorgeschlagen, bei der die Fluidströmungsanordnung zumindest eine Fluidarbeitsmaschine, zumindest eine Fluidrückführungsleitung, welche einen ersten Fluidanschluss und/oder einen zweiten Fluidanschluss einer Fluidarbeitsmaschine fluidisch mit einer Niederdruckfluidaufnahmeeinrichtung verbindet, sowie zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung aufweist, die derart in der zumindest einen Fluidrückführungsleitung angeordnet ist, dass die elektronische Steuereinrichtung ein Steuersignal für die zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung derart erzeugt, dass eine definierte Verzögerungskraft für die Fluidarbeitsmaschine generiert wird. Auf diese Weise können die vorab beschriebenen Vorteile und Eigenschaften in ähnlicher Weise realisiert werden. Diese Vorteile und Eigenschaften können jedoch nunmehr für einen unterschiedlichen Aufbau der Fluidströmungsanordnung realisiert werden.
Insbesondere ist es möglich, dass die elektronische Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Sensorsignal, dass den aktuellen Zustand der Fluidströmungsanordnung beschreibt, zur Erzeugung des Steuersignals verwendet wird. Insbesondere ist es möglich, dass zur Erzeugung des Steuersignals Druckdaten verwendet werden. Selbstverständlich können zur Erzeugung des Steuersignals zusätzlich und/oder alternativ weitere Sensorsignale verwendet werden. Druckdaten können insbesondere von Druckmesseinrichtungen erhalten werden. Die Verwendung solcher Daten (mit denen sogar „indirekt“ eine Fluidströmung bestimmt werden kann) wurde bereits vorab vorgeschlagen. Weiterhin können nicht nur Sensorsignale, die von Sensoren, die mehr oder weniger nur zum Zwecke des Betriebs der Fluidströmungsanordnung vorgesehen werden, benutzt werden, sondern vielmehr können auch Sensorsignale verwendet werden, die von Sensoren stammen, die für einen abweichenden Zweck vorgesehen wurden (beispielsweise zum Betrieb eines Verbrennungsmotors, der die Fluidpumpvorrichtung antreibt). Darüber hinaus können auch anderweitige Daten, die ohnehin vorhanden sind (beispielsweise einige Datenwerte, die von der vorliegenden elektronischen Steuereinrichtung oder von einer anderen, unterschiedlichen Zwecken dienenden Steuervorrichtung stammen), als Eingangssignal verwendet werden.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, eine elektronische Steuereinrichtung derart auszubilden, dass das Steuersignal derart erzeugt wird, dass die Fluidströmungsanordnung in zumindest einer Betriebsart betrieben werden kann, welche der Gruppe entnommen ist, die folgende Betriebsarten umfasst: ein Verfahren, bei dem die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks an einem Fluidausgabeanschluss der Fluidarbeitsmaschine gesteuert wird, während die Fluidarbeitsmaschine nicht von einer Fluidpumpvorrichtung angetrieben wird; ein Verfahren, bei dem die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks an der Ausgangsöffnung der Fluidarbeitsmaschine gesteuert wird, während die Fluidarbeitsmaschine zumindest teilweise von einer Fluidpumpvorrichtung angetrieben wird; und ein Verfahren bei dem die Drehrichtung der Fluidarbeitsmaschine dadurch umgekehrt wird, dass zunächst die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine reduziert wird und anschließend eine Fluidschalteinrichtung derart angesteuert wird, dass der Ausgang der Fluidpumpvorrichtung selektiv mit einem unterschiedlichen Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine verbunden wird. In diesem Zusammenhang kann die Verwendung des Begriffs „wird gesteuert“ im Sinne von „wird im Wesentlichen gesteuert“ verstanden werden, also dahingehend, dass die beherrschende Steuerungscharakteristik von dem jeweiligen vorgeschlagenen Steuerungsschema herrührt. Andere Einflüsse können jedoch nach wie vor vorhanden sein, obgleich diese typischerweise einen weniger ausgeprägten oder sogar vernachlässigbaren Effekt haben. Bei Verwendung eines derartigen Ausführungsbeispiels (oder einer Kombination aus solchen) kann eine besonders vielseitige Vorrichtung realisiert werden. Insbesondere kann ein Freilauf-Betrieb und ein Brems-Betrieb realisiert werden, der unterschiedliche mögliche vorteilhafte Ausführungsformen zeigt. Wenn beispielsweise die Fluidarbeitsmaschine nicht von einer Fluidpumpvorrichtung angetrieben wird und die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks am Ausgangsanschluss gesteuert wird (d. h. in einem Fall, in dem typischerweise die Steuerung der Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine durch Einstellung eines geeigneten Druckniveaus am Fluidausgangsanschluss der Fluidarbeitsmaschine erfolgt, welches wiederum üblicherweise durch Einstellen einer geeigneten Druckdifferenz an einer hinter dem Fluidausgangsanschluss der Fluidarbeitsmaschine angeordneten Fluiddrosseleinrichtung erfolgt), kann ein besonders energieeffizientes, verschleißfreies Bremssystem realisiert werden (während des Betriebs der Anordnung ist keine mechanische Arbeit erforderlich). Wenn dagegen die Fluidarbeitsmaschine durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks am Ausgabeanschluss gesteuert wird, während die Fluidarbeitsmaschine angetrieben wird, ist es möglich, die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine durch die Geschwindigkeit der Fluidpumpvorrichtung, und dadurch über die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors, zu bestimmen, um ein Beispiel zu geben). Dies kann vorteilhaft sein, wenn nur ein kurzer Bremsimpuls benötigt wird, um eine schnelle Verzögerung und Beschleunigung der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu vermeiden, was für den Bediener der Vorrichtung lästig sein kann. Weiterhin kann es für den Bediener wünschenswert sein, über die Drehzahl des Verbrennungsmotors ein „akustisches Feedback“ der Fahrgeschwindigkeit zu haben. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass, obgleich die Fluidpumpvorrichtung in einem gewissen Ausmaß aktiv pumpt, dennoch nur eine geringe mechanische Leistungszufuhr zum Antrieb der Fluidpumpvorrichtung erforderlich ist. Dies rührt daher, dass die Fluidpumpvorrichtung nicht gegen einen hohen Druck anpumpen muss; im Ergebnis reduziert sich die erforderliche mechanische Leistungsaufnahme auf eine aufgrund der erhöhten Drehgeschwindigkeit erhöhte mechanische Reibung zwischen den Komponenten der Fluidpumpvorrichtung. Dieses Ausmaß an erhöhter mechanischer Leistungsaufnahme ist typischerweise akzeptabel.
