DE19933559A1 - Hydrostatisches Antriebssystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer von einem Antriebsmotor (1) angetriebenen, im Fördervolumen verstellbaren Pumpe (2) und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe (2) angeschlossenen Verbraucher (3), insbesondere einem Motor (4a; 4b). Die Aufgabe, ein hydrostatisches Antriebssystem zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist und hinsichtlich der Lärmbelästigung und der Belastung des Antriebsmotors sowie der Pumpe in der Bremsphase verbessert ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Pumpe (2) und dem Verbraucher (3) ein Wegeventil (10) zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Verbrauchers (3) angeordnet ist, wobei das Wegeventil (10) eine geschlossene Mittelstellung (10a) aufweist. In einer Ausführungsform der Erfindung ist in der von dem Wegeventil (10) zur geführten Rücklaufleitung (12) ein einen Rücklaufdruck begrenzendes Ventil (25) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer von einem Antriebsmotor angetriebenen, im Fördervolumen verstellbaren Pumpe und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Verbraucher, insbesondere einem Motor.

Derartige hydrostatische Antriebssysteme mit einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Verbraucher werden vorrangig als Fahrantrieb für Fahrzeuge, beispielsweise Flurförderzeuge, eingesetzt. Als Antriebsmotor wird hierbei in der Regel ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, verwendet. Bei derartigen Fahrantrieben steht der als Motor ausgebildete Verbraucher mittels zweier Druckleitungen mit der Pumpe in Verbindung.

In einer Antriebsphase des Fahrantriebs fördert hierbei die Pumpe Druckmittel zu dem als Motor ausgebildeten Verbraucher, wodurch der Motor angetrieben wird. In einer Bremsphase drehen sich die Druckverhältnisse im Kreislaufs um, wobei der Motor angetrieben wird und als Pumpe arbeitet. Durch das äußere, von der Masse des Fahrzeugs gebildete, den Motor antreibende Lastmoment wird hierbei in der vom Motor zur Saugseite der Pumpe geführten Druckleitung des Kreislaufs Hochdruck erzeugt. Der Motor fördert somit Druckmittel zur Pumpe, die in der Bremsphase als Motor arbeitet und sich an dem Antriebsmotor abstützt, wobei in den Antriebsmotor ein Schleppmoment eingeleitet wird. Der als Pumpe arbeitende Motor treibt somit in der Bremsphase die als Motor arbeitende Pumpe an, wobei der Antriebsmotor durch das eingeleitete Schleppmoment hochgedreht wird und sich somit dessen Drehzahl erhöht. Dadurch kann das von einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor aufnehmbare Schleppmoment zur Abbremsung des Fahrzeugs verwendet werden. Das von der Pumpe und dem Verbraucher gebildete hydrostatische Getriebe kann somit als Betriebsbremse des Fahrzeugs eingesetzt werden.

Der Drehzahlanstieg des Antriebsmotors in der Bremsphase führt jedoch zu einer hohen Lärm- und Geräuschbelastung. Zudem erzeugt die in der Bremsphase mit Hochdruck auf der Saugseite beaufschlagte Pumpe ein erhöhtes Betriebsgeräusch.

Insgesamt ergibt sich somit in der Bremsphase für die Bedienperson des Fahrzeugs und die Umwelt eine unangenehme und hohe Lärmbelastung.

Desweiteren kann es in der Bremsphase zu einer unzulässig hohen Drehzahl des Antriebsmotors kommen, die zu Verschleiß und Schäden am Antriebsmotor führen kann. Zur Vermeidung einer unzulässig hohen Drehzahl des Antriebsmotors in der Bremsphase sind Antriebssysteme mit einer Zusatzbremseinrichtung bekannt, bei denen bei Erreichen einer fest vorgegebenen maximalen Drehzahl des Antriebsmotors eine weitere von dem Antriebsmotor angetriebene Pumpe, beispielsweise die Pumpe der Arbeitshydraulik eines Flurförderzeugs, belastet wird, die gegen ein Druckbegrenzungsventil fördert. Eine derartige Zusatzbremseinrichtung wird jedoch erst bei Erreichen einer maximalen Drehzahl aktiv. Bei einer geringeren Drehzahl des Antriebsmotors kann mit einer derartigen Zusatzbremseinrichtung ein Drehzahlanstieg des Antriebsmotor in einer Bremsphase nicht vermieden werden. Zudem verkleinert sich bei Verwendung eines schnellaufenden Antriebsmotors im Antriebssystem die weitere Pumpe der Zusatzbremseinrichtung, wodurch eine ausreichende Bremswirkung bei Auftreten einer maximalen Drehzahl des Antriebsmotors nicht erzielt werden kann.

