DE102019210250A1

DE102019210250A1 - Hydraulikkreislauf zum Betreiben an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens, Druckspeichervorrichtung, Nutzkraftwagen und Verfahren

Info

Publication number: DE102019210250A1
Application number: DE102019210250.6A
Authority: DE
Inventors: Edmont Hofmann; Luc Jonckheere
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikkreislauf (20) zum Betreiben an einem Nebenabtrieb (16) eines Nutzkraftwagens. Der Hydraulikkreislauf (20) umfasst eine Hydraulikpumpe (11), die mittels des Nebenabtriebs (16) betrieben wird, ein Verbraucherventil (12) zum Steuern eines an den Hydraulikkreislauf (20) anschließbaren Verbrauchers (13) und einen Druckzwischenspeicher (21), der im Hydraulikkreislauf (20) zwischen Hydraulikpumpe (11) und Verbraucherventil (12) angeordnet ist. Der Hydraulikkreislauf (20) ist ausgebildet, zum Betreiben des anschließbaren Verbrauchers (13) einen vom Verbraucher (13) benötigten Volumenstrom in einem ersten Betriebsmodus mittels der Hydraulikpumpe (11) und des Druckzwischenspeichers (21) über das Verbraucherventil (12) an den Verbraucher (13) abzugeben und in einem zweiten Betriebsmodus ausschließlich mittels des Druckzwischenspeichers (21) über das Verbraucherventil (12) an den Verbraucher (13) abzugeben. Weitere Aspekte betreffen eine Druckspeichervorrichtung (20a) für einen Hydraulikkreislauf (10), einen Nutzkraftwagen mit Hydraulikkreislauf (20) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufs (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikkreislauf, der zum Betreiben an einem Nebenabtrieb (engl.: power take-off; PTO) eines Nutzkraftwagens ausgebildet ist. Beispielsweise kann der vorgeschlagene Hydraulikkreislauf ermöglichen, während eines Betriebs des Hydraulikkreislaufs am Nebenabtrieb eine Anzahl von am Nebenabtrieb auftretenden Lastwechseln zu reduzieren. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Druckspeichervorrichtung für einen Hydraulikkreislauf, einen Nutzkraftwagen mit einem Nebenabtrieb und einem Hydraulikkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufes an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens.
Nutzkraftwagen oder Nutzfahrzeuge (z.B. Lastkraftwagen, Traktoren oder andere betrieblich genutzte Kraftwagen, die z.B. in der Forstwirtschaft eingesetzt werden können) können mit einem Nebenabtrieb (auch als Zapfwelle bezeichnet; engl.: power take-off, abgekürzt PTO) ausgestattet sein. Beispielsweise kann als Nebenabtrieb eine zuschaltbare mechanische Antriebswelle an einem Nebenausgang des Getriebes bereitgestellt sein. Der Nebenabtrieb kann genutzt werden, um das Betreiben von Maschinen oder Geräten unter Verwendung des Motors des Nutzkraftwagens zu ermöglichen.
Beispielsweise kann ein Nebenabtrieb zum Betreiben einer Hydraulikpumpe genutzt werden. Bei einer solchen Verwendung des Nebenabtriebs (z.B. für einen Hydraulikkreislauf mit einem hydraulisch betriebenen Gerät, z.B. Kran) kann es zu Lastwechselschwankungen am Nebenabtrieb kommen. Diese Lastwechselschwankungen (z.B. Drehmomentschwankung zwischen einem Ruhemoment und einem Lastmoment) können sich im Antriebsstrang des Kraftwagens fortsetzen.
Im Antriebsstrang von Nutzkraftwagen werden z.B. Torsionsschwingungsdämpfer eingesetzt, um Torsionsschwingungen innerhalb des Antriebsstrangs zu dämpfen. Zum Beispiel kann ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer in einer Kupplungsscheibe des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Torsionsschwingungen können vom antreibenden Motor des Fahrzeugs herrühren. Der Torsionsschwingungsdämpfer kann Dämpferfedern (z.B. mit einer Federführung) umfassen, die eine Dämpfungsfunktion bewirken. Eine Dämpfung der Torsionsschwingungen kann beispielsweise einer Verschleißreduzierung von Komponenten des Antriebsstrangs und/oder einer Steigerung eines Fahrkomforts dienen.
Bei einem häufigen Wechsel von am Nebenabtrieb anliegenden Lasten (z.B. häufige Schwankung zwischen Lastdrehmoment und Ruhedrehmoment), die beim Betreiben herkömmlicher Hydraulikkreisläufe am Nebenabtrieb auftreten können, kann eine starke Beanspruchung der Dämpferfedern bzw. der Federführung oder von Befestigungsmitteln der Dämpferfedern (z.B. Federteller) des Torsionsschwingungsdämpfers auftreten. Beispielsweise kann ein Verschleiß des Torsionsschwingungsdämpfers aufgrund der Nutzung des Nebenabtriebs für einen Hydraulikkreislauf (z.B. mit hydraulisch betriebenem Kran, der im Betrieb z.B. einen pulsierenden Fluiddurchfluss benötigt) hoch sein.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Konzepte für Hydraulikkreisläufe zum Betreiben an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung, die zusätzliche Vorteile bewirken können, sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in Verbindung mit den gezeigten Figuren beschrieben.
Dazu wird ein Hydraulikkreislauf vorgeschlagen, der zum Betreiben an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens ausgebildet ist. Der Hydraulikkreislauf umfasst eine Hydraulikpumpe, die am Nebenabtrieb betrieben werden kann. Ferner umfasst der Hydraulikkreislauf ein Verbraucherventil zum Steuern eines an den Hydraulikkreislauf anschließbaren hydraulischen Verbrauchers und einen Druckzwischenspeicher.
Der Druckzwischenspeicher (z.B. hydraulischer Druckspeicher) ist im Hydraulikkreislauf zwischen Hydraulikpumpe und Verbraucherventil angeordnet. Die Hydraulikpumpe kann somit ein Medium oder Fluid des Hydraulikkreislaufs (z.B. Öl) in den Druckzwischenspeicher und (bei geöffnetem Verbraucherventil und angeschlossenem Verbraucher) zum Verbraucher pumpen.
Es ist vorgesehen, dass der Hydraulikkreislauf zum Betreiben des anschließbaren Verbrauchers einen vom Verbraucher benötigten Volumenstrom (z.B. Durchflussmenge des Fluids durch den Verbraucher im Betrieb des Verbrauchers) in einem ersten Betriebsmodus mittels der Hydraulikpumpe und des Druckzwischenspeichers über das Verbraucherventil an den Verbraucher abgibt. Mit anderen Worten kann im ersten Betriebsmodus der Volumenstrom durch den Verbraucher gemeinsam von der Hydraulikpumpe und vom Druckzwischenspeicher erzeugt werden. Ferner ist vorgesehen, den vom Verbraucher benötigten Volumenstrom in einem zweiten Betriebsmodus unter Verwendung des Druckzwischenspeichers (z.B. ausschließlich mittels des Druckzwischenspeichers; z.B. ohne Verwendung der Hydraulikpumpe zum Erzeugen des Durchflussstroms für den Verbraucher) über das Verbraucherventil an den Verbraucher abzugeben. Somit trägt im zweiten Betriebsmodus die Hydraulikpumpe nicht (z.B. nicht direkt) dazu bei, den Volumenstrom durch den Verbraucher zu erzeugen.