Bei Verwendung eines Verfahrens, bei dem die Drehrichtung der Fluidarbeitsmaschine dadurch umgekehrt wird, dass zunächst die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine verlangsamt wird und anschließend eine Fluidschalteinrichtung derart angesteuert wird, dass die Ausgabe einer Fluidpumpvorrichtung selektiv mit einem unterschiedlichen Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine verbunden wird, kann bei dem Fahrzeug (um ein Beispiel zu nennen) ein Verhalten erzielt werden, dass sehr komfortabel ist (und beispielsweise im Fall eines Gabelstaplers, bei dem Waren von der Gabel herabfallen könnten, falls es zu einer schnellen Beschleunigung/Verzögerung des Gabelstaplers kommt, auch sicher ist). Insbesondere kann ein sehr starkes Bremsverhalten vermieden werden, wenn der Rückwärtsgang eingelegt wird, während sich das Fahrzeug noch nach vorne bewegt. Würde die Fluidschalteinrichtung derart betrieben werden, dass die Ausgabe der Fluidpumpvorrichtung mit dem jeweils anderen Fluidanschluss verbunden wird, während sich das Fahrzeug noch bewegt, würde dies im Wesentlichen unvermeidbar zu dem Effekt führen, dass eine sehr starke Bremskraft ausgeübt wird, bis das Fahrzeug zu einem vollständigen Halt kommt. Es ist leicht verständlich, dass ein derartiges Verhalten nicht unbedingt dem entspricht, was man sich wünscht.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, eine Fluidströmungsanordnung, insbesondere eine Fluidströmungsanordnung gemäß der vorherigen Beschreibung derart auszubilden, dass sie eine elektronische Steuereinrichtung gemäß der voranstehenden Beschreibung aufweist.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel kann erzielt werden, wenn die Fluidströmungsanordnung als Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, insbesondere für ein Landfahrzeug. In einem solchen Fall kann die Fluidströmungsanordnung die ihr innewohnenden Vorteile und Eigenschaften besonders deutlich zeigen.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:

1: den schematischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines Hydraulikantriebskreislaufs, welcher einen offenen Hydraulikfluidkreislauf verwendet;
2: das erste Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs in einem Antriebsmodus;
3: das erste Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs in einem ein Durchgehen verhindernden Betriebsmodus, bei dem die Drehzahl des Antriebsmotors von der Drehzahl der Fluidarbeitsmaschine unabhängig ist;
4: ein mögliches Steuerschema zur Implementierung eines ein Durchgehen verhindernden Betriebsmodus;
5: das erste Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs in einem dosierenden Betriebszustand, bei dem eine Bremswirkung erzielt wird, wobei die Drehzahl der Fluidarbeitsmaschine von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängt;
6: ein mögliches Steuerschema zur Implementierung eines dosierenden Betriebszustands;
7: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs in einem agressiv-invertierenden Modus, den es zu vermeiden gilt;
8: die schematische Steuerschaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Hydraulikantriebskreislaufs.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Hydraulikantriebskreislauf 1, der zum Antreiben eines Fahrzeugs (insbesondere eines Fahrzeugs, das ohnehin ein Hydrauliksystem verwendet, wie beispielsweise ein Gabelstapler, ein Schaufellader, ein Bagger o. ä.) genutzt werden kann, in Form eines Fluidströmungsschemas dargestellt. Der vorliegend gezeigte Hydraulikantriebskreislauf 1 ist derart aufgebaut, dass das Fahrzeug in zwei unterschiedlichen (einander entgegengesetzten) Richtungen bewegt werden kann, d. h. in einer Vorwärts- und in einer Rückwärtsrichtung. Da das Schaltschema symmetrisch aufgebaut ist, ist die Antriebscharakteristik (Maximalgeschwindigkeit, Drehmoment usw.) in beiden Richtungen im Wesentlichen gleich. Für Maschinen wie Bagger oder Gabelstapler ist dies tatsächlich ein vorteilhaftes Verhalten. Weiterhin kann man sehen, dass der Hydraulikantriebskreislauf 1 vom offenen Hydraulikfluidflusskreislauftyp ist.
In „der Realität“ könnte die Ausgabe der Haupthydraulikpumpe 2 auch für unterschiedliche Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise für Hydraulikzylinder zum Heben der Gabel eines Gabelstaplers, zur Bewegung der Schaufel eines Schaufelladers und dergleichen. Natürlich ist es ebenso möglich, dass für derartige „andere Hydraulikdienste“ eine zweckbestimmte Pumpe verwendet wird (oder gegebenenfalls eine Haupthydraulikpumpe 2 verwendet wird, die mehrere unterschiedliche Dienste aufweist, wobei die unterschiedlichen Dienste für unterschiedliche hydraulische Teilkreisläufe verwendet werden).
Die Haupthydraulikpumpe 2 wird durch einen Antriebsmotor angetrieben, der vorliegend als Verbrennungsmotor 3 (beispielsweise als Dieselmotor oder als Erdgasmotor) ausgebildet ist. Das vom Verbrennungsmotor 3 erzeugte Drehmoment wird über eine Antriebswelle 4 an die Haupthydraulikpumpe 2 übertragen.
Wie ebenfalls ersichtlich ist, ist eine Zusatzhydraulikpumpe 5 vorgesehen. Die Zusatzhydraulikpumpe 5 pumpt Hydraulikfluid aus einem Ölreservoir 6 (welches typischerweise unter Umgebungsdruck steht) in die Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1. Weiterhin kann die Zusatzhydraulikpumpe 5 zusätzlich als Fluidquelle für andere Aufgaben/Dienste (vorliegend nicht dargestellt) dienen. Insbesondere können Drosselventile verwendet werden, um unterschiedliche Druckniveaus für derartige zusätzliche Aufgaben/Dienste und/oder für den erhöhten Druck auf der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 zur Verfügung zu stellen, insbesondere in dem Fall, in dem eine einzelne Zusatzhydraulikpumpe 5 verwendet wird.
Sowohl die Haupthydraulikpumpe 2, als auch die Zusatzhydraulikpumpe 5 (oder gegebenenfalls weitere Zusatzhydraulikpumpen, die vorliegend nicht dargestellt sind) saugen aus dem Fluidreservoir 6 Hydrauliköl an.
Mittels der Zusatzhydraulikpumpe 5 wird ein Minimaldruck garantiert, sodass die betreffenden Fluidleitungen 26 nicht trocken laufen können. Andererseits kann mittels eines bei niedrigem Druck ansprechenden Druckbegrenzungsventils 9 („pressure relief valve“), das als (leicht) vorgespanntes Rückschlagventil (wie sie im Stand der Technik bekannt sind) ausgebildet sein kann (wobei die Vorspannung mittels einer Schraubenfeder oder ähnlichem erzeugt werden kann), der Druck in der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 auf einen vergleichsweise niedrigen Druck begrenzt werden.
Bei „realistischen Bauformen“, wird der gleiche Verbrennungsmotor 3 sowohl für die Haupthydraulikpumpe 2, als auch für die Zusatzhydraulikpumpe 5 verwendet (typischerweise sind beide Hydraulikpumpen 2, 5 mit der Hauptantriebswelle 4 verbunden). Obgleich es möglich ist, dass zwei separate Hydraulikpumpen 2, 5 verwendet werden, können die Hydraulikpumpen 2, 5 auch von einer Bauform sein, die „durch Verwendung unterschiedlicher Dienste voneinander getrennt sind“, d. h., dass sie als mehrere voneinander unabhängige Dienste in einem gemeinsamen Pumpengehäuse ausgebildet sind.
Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zusatzhydraulikpumpe 5 vom Typ mit nicht-verstellbarer Verdrängung („fixed displacement pump type“; wobei die Pumprate der Zusatzhydraulikpumpe 5 vergleichsweise niedrig ist; der Druck, den die Zusatzhydraulikpumpe 5 erreichen muss ist ebenfalls vergleichsweise niedrig, da lediglich ein Druckniveau erzielt oder (geringfügig) überschritten werden muss, das typisch für die Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 ist).
Die Haupthydraulikpumpe 2 ist vom verstellbaren Typ, beispielsweise von einem Hydraulikpumpentyp mit verstellbarer Verdrängung („variable displacement hydraulic pump type“; beispielsweise eine Taumelscheibenpumpe). Eine weitere (typischerweise bevorzugte) Ausführung der verstellbaren Haupthydraulikpumpe 2, welches beim vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist die sogenannte Digital Displacement Pump ® (DDP), die im Stand der Technik auch als synthetisch kommutierte Hydraulikpumpe („synthetically commutated hydraulic pump“) bekannt ist.
Das druckbeaufschlagte Fluid, das von der Haupthydraulikpumpe 2 unter Druck gesetzt wird, wird der Hochdruckseite 7 des hydraulischen Antriebskreislaufs 1 zugeführt. Durch geeignetes Schalten der schaltbaren Fluidventile 10, 11 (beide sind von einem Ein-Aus-Typ), kann das druckbeaufschlagte Fluid entweder dem Anschluss „A“ (über Fluidventil 10) oder dem Fluidanschluss „B“ (über Fluidventil 11) der Fluidarbeitsmaschine 12 zugeführt werden. Die Fluidarbeitsmaschine 12 ist eine kombinierte Fluidmotor-Fluidpumpen-Maschine. Sie kann von einem rein mechanischen Typ sein, oder sie kann mittels geeigneter Steuersignale gesteuert werden und/oder sie kann über elektrische Signalleitungen 14 Sensorsignale an eine elektronische Steuerung 13 senden. Die elektronische Steuerung 13 ist nicht nur über elektrische Signalleitungen 14 mit der Fluidarbeitsmaschine 12 verbunden, sondern es sind vielmehr auch weitere Komponenten des hydraulischen Antriebskreislaufs 1 über elektrische Signalleitungen 14 mit der elektronischen Steuerung 13 verbunden, um Steuersignale zu erhalten und/oder um Sensorsignale (oder andere Feedbacksignale) an die elektronische Steuerung 13 zu übermitteln. Insbesondere sind der bereits erwähnte Verbrennungsmotor 3, die Haupthydraulikpumpe 2, die Fluidventile 10, 11 und die Fluidarbeitsmaschine 12 mit der elektronischen Steuerung 13 verbunden.
Wie man dem Schema ebenfalls entnehmen kann, sind Drucksensoren 16, 17 mit geeigneten Fluidleitungen 26 fluidisch verbunden, um den Druck in den betreffenden Teilen des Hydraulikantriebskreislaufs 1 zu überwachen. Die Druckwerte, die von den betreffenden Drucksensoren 16, 17 gemessen werden, werden der elektronischen Steuerung 13 zugeführt. Im Detail ist der Drucksensor 16 hinter dem Fluidventil 10 benachbart zum Anschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 angeordnet, während der Drucksensor 17 nach dem Fluidventil 11 in der Nähe des Anschlusses „B“ der Fluidarbeitsmaschine 12 angeordnet ist.
Der Mittelteil 18 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 (dort, wo die Fluidarbeitsmaschine 12 angeordnet ist) ist mittels einer Ventilkombination 19, 20, die entweder auf der Seite „A“ (rechte Seite) oder der Seite „B“ (linke Seite) des Hydraulikantriebskreislaufs 1 angeordnet ist, mit der Niederdruckseite 8 verbunden. Konkret weist die Ventilkombination 19 auf der rechten Seite ein justierbares Druckbegrenzungsventil 21 auf, welches eine Fluidströmung vom Mittelteil 18 in Richtung Niederdruckteil 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 erlaubt, sofern eine entsprechende Druckdifferenz vorhanden ist. Der Öffnungsdruck des anpassbaren Druckbegrenzungsventils 21 kann über eine entsprechende elektrische Signalleitung 14 durch Anlegen eines entsprechenden Verstellsignals von der elektronischen Steuerung 13 angepasst werden. Dementsprechend kann die Druckdifferenz zwischen dem Drucksensor 16 (Hydraulikdruck im Mittelteil 18, benachbart zum Anschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12) und dem Drucksensor 25 (Hydraulikdruck im Niederdruckteil 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1) auf einen bestimmten Wert eingestellt werden (natürlich typischerweise nur dann, wenn der Druck beim Drucksensor 16 höher als der Druck beim Drucksensor 25 ist).
Falls sich die Druckdifferenz umkehrt (also der Druck beim Drucksensor 25 höher als der Druck beim Drucksensor 16 ist) öffnet sich ein Rückschlagventil 23 und eine Fluidströmung vom Niederdruckteil 8 in Richtung des Mittelteils 18 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 wird ermöglicht.
Die Ventilkombination 20 der Anordnung auf der „linken Seite“ des Hydraulikantriebskreislaufs 1 (benachbart zum Anschluss „B“ der Fluidarbeitsmaschine 12) ist in ähnlicher Weise wie auf der „rechten Seite“ ausgeführt. Insbesondere weist die Ventilkombination 20 ein anpassbares Druckbegrenzungsventil 22 und ein Rückschlagventil 24 auf, deren Betriebsweise und Funktionalität ähnlich zu der Ventilkombination 19 auf der „rechten Seite“ ist, und eine detaillierte Beschreibung wird aus Gründen der Kürze weggelassen.
Natürlich wird das vom Drucksensor 25 gemessene Druckniveau auf der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 ebenfalls über geeignete elektrische Signalleitungen 14 der elektronischen Steuerung 13 zugeführt.
In 2 ist eine „Standardfahrsituation“ des hydraulischen Antriebskreislaufs 1 dargestellt. Insbesondere wird die Richtung der Fluidströmung durch Pfeile 27 in der Nähe der betreffenden Hydraulikfluidleitungen 26 angezeigt. Im vorliegend dargestellten Beispiel dreht sich die Fluidarbeitsmaschine 12 in eine Richtung (beispielsweise in Vorwärtsrichtung eines Gabelstaplers, sofern der Hydraulikantriebskreislauf 1 für einen derartigen Gabelstapler verwendet wird). Falls die Bewegungsrichtung der Fluidarbeitsmaschine 12 (und somit des Gabelstaplers) umgekehrt werden muss, wird die Fluidströmung umgekehrt, indem die Fluidströmung derart geändert wird, dass im Wesentlichen die linke Seite („B“) und die rechte Seite („A“) des Hydraulikantriebskreislaufs 1 in der Nähe der Fluidarbeitsmaschine 12 getauscht werden.
