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Die
Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem für ein Fahrzeug,
insbesondere ein Flurförderzeug,
mit einem hydrostatischen Fahrantrieb, einer Arbeitshydraulik und
einer hydraulischen Lenkung.
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Der
hydrostatische Fahrantrieb eines derartigen Antriebssystems für ein Fahrzeug,
beispielsweise für
einen Gabelstapler oder einen Radlader, besteht in der Regel aus
einer im Fördervolumen
verstellbaren Pumpe und mindestens einem an die Pumpe im geschlossenen
Kreislauf angeschlossenen Fahrmotor. Zur Versorgung der Arbeitshydraulik ist
eine weitere Pumpe mit konstantem Fördervolumen vorgesehen, die
im offenen Kreislauf aus einem Behälter Druckmittel ansaugt und
bei unbetätigter
Arbeitshydraulik in den Behälter
zurückfördert. Zur
Versorgung der hydraulischen Lenkung ist eine weitere Pumpe vorgesehen,
die ebenfalls ein konstantes Fördervolumen
aufweist und im offenen Kreislauf betrieben wird. Diese Pumpe kann
weiterhin zur Versorgung der Steuerfunktionen, beispielsweise der
Feststellbremse sowie einer die Verstelleinrichtung der Pumpe des
Fahrantriebs beaufschlagenden Steuereinrichtung verwendet werden.
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Derartige
Antriebssysteme bestehen somit aus mehreren Pumpen, beispielsweise
drei Pumpen, um den Fahrantrieb, die Lenkung und die Arbeitshydraulik
mit Druckmittel zu versorgen. Dadurch ergibt sich ein hoher Platzbedarf
für das
Antriebssystem. Zudem werden alle Pumpen von einem Antriebsmotor
ständig
angetrieben, obwohl in der Regel nur eine oder zwei Pumpen während des
Betriebs des Fahrzeugs gleichzeitig benutzt werden. Dadurch entstehen
entsprechende Leerlaufverluste, die zu einem schlechten Wirkungsgrad
des Antriebssystems führen.
Darüber
hinaus ergibt sich durch den ständigen Betrieb
aller Pumpen unnötiger
Verschleiß.
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Bei
einem Fahrantrieb im geschlossenen Kreislauf ergeben sich zudem
die nachfolgend beschriebenen Probleme:
Während des Betriebs des Fahrantriebs
tritt an der Pumpe und dem Fahrmotor von der Hochdruckseite auf
die Niederdruckseite des hydraulischen Kreislaufs Leckage auf. Aufgrund
pulsationsmindernder konstruktiver Maßnahmen an der Pumpe übersteigt hierbei
die Leckage der Pumpe die Leckage des Fahrmotors.
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Befindet
sich der Fahrantrieb im Zugbetrieb und wird die Pumpe mit einer
bestimmten Fördervolumeneinstellung
und Drehzahl betrieben, ergibt sich ein Volumenstrom, der bei gegebener
Schluckvolumeneinstellung des Fahrmotors einer Solldrehzahl des
Fahrmotors und somit einer Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht.
Aufgrund der Leckage an der Pumpe und dem Fahrmotor kann jedoch
lediglich der um die Leckage der Pumpe und des Fahrmotors verringerte
Volumenstrom der Pumpe in eine Drehzahl des Fahrmotors umgewandelt
werden kann. Am Fahrmotor stellt sich somit eine Drehzahl ein, die
um das Maß der
Leckage geringer als die Solldrehzahl ist. Dadurch ergibt sich im
Zugbetrieb eine tatsächliche
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die um die an der Pumpe und dem
Fahrmotor auftretende Leckage niedriger als die an der Pumpe eingestellte Sollgeschwindigkeit
des Fahrzeugs ist.
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Fährt bei
unveränderter
Einstellung der Pumpe und des Fahrmotors das Fahrzeug eine abschüssige Steigung
hinab, geht der Fahrantrieb in den Schubbetrieb über. Der Fahrmotor beginnt
als Pumpe und die Pumpe als Motor zu arbeiten, wodurch sich die
Hochdruckseite und die Niederdruckseite des hydraulischen Kreislaufs
umdrehen und der Fahrmotor Druckmittel zur Pumpe fördert. Am
Fahrmotor stellt sich hierbei eine Drehzahl ein, die um die Leckage
der Pumpe und des Fahrmotors höher
als die an der Pumpe eingestellten Solldrehzahl des Fahrmotors ist.
Es ergibt sich somit eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die
um die an dem Fahrmotor und der Pumpe auftretende Leckage höher als
die an der Pumpe eingestellte Sollgeschwindigkeit ist. Beim Übergang
vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb tritt somit eine Geschwindigkeitszunahme
des Fahrzeugs auf, die der doppelten Leckage am Fahrmotor und der
Pumpe entspricht. Da hierbei die Leckage der Pumpe die Leckage des
Fahrmotors übersteigt,
wird die Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs vom Zug- in den Schubbetrieb
im wesentlichen von der Leckage der Pumpe bestimmt.
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Die
Geschwindigkeitszunahme vom Zug- in den Schubbetrieb eines mit einem
geschlossenen Fahrantriebs ausgestatteten Fahrzeugs wird noch verstärkt, da
die als Motor arbeitende Pumpe von dem als Pumpe arbeitenden Fahrmotor
angetrieben und somit Energie auf die Abtriebsseite des Antriebsmotors
eingespeist wird. Der Antriebsmotor wird hierdurch hochgedreht,
wodurch die als Motor arbeitende Pumpe mit einer höheren Drehzahl
betrieben wird und somit ebenfalls der Fahrmotor mit einer höheren Drehzahl
betrieben werden kann. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Übergang
vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb nimmt somit auch durch das Hochdrehen
des Antriebsmotors zu.
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Die
Zunahme der Drehzahl des Antriebsmotors führt darüber hinaus zu einer Erhöhung der
Geräuschentwicklung.
Da die Bremswirkung weiterhin durch das von dem Antriebsmotor aufnehmbare Bremsmoment
vorgegeben ist, kann es bei leerem Fahrzeug zu einer hohen Bremswirkung
kommen, wohingegen bei voll beladenem Fahrzeug das Bremsmoment des
Antriebsmotors nicht ausreicht, das Fahrzeug abzubremsen, wodurch
sich eine geringe Bremswirkung einstellt und der Antriebsmotor auf
unzulässig
hohe Drehzahlwerte hochgedreht wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches
Antriebssystem zur Verfügung
zu stellen, das einen geringen Bauraumbedarf aufweist und bei der Änderung
vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb ein verbessertes Betriebsverhalten
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß zur
Versorgung des Fahrantriebs, der Arbeitshydraulik sowie der Lenkung
eine im offenen Kreislauf betriebene, hydraulische Pumpe mit verstellbarem
Fördervolumen
vorgesehen ist, die in eine Förderleitung
fördert,
in der ein Fahrventil zur Beaufschlagung des Fahrantriebs angeordnet
ist, das mit einer zu einem Behälter
führenden
Ablaufleitung in Verbindung steht und mit zum Fahrantrieb führenden
Förderleitungen
in Verbindung bringbar ist, wobei in der Förderleitung sowie in der Ablaufleitung
jeweils ein Stromregler vorgesehen ist, der jeweils von dem Druck
stromauf der Drosselstelle des Fahrventils in Schließrichtung
und dem Druck stromab der Drosselstelle des Fahrventils sowie einer
Feder in Öffnungsrichtung
beaufschlagbar ist.
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Durch
die Verwendung einer einzigen Pumpe zur gleichzeitigen Versorgung
des Fahrantriebs, der Arbeitshydraulik und der Lenkung und somit
dem Wegfall zusätzlicher
Pumpen ergibt sich ein geringer Bauraumbedarf. Zudem kann durch
die Verwendung lediglich einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe
der Förderstrom
der Pumpe dem Förderstrombedarf
der Verbraucher in entsprechenden Betriebssituationen angepaßt werden,
wodurch sich eine verbesserte Energieausnutzung ergibt. Das in der
Förderleitung
der Pumpe angeordnete Fahrventil ermöglicht auf einfache Weise den
Betrieb der Fahrmotoren in beiden Bewegungsrichtungen und somit
die Vorwärts-
und Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs. Durch den Betrieb der Fahrmotoren im offenen Kreislauf sind
dieser im Schubbetrieb von der Pumpe entkoppelt, wodurch die Leckage
der Pumpe und die Drehzahlerhöhung
des Antriebsmotors beim Übergang vom
Zug- in den Schubbetrieb zu keiner Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs
führt.