Die Pumpe des Antriebssystems ist in der Regel mit Dämpfungsschlitzen an einer Steuerfläche zwischen den beispielsweise als Steuernieren ausgebildeten Steuerkanälen versehen. Diese Dämpfungsschlitze führen jedoch zu einer hohen inneren Leckage der Pumpe, die bei einem an einer Steigung stehendem Fahrzeug zu einer hohen Abrollgeschwindigkeit des Fahrzeugs führt. Ein an einer Steigung stehendes Fahrzeug mit laufendem Antriebsmotor kann somit nur durch Betätigen einer zusätzlichen Haltebremse an der Steigung gehalten werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist und hinsichtlich der Lärmbelästigung und der Belastung des Antriebsmotors sowie der Pumpe in der Bremsphase verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Pumpe und dem Verbraucher ein Wegeventil zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Verbrauchers angeordnet ist, wobei das Wegeventil eine geschlossenen Mittelstellung aufweist.

In der Ruhestellung des Antriebssystems sperrt das Wegeventil durch die geschlossenen Mittelstellung die von der Pumpe zum Verbraucher geführten Druckleitungen ab. Dadurch wird erzielt, daß in der Ruhestellung des Antriebssystems der Verbraucher von der Pumpe entkoppelt ist, wodurch die innere Leckage der Pumpe ausgeschaltet ist. Dadurch kann bei einem als Fahrantrieb ausgebildeten Antriebssystem bei einem an einer Steigung stehenden Fahrzeug eine Verringerung der Abrollgeschwindigkeit erzielt werden, da bei stehendem Fahrzeug lediglich die innere Leckage der Motoren und die an dem Wegeventil auftretende Leckage auftritt, wobei diese Leckagen wesentlich geringer sind als die innere Leckage der Pumpe. Zudem kann durch eine Betätigung des Wegeventils in Richtung der Mittelstellung der Verbraucher abgebremst werden. In der Bremsphase ist somit der Verbraucher von der Pumpe teilweise oder vollständig entkoppelt und wird durch das Wegeventil vollständig oder teilweise abgebremst. Hierdurch wird die Pumpe und der Antriebsmotor in der Bremsphase entlastet, wobei die Beaufschlagung der Pumpe auf der Saugseite mit Hochdruck während der Bremsphase und der Drehzahlanstieg des Antriebsmotors in der Bremsphase verringert oder vermieden werden kann. Der Drehzahlanstieg des Antriebsmotor ist hierbei in allen Betriebszuständen und bei allen Drehzahlen des Antriebsmotors verringerbar bzw. vermeidbar, wodurch bei einem Fahrantrieb auch bei Teilgeschwindigkeiten ein Drehzahlanstieg während einer Bremsphase des Antriebsmotors verringert bzw. vermieden werden kann. Dadurch ergibt sich in der Bremsphase eine verringerte Lärm- und Geräuschbelastung der Bedienperson und der Umwelt durch die Pumpe und den Antriebsmotors. Zudem kann durch die Entkopplung des Verbrauchers von der Pumpe in der Bremsphase auf einfache Weise eine unzulässig hohe Drehzahl des Antriebsmotors vermieden werden, wodurch der Antriebsmotor vor Beschädigungen und Verschleiß in der Bremsphase geschützt werden kann.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Wegeventil eingangsseitig mit einer Förderleitung der Pumpe, einer Rücklaufleitung der Pumpe und mittels zweier Druckleitungen mit dem Verbraucher in Verbindung steht. Die Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers kann mit einem derartigen Wegeventil auf einfache Weise gesteuert werden. Durch die Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers mittels des Wegeventils ist an der Pumpe eines erfindungsgemäßen Antriebssystems lediglich eine Förderseite und eine Saugseite erforderlich, wodurch sich ein einfacher Aufbau des Antriebssystems ergibt.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Wegeventil als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil mit einer Mittelstellung, in der die Verbindungen der Druckleitungen mit der Förderleitung und der Rücklaufleitung sperrbar sind und zumindest einer Schaltstellung ausgebildet, in der eine Druckleitung mit der Förderleitung der Pumpe und die weitere Druckleitung mit der Rücklaufleitung der Pumpe in Verbindung steht. Mit einem derartigen Wegeventil kann auf einfache Weise der Verbraucher in der Ruhestellung des Antriebssystem und somit bei in der Mittelstellung befindlichem Wegeventil von der Pumpe entkoppelt werden und durch die Auslenkung des Wegeventils die Bewegungsrichtung und Bewegungsrichtung des Verbrauchers gesteuert werden. Sofern der Verbraucher als doppeltwirkender Verbraucher ausgebildet ist, weist ein derartiges Wegeventil eine Mittelstellung und zwei Schaltstellungen auf.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Wegeventil mittels zumindest einer Feder in die Mittelstellung beaufschlagbar. Dadurch kann in der Ruhestellung des Antriebssystems mit geringem Aufwand sichergestellt werden, daß das Wegeventil in die Mittelstellung beaufschlagt ist und somit der Verbraucher von der Pumpe entkoppelt ist.

In einer Ausführungsform ist das Wegeventil als Längsschieberventil ausgebildet. Ein derartiges als Längsschieberventil ausgebildetes Wegeventil weist in der Mittelstellung eine geringe Leckage auf und ermöglicht auf einfache Weise die Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Wegeventil elektrisch betätigbar. Dadurch kann das Wegeventil auf einfache Weise betätigt werden, wobei eine genaue Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit möglich ist.