Im „Standardantriebsmodus“ wird von der Haupthydraulikpumpe 2 Hydraulikfluid aus dem Fluidreservoir 6 eingesaugt, unter Druck gesetzt und in Richtung der Hochdruckseite 7 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 ausgestoßen. Die Fluidventile 10, 11 werden derart geschaltet, dass zwischen der Hochdruckseite 7 und dem Anschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 im Mittelteil 18 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 eine Fluidverbindung ausgebildet wird. Die Fluidverbindung zwischen der Hochdruckseite 7 und der Seite des Mittelteils 18 benachbart zum Fluidanschluss „B“ der Fluidarbeitsmaschine 12 ist jedoch unterbrochen. Somit ist das Fluidventil 10 „eingeschaltet“ (eine Fluiddurchströmung ist möglich), wohingegen das Fluidventil 11 „ausgeschaltet“ ist (es ist keine Fluiddurchströmung durch das Ventil möglich).
Da keine Bremsleistung benötigt wird, ist das anpassbare Druckbegrenzungsventil 22 der Ventilkombination 20 auf der „linken Seite“ (Seite „B“) in einen Modus gestellt, bei dem die Druckdifferenz am Ventil 0 ist (abgesehen von nicht vermeidbaren Resteffekten). Tatsächlich ist das Setzen der Druckdifferenz auf im Wesentlichen 0 aus energetischer Sicht vorteilhaft, da jegliche Druckdifferenz am anpassbaren Überdruckventil 22 zu einer Fluidbehinderung führen würde, die zu einer verringerten Energieeffizienz des Systems führen würde.
Natürlich ist das anpassbare Druckbegrenzungsventil 21 der Ventilkombination 19 auf der „rechten Seite“ (Seite „A“) auf seinen Maximalwert gesetzt, um eine Art von „Kurzschluss“ zu verhindern, mit der Konsequenz, dass jegliche Fluidströmung durch das anpassbare Druckbegrenzungsventil 21 behindert wird (abgesehen von der Möglichkeit eines „Notfalldruckablassens“ aufgrund eines Defekts der Anordnung).
Wie man an den zu den Hydraulikfluidleitungen 26 benachbarten entsprechenden Pfeilen 27 erkennen kann, wird das Hydraulikfluid somit über das Fluidventil 10 (rechte Seite), durch die Fluidarbeitsmaschine 12 (Richtung Anschluss „A“ → „B“), durch das anpassbare Druckbegrenzungsventil 22 (linke Seite), das bei niedrigen Drücken ansprechende Druckbegrenzungsventil 9 zurück zum Fluidreservoir 6 geleitet.
Somit wird die von dem Verbrennungsmotor 3 kommende mechanische Energie von der Haupthydraulikpumpe 2 in Druckenergie umgewandelt, die von der Fluidarbeitsmaschine 12 zurück in mechanische Energie umgewandelt wird (wobei die Fluidarbeitsmaschine 12 in dieser Betriebsart als Hydraulikmotor arbeitet).
Dies führt zu einem positiven Drehmoment, das die Fluidarbeitsmaschine 12 und die mit dieser verbundenen Last beschleunigt (zum Beispiel ein Fahrzeug antreibt).
Abgesehen von geringen Leckagemengen im Hydraulikantriebskreislauf 1 und seinen Komponenten kann die Fluidströmung durch die Fluidarbeitsmaschine 12 als identisch zur Fluidströmung durch die Haupthydraulikpumpe 2 angenommen werden. Bei einer bekannten Verdrängung („displacement“) der Fluidarbeitsmaschine 12 kann somit die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine 12 (und somit die der Last, zum Beispiel die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs) durch Steuern des Fluidausgangsflusses der Haupthydraulikpumpe 2 gesteuert werden.
Wenn nunmehr die von der Haupthydraulikpumpe 2 gepumpte Fluidmenge auf (im Wesentlichen) 0 reduziert wird, ergibt sich das Fluidflussverhalten gemäß 3.
Aufgrund des Abschaltens der Haupthydraulikpumpe 2 wird der Fluidarbeitsmaschine 12 (mittels der Haupthydraulikpumpe 2) keine Fluidströmung mehr zugeführt. Im Endeffekt könnte das Fluidventil 10 auch abgeschaltet werden.
Nunmehr würde das Problem auftreten, dass im Teil auf der Seite „A“ des Hydraulikantriebskreislaufs 1 Kavitation auftritt. Eine derartige Kavitation ist zu vermeiden, das sie die betreffenden Komponenten ernsthaft beschädigen könnte, insbesondere die Fluidarbeitsmaschine 12. Der Hydraulikantriebskreislauf 1 ist daher derart ausgebildet, dass ein Fluidrückfluss zum Anschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 möglich ist. Es ist anzumerken, dass just zu diesem Zeitpunkt die steuerbaren Fluidventile 10, 11 und/oder die anpassbaren Druckbegrenzungsventile 21 und 22 sich immer noch in der Stellung gemäß der Situation, wie sie in 2 gezeigt ist, befinden.
Im Ergebnis ergibt sich eine „kurzgeschlossene“ Fluidströmung, die am Anschluss „B“ beginnt (Fluidausgangsanschluss der Fluidarbeitsmaschine 12, welche nunmehr als Hydraulikfluidpumpe arbeitet), durch das „linke“ anpassbare Druckbegrenzungsventil 22 (Druckdifferenz auf 0 eingestellt), durch das „rechte“ Rückschlagventil 23 (Druckdifferenz am Rückschlagventil 23 ist ebenfalls 0) und zurück zum Anschluss „A“ (Fluideingangsöffnung) der Fluidarbeitsmaschine 12 führt.
Nunmehr endet offensichtlich der Zusammenhang zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 3 und/oder der Haupthydraulikpumpe 2 und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine 12. Insbesondere können sich der Verbrennungsmotor 3 und/oder die Haupthydraulikpumpe 2 im Leerlauf laufen („idling“), während die Fluidarbeitsmaschine 12 nach wie vor bei erhöhter Drehzahl läuft (falls der Hydraulikantriebskreislauf 1 zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird, würde sich das Fahrzeug nach wie vor bewegen).
Eine solche Situation kann sich freiwillig ergeben (erwünschter Betriebsmodus), so wie dies bei einem Leerlaufbetrieb der Haupthydraulikpumpe 2 der Fall ist, während sich die Fluidarbeitsmaschine 12 in einem Freilaufmodus befindet (Freilauf eines Fahrzeugs; „coasting“). Die Situation kann sich jedoch auch unfreiwillig ergeben, wie dies bei einem „Durchgehen“ („runaway“) eines Fahrzeugs bergab der Fall sein kann.