Die Stromregler im Zulauf und Ablauf des Fahrventils, die jeweils von
der an der Drosselstelle, die von dem Zulaufquerschnitt bzw. dem
Ablaufquerschnitt des Fahrventils gebildet ist, im Zu- und Ablauf
des Fahrventils anstehenden Druckdifferenz gesteuert sind, ermöglichen,
daß die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs der an der Drosselstelle des Fahrventils
eingestellten Fahrgeschwindigkeit entspricht. Der zulaufseitige,
in der Förderleitung
angeordnete Stromregler bewirkt hierbei, daß das Fahrzeug die am Zulaufquerschnitt des
Fahrventil angesteuerte Fahrgeschwindigkeit beibehält, wenn
sich der Druck in der Förderleitung durch
die Betätigung
weiterer Verbraucher, beispielsweise der Arbeitshydraulik oder der
Lenkung ändert. Bei
einer Bergabfahrt können
die Fahrmotoren durch den in der Ablaufleitung angeordnete Stromregler
lediglich den am Ablaufquerschnitt eingestellten Druckmittelstrom
fördern.
Der ablaufseitige Stromregler baut einen Bremsdruck auf, wodurch
das Fahrzeug abgebremst wird. Das Fahrzeug hält hierbei die am Ablaufquerschnitt
des Fahrventil eingestellte Fahrgeschwindigkeit bei. Durch die Entkopplung
der Fahrmotoren von der Pumpe im Schubbetrieb wird der Antriebsmotor
nicht hochgedreht, wodurch ebenfalls keine zusätzliche Geräuschentwicklung entsteht. Die Bremsverzögerung ist
durch den in der Ablaufleitung angeordneten Stromregler festgelegt
und somit vom Bremsmoment des Antriebsmotors unabhängig.
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Mit
besonderem Vorteil ist das Fahrventil als in Zwischenstellungen
drosselndes, federzentriertes Wegeventil mit einer geschlossenen
Mittelstellung ausgebildet, das je nach Auslenkung einen Zulaufquerschnitt
und einen Ablaufquerschnitt freigibt. Mit einem derartigen Fahrventil
kann auf einfache Weise die Fahrgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des
Fahrzeugs gesteuert werden.
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Der
Zulaufquerschnitt und der Ablaufquerschnitt des Fahrventils sind
vorzugsweise gleich groß.
Dadurch wird auf einfache Weise erzielt, daß die Fahrmotoren zwischen
den Stromreglern fest eingespannt sind und somit das Fahrzeug die
am Fahrventil angesteuerte Geschwindigkeit beibehält, falls der
Druck in der Förderleitung
durch andere Verbraucher ansteigt oder bei einem Wechsel von einem Zug-
in einen Schubbetrieb, beispielsweise während der Bergabfahrt oder
dem Bremsbetrieb des Fahrzeugs.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn am Fahrventil ein Feinsteuerbereich vorgesehen
ist, bei dem bei einer geringer Auslenkung des Fahrventils der Ablaufquerschnitt
kleiner als der Zulaufquerschnitt des Fahrventils ist. Dadurch wird
der Fahrantrieb verspannt, wodurch bei geringer Fahrgeschwindigkeit ein
feinfühliges
Fahren des Fahrzeugs ermöglicht wird.
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Um
bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Verluste zu minimieren, kann zudem
vorgesehen werden, daß im
Bereich der maximalen Auslenkung des Fahrventils der Ablaufquerschnitt
größer als
der Zulaufquerschnitt des Fahrventils ist.
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Mit
besonderem Vorteil zweigt von der Förderleitung stromauf des Stromreglers
eine Förderzweigleitung
ab, die mit der Lenkung und der Arbeitshydraulik in Verbindung bringbar
ist. Die Versorgung der Lenkung und der Arbeitshydraulik erfolgt
somit im Nebenstrom. Dadurch kann mit geringem baulichem Aufwand
die Pumpe zur Versorgung der Arbeitshydraulik und der Lenkung verwendet
werden.
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In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der in
der Förderleitung
angeordnete Stromregler in Abhängigkeit
der Betätigung
der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkung in die Schließrichtung
beaufschlagbar ist. Dadurch wird erreicht, daß in Betriebszuständen, in
denen neben dem Fahrantrieb die Arbeitshydraulik und/oder die Lenkung
betätigt
ist und die von den Verbrauchern angeforderte Druckmittelmenge die
von der Pumpe lieferbare Druckmittelmenge übersteigt, die von der Pumpe
dem Fahrventil zuströmende
Druckmittelmenge vermindert werden kann. Dadurch kann ein Druckmittelmangel
an der Arbeitshydraulik und der Lenkung vermieden werden. Die Arbeitshydraulik und
die Lenkung werden somit vorrangig mit Druckmittel versorgt. Der
in der Förderleitung
angeordnete Stromregler dient hierbei gleichzeitig als Prioritätsventil
für die
Arbeitshydraulik und die Lenkung, wodurch auf eine am Abzweig der
Förderzweigleitung von
der Förderleitung
angeordnetes Prioritätsventil verzichtet
werden kann. Dadurch ergeben sich in der Förderleitung von der Pumpe zu
den Fahrmotoren geringe Druckverluste, wodurch das Antriebssystem mit
geringen Verlusten betreibbar ist.
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Mit
besonderem Vorteil ist in der Förderzweigleitung
ein Prioritätsventil
für die
Lenkung vorgesehen ist, das die Förderzweigleitung in einer ersten Schaltstellung
mit einer Zulaufleitung der Lenkung und in einer zweiten Schaltstellung
mit der Zulaufleitung der Lenkung sowie einer Zulaufleitung der
Arbeitshydraulik verbindet, wobei das Prioritätsventil in Richtung der ersten
Schaltstellung von einer Feder und dem Lastdruck der als Load-Sensing-Lenkung ausgebildeten
Lenkung und in Richtung der zweiten Schaltstellung von dem Druck
in der Zulaufleitung der Lenkung beaufschlagbar ist. Durch das Prioritätsventil
wird die Lenkung als sicherheitsrelevantes Bauteil vor der Arbeitshydraulik
bevorzugt mit Druckmittel versorgt. In Betriebszuständen, in
den somit neben den Fahrantrieb, die Arbeitshydraulik und die Lenkung
betätigt
wird und der von den Verbrauchern angeforderte Druckmittelstrom
den von der Pumpe lieferbaren Förderstrom übersteigt,
wird somit die Lenkung als sicherheitsrelevantes Bauteil mit erster
Priorität
mit Druckmittel versorgt.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn in der Förderzweigleitung
stromauf des Prioritätsventils
der Lenkung ein Druckminderventil angeordnet ist. Durch das Druckminderventil
kann der Druck in der Förderzweigleitung
begrenzt werden. Es ist somit möglich, die
Förderzweigleitung
vom hohen Druck der zum Fahrantrieb führenden Förderleitung zu entkoppeln und
auf übliche
Druckwerte für
die Arbeitshydraulik und die Lenkung zu vermindern. Dadurch können in der
Förderzweigleitung
auf übliche
Druckwerte ausgelegte Komponenten der Arbeitshydraulik und der Lenkung
verwendet werden. Zudem dient das Druckminderventil als Maximaldruckbegrenzung
für die
Arbeitshydraulik, wodurch auf ein Druckbegrenzungsventil im Arbeitskreis
verzichtet werden kann.
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Bei
einem hydrostatischen Antriebssystem mit einer Einspeiseeinrichtung
für den
hydrostatischen Fahrantrieb ist in einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, daß an
die Zulaufleitung der Arbeitshydraulik oder der Förderzweigleitung
eine Speiseleitung der Einspeisevorrichtung angeschlossen ist. Eine
Einspeisevorrichtung im Fahrantrieb stellt sicher, daß Lecköl an den
Fahrmotoren ausgeglichen und somit Kavitation vermieden wird. Durch die
Entnahme des Speiseöls
des Fahrkreislaufs aus der Förderzweigleitung
oder der Zulaufleitung der Arbeitshydraulik wird erreicht, daß die Arbeitshydraulik erst
nach der Lenkung und der Einspeisung mit Druckmittel versorgt wird.
Dadurch wird sichergestellt, daß in
der Einspeisevorrichtung genügend Druckmittel
zur Verfügung
steht und Kavitation an den Fahrmotoren vermieden wird.