Beispielsweise kann dadurch im ersten Betriebsmodus die Hydraulikpumpe durchgängig laufen (z.B. im Lastbetrieb; z.B. in Volllast) und ein durchgängiges Lastdrehmoment am Nebenabtrieb bewirken. Während des Betriebs des Verbrauchers kann es bei einigen Verbrauchern (z.B. hydraulischer Kran) zu einem pulsierendem Durchfluss von Fluid durch den Verbraucher kommen. Dadurch können im ersten Betriebsmodus zwei Teilphasen auftreten. In einer Teilphase kann Fluid durch den Verbraucher fließen, welches zum einen Teil von der Hydraulikpumpe in den Verbraucher fließen kann und aufgrund eines im Druckzwischenspeicher vorherrschenden Drucks zum anderen Teil vom Druckzwischenspeicher in den Verbraucher fließen kann. In der weiteren Teilphase dagegen kann ein Fluiddurchfluss durch den Verbraucher gestoppt sein (z.B. kann das Verbraucherventil geschlossen sein). Während der zweiten Teilphase ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe dennoch weiter (z.B. in Volllast) arbeitet und dabei Fluid in den Druckzwischenspeicher pumpt, sodass sich dort ein Druck erhöht. Beispielsweise kann der erste Betriebsmodus andauern, bis der Druckzwischenspeicher gefüllt ist, etwa bis ein vorbestimmter oberer Druck (z.B. maximaler Betriebsdruck) im Druckzwischenspeicher erreicht ist.
Der erste Betriebsmodus kann insbesondere eine Mehrzahl an Teilphasen umfassen. Während ohne den Druckzwischenspeicher pro Wechsel zwischen zwei Teilphasen jeweils ein Lastwechsel am Nebenabtrieb auftreten würde, kann durch den Druckzwischenspeicher ermöglicht werden, dass die Hydraulikpumpe kontinuierlich weiterpumpt und somit während der Dauer des ersten Betriebsmodus Lastwechsel am Nebenabtrieb vermieden werden können. Somit kann eine Anzahl an Lastwechseln am Nebenabtrieb verringert werden.
Im zweiten Betriebsmodus (z.B. nach Erreichen des vorbestimmten oberen Drucks) kann die Hydraulikpumpe im Leerlauf arbeiten und beispielsweise ein Ruhedrehmoment am Nebenabtrieb bewirken. Währenddessen kann der Verbraucher unter Verwendung (z.B. ausschließlicher Verwendung) des Druckzwischenspeichers betrieben werden. Beispielsweise kann der im Druckzwischenspeicher erzeugte Druck genügen, um zumindest einen Volumenstrom für den Verbraucher während einer Teilphase (z.B. eines Durchfluss-Pulses) bereitzustellen. Insbesondere kann mittels des Druckzwischenspeichers ein Betrieb des Verbrauchers über mehrere Teilphasen (z.B. Durchfluss-Pulse) ermöglicht werden.
Beispielsweise können im zweiten Betriebsmodus mehrere Durchfluss-Pulse für den Verbraucher mittels des Druckzwischenspeichers erzeugt werden, ohne dass ein Lastbetrieb der Hydraulikpumpe notwendig ist. Somit kann auch im zweiten Betriebsmodus eine Anzahl an Lastwechseln an der Hydraulikpumpe und folglich am Nebenabtrieb verringert werden.
Im Gegensatz zu einem Hydraulikkreislauf ohne Druckzwischenspeicher kann erreicht werden, dass eine Frequenz, mit der sich das Drehmoment am Nebenabtrieb ändert, verringert wird. Beispielsweise führt bei anderen Hydraulikkreisläufen jeder Durchfluss-Puls durch den Verbraucher zu einem Lastwechsel am Nebenabtrieb (z.B. zwischen Ruhedrehmoment und Lastdrehmoment). Im Gegensatz dazu ermöglicht der Zwischenspeicher, dass die Hydraulikpumpe im ersten Betriebsmodus auch zwischen Durchfluss-Pulsen unter Last arbeitet (insbesondere über mehrere Durchfluss-Pulse hinweg) und im zweiten Betriebsmodus ein Leerlauf der Hydraulikpumpe über mehrere Durchfluss-Pulse hinweg ermöglicht werden kann.
Durch die verringerte Anzahl an Lastwechseln am Nebenabtrieb während des Betriebs des Verbrauchers kann z.B. ein Verschleiß im Antriebsstrang des Nutzkraftwagens und insbesondere an einem Torsionsschwingungsdämpfer (z.B. an Torsionsdämpferfedern) des Antriebsstrangs reduziert werden.
Beispielsweise ist der Hydraulikkreislauf ausgebildet, während des Betriebs am Nebenabtrieb (z.B. während des Betriebs des Verbrauchers) einen Lastwechsel am Nebenabtrieb zwischen einem Lastdrehmoment und einem Ruhedrehmoment mit einer Frequenz von weniger als 1 Hz, insbesondere von weniger als 0,5 Hz (oder von weniger als 0,3 Hz, von weniger als 0,2 Hz, von weniger als 0,15 Hz oder von weniger als 0,1 Hz) zu bewirken. Beispielsweise kann der Verbraucher Fluiddurchfluss-Pulse mit einer Frequenz von 1 Hz benötigen (z.B. im Betrieb des Verbrauchers, z.B. am Verbraucher auftretende Lastwechsel). Es kann ermöglicht werden, am Nebenabtrieb eine Anzahl von Lastwechseln im Gegensatz zu am Verbraucher auftretenden Lastwechseln zu verringern. Die Anzahl der am Nebenabtrieb auftretenden Lastwechsel kann z.B. weniger als die Hälfte (oder weniger als ein Fünftel) der Anzahl von am Verbraucher auftretenden Lastwechseln betragen. Das Bereitstellen des Druckzwischenspeichers im Hydraulikkreislauf kann somit im Gegensatz zu Konzepten ohne Druckzwischenspeicher eine Anzahl von Lastwechseln am Nebenabtrieb um mehr als das Doppelte, insbesondere um mehr als das 5-fache (oder mehr als das 7-fache oder mehr als das 9-fache) und/oder um weniger als das 15-fache (oder weniger als das 10-fache) (z.B. gegenüber der Anzahl von Lastwechseln am Verbraucher) verringern.
