DE4235707A1 - Hydrostatisches Antriebssystem - Google Patents
Hydrostatisches AntriebssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit
einer bedarfsstromgeregelten Pumpe und mehreren daran
angeschlossenen Verbrauchern, die jeweils mittels eines in
Zwischenstellungen drosselnden Wegeventils betätigbar sind und
die stromab der Wegeventile über Rückschlagventile an eine
LS-Leitung anschließbar sind, die zu einem mit der Pumpe in
Wirkverbindung stehenden Bedarfsstromregler führt, wobei zur
lastunabhängigen Förderstromzuteilung bei gleichzeitig
betätigten Verbrauchern jedem Wegeventil eine Druckwaage
zugeordnet ist, die direkt oder indirekt durch eine aus einem
Lastdrucksignal und einem Förderdrucksignal gebildete
Signaldifferenz steuerbar ist, wobei das Lastdrucksignal aus
dem höchsten der stromab der Wegeventile anstehenden Lastdrücke
abgeleitet und in der LS-Leitung geführt ist und wobei das
Förderdrucksignal vom Druck stromauf der Wegeventile abgeleitet
ist.
Bei derartigen Antriebssystemen bestimmt die Öffnungsweite der
Wegeventile, unabhängig vom Lastdruck der Verbraucher, den
Volumenstrom an Druckmittel, der den Verbrauchern zufließt, und
damit die Bewegungsgeschwindigkeit (linear oder rotatorisch)
der Verbraucher. Das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeiten
der einzelnen Verbraucher zueinander wird dabei infolge der
Wirkung der Druckwaagen stets aufrechterhalten, auch bei
erschöpfter Pumpenförderkapazität, wobei in diesem Fall die
Geschwindigkeiten der Verbraucher durch verhältnisgleiche
Reduzierung der Druckmittelzufuhr herabgesetzt wird.
In bestimmten Betriebszuständen ist es jedoch wünschenswert,
daß einer der Verbraucher bevorzugt mit Druckmittel versorgt
wird, so daß sich seine Bewegungsgeschwindigkeit insbesondere
bei erschöpfter Pumpenförderkapazität nicht verringert oder
zumindest eine bestimmte Geschwindigkeit unter möglichst allen
Umständen erreichbar ist. Eine solche Betriebssituation ist
beispielsweise dann gegeben, wenn bei Ansteuerung dieses
Verbrauchers bereits weitere Verbraucher betätigt sind und die
Pumpenförderkapazität erschöpft ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
wirtschaftlich herstellbares hydrostatisches Antriebssystem der
eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem
zumindest einer der Verbraucher bei Bedarf bevorzugt mit
Druckmittel versorgt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Prioritätsventil derart in die LS-Leitung geschaltet ist, daß
in einer ersten Betriebsstellung des Prioritätsventils die
Leitungsabschnitte stromab des bzw. der Rückschlagventile des
bzw. der nicht bevorzugten Verbraucher mit der LS-Leitung
verbunden sind und in einer zweiten Betriebsstellung mit einer
den Förderdruck der Pumpe führenden Leitung, wobei das
Prioritätsventil in Richtung zur ersten Betriebsstellung durch
den Förderdruck der Pumpe beaufschlagbar ist und in Richtung
zur zweiten Betriebsstellung durch eine einstellbare Feder
sowie bei Ansteuerung des bzw. der bevorzugten Verbraucher
zusätzlich durch den Lastdruck dieses bzw. dieser Verbraucher.
Es steht somit bei angesteuertem bevorzugten Verbraucher in den
Leitungsabschnitten zwischen den Rückschlagventilen der nicht
bevorzugten Verbraucher und dem Prioritätsventil an Stelle des
Lastdrucksignals ein Förderdrucksignal an, so daß die Signal
differenz, welche jede Druckwaage der besagten Verbraucher
steuert, verändert wird. Die Veränderung wirkt sich dahingehend
aus, daß die Druckwaagen die Druckmittelmenge, die zu den nicht
bevorzugten Verbrauchern fließt, verringert und damit die
Bewegungsgeschwindigkeit dieser Verbraucher herabsetzt. Die so
gewonnene Druckmittelmenge steht dem bevorzugten Verbraucher
zur Verfügung.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn stromab des Rückschlag
ventiles, das dem bevorzugten Verbraucher zugeordnet ist, ein
Schaltventil angeordnet ist, das eine bei unbetätigtem
bevorzugten Verbraucher wirksame erste Schaltstellung aufweist,
in der dessen Verbindung zur LS-Leitung gesperrt ist und
gleichzeitig eine Leitung, die vor der in Richtung zur zweiten
Betriebsstellung wirksamen Steuerfläche des Prioritätsventils
mündet, mit einer Ablaßleitung verbunden ist, und das eine bei
betätigtem bevorzugten Verbraucher wirksame zweite Schalt
stellung aufweist, in der die LS-Leitung mit dem Verbraucher
und der zur Steuerfläche des Prioritätsventils führenden
Leitung verbunden ist. Das Prioritätsventil arbeitet damit in
Abhängigkeit von einer Ansteuerung des dem bevorzugten
Verbraucher zugeordneten Wegeventils.