Nunmehr muss eine Art von Bremsmöglichkeit vorgesehen werden. Dies erfolgt durch Einstellen des „linken“ verstellbaren Druckbegrenzungsventils 22 auf einen bestimmten Druckabfall, der mit einem bestimmten, erwünschten Bremsverhalten korrespondiert (Betriebsmodus zur Verhinderung von „Durchgehen“). Typischerweise verbleibt das „rechte“ anpassbare Druckbegrenzungsventil 21 in einer Stellung (wird in eine Stellung gebracht) mit einem maximalen Druckabfall (effektiv eine ausgeschaltete Stellung).
Von einem Steuerungs-Betrachtungswinkel aus gesehen, kann die Situation gemäß 3 („Betriebsmodus zur Verhinderung von Durchgehen“) von der elektronischen Steuerung 13 über die erste Bedingung erkannt werden, dass P_B>P_A ist (Druck P_B = Druck am „linken“ Drucksensor; Seite „B“, während der Druck P_A = Druck am „rechten“ Drucksensor 16 auf der Seite „A“ ist). Dies ist leicht einsehbar, da der Druck am Anschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 auf 0 abfällt (hoffentlich nicht unter 0 aufgrund dann möglicher Kavitation), während sich aufgrund des Pumpverhalten der Fluidarbeitsmaschine 12 der Anschluss „B“ auf einem bestimmten Druckniveau befindet (weil aufgrund von Fluidhindernissen und Fluidviskosität immer ein gewisser Druck vorhanden sein wird).
Eine weitere Bedingung zum Erkennen der Situation gemäß 3 ist das Fehlen einer Fluidströmung (Fluidfluss) durch die Haupthydraulikpumpe 2 hindurch (Q_MHP = 0). Dies kann man am Ansteuerungssignal der Haupthydraulikpumpe 2 erkennen.
Um ein bestimmtes Bremsverhalten des Hydraulikantriebskreislaufs 1 zu realisieren („Betriebsmodus zum Verhindern von Durchgehen“; „runaway prevention mode“), ist das „linke“ anpassbare Druckbegrenzungsventil 22 auf einen bestimmten Punkt einzustellen, sodass der Druck am Fluidanschluss „B“ der Fluidarbeitsmaschine 12 einen bestimmten Punkt erreicht. Dann hat die Fluidarbeitsmaschine 12 gegen eine Druckdifferenz P_B-P_A anzuarbeiten, sodass die Fluidarbeitsmaschine 12 eine gewisse mechanische Arbeit gegen die Differenz der Druckniveaus zu leisten hat; dies entspricht einer Bremsleistung, die an der Fluidarbeitsmaschine 12 verrichtet wird (und möglicherweise einer Bremsleistung an der Fahrzeugbewegung, falls diese hierfür verwendet wird).
Ein mögliches Steuerungsschema hierfür ist in 4 dargestellt.
Der Eingangswert P_C-ΔP_maximum _allowable 28 ist die zulässige Druckdifferenz am „rechten“ Rückschlagventil 23. Da das Rückschlagventil 23 (entsprechend auch das „andere Rückschlagventil“ 24) derart gewählt ist, dass der Zusammenhang zwischen dem Fluidfluss durch das betreffende Ventil und dem zwischen den beiden Seiten des Ventils auftretenden Druckdifferenz bekannt ist, ist es möglich, ausgehend von der Druckdifferenz am Ventil den Fluidfluss durch das Ventil zu bestimmen (zumindest in guter Näherung). Dies ist wiederum ein Anzeigewert für die Fahrzeuggeschwindigkeit (falls der Hydraulikantriebskreislauf 1 zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird).
Dieser Wert wird (am negativen Eingang) in einen Komparator 29 eingespeist, wo er mit dem am Drucksensor 25 gemessenen Druck Pc, der mit der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebssystems 1 in Verbindung steht (und der am positiven Eingang des Komparators 29 eingespeist wird) verglichen wird. Der Ausgang des Komparators 29 liefert den Wert P_{A, setpoint}30, nämlich den „theoretischen Wert“ des Drucks P_A, so wie er sein sollte. Dies wird mit dem tatsächlichen Wert von P_A 31 (gemessener Wert) verglichen, d. h. dem vom „rechten“ Drucksensor 16 tatsächlich gemessenen Wert. Dies erfolgt durch Einspeisung der betreffenden Werte in einen weiteren Komparator 32, dessen Ausgangssignal eines der Eingangssignale für die elektronische Steuerung 13 darstellt. Die elektronische Steuerung 13 berechnet schließlich den Wert P_PRV 33 welcher den Druckeinstellwert für das Druckbegrenzungsventil darstellt, vorliegend für das „linke“ Druckbegrenzungsventil 22. Dies wiederum ist der „hauptsächliche Eingabewert“, der die Bremsleistung der Anordnung bestimmt.
Auf diese Weise kann auf einfache und effiziente Weise eine verschleißfreie Bremse realisiert werden.
Lediglich der Vollständigkeit halber sollte erwähnt werden, dass aus Sicherheitsgründen natürlich weiterhin eine mechanische Bremse vorgesehen werden sollte.
Ein weiterer Betriebsmodus der mit der vorliegenden Anordnung realisiert werden kann (und der sich von der vorab beschriebenen „Betriebsart zur Verhinderung von Durchgehen“ unterscheidet), ist die sogenannte „dosierende Betriebsart“ („metering mode“), die in 5 dargestellt ist. Erneut entspricht die Stellung der Fluidventile 10, 11 und der Druckbegrenzungsventile 21, 22 anfänglich der Stellung gemäß 2.
Nun soll jedoch eine Bremsleistung des Hydraulikantriebskreislaufs 1 realisiert werden, wobei ein direkter Zusammenhang zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Haupthydraulikpumpe 2 (und damit aufgrund der mechanischen Verbindung mittels der Antriebswelle 4 auch der des Verbrennungsmotors 3) aufrechterhalten bleibt. Die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt somit über eine geeignete Einstellung der verstellbaren Haupthydraulikpumpe 2.
Die Bedingung bei der „eine Dosierung“ („metering“) verwendet werden kann (und wie dies erkannt werden kann) ist in einer Hinsicht identisch zur vorab beschriebenen „Betriebsart zur Vermeidung vom Durchgehen“, nämlich dahingehend dass P_B>P_A gilt (Fluidarbeitsmaschine 12 arbeitet als Fluidpumpe und verrichtet daher mechanische Arbeit gegen die Druckdifferenz und verlangsamt dadurch das Fahrzeug). Abweichend zur vorab beschriebenen „Betriebsart zur Vermeidung von Durchgehen“ unterscheidet sich die Fluidflussrate der Haupthydraulikpumpe 2 von 0 (Q_MHP ≠ 0).
