DE19741206A1 - Hydrostatisches Antriebssystem für einen im offenen Kreislauf betriebenen Verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe und einem im offenen Kreislauf angeordneten Verbraucher, wobei jeweils in der Zulaufseite und in der Ablaufseite des Verbrauchers ein Steuerventil und ein in das Steuerventil integriertes Bremsventil angeordnet sind und wobei jeweils eine Nachsaugeeinrichtung Innerhalb des Bremsventils vorgesehen ist.

Bremsventile sind in hydrostatischen Antriebssystemen vorgesehen, um Kavitation in der Zulaufseite des Verbrauchers und eine Überschreitung einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers zu verhindern. Der Verbraucher kann hierbei beispielsweise als Hydromotor eines Fahrantriebs ausgebildet sein. Derartige Betriebszustände treten auf, wenn das hydrostatische Antriebssystem abgebremst wird, sowie bei der Bergabfahrt eines mit einem hydrostatischen Fahrantriebs ausgestatteten Fahrzeugs. Hierbei wird in den Hydromotor auf der Abtriebsseite Energie eingespeist, wodurch sich die Druckverhältnisse in den Förderleitungen um kehren und der Hydromotor als Pumpe zu arbeiten beginnt, wodurch sich der Druck in der zulaufseitigen Förderleitung verringert.

Das Bremsventil wird während eines Bremsvorgangs in eine den Querschnitt der abflußseitigen Förderdruckleitung verringernde Schaltstellung beaufschlagt, wodurch in der abflußseitigen Förderdruckleitung Druckmittel aufgestaut und somit der Hydromotor gebremst wird. Durch die Abnahme des Druckes in der zulaufseitigen Förderleitung kann es am Verbraucher zu Füllungsmangel und Kavitation kommen. Um einen derartigen Füllungsmangel zu vermeiden, ist es bekannt, Nachsaugeventile vorzusehen, die in geöffneter Stellung die zulaufseitige Förderleitung mit einem Tank verbinden, wodurch Druckmittel aus dem Tank in die zulaufseitige Förderleitung strömen kann.

Aus der DE 42 35 698 ist ein gattungsgemäßes Antriebssystem mit jeweils einem in dem Steuerventil angeordneten Bremsventil bekannt. Um gegenüber separat in der Förderleitung angeordneter Nachsaugeventile den Bauraum zu verringern, ist vorgesehen, die Nachsaugeventile in den Schieberkolben anzuordnen, um eine Nachsaugung aus dem Behälter in die zulaufseitige Förderleitung zu ermöglichen. Hierbei kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, daß aufgrund der Nachsaugung aus dem Behälter an der Zulaufseite des Verbrauchers Füllungsmangel auftritt und somit Kavitation entsteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, das mit geringem baulichen Aufwand eine verbesserte Nachsaugung ermöglicht und das Auftreten von Kavitation auf der Zulaufseite des Verbrauchers wirkungsvoll vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nachsaugeeinrichtung ein Ventil aufweist, das im geöffneten Zustand die Ablaufseite mit der Zulaufseite des Verbrauchers verbindet. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht somit darin, Druckmittel für die Nachsaugung in die Zulaufseite aus der Ablaufseite des Verbrauchers zu entnehmen. Dadurch kann die Nachsaugung verbessert werden, da gegenüber einem Nachsaugeventil, das mit einem Behälter in Verbindung steht, der Druck in der Ablaufseite des Verbrauchers im Bremsbetrieb durch das Bremsventil aufgestaut wird, wodurch für die Nachsaugung ein erhöhtes Druckniveau zur Verfügung steht. Dadurch kann ausreichend Druckmittel in die Zulaufseite des Verbrauchers ein strömen, wodurch Füllungsmangel und Kavitation wirkungsvoll vermieden werden.

Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn das Ventil der Nachsaugeeinrichtung innerhalb des Bremsventils stromab der Drosselstelle des Bremsventils angeordnet ist. Die Anordnung des Nachsaugeventils unmittelbar stromab des Drosselquerschnitt des Bremsventils stellt bei einem in das Steuerventil integrierten Bremsventil die günstigste Stelle für die Entnahme des Druckmittels für die Nachsaugung dar, da stromab der Drosselstelle des Bremsventils das höchste Rücklaufdruckniveau herrscht.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nachsaugeeinrichtung ein mit einem Behälter in Verbindung stehendes zweites Ventil aufweist, das in geöffnetem Zustand die Zulaufseite mit einem Behälter verbindet und innerhalb des Bremsventils angeordnet ist. Durch das die Zulaufseite des Verbrauchers mit einem Behälter verbindende Ventil können Leckölverluste des Verbrauchers ausgeglichen werden.

