DE4135013A1 - Hydraulisches antriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem mit einer hydrostatischen Verstellpumpe und mindestens einem daran angeschlossenen, mittels eines in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventils ansteuerbaren Verbraucher hydrau­ lischer Energie sowie einem das Fördervolumen der Verstell­ pumpe bestimmenden Bedarfsstromregler, der mit einer zur Führung eines vom Lastdruck des angesteuerten Verbrauchers abgeleiteten Lastsignals vorgesehenen Lastsignalleitung verbunden ist. Derartige Antriebssysteme, die auch unter der Bezeichnung Load-Sensing-Antriebssystem bekannt sind, werden vor allem in Baumaschinen, insbesondere Erdbewegungs­ maschinen, z. B. Bagger, eingesetzt und ermöglichen besonders in Bezug auf den Energieverbrauch eine günstige Arbeits­ weise, da die Verstellpumpe im wesentlichen nur die Förder­ menge liefert, die zur Betätigung des Verbrauchers mit einer gewünschten Bewegungsgeschwindigkeit benötigt wird.

Dabei ist der Bedarfsstromregler bekanntermaßen stets bestrebt, die Fördermenge der Verstellpumpe so einzustellen, daß der Förderdruck um einen konstanten Betrag delta p über dem Lastdruck liegt. Im Ausgangszustand, d. h. bei unbetätig­ tem Verbraucher, liefert daher die Verstellpumpe nur eine kleine Fördermenge, die gerade ausreicht, um den systembe­ dingten Druck delta p aufrechtzuerhalten, der durch die Kraft einer am Bedarfsstromregler wirkenden Feder bestimmt ist. Sobald der Verbraucher durch Bedienen des zugeordneten Wegeventils angesteuert wird und Druckmittel zum Verbraucher fließt, erhält der Bedarfsstromregler ein verbraucherdruck­ abhängiges Lastsignal und erhöht dementsprechend das Förder­ volumen der Verstellpumpe solange, bis ein Förderdruck erreicht ist, der der Summe aus dem Lastdruck und dem Druck delta p entspricht.

Die Menge des dem Verbraucher zufließenden Druckmittels und infolgedessen die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers ist somit unabhängig von der Höhe des Lastdrucks sondern wird von der Stellung des Wegeventilschiebers bestimmt.

Dennoch weist das beschriebene Antriebssystem in einigen Situationen Schwächen auf. So gibt es Verbraucher, auf die in bestimmten Betriebszuständen eine äußere Kraft einwirkt, deren Richtung mit der gewünschten Bewegungsrichtung des Verbrauchers übereinstimmt, so daß es, sofern die Kraft groß genug ist, eigentlich keiner Beaufschlagung des Verbrauchers durch Druckmittel aus der Verstellpumpe bedarf, um eine Bewegung des Verbrauchers in die gewünschte Richtung zu erzielen. Dies ist bspw. beim Ausleger eines Baggers der Fall, der infolge des Eigengewichts und des Gewichts der Traglast prinzipiell dazu in der Lage ist, aus einer nach oben ausgefahrenen Position selbsttätig abzusinken. Trotzdem ist zum Ausführen dieser Bewegung bei einem Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art ein Ansteuern des Wegeventils des zugehörigen Verbrauchers erforderlich, mit der Folge, daß die Verstellpumpe unnötigerweise ausschwenkt und das Fördervolumen erhöht wird, was energetisch ungünstig ist.

Es gibt auch Betriebszustände, in denen ein gattungsgemäßes Antriebssystem, bei dem der durch das Ansteuern des einem Verbraucher Wegeventils stets die Verbrauchergeschwindigkeit vorgegeben wird, sehr schlecht für die durchzuführende Arbeit geeignet ist. Beispielsweise ist es nach dem Auf­ füllen von ausgebaggerten Erdgräben erforderlich, zur Schaffung einer ebenen Erdoberfläche mit dem am Bagger- Ausleger angebrachten Löffel die Befüllung zu verdichten.