Der Hydraulikkreislauf kann ferner ein Zwischenspeicherventil umfassen, das ausgebildet ist, einen Volumenstrom von der Hydraulikpumpe an den Druckzwischenspeicher und das Verbraucherventil zu leiten. Beispielsweise kann das Zwischenspeicherventil (z.B. eine Ventilöffnung zum Druckzwischenspeicher) im ersten Betriebsmodus geöffnet sein und im zweiten Betriebsmodus geschlossen sein. Eine Steuervorrichtung des Hydraulikkreislaufs zum Steuern des Zwischenspeicherventils ist ausgebildet, bei einem vorbestimmten oberen Druck im Druckzwischenspeicher das Zwischenspeicherventil zu schließen und bei einem vorbestimmten unteren Druck im Druckzwischenspeicher das Zwischenspeicherventil zu öffnen. Die Steuervorrichtung ermöglicht mit anderen Worten eine Druckerhöhung (und eine Druckminderung) im Druckzwischenspeicher gemäß einer Hysteresefunktion. Die Steuervorrichtung kann somit einen Betriebswechsel zwischen erstem Betriebsmodus und zweitem Betriebsmodus ermöglichen.
Beispielsweise kann die Steuervorrichtung den Druck im Druckzwischenspeicher derart steuern, dass dieser in einem Druckbereich zwischen 100 bar und 500 bar, insbesondere zwischen 200 bar und 400 bar, gehalten wird. Mit anderen Worten kann der vorbestimmte untere Druck größer als 100 bar (z.B. größer als 200 bar oder größer als 300 bar) sein und/oder der vorbestimmte obere Druck geringer als 400 bar (oder geringer als 350 bar) sein.
Der Hydraulikkreislauf kann beispielsweise einen Drucksensor zum Messen des Drucks am Druckzwischenspeicher umfassen. Der Drucksensor kann im Druckzwischenspeicher und/oder in einer Druckleitung zwischen Druckzwischenspeicher und Zwischenspeicherventil angeordnet sein. Insbesondere kann die Steuervorrichtung mit dem Drucksensor verbunden sein, sodass ein aktueller Druck im Druckzwischenspeicher an der Steuervorrichtung zum Steuern des Zwischenspeicherventils verfügbar ist.
Der Druckzwischenspeicher kann beispielsweise ein Speichervolumen von zumindest 0,5 I (oder von zumindest 1 I oder zumindest 1,5 I) und/oder von höchstens 5 I (oder von höchstens 3 I oder höchstens 2 I) aufweisen. Beispielsweise kann ein derart dimensionierter Druckzwischenspeicher geeignet sein, eine genügend hohe Lastwechselreduzierung am Nebenabtrieb zu ermöglichen und gleichzeitig einen relativ geringen Einbauraum und/oder ein relativ geringes Einbaugewicht ermöglichen.
Zum Beispiel umfasst der Hydraulikkreislauf einen am Verbraucherventil angeschlossenen Verbraucher. Die Hydraulikpumpe kann einen bestimmten Fördervolumenstrom (z.B. bei vollem Betrieb der Hydraulikpumpe) bereitstellen. Der Verbraucher kann (beispielsweise während eines Durchfluss-Pulses) einen Volumenstrom (z.B. maximalen Verbrauchervolumenstrom; z.B. maximale Amplitude des Durchflussstroms) für einen funktionalen Betrieb des Verbrauchers benötigen. Beispielsweise ist ein Volumenstromverhältnis zwischen dem Fördervolumenstrom der Hydraulikpumpe und dem vom Verbraucher benötigten Verbrauchervolumenstrom größer als 0,5 (oder größer als 0,6, größer als 0,7 oder größer als 0,8) und/oder geringer als 1,0 (oder geringer als 0,8, oder geringer als 0,7). Beispielsweise kann das Bereitstellen des Druckzwischenspeichers einen Betrieb des Verbrauchers unter Verwendung einer kleineren Hydraulikpumpe (z.B. mit einem geringeren Fördervolumenstrom) ermöglichen, sodass beispielsweise eine Gewichtseinsparung durch eine kleinere Hydraulikpumpe eine Gewichtserhöhung durch das Bereitstellen des Druckzwischenspeichers ausgleichen kann.
Beispielsweise kann die Dimensionierung von Volumenstromverhältnis und/oder Volumengröße des Druckzwischenspeichers zur Optimierung der Lastwechselreduzierung genutzt werden. Dabei kann ein möglichst geringes Volumenstromverhältnis zu einer verringerten Anzahl von Lastwechseln führen. Gleichzeitig kann jedoch ein genügend hohes Volumenstromverhältnis notwendig sein, um beispielsweise einen funktionssicheren Betrieb des Verbrauchers zu gewährleisten. Beispielsweise kann ein möglichst großes Volumen des Druckzwischenspeichers zu einer geringeren Anzahl von Lastwechseln führen. Dabei sollte jedoch der Druckzwischenspeicher z.B. nicht zu groß dimensioniert werden, um eine Gewichtszunahme durch den Druckzwischenspeicher und/oder vom Druckzwischenspeicher benötigten Bauraum möglichst gering zu halten. Beispielsweise kann ein Volumenstromverhältnis von 0,6 in Kombination mit einer Kapazität des Druckspeichers von 1,5 I einen geeigneten Kompromiss der Optimierungsparameter darstellen. Ein Druckspeichervolumen kann z.B. in Abhängigkeit von einer vom Verbraucher benötigten Durchflussmenge dimensioniert werden (z.B. größeres Volumen bei einem größeren/leistungsstärkeren Verbraucher).
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Druckspeichervorrichtung für einen Hydraulikkreislauf eines Nutzkraftwagens. Die Druckspeichervorrichtung umfasst einen Druckzwischenspeicher mit einem Speichervolumen von weniger als 3 I. Die Druckspeichervorrichtung umfasst ferner ein Ventil zum Verbinden des Druckzwischenspeichers mit einer Hydraulikpumpe des Hydraulikreislaufs und eine Ventilsteuerung zum Steuern eines Fluiddurchflusses von der Hydraulikpumpe zum Druckzwischenspeicher durch das Ventil.
Die Ventilsteuerung umfasst einen Drucksensor zum Messen eines Drucks im Druckzwischenspeicher. Die Ventilsteuerung ist ausgebildet, in einem ersten Betriebsmodus bis zum Erreichen eines vordefinierten oberen Drucks im Druckzwischenspeicher das Ventil zwischen Hydraulikpumpe und Druckzwischenspeicher geöffnet zu halten und in einem zweiten Betriebsmodus bis zum Erreichen eines vordefinierten unteren Drucks im Druckzwischenspeicher das Ventil zwischen Hydraulikpumpe und Druckzwischenspeicher geschlossen zu halten.