Die Ansteuerung des bevorzugten Verbrauchers kann leicht
dadurch erfaßt werden, daß das Schaltventil durch den das
Wegeventil des bevorzugten Verbrauchers beaufschlagenden
Steuerdruck schaltbar ist.
Wie eingangs erläutert ist, wird durch die auch als
Lastkompensatoren bezeichneten Druckwaagen bewirkt, daß bei
ausreichender Pumpenförderkapazität in allen Betriebszuständen
die Geschwindigkeit der Verbraucher gleich bleibt. Bei
erschöpfter Pumpenförderkapazität wird zumindest das
Geschwindigkeitsverhältnis der Verbraucher zueinander
beibehalten. Die Druckwaagen können stromauf oder stromab der
Wegeventile angeordnet sein. Es ist auch möglich, die
Druckwaagen in die Wegeventile zu integrieren. Durch
Ansteuerung der Wegeventile wird stets die Bewegungs
geschwindigkeit der Verbraucher vorgegeben. Eine Steuerung der
Antriebskraft bzw. des Antriebsmoments der Verbraucher ist mit
solchen Antriebssystemen nicht möglich, wäre aber für viele
Anwendungsfälle wünschenswert.
Um zu erreichen, daß das Druckmittel einem Verbraucher mit
einem ganz bestimmten Druck zufließt, was gleichbedeutend ist
mit der Vorgabe einer bestimmten Antriebskraft bzw. eines
bestimmten Antriebsmoments, wird deshalb für derartige
Antriebssysteme vorgeschlagen, daß die Signaldifferenz an der
Druckwaage zumindest eines Verbrauchers durch das
Ausgangssignal eines Steuerventils in Richtung auf eine
Durchflußbegrenzung an der Druckwaage beeinflußbar ist. Die
Druckwaage zur lastunabhängigen Förderstromzuteilung wird
demnach auch zur Regelung der Antriebskraft bzw. des
Antriebsmoments des Verbrauchers herangezogen. Trotzdem ist es
auch weiterhin möglich, den Verbraucher auf die übliche Art und
Weise, nämlich durch Vorgabe eines Sollwerts für die
Bewegungsgeschwindigkeit anzusteuern. Soll dagegen die
Antriebskraft bzw. das Antriebsmoment begrenzt werden, so
erfolgt eine Beeinflussung der Druckwaage in Abhängigkeit von
einem vorzugebenden Sollwert, der das Ausgangssignal des
einstellbaren Steuerventils bestimmt. Die Kraft- bzw.
Momentenregelung ist somit steuerbar. Die Beeinflussung der
Druckwaage erfolgt durch eine Änderung der in den meisten
Fällen direkt an der Druckwaage abgebildeten Signaldifferenz.
Zu diesem Zweck wird bevorzugt das in Schließrichtung wirksame
Signal heraufgesetzt, so daß sich die Druckwaage in
Schließrichtung bewegt. Dieser Effekt könnte auch durch
Herabsetzen des in Öffnungsrichtung wirksamen Signals erreicht
werden.
