DE102018201484A1 - Hydrostatic drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb mit einem Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse und mit einem innerhalb des Zylindergehäuses verfahrbaren Kolben, der mit mindestens eine Kolbenstange zusammengebaut ist und gegebenenfalls unter Einschluss der Kolbenstange zwei Zylinderräume voneinander trennt, mit einer Hydroeinheit, die zwei Anschlüsse aufweist, von denen ein erster Arbeitsanschluss fluidisch mit einem ersten Zylinderraum der zwei Zylinderräume und ein zweiter Arbeitsanschluss fluidisch mit einem zweiten Zylinderraum der zwei Zylinderräume verbunden ist. Von der Hydroeinheit ist Druckmittel zwischen den beiden Zylinderräumen in beide Richtungen verschiebbar. Jeder Fluidzweig zwischen einem Arbeitsanschluss der Hydroeinheit und dem entsprechenden Zylinderraum des Hydrozylinders ist durch eine Maximaldruckbegrenzungvorrichtung abgesichert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten hydrostatischen Antrieb so weiterzuentwickeln, dass die Hydroeinheit vor zu hohen Summendrücken geschützt ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Druck in einem ersten Fluidzweig, dem Druckmittel aus dem zweiten Fluidzweig zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem Druck in dem zweiten Fluidzweig auf einen Druckwert begrenzt ist, der kleiner ist als der Druckwert des Druckes, auf den die Maximaldruckbegrenzungsvorrichtung eingestellt ist.
The invention relates to a hydrostatic drive with a hydraulic cylinder with a cylinder housing and with a movable within the cylinder housing piston which is assembled with at least one piston rod and optionally with the inclusion of the piston rod two cylinder chambers separated from each other, with a hydraulic unit having two ports, of which a first working port is fluidically connected to a first cylinder space of the two cylinder chambers and a second working port is fluidically connected to a second cylinder chamber of the two cylinder chambers. From the hydraulic unit pressure medium between the two cylinder chambers is displaceable in both directions. Each fluid branch between a working port of the hydraulic unit and the corresponding cylinder chamber of the hydraulic cylinder is protected by a maximum pressure limiting device.
The invention has for its object to further develop the known hydrostatic drive so that the hydraulic unit is protected from excessive squeezed.
This is achieved in that the pressure in a first fluid branch, to which pressure medium from the second fluid branch is supplied, is limited as a function of the pressure in the second fluid branch to a pressure value which is smaller than the pressure value of the pressure to which the maximum pressure limiting device is set.
Description
Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb mit einem Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse und mit einem innerhalb des Zylindergehäuses verfahrbaren Kolben, der mit mindestens eine Kolbenstange zusammengebaut ist und gegebenenfalls unter Einschluss der Kolbenstange zwei Zylinderräume voneinander trennt, mit einer Hydroeinheit, die zwei Anschlüsse aufweist, von denen ein erster Arbeitsanschluss fluidisch mit einem ersten Zylinderraum der zwei Zylinderräume und ein zweiter Arbeitsanschluss fluidisch mit einem zweiten Zylinderraum der zwei Zylinderräume verbunden ist. Von der Hydroeinheit ist Druckmittel zwischen den beiden Zylinderräumen in beide Richtungen verschiebbar. Jeder Fluidzweig zwischen einem Arbeitsanschluss der Hydroeinheit und dem entsprechenden Zylinderraum des Hydrozylinders ist durch eine Maximaldruckbegrenzungvorrichtung abgesichert.The invention relates to a hydrostatic drive with a hydraulic cylinder with a cylinder housing and with a movable within the cylinder housing piston which is assembled with at least one piston rod and optionally with the inclusion of the piston rod two cylinder chambers separated from each other, with a hydraulic unit having two ports, of which a first working port is fluidically connected to a first cylinder space of the two cylinder chambers and a second working port is fluidically connected to a second cylinder chamber of the two cylinder chambers. From the hydraulic unit pressure medium between the two cylinder chambers is displaceable in both directions. Each fluid branch between a working port of the hydraulic unit and the corresponding cylinder chamber of the hydraulic cylinder is protected by a maximum pressure limiting device.
Ein solcher hydrostatischer Antrieb ist zum Beispiel aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten hydrostatischen Antrieb so weiterzuentwickeln, dass die Hydroeinheit vor zu hohen Summendrücken geschützt ist. Unter dem Summendruck wird allgemein die Summe der Drücke an den Arbeitsanschlüssen der Hydroeinheit verstanden.The invention has for its object to further develop the known hydrostatic drive so that the hydraulic unit is protected from excessive squeezed. The total pressure is generally understood to be the sum of the pressures at the working ports of the hydraulic unit.
