DE3815873A1 - Hydrostatischer antrieb - Google Patents
Hydrostatischer antriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei derartigen Antrieben mit Energierückführung ist es bekannt,
die beispielsweise von einem Elektromotor angetriebene Pumpe
mit dem die Last antreibenden Motor in einem geschlossenen
Kreislauf zu verbinden. Zur Einstellung der Drehzahl des
Motors ist die Pumpe mit einer Hubverstellung versehen. Die
Energierückführung erfolgt in der Bremsphase, wenn die mit
der Last gekuppelte Maschine als Pumpe und die mit dem Elek
tromotor gekuppelte Maschine als Motor arbeitet. Dann arbei
tet der Elektromotor generatorisch und speist elektrische
Energie in das Netz zurück. Bei geschlossenen Kreisläufen
weisen in der Regel die beiden Maschinen gleiche Baugröße
auf, sind also für die jeweils maximale Leistung auszulegen.
Wird die Pumpe bei solchen hydrostatischen Antrieben von
einer Brennkraftmaschine angetrieben, so kann zur Energie
rückführung ein Schwungrad oder ein hydraulischer Speicher
vorgesehen sein. Das Schwungrad wird über eine Kupplung mit
der die Last antreibenden Maschine verbunden und der hyd
raulische Speicher ist an eine weitere Maschine angeschlossen,
die ebenfalls über eine Kupplung mit der die Last antreiben
den Maschine verbunden ist. Dabei handelt es sich um soge
nannte Mischantriebe, da beim Beschleunigen bzw. Verzögern
die Energie des Speichers bzw. des Schwungrades mechanisch
übertragen werden muß. Außerdem unterliegt die Kupplung einem
erheblichen Verschleiß.
Darüber hinaus sind sekundär geregelte Antriebe mit Energie
rückführung beim Verzögern bekannt. Hier ist die mit der
Last gekuppelte hydrostatische Maschine an ein Drucknetz mit
eingeprägtem Druck angeschlossen. Beim Verzögern wird die
Maschine von der Last angetrieben und fördert als Pumpe arbei
tend Arbeitsmittel aus dem Tank in einen Speicher, der an das
Drucknetz über ein Absperrventil angeschlossen ist, um ein
Entladen des Speichers zu vermeiden und das beim Inbetrieb
setzen des Antriebs geöffnet wird. Bei einem sekundär geregel
ten Antrieb für ein Fahrzeug (DE-PS 33 02 546) ist es auch
bekannt, das Absperrventil zu schließen, um zu vermeiden, daß
sich das geparkte Fahrzeug in Bewegung setzt, indem die
Maschine Arbeitsmittel aus dem Speicher entnimmt. Für einen
sekundär geregelten Antrieb ist ferner wesentlich, daß die
Schwenkwinkelverstellung der mit der Last gekuppelten Maschine
drehzahlabhängig erfolgt. Hierzu ist das Proportional-Magnet
ventil für die Druckmittelzufuhr zur hydraulischen Hubver
stellung von einem Drehzahlregelkreis angesteuert. Ein sekun
där geregelter Antrieb soll auch eine Sicherheitsanordnung
insofern aufweisen, als bei einem Lastabwurf infolge des an
der Maschine eingestellten Schwenkwinkels und infolge des An
schlusses der Maschine an das Netz mit dem eingeprägten Druck
plötzlich auf eine unzulässig hohe Drehzahl beschleunigt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
ausgehend von dem hydrostatischen Antrieb der eingangs ge
schilderten Art den Wirkungsgrad zu verbessern, den Bauauf
wand zu verringern und insgesamt den Antrieb zu optimieren.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent
anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Zu- und Abschaltung des Hydro
speichers vom übrigen Hydrauliksystem abhängig von den Last
anforderungen und vorzugsweise abhängig vom Betriebsdruck.
Bei hohem Lastbedarf, insbesondere beim Beschleunigen der Last
und auch zur Energierückgewinnung ist der Speicher zugeschal
tet. Bei geringen Lastanforderungen, wenn der Antrieb mit einer
konstanten Drehzahl erfolgt bzw. der Antrieb mit Grund
last gefahren wird, wird der Speicher vom System getrennt.