Eine derartige Druckspeichervorrichtung kann genutzt werden, um beispielsweise herkömmliche Hydraulikkreisläufe (z.B. ohne Druckzwischenspeicher) nachzurüsten und somit eine (z.B. frequenzmäßige) Lastwechselreduzierung am Nebenabtrieb des Kraftwagens zu ermöglichen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Nutzkraftwagen mit einem Nebenabtrieb eines Antriebsstrangs, der einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweist. Der Nutzkraftwagen weist ferner einen zuvor oder im Nachfolgenden beschriebenen Hydraulikkreislauf mit Druckzwischenspeicher auf. Der vorgeschlagene Hydraulikkreislauf kann zu einer Lastwechselreduzierung am Nebenabtrieb des Nutzkraftwagens führen. Dadurch kann z.B. ein Verschleiß von Komponenten des Antriebsstrangs, insbesondere des Torsionsschwingungsdämpfers und Dämpferfedern oder Federführungen des Torsionsschwingungsdämpfers, reduziert werden.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufes an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens. Das Verfahren umfasst ein Erhöhen eines Drucks in einem Druckzwischenspeicher des Hydraulikkreislaufes unter Verwendung einer am Nebenabtrieb betriebenen Hydraulikpumpe. Der Druck kann soweit erhöht werden, bis ein oberer Betriebsdruck (z.B. vordefinierter Maximaldruck) im Druckzwischenspeicher erreicht ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Betreiben eines Verbrauchers des Hydraulikkreislaufes unter Verwendung des Druckzwischenspeichers, nachdem der obere Betriebsdruck erreicht wurde. Dabei ist vorgesehen, dass der Verbraucher bis zum Erreichen eines unteren Betriebsdrucks (z.B. vordefinierter Minimaldruck) im Druckzwischenspeicher ausschließlich mittels des Druckzwischenspeichers betrieben wird (z.B. wird als Druckquelle für den Fluiddurchfluss durch den Verbraucher nur der Druckzwischenspeicher, nicht jedoch die Hydraulikpumpe verwendet).
Der Betrieb kann mit anderen Worten zwei Betriebsphasen oder Betriebsmodi umfassen. In einer ersten Betriebsphase (z.B. dem Erhöhen des Drucks in dem Druckzwischenspeicher) kann der Verbraucher des Hydraulikkreislaufes mittels der Hydraulikpumpe und mittels des zum Teil gefüllten Druckzwischenspeichers betrieben werden (z.B. gemeinsames Verwenden von Hydraulikpumpe und Druckzwischenspeicher als Druckquelle). Beispielsweise kann der Verbraucher für einen Betrieb einen pulsierenden Durchfluss eines Mediums (z.B. Öl) des Hydraulikkreislaufes benötigen.
Beispielsweise kann während der ersten Betriebsphase in einer ersten Teilphase das Medium durch den Verbraucher fließen, wobei sich ein Gesamtdurchfluss durch den Verbraucher zum einen Teil aus der Hydraulikpumpe und zum anderen Teil aus dem Druckzwischenspeicher ergibt. In einer zweiten Teilphase der ersten Betriebsphase dagegen kann ein Durchfluss durch den Verbraucher blockiert sein. Während der zweiten Teilphase kann die Hydraulikpumpe weiterarbeiten, um das Medium in den Druckzwischenspeicher zu pumpen und somit den Druck im Druckzwischenspeicher weiter zu erhöhen. Beispielsweise kann die erste Betriebsphase mehrere erste und zweite Teilphasen umfassen, wobei die erste Betriebsphase z.B. endet, wenn der Druckzwischenspeicher gefüllt ist (z.B. wenn der vordefinierte Maximaldruck erreicht ist).
In einer darauffolgenden zweiten Betriebsphase ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe im Leerlauf arbeitet und der Verbraucher ausschließlich unter Verwendung des Druckzwischenspeichers betrieben wird. Beispielsweise kann auch die zweite Betriebsphase eine erste Teilphase und eine zweite Teilphase umfassen, wobei in der ersten Teilphase das Medium von dem Druckzwischenspeicher in den Verbraucher fließt während in der zweiten Teilphase kein Medium zwischen Druckzwischenspeicher und Verbraucher fließt (z.B. bleibt während der zweiten Teilphase der Druck im Druckzwischenspeicher konstant).
Während der ersten Betriebsphase kann dadurch ermöglicht werden, dass die Hydraulikpumpe kontinuierlich im Lastbetrieb arbeitet, sodass am Nebenabtrieb durchgängig ein Lastdrehmoment anliegt. Während der zweiten Betriebsphase dagegen kann die Hydraulikpumpe im Leerlauf arbeiten, sodass am Nebenabtrieb ein Ruhemoment anliegt. Insgesamt kann das Verfahren z.B. vorteilhafterweise einen Wechsel zwischen Lastdrehmoment und Ruhedrehmoment am Nebenabtrieb verringern.
Weiterbildungen der Druckspeichervorrichtung, des Nutzkraftwagens und des Verfahrens zum Betreiben des Hydraulikkreislaufs betreffen Merkmale von Weiterbildungen wie sie bereits in Verbindung mit dem Hydraulikkreislauf beschrieben sind. Daher wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet und die entsprechenden Merkmale gelten auch in Verbindung mit der Druckspeichervorrichtung, dem Nutzkraftwagen und dem Verfahren als offenbart. Weitere Aspekte sind auch in Verbindung mit in den nachfolgenden Figuren gezeigten Merkmalen und Beispielen offenbart.
Einige Beispiele von Vorrichtungen werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikkreislaufs ohne Druckzwischenspeicher;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikkreislaufs mit Druckzwischenspeicher;
3 eine schematische Darstellung von Betriebsgrößen eines Hydraulikkreislaufs mit Druckzwischenspeicher an einem Nebenabtrieb; und
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufs.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ersten Hydraulikkreislaufs 10 für einen Nutzkraftwagen, der in seinem Aufbau zumindest teilweise bekannt ist. Beispielsweise ist der Hydraulikkreislauf 10 im Nutzkraftwagen bereitgestellt.
Der Hydraulikkreislauf 10 umfasst eine Hydraulikpumpe 11, ein Verbraucherventil 12, einen Verbraucher 13 sowie eine Bedienvorrichtung 14 zum Bedienen des Verbrauchers 13 (z.B. Umschalten zwischen Betriebsmodus und Ruhemodus des Verbrauchers 13). Die Hydraulikpumpe 11 kann ein im Hydraulikkreislauf 10 verwendetes flüssiges Medium oder Fluid (z.B. Öl) aus einem Tank 10a durch schematisch dargestellte Leitungen 10b pumpen. Ferner sind ein Motor 15 und ein Nebenabtrieb 16 (engl.: power take-off; PTO) des Nutzkraftwagens dargestellt.
Die Hydraulikpumpe 11 wird vom getriebeabhängigen Nebenabtrieb 16 (PTO) betrieben. Das Drehmoment, das die Pumpe 11 benötigt, wird dazu vom Motor 15 über die Kupplung und das Getriebe, das insbesondere einen Torsionsschwingungsdämpfer mit Dämpferfedern umfassen kann, an die Pumpe 11 übertragen.