Ein geringer Bauaufwand für ein elektrisch betätigbares Wegeventil ergibt sich, wenn zur Betätigung des Wegeventils mindestens eine einen das Wegeventil beaufschlagenden Steuerdruck erzeugende, elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtung vorgesehen ist.

Eine stufenlose Auslenkung des Wegeventils in die entsprechende Schaltstellung kann mit geringem Aufwand erzielt werden, wenn die Ventileinrichtung mittels eines Proportionalmagneten beaufschlagbar ist. Dadurch kann der das Wegeventil betätigende Steuerdruck mit einfachem Aufwand stufenlos eingestellt werden.

Sofern die Ventileinrichtung als Druckminderventil ausgebildet ist, kann auf einfache Weise durch Ansteuerung des Proportionalmagneten ein Steuerdruck zur Betätigung des Wegeventils erzeugt werden.

Zweckmäßigerweise ist zur Ansteuerung des Wegeventils eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Sollwertvorgabeeinrichtung für die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers in Wirkverbindung steht. Die an der Sollwertvorgabeeinrichtung, beispielsweise einem als Doppelpedalsteuerung ausgebildeten Fahrgeber, vorgegebene Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers kann durch eine elektronische Steuereinrichtung mit geringem Aufwand in Ansteuersignale für die Ventileinrichtung umgewandelt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Pumpe als einseitig im Fördervolumen verstellbare Pumpe ausgebildet ist. Durch die Anordnung des Wegeventils zwischen der Pumpe und dem Verbraucher, das die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers steuert, ist an der Pumpe lediglich eine Förderseite und eine Saugseite erforderlich. Dadurch kann die Pumpe als einseitig im Fördervolumen verstellbare Pumpe ausgebildet werden, wodurch sich eine einfache Bauweise und in einfacher Aufbau der Pumpe ergibt.

In einer Ausführungsform weist die Pumpe eine Regeleinrichtung, insbesondere einen Bedarfsstromregler, zur Steuerung des Fördervolumens auf. Durch das Wegeventil wird bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers vorgegeben. Durch einen Bedarfsstromregler kann auf einfache Weise das Fördervolumen der Pumpe auf den an dem Wegeventil angeforderten Druckmittelstrom eingestellt werden.

Im Hinblick auf einen geringen Bauaufwand für eine als Bedarfsstromregler ausgebildete Regeleinrichtung ergeben sich besondere Vorteile, wenn der den Bedarfsstromregler beaufschlagende Lastdruck des Verbrauchers mittels des Wegeventils erfassbar ist.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der von dem Wegeventil zur Saugseite der Pumpe geführten Rücklaufleitung ein einen Rücklaufdruck begrenzendes Ventil angeordnet. Ein derartiges Ventil ermöglicht auf einfache Weise, daß der an der Saugseite der Pumpe in der Bremsphase des Antriebssystems anstehende Rücklaufdruck begrenzt werden kann, wodurch die Beaufschlagung der Pumpe und somit das in den Antriebsmotor eingeleitete Schleppmoment in der Bremsphase kontrolliert oder vorgegeben werden kann. Dadurch kann ein Hochdrehen des Antriebsmotors in der Bremsphase auf einfache Weise verringert bzw. verhindert werden. Darüber hinaus ergibt sich durch das Ventil eine lastunabhängige Abbremsung des Verbrauchers und somit eine lastunabhängige Bremsverzögerung des Verbrauchers. Desweiteren ermöglicht ein derartiges Ventil im Schiebebetrieb des Antriebssystems, beispielsweise während der Bergabfahrt eines Fahrzeugs, eine Abbremsung des Verbrauchers, wobei ein Hochdrehen des Antriebsmotor vermieden werden kann.

In einer Ausgestaltungsform ist das Ventil als Druckminderventil ausgebildet. Mit einem Druckminderventil kann auf einfache Weise der in der Rücklaufleitung in einer Bremsphase entstehende Rücklaufdruck auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden und somit die maximale Belastung der Pumpe und des Antriebsmotor in der Bremsphase vorgegeben werden.

In einer Ausführungsform, bei der die Rücklaufleitung mit einer Einspeiseleitung in Verbindung steht, ergeben sich Vorteile, wenn der durch das Ventil in der Rücklaufleitung begrenzte Rücklaufdruck den in der Einspeiseleitung anstehenden Speisedruck übersteigt und derart bemessen ist, daß ein Drehzahlanstieg des Antriebsmotors vermeidbar ist. Dadurch kann einerseits verhindert werden, daß in der Bremsphase an der Saugseite der Pumpe Kavitation auftritt und andererseits in der Bremsphase der Antriebsmotor durch einen zu hohen Rücklaufdruck hochgedreht wird. Im Schiebebetrieb vernichtet somit das Ventil den größten Teil der Bremsenergie. Der in den Antriebsmotor eingeleitete Teil der Bremsenergie ist durch die Auslegung des Ventils nicht ausreichend, um die Drehzahl des Antriebsmotors in der Bremsphase zu erhöhen.