Mit besonderem Vorteil sind die Ventile der Nachsaugeeinrichtung als in Richtung zur Zulaufseite öffnende, federbelastete Rückschlagventile ausgebildet. Rückschlagventile sind einfach herstellbar und können mit geringem Aufwand in den Innenraum des Bremsventil angeordnet werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß innerhalb des Bremsventils zwischen der Ablaufseite und einem Behälteranschluß ein in Richtung zum Behälter öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil angeordnet ist. Ein derartiges Rückschlagventil erhöht entsprechend der Federvorspannung das Druckniveau in der Rücklaufleitung, wodurch am Nachsaugeventil ein erhöhter Druck ansteht und somit die Nachsaugeverhältnisse verbessert werden können. Die Funktion eines derartigen Rückschlagventils kann beispielsweise eine im Innenraum des Steuerventils angeordnete Druckwaage übernehmen.

In einer Ausgestaltungsform weist das Bremsventil eine integrierte Druckbegrenzung auf, wobei das Steuerventil und das Bremsventil durch denselben Steuerdruck beaufschlagbar sind und wobei im Bremsbetrieb der das Bremsventil beaufschlagende Steuerdruck im wesentlichen unabhängig von dem das Steuerventil betätigbaren Steuerdruck in Abhängigkeit von dem zuflußseitigen Druck beeinflußbar ist und bei Überschreiten eines bestimmten abflußseitigen Druckwertes der Steuerdruck des Bremsventils von dem abflußseitigen Druck beeinflußbar ist. Dadurch kann im Bremsbetrieb des Antriebssystem eine Überlastung der Abflußseite vermieden werden, da bei Überschreiten eines festgelegten abflußseitigen Druckwertes der Steuerdruck des Bremsventils vom abflußseitigen Druck beeinflußbar ist. Infolge dessen steigt der Steuerdruck des Bremsventils an, wodurch dieses in eine den Ablaufquerschnitt zum Behälter öffnende Schaltstellung beaufschlagt wird und somit der Druck in der Ablaufseite begrenzt wird.

Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn bei einem Antriebssystem zwischen einem Steuerdruckgeber und einer Steuerfläche des Steuerventils eine Steuerdruckleitung angeordnet ist, von der eine erste, vor einer Steuerfläche des Bremsventils mündende Steuerdruckleitung abzweigt, und die Steuerfläche des Bremsventils an eine zulaufseitige Förderleitung stromab des Steuerventils mittels einer zweiten Steuerdruckleitung angeschlossen ist, in der eine Drossel und stromab der Drossel ein in Richtung zur zulaufseitigen Förderleitung öffnendes Rückschlagventil angeordnet sind, die Steuerfläche des Bremsventils durch den Druck in einer dritten Steuerdruckleitung beaufschlagbar ist, die an eine ablaufseitige Förderleitung stromauf des Bremsventils anschließbar ist, wobei in der dritten Steuerdruckleitung ein Vorsteuerelement angeordnet ist, das durch den abflußseitigen Druck in eine Öffnungsstellung betätigbar ist und eine Verbindung der abflußseitigen Förderleitung mit der Steuerfläche des Bremsventils herstellt. Im Bremsbetrieb bricht der Druck in der Zulaufseite des Verbrauchers zusammen, wodurch das Rückschlagventil in der zweiten Steuerdruckleitung öffnet somit der Steuerdruck des Bremsventils vermindert wird und dieses in eine den Ablaufquerschnitt vermindernde Schaltstellung beaufschlagt wird. Mittels der dritten Steuerdruckleitung ist die Steuerfläche des Bremsventils an die Ablaufseite angeschlossen, wobei mittels des Vorsteuerelements bei einem festgelegten Druck die Druckbegrenzung einsetzen kann.

Zweckmäßigerweise ist das Vorsteuerelement als ein in Richtung zur Steuerfläche des Bremsventils öffnendes, einstellbares Rückschlagventil ausgebildet ist, dessen Ventilkörper in Schließstellung durch die Kraft einer Feder beaufschlagbar ist, deren Vorspannung veränderbar ist. Die Vorspannung kann beispielsweise mittels einer Einstellschraube einstellbar sein. Dadurch kann der Druckwert in der Ablaufseite für das Einsetzen der Druckbegrenzung auf einfache Weise verändert werden.

Mit besonderem Vorteil sind die Steuerventile als hohlzylindrisch ausgebildete, federzentrierte Schieberkolben ausgebildet, die an den Stirnflächen erste und zweite Steuerflächen aufweisen, wobei die Ventile der Nachsaugeeinrichtung innerhalb des Schieberkolbens angeordnet sind, und in einem Gehäuse Anschlußkanäle angeordnet sind, die mit Radialdurchbrüchen der Schieberkolben in Verbindung bringbar sind. Ein derartiges kombiniertes Steuer-Bremsventil und einer in dem Schieberinnenraum angeordneten Nachsaugeeinrichtung kann auf einfache Weise hergestellt werden. Zudem beansprucht ein derartiges Ventil einen geringen Bauraum.