Dann wird der Speicher in Betriebspausen, in denen der Antrieb
nicht benötigt wird, von der Pumpe geladen. Es ist also er
findungsgemäß der Speicher in bestimmten Betriebsphasen eines
Arbeitsspiels zugeschaltet und in anderen Betriebsphasen
abgeschaltet, in denen die Pumpe die Versorgung der Antriebs
maschine mit hydraulischer Energie übernimmt. Die Zu- und
Abschaltung des Speichers erfolgt vorzugsweise abhängig vom
Betriebsdruck, so daß bei Unterschreiten eines minimalen
Betriebsdruckes der Hydrospeicher abgeschaltet wird.
Hieraus ergibt sich auch der Vorteil, daß die Antriebsleistung
für die Pumpe, und damit die Baugröße der Pumpe und ihres
Antriebes gegenüber der Leistung der mit der Last gekuppelten
Maschine wesentlich bis zu 50% und weniger verringert werden
kann, da die Speichergröße so bemessen wird, daß zum Be
schleunigen der Last auf eine bestimmte Drehzahl innerhalb
einer bestimmten Zeit der Speicherinhalt ausreichend ist.
Vorzugsweise ist somit die maximale Pumpenleistung dadurch
bestimmt, daß eine bestimmte Grundlast gefahren werden soll
oder für den Antrieb eine maximale konstante Drehzahl einge
halten werden soll.
Gegenüber den eingangs geschilderten Antrieben im geschlosse
nen Kreislauf liegt somit der Vorteil vor allem darin, daß
die Baugröße der Pumpe und ihres Antriebes wesentlich ver
ringert werden kann.Gegenüber Antrieben im geschlossenen
Kreislauf mit Energierückführung auf ein Schwungrad oder
einen Hydrospeicher liegt der Vorteil darin, daß die Kupp
lung entfällt und die gesamte Leistung zum Beschleunigen
und den Antrieb der Last hydrostatisch übertragen wird, so
daß die für die mechanische und hydrostatische Aufteilung
erforderlichen Einrichtungen entfallen.
Weitere Vorteile ergeben sich wie folgt:
Der bei sekundär geregelten Antrieben erforderliche Aufwand
für die Regelung entfällt. Für das Arbeitsspiel zum Antrieb
einer Last, nämlich die Beschleunigungsphase, die Antriebs
phase mit einer bestimmten Drehzahl, die Verzögerungs- bzw.
Bremsphase und das Laden des Speichers werden an den Maschi
nen vorbestimmte Schwenkwinkel für die Hubeinstellung aus
gewählt und eingestellt. Für die Maschinen und deren Hubver
stellung ist somit eine Steuerung und keine Regelung vorge
sehen. Deshalb ist zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen
einer Druckmittelquelle und einem Tank zum hydraulischen
Verstellzylinder der Hubverstellung ein Wegeventil bzw. ein
von einem Proportionalmagneten betätigtes Wegeventil vorge
sehen, so daß auf Servoventile bzw. Ventile mit Ist-Wert-
Erfassung verzichtet werden kann.
Ferner ist erfindungsgemäß für die mit der Last gekuppelten
Maschine eine einfache Hubverstellung vorgesehen, mit der vom
Null-Hub ausgehend der maximale Hub nur durch Verstellung in
einer Richtung erreicht wird. Die Maschine arbeitet also im
Einquadranten-Betrieb. Vorzugsweise handelt es sich um eine
Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart. Im Gegensatz zu
der Schrägscheibenbauart, bei der die Maschine vom Nullhub
aus in beiden Richtungen verschwenkbar ist, weist die Schräg
achsenbauart einen erheblich höheren Anfahrwirkungsgrad auf.
Zur Steuerung des Arbeitsmittels sind in den Anschlußleitungen
der Antriebsmaschine entsprechende Wegeventile bzw. Schalt
ventile vorgesehen. Damit kann die Antriebsmaschine entweder
nur eine Drehrichtung oder eine beliebige Drehrichtung auf
weisen sowie für den Antrieb sowie zur Energierückgewinnung
eine beidseitige Momentenrichtung.