Der Schutz der Hydroeinheit vor einem zu hohen Summendruck wird bei einem hydrostatischen Antrieb mit den weiter oben angegebenen Merkmalen dadurch erreicht, dass der Druck in einem ersten Fluidzweig, dem Druckmittel aus dem zweiten Fluidzweig zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem Druck in dem zweiten Fluidzweig auf einen Druckwert begrenzt ist, der kleiner ist als der Druckwert des Druckes, auf den die Maximaldruckbegrenzungsvorrichtung eingestellt ist.The protection of the hydraulic unit from too high a total pressure is achieved in a hydrostatic drive with the features specified above, that the pressure in a first fluid branch, the pressure medium from the second fluid branch is supplied, in response to the pressure in the second fluid branch a pressure value is limited, which is smaller than the pressure value of the pressure to which the maximum pressure limiting device is set.
Während bei den bekannten hydrostatischen Antrieben der Summendruck im Prinzip doppelt so hoch werden kann wie der Druck, auf den die Maximaldruckbegrenzungsvorrichtung eingestellt ist, ist bei einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb der Summendruck auf einen für die Hydroeinheit unkritischen Wert begrenzt. Erst wenn der Druck in dem zweiten Fluidzweig, dem Druckmittel entnommen wird, auf einen Wert abgefallen ist, der auch zusammen mit einem maximalen Druck im ersten Fluidzweig nicht zu einem unzulässig hohen Summendruck führt, wird im ersten Fluidzweig die Druckbegrenzung auf den kleinen Wert aufgehoben und die Maximaldruckbegrenzungsvorrichtung bestimmt wieder den maximal möglichen Druck. Es ist denkbar, dass man den geringeren Druckwert mit dem Abfallen des höheren Drucks im zweiten Fluidzweig kontinuierlich ansteigen lässt. Das ist jedoch nur in aufwändiger Weise zu realisieren.While in the known hydrostatic drives of the total pressure can be in principle twice as high as the pressure to which the maximum pressure limiting device is set, in a hydrostatic drive according to the invention, the total pressure is limited to a value uncritical for the hydraulic unit. Only when the pressure in the second fluid branch, the pressure medium is removed, has dropped to a value that does not lead to an inadmissibly high total pressure together with a maximum pressure in the first fluid branch, the pressure limit is set to the small value in the first fluid branch and the maximum pressure limiting device again determines the maximum possible pressure. It is conceivable that the lower pressure value can be continuously increased with the fall in the higher pressure in the second fluid branch. However, this can only be achieved in a complex manner.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist deshalb der kleinere Druckwert ein fester Wert. An sich kann der geringere Druck ein Tankdruck oder ein Vorspanndruck sein, der aufgrund einer Vorspanneinrichtung zumindest in den Fluidzweigen herrscht. Das würde allerdings bedeuten, dass erst nach einem Abfall des Drucks im zweiten Fluidzweig auf einen Wert, der in Summe mit einem zum Beispiel aufgrund einer Fehlfunktion vorhandenen Maximaldruck im ersten Fluidzweig nicht zu einem zu hohen Summendruck führt, ein Druck im ersten Fluidzweig aufgebaut werden könnte.In a preferred embodiment, therefore, the smaller pressure value is a fixed value. As such, the lower pressure may be a tank pressure or a biasing pressure that prevails at least in the fluid branches due to a biasing device. This would mean, however, that only after a drop in the pressure in the second fluid branch to a value that does not result in an excessively high total pressure in the first fluid branch due to a malfunction, a pressure in the first fluid branch could be constructed ,
Es erscheint deshalb günstiger, wenn der kleinere Druckwert so gewählt ist, dass die Summe aus diesem Druck und dem Druck, auf den die Maximaldruckbegrenzungsvorrichtung eingestellt ist, gleich dem Summendruck gemäß der Spezifikation der Axialkolbeneinheit ist. Im ersten Fluidzweig steht also bei Aufheben der Druckbegrenzung mit dem geringeren Wert bereits ein Druck an, so dass der Kolben des Hydrozylinders kurz darauf bewegt wird.It therefore seems more favorable if the smaller pressure value is selected such that the sum of this pressure and the pressure to which the maximum pressure limiting device is set is equal to the total pressure according to the specification of the axial piston unit. In the first fluid branch, therefore, when the pressure limitation with the lower value is released, a pressure is already applied so that the piston of the hydraulic cylinder is moved shortly thereafter.
Bevorzugt ist der Druck im ersten Fluidzweig auf den festen kleineren Druckwert nur solange begrenzt ist, bis der Druck im zweiten Fluidzweig bis auf den kleineren Druckwert abgefallen ist. Dies trägt einerseits ebenfalls dazu bei, dass sich der Kolben bald in Bewegung setzt. Andererseits kann kein unzulässig hoher Summendruck mehr auftreten.Preferably, the pressure in the first fluid branch is limited to the fixed smaller pressure value only until the pressure in the second fluid branch has dropped to the lower pressure value. This also helps on the one hand, that the piston soon sets in motion. On the other hand, no inadmissibly high total pressure can occur more.