Bei einem als beidseitig betätigbarer Hydromotor ausgebildeten Verbraucher, ist es besonders vorteilhaft, wenn in jeder Förderleitung ein kombiniertes Steuer-Bremsventil vorgesehen ist, wobei die Steuerventile auf parallelen Ventilachsen in der Steuerbodenaufnahme des Hydromotors angeordnet sind. Durch die Integration einer Nachsaugeeinrichtung, einer Druckbegrenzung und einer Druckwaage in die Steuer-Bremsventile wird ein geringer Bauraum beansprucht, wodurch die Steuer-Bremsventile in die Steuerbodenaufnahme des Hydromotors integrierbar sind. Die Steuerbodenaufnahme des Hydromotors dient somit als Ventilgehäuse der Steuer-Bremsventile, wodurch der in der Ablaufseite des Hydromotor aufgestaute Bremsdruck direkt in der Steuerbodenaufnahme auf Tankdruck abgebaut wird und eine Nachsaugung auf direktem Weg aus der Ablaufseite in die Zulaufseite erfolgt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystem,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Steuer- und Bremsventile.

Die Fig. 1 zeigt ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe 1, deren Fördervolumen einstellbar ist, und einen an die Pumpe 1 im offenen Kreislauf angeschlossenen Verbraucher 2. Der Verbraucher 2 ist hierbei als Hydromotor mit umkehrbarer Drehrichtung ausgebildet. Die Pumpe 1 saugt aus einem Behälter 3 und fördert in eine Pumpenleitung 4, die jeweils mit dem Eingang eines kombinierten Steuer-Bremsventils 5a, 5b verbunden ist. Eingangsseitig sind die Steuer-Bremsventile 5a, 5b weiterhin jeweils an eine zu dem Behälter führende Tankleitung 7 angeschlossen. An den Ausgang der Steuer-Bremsventile 5a, 5b sind jeweils zu den beiden Verbraucheranschlüssen geführte Förderleitungen 8a und 8b angeschlossen. Ferner ist am Ausgang jedes Steuer-Bremsventile 5a, 5b eine Lastdruckerfassungsleitung 10a bzw. 10b angeschlossen, die mit einem Bedarfsstromregler 11 der Pumpe 1 in Verbindung steht.

Die Steuer-Bremsventile 5a, 5b sind als in Zwischenstellungen drosselnde Wegeventile ausgebildet und sperren in Mittelstellung die Verbindung der Pumpenleitung 4 zu den entsprechenden Förderleitungen 8a bzw. 8b. In der Schaltstellung 9 verbinden die Steuer-Bremsventile 5a bzw. 5b die Pumpenleitung 4 mit der Förderleitung 8a bzw. 8b, wobei der Lastdruck des Verbrauchers in die Lastdruckerfassungsleitungen 10a, 10b weitergeleitet wird. Die Steuer-Bremsventile 5a, 5b arbeiten somit in der Schaltstellung 9 als Steuerventile. In der Schaltstellung 10 ist der Anschluß an die Pumpenleitung 4 gesperrt und die Verbindung der Förderleitung 8a bzw. 8b mit der Tankleitung 7 hergestellt. In dieser Schaltstellung weisen die Steuer-Bremsventile 5a bzw. 5b die Funktion eines Bremsventils auf.

Das Steuer-Bremsventile 5a weist eine Steuerfläche 20a auf, die mit einem in einer Steuerdruckleitung 30a geführten Steuerdruck X beaufschlagbar ist. In der Steuerdruckleitung 30a ist ein in Richtung zur Steuerfläche 20a öffnendes Drosselrückschlagventil 40a angeordnet. Strom auf des Drosselrückschlagventil 40a zweigt von der Steuerdruckleitung 30a eine erste Steuerdruckleitung 31b ab, die zu einer Steuerfläche 21b des Steuer-Bremsventile 5b geführt ist. In entsprechender Weise ist zu einer Steuerfläche 20b des Steuer-Bremsventile 5b eine mit Steuerdruck Y beaufschlagbare Steuerdruckleitung 30b geführt, in der ein Drosselrückschlagventil 40b angeordnet ist, wobei stromauf des Drosselrückschlagventils 40b eine Steuerdruckleitung 31a zu der der Steuerfläche 20a gegenüberliegenden Steuerfläche 21a des Steuer-Bremsventile 5a geführt ist.

In der Steuerdruckleitung 31a ist eine Drossel 50a und ein in Richtung zur Steuerfläche 21a öffnendes Drosselrückschlagventil 51a vorgesehen. In der Steuerdruckleitung 31b ist entsprechend eine Drossel 50b und ein Drosselrückschlagventil 51b, dessen Rückschlagventil in Richtung zur Steuerfläche 21b des Steuer-Bremsventils 5b öffnet, vorgesehen. Zusätzlich ist zur Steuerfläche 21b des Steuer-Bremsventils 5b eine zweite Steuerdruckleitung 32b geführt, die an die Förderleitung 8a angeschlossen ist. In der Steuerdruckleitung 32b ist eine Drossel 52b und ein in Richtung zur Förderleitung 8a öffnendes Rückschlagventil 53b angeordnet. In analoger Weise ist eine zweite Steuerdruckleitung 32a zur Beaufschlagung der Steuerfläche 21a des Steuer-Bremsventils 5a vorgesehen, die an die Förderleitung 8b angeschlossen ist und in der eine Drossel 52a und ein in Richtung zur Förderleitung 8b öffnendes Rückschlagventil 53a vorgesehen ist.