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Mit
besonderem Vorteil ist in der Speiseleitung ein Druckminderventil
vorgesehen. Dadurch kann der Druck in der Speiseleitung auf einen
unterhalb des Druckes in der Zulaufleitung der Arbeitshydraulik üblichen
Wert begrenzt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es weiterhin, wenn ein die Verstelleinrichtung der
Pumpe beaufschlagender Bedarfsstromregler vorgesehen ist, der in Richtung
einer Förderstromverminderung
der Pumpe von dem Druck in der Förderleitung
und in Richtung einer Förderstromerhöhung von
dem höchsten
Lastdrucksignal des Fahrantriebs, der Arbeitshydraulik und der Lenkung
beaufschlagbar ist. Die Fördermenge
der Pumpe kann dadurch auf einfache Weise dem Druckmittelbedarf
des Fahrantriebs, der Arbeitshydraulik sowie der Lenkung angepaßt werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der
Ablaufleitung des Fahrventils stromab des Stromreglers ein Ventil
vorgesehen ist, das in einer ersten Schaltstellung die Ablaufleitung mit
dem Behälter
verbindet und in einer zweiten Schaltstellung mit der Speiseleitung,
wobei das Ventil in Richtung zur zweiten Schaltstellung von einer
Feder und in Richtung zur ersten Schaltstellung von dem Druck in
der Speiseleitung beaufschlagbar ist. Durch das Ventil wird erreicht,
daß bei
einer Unterversorgung des Fahrantriebs mit Druckmittel, d. h. bei
einem Betriebszustand, in dem der Zulaufleitung der Fahrmotoren
weniger Druckmittel zuströmt
als es der am Zulaufquerschnitt des Fahrventils eingestellten Druckmittelmenge
entspricht und somit die Einspeisevorrichtung die fehlende Druckmittelmenge
in der Zulaufseite ergänzt,
die Ablaufleitung mit der Speiseleitung verbunden werden kann und
somit das in der Ablaufleitung zurückströmende Druckmittel der Zulaufseite
des Fahrantriebs über
die Einspeisevorrichtung zuströmen
kann. Während
eines derartigen Betriebszustandes befindet sich der Fahrantrieb
in einem Freilaufzustand, in dem sich der Vortrieb des Fahrzeugs
vermindert und das Fahrzeug durch die kinetische Energie ausrollt.
Ein derartiger Betriebszustand tritt beispielsweise beim Übergang
vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb des Fahrantriebs auf, wobei die
Fahrmotoren an der Zulaufseite mehr Druckmittel anfordern als durch
die Pumpe zur Verfügung
gestellt wird und die Nachsaugeventile die fehlende Druckmittelmenge
an der Zulaufseite ergänzen.
Derartige Betriebszustände
können
somit bei der Bergabfahrt oder bei der gleichzeitigen Beaufschlagung
zusätzlicher
Verbraucher beispielsweise der Arbeitshydraulik und der Lenkung
auftreten.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrventil hydraulisch
betätigbar,
wobei an die Steuerflächen
des Fahrventils Steuerdruckzweigleitungen geführt sind, in denen jeweils
ein Druckminderventil vorgesehen ist, die einen Steuerdruck in Abhängigkeit
der Auslenkung eines Betätigungselements
erzeugen. Dadurch kann auf einfache Weise das Fahrventil in Abhängigkeit
von der Auslenkung des Betätigungselements,
beispielsweise eines Pedals, betätigt
werden.
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Zweckmäßigerweise
sind die Steuerdruckzweigleitungen an eine Steuerdruckleitung angeschlossen
sind, die an die Förderzweigleitung
stromab des Druckminderventils angeschlossen ist. Das Druckmittel
zur Betätigung
des Fahrventils wird somit aus der Förderzweigleitung vor der Lenkung
entnommen.
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Mit
besonderem Vorteil sind die Steuerdruckzweigleitungen an eine Steuerdruckleitung
angeschlossen, die an die Speiseleitung stromab des Druckminderventils
angeschlossen ist. Dadurch steht in der Steuerdruckleitung das Druckniveau
in der Speiseleitung an, wodurch sich ein geringer Bauaufwand ergibt,
da auf eine weitere Druckminderung in der Steuerdruckleitung verzichtet
werden kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Feststellbremseinrichtung
des Fahrantriebs vorgesehen ist, die ein Feststellbremsventil und
eine zu der Feststellbremseinrichtung führende Bremsleitung aufweist,
wobei die Feststellbremseinrichtung mittels eines in der Bremsleitung
anstehenden Druckes gelöst
werden kann. Die Feststellbremseinrichtung kann beispielsweise als
Federspeicherbremse ausgebildet sein. Sobald das Feststellbremsventil
entsprechend betätigt
ist und ein Druck in der Bremsleitung ansteht, ist das Fahrzeug
mittels des Fahrantriebs betreibbar.
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Mit
besonderem Vorteil ist das Feststellbremsventil mittels eines Betätigungselements
betätigbar
und in der Steuerdruckleitung angeordnet, wobei stromab des Feststellbremsventils
an die Steuerdruckleitung die Bremsleitung angeschlossen ist. Das
Druckmittel zum Lösen
der Feststellbremse wird somit dem Steuerkreislauf des Fahrventils
entnommen.
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Zweckmäßigerweise
verbindet das Feststellbremsventil in einer ersten Schaltstellung
die Steuerdruckleitung mit den Steuerdruckzweigleitungen und der
Bremsleitung und in einer zweiten Schaltstellung die Steuerdruckzweigleitungen
sowie die Bremsleitung mit einem Behälter. Dadurch wird erreicht,
daß bei
betätigter
Feststellbremse und somit einer druckentlasteten Bremsleitung ebenfalls
die Steuerdruckzweigleitungen druckentlastet sind und somit das Fahrventil
nicht angesteuert werden kann. Zudem ist bei einer Beschädigung der
Steuerdruckzweigleitungen und somit einem Druckabfall in den Steuerdruckzweigleitungen
ebenfalls die Bremsleitung druckentlastet, wodurch die Feststellbremseinrichtung
in Richtung zur Bremsstellung beaufschlagt wird. Dadurch ist ein
sicherer Betrieb des Fahrzeugs möglich.
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Zweckmäßigerweise
ist das Feststellbremsventil als Druckminderventil ausgebildet.
Dadurch kann bei einer an die Förderzweigleitung
angeschlossenen Steuerdruckleitung der Druck zum Lösen der
Feststellbremseinrichtung auf einfache Weise begrenzt werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist in der Lastdruckmeldeleitung des Fahrventils
ein den maximalen Druck absicherndes Druckbegrenzungsventil vorgesehen.
Dadurch kann der Maximaldruck des Antriebssystems auf einfache Weise
begrenzt werden.
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Von
Vorteil ist weiterhin, wenn in der Lastdruckmeldeleitung der Lenkung
ein den maximalen Druck absicherndes Druckbegrenzungsventil vorgesehen
ist. Der Maximaldruck der Lenkung kann somit unabhängig vom
Maximaldruck der Arbeitshydraulik eingestellt werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine elektronische Steuereinrichtung
vorgesehen ist, die mit einer Drehzahlstelleinrichtung des Antriebsmotors
in Wirkverbindung steht und die Drehzahl in Abhängigkeit der Betätigung des
Fahrventils und/oder der Arbeitshydraulik steuert. Die Drehzahl
des Antriebsmotors und somit der Pumpe ist in Abhängigkeit
von der Betätigung
des Fahrantriebs und der Arbeitshydraulik einstellbar. Dadurch kann
die Fördermenge
der Pumpe durch eine Erhöhung
der Drehzahl des Antriebsmotors verschiedenen Betriebszuständen angepaßt werden.
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Mit
besonderem Vorteil sind die Druckminderventile zur Betätigung des
Fahrventils in Richtung eines Steuerdruckaufbaus elektrisch ansteuerbar und
stehen mit der elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung.
Dadurch kann auf einfache Weise der Steuerdruck in den Steuerdruckzweigleitungen zur
Betätigung
des Fahrventils eingestellt werden. Zudem wird auf einfache Weise
ermöglicht,
daß bei einem
Stromausfall die Druckminderventile in Richtung eines Steuerdruckabbaus
beaufschlagt sind, wodurch das Fahrventil in die Mittelstellung
ausgelenkt wird und der Fahrantrieb gesperrt ist. Dadurch ist ein
sicherer Betrieb des Fahrzeugs möglich.
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Zweckmäßigerweise
weist hierzu das Betätigungselement
zur Ansteuerung des Fahrventils eine mit der elektronischen Steuereinrichtung
in Verbindung stehende Sensoreinrichtung auf. Das Betätigungselement
stellt somit ein Sollwertsignal zur Verfügung, entsprechend dem die
elektronische Steuereinrichtung die Druckminderventile ansteuert
und somit das Fahrventil betätigt
wird.