Da der Speicher abschaltbar ist und die Baugröße der Pumpe
gegenüber der Baugröße der Antriebsmaschine verhältnismäßig
gering ist, besteht keine Gefahr mehr, daß die Antriebs
maschine durchgehen kann und unzulässig hohe Drehzahlen an
nimmt, die zur Selbstzerstörung führen können. Ferner gerät
die Antriebsmaschine bei einem Stromausfall oder Störungen
im Signalstromkreis von selbst in die Verzögerungsphase, in
der der Antrieb automatisch auf Null-Drehzahl abgebremst
wird. Da hierbei die Antriebsmaschine automatisch auf maxi
malen Schwenkwinkel verstellt wird, erfolgt die Verzögerung
mit dem maximalen Moment, das die Antriebsmaschine aufbrin
gen kann. In einer besonders vorteilhaften Schaltung wird
auch bei einer derartigen Notbremsung die frei werdende
kinetische Energie von der Antriebsmaschine, die nunmehr als
Pumpe arbeitet, in hydraulische Energie umgewandelt und in
den Hydrospeicher eingespeist.
In der Verzögerungsphase läßt sich die Bremszeit der An
triebsmaschine in einfacher Weise durch entsprechende Ein
stellung des Schwenkwinkels einstellen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an
hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines hydrostatischen
Antriebes mit Schaltventilen in den Anschlußlei
tungen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Druckverlaufs und
der Drehzahl eines Arbeitsspiels abhängig von der
Zeit, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer abgeänderten
Ausführungsform mit einem Mehrwegeventil in den
Anschlußleitungen der Antriebsmaschine.
In Fig. 1 ist der Antrieb für eine Schleudergießmaschine dar
gestellt. Dabei muß die ein großes Trägheitsmoment aufweisende
Kokille zunächst beschleunigt werden, hierauf soll eine maxi
male Drehzahl konstant eingehalten werden, woran sich eine
Verzögerungsphase schließt, in der die frei werdende kineti
sche Energie in den Speicher zurückgeführt werden soll. Es
schließt sich eine Betriebspause an, während der der Speicher
wieder voll aufgeladen werden kann. Der erfindungsgemäße An
trieb eignet sich insbesondere für derartige Antrieb mit
großem Trägheitsmoment sowie für Antriebe mit dem geschilder
ten Arbeitsspiel. Der erfindungsgemäße Antrieb ist jedoch
hierauf nicht beschränkt, sondern ist auch als Fahrantrieb,
insbesondere für Baumaschinen, geeignet. Es wird deshalb im
folgenden von einer Last 1 gesprochen, die mit einer hydro
statischen Antriebsmaschine 2 gekuppelt ist. Bei der Maschine
2 handelt es sich um eine Axialkolbenmaschine in Schräg
achsenbauart, die einen Stellzylinder 3 aufweist. Die Maschine
ist ausgehend von dem Schwenkwinkel 0 für den Nullhub in
einer Richtung auf maximalen Hub ausschwenkbar. Die Druck
mittelzufuhr zu dem Stellzylinder 3 erfolgt über ein Ventil 4,
das von einem Proportionalmagneten 5 betätigt wird. Die
Druckmittelzufuhr zum Ventil 4 erfolgt über eine Leitung 6
aus einer Pumpendruckleitung 7.
Eine von einem Elektromotor 8 angetriebene Verstellpumpe 9
fördert über ein Rückschlagventil 10 in die Pumpendrucklei
tung 7. Die Verstellpumpe 9 arbeitet im offenen Kreislauf und
ist mit einer FED-Verstelleinrichtung 12 versehen, die aus
einer elektrischen Förderstromverstellung mit einem über
lagerten hydraulischen Druckregler besteht. An die Drucklei
tung 7 ist ein Speicher 15 über ein Zweiwege-Sitzventil 16
angeschlossen. Der für den Speicher 15 erforderliche Sicher
heitsschaltblock ist nicht dargestellt.