Zusätzlich ist an die Steuerfläche 21a des Steuer-Bremsventils 5a eine dritte Steuerdruckleitung 33a geführt, die mit der Förderleitung 8a in Verbindung steht, wobei in der dritten Steuerdruckleitung 33a ein in Richtung zur Steuerfläche 21a öffnendes einstellbares Rückschlagventil 54a vorgesehen ist. Auf dieselbe Weise ist an die Steuerfläche 21b des Steuer-Bremsventils 5b eine dritte Steuerdruckleitung 33b geführt, die an die Förderleitung 8b angeschlossen ist und in der ein in Richtung zur Steuerfläche 21b öffnendes, einstellbares Rückschlagventil 54b angeordnet ist.

Bei einer Beaufschlagung der Steuerfläche 20a bzw. 20b mit Steuerdruck X bzw. Y werden die Steuer-Bremsventile 5a bzw. 5b in die Schaltstellung 9 ausgelenkt, wodurch diese als Steuerventil arbeiten. Bei einer Beaufschlagung der Steuerflächen 21a bzw. 21b mit Steuerdruck Y bzw. X werden die Steuer-Bremsventile 5a bzw. 5b in die Schaltstellung 10 ausgelenkt und weisen in entsprechenden Betriebszuständen die Funktion des Bremsventils auf.

Die Fig. 2 zeigt eine Längsschnitt durch die kombinierten Steuer-Bremsventile 5a und 5b, die jeweils als Längsschieberventil in Hohlkolbenbauweise ausgebildet sind. Die Steuer-Bremsventile 5a und 5b sind auf parallelen Ventilachsen angeordnet und bestehen aus jeweils einem in einer Gehäusebohrung 101 bzw. 102 eines Gehäuses 100 längsbewegbaren, federzentrierten Schieberkolben 60 bzw. 70. In dem Gehäuse 100 ist ein an die Pumpenleitung 4 der Pumpe angeschlossener Pumpenkanal P vorgesehen, der an einen Ringkanal 110 des Steuer-Bremsventils 5a und einen Ringkanal 111 des Steuer-Bremsventils 5b angeschlossen ist. Das Steuer-Bremsventil 5a ist mit Ringkanälen 112, 113 in Verbindung bringbar, die an die Förderleitungen 8a bzw. 8b angeschlossen sind. In analoger Weise sind an die Förderleitungen 8a, 8b angeschlossenen Ringkanäle 114, 115 im Bereich des Steuer-Bremsventils 5b vorgesehen. Die Ringkanäle 112 und 114 sowie 113 und 115 stehen jeweils miteinander in Verbindung. Bei der Ausbildung des Verbrauchers als Hydromotor können die Ringkanäle 112, 114 sowie 113, 115 in die Steuerbodenaufnahme übergehen und die Steuernieren bilden. Desweiteren sind an jedem Steuer-Bremsventil 5a, 5b zwei Ringkanäle 118, 119 bzw. 116, 117 vorgesehen, die an einen gemeinsamen mit der Tankleitung 7 in Verbindung stehenden Tankkanal T angeschlossen sind. An jedem Steuer-Bremsventil 5a, 5b ist ein weiterer Ringkanal 120 bzw. 121 vorgesehen, der an die jeweilige Lastdruckerfassungsleitung angeschlossen ist. Die Steuer-Bremsventile 5a, 5b werden durch den Pumpenkanal P und den Tankkanal T umströmt. Die an die Förderleitungen 4 angeschlossenen Kanäle 110, 111 stehen hierzu miteinander in Verbindung.

Die Gehäusebohrungen 101, 102 des Gehäuses 100 sind an beiden Seiten mittels jeweils eines Ventildeckels 103, 104 verschließbar. Das Steuer-Bremsventil 5a weist an der Stirnfläche des Schieberkolbens 60 eine Steuerfläche 20a auf, die mit dem Ventildeckel 103 einen Steuerdruckraum 20 bildet. Der Steuerdruckraum 20 und der an die Steuerdruckleitung 30a angeschlossen ist, in der das Drosselrückschlagventil 40a angeordnet ist. Strom auf des Drosselrückschlagventil 40a ist die erste Steuerdruckleitung 31b an die Steuerdruckleitung 30a angeschlossen, die an einen Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5b angeschlossen ist, der von der an der Stirnfläche des Schieberkolbens 70 angeordneten Steuerfläche 21b und dem Ventildeckel 103 gebildet ist. In der Steuerdruckleitung 31b ist das Drosselrückschlagventil 51b und die Drossel 50b angeordnet. Der Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5b steht weiterhin mit einer zweiten Steuerdruckleitung 32b in Verbindung, die an die Förderleitung 8a angeschlossen ist und in der das Rückschlagventil 53b sowie die Drossel 52b angeordnet ist. Eine dritte den Steuerdruckraum 21 beaufschlagende Steuerdruckleitung 33b ist an die Förderleitung 8b angeschlossen, wobei in der Steuerdruckleitung 33b das in Richtung zur Förderleitung 8b öffnende, einstellbare Rückschlagventil 54b angeordnet ist.