Wenn vom Verbraucher 13 (z.B. Holzkran) in einem Stillstand (Ruhemodus) kein Fluiddurchfluss benötigt wird, pumpt die Pumpe im Kreis (z.B. Leerlauf der Pumpe). Das Verbraucherventil 12 kann dazu einen Durchfluss zum Verbraucher 13 stoppen und das Öl direkt zurück in den Tank 10a leiten. Beispielsweise wird dazu eine erste Ventilöffnung 12a des Verbraucherventils 12 zum Verbraucher 13 hin geschlossen und eine zweite Ventilöffnung 12b zum Tank 10a hin geöffnet. Das Drehmoment der Kupplungsscheibe (und z.B. des Nebenabtriebs 16) entspricht in dieser Zeit einem Ruhemoment (z.B. etwa 0 Nm).
Wenn dagegen vom Verbraucher 13 für einen Betrieb ein Fluiddurchfluss benötigt wird, pumpt die Pumpe 11 Öl zum Verbraucher 13 (z.B. durch den Verbraucher 13).
Dazu kann die erste Ventilöffnung 12a geöffnet sein und die zweite Ventilöffnung 12b geschlossen sein. Das am Nebenabtrieb 16 (und z.B. an der Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer) anliegende Drehmoment ist dann abhängig von der Last am Verbraucher 13 (z.B. Lastmoment, z.B. maximales Moment von 1000 Nm). Der Verbraucher kann während des Betriebs einen gepulsten Fluiddurchfluss benötigen (z.B. Fluiddurchfluss-Pulse mit einer ersten Frequenz, z.B. etwa 1 Hz). Während eines Fluiddurchfluss-Pulses kann am Nebenabtrieb das Lastdrehmoment anliegen, während zwischen zwei Fluiddurchfluss-Pulsen das Ruhedrehmoment anliegt. Somit führt der Betrieb des Verbrauchers 13 zu einem relativ häufigen Lastwechsel am Nebenabtrieb (z.B. Lastwechsel mit der ersten Frequenz der Fluiddurchfluss-Pulse). Beispielsweise kann in einem Nutzkraftwagen mit Hydraulikkreislauf mit Holzkran das Drehmoment an der Kupplungsscheibe des Antriebsstrangs des Nebenabtriebs 16 beim Bewegen von Holz mit einer Frequenz von ca. 1Hz zwischen 0 Nm (z.B. Ruhemoment) und 1000 Nm (z.B. Lastmoment) wechseln.
Diese häufigen Lastwechsel können sich negativ auf die Lebensdauer eines Antriebsstranges des Nutzkraftwagens (z.B. auf die Lebensdauer der Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer und insbesondere der Federführung von Dämpferfedern des Torsionsschwingungsdämpfers) auswirken. Daher werden Konzepte vorgeschlagen, die beim Betreiben des Hydraulikkreislaufs 10 am Nebenabtrieb 16 eine geringere Anzahl an Lastwechseln am Nebenabtrieb 16 und/oder einen geringeren Verschleiß am Antriebsstrang (z.B. an den Dämpferfedern) bewirken können. Insbesondere wird vorgeschlagen, im Hydraulikkreislauf 10 einen Druckspeicher bereitzustellen, durch dessen Einsatz eine Häufigkeit der Lastwechsel am Nebenabtrieb 16 reduziert werden kann.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines entsprechenden Hydraulikkreislaufs 20 mit einem Druckzwischenspeicher 21. Zwischen dem Druckzwischenspeicher 21 und der Hydraulikpumpe 11 ist ein Zwischenspeicherventil 22 angeordnet, das über eine erste Ventilöffnung 22a einen Fluiddurchfluss von Hydraulikpumpe 11 zu Druckzwischenspeicher 21 steuern kann. Das Zwischenspeicherventil 22 weist ferner eine zweite Ventilöffnung 22b auf, die beispielsweise einen Leerlauf der Hydraulikpumpe 11 ermöglicht, während die erste Ventilöffnung 22a geschlossen ist.
Während im Beispiel der 1 immer dann, wenn der Verbraucher in einem Betrieb keinen Fluiddurchfluss benötigt (z.B. zwischen zwei Fluiddurchfluss-Pulsen), ein Lastwechsel an der Hydraulikpumpe 11 und somit am Nebenabtrieb 16 auftritt, kann durch das Bereitstellen des Druckzwischenspeichers 21 die Hydraulikpumpe 11 auch dann weiterlaufen (z.B. im Wesentlichen unter Volllast), wenn der Verbraucher 13 kurzzeitig (z.B. zwischen zwei Fluiddurchfluss-Pulsen) keinen Fluiddurchfluss benötigt. Während dieser Phase (vgl. in 3 dargestellte erste Teilphase 31) wird der Druckzwischenspeicher 21 genutzt, um das von der Hydraulikpumpe 11 gepumpte Fluid aufzunehmen und zu speichern. Somit kann am Nebenabtrieb 16 ein zumindest relativ konstantes Lastdrehmoment (z.B. mit Abweichung von weniger als 10% eines mittleren Lastdrehmoments) anliegen und der Druck im Druckzwischenspeicher 21 erhöht werden.
Beispielsweise muss erst dann, wenn der Druckzwischenspeicher 21 gefüllt ist (z.B. wenn ein vordefinierter oberer Betriebsdruck im Druckzwischenspeicher erreicht ist) die Hydraulikpumpe 11 im Durchflussbetrieb (z.B. Fluiddurchfluss im Zwischenspeicherventil 22 über die zweite Ventilöffnung 22b) betrieben werden und somit ein Lastwechsel am Nebenabtrieb erfolgen. Während die Hydraulikpumpe 11 im Leerlauf arbeitet (und somit am Nebenabtrieb ein Ruhedrehmoment) anliegt, kann der Verbraucher 13 weiter betrieben werden, indem der im Druckzwischenspeicher 21 zuvor erzeugte Druck für das Betreiben des Verbrauchers 13 genutzt wird.
Somit kann eine jeweilige Dauer von am Nebenabtrieb 16 anliegenden Lastmoment und/oder Ruhemoment durch den Druckzwischenspeicher 21 während dem Betreiben des Verbrauchers 13 erhöht werden. Am Nebenabtrieb 16 kann ein Lastwechsel mit einer zweiten Frequenz auftreten, die geringer ist, als die erste Frequenz von Fluiddurchfluss-Pulsen am Verbraucher 13. Durch die reduzierte Anzahl von Lastwechseln während des Betriebs des Verbrauchers 13 kann eine mechanische Beanspruchung und/oder ein Verschleiß des Antriebsstrangs mit dem Nebenabtrieb 16 und insbesondere eines Torsionsschwingungsdämpfers des Antriebsstrangs reduziert werden.