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Besonders
zweckmäßig ist
es weiterhin, wenn an den Wegeventilen der Arbeitshydraulik die Auslenkung
erfassende Sensoreinrichtungen vorgesehen sind. Die Drehzahl des
Antriebsmotors ist somit entsprechend den von den Sensoreinrichtungen gelieferten
Sollwerten bei der Betätigung
der Arbeitshydraulik veränderbar.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinrichtung
eine Drückungsregelung
aufweist, wobei eine die Istdrehzahl des Antriebsmotors erfassende
Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Die an der Drehzahlstelleinrichtung
eingestellte Solldrehzahl des Antriebsmotors kann somit mit der
durch die Sensoreinrichtung erfaßten Istdrehzahl verglichen
werden. Bei einer auftretenden Drehzahldrückung des Antriebsmotors können somit
entlastende Maßnahmen
durchgeführt werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist hierbei die in Richtung einer Verminderung
der Pumpenfördermenge wirkende
Steuerfläche
des Bedarfsstromreglers an die Steuerdruckleitung mittels einer
Zweigleitung anschließbar,
wobei in der zum Bedarfsstromregler führenden Zweigleitung ein elektrisch
ansteuerbares, mit der elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung
stehendes Druckminderventil vorgesehen ist. Dadurch kann die Einstellung
der Pumpe in Richtung einer Förderstromverminderung
von der elektronischen Steuereinrichtung verändert werden, wodurch der Antriebsmotor
beispielsweise bei einer auftretenden Drehzahldrückung entlastet wird.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß von der
Steuerdruckleitung eine mit der in Schließrichtung wirkenden Steuerfläche des
in der Förderleitung
angeordneten Stromreglers in Verbindung stehende Zweigleitung abzweigt,
in der ein Druckminderventil angeordnet ist, das in Abhängigkeit
der Betätigung
der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkung einen die Stromregler
in die Schließstellung beaufschlagenden
Steuerdruck erzeugt. Mit einem derartigen Druckminderventil, dessen
Ausgangsdruck die in Schließrichtung
wirkende Steuerfläche des
Stromreglers beaufschlagt, kann der Zulauf des Fahrventils auf einfache
Weise in Abhängigkeit
der Betätigung
der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkung verringert werden und
der Stromregler zusätzlich
als Prioritätsventil
für die
Lenkung und die Arbeitshydraulik verwendet werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Druckminderventil als elektrisch
ansteuerbares, mit der elektronischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung
stehendes Druckminderventil ausgebildet ist. Bei der Betätigung der
Arbeitshydraulik kann durch die elektronische Steuereinrichtung
anhand der die Auslenkung der Wegeventile erfassenden Sensoreinrichtungen
der Druckmittelbedarf für
die Arbeitshydraulik bestimmt werden. Übersteigt hierbei der vom Fahrantrieb
und der Arbeitshydraulik angeforderte Druckmittelbedarf den von
der Pumpe lieferbaren Förderstrom
kann der Zulauf des Fahrantriebs durch eine Ansteuerung des Druckminderventils
und somit einer Beaufschlagung des Stromreglers in die Schließrichtung
verringert werden. Zudem kann durch ein elektrisch angesteuertes
Druckminderventil bei einer Drehzahldrückung des Antriebsmotors der Stromregler
in die Schließstellung
beaufschlagbar, wodurch der Fahrantrieb in einen Freilaufzustand
geschaltet wird und somit der Antriebsmotor entlastet wird.
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Mit
besonderem Vorteil weist das Druckminderventil eine Zylinder-Kolben-Anordnung
auf, mit der ein den Stromregler in Schließrichtung beaufschlagender
Steuerdruck erzeugbar ist. Dadurch kann ebenfalls in Abhängigkeit
der Betätigung
der Lenkung und der Arbeitshydraulik der Zulauf zum Fahrantrieb
verringert werden.
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Besonders
zweckmäßig ist
es hierbei, wenn die Zylinder-Kolben-Anordnung einen in einem Gehäuse längsverschiebbaren
Kolben aufweist, der mittels eines Betätigungsmittels auf ein Ventilelement des
Druckminderventils einwirkt, wobei an den Stirnseiten des Kolbens
eine in Richtung eines Steuerdruckaufbaus wirkende erste Wirkfläche und
eine in Richtung eines Steuerdruckabbaus wirkende zweite Wirkfläche gebildet
ist, wobei die erste Wirkfläche von
dem Lastdruck der Arbeitshydraulik und/oder der Lenkung sowie einer
Feder und die zweite Wirkfläche von
dem Druck in der Förderleitung
stromauf des Stromreglers beaufschlagbar ist. Dadurch kann weiterhin
bei der gleichzeitigen Betätigung
der Lenkung und des Fahrantriebs im Falle eines die Fördermenge
der Pumpe übersteigenden
Druckmittelbedarfs der Zulauf zum Fahrantrieb vermindert werden.
Dadurch wird erreicht, daß während allen
Betriebszuständen
ein Druckmittelmangel an der Lenkung vermieden wird und die Lenkung
mit Druckmittel versorgt wird. Das Fahrzeug bleibt somit stets manövrierfähig. Die
Betätigung
der Lenkung und/oder der Arbeitshydraulik wird hierbei durch den
entsprechenden Lastdruck erfaßt.
Das Lastdrucksignal der Lenkung oder der Arbeitshydraulik wirkt
hierbei dem Förderdruck
der Pumpe am Kolben entgegen. Sobald der Lastdruck der Lenkung oder
der Arbeitshydraulik und die Kraft der Feder den Förderdruck
der Pumpe übersteigt,
wird der Kolben in Richtung eines Steuerdruckaufbaus ausgelenkt
und somit der Stromregler in die Schließrichtung beaufschlagt. Der
Zulauf zum Fahrantrieb wird somit vermindert. In einem Betriebszustand,
in dem neben dem Fahrantrieb die Lenkung oder die Arbeitshydraulik
betätigt
ist und der Bedarf der angesteuerten Verbraucher den Förderstrom
der Pumpe übersteigt,
beispielsweise das Lastdrucksignal der Lenkung oder der Arbeitshydraulik
keine Förderstromerhöhung der
Pumpe bewirken kann, da beispielsweise die Pumpe voll ausgeschwenkt
ist oder die Drückungsregelung
eine weitere Ausschwenkung der Pumpe verhindert, wird somit ein Druckmittelmangel
an der Lenkung oder der Arbeitshydraulik vermieden. Es ist somit
möglich,
bei einem bevorstehenden Druckmittelmangel an der Lenkung oder der
Arbeitshydraulik den Zufluß zum
Fahrantrieb zu vermindern und somit die Lenkung und die Arbeitshydraulik
vor dem Fahrantrieb mit Druckmittel zu versorgen.
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Zweckmäßigerweise
ist an die erste Wirkfläche
eine Lastdruckmeldeleitung geführt,
die an den Ausgang eines Wechselventils angeschlossen ist, das eingangsseitig
an die Lastdruckmeldeleitung der Lenkung und die Lastdruckmeldeleitung
der Arbeitshydraulik angeschlossen ist. Dadurch ist es auf einfache
Weise möglich,
den Lastdruck der Arbeitshydraulik oder der Lenkung an die Zylinder-Kolben-Anordnung
zu führen.
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Mit
besonderem Vorteil sind die Stromregler in das Fahrventil integriert.
Dadurch beanspruchen die Stromregler einen geringen Bauraum. Zudem
ergibt sich ein geringer baulicher Aufwand, da die Steuerdruckleitungen
zur Beaufschlagung der Stromregler im Fahrventil angeordnet werden
können.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn in der Zulaufleitung der Arbeitshydraulik
eine Eingangsdruckwaage vorgesehen ist, die in Richtung einer Durchflußstellung
von der Kraft einer Feder und dem Lastdruck der Arbeitshydraulik
und in Richtung einer Sperrstellung von dem Druck in der Zulaufleitung stromab
der Stromregler beaufschlagbar ist. Die Eingangsdruckwaage sperrt
somit den Zulauf zur Arbeitshydraulik, wenn kein Verbraucher der
Arbeitshydraulik betätigt
ist. Dadurch wird der dem Fahrantrieb zufließende Förderstrom bei unbetätigter Arbeitshydraulik
nicht vermindert.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Dabei
zeigt
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1 einen
Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
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2 eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems
und
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3 eine
weitere Ausgestaltungsform des Antriebssystems.