In analoger Weise bildet die Stirnfläche des Schieberkolbens 70 im Ventildeckel 104 einen Steuerdruckraum 20 des Steuer-Bremsventils 5b, der an die Steuerdruckleitung 30b angeschlossen ist. Stromauf des in der Steuerdruckleitung 30b angeordneten Drosselrückschlagventils 40b zweigt die zum Steuerdruckraum 21, der aus der an der Stirnfläche des Schieberkolbens 60 angeordneten Steuerfläche 21a und dem Ventildeckel 104 gebildet ist, des Steuer-Bremsventils 5a geführte Steuerdruckleitung 31a ab. In der Steuerdruckleitung 31a ist die Drossel 50a und das Drosselrückschlagventil 51a angeordnet sind. Der Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5a ist weiterhin an die zweite Steuerdruckleitung 32a und die dritte Steuerdruckleitung 33a angeschlossen. Die Steuerdruckleitung 32a ist an die Förderleitung 8b angeschlossen und weist das in Richtung zur Förderleitung 8b öffnende Rückschlagventil 53a sowie die Drossel 52a auf. Die Steuerdruckleitung 33a steht mit der Förderdruckleitung 8a in Verbindung und ist mit dem in Richtung zum Steuerdruckraum 21 öffnenden, einstellbaren Rückschlagventil 54a versehen.

Der Schieberkolben 60 des Steuer-Bremsventils 5a ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Innenraum 330a auf, der mittels Radialdurchbrüchen an die Ringkanäle 110, 112, 113, 118, 119 und 121 anschließbar ist. Im Innenraum 330a ist ein Druckwaage 320a vorgesehen, die in geöffnetem Zustand die Verbindung des an den Pumpenkanal P anschließbaren Ringkanals 110 mit dem an die Förderdruckleitung 8a in Verbindung bringbaren Ringkanal 112 über die entsprechenden Radialdurchbrüche freigibt.

Erfindungsgemäß ist eine Nachsaugeeinrichtung vorgesehen, die aus einem Ventil 300a besteht, das im Schieberinnenraum 300a zwischen den in der entsprechenden Schaltstellung zu dem Ringkanal 112 und dem Ringkanal 113, die mit den Förderleitungen 8a, 8b verbunden sind, führenden Radialdurchbrüchen angeordnet ist. Weiterhin ist ein zum Innenraum 300a öffnendes zweites Ventil 310a vorgesehen, das an den mit der Tankleitung 7 in Verbindung stehenden Ringkanal 119 anschließbar ist. Das Ventil 300a sowie das Ventil 310a sind jeweils als federbelastete Rückschlagventile ausgebildet.

In analoger Weise ist der Innenraum 330b des Ventilkörper 70 des Steuer-Bremsventils 5b mittels Radialdurchbrüchen an die Ringkanäle 111, 114, 115, 116, 117 sowie 120 anschließbar. Im Innenraum 330b ist ebenfalls eine Druckwaage 320b angeordnet, die bei einer entsprechenden Ansteuerung des Steuer-Bremsventils 5b die Verbindung der mit dem Pumpenkanal P in Verbindung bringbaren Radialdurchbrüche mit den zur Förderleitung 8b führenden Radialdurchbrüchen freigibt. Im Innenraum 330b ist weiterhin eine aus dem Ventil 300b sowie dem zweiten Ventil 310b gebildete Nachsaugeeinrichtung vorgesehen. Das Ventil 310b verbindet im geöffneten Zustand den Innenraum 300b mit dem an den Tankkanal T angeschlossenen Ringkanal 116. Zwischen den im angesteuerten Zustand des Steuer-Bremsventils 5b mit den Ringkanälen 115 und 114 in Verbindung bringbaren Radialdurchbrüchen ist das Ventil 300b angeordnet.