In schaltungstechnischer Hinsicht wird eine Lösung bevorzugt, nach der ein Druckbegrenzungsventil vorhanden ist, das auf den kleineren Druckwert eingestellt ist und zwischen dem Druckbegrenzungsventil und dem ersten Fluidzweig ein Ventil angeordnet ist, das offen ist, wenn der Druck im zweiten Fluidzweig höher ist als im ersten Fluidzweig, und das geschlossen ist, wenn der Druck im zweiten Fluidzweig geringer ist als im ersten Fluidzweig.In terms of circuitry, a solution is preferred in which a pressure relief valve is provided, which is set to the smaller pressure value and between the pressure relief valve and the first fluid branch, a valve is arranged, which is open when the pressure in the second fluid branch is higher than in the first Fluid branch, and which is closed when the pressure in the second fluid branch is less than in the first fluid branch.
Das Ventil zwischen dem Druckbegrenzungsventil und dem Fluidzweig ist vorteilhafterweise ein entsperrbares Rückschlagventil, das zum Druckbegrenzungsventil hin sperrt und dessen Steueranschluss fluidisch mit dem zweiten Fluidzweig verbunden ist.The valve between the pressure limiting valve and the fluid branch is advantageously a pilot-operated check valve which blocks towards the pressure limiting valve and whose control connection is fluidically connected to the second fluid branch.
Bevorzugt ist nur ein auf den kleineren Druckwert eingestelltes Druckbegrenzungsventil vorhanden, das über eine Ventilanordnung jeweils mit dem Fluidzweig verbindbar ist, in dem im Vergleich zum anderen Fluidzweig der niedrigere Druck herrscht.Preferably, only one of the smaller pressure value set pressure relief valve is present, which is connected via a valve assembly in each case with the fluid branch, in which there is the lower pressure compared to the other fluid branch.
Zur Verbindung des einen Druckbegrenzungsventils mit dem einen oder dem anderen Fluidzweig ist in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebs zwischen dem Druckbegrenzungsventil und dem ersten Fluidzweig ein erstes entsperrbares Rückschlagventil und zwischen dem Druckbegrenzungsventil und dem zweiten Fluidzweig ein zweites entsperrbares Rückschlagventil eingefügt.To connect the one pressure-limiting valve to one or the other fluid branch, a first unlockable check valve is interposed between the pressure-limiting valve and the first fluid branch and a second unlockable check valve is interposed between the pressure-limiting valve and the second fluid branch in an advantageous development of the hydrostatic drive.
Zur Maximaldruckabsicherung ist an die fluidische Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsanschluss der Axialkolbeneinheit und dem ersten Zylinderraum ein erstes Druckbegrenzungsventil und an die fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss der Axialkolbeneinheit und dem zweiten Zylinderraum ein zweites Druckbegrenzungsventil angeschlossen.For maximum pressure protection, a first pressure limiting valve is connected to the fluidic connection between the first working connection of the axial piston unit and the first cylinder space, and a second pressure limiting valve is connected to the fluidic connection between the second working connection of the axial piston unit and the second cylinder space.
Die erfindungsgemäße Druckbegrenzung auf einen kleineren Wert ist insbesondere dann vorgesehen, wenn die Hydroeinheit als Axialkolbeneinheit mit einer Kolbentrommel ausgebildet ist, die gegen eine mit Steuerschlitzen versehene Steuerfläche gedrückt wird. Wird bei einer solchen Axialkolbeneinheit der Summendruck zu hoch, so kann dies zu einem Abheben der Kolbentrommel von der Steuerfläche, zum Zufluss von Druckmittel in das Gehäuse und zu einer Zerstörung der Einheit führen.The pressure limitation according to the invention to a smaller value is provided in particular when the hydraulic unit is designed as an axial piston unit with a piston drum which is pressed against a control surface provided with control slots. If the total pressure in such an axial piston unit is too high, this can lead to a lifting of the piston drum from the control surface, to the inflow of pressure medium into the housing and to a destruction of the unit.
Drei jeweils einen Gleichgangzylinder umfassende Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebs sind als hydraulische Schaltung in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.Three embodiments of a hydrostatic drive according to the invention, each comprising a synchronous cylinder, are shown as a hydraulic circuit in the drawings. Based on these drawings, the invention will now be explained in more detail.