Zweckmäßigerweise ist hierbei die Rücklaufleitung stromab des Ventils an die Einspeiseleitung angeschlossen, wobei in der Einspeiseleitung ein in Richtung zur Rücklaufleitung öffnendes Sperrventil, insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil, angeordnet ist. Durch das Sperrventil kann hierbei verhindert werden, daß der durch das Ventil begrenzte Rücklaufdruck durch ein der Einspeiseleitung zugeordnetes Druckbegrenzungsventil abgebaut wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Antriebssystem als Fahrantrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Flurförderzeugs, ausgebildet. Durch das im geschlossenen Kreislauf des Fahrantriebs angeordnete Wegeventil kann bei einem als Fahrantrieb ausgebildeten Antriebssystem mit geringem Aufwand in der Bremsphase auch bei Teilgeschwindigkeiten des Fahrzeugs mit geringen Drehzahlen des Antriebsmotors ein Drehzahlanstieg des Antriebsmotors vermieden werden und somit eine geringere Lärm- und Geräuschbelastung erzielt werden. Durch das in der Ruhestellung des Fahrantriebs geschlossenen Wegeventil kann zudem bei einem an einer Steigung stillstehendem Fahrzeug eine wesentliche Verringerung der Abrollgeschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber einem Fahrzeug mit einem Fahrantrieb des Standes der Technik erzielt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand des in den schematische Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems und

Fig. 2 eine Wegeventil in einem Längsschnitt.

Die Fig. 1 zeigt den Schaltplan eines erfindungsgemäßen, als Fahrantrieb eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Flurförderzeugs, ausgebildeten Antriebssystems. Das Antriebssystem weist eine von einem Antriebsmotor 1, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, angetriebene Pumpe 2 und einen im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe 2 angeschlossenen Verbraucher 3 auf. Der Verbraucher 3 ist hierbei von zwei Motoren 4a, 4b gebildet, die jeweils einem nicht mehr dargestellten Fahrzeugrad zugeordnet sind. Die Motoren 4a, 4b sind beispielsweise als Konstantmotoren ausgebildet. Es ist jedoch ebenfalls eine Ausbildung der Motoren 4a, 4b als Verstellmotoren möglich. Der Antriebsmotor 1 dient weiterhin zum Antrieb einer Pumpe 5, die zur Versorgung einer Arbeitshydraulik des Flurförderzeugs vorgesehen ist, und zum Antrieb einer Speisepumpe 6, die zur Versorgung einer Lenkung vorgesehen ist und mit einer Einspeiseleitung 7 für den Fahrantrieb in Verbindung steht. Die Höhe des in der Einspeiseleitung 7 anstehenden Speisedrucks ist hierbei durch ein Druckbegrenzungsventil 8 vorgegeben.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Pumpe 2 und den Motoren 4a, 4b des Fahrantriebs 3 ein Wegeventil 10 angeordnet. Das Wegeventil 10 steht eingangsseitig mit einer Förderleitung 11 in Verbindung, die an die Förderseite P der Pumpe 2 angeschlossen ist. Ausgangsseitig steht das Wegeventil 10 mit einer zu der Saugseite S der Pumpe 2 geführten Rücklaufleitung 12 in Verbindung. Das Wegeventil 10 ist weiterhin an zwei Druckleitungen 13a, 13b angeschlossen, wobei die Druckleitung 13a mit einem Anschluß A der Motoren 4a, 4b und die Druckleitung 13b mit einem Anschluß B der Motoren 4a, 4b in Verbindung steht.

Das Wegeventil 10 weist eine geschlossenen Mittelstellung 10a auf, in der die Verbindung der Förderleitung 11 und der Rücklaufleitung 12 mit den Druckleitungen 13a, 13b gesperrt sind. In einer in der Fig. 1 links dargestellten Schaltstellung 10b ist die Förderleitung 11 an die Druckleitung 13a und die Druckleitung 13b an die Rücklaufleitung 12 angeschlossen. Der Fahrantrieb befindet sich hierbei in einem Betriebszustand für die Vorwärtsfahrt. Entsprechend steht in der in der Fig. 1 rechts dargestellten Schaltstellung 10c die Förderleitung 11 mit der Druckleitung 13b und die Druckleitung 13a mit der Rücklaufleitung 12 in Verbindung, wobei sich der Fahrantrieb in einen Betriebszustand für die Rückwärtsfahrt befindet.

Das Wegeventil 10 ist als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet, wobei entsprechend der Auslenkung des Wegeventils 10 in der Zulaufseite der Motoren 4a, 4b eine Drosselstelle 20a, 20b freigegeben wird, die die Bewegungsgeschwindigkeit der Motoren 4a, 4b bestimmt. Bei in Richtung der Schaltstellung 10b, 10c ausgelenktem Wegeventil 10 ist der stromab der Drosselstelle 20a, 20b des Wegeventils 10 anstehende Lastdruck der Motoren 4a, 4b mittels einer Lastdruckmeldeleitung 21 erfassbar.