Die Druckleitung 7 ist über ein Schaltventil 20 mit der einen
Anschlußleitung 21 der Antriebsmaschine 2 verbunden, deren
andere Anschlußleitung 22 über ein Schaltventil 24 an eine
Tankleitung 25 angeschlossen ist. In der Tankleitung ist ein
Rückschlagventil 26 mit 2 bar Federvorspannung, sowie ein
Kühler 27 und ein Rücklauffilter 28 vorgesehen, das in einen
Tank 30 mündet. Ferner ist die Anschlußleitung 22 mit der
Druckleitung 7 über ein die Druckleitung öffnendes Rückschlag
ventil 32 verbunden. Außerdem ist die Anschlußleitung 21
über ein Nachsaugventil 33 mit dem Tank 30 verbunden. Über
eine Steuerdruckleitung 35 und ein Steuerventil 36 kann ent
weder der X-Anschluß oder der Y-Anschluß der Schaltventile 20
und 24 mit Druck aus der Druckleitung 7 beaufschlagt werden,
wobei der andere Anschluß dann jeweils mit dem Tank 30 ver
bunden ist. Sind die X-Anschlüsse druckbeaufschlagt, so sind
die Schaltventile 20, 24 aufgesteuert. Sind die Y-Anschlüsse
mit Druck beaufschlagt, so sind die Schaltventile geschlossen.
Das Sitzventil 16 wird von einem Druckregelventil 40 ange
steuert, das bei drucklosem X-Anschluß den Federraum 41 des
Sitzventils 16 mit dem Speicherdruck beaufschlagt, der auf
die Ringfläche 42 des Kolbens 43 wirkt; ist der Druck in der
Leitung 7, der die Sitzfläche 44 beaufschlagt, um die Kraft
der Feder 45 größer als der Speicherdruck, so öffnet das
Sitzventil. Wenn aber die X-Anschlüsse zum Öffnen der
Schaltventile druckbeaufschlagt sind, so wird das Druck
regelventil 40 verstellt und entlastet den Federraum 41,
so daß das Sitzventil 16 in jedem Fall öffnet.
Die Antriebsmaschine 2 kann in der Ausführungsform nach
Fig. 1 in einer Drehrichtung betrieben werden, aber gibt
als Motor arbeitend zum Antrieb der Last Drehmoment ab und
nimmt zur Energierückführung als Pumpe arbeitend Drehmoment
von der Last auf.
Die Wirkungsweise wird im folgenden erläutert.
Der Proportionalmagnet 5 an der Antriebsmaschine 2 ist ohne
Erregung, so daß die Maschine voll ausgeschwenkt ist, damit
das maximale Schluckvolumen entsprechend dem maximalen Ab
triebsmoment aufweist. Auch die Verstellpumpe 9 ist auf
maximales Fördervolumen gestellt. Das Steuerventil 36 wird
elektrisch umgeschaltet, so daß die Steuerdruckleitung 35 mit
den X-Anschlüssen der Schaltventile 20 und 24 verbunden wird.
Damit öffnen die Schaltventile sowie auch das Sitzventil 16
über das mit dem Steuerdruck beaufschlagte Druckregelventil
40. Der Speicher 15 ist an die Druckleitung 7 angeschlossen.
Die Antriebsmaschine 2 arbeitet als Motor und beschleunigt
mit dem maximalen Abtriebsmoment bis zu der Drehzahl, die
dem maximalen Förderstrom der Pumpe 9 entspricht. Danach
entleert sich der Speicher 15 in das System und trägt somit
zur weiteren Beschleunigung der Last bis auf die maximale
Drehzahl bei. Während dieser Beschleunigungsphase arbeitet
die Pumpe 9 stets mit maximalem Förderstrom. Der Druck zwi
schen der Pumpe 9 und dem Motor 2 reduziert sich hierbei von
dem maximalen Anfangsdruck P 2 auf den Betriebsdruck P 1, wie
aus dem Diagramm in Fig. 2 hervorgeht. Das Erreichen der vor
gegebenen maximalen Drehzahl des Motors 2 wird von einem
elektrischen, mit dem Motor 2 gekuppelten Tachogenerator TG
signalisiert. Mit diesem Schaltsignal des Tachogenerators
wird die nächste Betriebsphase eingeleitet, in der die Last 1
mit einer bestimmten konstanten Drehzahl gefahren werden soll.