Es zeigen
-
1 das erste Ausführungsbeispiel, das einen Gleichgangzylinder mit genau zwei Zylinderräume umfasst, -
2 das zweite Ausführungsbeispiel, das einen Gleichgangzylinder mit drei Zylinderräumen umfasst, wobei einer der Zylinderräume mit dem einen oder dem anderen der weiteren Zylinderräume fluidisch verbindbar ist, und -
3 das dritte Ausführungsbeispiel, das ebenfalls einen Gleichgangzylinder mit drei Zylinderräume umfasst, wobei jedoch die konstruktive Gestaltung des Gleichgangzylinders gegenüber2 geändert ist.
-
1 the first embodiment, which comprises a synchronous cylinder with exactly two cylinder chambers, -
2 the second embodiment, which comprises a synchronous cylinder with three cylinder chambers, wherein one of the cylinder chambers with one or the other of the other cylinder chambers is fluidly connectable, and -
3 the third embodiment, which also includes a synchronous cylinder with three cylinder chambers, but with respect to the structural design of the Gleichgangzylinders opposite2 is changed.
Der in
Der hydrostatische Antrieb gemäß
Der erste Fluidzweig
An den ersten Fluidpfad
An den zweiten Fluidpfad
Die Arbeitsanschlüsse, von denen aus die beiden entsperrbaren Rückschlagventile
Es sei nun angenommen, dass der Kolben
Um den Kolben
Durch die Entnahme von Druckmittel fällt der Druck im Zylinderraum
Der Wechsel von der Bewegung nach links bis zu einem Anschlag zu einer Bewegung nach rechts läuft entsprechend ab, so dass darauf nicht näher eingegangen werden muss.The change from the movement to the left to a stop to a movement to the right takes place accordingly, so it need not be discussed in detail.
Der in
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung sind in dem Hydrozylinder
Auf der der Kolbenstange
Der hydrostatische Antrieb gemäß
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach
An den zweiten Fluidpfad
Die Arbeitsanschlüsse, von denen aus die beiden entsperrbaren Rückschlagventile
Die Ausbildung der Druckbegrenzungsventile
Der dritte Zylinderraum
Wenn das Wegesitzventil
Die Druckbegrenzungsventile
In
Die Zylinderräume
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- GleichgangzylinderRod cylinders
- 1111
- Zylindergehäusecylinder housing
- 1212
-
Kolben von
10 Piston of10 - 1313
- Kolbenstangepiston rod
- 2020
- ringförmiger Zylinderraumannular cylinder space
- 2121
- ringförmiger Zylinderraumannular cylinder space
- 2525
- Axialkolbenpumpeaxial piston pump
- 2626
-
Arbeitsanschluss von
25 Work connection from25 - 2727
-
Arbeitsanschluss von
25 Work connection from25 - 2828
- Leitungmanagement
- 2929
- Leitungmanagement
- 3030
- Fluidzweigfluid branch
- 3131
- Fluidzweigfluid branch
- 3232
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3333
- Nachsaugventilcavitation valve
- 3434
- Hydrospeicherhydraulic accumulator
- 3535
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3636
- Nachsaugventilcavitation valve
- 4040
- entsperrbares Rückschlagventilunlockable check valve
- 4141
-
Steueranschluss von
40 Control terminal of40 - 4545
- entsperrbares Rückschlagventilunlockable check valve
- 4646
-
Steueranschluss von
45 Control terminal of45 - 5050
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 6060
- GleichgangzylinderRod cylinders
- 61 61
-
Ringkolben von
60 Ring piston of60 - 6262
-
Stirnwand an
11 von60 Front wall on11 from60 - 6363
- Kolbenstangepiston rod
- 6464
- Säulepillar
- 6565
-
Ringbund an
64 Ring collar on64 - 6666
-
Zylinderraum in
60 Cylinder room in60 - 6767
-
Zylinderraum in
60 Cylinder room in60 - 6868
-
Zylinderraum in
60 Cylinder room in60 - 6969
-
Zylinderraum in
60 Cylinder room in60 - 7070
- Lüftungsvorrichtungbreather
- 7575
- 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
- 7676
- 2/2-Wegesitzventil2/2-way seat valve
- 8080
- Hydrozylinderhydraulic cylinders
- 8181
- Teilkolbenpartial piston
- 8282
- Teilkolbenpartial piston
- 8383
- Kolbenpiston
- 8484
- Stange pole
- A1A1
-
Wirkfläche in
66 Effective area in66 - A2A2
-
Wirkfläche in
67 Effective area in67 - A3A3
-
Wirkfläche in
68 Effective area in68
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011056894 B4 [0002]DE 102011056894 B4 [0002]
- DE 102010036204 A1 [0002]DE 102010036204 A1 [0002]
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102010036204A1 (en) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Robert Bosch Gmbh | Closing unit useful e.g. for injection molding-die casting, comprises fixed tool clamping plate and movable tool clamping plate, which are movable using electric or hydraulic drive, and hydraulically operated holding cylinder |
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