Besonders günstig ist die Anwendung dieser Weiterbildung der
Erfindung auf einen Verbraucher, der ein bevorzugt mit
Druckmittel versorgbarer Verbraucher ist. Dieser Verbraucher
kann daher einstellbar und bevorzugt versorgt werden, was sich
beispielsweise dahingehend äußert, daß dieser Verbraucher durch
das Zu- und Abschalten weiterer Verbraucher nicht beeinflußt
wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
die Druckwaage eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche
aufweist, die mit dem ausgangsseitigen Druck des zwei Eingänge
aufweisenden Steuerventils beaufschlagbar ist, wobei an den
ersten Eingang eine den höchsten Lastdruck aller Verbraucher
führende Leitung und an den zweiten Eingang eine den
Förderdruck der Pumpe führende Leitung angeschlossen ist und
wobei das Steuerventil in Richtung einer den ersten Eingang mit
dem Ausgang verbindenden Betriebsstellung durch eine
vorzugsweise einstellbare Feder sowie durch ein variables
Steuersignal beaufschlagbar ist und in Richtung einer den
zweiten Eingang mit dem Ausgang verbindenden Betriebsstellung
durch ein vom individuellen Lastdruck des Verbrauchers
abgeleitetes Signal. Das variable Steuersignal, das auf das
kleine und kostengünstig herstellbare Steuerventil einwirkt,
stellt den Sollwert dar, durch den die zu regelnde
Antriebskraft bzw. das zu regelnde Antriebsmoment des
Verbrauchers vorgegeben wird.
Das Steuersignal kann auf beliebige Weise erzeugt werden,
beispielsweise elektrisch. Es ist jedoch günstig, wenn das in
Zwischenstellungen drosselnde Wegeventil durch den Druck in
einer Steuerdruckleitung hydraulisch betätigbar ist, wobei an
die Steuerdruckleitung eine Steuerdruckzweigleitung
angeschlossen ist, die zu einer Steuerfläche des Steuerventils
führt, die in Richtung der den ersten Eingang mit dem Ausgang
verbindenden Betriebsstellung wirksam ist. Auf diese Weise wird
die Antriebskraft bzw. das Antriebsmoment in Abhängigkeit von
dem auf das Wegeventil einwirkenden Steuerdruck geregelt. Die
zum Erzeugen eines Steuersignals erforderlichen Mittel sind bei
hydraulischer Betätigung des Wegeventils bereits vorhanden, so
daß es genügt, eine Verbindung von der Steuerdruckquelle zum
Steuerventil herzustellen, was auf einfache Weise möglich ist.
Der Steuerdruck kann ggf. modifiziert werden, um ein besonders
geeignetes variables Steuersignal zu erhalten.
Hierzu erweist es sich als vorteilhaft, wenn an die Steuer
druckzweigleitung eine Ablaßleitung mit Konstantdrossel
angeschlossen und der Ablaßleitung eine Verstelldrossel
vorgeschaltet ist. Durch Änderung des Drosselquerschnitts der
Verstelldrossel ist die Kennlinie der Antriebskraft bzw. des
Antriebsmoments, d. h. der Verlauf dieser Größe in Abhängigkeit
von dem veränderlichen Steuerdruck, einstellbar.
Bei einem Verbraucher der beidseitig betätigbar ist,
beispielsweise einem Hydromotor, ist gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, daß jeder Betriebsrichtung jeweils
ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist, das in Öffnungs
richtung durch den Lastdruck des Verbrauchers und in Schließ
richtung durch eine einstellbare Feder und ein variables
Steuersignal beaufschlagbar ist. Dies hat den Vorteil, daß auch
das Bremsmoment (bei einem Hydromotor) bzw. die Bremskraft des
Verbrauchers in Abhängigkeit von einem vorzugebenden Sollwert
geregelt wird.
Der Aufwand hierzu ist gering, wenn das ohnehin zur Absicherung
des Verbrauchers vorhandene Druckbegrenzungsventil mit einer in
Schließrichtung wirksamen Steuerfläche versehen ist, vor der
eine an die Steuerdruckzweigleitung angeschlossene Leitung
mündet. Sowohl das Antriebs- als auch das Bremsmoment werden
daher durch Steuerdruck aus der gleichen Steuerdruckquelle,
nämlich der zur Ansteuerung des Wegeventils vorhandenen
Steuerdruckquelle, eingestellt. Der maximale und der minimale
Absicherungsdruck der Druckbegrenzungsventile sind getrennt
voneinander einstellbar, wobei der minimale Absicherungsdruck
von der Einstellung der Feder abhängt und der maximale
Absicherungsdruck von der Summe aus der Federkraft und der von
dem Steuerdruck erzeugten Kraft.