Das Antriebssystem arbeitet wie folgt:
Bei einer Beaufschlagung der Steuerdruckleitung 30a mit einem Steuerdruck X baut sich ein Druck im Steuerdruckraum 20 des Steuer-Bremsventils 5a und im Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils Sb. Der Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5a und der Steuerdruckraum 20 des Steuer-Bremsventils 5b sind über die Drosselrückschlagventile 51a und 40b druckentlastet, wodurch sich ab einem bestimmten Druckwert die Schieberkolben 60, 70 des Steuer-Bremsventils 5a und 5b entgegen der Kraft der Federn nach in der Figur rechts bewegen. Das Steuer-Bremsventil 5a gibt somit die Verbindung des an den Pumpenkanal P angeschlossenen Ringkanal 111 mit dem Schieberinneraum 330a frei, wodurch die Druckwaage 320a ausgelenkt wird und Druckmittel über den Ringkanal 112 zur Förderdruckleitung 8a strömt. Der Lastdruck des Verbrauchers wird an der Druckwaage 320a erfaßt und in den mit der Lastdruckerfassungsleitung in Verbindung stehenden Ringkanal 121 sowie den Federraum der Druckwaage 320a geleitet. Das Steuer-Bremsventil 5b öffnet die Verbindung des an die Förderdruckleitung 8b angeschlossenen Ringkanals 115 mit dem Schieberinneraum 330b. Die Druckwaage 320b wird dadurch nach in der Figur rechts ausgelenkt, wodurch Druckmittel von der Förderleitung 8b zu dem mit dem Tankkanal T in Verbindung stehenden Ringkanal 117 strömt. Der Federraum der Druckwaage 320b ist hierbei tankentlastet, wodurch die Druckwaage 320b als Rückschlagventil arbeitet. Das Ventil 300b sowie das Ventil 310b werden durch den an der zulaufseitigen Förderleitung 8a anstehenden Hochdruck in die Schließstellung beaufschlagt, um zu verhindern, daß Druckmittel von der zulaufseitigen Förderleitung 8a zur ablaufseitigen Förderleitung 8b strömt.

Das Steuer-Bremsventil 5a arbeitet somit als Steuerventil und das Steuer-Bremsventil 5b als Bremsventil. Die Förderdruckleitung 8a bildet die Zulaufseite A und die Förderdruckleitung 8b die Ablaufseite B des Verbrauchers.

Fährt ein mit dem beschriebenen hydrostatischen Antriebssystem als Fahrantrieb ausgestattetes Fahrzeug eine Berg hinab, so wird die aus der Hangabtriebskraft resultierende Energie des Fahrzeugs auf die Abtriebsseite des Hydromotors eingespeist, wodurch sich die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht und somit der Hydromotor mehr Druckmittel benötigt als diesem durch das Steuerventil zuströmen kann. Infolge dessen sinkt der Druck in der zulaufseitigen Förderdruckleitung 8a ab. Unterschreitet der Zulaufdruck den Wert des Steuerdrucks X im Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5b, öffnet das Rückschlagventil 53b in der Steuerdruckleitung 32b, wodurch sich der Druck im Steuerdruckraum 21 abbaut und der Schieberkolben 70 des Steuer-Bremsventils 5b durch die Kraft der Feder nach in der Figur links bewegt wird. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt vom Ringkanal 115 in den Schieberinnenraum 330b verringert, so daß in der ablaufseitigen Förderleitung 8b Druckmittel aufgestaut wird. Dadurch kehren sich die Druckverhältnisse um, wodurch der Hydromotor als Pumpe arbeitet und abgebremst wird.

Die Drossel 50b in der Steuerdruckleitung 31b und die Drossel 52b in der Steuerdruckleitung 32b sind derart abgestimmt, daß der als Bremsventil wirkende Schieberkolben 70 des Steuer-Bremsventils 5b vollständig schließen kann, ohne daß der Zulaufdruck unter einen bestimmten Wert absinkt. Zudem verhindern diese, daß der im Steuerdruckraum 20 anstehende Steuerdruck X des als Steuerventil arbeitenden Steuer-Bremsventil 5a absinkt und sich der Schieberkolben 60 in Schließstellung bewegt, wodurch der zufließende Druckmittelstrom vermindert würde. Es findet somit keine Mitkopplung statt, bei der es zu einem instabilen Bremsvorgang kommen kann.

Auf dieselbe Weise kann durch eine Verringerung des Steuerdrucks eine Verringerung des Volumenstroms erreicht werden, wodurch das Fahrzeug gezielt abgebremst wird.

Um zu verhindern, daß an der Ablaufseite 8b während der Bremsphase unzulässig hohe Drücke auftreten, ist eine Druckbegrenzung vorgesehen, die das als Rückschlagventil 54b ausgebildeten Vorsteuerelement in der Steuerdruckleitung 33b aufweist. Übersteigt der Druck in der ablaufseitigen Förderleitung 8b des Verbrauchers den am Rückschlagventil 54b eingestellten Druckwert, wird dieses in die Öffnungsstellung beaufschlagt und stellt die Verbindung der Förderleitung 8b mit dem Steuerdruckraum 21 des Steuer-Bremsventils 5b her. Dadurch gelangt ein Steuerölvolumenstrom in den Steuerdruckraum 21, wodurch der Druck im Steuerdruckraum 21 ansteigt und der Schieberkolben 70 des Steuer-Bremsventils 5b nach in der Figur rechts ausgelenkt wird. Der Schieberkolben 70 gibt somit eine größeren Öffnungsquerschnitt vom Ringkanal 115 in den Schieberinnenraum 330b frei. Der Schieberkolben 70 öffnet hierbei soweit, daß an der ablaufseitigen Förderleitung 8b der Einstellwert der Druckbegrenzung nicht überschritten wird. Das Drosselrückschlagventil 51b in der Steuerdruckleitung 31b verhindert hierbei, daß der Steuerdruck im Steuerdruckraum 20 des Steuer-Bremsventils 5 und somit die Funktion des Steuerventils 5 beeinflußt wird.