Um einen direkten Zusammenhang zwischen dem Fluidfluss durch die Fluidarbeitsmaschine 12 (und damit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine 12) und dem durch die Haupthydraulikpumpe 2 erzeugten Fluidfluss zu realisieren, muss vorliegend der Druck in Strömungsrichtung gesehen vor der Fluidarbeitsmaschine 12 (was dem Druck am Druckanschluss „A“, also P_A, entspricht) auf einem ausreichend hohen Niveau gehalten werden, um nicht nur Kavitation zu vermeiden, sondern auch, um einen Rückfluss der Fluidströmung zu vermeiden, vorliegend durch das „rechte“ Rückschlagventil 23. Dies entspricht der Anforderung, dass der Druck P_A in Strömungsrichtung gesehen vor der Fluidarbeitsmaschine 12 höher als der Druck Pc auf der Niederdruckseite 8 (mittels des Drucksensors 25 gemessen), also höher als Pc ist. („Rechtes“ anpassbares Druckbegrenzungsventil 21 wird in einer „geschlossenen“ Stellung gehalten, d. h. in einer Stellung mit maximaler Druckdifferenz).
Obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist, können die Rückschlagventile 23, 24 derart ausgebildet sein, dass sie unabhängig von der Druckdifferenz am jeweiligen Ventil mittels eines Steuerungssignals aktiv geschlossen werden können. Dies kann als eine Art von „Übersteuerungsfunktionalität“ verwendet werden. Eine solche Funktionalität kann durch Anordnung eines steuerbaren Magnetventils in Serie mit einem Rückschlagventil realisiert werden. Andere Bauausführungen sind jedoch ebenfalls möglich.
Ein hierfür geeignetes Steuerungsschema ist in 6 gezeigt. Nun wird einer der Eingangswerte des ersten Komparators 29 auf ΔP_{no circulation} 34 geändert, d. h. auf eine Stellung, sodass der Druck P_A benachbart zum Eingangsanschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 auf einem Niveau gehalten wird, das höher als Pc auf der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 1 ist. Dieser wird mit Pc 35 verglichen, so wie er vom Drucksensor 25 gemessen wird. Im Unterschied zum vorherigen Fall benutzt der Komparator 29 jedoch beide Werte 34, 35 als positives Eingangssignal. Die Ausgabe 36 des ersten Komparator 29 ist nun Pc + ΔP_{no circulation} als Nennwert. Diese wird wie im vorherigen Fall mit dem gemessenen Wert von P_A 31, wie er vom vorliegend „rechten“ Drucksensor 16 gemessen wird, mithilfe des Komparators 32 verglichen. Dies stellt das Eingangssignal für die elektronische Steuerung 13 dar, welche als Ausgangssignal den Drucknennwert P_PRV 33 für das vorliegend „linke“ Druckbegrenzungsventil 22 berechnet (dementsprechend wird der Schaltpunkt („set point“) für dieses Druckbegrenzungsventil von der anfänglichen 0-Stellung aus geändert).
Obgleich in den Beispielen der Figs. 2, 3 und 5 eine (beispielsweise) Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs dargestellt wurde, ist es offensichtlich, wie gewissermaßen durch Austausch der Fluidströmung zwischen der linken Seite und der rechten Seite der Fluidarbeitsmaschine 12 und der entsprechenden Hydraulikfluidleitungen 26, welche die Fluidanschlüsse A und B versorgen, eine Rückwärtsbewegung realisiert werden kann.
Der Vollständigkeit halber sollte darauf hingewiesen werden, dass es in dem Fall, in dem lediglich ein „dosierender Betriebsmodus“ zu Bremszwecken genutzt wird (wie im Zusammenhang mit 5 beschrieben), und keine „Betriebsart zur Vermeidung eines Durchgehens“ benötigt wird (wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben), möglich ist, auf die Rückführungsschleife 26 und sogar auf die Rückschlagventile 23, 24 zu verzichten. Stattdessen können die Fluidausgangsanschlüsse der Druckbegrenzungsventile 21, 22 einfach mittels Fluidrückführleitungen/Fluidrückführungsleitungen mit dem Fluidreservoir 6 verbunden werden.
Ein mögliches Problem, das jedoch nach wie vor zu diskutieren ist, ist ein Problem das auftritt, falls der Hydraulikantriebskreislauf 1 in einen Rückwärtsbewegungsmodus geschaltet wird, während sich das Fahrzeug noch nach vorne bewegt (oder umgekehrt). Dies ist das Problem der „aggressiven Richtungsumkehr“; „aggressive reversal“), welches in 7 dargestellt ist.
Wenn man die Fluidarbeitsmaschine 12 „normal“ von einem Vorwärtsmodus in einen Rückwärtsmodus schaltet, würde dies bedeuten, dass das „rechte“ Fluidventil 10 von „an“ auf „aus“ geschaltet würde, während das „linke“ Fluidventile 11 von „aus“ auf „an“ umgeschaltet würde. Weiterhin würde der anfängliche Schaltzustand für die anpassbaren Druckablassventile 21, 22 eingenommen werden, nämlich ein Schaltzustand, bei dem das „rechte“ anpassbare Druckbegrenzungsventil 21 auf eine Druckdifferenz von 0 gesetzt würde (ausgehend von „maximal“), während das „linke“ Druckbegrenzungsventil 22 auf eine maximale Druckdifferenz eingestellt würde (ausgehend von einer Druckdifferenz von 0; im Wesentlichen ein ausgeschalteter Zustand („shut-off“) des betreffenden Ventils mit der Ausnahme einer „Notfallfunktion“ falls der maximal zulässige Druck überschritten wird). Wie man leicht einsehen kann, führt insbesondere der Schaltzustand des „linken“ anpassbaren Druckbegrenzungsventils 22 zu einer maximalen Bremsleistung des Hydraulikantriebskreislaufs 1. Dies würde zu einem zumindest unkomfortablen Verhalten des Fahrzeugs führen; recht häufig auch zur einem gefährlichen Verhalten, da im Falle eines Gabelstaplers schwere Güter von der Gabel herabfallen könnten, was zur einer Beschädigung oder Zerstörung der Güter und möglicherweise auch zu Verletzungen oder Todesfällen von in der Nähe befindlichen Personen führen könnte. Dies sollte natürlich vermieden werden.
Die Idee zur Lösung dieses Problems besteht darin, dass die elektronische Steuerung 13 derart programmiert wird, dass in einem Fall, in dem eine Richtungsumkehr angeordnet wird, die elektronische Steuerung 13 zunächst entweder in den „Betriebszustand zur Verhinderung von Durchgehen“ gemäß 3 oder in einen „dosierenden Modus“ gemäß 5 schaltet, und einen Bremsvorgang durchführt. Sobald ein vollständiger Stopp erkannt wird (was durch eine Gleichheit der Drücke P_A und P_B an den Fluidanschlüssen „A“ und „B“ der Fluidarbeitsmaschine 12 erkannt werden kann), wird der „Betriebszustand zur Vermeidung von Durchgehen“ oder der „dosierende Modus“ beendet und der „Standardantriebsmodus“, wie er unter Bezugnahme auf 2 gezeigt und beschrieben ist, wird eingenommen (in umgekehrter Richtung). Auf diese Weise kann ein weicher Übergang realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, eine gemäßigte Bremsleistung für die „Phase der Verlangsamung“ zu verwenden, bevor eine Bewegungsumkehr begonnen wird.