Zweckmäßig ist der Einsatz der Erfindung in einem Antriebs
system, in dem der Verbraucher als Hydromotor, insbesondere als
Hydromotor zum Antrieb eines Baggerdrehwerks ausgebildet ist,
da gerade hier sehr oft eine Momentenregelung des Oberwagen
antriebs gefordert wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungs
beispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt den Schaltplan eines erfindungsgemäßen
hydrostatischen Antriebssystems. Eine im Fördervolumen
verstellbare Pumpe 1 weist einen Bedarfsstromregler 2 auf, mit
dessen Hilfe eine Zylinder-Kolben-Anordnung 3 zur
Fördervolumeneinstellung der Pumpe 1 beaufschlagbar ist. Die
Pumpe 1 ist über eine Förderleitung 4 an ein Wegeventil 5
angeschlossen, durch das ein in diesem Ausführungsbeispiel als
Hydromotor ausgebildeter erster Verbraucher 6 betätigbar ist.
Der Hydromotor kann in zwei Richtungen betrieben werden und
soll dem Schwenkantrieb eines Baggers zugeordnet sein. An die
Förderleitung 4 ist darüber hinaus ein Wegeventil 7
angeschlossen, mit dem ein als Hydrozylinder ausgebildeter
zweiter Verbraucher 8 betätigbar ist. Es können auch noch
weitere Verbraucher durch die Pumpe 1 versorgt werden.
Jedem Verbraucher 6 bzw. 8 sind zur lastunabhängigen
Förderstromzuteilung in das Wegeventil 5 bzw. 7 integrierte
Druckwaagen 9 bzw. 10 zugeordnet, die eine Schließ- und eine
Öffnungsstellung aufweisen. Hierbei ist für beide
Betätigungsrichtungen der Verbraucher jeweils eine Druckwaage
vorgesehen. Es ist auch möglich, daß pro Wegeventil nur eine
Druckwaage vorhanden ist, die schaltungstechnisch so
angesteuert wird, daß sie in jeder Betätigungsrichtung wirksam
ist.
Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden wird, im folgenden nur
die Funktion der linken Druckwaage 9 im Wegeventil 5
beschrieben, die direkt durch eine Signaldifferenz steuerbar
ist. Direkt bedeutet eine unmittelbare Abbildung der
Signaldifferenz an der Druckwaage. Eine indirekte Steuerung
wäre dann gegeben, wenn die Signaldifferenz woanders gebildet
und lediglich das Ergebnis der Druckwaage mitgeteilt würde. Die
Signaldifferenz wird aus einem Lastdrucksignal und einem
Förderdrucksignal gebildet. Das Lastdrucksignal wird im
Normalfall aus dem höchsten der Lastdrücke aller betätigten
Verbraucher abgeleitet. Zur direkten Abbildung der
Signaldifferenz an der Druckwaage 9 weist diese eine in
Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche auf, die mit dem Druck
stromauf des Wegeventils 5 beaufschlagbar ist. In
Schließrichtung ist die Druckwaage mit dem in einer Leitung 11
geführten Druck beaufschlagbar. Dies ist im Normalfall (Vorgabe
der Bewegungsgeschwindigkeit) einer der Drücke stromab der
Wegeventile 5 oder 7, nämlich der höchste der Lastdrücke der
Verbraucher 6 oder 8. In Schließrichtung wirkt darüber hinaus
stets die Kraft einer Feder. Dieser Federkraft entspricht die
Kraft einer am Bedarfsstromregler 2 wirkenden Feder.
Wenn keiner der Verbraucher 6 und 8 betätigt ist, weil sich die
Wegeventile 5 und 7 in Sperrstellung befinden, fördert die
Pumpe 1 lediglich Lecköl, befindet sich also in einer
Einstellung mit geringem Fördervolumen, wobei dessen Größe bzw.
die Größe des sich einstellenden Förderdruckes von der Feder am
Bedarfsstromregler 2 bestimmt wird. Am Bedarfsstromregler 2
stellt sich ein Kräftegleichgewicht ein. Hierbei wirkt die
Federkraft einer Kraft entgegen, die aus dem auf eine
Stellfläche wirkenden Förderdruck herrührt.
Durch Betätigen des Wegeventils 5 wird eine Verbindung von der
Pumpe 1 zu dem Verbraucher 6 hergestellt. Der stromab des
Wegeventil 5 sich aufbauende Druck wird durch eine sogenannte
LS-Leitung 12 (Load-Sensing-Leitung) der Federseite des
Bedarfsstromreglers 2 mitgeteilt, wodurch das dort bisher
herrschende Gleichgewicht gestört wird und die Pumpe 1 ein
Signal zur Erhöhung des Fördervolumens erhält. Daraufhin steigt
das Fördervolumen der Pumpe 1 an und folglich auch deren
Förderdruck. Oberhalb eines bestimmten Förderdrucks setzt sich
der Verbraucher 6 in Bewegung. Die im Wegeventil 5 freigegebene
Öffnung wirkt dabei als Meßdrossel, an der ein Druckabfall
delta p entsteht. Das Fördervolumen der Pumpe 1 wird solange
erhöht, bis sich an der Meßdrossel ein Druckabfall delta p
einstellt, der der Federvorspannung des Bedarfsstromreglers 2
entspricht.