In dieser sogenannten "Schleppstellung" wird der Verbraucher nur sehr geringfügig bewegt, hingegen soll mit einer bestimmten Kraft auf die Erdoberfläche gedrückt werden, um das Erdreich zu verdichten. Diese Kraft definierter Größe kann mit dem gattungsgemäßen Antriebssystem aber nicht beliebig vorgegeben werden, sondern es ist allenfalls möglich, eine Kraft aufzubringen, die aus dem maximal möglichen Förderdruck resultiert, der bei voll geöffnetem Schieber des Wegeventils erreicht wird. Definierte Zwischenwerte sind nicht ansteuerbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lastsignalleitung bei angesteuertem Verbraucher absperrbar ist. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, trotz Ansteuerung des Verbrauchers das (weitere) Ausschwenken der Verstellpumpe und damit die Förder­ volumenerhöhung zu verhindern, indem das in der Lastsignalleitung anstehende Lastsignal gewissermaßen "eingefroren" wird.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Lastsignalleitung ein Sperrventil angeordnet ist, das in Abhängigkeit von einem willkürlich vorgegebenen Schaltsignal schaltbar ist, wobei in Schalt­ stellung des Sperrventils die Lastsignalleitung abgesperrt ist. Um die Lastsignalleitung abzusperren wird der zu betätigende Verbraucher angesteuert, gleichzeitig wird dabei jedoch ein Schaltsignal vom Fahrer willkürlich vorgegeben, das das Umschalten eines in der Lastsignalleitung angeord­ neten Sperrventils und somit eine Sperrung der Lastsignal­ leitung ermöglicht. Soll der Verbraucher wie gewohnt ange­ steuert werden, so ist dies trotzdem nach wie vor möglich, indem lediglich das Schaltsignal nicht gegeben wird.

Bei einem hydraulischen Antriebssystem, bei dem der Verbraucher als doppelt wirkender Verbraucher ausgebildet ist und in einer der Bewegungsrichtungen eine von der Schwerkraft abgeleitete Kraft unterstützend wirkt, insbesondere Zylinder für das Heben und Senken eines Bagger-Auslegers ist es in Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn das Sperrventil bei gegebenem Schaltsignal zusätzlich abhängig von einem vom Druck im Zylinder abgeleiteten Drucksignal schaltbar ist. Bei angesteuertem Verbraucher und gleichzeitig vorhandenem Schaltsignal wird daher das in der Lastsignalleitung angeordnete Sperrventil durch ein vom Druck im Zylinder abhängiges Drucksignal beaufschlagt und in Abhängigkeit von der Signalhöhe in Sperrstellung gebracht.

Es ergeben sich nun zwei Möglichkeiten dies für bestimmte Betriebszustände des Antriebssystems auszunutzen. Die eine Möglichkeit besteht darin, daß das Sperrventil hydraulisch entgegen der Kraft einer Feder schaltbar ist und eine Steuerfläche aufweist, zu der eine Leitung führt, die mittels eines willkürlich betätigbares Ein-Aus-Ventils an den für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraum des Zylinders anschließbar ist. Auf diese Weise wird bei einer auszu­ führenden Absenkbewegung des Bagger-Auslegers der zugehörige Verbraucher durch Betätigung des Wegeventils in Absenk­ richtung angesteuert und zur Energieeinsparung gleichzeitig ein Schaltsignal vom Fahrer willkürlich vorgegeben, das die Beaufschlagung des in der Lastsignalleitung angeordneten Sperrventils durch den bei der Absenkbewegung im für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraum entstehenden Druck ermöglicht. Das Sperrventil schaltet daher in Sperrstellung, wodurch infolge blockierter Lastsignalleitung eine Förder­ volumenerhöhung der Verstellpumpe beim Absenken des Bagger- Auslegers verhindert wird. Sobald der am Bagger-Ausleger angebrachte Bagger-Löffel die Erdoberfläche erreicht hat, erfolgt automatisch ein Umschalten des Sperrventils in die Offenstellung, da infolge Stillstands der zuvor in dem für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraum entstandene Druck abgebaut wird. Selbstverständlich kann auch vor Erreichen der Erdoberfläche ein Umschalten erreicht werden, indem die Beaufschlagung des Ein-Aus-Ventils durch das willkürlich vorzugebende Signal beendet wird.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß das Sperrventil hydraulisch entgegen der Kraft einer Feder schaltbar ist und eine Steuerfläche aufweist, zu der eine Leitung führt, die mittels eines willkürlich betätigbaren Ein-Aus-Ventils an den für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum des Zylinders anschließbar ist. Dies ermöglicht es, in Schlepp­ stellung des Bagger-Auslegers einen bestimmten Druck vorzu­ geben, mit dem der Bagger-Löffel gegen die Erdoberfläche gedrückt wird. Zu diesem Zweck wird der für die Senkbewegung vorgesehene Druckraum des Zylinders durch Betätigung des Wegeventils angesteuert. Gleichzeitig wird das Ein-Aus- Ventil betätigt, so daß der in dem für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum vorhandene Druck die Steuerfläche des Sperrventils beaufschlagt und dort der Kraft der Feder entgegenwirkt. Übersteigt der Druck im Druckraum einen bestimmten Wert, so bewegt sich das Sperrventil in Sperr­ stellung und ein weiterer Fördervolumenanstieg der Verstell­ pumpe und somit ein weiterer Druckanstieg in dem für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum des Zylinders werden verhindert. Der erreichbare Druck und damit die erreichbare andrückende Kraft werden bestimmt von der Feder, die eine Gegenkraft erzeugt, die den zum Umschalten des Sperrventils erforderlichen Druck definiert.