Das Vorsteuerelement in Form des Rückschlagventils 54b in der Steuerdruckleitung 32b zusammen mit dem Schieberkolben 70 als Hauptstufe verhindert somit, daß der Druck in der abflußseitigen Förderleitung 8b den zulässigen Bremsdruck übersteigt wobei im gesamten Betriebsbereich keine Druckspitzen auftreten. Durch die Vorsteuerung wird somit auf einfache Weise ein Gleichdruckverhalten in der Druckbegrenzung erzielt.

Um in der Bremsphase Füllungsmangel und Kavitation in der Zulaufseite 8a des Verbrauchers zu verhindern, ist an dem als Bremsventil arbeitenden Steuer-Bremsventil 5b erfindungsgemäß eine Nachsaugeeinrichtung vorgesehen. Diese weist das Ventil 300b auf. Das Ventil 300b wird durch den im Schieberinneraum 330b aufgestauten Bremsdruck in die Öffnungsstellung beaufschlagt, sobald der Druck in der zulaufseitigen Förderleitung 8a und somit im Ringkanal 114 den Druck im Schieberinnenraum 330b und somit in der ablaufseitigen Förderleitung 8b unterschreitet. Durch das Ventil 300b kann somit Druckmittel aus der Förderleitung 8b zur Förderleitung 8a und somit von der Ablaufseite B zur Zulaufseite A des Verbrauchers strömen. Das Nachsaugeventil 300b ist im Schieberinnenraum 330b des Bremsventils 5b angeordnet und wird durch den Rücklaufdruck unmittelbar stromab des Drosselquerschnitts des Bremsventils beaufschlagt, der von dem mit dem Ringkanal 115 in Verbindung bringbaren Radialdurchbrüchen gebildet wird. Dadurch steht für die Entnahme des Nachsaugevolumenstroms der höchste Rücklaufdruck zur Verfügung. Die Druckwaage 320b im Schieberinnenraum 330b des Bremsventils arbeitet während eines Bremsvorgangs als Rückschlagventil und erhöht entsprechend der Federvorspannung den Rücklaufdruck. Dadurch werden die Nachsaugeverhältnisse verbessert.

Durch das mit der Tankleitung 7 in Verbindung stehende Rückschlagventil 310b können Leckölverluste des Verbrauchers ausgeglichen werden, indem Druckmittel von der Tankleitung 7 zur Förderleitung 8a und somit zur Zulaufseite 8a des Verbrauchers strömen kann.

In dem als Steuerventil wirkenden Schieberkolben 60 des Steuer-Bremsventils 5a sind durch den in der ablaufseitigen Förderleitung 8b angestauten Bremsdruck das Nachsaugeventil 300a und das Rückschlagventil 310a geschlossen. Dadurch wird sichergestellt, daß Druckmittel lediglich über den vorgesehenen Drosselquerschnitt von der Ablaufseite 8b in den Schieberinnenraum 330b des Steuer-Bremsventils 5b strömen kann und somit ein sicheres Abbremsen ermöglicht wird.

Im obenstehenden Beispiel ist lediglich die Beaufschlagung des Steuerdruckraums 20 des Steuer-Bremsventils 5a und des Steuerdruckraums 21 des Steuer-Bremsventils 5b mit Steuerdruck X beschrieben. Die aufgezeigten Zusammenhänge treten jedoch in analoger Weise bei einer Beaufschlagung des Steuerdruckraums 21 des Steuer-Bremsventils 5a und des Steuerdruckraums 20 des Steuer-Bremsventils 5b mit Steuerdruck Y auf und somit einer Umkehrung der Bewegungsrichtung des Verbrauchers auf, wobei sich hierbei die Funktionen der Steuer-Bremsventile 5a und 5b vertauschen. Das Steuer-Bremsventil 5b arbeitet somit als Steuerventil und das Steuer-Bremsventil 5a als Bremsventil. Die Förderleitung 8b wird zur Zulaufseite B und die Förderleitung 8a zur Abflußseite A.