Wird der zweite Verbraucher 8 zugeschaltet und herrscht an
diesem ein größerer Lastdruck als am ersten Verbraucher 6, so
wird das Fördervolumen der Pumpe 1 entsprechend dem Bedarf des
zweiten Verbrauchers 8 eingestellt. Damit sich nun aber die
Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Verbrauchers 6 nicht
erhöht, drosselt die Druckwaage 9, die dem Wegeventil 5
zugeordnet ist, das zufließende Druckmittel so stark, bis der
Druckabfall an der Durchlaßöffnung (Meßdrossel) des Wegeventils
wieder dem vorgesehenen Wert entspricht. Die Bewegungs
geschwindigkeit des ersten Verbrauchers 5 ist infolgedessen
nicht nur unabhängig vom eigenen Lastdruck sondern auch
unabhängig vom Lastdruck des zweiten Verbrauchers 8.
Die Wegeventile 5 und 7 werden hydraulisch angesteuert. Die
hierzu nötigen Mittel sind am Beispiel der Ansteuerung des
Wegeventils 5 gezeigt. Eine Konstantpumpe 13 beaufschlagt einen
Steuerdruckgeber 14, der einen Steuerdruck x1 erzeugt, der in
einer Steuerdruckleitung 15 geführt ist und mit dem das
Wegeventil 5 nach in der Figur rechts bewegt wird. Drüber
hinaus ist ein Steuerdruckgeber 16 durch die Konstantpumpe 1
beaufschlagt und erzeugt einen Steuerdruck y1, der in einer
Steuerdruckleitung 17 geführt ist und mit dem das Wegeventil 5
nach in der Figur links bewegt wird.
Zur Absicherung des Hydromotors ist für jede Betätigungs
richtung ein Druckbegrenzungsventil 18 bzw. 19 vorgesehen.
Bis hierher entspricht das hydrostatische Antriebssystem dem
Stand der Technik.
Der Ausgang eines Steuerventils 20 ist an die Leitung 11
angeschlossen, die vor der in Schließrichtung wirksamen
Steuerfläche der Druckwaage 9 mündet. Das Steuerventil 20 weist
zwei Eingänge auf, von denen der eine Eingang mit der
LS-Leitung 12 verbunden ist und der andere Eingang mit einer
von der Förderleitung 4 der Pumpe 1 abgezweigten Leitung 4a.
Das Steuerventil weist zwei Schaltstellungen auf, nämlich eine
erste Schaltstellung, in der die LS-Leitung 12 mit der Leitung
11 verbunden ist, und eine zweite Schaltstellung, in der die
Förderdruck führende Leitung 4a mit der Leitung 11 verbunden
ist. Zwischen den beiden Schaltstellungen können Zwischen
stellungen vorgesehen sein. Das Steuerventil 20 ist in Richtung
zur ersten Schaltstellung federbelastet, wobei die Federkraft
einstellbar ist. Darüber hinaus ist eine in Richtung zur ersten
Schaltstellung wirksame Steuerfläche an dem Steuerventil 20
vorgesehen. Diese Steuerfläche ist mit dem Druck in einer
Leitung 21 beaufschlagbar, die über ein Wechselventil 22 an
eine mit der Steuerdruckleitung 15 bzw. 16 verbundene
Steuerdruckzweigleitung 23 bzw. 24 angeschlossen ist. Eine in
Richtung zur zweiten Schaltstellung wirksame Steuerfläche ist
mit dem Druck beaufschlagbar, der in einem Leitungsabschnitt
12a der LS-Leitung 12 stromauf eines in Richtung des
Bedarfsstromreglers öffnenden Rückschlagventils 25 geführt ist.
Hierbei handelt es sich um den Lastdruck des Verbrauchers 6.
Bei angesteuertem Verbraucher 6 wirkt Steuerdruck sowohl auf
das Wegeventil 5 als auch auf das Steuerventil 20 in Richtung
auf dessen erste Schaltstellung. Die in Richtung zur Schließ
stellung wirksame Steuerfläche an der Druckwaage 9 ist daher
über die Leitung 11 mit der LS-Leitung 12 verbunden, so daß
dort der höchste aller Lastdrücke wirkt.