Es sollte selbstverständlich erwähnt werden, dass die (einige der) Drucksensoren 16, 17, 25 auch an anderweitigen Positionen angeordnet werden können und/oder dass auch einige zusätzliche Drucksensoren im Hydraulikantriebskreislauf 1 vorgesehen werden können. In einem solchen Fall hat das Ansteuerungsschema entsprechend angepasst zu werden (insbesondere müssen gewisse Veränderungen des Ausführungsbeispiels eines Ansteuerungsschemas, so wie es in 4 und/oder in 6 gezeigt ist, durchgeführt werden).
Die Entscheidung, ob das Fahrzeug ausreichend langsam geworden ist (Geschwindigkeit annähernd Null), sodass ein Rückwärtsfahrmodus begonnen werden kann, kann unter Verwendung externer Geschwindigkeitssensoren gefällt werden, oder mittels intrinsischer Berechnungen, die auf den Druckdifferenzen und dem bekannten Druckverhalten von einem/mehreren der genutzten hydraulischen Einrichtungen, insbesondere der Fluidventile, beruhen. Diese Möglichkeit ist nicht auf das vorliegend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Schließlich wird bezugnehmend auf 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs 15 als Fluidströmungsschema gezeigt. Anders als beim vorab beschriebenen Ausführungsbeispiel, das eine Bewegungsumkehr ermöglicht, kann das vorliegend dargestellte Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs 15 lediglich in eine Richtung verwendet werden (eine Rückwärtsbewegung hat, sofern erforderlich, durch andere Mittel realisiert zu werden). Um ein Beispiel zu nennen, könnte zwischen der Fluidarbeitsmaschine 12 und den Rädern ein mechanisches Getriebe vorgesehen werden; oder kleine elektrische Hilfsmotoren könnten genutzt werden, um eine Rückwärtsbewegung zu realisieren. Das vorliegend dargestellte Ausführungsbeispiel kann sich als sinnvoll erweisen, wenn entweder keinerlei Rückwärtsbewegung erforderlich ist, oder eine Rückwärtsbewegung nur selten erforderlich ist, sodass einige zusätzliche Komponenten mit sehr kleiner Dimensionierung für eine solche Rückwärtsbewegung genutzt werden können. Dies könnte beispielsweise für ein normales Auto der Fall sein, wo eine Rückwärtsbewegung nur selten genutzt wird.
Wie man dem Kreislaufschema entnehmen kann, werden zwischen der Hochdruckseite 7 und dem Mittelteil 18 keine steuerbaren Fluidventile mehr benötigt. Im Gegenteil ist eine einfache Hydraulikfluidleitung 26 zwischen der Haupthydraulikpumpe 2 und der Fluidarbeitsmaschine 12 ausreichend.
Nichtsdestotrotz werden nach wie vor alle drei Drucksensoren 16, 17, 25 genutzt.
Zwischen dem Mittelteil 18 und der Niederdruckseite 8 des Hydraulikantriebskreislaufs 15 wird lediglich ein Druckbegrenzungsventil 22, nämlich das vormalige „linke“ Druckbegrenzungsventil 22 verwendet, während auf der „rechten Seite“ lediglich ein Rückschlagventil 23, nämlich das vormalige „rechte“ Rückschlagventil 23 verwendet wird. Das andere vormalige „rechte“ Druckbegrenzungsventil 21 und das vormalige „linke“ Rückschlagventil 24 können weggelassen werden.
Wie man sehen kann, können sowohl der normale Antriebsmodus, der Betriebszustand zum Vermeiden von Durchgehen und der dosierende Modus mit der vereinfachten Schaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs 15 realisiert werden, wenn nur eine Bewegungsrichtung realisiert werden muss. Es ist einzusehen, dass aufgrund der verringerten Anzahl an Komponenten der Hydraulikantriebskreislauf 15 einfacher umgesetzt werden kann.
Aufgrund der großen Ähnlichkeit der beiden Ausführungsbeispiele von Hydraulikantriebskreisläufen 1, 15 werden für ähnliche Teile gleichartige Bezugszeichen verwendet. Dies bedeutet nicht unbedingt, dass in realen Ausführungsbeispielen die entsprechenden Komponenten genau gleich sein müssen.
Insbesondere im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 8 kann eine ausreichende Zufuhr von Hydrauliköl am Fluideingangsanschluss „A“ der Fluidarbeitsmaschine 12 während eines Freilaufbetriebs (oder im Bremsbetrieb), derart, dass eine Kavitation verhindert wird, auch derart durchgeführt werden, dass das „rechte“ Rückschlagventil 23 parallel zur Haupthydraulikpumpe 2 angeordnet wird (mit einer geeigneten Öffnungsrichtung des Rückschlagventils). Selbstverständlich kann auch „zusätzlich zum Rückschlagventil 23“ ein zusätzliches Rückschlagventil am Ort der Haupthydraulikpumpe 2 vorgesehen werden.
Die gleiche Idee kann in analoger Weise beim ersten Ausführungsbeispiel eines Hydraulikantriebskreislaufs 1, wie er unter Bezugnahme auf die Figs. 1 und 7 gezeigt und beschrieben ist, angewendet werden (und ebenso entsprechend für andere Ausführungsbeispiele).
Weiterhin sollte darauf hingewiesen werden, dass in dem Fall, in dem das zweite Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Antriebskreislaufs 15 gemäß Figs. 8 lediglich in einem Antriebsmodus und einer „dosierenden Betriebsart“ verwendet wird (also nicht in einer „Betriebsart zur Vermeidung eines Durchgehens“), die Rückführungsschleife 26 (einschließlich des Rückschlagventils 23) nicht mehr erforderlich ist, und dementsprechend weggelassen werden kann. Der Fluidausgangsanschluss des Druckbegrenzungsventils 22 kann dann einfach mittels einer Fluidrückführungsleitung fluidisch mit dem Fluidreservoir 6 verbunden werden.