Um die erreichbare Andrückkraft in bestimmten Grenzen frei wählen zu können, wird in Weiterbildung der Erfindung vor­ geschlagen, daß die Feder verstellbar ist.

Besonders vorteilhaft ist es, die genannten Anwendungs­ möglichkeiten zu kombinieren, indem das Sperrventil als zwei Steuerflächen aufweisende Druckwaage mit einer Mittel­ stellung und zwei Schaltstellungen ausgebildet ist, wobei bei eingeschaltetem Ein-Aus-Ventil eine der Steuerflächen über eine Vergleichseinrichtung mit dem höheren der in den Druckräumen des Zylinders anstehenden Drücke beaufschlagbar ist. Dadurch lassen sich die oben geschilderten vorteil­ haften Wirkungen bei einem einzigen Verbraucher mit nur sehr geringem Aufwand realisieren.

Hierzu ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß die Druckwaage als federzentriertes 3/3-Wegeventil ausgebildet ist, welches in Mittelstellung eine den Lastdruck des Zylinders führende Leitung mit der Lastsignalleitung verbindet und eine an die Förderleitung der Verstellpumpe angeschlossene Zweigleitung absperrt und welches in beiden geschalteten Stellungen die Lastsignal­ leitung absperrt, wobei die erste, durch eine verstellbare Feder belastete Steuerfläche der Druckwaage durch den in Hubrichtung des Zylinders wirksamen Druck beaufschlagbar ist und die zweite, durch eine Feder belastete Steuerfläche mit einem Druck beaufschlagbar ist, der in einer ersten, ausgangsseitig an einem Ein-Aus-Ventil angeschlossenen Leitung geführt ist, wobei das Ein-Aus-Ventil als 4/2-Wegeventil ausgebildet und durch das willkürlich vorgebbare Signal schaltbar ist und wobei ausgangsseitig eine zweite, zu dem für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum des Zylinders führende Leitung angeschlossen ist, wobei weiter eingangsseitig an dem Ein-Aus-Ventil eine dritte, mit dem für die Hubbewegung vorgesehen Druckraum des Zylinders verbundene Leitung mit zwischengeschaltetem, in Richtung zum Ein-Aus-Ventil öffnenden Rückschlagventil und eine vierte, stromauf des Rückschlagventils von der zweiten Leitung abzweigende Leitung münden, wobei ferner bei unbetätigtem Ein-Aus-Ventil die vierte mit der zweiten Leitung verbunden und die Mündungen der dritten und zweiten Leitung am Ein-Aus-Ventil verschlossen sind, und wobei schließlich bei betätigtem Ein-Aus-Ventil die dritte mit der ersten Leitung drosselnd und die zweite mit der ersten Leitung ungedrosselt verbunden ist.

Bei eingeschaltetem Ein-Aus-Ventil und einer schwerkraft­ bedingten Abwärtsbewegung des Bagger-Auslegers, die durch Entlastung des für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraums (auf dem sich die Last abstützt) bei Ansteuerung des für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraums ermöglicht wird, wird der am Ein-Aus-Ventil entstehende Druckabfall erfaßt und an den Steuerflächen der Druckwaage abgebildet, die daraufhin in Sperrstellung schaltet.

Sobald die Absenkbewegung beendet ist, weil der Bagger- Löffel auf der Erdoberfläche aufliegt, schaltet die Druck­ waage auf die bereits geschilderte Weise wieder in Offenstellung. Der sich nun in dem für die Senkbewegung vorgesehenen und angesteuerten Druckraum des Zylinders aufbauende Druck verschließt das Rückschlagventil und beaufschlagt die erste Steuerfläche. Wenn die dort entstehende Kraft die an der zweiten Steuerfläche ent­ gegenwirkende, ggfls. einstellbare Federkraft übersteigt, schaltet die Druckwaage erneut in Sperrstellung und begrenzt somit die weitere Zunahme des Fördervolumens und damit die den Bagger-Löffel auf die Erdoberfläche drückende Anpreß­ kraft Die Federkraft bestimmt somit den Schleppdruck und die daraus resultierende Anpreßkraft in Schleppstellung des Bagger-Löffels.