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Das
in der 1 dargestellte Antriebssystem weist eine Pumpe 1 auf,
die von einem Antriebsmotors 2, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, angetrieben
ist. Mittels einer federbelasteten Zylinder-Kolben-Anordnung 3,
die auf die Verstelleinrichtung der Pumpe 1 einwirkt, ist
die Fördermenge
der Pumpe 1 veränderbar.
Die Pumpe 1 arbeitet im offenen Kreislauf und saugt Druckmittel
aus einem Behälter 4 an
und fördert
in eine Förderleitung 5.
Der Behälter 4 ist
hierbei vorgespannt.
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An
die Förderleitung 5 ist
eine Förderzweigleitung 58 angeschlossen,
in der ein Druckminderventil 6 angeordnet ist. Durch das
Druckminderventil 6 ist der Druck in der Förderzweigleitung 5a auf
ein Wert unterhalb des Druckes in der Förderleitung 5 begrenzbar.
Stromab des Druckminderventils 6 ist ein Prioritätsventil 7 angeordnet,
das in der gezeichneten Stellung die Förderleitung 5a mit
der Zulaufleitung 8 einer als Load-Sensing-Lenkung ausgebildeten
Lenkung 9 verbindet. In dieser Schaltstellung wird der
Förderstrom
in der Förderzweigleitung 5a der Pumpe 1 ausschließlich der
Lenkung 9 zugeführt. Das
Prioritätsventil 7 ist
in Richtung dieser Schaltstellung von dem in einer Lastdruckmeldeleitung 10 der Lenkung 9 geführten Lastdruck
der Lenkung 9 sowie der Kraft einer Feder 11 beaufschlagbar.
In Richtung der in der Figur rechts dargestellten Schaltstellung
ist das Prioritätsventil 7 durch
den Druck in der Zulaufleitung 8 beaufschlagt. Sobald die
Druckdifferenz der Zulaufleitung 8 und der Lastdruckmeldeleitung 10 ausreicht,
um die Kraft der Feder 11 zu überwinden, wird das Prioritätsventil 8 in
die nach der Figur rechts dargestellten Schaltstellung beaufschlagt.
In dieser Schaltstellung ist die Förderleitung 5a an
die Zulaufleitung 8 der Lenkung 9 und die Zulaufleitung 12 der Arbeitshydraulik 13 angeschlossen.
Zur Begrenzung des maximalen Druckes in der Lenkung 9 ist
in einer Lastdruckmeldeleitung 10 ein auf den maximalen Druck
der Lenkung 9 eingestelltes Druckbegrenzungsventil 51 vorgesehen.
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Von
der Zulaufleitung 12 der Arbeitshydraulik 13 zweigt
eine Speiseleitung 14 ab, die an eine Einspeisevorrichtung 15 eines
Fahrantriebs 16 angeschlossen ist. In der Speiseleitung 14 ist
ein Druckminderventil 17 vorgesehen, mit dem der Druck
in der Speiseleitung 14 begrenzbar ist.
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Die
Einspeisevorrichtung 15 besteht aus kombinierten Druckbegrenzungs-
und Nachsaugeventilen, mit denen einerseits der Fahrantrieb 16 mittels
der Druckbegrenzungsventile vor einer Überlastung und andererseits
mittels der Nachsaugeventile vor Kavitation geschützt wird.
Der Fahrantrieb 16 weist beispielsweise zwei Fahrmotoren 18a, 18b mit konstantem
Fördervolumen
auf. Die Fahrmotoren können
jedoch ebenfalls mit verstellbarem Fördervolumen ausgebildet werden.
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In
der Förderleitung 5 ist
stromab des Abzweigs der Förderzweigleitung 5a ein
Fahrventil 19 angeordnet. An das Fahrventils 19 sind
Förderleitungen 20a, 20b angeschlossen,
die zu den Anschlüssen
der Fahrmotoren 18a, 18b führen. An das Fahrventil 19 ist
weiterhin eine Lastdruckmeldeleitung 21 angeschlossen,
die den stromab des Fahrventils 19 anstehenden Lastdruck
der Fahrmotoren 18a, 18b erfaßt. Das Fahrventils 19 ist
weiterhin an eine zum Behälter 4 führende Ablaufleitung 22 angeschlossen, in
der ein Kühler 22a vorgesehen
ist. Das Fahrventil 19 ist als in Zwischenstellungen drosselndes
Wegeventil mit einer geschlossenen Mittelstellung ausgebildet. In
der Ablaufleitung 22 ist ein Stromregler 23 angeordnet,
der in Richtung einer Durchflußstellung von
dem Druck in der Ablaufleitung 22 stromauf des Stromreglers 23 sowie
der Kraft einer Feder und in Sperrstellung von dem Druck in der
Förderleitung 20b bzw. 20a und
somit dem Druck stromauf der Drosselstelle des Fahrventils 20 in
der Ablaufleitung 22 beaufschlagbar ist. In der Förderleitung 5 ist stromab
des Abzweigs der Förderzweigleitung 5a ebenfalls
ein Stromregler 24 vorgesehen, der in Richtung einer Sperrstellung
von dem Druck in der Förderleitung 5 stromab
des Stromreglers 24 und in Richtung einer Durchflußstellung
von dem Druck stromab der Drosselstelle des Fahrventils 19 und
somit des Lastdrucks der Fahrmotoren 18a, 18b sowie einer
Feder beaufschlagbar ist. Hierzu ist die Lastdruckmeldeleitung 21 an
die in Durchflußstellung
wirkende Steuerfläche
des Stromreglers 24 geführt.
Der Stromregler 23 ist somit von dem sich am Ablaufquerschnitt
einstellenden Druckabfall und der Stromregler 24 vom dem
sich am Zulaufquerschnitt einstellenden Druckabfall des Fahrventils 19 gesteuert.
In der Lastdruckmeldeleitung 21 ist ein Druckbegrenzungsventil 50 angeordnet,
das auf den maximalen Druck des Fahrantriebs 16 eingestellt
ist.
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In
der gezeigten Mittelstellung des Fahrventils 19 sind die
Anschlüsse
gesperrt, wodurch der Fahrantrieb 16 blockiert ist. In
den in der Figur links bzw. rechts gezeigten Schaltstellungen ist
die Förderleitung 5 mit
der Förderleitungen 20a bzw. 20b und
die Rücklaufleitung 22 mit
den Förderleitungen 20b bzw. 20a verbunden,
wodurch die Fahrmotoren 18a, 18b in beiden Richtungen
betreibbar sind.
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Die
Betätigung
des Fahrventils 19 erfolgt mittels eines in Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b geführten Steuerdrucks.
Die Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25a zweigen
von einer Steuerdruckleitung 25 ab, die an die Förderzweigleitung 5a stromab
des Druckminderventils 6 angeschlossen ist.
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Zur
Erzeugung eines Steuerdrucks ist in den Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b jeweils
ein Druckminderventile 26a bzw. 26b vorgesehen.
Die Druckminderventile 26a, 26b sind elektrisch
ansteuerbar und stehen hierzu mit einer elektronischen Steuereinrichtung 27 in
Wirkverbindung. Die elektronische Steuereinrichtung 27 ist
weiterhin an eine Sensoreinrichtung 28 angeschlossen, die
die Auslenkung eines Betätigungselements 29,
beispielsweise einer Doppelpedalanordnung, erfaßt. Bei einer Auslenkung des
Betätigungselements 29 steuert
die elektronische Steuereinrichtung 27 das entsprechende
Druckminderventil 26a, 26b an, wodurch die Steuerfläche des
Fahrventils 19 mit Steuerdruck beaufschlagt wird und somit
das Fahrventil 19 ausgelenkt wird.
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An
den Fahrmotoren 18a, 18b ist jeweils eine Feststellbremseinrichtung 30a, 30b,
beispielsweise eine Federspeicherbremse, vorgesehen, die mittels eines
in einer Bremsleitung 31 anstehenden Druckes gelöst werden
kann. Die Bremsleitung 31 ist an die Steuerdruckleitung 25 angeschlossen,
wobei stromauf des Anschlusses der Bremsleitung 31 an die Steuerdruckleitung 25 ein
Feststellbremsventil 32 vorgesehen ist. Das Feststellbremsventil 32 ist
mittels eines Betätigungselements 33,
beispielsweise eines Bremspedals, betätigbar. Das Feststellbremsventil 32 ist
als Druckminderventil ausgebildet und an einen Behälter anschließbar. Dadurch
kann der Druck in den Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b und
der Bremsleitung 31 begrenzt werden.