Das Wegeventil 10 ist mittels Federn 15a, 15b in die dargestellte Mittelstellung beaufschlagbar. In Richtung der Schaltstellung 10b ist das Wegeventil 10 durch einen in einer Steuerdruckleitung 16a anstehenden Steuerdruck beaufschlagbar. Entsprechend ist das Wegeventil 10 durch einen in einer Steuerdruckleitung 16b anstehenden Steuerdruck in Richtung der Schaltstellung 10c beaufschlagbar.

Zur Erzeugung eines Steuerdrucks sind elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtungen 17a, 17b, beispielsweise Druckminderventile, vorgesehen, die mit einer elektronischen Steuereinrichtung 18 in Verbindung stehen. Die Ventileinrichtungen 17a, 17b sind hierbei eingangsseitig an die Speiseleitung 7 angeschlossen. Die Ventileinrichtungen 17a, 17b sind in Richtung eines Steuerdruckaufbaus mittels jeweils eines Proportionalmagneten 14a, 14b beaufschlagbar, der mit der elektronischen Steuereinrichtung 18 in Verbindung steht. Die elektronische Steuereinrichtung 18 steht eingangsseitig mit einer Sollwertvorgabeeinrichtung 19 für die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers 3, beispielsweise einem als Doppelpedalsteuerung ausgebildetem Fahrgeber zur Vorgabe einer Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, in Verbindung.

In der von dem Wegeventils 10 zur Pumpe 2 geführten Rücklaufleitung 12 ist ein einen Rücklaufdruck begrenzendes Ventil 25 angeordnet, das beispielsweise als Druckminderventil 26 ausgebildet ist. Das Druckminderventil 26 ist in Richtung einer Durchflußstellung von einer Feder 24 beaufschlagt. In Richtung einer den Durchfluß drosselnden Schaltstellung ist das Druckminderventil 26 durch den an der Saugseite S der Pumpe 2 anstehenden Druck beaufschlagt. Hierzu ist an einen in Richtung einer Drosselstellung wirkenden Steuerdruckraum des Druckminderventil 26 eine an die Rücklaufleitung stromab des Druckminderventils 26 geführte Steuerdruckleitung 23 angeschlossen.

Stromab des Ventils 25 ist an die Rücklaufleitung 12 die Einspeiseleitung 7 angeschlossen, wobei in der Speiseleitung 7 ein in Richtung zur Rücklaufleitung 12 öffnendes Sperrventil 27, beispielsweise ein federbelastetes Rückschlagventil 28 angeordnet ist.

Zur Absicherung der Motoren 4a, 4b ist jeder Druckleitung 10a, 10b ein kombiniertes Druckbegrenzungs- Nachsaugeventil 29a, 29b zugeordnet, das mit der Einspeiseleitung 7 in Verbindung steht.

Die Pumpe 2 ist als einseitig im Fördervolumen verstellbare Pumpe ausgebildet und weist eine Fördervolumenstelleinrichtung 30 auf, die mittels einer Regeleinrichtung 31 in Verbindung steht. Die Regeleinrichtung 31 ist beispielsweise als Bedarfsstromregler ausgebildet und weist einen Stellkolben 32 auf, der in Richtung einer maximalen Fördervolumeneinstellung durch eine Feder 33 und den Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagbar ist. Hierzu ist der Federraum des Stellkolbens 32 mittels einer Förderzweigleitung 34 an die Förderleitung 11 der Pumpe 2 angeschlossen. In Richtung einer minimalen Fördervolumeneinstellung ist der Stellkolben 32 durch einen in einer Steuerdruckleitung 35 anstehenden Steuerdruck beaufschlagbar. In der Steuerdruckleitung 35 ist ein Regelventil 36 angeordnet, das in der gezeigten Schaltstellung die Steuerdruckleitung 35 mit einem Behälter verbindet, wodurch die Pumpe 2 in Richtung des maximalen Fördervolumens ausschwenkt. In der in der Fig. 1 links dargestellten Schaltstellung ist die Steuerdruckleitung 35 an die Förderzweigleitung 34 angeschlossen, wodurch aufgrund der Flächenverhältnisse des Stellkolbens 32 die Pumpe in Richtung des minimalen Fördervolumens zurückschwenkt. Das Regelventil 36 ist hierbei in Richtung der linken Schaltstellung durch den Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagbar. In Richtung der in der Fig. 1 rechts dargestellten Schaltstellung ist das Regelventil 36 von einer Feder 37 und dem in der Lastdruckmeldeleitung 21 anstehenden Lastdruck der Motoren 4a, 4b beaufschlagt. Die Pumpe 2 fördert somit den durch die Auslenkung des Wegventils 10 und somit den durch die Öffnungsweite der Drosselstelle 20a, 20b des Wegventils 10 angeforderten Druckmittelstrom, wobei sich in der Förderleitung 11 ein Druck einstellt, der um die Kraft der Feder 37 höher als der Lastdruck der Motoren 4a, 4b ist.

In der Fig. 2 ist ein Längsschnitt des Wegeventils 10 gezeigt.