Das Schaltsignal kann bspw. als elektrisches Signal auf ein als elektromagnetisches Ventil ausgebildetes Ein-Aus-Ventil einwirken. Es ist jedoch günstig, wenn das Ein-Aus-Ventil hydraulisch schaltbar ist und in einer an den für die Absenkbewegung vorgesehenen Druckraum angeschlossenen Leitung ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, das eine Steuerfläche aufweist, zu der eine Leitung führt, die mit dem Schaltsignal beaufschlagbar ist. Dadurch kann die in der Schleppstellung aufzubringende Kraft unabhängig von den Kraftverhältnissen an dem Sperrventil auf eine unterhalb der im Antriebssystem maximal möglichen Kraft begrenzt werden.

Es erweist sich ferner als vorteilhaft, das Schaltsignal variabel zu halten und zu der zweiten Stellfläche eine dritte Stellfläche parallel zu schalten, die mit dem Schaltsignal beaufschlagbar ist. Das Ein-Aus-Ventil ist dabei so ausgelegt, daß es bereits bei einem sehr kleinen oder sogar dem geringstmöglichen Schaltsignal aktiviert wird. Der darüber hinausgehende variable Anteil bestimmt den Öffnungsbeginn des Druckbegrenzungsventils, wobei gleichzeitig die an der ersten Stellfläche wirkende, den Schleppdruck bestimmende Feder geschwächt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schaltplan zu einem erfindungsgemäßen hydrau­ lischen Antriebssystem mit einem Bagger-Ausleger bei unbetätigtem Hub/Senk-Zylinder,

Fig. 2 den Schaltplan nach Fig. 1 mit den Ventilstel­ lungen bei in Hubrichtung betätigtem Zylinder,

Fig. 3 den Schaltplan nach Fig. 1 mit den Ventilstel­ lungen bei in Senkrichtung betätigtem Zylinder und anstehendem Schaltsignal,

Fig. 4 den Schaltplan nach Fig. 1 mit den Ventilstel­ lungen bei in Senkrichtung betätigtem Zylinder und anstehendem Schaltsignal kurz nach Bodenberührung,

Fig. 5 den Schaltplan nach Fig. 1 mit den Ventilstel­ lungen bei in Senkrichtung betätigtem Zylinder und anstehendem Schaltsignal bei Bodenberührung und Erreichen der vorgewählten Anpreßkraft.

Fig. 1 zeigt eine hydrostatische Verstellpumpe 1, die mit einem lediglich vereinfacht dargestellten Bedarfsstromregler 2 in Wirkverbindung steht. An eine Förderleitung 3 der Verstellpumpe 1 ist ein in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil 4 angeschlossen. Von dem Wegeventil 4 führt eine Leitung 5 zu einem Druckraum 6 eines doppelt wirkenden Zylinders 7, der an einem Bagger-Ausleger 8 befestigt ist und der dazu dient, diesen auf- und abwärts zu bewegen. Dem Druckraum 6 ist dabei die Hubbwegung des Bagger-Auslegers 8 zugeordnet. Von dem Wegeventil 4 führt eine weitere Leitung 9 zu einem für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum 10 des Zylinders 7. Von der Leitung 5 zweigt eine Ablaßleitung 11 ab, in der ein Druckbegrenzungsventil 12 angeordnet ist und die in einem drucklosen Behälter 13 mündet. Analog dazu zweigt von der Leitung 9 eine Ablaßleitung 14 ab, in der ein Druckbegrenzungsventil 15 angeordnet ist und die ebenfalls in dem drucklosen Behälter 13 mündet.

Der Schieber 16 des Wegeventils 4 ist hydraulisch ansteuerbar. In jeder angesteuerten Richtung ist jeweils eine vom Zulaufdruck und vom Lastdruck gesteuerte Wegeventil-Druckwaage 17 bzw. 18 wirksam, mit deren Hilfe eine Lastkompensation erreicht wird, die bei Ansteuerung weiterer, in der Figur nicht dargestellter Verbraucher erforderlich ist. Dadurch wird erreicht, daß beim Zuschalten eines weiteren Verbrauchers, der einen höheren Förderdruck der Verstellpumpe 1 erfordert, als für die Betätigung des Zylinders 7 nötig ist, die Wegeventil-Druckwaage 17 bzw. 18 in Schließrichtung verschoben und der Zulaufquerschnitt verengt wird, so daß trotz erhöhtem Förderdruck keine Volumenstromerhöhung auftritt.

An dem Wegeventil 4 sind zwei Anschlüsse 19 und 20 zur Abnahme des Lastdrucks des Zylinders 7 vorgesehen. Der Anschluß 19 ist für den Lastdruck des in Hubrichtung wirksamen Druckraums 6 vorgesehen, der Anschluß 20 für den Lastdruck des in Senkrichtung wirksamen Druckraums 10.