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Bei
betätigtem
Betätigungselement 33 sind die
Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b und die Bremsleitung 31 mit
dem Behälter
verbunden, wodurch die Feststellbremseinrichtung 30a, 30b durch die
Kraft der Feder einfällt
und das Fahrzeug abgebremst wird. Durch die Verbindung der Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b mit
der Bremsleitung 31 kann bei in Bremsstellung befindlicher
Feststellbremseinrichtung 30a, 30b das Fahrventil 19 nicht
betätigt werden.
Bei einer Betätigung
der Betätigungselements 33 der
Festsellbremseinrichtung 30a, 30b wird somit das Fahrventil 19 durch
die Rückstellfedern
in die Mittelstellung ausgelenkt und kann nicht mehr angesteuert
werden, wodurch der Fahrantrieb 16 blockiert ist.
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Die
Zylinder-Kolben-Anordnung 3 der Pumpe 1 ist mittels
eines an die Förderleitung 5 angeschlossenen
Bedarfsstromreglers 34 beaufschlagbar. Der Bedarfsstromregler 34 ist
in Richtung einer Förderstromverringerung
der Pumpe 1 durch den Druck in der Förderleitung 5 beaufschlagbar.
In Richtung einer Fördermengenerhöhung ist
der Bedarfsstromregler 34 durch eine Feder und den Lastdruck des
Fahrantriebs 16, dem Lastdruck der Lenkung 9 sowie
dem Lastdruck der Arbeitshydraulik 13 beaufschlagbar. Hierzu
ist eine Wechselventilkette 35 vorgesehen, die an die Lastdruckmeldeleitung 21 des Fahrantriebs 16,
die Lastdruckmeldeleitung 10 der Lenkung 9 sowie
eine Lastdruckmeldeleitung 36 der Arbeitshydraulik 13 angeschlossen
ist, wodurch der höchste
der anstehenden Lastdrücke
an der entsprechenden Steuerfläche
Bedarfsstromregler 34 ansteht.
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Die
elektronische Steuereinrichtung 27 steht weiterhin ausgangsseitig
mit einer Drehzahleinstelleinrichtung 37 des Antriebsmotors 2 in
Wirkverbindung. Eingangsseitig steht die elektronische Steuereinrichtung 27 zudem
mit an den Wegeventilen 38 der Arbeitshydraulik 13 angeordneten
Sensoreinrichtungen 39 in Verbindung, die die Auslenkung
der Wegeventile 38 erfassen. Die Arbeitshydraulik 13 weist für jeden
Verbraucher, beispielsweise dem Hubzylinder und dem Neigungszylinder
eines Hubmastes eines Flurförderzeugs
und gegebenenfalls weiteren Verbrauchern jeweils ein Wegeventil 38 auf.
Des weiteren ist eine die Istdrehzahl des Antriebsmotors 2 erfassende
Sensoreinrichtung 40 vorgesehen, die beispielsweise an
der Abtriebswelle des Antriebsmotors 2 angeordnet werden
kann.
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In
der Zulaufleitung 12 der Arbeitshydraulik 13 ist
eine Eingangsdruckwaage 67 vorgesehen, die von dem Druck
in der Lastdruckmeldeleitung 36 der Arbeitshydraulik 13 sowie
einer Feder in Öffnungsrichtung
beaufschlagbar ist. In Schließrichtung
ist die Eingangsdruckwaage 67 durch den Druck in der Zulaufleitung 12 stromab
der Eingangsdruckwaage 67 beaufschlagbar. Dadurch wird
bei unbetätigter
Arbeitshydraulik 13 die Zulaufleitung 12 gesperrt.
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Das
beschriebene Antriebssystem arbeitet wie folgt: In der Ausgangsstellung
befindet sich der Bedarfsstromregler 34 und das Prioritätsventil 6 durch
die Kraft der entsprechenden Federn in der gezeigten Schaltstellung.
Die Pumpe 1 fördert
hierbei Druckmittel in die Förderleitung 5 und
Förderzweigleitung 5a.
Das Prioritätsventil 7 wird
somit durch den in der Zulaufleitung 8 der Lenkung 9 anstehenden
Druck in der in der Figur rechts dargestellten Schaltstellung beaufschlagt,
wodurch in der Zulaufleitung 8 der Lenkung 9 und
der Zulaufleitung 12 der Arbeitshydraulik 13 Druckmittel
ansteht. Die Eingangsdruckwaage 67 in der Zulaufleitung 12 der
Arbeitshydraulik 13 wird in Richtung der Sperrstellung beaufschlagt.
Die Speiseleitung 14 ist ebenfalls mit Druckmittel beaufschlagt,
wodurch die Einspeisevorrichtung 15 des Fahrantriebs 16 mit
Druckmittel versorgt wird. Durch den Druckanstieg in der Förderleitung 5 wird
der Bedarfsstromregler 34 in die in der Figur links dargestellte
Stellung beaufschlagt und somit die Zylinder-Kolben-Anorndung 3 in
Richtung einer Förderstomverringerung
ausgelenkt wird. In dieser Betriebsstellung erzeugt die Pumpe 1 einen
durch die Kraft der Feder des Bedarfsstromreglers 34 festgelegten
Druck zur Versorgung der Einspeisevorrichtung 15 sowie
der Steuerdruckleitung 25 und somit zur Betätigung des
Fahrventils 19 und der Feststellbremseinrichtung 30a, 30b.
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Bei
der Betätigung
der Lenkung 9 wird durch das Lastdrucksignal der Lenkung 9 in
der Lastdruckmeldeleitung 10 das Gleichgewicht am Bedarfsstromregler 34 gestört, so daß die Pumpe 1 in
Richtung einer Förderstromerhöhung ausgelenkt
wird. Die Pumpe 1 fördert
somit den momentanen Bedarf der Lenkung 9.
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Bei
einer alleinigen Betätigung
der Arbeitshydraulik 13 wird ebenfalls die Verstelleinrichtung
der Pumpe 1 durch das Lastdrucksignal in der Lastdruckmeldeleitung 36 in
Richtung einer Förderstromerhöhung ausgelenkt,
so daß die
Pumpe 1 den Bedarf der Arbeitshydraulik 13 fördert. Über die
Sensoreinrichtungen 39 wird zusätzlich die Auslenkung der Wegeventile 38 erfaßt, so daß die Drehzahl
des Antriebsmotors 2 mittels der Drehzahlstelleinrichtung 37 in Abhängigkeit
der Betätigung
der Wegeventile 38 erhöht
werden kann. Durch das in der Lastdruckmeldeleitung 36 anstehende
Drucksignal wird hierbei die Eingangsdruckwaage 67 in die Öffnungsstellung
beaufschlagt, so daß Druckmittel
den Verbrauchern der Arbeitshydraulik 13 zuströmen kann.
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Bei
einer Auslenkung des Betätigungselements 29 erhält die elektronische
Steuereinrichtung mittels der Sensoreinrichtung 28, beispielsweise
einem Potentiometer, ein Signal und steuert die Druckminderventile 26a, 26b an,
so daß in
den Steuerdruckzweigleitungen 25a bzw. 25b ein
Steuerdruck erzeugt wird und das Fahrventil 19 entsprechend
der Sollwertvorgabe für
die Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit durch die Sensoreinrichtung 28 in
die entsprechende Stellung ausgelenkt wird. Die elektronische Steuereinrichtung 27 kann
weiterhin die Drehzahl des Antriebsmotors 2 erhöhen. Durch
das Lastdrucksignal in der Lastdruckmeldeleitung 21 schwenkt
die Pumpe 1 auf den Bedarfsstrom des Fahrantriebs 16 aus.
Tritt bei der Beschleunigung des Fahrzeugs eine Drehzahldrückung des
Antriebsmotors auf, steuert die elektronische Steuereinrichtung 27 das
Fahrventil 19 in Richtung der Mittelstellung zurück, bis
die Überlastung
des Antriebsmotor 2 beseitigt ist.
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Bei
einer Bergabfahrt kehren sich die Druckverhältnisse an den Fahrmotoren 18a, 18b um,
wodurch die Fahrmotoren als Pumpen arbeiten und aus der Förderleitung 5 Druckmittel
ansaugen und in die Rücklaufleitung 22 fördern. Hierbei
versuchen die Fahrmotoren eine größere Druckmittelmenge über die
vom Ablaufquerschnitt des Fahrventils gebildete ablaufseitige Drosselstelle
des Fahrventils 19 zu fördern
als es der an Drosselstelle eingestellten Sollgeschwindigkeit entspricht,
wodurch der Stromregler 23 in Richtung der Sperrstellung
beaufschlagt wird. Der Stromregler 23 baut dadurch einen
Bremsdruck auf, der das Fahrzeug in der an der ablaufseitigen Drosselstelle
des Fahrventils 19 eingestellten Sollgeschwindigkeit hält.