Das Wegeventil 10 ist als Längsschieberventil ausgebildet und weist einen in einer Gehäusebohrung 40 eines Gehäuses 41 längsverschiebbar angeordneten Steuerschieber 42 auf. Im mittleren Bereich der Gehäusebohrung 40 ist eine mit der Förderleitung 11 der Pumpe 2 in Verbindung stehende Ringnut 43 ausgebildet. Von der Ringnut 43 ausgehend ist zu beiden Seiten jeweils eine Ringnut 44a, 44b in der Gehäusebohrung 40 ausgebildet, wobei die Ringnut 44a an die zum Anschluß A geführten Druckleitung 13a und die Ringnut 44b an die zum Anschluß B geführte Druckleitung 13b angeschlossen ist. In den Druckleitungen 13a, 13b ist jeweils das Druckbegrenzungs- und Nachsaugeventil 29a, 29b angeordnet, die mit der Einspeiseleitung 7 in Verbindung stehen. In der Gehäusebohrung 40 sind benachbart zu den Ringnuten 44a, 44b Ringnuten 45a, 45b angeordnet, die mit der Rücklaufleitung 12 in Verbindung stehen. Die Ringnuten 45a, 45b sind hierbei an einen Gehäusekanal 46 angeschlossen, der zu einer an einer Gehäusebohrung 47 des Gehäuses 41 angeformten Ringnut 48 geführt ist. Eine weitere an der Gehäusebohrung 47 angeformte Ringnut 49 steht hierbei mit der zur Saugseite S der Pumpe 2 geführten Rücklaufleitung 12 in Verbindung. In der Gehäusebohrung 47 ist hierbei das als Druckminderventil 26 ausgebildete Ventil 25 angeordnet. An der Gehäusebohrung 40 des Wegeventils 10 ist benachbart zu den Ringnuten 45a, 45b jeweils eine Ringnut 50a, 50b ausgebildet, die mit der Lastdruckmeldeleitung 21 in Verbindung stehen.

Im Bereich der Ringnuten 44a, 44b ist der Steuerschieber 42 mit jeweils einer Steuerkanten bildenden Ausnehmung 52a, 52b versehen, die im Bereich der Ringnut 43 entsprechend der axialen Auslenkung des Steuerschiebers 42 die Drosselstellen 20a, 20b bilden. Die Ausnehmungen 52a, 52b sind hierbei derart bemessen, daß in der dargestellten Mittelstellung des Wegeventils 10 die Verbindung der an die Förderleitung angeschlossenen Ringnut 43 mit den an die Druckleitungen 13a, 13b angeschlossenen Ringnuten 44a, 44b und die Verbindung der Ringnuten 44a, 44b mit der mit der Rücklaufleitung 12 in Verbindung stehenden Ringnuten 45a, 45b gesperrt ist. Eine im Bereich der Ringnut 50a bzw. 50b am Steuerschieber 42 ausgebildete Ausnehmung 53a, 53b steht über im Steuerschieber 42 ausgebildete Bohrungen 54a, 54b mit der Ausnehmung 52a bzw. 52b in Verbindung.

Das Druckminderventil 26 weist einen in der Gehäusebohrung 47 längsverschiebbbar angeordneten Ventilkörper 60 auf, der mit einer die Verbindung der Ringnut 48 mit der Ringnut 49 steuernden Ausnehmung 64 versehen ist. In Richtung einer die Verbindung der Ringnut 48 mit der Ringnut 49 freigebenden Stellung ist der Ventilkörper 60 durch die in einer tankentlasteten Steuerdruckraum 61 angeordnete Feder 24 beaufschlagbar. In Richtung einer die Verbindung der Ringnut 48 mit der Ringnut 49 drosselnden Stellung ist der Ventilkörper 60 durch den in einem Steuerdruckraum 63 anstehenden Rücklaufdruck beaufschlagbar. Der Steuerdruckraum 63 steht hierzu durch im Ventilkörper 60 angeordnete Längs- und Querbohrungen 65 mit der Ausnehmung 64 und somit der Rücklaufleitung im Bereich der Ringnut 49 in Verbindung. Das Druckminderventil 26 begrenzt somit den in der Ringnut 49 und somit den in der zur Saugseite S der Pumpe 2 geführten Rücklaufleitung 12 anstehenden Rücklaufdruck auf den an der Feder 62 eingestellten Wert.

Der Steuerschieber 42 des Wegeventils 10 ist durch in Steuerdruckräumen 66a, 66b anstehenden Steuerdruck stufenlos auslenkbar. In dem Steuerdruckraum 66a bzw. 66b ist hierbei die Feder 15a bzw. 15b angeordnet. Der Steuerdruckraum 66a steht mit der Steuerdruckleitung 16a in Verbindung, in der die mittels des Proportionalmagneten 14a elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtungen 17a angeordnet ist. Entsprechend ist an den Steuerdruckraum 66b die Steuerdruckleitung 16b angeschlossen, in der die mittels des Proportionalmagneten 14b elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtungen 17b angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem arbeitet wie folgt:

Bei nicht angesteuertem Fahrantrieb und somit nicht angesteuerten Ventileinrichtungen 17a, 17b befindet sich das Wegeventil 10 durch die Federn 15a, 15b in der dargestellten Mittelstellung 10a, in der die Verbindungen der Förderleitung 11 und der Rücklaufleitung 12 mit den Druckleitungen 13a, 13b gesperrt sind. Bei stehendem Fahrzeug stützen sich somit die Motoren 4a, 4b an dem Steuerschieber 42 des Wegeventils 10 ab, wodurch die innere Leckage der Pumpe 2 bei stehendem Fahrzeug ausgeschaltet ist. An einer Steigung bewegt sich somit das Fahrzeug lediglich mit einer geringen Kriechgeschwindigkeit hangabwärts, die durch die innere Leckage der Motoren 4a, 4b und Leckage des Steuerschiebers 42 bedingt ist.

Bei einem Fahrkommando, beispielsweise durch Betätigen der als Doppelpedalsteuerung ausgebildeten Sollwertvorgabeeinrichtung 19, wird entsprechend der vorgegebenen Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit die Ventileinrichtung 17a bzw. 17b angesteuert, wobei entsprechend der Ansteuerung ein bestimmter Steuerdruck in dem Steuerdruckraum 66a bzw. 66b erzeugt wird, der den Steuerschieber 42 des Wegeventils 10 um einen durch die Höhe des Steuerdrucks bestimmten Betrag nach in der Figur rechts bzw. links derart ausgelenkt. Die Ausnehmung 52a bzw. 52b verbindet somit die Ringnut 43 mit der Ringnut 44a bzw. 44b, wobei entsprechend der Auslenkung des Steuerschiebers 42 eine durch die Ausnehmung 52a bzw. 52b bestimmte Öffnungsweite der Drosselstelle 20a bzw. 20b vorgegeben wird.

Gleichzeitig wird durch die Ausnehmung 52b bzw. 52a eine Verbindung der Ringnut 44b bzw. 44a mit dem Gehäusekanal 46 hergestellt, wodurch Druckmittel von den Motoren 4a, 4b in die Rücklaufleitung 12 zur Saugseite der Pumpe strömen kann. Durch die Auslenkung des Steuerschiebers 42 wird weiterhin durch die Ausnehmung 53a bzw. 53b der Lastdruck der Motoren 4a, 4b erfasst, der das Regelventil 36 in Richtung einer Förderstromerhöhung beaufschlagt. Die Pumpe 2 schwenkt somit in Richtung einer Förderstromerhöhung aus, bis die an der Drosselstelle 20a bzw. 20b des Wegeventils 10 auftretende Druckdifferenz der Vorspannung der Feder 37 des Regelventils 36 entspricht. Den Motoren 4a, 4b strömt somit der an der Drosselstelle 20a bzw. 20b des Wegeventils 10 eingestellte Druckmittelstrom zu, wodurch das Fahrzeug mit der an der Sollwertvorgabeeinrichtung 19 vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit betrieben wird.

In einer derartigen Antriebsphase befindet sich das Druckminderventil 26 in der dargestellten Durchflußstellung, so daß von den Motoren 4a, 4b in der Druckleitung 13b bzw. 13a zurückströmendes Druckmittel über den Gehäusekanal 64, die Ringnut 48 in die Ringnut 49 und somit über die Rücklaufleitung 12 zur Saugseite S der Pumpe 2 strömt. In der Rücklaufleitung 12 herrscht hierbei Speisedruck, der durch das der Einspeiseleitung 7 zugeordnete Druckbegrenzungsventil 8 bestimmt wird.

Gelangt das Fahrzeug in eine Bremsphase, beispielsweise durch Zurücknahme der Sollwertvorgabeeinrichtung 19 und somit des Steuerdrucks oder bei einer Bergabfahrt des Fahrzeugs, werden die Motoren 4a, 4b durch die Masse des Fahrzeugs angetrieben und arbeiten als Pumpe, die Druckmittel zur Saugseite S der Pumpe 2 fördern. Der Fahrantrieb geht somit in den Schiebebetrieb über. Dadurch drehen sich die Druckverhältnisse in den Druckleitungen 13a, 13b um, wobei in einem Betriebszustand für die Vorwärtsfahrt in der Druckleitung 13b ein Rücklaufdruck und in einem Betriebszustand für die Rückwärtsfahrt in der Druckleitung 13a ein Rücklaufdruck erzeugt wird. Der Rücklaufdruck steht hierbei in dem Gehäusekanal 46 und somit in der Ringnut 48 und der Ringnut 49 und somit der Saugseite der Pumpe 2 an. Der in der Ringnut 49 anstehende Rücklaufdruck steht mittels der im Ventilkörper 60 ausgebildeten Längs- und Querbohrungen 65 ebenfalls im Steuerdruckraum 63 an. Der Ventilkörper 60 des Druckminderventils 26 wird somit nach in der Fig. 2 links in eine Drosselstellung beaufschlagt, sobald der in der Ringnut 49 anstehende Rücklaufdruck den Wert der Feder 24 übersteigt. Das Druckminderventil 26 begrenzt somit den an der Saugseite S der Pumpe 2 anstehenden Rücklaufdruck auf den durch die Feder 62 eingestellten Wert. Der Rücklaufdruck ist hierbei derart bemessen, daß der an der Saugseite S der Pumpe 2 anstehende Rücklaufdruck einerseits um einen kleinen Betrag höher als der durch das Druckminderventil 8 eingestellte Speisedruck in der Einspeiseleitung 7 ist und anderseits nicht ausreicht, daß durch die Beaufschlagung der Pumpe 2 die Drehzahl des Antriebsmotors 1 erhöht wird. Durch das Rückschlagventil 28 in der Speiseleitung 7 wird hierbei verhindert, daß der in der Rücklaufleitung 12 durch das Druckminderventil 26 begrenzte Rückläufdruck durch das Druckbegrenzungsventil 8 abgebaut wird.