Bezugszeichenliste

1.: Hydraulikantriebskreislauf
2.: Haupthydraulikpumpe
3.: Verbrennungsmotor
4.: Antriebswelle
5.: Zusatzhydraulikpumpe
6.: Fluidreservoir
7.: Hochdruckseite
8.: Niederdruckseite
9.: Niederdruckbegrenzungsventil
10.: Fluidventil (rechts)
11.: Fluidventil (links)
12.: Fluidarbeitsmaschine
13.: elektronische Steuerung
14.: elektrische Signalleitung
15.: Hydraulikantriebskreislauf (zweites Ausführungsbeispiel)
16.: Drucksensor (rechts)
17.: Drucksensor (links)
18.: Mittelteil
19.: Ventilkombination (rechts)
20.: Ventilkombination (links)
21.: verstellbares Druckbegrenzungsventil (rechts)
22.: verstellbares Druckbegrenzungsventil (links)
23.: Rückschlagventil (rechts)
24.: Rückschlagventil (links)
25.: Drucksensor (Niederdruckseite)
26.: Hydraulikfluidleitung
27.: Pfeil
28.: ΔP_{maximum allowable}
29.: Komparator
30.: P_A, _set _point
31.: P_A (gemessen)
32.: Komparator
33.: P_PRV
34.: ΔP_no _circulation
35.: Pc
36.: P_C+ΔP_allowable

Claims

Fluidströmungsanordnung (1, 15), aufweisend eine vorzugsweise verstellbare Fluidpumpvorrichtung (2), eine fluidisch mit der Fluidpumpvorrichtung (2) verbundene Fluidarbeitsmaschine (12), sowie eine Rückführungsschleife, die einen ersten Fluidanschluss (A) und einen zweiten Fluidanschluss (B) der Fluidarbeitsmaschine (12) fluidisch miteinander verbindet, wobei sich der erste (A) und der zweite (B) Fluidanschluss vorzugsweise zeitweise auf einem unterschiedlichen Druckniveau befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsschleife eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22) und eine steuerbare Fluidleitungseinrichtung (23, 24) aufweist.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsschleife in zueinander entgegengesetzten Richtungen durchströmt werden kann, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest zwei verstellbare Fluiddrosseleinrichtungen (21, 22) und/oder zumindest zwei steuerbare Fluidleitungseinrichtungen (23, 24) aufweist und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsschleife nur in im Wesentlichen einer Richtung durchströmt werden kann, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Rückführungsschleife eine einzelne verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (22) und/oder eine einzelne steuerbare Fluidleitungseinrichtung (23) aufweist.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Fluidpumpvorrichtung (2) und die Fluidarbeitsmaschine (12) mittels zumindest einer Fluidschalteinrichtung (10, 11) miteinander verbunden sind, insbesondere derart, dass die Ausgabe der Fluidpumpvorrichtung (2) wahlweise mit zumindest einem der zumindest zwei unterschiedlichen Fluidanschlüsse (A, B) der Fluidarbeitsmaschine (12) verbunden werden kann, insbesondere mit einem der beiden ersten (A) und zweiten (B) Fluidanschlüsse der Fluidarbeitsmaschine (12).
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidströmungsanordnung (1, 15) ein offener Hydraulikfluidkreislauf ist, insbesondere zu Antriebszwecken.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen (21, 22) ein Druckbegrenzungsventil mit einem vorzugsweise verstellbaren Schaltwert ist.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22) eine elektrisch verstellbare Einrichtung ist und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Fluiddrosseleinrichtung mittels einer elektronischen Steuereinrichtung (13) gesteuert wird, insbesondere mittels einer programmierbaren elektronischen Steuereinrichtung.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der steuerbaren Fluidleitungseinrichtungen (23, 24) ein vorzugsweise steuerbares gerichtetes Ventil ist, insbesondere ein vorzugsweise steuerbares Rückschlagventil ist und/oder dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der steuerbaren Fluidleitungseinrichtungen (23, 24) ein Verhalten mit einem bestimmten Druckverlust an der Fluidleitungseinrichtung (23, 24) zeigt, welches von der Fluidströmungsrate durch die Fluidleitungseinrichtung (23, 24) abhängt.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Druckmesseinrichtung (16, 17, 25), insbesondere durch eine Mehrzahl an Druckmesseinrichtungen (16, 17, 25), die vorzugsweise in der Rückführungsschleife angeordnet sind, besonders bevorzugt zwischen einem Fluidanschluss (A, B) der Fluidarbeitsmaschine (12) und zumindest einem der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen (21, 22) und/oder zwischen zumindest zwei der verstellbaren Fluiddrosseleinrichtungen (21, 22) und/oder an der Fluidausgangsleitung (26) der vorzugsweise verstellbaren Fluidpumpvorrichtung (2).
Elektronische Steuereinrichtung (13) zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung (1, 15), insbesondere zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fluidströmungsanordnung (1, 15) zumindest eine Fluidarbeitsmaschine (12), zumindest eine Rückführungsschleife, die einen ersten Fluidanschluss (A) und einen zweiten Fluidanschluss (B) einer Fluidarbeitsmaschine (12) fluidisch miteinander verbindet, und zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22), die in der Rückführungsschleife angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (13) ein Steuersignal für die zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22) derart erzeugt, dass für die Fluidarbeitsmaschine (12) eine bestimmte Verzögerungskraft erzeugt wird.
Elektronische Steuereinrichtung (13) zur Steuerung einer Fluidströmungsanordnung (1, 15), insbesondere elektronische Steuereinrichtung (13) nach Anspruch 9, wobei die Fluidströmungsanordnung (1, 15) zumindest eine Fluidarbeitsmaschine (12), zumindest eine Fluidrückführungsleitung, die einen ersten Fluidanschluss (A) und/oder einen zweiten Fluidanschluss (B) einer Fluidarbeitsmaschine (12) fluidisch mit einer Niederdruckfluidaufnahmeeinrichtung (2, 6) verbindet, und zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22), die in der zumindest einen Fluidrückführungsleitung angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (13) zumindest ein Steuersignal für die zumindest eine verstellbare Fluiddrosseleinrichtung (21, 22) derart erzeugt, dass für die Fluidarbeitsmaschine (12) eine definierte Verzögerungskraft generiert wird.
Elektronische Steuereinrichtung (13) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Steuersignals zumindest ein Sensorsignal verwendet wird, welches den aktuellen Zustand der Fluidströmungsanordnung (1, 15) beschreibt, wobei zur Erzeugung des Steuersignals insbesondere Druckdaten verwendet werden.
Elektronische Steuereinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal derart erzeugt wird, dass die Fluidströmungsanordnung (1, 15) in zumindest einer Betriebsart betrieben werden kann, die der Gruppe von Betriebsarten entnommen ist, welche umfasst: ein Verfahren (2, 3), bei dem die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine (12) durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks an einem Ausgabeanschluss der Fluidarbeitsmaschine gesteuert wird, während die Fluidarbeitsmaschine nicht durch eine Fluidpumpvorrichtung (2) angetrieben wird; ein Verfahren ( 4, 5), bei dem die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine (12) durch Ausgabe eines geeigneten Steuersignals zur Steuerung des Drucks an der Ausgabeöffnung der Fluidarbeitsmaschine gesteuert wird, während die Fluidarbeitsmaschine zumindest teilweise von einer Fluidpumpvorrichtung (2) angetrieben wird; und ein Verfahren, bei dem die Drehrichtung der Fluidarbeitsmaschine (12) dadurch umgekehrt wird, dass zunächst die Geschwindigkeit der Fluidarbeitsmaschine reduziert wird und anschließend eine Fluidschalteinrichtung derart angesteuert wird, dass der Ausgang der Fluidpumpvorrichtung (2) selektiv mit einem unterschiedlichen Fluidanschluss der Fluidarbeitsmaschine verbunden wird.
Fluidströmungsanordnung (1, 15), insbesondere Fluidströmungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuereinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 9 bis 12.
Fluidströmungsanordnung (1, 15) nach Anspruch 13, die als Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, insbesondere für ein Landfahrzeug.