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Während des
Abbremsens des Fahrzeugs durch die Zurücknahme des Betätigungselements 29 wird
das Fahrventil 19 durch die elektronische Steuereinrichtung 27 in
Richtung der Mittelstellung ausgelenkt. Dabei treten die obenbeschriebenen
Zusammenhänge
auf, wodurch der Stromregler 23 einen Bremsdruck aufbaut
und das Fahrzeug mit der jeweiligen am Fahrventil 19 eingestellten
Sollgeschwindigkeit betrieben wird.
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Die
elektronische Steuereinrichtung 27 bestimmt bei der Betätigung des
Fahrventils die Beschleunigung und die Verzögerung des Fahrzeugs, indem
in der elektronischen Steuereinrichtung 27 Beschleunigungs-
und Verzögerungsrampen
vorgesehen sind. Während
des Abbremsens wird die Drehzahl des Antriebsmotors 2 entsprechend
der Bremsverzögerung
verringert. Im Stillstand, d. h. bei in Mittelstellung befindlichem
Fahrventil 19 ist der Fahrantrieb 16 blockiert.
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Wird
während
der Fahrt die Lenkung 9 betätigt, fördert die Pumpe 1 den
Bedarf der Lenkung zusätzlich.
Ist beispielsweise der Lastdruck der Lenkung 9 kleiner
als der Lastdruck des Fahrventils 16 wird das Gleichgewicht
am Bedarfsstromregler 34 durch den Druckabfall in der Förderleitung 5 gestört, der
sich durch den in die Zulaufleitung 8 der Lenkung 9 abströmenden Druckmittelstrom
einstellt. Dadurch wird die Pumpe 1 in Richtung einer Förderstromerhöhung ausgelenkt
wird, bis am Bedarfsstromregler 34 erneut ein Gleichgewichtszustand
hergestellt ist. Übersteigt
der Lastdruck der Lenkung 9 den Lastdruck des Fahrantriebs 16,
steht an der Federseite des Bedarfsstromreglers 34 das
Lastdrucksignal der Lenkung 9 an, wodurch die Pumpe 1 in
Richtung einer Förderstromerhöhung ausgelenkt
wird. Der Stromregler 24 im Zulauf des Fahrantriebs 16 verhindert
hierbei, daß das
Fahrzeug mit einer höheren
Geschwindigkeit betrieben wird, indem es den Durchfluß durch
die zulaufseitige Drosselstelle des Fahrventils 19 regelt.
Tritt hierbei eine Drehzahldrückung des
Antriebsmotors 2 auf, wird lediglich die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs durch ein Zurücksteuern
des Fahrventils 19 verringert.
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Die
Fördermenge
der Pumpe 1 ist hierbei derart bemessen, daß bei höchster Fahrgeschwindigkeit
die Pumpe 1 in Richtung einer Förderstromerhöhung ausgelenkt
werden kann und somit ein zusätzlicher
Druckmittelstrom für
die Lenkung 9, die Arbeitshydraulik 13 und die
Einspeisevorrichtung 15 zur Verfügung steht.
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Wird
während
des Fahrens die Arbeitshydraulik 13 betätigt, fördert die Pumpe 1 – wie oben beschrieben-
den Bedarf der Arbeitshydraulik 13 zusätzlich, sofern das Fördervolumen
der Pumpe entsprechend dem Druckmittelbedarf erhöht werden kann. Die Arbeitshydraulik 13 wird
hierbei nach der Lenkung 9 und der Einspeisevorrichtung 13 und
vor dem Fahrantrieb 16 mit Druckmittel versorgt. Die elektronische
Steuereinrichtung 27 kann den Gesamtförderstrombedarf der Fahrantriebs 16 und
der Arbeitshydraulik 13 anhand der Sollwertsignale der Sensoreinrichtungen 28 und 39.
berechnen und zur Förderstromerhöhung der
Pumpe 1 die Drehzahl des Antriebsmotors 2 bis
zur Maximaldrehzahl erhöhen.
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Tritt
bei der gleichzeitigen Betätigung
des Fahrantriebs 16 und der Lenkung 9 bzw. des
Fahrantriebs 16 und der Arbeitshydraulik 13 am
Fahrantrieb 16 an der Zulaufseite ein Druckmittelmangel
auf, wird durch die Einspeiseeinrichtung fehlendes Druckmittel auf
der Saugseite der Fahrmotoren ergänzt. Der Fahrantrieb befindet
sich hierbei in einem Freilaufzustand, indem das Fahrzeug durch
die kinetische Energie ohne Vortrieb weiterrollt.
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Die 2 zeigt
eine weitere Ausgestaltung des Antriebssystems gemäß der 1.
Gleiche Bauteile sind hierbei mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Im folgenden sind lediglich die unterschiedlichen und zusätzlichen
Bauelemente und die sich dadurch ergebenden Wirkungen beschrieben.
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Der
Schaltplan eines hydrostatischen Antriebssystems gemäß der 2 weist
in der Ablaufleitung 22 des Fahrventils 19 stromab
des Stromreglers 23 ein Ventil 60 auf, das in
der dargestellten Schaltstellung die Verbindung der Ablaufleitung 22 mit
dem Behälter 4 sperrt
und die Ablaufleitung 22 mit der Speiseleitung 14 verbindet.
In der in der 2 unten dargestellten Schaltstellung
ist die Ablaufleitung 22 mit dem Behälter 4 verbindbar.
Das Ventil 60 ist in Richtung der gezeigten Schaltstellung
federbelastet und in entgegengesetzter Richtung durch den Druck
in der Speiseleitung 14 beaufschlagbar. Sobald der Druck
in der Speiseleitung 14 den Wert der Feder unterschreitet,
kann somit Druckmittel aus der Ablaufleitung 22 der Einspeisevorrichtung 15 zuströmen.
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Bei
der Ansteuerung mehrerer Verbraucher, beispielsweise der Betätigung des
Fahrantriebs 16 und der Arbeitshydraulik 13, oder
dem Wechsel von Zugbetrieb in den Schubbetrieb des Fahrantriebs 16, kann
es zu Betriebszuständen
kommen, in denen dem Fahrantrieb 16 eine zu geringe Druckmittelmenge
zuströmt.
Ein derartiger Betriebszustand liegt beispielsweise vor, wenn neben
dem Fahrantrieb 16 die Arbeitshydraulik 13 und/oder
die Lenkung 9 betätigt wird
und das Fördervolumen
der Pumpe 1 nicht weiter erhöht werden kann. Weist hierbei
der Fahrantrieb 16 den höchsten Lastdruck auf, strömt der Förderstrom
der Pumpe 1 vorrangig der Lenkung 9 und der Arbeitshydraulik 13 zu,
wobei an der Zulaufseite des Fahrantrieb 16 ein Druckmittelmangel
entsteht. Bei einer derartigen Unterversorgung des Fahrantriebs 16 mit
Druckmittel in der Förderleitung 20a bzw. 20b sinkt
der Druck in der zulaufseitigen Förderleitung 20a bzw. 20b und
fehlendes Druckmittel wird über
die Speiseleitung 14 und die Einspeisevorrichtung 15 ergänzt. Da
hierdurch ebenfalls der Druck in der Speiseleitung 14 abfällt, geht
das Ventil 60 in die gezeigte Schaltstellung, wodurch die
Ablaufleitung 22 mit der Speiseleitung 14 verbunden
ist. Über
die Einspeisevorrichtung 15 strömt somit zusätzlich Druckmittel
direkt von der Ablaufseite in die Zulaufseite der Fahrmotoren 18a, 18b.
Der Fahrantrieb 16 befindet sich somit in einem Freilaufzustand,
in dem das Fahrzeug aufgrund der kinetischen Energie ohne Vortrieb
weiterrollt, wobei der Förderstrom
der Pumpe 1 durch die Verbindung der Ablaufleitung 22 mit
der Einspeisevorrichtung 15 weitestgehend der Lenkung 9 sowie der
Arbeitshydraulik 13 zur Verfügung steht.
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Die
Steuerdruckleitung 45, die mit den Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b in
Verbindung steht, ist an die Speiseleitung 14 angeschlossen,
wodurch in der Steuerdruckleitung 25 das durch das Druckminderventil 17 reduzierte
Druckniveau ansteht. Dadurch kann das Feststellbremsventil 32 als
Zweistellungsventil ausgebildet werden, das in der gezeigten Schaltstellung
die Steuerdruckleitung 45 mit der Bremsleitung 31 und
den Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b verbindet.