Claims (10)

1. Hydrostatisches Antriebssystem mit einer Pumpe und einem im offenen Kreislauf angeordneten Verbraucher, wobei jeweils in der Zulaufseite (A; B) und in der Ablaufseite (B; A) des Verbrauchers ein Steuerventil (5a; 5b) und ein in das Steuerventil (5a; 5b) integriertes Bremsventil (5b; 5a) angeordnet sind und wobei jeweils eine Nachsaugeeinrichtung innerhalb des Bremsventils (5b; 5a) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachsaugeeinrichtung ein Ventil (300b; 300a) aufweist, das im geöffneten Zustand die Ablaufseite (B; A) mit der Zulaufseite (A; B) des Verbrauchers (2) verbindet.

2. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (300b; 300a) der Nachsaugeeinrichtung innerhalb des Bremsventils (5b; 5a) stromab der Drosselstelle des Bremsventils (5b; 5a) angeordnet ist.

3. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachsaugeeinrichtung ein mit einem Behälter (3) in Verbindung stehendes zweites Ventil (310b; 310a) aufweist, das in geöffnetem Zustand die Zulaufseite (A; B) mit einem Behälter (3) verbindet und innerhalb des Bremsventils (5b; 5a) angeordnet ist.

4. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (300b, 310b; 300a, 310a) der Nachsaugeeinrichtung als in Richtung zur Zulaufseite (A; B) öffnende, federbelastete Rückschlagventile ausgebildet sind.

5. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Bremsventils (5b; 5a) zwischen der Ablaufseite (B; A) und einem Behälteranschluß (T) ein in Richtung zum Behälter öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil (320b; 320a) angeordnet ist.

6. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (5b; 5a) eine integrierte Druckbegrenzung aufweist und wobei das Steuerventil (5a; 5b) und das Bremsventil (5b; 5a) durch denselben Steuerdruck (X; Y) beaufschlagbar sind, und wobei im Bremsbetrieb der das Bremsventil (5b; 5a) beaufschlagende Steuerdruck (X; Y) im wesentlichen unabhängig von dem das Steuerventil (5a; 5b) betätigbaren Steuerdruck (X; Y) in Abhängigkeit von dem zuflußseitigen Druck beeinflußbar ist und bei Überschreiten eines bestimmten abflußseitigen Druckwertes der Steuerdruck (X; Y) des Bremsventils (5b, 5a) von dem abflußseitigen Druck beeinflußbar ist.

7. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, wobei zwischen einem Steuerdruckgeber und einer Steuerfläche (20a; 20b) des Steuerventils (5a; 5b) eine Steuerdruckleitung (30a; 30b) angeordnet ist, von der eine erste, vor einer Steuerfläche (21b; 21a) des Bremsventils (5b; 5a) mündende Steuerdruckleitung (31b; 31a) abzweigt, und die Steuerfläche (21b; 21a) des Bremsventils (5b; 5a) an eine zulaufseitige Förderleitung (8a; 8b) stromab des Steuerventils (5a; 5b) mittels einer zweiten Steuerdruckleitung (32b; 32a) angeschlossen ist, in der eine Drossel (52b; 52a) und stromab der Drossel ein in Richtung zur zulaufseitigen Förderleitung (8a; 8b) öffnendes Rückschlagventil (53b; 53a) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (21b; 21a) des Bremsventils (5b; 5a) durch den Druck in einer dritten Steuerdruckleitung (33b; 33a) beaufschlagbar ist, die an eine ablaufseitige Förderleitung (8b, 8a) stromauf des Bremsventils (5b; 5a) anschließbar ist, wobei in der dritten Steuerdruckleitung (33b; 33a) ein Vorsteuerelement (54b; 54a) angeordnet ist, das durch den abflußseitigen Druck in eine Öffnungsstellung betätigbar ist und eine Verbindung der abflußseitigen Förderleitung (8b; 8a) mit der Steuerfläche (21b; 21a) des Bremsventils (5b; 5a) herstellt.

8. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerelement (54b; 54a) als ein in Richtung zur Steuerfläche (21b; 21a) des Bremsventils (5b; 5a) öffnendes, einstellbares Rückschlagventil ausgebildet ist, dessen Ventilkörper in Schließstellung durch die Kraft einer Feder beaufschlagbar ist, deren Vorspannung veränderbar ist.

9. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (5a; 5b) als hohlzylindrisch ausgebildete, federzentrierte Schieberkolben (60; 70) ausgebildet sind, die an den Stirnflächen erste und zweite Steuerflächen (20a, 21a; 20b, 21b) aufweisen, wobei die Ventile (310a, 320a; 310b, 320b) der Nachsaugeeinrichtung innerhalb des Schieberkolbens (60; 70) angeordnet sind, und in einem Gehäuse (100) Anschlußkanäle angeordnet sind, die mit Radialdurchbrüchen der Schieberkolben (60; 70) in Verbindung bring bar sind.

10. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verbraucher (2) als beidseitig betätigbarer Hydromotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Förderleitung (8a, 8b) ein kombiniertes Steuer-Bremsventil (5a; 5b) vorgesehen ist, wobei die Steuer-Bremsventil (5a; 5b) auf parallelen Ventilachsen in der Steuerbodenaufnahme des Hydromotors angeordnet sind.