Sobald die aus dem zum Antriebsmoment proportionalen Lastdruck
des Verbrauchers 6 (Hydromotor) herrührende Kraft, die auf das
Steuerventil 20 einwirkt, die entgegenwirkende Kräftesumme aus
Federkraft und Steuerdruck-Kraft übersteigt, verbindet das
Steuerventil 20 die ausgangsseitige Leitung 11 mit der
Förderdruck führenden Leitung 4a, so daß die Druckwaage 9 in
Schließrichtung bewegt wird und damit der Lastdruck des
Verbrauchers 6 und folglich dessen Antriebsmoment nicht weiter
ansteigen.
Das Gleichgewicht am Steuerventil 20 wird hierbei von der Höhe
des variablen Steuerdruckes bestimmt, der auf die in Richtung
zur ersten Schaltstellung wirksame Steuerfläche einwirkt. Somit
kann ein beliebiger Grenzwert für das Antriebsmoment gewählt
werden. Bis zum Erreichen dieses einzustellenden Grenzwertes
des Antriebsmoments ist die Förderstromzuteilung lastunab
hängig, wobei durch das Wegeventil die Bewegungsgeschwindigkeit
des Verbrauchers 6 vorgegeben wird.
Um die Kennlinie des Antriebsmoments einstellen zu können, ist
an die Steuerdruckzweigleitung 23 bzw. 24 eine Ablaßleitung 25
mit Konstantdrossel 26 bzw. 27 angeschlossen und der Ablaß
leitung 25 zu jeder Steuerdruckzweigleitung 23 bzw. 24 hin eine
Verstelldrossel 28 bzw. 29 vorgeschaltet. Durch Verändern des
Drosselquerschnitts der Verstelldrossel 28 und/oder 29 ist
somit der Verlauf des Antriebsmoments in Abhängigkeit vom
veränderlichen Steuerdruck wählbar.
Das Druckbegrenzungsventil 18 bzw. 19, welches der Absicherung
des Verbrauchers 6 dient, ist in Öffnungsrichtung durch den
Lastdruck des Verbrauchers 6 und in Schließrichtung durch eine
einstellbare Feder und ein variables Steuersignal beaufschlag
bar. Hierzu weist das Druckbegrenzungsventil 18 bzw. 19 jeweils
eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche auf, vor der eine
an die Steuerdruckzweigleitung 23 bzw. 24 angeschlossene
Leitung 30 bzw. 31 mündet. Der maximale und der minimale
Absicherungsdruck der Druckbegrenzungsventile 18 bzw. 19 sind
daher getrennt voneinander einstellbar, wobei der minimale
Absicherungsdruck von der Einstellung der Feder abhängt und der
maximale Absicherungsdruck von der Summe aus der Federkraft und
der von dem Steuerdruck erzeugten Kraft.
Dies hat den Vorteil, daß auch das Bremsmoment des Verbrauchers
6 in Abhängigkeit von einem vorzugebenden Sollwert regelbar
ist, wobei der hierzu nötige Aufwand gering ist, da das ohnehin
zur Absicherung des Verbrauchers 6 vorhandene Druckbegrenzungs
ventil 18 bzw. 19 diese Funktion mit übernimmt. Sowohl das
Antriebs- als auch das Bremsmoment werden also durch Steuer
druck aus der gleichen Steuerdruckquelle, nämlich der zur
Ansteuerung des Wegeventils vorhandenen Steuerdruckquelle,
eingestellt.
In die LS-Leitung 12 ist ein Prioritätsventil 32 geschaltet,
das in einer ersten Betriebsstellung einen Leitungsabschnitt
12b, der stromab des Wegeventils 7 über ein Rückschlagventil
vom Verbraucher 8 abgezweigt ist, mit dem Bedarfsstromregler 2
verbindet und in einer zweiten Betriebsstellung mit einer von
der Förderdruckleitung abgezweigten Leitung 4b. Das Prioritäts
ventil 32 ist in Richtung zur ersten Betriebsstellung durch den
Förderdruck der Pumpe beaufschlagbar, der auf eine dement
sprechend vorgesehene Steuerfläche einwirkt, und in Richtung
zur zweiten Betriebsstellung durch eine einstellbare Feder
sowie durch den Druck in einer Leitung 33, die vor einer
dementsprechend angeordneten Steuerfläche mündet.