Mit anderen Worten wird eine Erweiterung des in 1 dargestellten Hydraulikkreislaufs 10 vorgeschlagen. Dafür wird im Hydraulikkreislauf 20 ein zusätzlicher Druckspeicher (z.B. Druckzwischenspeicher 21) bereitgestellt. Ferner kann ein zusätzliches Ventil (z.B. Zwischenspeicherventil 22) und/oder eine Ventilsteuerung 23, die mit einem Drucksensor 24 verbunden ist, zur Steuerung des Drucks im Druckspeicher 21 bereitgestellt werden. Der Druckzwischenspeicher 21, das Zwischenspeicherventil 22, die Ventilsteuerung 23 und der Drucksensor 24 können beispielsweise eine Druckspeichervorrichtung 20a bilden, die verwendet werden kann, um bestehende Hydraulikkreisläufe 10 ohne Druckzwischenspeicher nachzurüsten, sodass eine Lastwechselreduzierung an einem Nebenabtrieb 16 beim Betreiben des Hydraulikkreislaufs an dem Nebenabtrieb 16 erreicht werden kann.
Die Ölpumpe (z.B. Hydraulikpumpe 11) kann im Hydraulikkreislauf 20 mit dem Druckzwischenspeicher 21 im Gegensatz zum vorher gezeigten Hydraulikkreislauf 10 ohne Druckzwischenspeicher mit verringertem Fördervolumenstrom ausgebildet sein (z.B. kleinere/leistungsschwächere Pumpe 11). Die Hydraulikpumpe 11 kann beispielsweise einen Fördervolumenstrom Q_Pumpe bereitstellen und der Verbraucher 13 kann beispielsweise einen maximalen Volumenstrom Q_{Verbraucher;max} benötigen. Dabei kann der Fördervolumenstrom Q_Pumpe geringer sein, als der vom Verbraucher 13 maximal benötigte Volumenstrom Q_{Verbraucher;max}, da während eines Fluiddurchfluss-Pulses durch den Verbraucher 13 ein Fluiddurchfluss von der Hydraulikpumpe 11 und vom Druckzwischenspeicher 21 gemeinsam bereitgestellt werden kann.
Das Volumenstromverhältnis Q_Pumpe/Q_{Verbraucher;max} kann z.B. zwischen 0,5 und 1 liegen (während bei der in 1 gezeigten Pumpe der Volumenstrom der Pumpe dem maximal vom Verbraucher 13 benötigten Volumenstrom entsprechen kann).
Die Stärke der Lastwechselreduktion (z.B. ein Faktor, um den eine Frequenz von Lastwechseln am Nebenabtrieb im Vergleich zu Lastwechseln am Verbraucher verringert wird) ist z.B. abhängig vom Volumenstromverhältnis und von der Größe des Druckspeichers 21. Beispielsweise kann durch eine Auswahl oder Dimensionierung dieser Größen eine Optimierung des Hydraulikkreislaufs 20 für den Betrieb am Nebenabtrieb 16 erfolgen. Grundsätzlich kann eine größere Kapazität des Druckspeichers 21 und/oder ein kleineres Volumenstromverhältnis zu einer geringeren Anzahl von Lastwechseln führen. Bei einem Volumenstromverhältnis von 0,5 könnte z.B. ein durchgängiger Lastbetrieb der Hydraulikpumpe 11 während eines Betriebs des Verbrauchers 13 erreicht werden. Jedoch kann vorteilhafterweise, etwa um ein reibungsloses Betreiben des Verbrauchers 13 zu gewährleisten, ein etwas höheres Volumenstromverhältnis gewählt werden. Beispielsweise könnte ein sehr großer Druckzwischenspeicher 21 ermöglichen, einen nicht vom Verbraucher genutzten Volumenstrom des Fluids stets zu speichern. Jedoch kann insgesamt (z.B. aus Platz- und/oder Gewichtsgründen) eine obere Begrenzung der Kapazität des Druckzwischenspeichers 21 sinnvoll sein.
Beispielsweise kann eine Kapazität des Druckspeichers 2 I betragen und ein Volumenstromverhältnis den Wert 0,6 betragen. Damit kann eine Anzahl der Lastwechsel des Nebenabtriebs 16 (und z.B. der Kupplungsscheibe) gegenüber einer Anzahl an Lastwechseln am Verbraucher 13 (z.B. zwischen Fluiddurchfluss-Puls und keinem Durchfluss) um einen Faktor von z.B. 7,5 geringer sein (mit anderen Worten kann eine Reduzierung der Lastwechsel am Nebenabtrieb um z.B. 87% erreicht werden). Zum Beispiel kann der Druckzwischenspeicher 21 eine Kapazität von 2 I aufweisen. Ein unterer Betriebsdruck kann 260 bar betragen (z.B. leerer Zwischenspeicher) und/oder ein oberer Betriebsdruck kann 360 bar betragen (z.B. voller Zwischenspeicher). Der maximal benötigte Volumenstrom Q_{Verbraucher;max} kann 160 l/min betragen und der Fördervolumenstrom Q_Pumpe 96 l/min betragen. Je nach Dimensionierung der Druckspeicherkapazität und des Volumenstromverhältnis kann z.B. eine Anzahl von Lastwechseln am Nebenabtrieb 16 gegenüber einer Frequenz von Durchfluss-Pulsen am Verbraucher 13 um mehr als den Faktor von zehn (z.B. mehr als den Faktor 15 oder mehr als den Faktor 20), z.B. bis zu einem Faktor von 25 reduziert werden.
Die bereitgestellte intelligente Schaltung (z.B. Steuerung 23 der Druckspeichervorrichtung 20a) ermöglicht z.B. eine deutliche Reduktion (z.B. hinsichtlich der Frequenz oder Anzahl der Lastwechsel) der Lastwechsel zwischen ~0 und 1000 Nm, die zu mechanischer Beanspruchung führen können. An der Kupplungsscheibe des Antriebsstrangs des Nebenabtriebs 16 liegt somit über einen längeren Zeitraum (z.B. dauerhaft) ein volles Lastdrehmoment (zum Beispiel ca. 1000 Nm) an. Ausschließlich dann, wenn der Druckspeicher 21 maximal gefüllt ist (z.B. der vorbestimmte obere Druck erreicht ist), schaltet dessen Ventil (z.B. Zwischenspeicherventil 21) um und das Moment am Nebenabtrieb 16 sinkt auf das Ruhemoment (zum Beispiel ~0 Nm).
3 zeigt eine schematische Darstellung von Kenngrößen einer Hydraulikpumpe 11 und eines Druckzwischenspeichers 21 des Hydraulikkreislaufs 20 in einem Betrieb des Verbrauchers 13. Im oberen Diagramm 30a (Darstellung Drehmoment am Nebenabtrieb) ist das am Nebenabtrieb 16 anliegende (z.B. von der Ölpumpe 11 benötigte) Drehmoment dargestellt. Im unteren Diagramm 30b (Darstellung Füllung des Druckzwischenspeichers) ist der Füllzustand des Druckzwischenspeichers 21 dargestellt. Der Füllzustand ist in Prozent dargestellt, wobei 0 % einem vorbestimmten unteren Druck p_min (z.B. unterer Betriebsdruck; z.B. 300 bar) entsprechen kann und 100 % einem vorbestimmten oberen Druck p_max (z.B. oberer Betriebsdruck; z.B. 360 bar) entsprechen kann.