Der Schwenkwinkel der Maschine 2 wird zurückgenommen und da
mit ein minimales Schluckvolumen der Maschine 2 eingestellt,
bei dem die Last 1 mit der bestimmten Drehzahl angetrieben
werden kann. Der Schwenkwinkel der Pumpe 9 wird auf das För
dervolumen eingestellt, das zum Erreichen der maximalen Dreh
zahl am Abtrieb des Motors 2 erforderlich ist. Beispiels
weise kann der Schwenkwinkel für den Motor 2 20% und der
Schwenkwinkel für die Pumpe zwischen 75 und 100% je nach ge
forderter Drehzahl am Motor 2 betragen. Der Leistungsunter
schied zwischen den Maschinen 2 und 9 ist somit wesentlich.
Während dieser Antriebsphase verringert sich der Druck zwi
schen der Pumpe und der Maschine 2 auf etwa 0,8×P 1 (minima
ler Speicherdruck), so daß der Speicher automatisch vom
System getrennt wird. Der Steuerdruck an den X-Anschlüssen
ist zwar hoch genug, um die Schaltventile 20 und 24 offen zu
halten, das Druckregelventil 41 verbindet jedoch den Druck
raum 41 mit dem Speicher 15, so daß das Sitzventil 16 schließt.
Die Bremsphase wird durch Umschalten des Steuerventils 36
eingeleitet, so daß die X-Anschlüsse druckentlastet sind, und
die Y-Anschlüsse druckbeaufschlagt sind. Damit schließen die
Schaltventile 20 und 24. Gleichzeitig mit der Betätigung des
Steuerventils 36 wird der Schwenkwinkel der Maschine 2 auf
etwa 50% Schwenkwinkel, d.h. 50% Schluckvolumen eingestellt.
Dadurch wird die Verzögerungszeit bestimmt. Soll der Brems
vorgang abgekürzt werden, so kann der Schwenkwinkel auf maxi
mal 100% eingestellt werden, so daß sich die maximale Ver
zögerung ergibt. Es kann davon ausgegangen werden, daß etwa
50 bis 60% der kinetischen Energie aus der bewegten Masse der
Last 1 zurückgewonnen wird und in hydraulische Energie umge
wandelt wird, die im Speicher 15 gespeichert wird. Somit
arbeitet die Maschine 2 als Pumpe, saugt aus dem Tank Arbeits
mittel über das sich öffnende Rückschlagventil 33 in die An
schlußleitung 21 an und fördert Druckmittel in die Anschluß
leitung 22 und über das sich öffnende Rückschlagventil 32 in
die Pumpendruckleitung 7 und über das sich öffnende Sitzven
til 16 in den Speicher 15. Ein Abströmen von Arbeitsmittel
zur Pumpe 9 ist durch das Rückschlagventil 10 vermieden.
Aus Fig. 2 ist wiederum ersichtlich, wie sich die einzelnen
Parameter Drehzahl, Schwenkwinkel sowie der Arbeitsdruck an
der Maschine 2 während des Bremsvorganges wie auch der ande
ren Betriebsphasen verhalten.
In dieser Phase bleibt das Steuerventil 36 in der darge
stellten Lage, so daß die X-Anschlüsse druckentlastet und
über die druckbeaufschlagten Y-Anschlüsse die Schaltventile
20 und 24 geschlossen sind. Über die Pumpe 9 wird der Spei
cher 15 um den erforderlichen Restbetrag bis zum maximalen
Druck gleich dem Druck P 2 aufgefüllt. Dabei ist das Sitz
ventil 16 von dem in der Druckleitung 7 anstehenden Druck
geöffnet. In dieser Phase wird die Pumpe 9 auf einen Förder
strom eingestellt, der vom Arbeitsspiel, d.h. der Totzeit
bis zum nächsten Beschleunigungsvorgang bestimmt ist. Bei
spielsweise wird der Schwenkwinkel auf 20 bis 50% eingestellt.
Bei Erreichen des maximalen Druckes geht die Pumpe 9 in
Null-Förderung (Druckreglerfunktion) und der Antrieb ist für
den nächsten Beschleunigungsvorgang bereit. In dieser Phase
wird auch der Schwenkwinkel der Maschine 2 auf 100% und da
mit auf maximales Volumen verstellt. Es ist damit auch die
Maschine 2 für das nächste Arbeitsspiel vorbereitet.