Stromab des dem Verbraucher 6 zugeordneten Rückschlagventiles
25 ist ein Schaltventil 34 angeordnet, das eine erste und eine
zweite Schaltstellung aufweist. In der ersten Schaltstellung
ist die Verbindung vom Leitungsabschnitt 12a zur LS-Leitung 12
gesperrt und die Leitung 33, die vor der in Richtung zur
zweiten Betriebsstellung wirksamen Steuerfläche des
Prioritätsventils 32 mündet, mit einer Ablaßleitung verbunden.
In der zweiten Schaltstellung ist die LS-Leitung 12 sowohl mit
dem Leitungsabschnitt 12a als auch mit der zur Steuerfläche des
Prioritätsventils 32 führenden Leitung 33 verbunden.
Das Schaltventil 34 wird zunächst von der (geringen) Kraft
einer Feder in der ersten Schaltstellung gehalten. Das
Umschalten in die zweite Schaltstellung erfolgt durch
Steuerdruck, der in der Leitung 25 geführt ist, welche von der
Leitung 21 abzweigt. Bei unbetätigtem Verbraucher 6 verharrt
das Schaltventil 34 in der ersten Schaltstellung. Die zweite
Schaltstellung wird wirksam, sobald der Verbraucher 6 durch
Beaufschlagen dessen Wegeventils 5 mit Steuerdruck betätigt
wird. In diesem Fall wird die in Richtung zur zweiten
Betriebsstellung wirksame Steuerfläche des Prioritätsventils 32
mit dem Druck in der LS-Leitung 12 beaufschlagt. Das
Prioritätsventil 32 arbeitet damit in Abhängigkeit von einer
Ansteuerung des dem ersten Verbraucher 6 zugeordneten
Wegeventils 5 und sorgt dafür, daß die Druckwaage 10 des
Verbrauchers 8 (und gegebenenfalls die Druckwaagen weiterer
Verbraucher) in Schließstellung bewegt wird, so daß der
Verbraucher 6 vorrangig mit Druckmittel versorgt wird.
Der Grad der Bevorzugung des Verbrauchers 6 ist im vorliegenden
Fall einstellbar durch die Höhe des Steuerdrucks, welcher die
Höhe des Lastdrucks des Verbrauchers 6 bestimmt, wobei dieser
Lastdruck wiederum durch das Schaltventil der Steuerfläche des
Prioritätsventils 32 zugeleitet wird.
Es ist daher möglich, den Verbraucher 6 in bestimmten
Betriebssituationen zu bevorzugen. Eine solche Betriebs
situation ist beispielsweise dann gegeben, wenn neben dem
Verbraucher 6 weitere Verbraucher angesteuert sind und die
Förderkapazität der Pumpe 1 bereits erschöpft ist.
Claims (11)
1. Hydrostatisches Antriebssystem mit einer bedarfsstrom
geregelten Pumpe und mehreren daran angeschlossenen
Verbrauchern, die jeweils mittels eines in Zwischen
stellungen drosselnden Wegeventils betätigbar sind und die
stromab der Wegeventile über Rückschlagventile an eine
LS-Leitung anschließbar sind, die zu einem mit der Pumpe
in Wirkverbindung stehenden Bedarfstromregler führt, wobei
zur lastunabhängigen Förderstromzuteilung bei gleichzeitig
betätigten Verbrauchern jedem Wegeventil eine Druckwaage
zugeordnet ist, die direkt oder indirekt durch eine aus
einem Lastdrucksignal und einem Förderdrucksignal
gebildete Signaldifferenz steuerbar ist, wobei das Last
drucksignal aus dem höchsten der stromab der Wegeventile
anstehenden Lastdrücke abgeleitet und in der LS-Leitung
geführt ist und wobei das Förderdrucksignal vom Druck
stromauf der Wegeventile abgeleitet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Prioritätsventil (20) derart in die
LS-Leitung (12) geschaltet ist, daß in einer ersten
Betriebsstellung des Prioritätsventils (20) die Leitungs
abschnitte (12b) stromab des bzw. der Rückschlagventile
des bzw. der nicht bevorzugten Verbraucher (8) mit der
LS-Leitung (12) verbunden sind und in einer zweiten Betriebs
stellung mit einer den Förderdruck der Pumpe (1) führenden
Leitung (4a), wobei das Prioritätsventil (20) in Richtung
zur ersten Betriebsstellung durch den Förderdruck der
Pumpe (1) beaufschlagbar ist und in Richtung zur zweiten
Betriebsstellung durch eine einstellbare Feder sowie bei
Ansteuerung des oder der bevorzugten Verbraucher (6)
zusätzlich durch den Lastdruck dieses oder dieser
Verbraucher (6).
2. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß stromab des Rückschlagventiles (25),
das dem bevorzugten Verbraucher (6) zugeordnet ist, ein
Schaltventil (34) angeordnet ist, das eine bei
unbetätigtem bevorzugten Verbraucher (6) wirksame erste
Schaltstellung aufweist, in der dessen Verbindung zur
LS-Leitung (12) gesperrt ist und gleichzeitig eine Leitung
(33), die vor der in Richtung zur zweiten Betriebsstellung
wirksamen Steuerfläche des Prioritätsventils (32) mündet,
mit einer Ablaßleitung verbunden ist, und das eine bei
betätigtem bevorzugten Verbraucher (6) wirksame zweite
Schaltstellung aufweist, in der die LS-Leitung (12) mit
dem Verbraucher (6) und der zur Steuerfläche des
Prioritätsventils (32) führenden Leitung (33) verbunden
ist.
3. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schaltventil (34) durch den das
Wegeventil (5) des Verbrauchers (6) beaufschlagenden
Steuerdruck schaltbar ist.
4. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der voran
gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Signaldifferenz an der Druckwaage (9) zumindest eines
Verbrauchers (6) durch das Ausgangssignal eines
Steuerventils (20) in Richtung auf eine
Durchflußbegrenzung an der Druckwaage (9) beeinflußbar ist.
5. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbraucher, an dessen Druckwaage
die Signaldifferenz beeinflußbar ist, ein bevorzugt mit
Druckmittel versorgbarer Verbraucher ist.
6. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwaage (9) eine in
Schließrichtung wirksame Steuerfläche aufweist, die mit
dem ausgangsseitigen Druck des zwei Eingänge aufweisenden
Steuerventils (20) beaufschlagbar ist, wobei an den ersten
Eingang eine den höchsten Lastdruck aller Verbraucher
führende Leitung (12) und an den zweiten Eingang eine den
Förderdruck der Pumpe (1) führende Leitung (4a)
angeschlossen ist und wobei das Steuerventil (20) in
Richtung einer den ersten Eingang mit dem Ausgang
verbindenden Betriebsstellung durch eine vorzugsweise
einstellbare Feder sowie durch ein variables Steuersignal
beaufschlagbar ist und in Richtung einem den zweiten
Eingang mit dem Ausgang verbindenden Betriebsstellung
durch ein vom individuellen Lastdruck des Verbrauchers (6)
abgeleitetes Signal.
7. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das in Zwischenstellungen drosselnde
Wegeventil (5) durch den Druck in einer Steuerdruckleitung
(15 bzw. 17) hydraulisch betätigbar ist, wobei an die
Steuerdruckleitung (15 bzw. 17) eine
Steuerdruckzweigleitung (23 bzw. 24) angeschlossen ist,
die zu einer Steuerfläche des Steuerventils (20) führt,
die in Richtung der den ersten Eingang mit dem Ausgang
verbindenden Betriebsstellung wirksam ist.
8. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß an die Steuerdruckzweigleitung (23
bzw. 24) eine Ablaßleitung (25) mit Konstantdrossel (26
bzw. 27) angeschlossen und der Ablaßleitung (25) eine
Verstelldrossel (28 bzw. 29) vorgeschaltet ist.
9. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 4
bis 8, wobei der Verbraucher beidseitig betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Betriebsrichtung
jeweils ein Druckbegrenzungsventil (18 bzw. 19) zugeordnet
ist, das in Öffnungsrichtung durch den Lastdruck des
Verbrauchers (6) und in Schließrichtung durch eine
einstellbare Feder und ein variables Steuersignal
beaufschlagbar ist.
10. Hydrostatisches Antriebssystem nach den Ansprüchen 7 und 9
oder den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckbegrenzungsventil (18 bzw. 19) mit einer in
Schließrichtung wirksamen Steuerfläche versehen ist, vor
der eine an die Steuerdruckzweigleitung (23 bzw. 24)
angeschlossene Leitung mündet.
11. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbraucher (6) als Hydromotor, insbesondere als
Hydromotor zum Antrieb eines Baggerdrehwerks ausgebildet
ist.
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