In der Bremsphase wird somit durch das Druckminderventil 26 durch Drosselung der größte Teil der Bremsenergie vernichtet. Der restliche Teil der Bremsenergie wird durch die als Motor arbeitende Pumpe 2 in den Antriebsmotor 1 eingeleitet, wobei durch die Einstellung des die Pumpe 2 beaufschlagenden Rücklaufdrucks mittels des Druckminderventils 26 mit besonderem Vorteil verhindert wird, daß das in den Antriebsmotor eingeleitete Schleppmoment zu einer Drehzahlerhöhung des Antriebsmotors führt. Es kann somit eine lastunabhängige Bremsverzögerung des Fahrzeugs erzielt werden, wobei gleichzeitig ein Hochdrehen des Antriebsmotors in allen Betriebszuständen vermieden wird.

Claims (18)

1. Hydrostatisches Antriebssystem mit einer von einem Antriebsmotor angetriebenen, im Fördervolumen verstellbaren Pumpe und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Verbraucher, insbesondere einem Motor, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Pumpe (2) und dem Verbraucher (3) ein Wegeventil (10) zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Verbrauchers (3) angeordnet ist, wobei das Wegeventil (10) eine geschlossenen Mittelstellung (10a) aufweist.

2. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) eingangsseitig mit einer Förderleitung (11) der Pumpe (2), einer Rücklaufleitung (12) der Pumpe (2) und mittels zweier Druckleitungen (13a, 13b) mit dem Verbraucher (3a; 3b) in Verbindung steht.

3. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) als in Zwischenstellungen drosselndes Steuenrentil mit einer Mittelstellung (10a), in der die Verbindungen der Druckleitungen (13a, 13b) mit der Förderleitung (11) und der Rücklaufleitung (12) sperrbar sind, und zumindest einer Schaltstellung (10b; 10c) ausgebildet ist, in der eine Druckleitung (13a; 13b) mit der Förderleitung (11) der Pumpe (2) und die weitere Druckleitung (13b; 13a) mit der Rücklaufleitung (12) der Pumpe (2) in Verbindung steht.

4. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) mittels mindestens einer Feder (15a; 15b) in die Mittelstellung (10a) beaufschlagbar ist.

5. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) als Längsschieberventil ausgebildet ist.

6. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (10) elektrisch betätigbar ist.

7. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Wegeventils (10) mindestens eine einen das Wegeventil (10) beaufschlagenden Steuerdruck erzeugende, elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtung (17a; 17b) vorgesehen ist.

8. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (17a; 17b) mittels eines Proportionalmagneten (14a; 14b) ansteuerbar ist.

9. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (17a; 17b) als Druckminderventil ausgebildet ist.

10. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des Wegeventils (10) eine elektronische Steuereinrichtung (18) vorgesehen ist, die mit einer Sollwertvorgabeeinrichtung (19) für die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers (3) in Wirkverbindung steht.

11. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) als einseitig im Fördervolumen verstellbare Pumpe ausgebildet ist.

12. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) eine Regeleinrichtung (31), insbesondere einen Bedarfsstromregler, zur Steuerung des Fördervolumens aufweist.

13. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der den Bedarfsstromregler beaufschlagende Lastdruck des Verbrauchers (3) mittels des Wegeventils (10) erfassbar ist.

14. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der von dem Wegeventil (10) zur Pumpe (2) geführten Rücklaufleitung (12) ein einen Rücklaufdruck begrenzendes Ventil (25) angeordnet ist.

15. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) als Druckminderventil (26) ausgebildet ist.

16. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (12) mit einer Einspeiseleitung (7) in Verbindung steht, wobei der durch das Ventil (25) in der Rücklaufleitung (11) begrenzte Rücklaufdruck den in der Einspeiseleitung (7) anstehenden Speisedruck übersteigt und derart bemessen ist, daß ein Drehzahlanstieg des Antriebsmotors (1) vermeidbar ist.

17. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (12) stromab des Ventils (25) an die Einspeiseleitung (7) angeschlossen ist, wobei in der Einspeiseleitung (7) ein in Richtung zur Rücklaufleitung (12) öffnendes Sperrventil (27), insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil, angeordnet ist.

18. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem als Fahrantrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Flurförderzeugs, ausgebildet ist.