Bei betätigtem
Betätigungselement 33 befindet
sich das Feststellbremsventil 32 in der in der Figur links
dargestellten Schaltstellung, in der die Steuerdruckleitung 45 stromab
des Feststellbremsventils 32 mit einem Behälter verbunden
ist und somit die Steuerdruckzweigleitungen 25a, 25b und
die Bremsleitung 31 druckentlastet sind. Die Feststellbremseinrichtung 30a, 30b geht
durch die Kraft der Federn in die Bremsstellung. In dieser Stellung
ist das Fahrventil 16 nicht betätigbar und befindet sich aufgrund
der Rückstellfedern
in der Neutralstellung.
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Die
in Schließrichtung
wirkenden Steuerfläche
des zulaufseitigen Stromreglers 24 ist mittels einer Zweigleitung 61 an
die Steuerdruckleitung 45 angeschlossen. In der Zweigleitung 61 ist
ein Druckminderventil 62 angeordnet, das mit der elektronischen Steuereinrichtung 27 in
Wirkverbindung steht und dessen Ausgangsdruck in Abhängigkeit
der Ansteuerung durch die elektronische Steuereinrichtung einstellbar
ist. Dadurch wird bei einer Ansteuerung des Druckminderventils 62 durch
die elektronische Steuereinrichtung 27 ein Steuerdruck
erzeugt, der den Stromregler 24 zusätzlich in die Schließrichtung
beaufschlagt. Der Zulauf des Fahrventils 19 ist somit übersteuerbar,
wodurch beispielsweise bei einer Drehzahldrückung der dem Fahrventil 19 zuströmende Druckmittelstrom
verringert werden kann. Zudem ist es möglich, in Betriebszuständen, in
denen neben dem Fahrantrieb 16 die Arbeitshydraulik 13 betätigt ist
und der von den Verbrauchern angeforderte Druckmittelstrom den von
der Pumpe 1 lieferbaren Förderstrom übersteigt, den Zulauf zu den
Fahrmotoren zu vermindern. Dadurch kann ein Druckmittelmangel an
der Arbeitshydraulik 13 verhindert werden, wodurch sichergestellt
ist, daß die
Arbeitshydraulik 13 in allen Betriebszuständen mit
Druckmittel versorgt wird und somit betätigbar ist.
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Eine
weitere von der Steuerdruckleitung 45 abzweigende Zweigleitung 64 ist
an die in Richtung einer Förderstromverminderung
der Pumpe 1 wirkende Steuerfläche des Bedarfsstromreglers 34 geführt. In
der Zweigleitung 64 ist ein von der elektronischen Steuereinrichtung 27 ansteuerbares
Druckminderventil 65 vorgesehen, mit dem bei einer Ansteuerung des
Druckminderventils 62 der Bedarfsstromregler 34 zusätzlich beaufschlagbar
ist. Dadurch kann bei einer Drehzahldrückung des Antriebsmotors 2 die Verstelleinrichtung
der Pumpe 1 auf einfache Weise in Richtung einer Förderstromverringerung
ausgelenkt werden.
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Anstelle
des Druckbegrenzungsventils 50 in der Lastdruckmeldeleitung 19 des
Fahrantriebs gemäß der 1 ist
ein stromab des Bedarfsstromreglers 34 angeordnetes Ventil 66 vorgesehen.
Das Ventil 66 ist in Richtung einer Förderstromverringerung der Pumpe
durch den Druck in der Förderleitung 5 und
in Richtung einer Förderstromerhöhung von
der Kraft einer Feder beaufschlagbar. Die Feder ist hierbei auf
den maximalen Druck des Antriebssystems eingestellt. Dadurch wird
bei einer Überschreitung des
maximalen Druckes in der Förderleitung 5 das Ventil 66 entgegen
der Kraft der Feder ausgelenkt und die Pumpe in Richtung einer Förderstromverringerung
ausgelenkt. Es ist somit eine Druckabschneidung möglich, die
im Gegensatz zur 1 ebenfalls bei unbetätigtem Fahrantrieb
wirksam ist.
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Die 3 zeigt
eine Weiterbildung des Antriebssystems gemäß der 2. Hierbei
ist lediglich ein Ausschnitt des Schaltplans gezeigt. Mit der 2 übereinstimmende
Bauelemente sind hierbei mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Das
Druckminderventil 62 ist hierbei mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung 70 versehen,
deren Kolben 71 mittels eines Betätigungselements 72 ein Ventilelement
des Druckminderventil 62 beaufschlagt und somit einen Steuerdruck
in der Zweigleitung 61 erzeugt, der den Stromregler 24 in
Schließrichtung beaufschlagt.
Der Kolben 71 ist in einem Gehäuse 73 längsverschiebbar
gelagert und bildet an den Stirnseiten gegenüberliegende Wirkflächen 74, 75,
die vorzugsweise gleich groß sind.
Die Wirkfläche 74 beaufschlagt
das Druckminderventil in Richtung eines Steuerdruckabbaus und die
Wirkfläche 75 das Druckminderventil
in Richtung eines Steuerdruckaufbaus. Die Wirkfläche 74 ist hierbei
von dem Druck in der Förderleitung 5 beaufschlagbar,
wozu eine Steuerdruckleitung 76 von der Förderleitung 5 zu
dem von der Wirkfläche 74 und
dem Gehäuse 73 gebildeten Steuerdruckraum
geführt
ist. Der von der Wirkfläche 75 und
dem Gehäuse 73 gebildete
Steuerdruckraum ist an eine Lastdruckmeldeleitung 77 angeschlossen, die
an den Ausgang des Wechselventils 35a der Wechselventilkette 35 geführt ist.
Eingangsseitig ist das Wechselventil 35a an die Lastdruckmeldeleitung 10 der
Lenkung und die Lastdruckmeldeleitung 36 der Arbeitshydraulik
angeschlossen. In dem von der Wirkfläche 75 und dem Gehäuse 73 gebildeten
Steuerdruckraum ist weiterhin eine Feder 78 vorgesehen.
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Bei
betätigtem
Fahrventil 19 und nicht weiter vergrößerbarem Förderstrom der Pumpe 1,
beispielsweise bei auf maximalem Fördervolumen eingestellter Pumpe 1 oder
bei einer nicht weiter anhebbaren Drehzahl des Antriebsmotors, kann
es bei der zusätzlichen
Betätigung
der Lenkung oder der Arbeitshydraulik zu Betriebszuständen kommen,
in denen der Arbeitshydraulik oder der Lenkung zu wenig Druckmittel
zuströmt.
Ein derartiger Druckmittelmangel an der Arbeitshydraulik bzw. der
Lenkung stellt sich ein, wenn das Lastdrucksignal der Lenkung oder der
Arbeitshydraulik das Lastdrucksignal der Pumpe übersteigt, wobei die Pumpe 1 das
Fördervolumen entsprechend
des Lastdrucksignals der Lenkung oder der Arbeitshydraulik nicht
weiter erhöhen
kann. Das Lastdrucksignal der Lenkung oder der Arbeitshydraulik
steht jedoch in der Lastdruckmeldeleitung 77 an und beaufschlagt
die Wirkfläche 75 der
Zylinder-Kolben-Anordnung 70. Sobald das Lastdrucksignal
in der Lastdruckmeldeleitung 77 und die Kraft der Feder 78 den
an der Wirkfläche 74 anstehenden
Förderdruck
der Pumpe übersteigen,
erzeugt das Druckminderventil 62 einen den Stromregler 24 in
die Sperrstellung beaufschlagenden Steuerdruck. Der Zulauf zum Fahrantrieb
wird dadurch vermindert.
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Das
Druckminderventil 62 zur Beaufschlagung der in Schließrichtung
wirkenden Steuerfläche des
zulaufseitigen Stromreglers 23 des Fahrventils 19 ist
hierbei in Abhängigkeit
der Ansteuerung der Lenkung und der Arbeitshydraulik ansteuerbar.
Der Zulauf zum Fahrventil 19 ist somit in Abhängigkeit
der Ansteuerung der Lenkung und der Arbeitshydraulik verringerbar.
Dadurch kann eine Unterversorgung der Lenkung und der Arbeitshydraulik
mit Druckmittel verhindert werden, indem der Zulauf des Fahrantriebs
verringert wird. Dadurch ist gegenüber dem Antriebssystems der 2 ermöglicht,
daß die
Lenkung in allen Betriebszuständen
mit Druckmittel versorgt wird und somit das Fahrzeug jederzeit manövrierfähig bleibt.