Auch bei einem Stromausfall bzw. Ausfall der Signalstromwege
für die Schwenkwinkelverstellung der Maschinen nehmen die
Komponenten die in der Speicherladephase geschilderte Stel
lung ein, d.h. die Pumpe 9 geht auf Null-Förderung, die
Maschine 2 geht auf maximales Volumen, das Steuerventil 36
nimmt die dargestellte Lage ein und die Schaltventile 20 und
24 schließen. Damit wird der Antrieb automatisch bis auf
Null-Drehzahl abgebremst, indem die Maschine 2 in den Pumpen
betrieb mit maximalem Fördervolumen übergeht und dabei das
geförderte Druckmittel in den Speicher 15 drückt.
In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt,
in der gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen be
zeichnet sind. Auch die Wirkungsweise ist entsprechend. Unter
schiedlich ist jedoch, daß anstelle der Schaltventile 20, 24
ein Vier/Drei-Wegeventil 50 in der Druckleitung 7 bzw. der
zum Tank führenden Leitung 25 und den Anschlußleitungen 21,
22 vorgesehen ist. Mit dem Wegeventil wird die Drehrichtung
der Maschine 2 bestimmt. Entsprechend sind für jede Drehrich
tung ein Nachsaugventil 33 bzw. 33′ vorgesehen. Außerdem sind
die Anschlußleitungen 21, 22 über sekundäre Druckbegrenzungs
ventile 51, 52 abgesichert. Die Anschlußleitungen 21, 22 sind
an ein Wechselventil 54 angeschlossen, so daß der jeweils
höhere Druck an das Druckregelventil 40 geführt wird.
In der Beschleunigungsphase wird somit über das Wechselven
til 54 der jeweilige anschlußseitige Druck an der Maschine 2
abgegriffen und auf das Druckregelventil 40 geführt, so daß
dieses den Druckraum 41 mit dem Tank verbindet, so daß das
Sitzventil 16 öffnet und der Speicher 15 sich in der Be
schleunigungsphase in der geschilderten Weise in die Leitung 7
entleeren kann. In der Antriebsphase mit konstanter Dreh
zahl, wenn der Druck auf etwa 0,8 P 1 abgesunken ist, schließt
das Druckregeleventil 40, so daß der Speicherdruck auf den
Druckraum 41 geschaltet wird, so daß das Sitzventil 16
schließt und der Speicher vom System abgetrennt ist. In der
Verzögerungsphase wird über das Wechselventil 54 wiederum der
sich in einer der Anschlußleitungen 21 oder 22 einstellende
Pumpendruck auf das Druckregelventil 40 geführt, das somit
den Druckraum 41 druckentlastet, wodurch das Sitzventil 16
öffnet und das von der angetriebenen Pumpe geförderte Arbeits
mittel über das umgeschaltete Wegeventil in den Speicher 15
geführt wird. Im Speicherladebetrieb schließlich wird das
Wegeventil 50 in die dargestellte Lage umgeschaltet, in der
die Druckleitung 7 abgesperrt ist und die Anschlußleitungen
21 und 22 mit dem Tank 30 über die Leitung 24 sowie über
Drosseln im Ventil miteinander verbunden sind. Der Proportio
nalmagnet 5 an der Hubverstellung 3 der Maschine 2 ist ohne
Signal, so daß über die Steuerleitung 6 und das Ventil 4 der
Schwenkwinkel der Maschine 2 wiederum auf 100% und maximales
Hubvolumen eingestellt wird. In der Speicherladephase ist die
Drehzahl 0 erreicht. Die Pumpe 9, die beispielsweise auf einen
Förderstrom von 25% eingestellt ist, fördert über das sich
nunmehr öffnende Sitzventil 16 in den Speicher 15, bis dieser
vollständig auf dem Druck P max aufgeladen ist. Nach Erreichen
des maximalen Druckes geht die Pumpe 9 auf Null-Förderung
zurück.
Claims (22)
1. Hydrostatischer Antrieb, bestehend aus einer angetriebe
nen, als Pumpe arbeitenden hydrostatischen Maschine mit ver
stellbarem Fördervolumen, einer mit einer Last gekuppelten,
als Motor oder Pumpe arbeitenden hydrostatischen Antriebs
maschine mit verstellbarem Schluck- bzw. Fördervolumen,
einem an die Druckleitung angeschlossenen hydraulischen
Speicher, aus dem im Motorbetrieb Druckmittel entnommen und
in den im Pumpenbetrieb Druckmittel eingespeist wird und aus
Einrichtungen zur Schwenkwinkelverstellung der Maschinen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (14) lastabhängig
an den hydraulischen Antrieb zuschaltbar ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zuschalten des Speichers lastabhängig bei Überschreiten eines
bestimmten Betriebsdruckes erfolgt.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zuschalten des Speichers (15) beim Beschleunigen der
Last, beim Bremsen der Last und in Betriebspausen zum Laden
des Speichers erfolgt.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Speicher (15) bei konstanter Drehzahl
der Last von der Druckleitung abgetrennt ist.