An den Bedarfsstromregler 2 ist eine Lastsignalleitung 21 angeschlossen, die sowohl direkt mit dem Anschluß 19 in Verbindung steht als auch an eine als 3/3-Wegeventil ausgebildete Druckwaage 22 angeschlossen ist. Von der Druckwaage 22 aus führt eine Leitung 23 zu dem Anschluß 20 des Wegeventils 4. An der Druckwaage 22 mündet darüber hinaus noch eine von der Förderleitung 3 der Verstellpumpe 1 abgezweigte Leitung 24. Die zur Führung des Lastdrucks des Druckraums 10 vorgesehene Leitung 23 ist in Mittelstellung der Druckwaage 22 mit der Lastsignalleitung 21 verbunden, während die Leitung 24 abgesperrt ist. In beiden Schalt­ stellungen der Druckwaage 22 ist die Leitung 21 abgesperrt, während gleichzeitig die Leitung 23 mit der Leitung 24 verbunden ist.

Die Druckwaage 22 weist eine erste, mit der Kraft einer verstellbaren Feder 25 belastete Steuerfläche 26 auf und eine zweite, mit der Kraft einer Feder 27 belastete Steuer­ fläche 28. Die erste Steuerfläche 26 ist durch einen Druck beaufschlagbar, der in einer Leitung 29 geführt ist, die an eine, von der Leitung 5 abgezweigte Leitung 30 angeschlossen ist. Die zweite Steuerfläche 28 ist durch einen Druck beauf­ schlagbar, der in einer ersten, ausgangsseitig an einem als 4/2-Wegeventil ausgebildeten Ein-Aus-Ventil 31 angeschlos­ senen Leitung 32 geführt ist. Eine zweite, ausgangsseitig an das Ein-Aus-Ventil 31 angeschlossene Leitung 33 ist mit der Leitung 9 verbundenen, die zu dem für die Senkbewegung des Bagger-Auslegers 8 vorgesehenen Druckraum 10 des Zylinders 7 führt. Eine dritte, eingangsseitig an dem Ein-Aus-Ventil 31 mündende Leitung 34 ist von der Leitung 30 abgezweigt. Eine vierte, eingangsseitig an dem Ein-Aus-Ventil 31 vorgesehene Leitung wird von der bereits erwähnten Leitung 30 gebildet, wobei in dieser Leitung 30 dem Ein-Aus-Ventil 31 ein in Richtung zum Ein-Aus-Ventil 31 öffnendes Rückschlagventil 35 unmittelbar vorgeschaltet ist. Die Leitungen 29 und 34 zweigen stromauf des Rückschlagventils 35 von der Leitung 30 ab.

Das Ein-Aus-Ventil 31 ist durch ein Schaltsignal schaltbar. Das Schaltsignal kann elektrisch sein, wobei dann das Ein-Aus-Ventil 31 als elektromagnetisch betätigbares Ventil ausgebildet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch ein hydraulisches Schaltsignal vorgesehen. Zu diesem Zweck führt eine Leitung 36 zur Führung des hydraulischen Schaltsignals zu einer Steuerfläche 37 des Ein-Aus-Ventils 31. In entgegengesetzter Richtung wirkt eine Feder 38. Sofern kein Schaltsignal anliegt, befindet sich daher das Ein-Aus-Ventil 31 in der Stellung gemäß Fig. 1, in der eine im wesentlichen ungedrosselte Verbindung zwischen den Leitungen 34 und 32 besteht und die Leitungen 30 und 33 gesperrt sind. Bei betätigtem Ein-Aus-Ventil 31, wenn also ein hydraulisches Schaltsignal anliegt, sind die ausgangsseitigen Leitungen 33 und 32 miteinander unge­ drosselt und gedrosselt mit der eingangsseitigen Leitung 30 verbunden, während die Leitung 34 abgesperrt ist.

Von der zur Führung des Schaltsignals vorgesehenen Leitung 36 zweigt eine Leitung 38 ab, die zu einer zusätzlichen Steuerfläche 39 des Druckbegrenzungsventils 15 führt. Von der Leitung 38 oder auch direkt von der Leitung 36 zweigt gemäß einer strichpunktiert dargestellten Ausführungs­ variante von Fig. 1 eine Leitung 40 ab, die zu einer parallel zur zweiten Steuerfläche 28 der Druckwaage 22 angeordneten, dritten Steuerfläche 41 führt.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebssystems ergibt sich aus den Fig. 2 bis 5. Dabei finden dieselben Bezugszeichen Verwendung wie in der Beschreibung zu Fig. 1.