In den Diagrammen 30a, 30b sind ein erster Betriebsmodus, in dem der Druckzwischenspeicher im Mittel gefüllt wird (Druckerhöhung), und ein zweiter Betriebsmodus 33, in dem der Druckzwischenspeicher im Mittel geleert wird (Druckverringerung), zu erkennen. Der erste Betriebsmodus umfasst zwei Teilphasen 31, 32, insbesondere eine Mehrzahl an jeweiligen Teilphasen 31, 32. Die Teilphasen 31, 32 wechseln mit der Frequenz von Fluiddurchfluss-Pulsen, die am Verbraucher 13 benötigt werden (z.B. erste Frequenz). Der Wechsel zwischen ersten Betriebsmodus und zweiten Betriebsmodus 33 korrespondiert zu einem Lastwechsel am Nebenabtrieb 16 und findet mit einer geringeren Frequenz (z.B. zweite Frequenz) statt. Es ist zu erkennen, dass sich im Verbraucherbetrieb der erste Betriebsmodus und der zweite Betriebsmodus 33 abwechseln.
In der ersten Teilphase 31 benötigt der Verbraucher 13 keinen Fluiddurchfluss (zum Beispiel kein Öl). Die Pumpe 11 fördert in dieser Phase Öl in den Druckspeicher 21, sodass die Ölmenge im Druckspeicher 21 zunimmt, wie an der Veränderung des Füllstandes des Druckzwischenspeichers im unteren Diagramm 30b während der ersten Teilphase 31 zu erkennen ist.
In der zweiten Teilphase 32 benötigt der Verbraucher 13 dagegen einen Fluiddurchfluss (zum Beispiel Fluiddurchfluss-Puls; zum Beispiel ÖI). Dabei kann die vom Verbraucher benötigte Durchflussmenge (z.B. maximale Amplitude des Durchflussstroms) weniger als 300 l/min (z.B. weniger als 200 l/min) betragen. Beispielsweise beträgt die vom Verbraucher 13 benötigte Durchflussmenge 160 l/min, die von der Pumpe 11 (z.B. im Lastbetrieb) bereitgestellte Fördermenge 96 l/min und eine zusätzlich vom Druckspeicher 21 bereitgestellte Durchflussmenge 64 l/min. Zum Beispiel stellen während der zweiten Teilphase 32 die Pumpe 11 und der Druckzwischenspeicher 21 gemeinsam den Fluiddurchfluss für den Verbraucher 13 bereit. Während der zweiten Teilphase 32 nimmt die Ölmenge im Druckspeicher 21 ab. Jedoch kann während der zweiten Teilphase 32 weniger Öl aus dem Druckspeicher 21 abfließen, als während der ersten Teilphase 31 in den Druckspeicher 21 hineinfließt, sodass im ersten Betriebsmodus der Druck im Druckzwischenspeicher 21 im Mittel steigt.
Wenn der Druckzwischenspeicher 21 gefüllt ist (z.B. der obere Betriebsdruck p_max erreicht ist), kann der zweite Betriebsmodus 33 einsetzen. Beispielsweise erkennt der Drucksensor 24, dass Druckspeicher voll ist (z.B. wenn 360 bar erreicht sind). Entsprechend kann das Druckspeicherventil (z.B. Zwischenspeicherventil 22) umschalten (z.B. Schließen der ersten Ventilöffnung 22a und Öffnen der zweiten Ventilöffnung 22b), sodass die Pumpe 11 z.B. im Kreis fördert (mit einem korrespondierenden Drehmoment von ~0 Nm am Nebenabtrieb 16). Benötigt der Verbraucher 13 im zweiten Betriebsmodus 33 Öl (z.B. Durchfluss-Puls) wird er nur vom Druckspeicher 21 beliefert. Die Ölmenge im Druckspeicher 21 nimmt daher im zweiten Betriebsmodus 33 ab (zum Beispiel schneller als während der zweiten Teilphase 32 im ersten Betriebsmodus). Im unteren Diagramm 30b sind die Fluiddurchfluss-Pulse im zweiten Betriebsmodus 33 (abnehmender Füllzustand) und die Phasen zwischen zwei Fluiddurchfluss-Pulsen am Verbraucher 13 (konstant bleibender Füllzustand) zu erkennen. Ist der Druckspeicher 21 nahezu leer (z.B. Erreichen des unteren Betriebsdrucks p_min; z.B. 300 bar) schaltet das Speicherventil 22 wieder um, sodass die Pumpe 11 den Speicher 21 wieder füllt.
Anhand der Diagramme sind der vom Verbraucher 13 benötigte, gepulste Fluiddurchfluss (insbesondere unteres Diagramm 30b) und die Anzahl der Lastwechsel am Nebenabtrieb 16 (insbesondere oberes Diagramm 30a) zu erkennen. Dabei ist deutlich, dass die Frequenz der Lastwechsel am Nebenabtrieb 16 geringer ist, als die Frequenz der Durchfluss-Pulse am Verbraucher 13 (z.B. etwa acht Durchfluss-Pulse am Verbraucher 13 während einer Lastwechselperiode am Nebenabtrieb 16).
4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 40 zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufs an einem Nebenabtrieb eines Nutzkraftwagens. Das Verfahren 40 umfasst ein Erhöhen 41 eines Drucks in einem Druckzwischenspeicher des Hydraulikkreislaufes unter Verwendung einer am Nebenabtrieb betriebenen Hydraulikpumpe, bis ein vorbestimmter oberer Druck (z.B. oberer Betriebsdruck) im Druckzwischenspeicher erreicht ist. Bis der obere Betriebsdruck erreicht ist, kann die Hydraulikpumpe z.B. durchgängig im Lastbetrieb betrieben werden.
Das Verfahren 40 umfasst ferner ein Betreiben 42 eines Verbrauchers des Hydraulikkreislaufes unter Verwendung des Druckzwischenspeichers, nachdem der obere Betriebsdruck erreicht wurde. Dabei ist vorgesehen, dass der Verbraucher bis zum Erreichen eines vorbestimmten unteren Drucks (z.B. unteren Betriebsdrucks) im Druckzwischenspeicher ausschließlich mittels des Druckzwischenspeichers betrieben wird. Dadurch kann erreicht werden, dass die Hydraulikpumpe über eine verlängerte Zeitdauer im Leerlauf betrieben werden kann. Insgesamt kann das Verfahren 40 eine Lastwechselreduzierung am Nebenabtrieb des Kraftwagens bewirken.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Lastwechselreduzierung (z.B. bezüglich einer Anzahl an Lastwechseln; z.B. ein hydraulisches Konzept zur Lastwechselreduzierung für Kupplungsscheiben) in Nutzkraftwagen (NKW) mit getriebeabhängigem Nebenabtrieb.