5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schluck- bzw. Fördervolumen der beiden
Maschinen (2, 9) für das Beschleunigen, den Antrieb mit
einer bestimmten Drehzahl und das Verzögern der Last auf
bestimmte Werte einstellbar ist.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwenkwinkelverstellung der Maschinen drehzahlabhängig er
folgt.
7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das maximale Fördervolumen der Pumpe (9) für den
Antrieb der Last mit maximaler konstanter Drehzahl ausgelegt
ist.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Betriebsdruck an der Pumpe (9) oder an der
jeweiligen Anschlußleitung (21, 22) der Antriebsmaschine (2)
abgegriffen wird.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Betriebsdruck als Steuerdruck für das
Öffnen bzw. Schließen des den Speicher (15) mit der Druck
leitung verbindenden Ventils (16) dient.
10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ansteuerung des Ventils (16) ein Druckregelventil (40) vor
gesehen ist, das den Steuerraum (41) des Ventils abhängig
vom Betriebsdruck mit dem Speicherdruck beaufschlagt oder
druckentlastet.
11. Antrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (16) ein Zwei/Zwei-Wegesitzventil ist.
12. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hubverstellung der Antriebsmaschine (2)
von 0 aus in nur einer Richtung bis zum maximalen Hub vorge
sehen ist.
13. Antrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschine (2) eine Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart
ist.
14. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß für die hydraulische Hubverstellung beider
Maschinen (2, 9) ein Proportional-Magnetventil vorgesehen ist.
15. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Verbindung der Antriebsmaschine (2) mit
der Pumpe (9) und einem Tank (30) Schaltventile (20, 24) in
den Anschlußleitungen (21, 22) vorgesehen sind.
16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltventile (20, 24) von einem Steuerdruck betätigbar sind
und ein Steuerventil (36) vorgesehen ist, über das eine an
die Druckleitung (7) angeschlossene Steuerdruckleitung (35)
an die Schaltventile (20, 24) zum wahlweisen Öffnen bzw.
Schließen anschließbar ist.
17. Antrieb nach Anspruch 9 und 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckregelventil (40) an die Steuerdruckleitung zum
Öffnen der Schaltventile (20, 24) anschließbar ist.
18. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (21, 22) über ein
Rückschlagventil (32) miteinander verbunden sind, das in der
Bremsphase zum Laden des Speichers von dem Arbeitsmittel ge
öffnet wird, das von der von der Last angetriebenen Maschine
gefördert wird.
19. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Drehrichtungsumkehr der Antriebs
maschine (2) ein Mehrwegeventil (50) in der Druckleitung (7)
und der Tankleitung (25) vorgesehen ist.
20. Antrieb nach Anspruch 9 und 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckregelventil (40) an die Anschlußleitungen (21,
22) der Antriebsmaschine (2) über ein Wechselventil (54)
anschließbar ist.
21. Antrieb nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mehrwegeventil (50) in der Ruhestellung die Anschluß
leitungen (21, 22) über Drosseln miteinander und mit der
Tankleitung (25) verbindet.
22. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens eine Anschlußleitung (21, 22)
über ein Nachsaugventil (33, 33′) mit dem Tank verbunden
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3815873A DE3815873A1 (de) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Hydrostatischer antrieb |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3815873A DE3815873A1 (de) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Hydrostatischer antrieb |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3815873A1 true DE3815873A1 (de) | 1989-11-23 |
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ID=6354027
Family Applications (1)
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DE3815873A Ceased DE3815873A1 (de) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Hydrostatischer antrieb |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3815873A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133510A1 (de) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Rathmann Heinz Werner | Antriebssystem |
WO2008049635A3 (de) * | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Bosch Gmbh Robert | Hydrostatischer antrieb mit bremsenergierückgewinnung |
CN103363104A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于蓄能器流体混合的系统和方法 |
DE102007056991B4 (de) * | 2007-11-27 | 2014-05-08 | Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg | Hydraulische Schaltungsanordnung mit einer Einrichtung zur Nullhubdruckregelung und Verfahren zur Druckregelung im Nullhubbetrieb |
DE102018006380A1 (de) * | 2018-08-11 | 2020-02-13 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | System zum Laden und Entladen mindestens eines Hydrospeichers |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3175354A (en) * | 1962-03-08 | 1965-03-30 | Council Scient Ind Res | Hydraulic transmission systems |
US3903696A (en) * | 1974-11-25 | 1975-09-09 | Carman Vincent Earl | Hydraulic energy storage transmission |
GB2065836A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-01 | Ca Nat Research Council | Engine control systems |
US4541241A (en) * | 1982-02-20 | 1985-09-17 | Hartmann & Lammle Gmbh & Co. Kg | Hydraulic driving arrangement for reciprocable masses or the like |
DE3602362A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Ventilanordnung fuer einen hydraulischen druckspeicher |
-
1988
- 1988-05-09 DE DE3815873A patent/DE3815873A1/de not_active Ceased
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3175354A (en) * | 1962-03-08 | 1965-03-30 | Council Scient Ind Res | Hydraulic transmission systems |
US3903696A (en) * | 1974-11-25 | 1975-09-09 | Carman Vincent Earl | Hydraulic energy storage transmission |
GB2065836A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-01 | Ca Nat Research Council | Engine control systems |
US4541241A (en) * | 1982-02-20 | 1985-09-17 | Hartmann & Lammle Gmbh & Co. Kg | Hydraulic driving arrangement for reciprocable masses or the like |
DE3602362A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Ventilanordnung fuer einen hydraulischen druckspeicher |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
DE-Z.: o + p "ölhydraulik und pneumatik" 27 (1983) Nr. 2 * |
DE-Z: KORKMAZ,F.: Hydrospeicher als Beschleuni- gungselement. In: ölhydraulik und pneumatik 15, 1971, Nr. 10, S. 427-429 * |
DE-Z: LEXEN, G., DERWITZ, H.J.: Umweltfreund- liches Müllsammelfahrzeug. In: ölhydraulik und pneumatik 31, 1987,Nr. 4, S. 295,296,298,300 * |
DE-Z: NIKOLAUS, H.: Hydrostatische Fahr- und Windenantriebe mit Energierückgewinnung. In: ölhydraulik und pneumatik 25, 1981, Nr. 3, S. 193 u. 194 * |
DE-Z: NIKOLAUS, H.W.: Hydrostatische Fahrantriebe mit Energiespeicherung. In: ölhydraulik und pneumatik 27, 1983, Nr. 2, S. 97-102 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133510A1 (de) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Rathmann Heinz Werner | Antriebssystem |
WO2008049635A3 (de) * | 2006-10-27 | 2008-06-12 | Bosch Gmbh Robert | Hydrostatischer antrieb mit bremsenergierückgewinnung |
US8220256B2 (en) | 2006-10-27 | 2012-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Hydrostatic drive with braking energy recovery |
CN101522451B (zh) * | 2006-10-27 | 2013-06-12 | 罗伯特-博世有限公司 | 具有制动能量恢复特征的静液压传动装置 |
DE102007056991B4 (de) * | 2007-11-27 | 2014-05-08 | Sauer-Danfoss Gmbh & Co. Ohg | Hydraulische Schaltungsanordnung mit einer Einrichtung zur Nullhubdruckregelung und Verfahren zur Druckregelung im Nullhubbetrieb |
CN103363104A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于蓄能器流体混合的系统和方法 |
CN103363104B (zh) * | 2012-04-09 | 2016-06-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于蓄能器流体混合的系统和方法 |
DE102018006380A1 (de) * | 2018-08-11 | 2020-02-13 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | System zum Laden und Entladen mindestens eines Hydrospeichers |
US11313387B2 (en) | 2018-08-11 | 2022-04-26 | Hydac Fluidtechnik Gmbh | System for charging and discharging at least one hydraulic accumulator |
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