Fig. 2 zeigt die Ventilstellungen bei Ansteuerung des Zylinders 7 in Hubrichtung des Bagger-Auslegers 8. Der Schieber 16 des Wegeventils 4 ist durch ein hydraulisches Signal (ggfls. kann auch eine Handbetätigung oder eine elektrische Ansteuerung vorgesehen sein) nach rechts verschoben, wodurch die Leitung 5 an die Förderleitung 3 der Verstellpumpe 1 angeschlossen ist. Druckmittel fließt daher in den Druckraum 6 des Zylinders 7 und der Bagger-Ausleger 8 bewegt sich nach oben. Aus dem unbelasteten Druckraum 10 infolge Verdrängung abfließendes Druckmedium gelangt über die Leitung 9 in den drucklosen Behälter 13. Der im Druckraum anstehende Lastdruck wird durch die Lastsignal­ leitung 21 dem Bedarfsstromregler 2 mitgeteilt, der das Fördervolumen der Verstellpumpe 1 entsprechend dem für die angesteuerte Bewegungsgeschwindigkeit des Bagger-Auslegers 8 und dem vorhandenen Lastdruck erforderlichen Druckmittel­ strom einstellt. Da an dem Ein-Aus-Ventil 31 kein Schalt­ signal ansteht, befindet es sich in der in Figur gezeigten Ausgangsstellung. Der Druck in der Leitung wird daher über die Leitungen 30, 34 und 32 der Steuerfläche 28 der Druck­ waage 33 mitgeteilt und gleichzeitig über die Leitungen 30 und 29 der Steuerfläche 26. Die Druckwaage 22 verharrt deshalb in Mittelstellung. Die Lastsignalleitung 21 ist aus diesem Grund mit der Leitung 23 verbunden, deren Anschluß 20 an dem Wegeventil 4 allerdings abgesperrt ist, so daß das in der Lastsignalleitung 21 geführte Signal tatsächlich nur vom Lastdruck im Druckraum 6 abhängt. In der beschriebenen Betriebsart arbeitet das erfindungsgemäße hydraulische Antriebssystem genauso wie andere hydraulische Antriebssysteme mit Bedarfsstromregelung.

Fig. 3 zeigt die Ventilstellungen bei Ansteurung des Zylinders 7 in Senkrichtung des Bagger-Auslegers 8, wobei dieser aus einer angehobenen Stellung abgesenkt werden soll. Der Schieber des Wegeventils 4 ist durch ein hydraulisches Signal nach links verschoben, wodurch die Leitung 9 an die Förderleitung 3 der Verstellpumpe 1 angeschlossen ist. Druckmittel fließt daher in den Druckraum 10 des Zylinders 7 und der Bagger-Ausleger 8 bewegt sich nach unten. Aus dem Druckraum 6 infolge Verdrängung abfließendes Druckmedium gelangt über die Leitung 5 in den drucklosen Behälter 13, wobei die Möglichkeit vorgesehen ist, diesen abfließenden Strom zu drosseln (bspw. durch eine Drosselkante im Wegeventil 4). Da beim Absinken des Bagger-Auslegers 8 dessen potentielle Energie ausgenutzt und somit Antriebsenergie eingespart werden soll, wird möglichst gleichzeitig mit dem das Wegeventil 4 ansteuernden hydraulischen Signal ein weiteres hydraulisches Schaltsignal gegeben, welches über die Leitung 36 auf die Steuerfläche 37 des Ein-Aus-Ventiles 31 einwirkt und dieses in seine Schaltstellung, also nach unten bewegt, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die vom Bagger-Ausleger 8 getragene Last und dessen Eigengewicht bewirken einen im Druckraum 6 anstehenden Druck, der auch der Leitung 30 mitgeteilt wird. Dieser Druck wirkt über die von der Leitung 30 abzweigende Leitung 29 auf die Steuerfläche 26 der Druckwaage 22. Druckmedium fließt bei der Abwärtsbewegung des Bagger-Auslegers 8 sowohl über das Wegeventil 4 in den drucklosen Behälter 13 als auch über die gedrosselte Verbindung der Leitung 30 mit der Leitung 33 in den Druckraum 10 des Zylinders 7. Da infolge des in Schaltstellung befindlichen Ein-Aus-Ventils 31 eine gedrosselte Verbindung hergestellt ist zwischen der Leitung 30 und der Leitung 32, wirkt an der Steuerfläche 28 der Druckwaage 22 bei fließendem Druckmedium ein etwas geringerer Druck als an der Steuerfläche 26. Die Druckwaage 22 bewegt sich daher in die in Fig. 3 gezeigte Schalt­ stellung. Dadurch wird die Lastsignalleitung 21 gesperrt, hingegen die Zweigleitung 24 mit der Leitung 23 verbunden. Auf diese Weise wird verhindert, daß trotz angesteuertem Wegeventil 4 die Verstellpumpe 1 ihr Fördervolumen erhöht. Der Bagger-Ausleger kann daher ohne zusätzlichen Energie­ aufwand, nur durch das Eigengewicht absinken. Falls dies aus irgendeinem Grund unerwünscht ist, kann durch Weglassen des hydraulischen Schaltsignals der Bagger-Ausleger in der in hydraulischen Antriebssystemen mit Bedarfsstromregelung üblichen Weise betätigt werden.