Bezugszeichenliste

10, 20: Hydraulikkreislauf
10a: Tank
10b: Fluidleitung
11: Hydraulikpumpe
12: Verbraucherventil
12a: Ventilöffnung zum Verbraucher
12b: Ventilöffnung zum Tank
13: Verbraucher
14: Bedienvorrichtung
15: Motor des Nutzkraftwagens
16: Nebenabtrieb des Nutzkraftwagens
20a: Druckspeichervorrichtung
21: Druckzwischenspeicher
22: Zwischenspeicherventil
22a: Ventilöffnung zum Druckzwischenspeicher
22b: Ventilöffnung zum Tank
23: Ventilsteuerung
24: Drucksensor
30a: Darstellung Drehmoment am Nebenabtrieb
30b: Darstellung Füllstand des Druckzwischenspeichers
31: erste Teilphase des ersten Betriebsmodus
32: zweite Teilphase des ersten Betriebsmodus
33: zweiter Betriebsmodus
40: Verfahren zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufs
41: Erhöhen eines Zwischenspeicherdrucks
42: Betreiben eines Verbrauchers unter Verwendung des Druckzwischenspeichers
p_max: vorbestimmter oberer Druck
p_min: vorbestimmter unterer Druck

Claims

Hydraulikkreislauf (20), der zum Betreiben an einem Nebenabtrieb (16) eines Nutzkraftwagens ausgebildet ist, der Hydraulikkreislauf (20) umfassend: eine Hydraulikpumpe (11), die zum Betreiben mittels des Nebenabtriebs (16) ausgebildet ist, ein Verbraucherventil (12) zum Steuern eines an den Hydraulikkreislauf (20) anschließbaren Verbrauchers (13); und einen Druckzwischenspeicher (21), der im Hydraulikkreislauf (20) zwischen Hydraulikpumpe (11) und Verbraucherventil (12) angeordnet ist, wobei der Hydraulikkreislauf (20) ausgebildet ist, zum Betreiben des anschließbaren Verbrauchers (13) einen vom Verbraucher (13) benötigten Volumenstrom in einem ersten Betriebsmodus mittels der Hydraulikpumpe (11) und des Druckzwischenspeichers (21) über das Verbraucherventil (12) an den Verbraucher (13) abzugeben und in einem zweiten Betriebsmodus ausschließlich mittels des Druckzwischenspeichers (21) über das Verbraucherventil (12) an den Verbraucher (13) abzugeben.
Hydraulikkreislauf (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Hydraulikkreislauf (20) ausgebildet ist, während des Betriebs am Nebenabtrieb (16) einen Lastwechsel am Nebenabtrieb (16) zwischen einem Lastdrehmoment und einem Ruhedrehmoment mit einer Frequenz von weniger als 0,5 Hz zu bewirken und/oder am Nebenabtrieb (16) eine Anzahl von Lastwechseln, die weniger als der Hälfte von am Verbraucher (13) auftretenden Lastwechseln entspricht, zu bewirken.
Hydraulikkreislauf (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, der Hydraulikkreislauf (20) ferner umfassend: ein Zwischenspeicherventil (22, 22a), das ausgebildet ist, einen Volumenstrom von der Hydraulikpumpe (11) an den Druckzwischenspeicher (21) und das Verbraucherventil (12) zu leiten; und eine Steuervorrichtung (23) zum Steuern des Zwischenspeicherventils (22, 22a), wobei die Steuervorrichtung (23) ausgebildet ist, bei einem vorbestimmten oberen Druck (p_max) im Druckzwischenspeicher (21) das Zwischenspeicherventil (22, 22a) zu schließen und bei einem vorbestimmten unteren Druck (p_min) im Druckzwischenspeicher (21) das Zwischenspeicherventil (22, 22a) zu öffnen.
Hydraulikkreislauf (20) gemäß Anspruch 3, wobei der vorbestimmte obere Druck (p_max) höchstens 400 bar und der vorbestimmte untere Druck (p_min) zumindest 200 bar beträgt.
Hydraulikkreislauf (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Drucksensor (24) zum Messen des Drucks im Druckzwischenspeicher (21).
Hydraulikkreislauf (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckzwischenspeicher (21) ein Speichervolumen von zumindest 1 I und von höchstens 3 I aufweist.
Hydraulikkreislauf (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen am Verbraucherventil (12) angeschlossenen Verbraucher (13), wobei ein Volumenstromverhältnis zwischen einem Fördervolumenstrom der Hydraulikpumpe (11) und einem vom Verbraucher (13) benötigten Verbrauchervolumenstrom größer als 0,5 und geringer als 0,8 ist.
Druckspeichervorrichtung (20a) für einen Hydraulikkreislauf (10) eines Nutzkraftwagens, die Druckspeichervorrichtung (20a) umfassend: einen Druckzwischenspeicher (21) umfassend ein Speichervolumen von höchstens 3 I; ein Ventil (22, 22a) zum Verbinden des Druckzwischenspeichers (21) mit einer Hydraulikpumpe (11) des Hydraulikreislaufs (10); und eine Ventilsteuerung (23, 24) zum Steuern eines Fluiddurchflusses von der Hydraulikpumpe (11) zum Druckzwischenspeicher (21), wobei die Ventilsteuerung (23, 24) einen Drucksensor (24) zum Messen eines Drucks im Druckzwischenspeicher (21) umfasst; wobei die Ventilsteuerung (23, 24) ausgebildet ist, in einem ersten Betriebsmodus bis zum Erreichen eines vorbestimmten oberen Drucks (p_max) im Druckzwischenspeicher (21) das Ventil (22, 22a) zwischen Hydraulikpumpe und Druckzwischenspeicher geöffnet zu halten und in einem zweiten Betriebsmodus bis zum Erreichen eines vorbestimmten unteren Drucks (p_min) im Druckzwischenspeicher (21) das Ventil (22, 22a) zwischen Hydraulikpumpe (11) und Druckzwischenspeicher (21) geschlossen zu halten.
Nutzkraftwagen umfassend: einen Nebenabtrieb (16) umfassend einen Torsionsschwingungsdämpfer; und einen Hydraulikkreislauf (20) gemäß einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren (40) zum Betreiben eines Hydraulikkreislaufes (20) an einem Nebenabtrieb (16) eines Nutzkraftwagens, das Verfahren (40) umfassend: Erhöhen (41) eines Drucks in einem Druckzwischenspeicher (21) des Hydraulikkreislaufes (20) unter Verwendung einer am Nebenabtrieb (16) betriebenen Hydraulikpumpe (11), bis ein vorbestimmter oberer Druck (p_max) im Druckzwischenspeicher (21) erreicht wird; und Betreiben (42) eines Verbrauchers (13) des Hydraulikkreislaufes (20) unter Verwendung des Druckzwischenspeichers (21), nach dem Erreichen des vorbestimmten oberen Drucks (p_max), wobei der Verbraucher (13) bis zum Erreichen eines vorbestimmten unteren Drucks (p_min) im Druckzwischenspeicher (21) ausschließlich unter Verwendung des Druckzwischenspeichers (21) betrieben wird.