In Fig. 4 sind die Ventilstellungen dargestellt, wie sie bei in Senkrichtung betätigtem Zylinder 7 und anstehendem Schaltsignal unmittelbar nach der Bodenberührung des Bagger-Auslegers 8 bzw. des daran befestigten Bagger-Löffels entstanden sind. Da der Kolben im Zylinder 7 sich nicht mehr auf dem im Druckraum 6 befindlichen Druckmedium abstützt, fließt kein Druckmedium mehr und an dem Ein-Aus-Ventil 31 entfällt der bei fließendem Druckmedium anstehende Druckabfall. Es stehen an den Steuerflächen 26 und 28 der Druckwaage 22 daher keine bzw. gleiche Drücke an, so daß die Druckwaage 22 wieder in Mittelstellung gebracht ist. Die Lastsignalleitung 21 ist daher wieder mit der Leitung 23 verbunden, während die Zweigleitung 24 abgesperrt ist. Der Druckraum 10 ist über die Leitung 9 mit dem Anschluß 20 und damit mit der Leitung 23 verbunden. Der sich infolge des in den Druckraum 10 des Zylinders 7 einströmenden Druckmediums bildende Lastdruck wird daher durch die Leitung 23 und die Lastsignalleitung 21 dem Bedarfsstromregler 2 mitgeteilt, der die Verstellpumpe in Richtung größeres Fördervolumen verstellt.

In Fig. 5 sind die Ventilstellungen bei in Senkrichtung betätigtem Zylinder 7 und anstehendem Schaltsignal bei Bodenberührung und Erreichen der vorgewählten Anpreßkraft gezeigt. Dieser Betriebszustand wird kurz nach dem Betriebszustand nach Fig. 4 erreicht. Der im Druckraum 10 infolge Fördervolumenvergrößerung der Verstellpumpe 1 entstehende Druck, der sich als auf den Bagger-Löffel einwirkende Anpreßkraft bemerkbar macht, wirkt durch die Leitungen 9, 33 und 32 auf die Steuerfläche 28 der Druck­ waage 22. Das Rückschlagventil 35 ist dabei geschlossen. Die Höhe des Drucks (Schleppdrucks) wird von der verstellbaren Feder 25 bestimmt. Sobald die aus dem Schleppdruck resul­ tierende Kraft die Kraft der verstellbaren Feder 25 übersteigt, wird die Druckwaage 22 erneut geschaltet, allerdings in entgegengesetzter Richtung als beim Absenken des Bagger-Auslegers 8 (Fig. 3). Die Wirkung ist jedoch die gleiche: Die Lastsignalleitung 21 wird gesperrt, wodurch eine weitere Fördervolumenvergrößerung verhindert wird. Die für die Schleppstellung gewünschte Anpreßkraft ist damit erreicht.

Falls der Bagger-Löffel in Schleppstellung in eine Erdmulde fällt, wird der Druckraum 10 kurzzeitig druckentlastet während im Druckraum 6 ein Druck entsteht und Druckmittel, wie in der Beschreibung zu Fig. 3 erläutert, durch das Ein-Aus-Ventil 31 fließt. Die Druckwaage 22 schaltet dann in die entgegengesetzte Schaltstellung um. Bis zum Auftreffen des Bagger-Löffels auf der Erdoberfläche erfolgt wegen der somit weiterhin gesperrten Lastsignalleitung 21 keine weitere Fördervolumenerhöhung der Verstellpumpe 1. Es bleibt hingegen ein Fördervolumen eingestellt, das einer bestimmten vorgewählten Anpreßkraft entspricht.

Claims (10)

1. Hydraulisches Antriebssystem mit einer hydrostatischen Verstellpumpe und mindestens einem daran angeschlos­ senen, mittels eines in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventils ansteuerbaren Verbraucher hydraulischer Energie sowie einem das Fördervolumen der Verstellpumpe bestimmenden Bedarfsstromregler, der mit einer zur Führung eines vom Lastdruck des angesteuerten Ver­ brauchers abgeleiteten Lastsignals vorgesehenen Last­ signalleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastsignalleitung (21) bei angesteuertem Verbraucher absperrbar ist.

2. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lastsignalleitung (21) ein Sperrventil angeordnet ist, das in Abhängigkeit von einem willkürlich vorgegebenen Schaltsignal schaltbar ist, wobei in Schaltstellung des Sperrventils die Lastsignalleitung (21) abgesperrt ist.

3. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 2, wobei der Verbraucher als doppelt wirkender Verbraucher ausgebil­ det ist und in einer der Bewegungsrichtungen eine von der Schwerkraft abgeleitete Kraft unterstützend wirkt, insbesondere Zylinder für das Heben und Senken eines Bagger-Auslegers, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil bei gegebenem Schaltsignal zusätzlich abhängig von einem vom Druck im Zylinder (7) abgeleiteten Drucksignal schaltbar ist.

4. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil hydraulisch entgegen der Kraft einer Feder (27) schaltbar ist und eine Steuerfläche (26) aufweist, zu der eine Leitung (29) führt, die mittels eines willkürlich betätigbaren Ein-Aus-Ventils (31) an den für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraum (6) des Zylinders (7) anschließbar ist.

5. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil hydraulisch entgegen der Kraft einer Feder (25) schaltbar ist und eine Steuerfläche (28) aufweist, zu der eine Leitung (32) führt, die mittels eines willkürlich betätigbaren Ein-Aus-Ventils (31) an den für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum (10) des Zylinders (7) anschließbar ist.

6. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (25) verstellbar ist.

7. Hydraulisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 4 und 5 oder den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil als zwei Steuerflächen (26, 28) aufweisen­ de Druckwaage (22) mit einer Mittelstellung und zwei Schaltstellungen ausgebildet ist, wobei bei eingeschal­ tetem Ein-Aus-Ventil (31) eine der Steuerflächen (28) über eine Vergleichseinrichtung mit dem höheren der in den Druckräumen (6, 10) des Zylinders (7) anstehenden Drücke beaufschlagbar ist.

8. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwaage (22) als federzen­ triertes 3/3-Wegeventil ausgebildet ist, welches in Mittelstellung eine den Lastdruck des Zylinders führende Leitung (23) mit der Lastsignalleitung (21) verbindet und eine an die Förderleitung (3) der Verstellpumpe (1) angeschlossene Zweigleitung (24) absperrt und welches in beiden geschalteten Stellungen die Lastsignalleitung (21) absperrt, wobei die erste, durch eine verstellbare Feder (25) belastete Steuerfläche (26) der Druckwaage (22) durch den in Hubrichtung des Zylinders (7) wirksamen Druck beaufschlagbar ist und die zweite, durch eine Feder (27) belastete Steuerfläche (28) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der in einer ersten, ausgangsseitig an einem Ein-Aus-Ventil (31) ange­ schlossenen Leitung (32) geführt ist, wobei das Ein-Aus-Ventil (31) als 4/2-Wegeventil ausgebildet und durch das willkürlich vorgebbare Signal schaltbar ist und wobei ausgangsseitig eine zweite, zu dem für die Senkbewegung vorgesehenen Druckraum (10) des Zylinders (7) führende Leitung (33) angeschlossen ist, wobei weiter eingangsseitig an dem Ein-Aus-Ventil (31) eine dritte, mit dem für die Hubbewegung vorgesehenen Druckraum (6) des Zylinders (7) verbundene Leitung (30) mit zwischengeschaltetem, in Richtung zum Ein-Aus-Ventil (31) öffnenden Rückschlagventil (35) und eine vierte, stromauf des Rückschlagventils (35) von der dritten Leitung (30) abzweigende Leitung (34) münden, wobei ferner bei unbetätigtem Ein-Aus-Ventil (31) die vierte (34) mit der zweiten Leitung (32) verbunden und die Mündungen der dritten (30) und zweiten Leitung (33) am Ein-Aus-Ventil (31) verschlossen sind, und wobei schließlich bei betätigtem Ein-Aus-Ventil (31) die dritte (30) mit der ersten Leitung (32) drosselnd und die zweite (33) mit der ersten Leitung (32) ungedrosselt verbunden ist.

9. Hydraulisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein-Aus-Ventil (31) hydraulisch schaltbar ist und in einer an den für die Absenkbewegung vorgesehenen Druckraum (10) ange­ schlossenen Leitung (14) ein Druckbegrenzungsventil (15) angeordnet ist, das eine Steuerfläche (39) aufweist, zu der eine Leitung (38) führt, die mit dem Schaltsignal beaufschlagbar ist.

10. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsignal variabel ist und daß zu der zweiten Stellfläche (28) eine dritte Stell­ fläche (41) parallel geschaltet ist, die mit dem Schalt­ signal beaufschlagbar ist.