KR102594745B1 - 유체정역학 구동부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 유체 변위 유닛들(1,3)을 포함하는 전체 시스템으로서의 유체정역학 구동부에 관한 것으로서, 상기 2개의 유체 변위 유닛들은 적어도 용적에 대해서 조정될 수 있고 그 중 하나는 파워 유닛(9)에 결합되고 다른 하나는 출력 구동부(11)에 결합되며 폐쇄 유체 회로의 방식으로 서로 연결될 수 있고, 적어도 하나의 축압기 장치(33)를 포함하는 축압기 회로(23)가 연결되고 상기 축압기 회로는 저압측(27) 및 고압측(25)으로 분할되고 상기 전체 시스템을 제어하기 위한 밸브 제어 장치(17)를 포함한다.

Description

유체정역학 구동부

본 발명은 2개의 유체 변위 유닛들을 포함하는 전체 시스템으로서 유체정역학 구동부에 관한 것으로서, 상기 2개의 유체 변위 유닛들은 적어도 용적에 대해서 조정될 수 있고 그 중 하나는 파워 유닛에 결합되고 다른 하나는 출력 구동부에 결합되며 폐쇄 유체 회로의 방식으로 서로 연결될 수 있다.

이러한 종류의 구동부들(DE 10 2009 058 005A1)은 그 자체로 공지되어 있고 일반적으로 상업용 차량에서 견인 구동부로서 사용된다. 이러한 종류의 적용 시에, 변위 유닛들 중 하나는 연소 엔진에 의해서 직접 구동되고 다른 변위 유닛은 출력 구동부에서 각각의 구동계(drivetrain)와 결합된다.

상술한 종래 기술에 기초하여, 본 발명의 목적은 특히 비용 효과적이고 에너지 효율적인 작동 성능을 특징으로 하는 유체정역학 구동부를 제공하는 것이다.

청구항 1에 따라서, 상기 목적은 변위 유닛들을 연결하는 유체 회로가 부착되는 축압기 회로가 제공되고, 상기 축압기 회로에는 적어도 하나의 축압기 유닛이 제공되고 상기 축압기 회로는 저압측 및 고압측으로 분할되고 상기 전체 시스템을 제어하기 위한 밸브 제어 장치가 제공된다는 점에서 서두에 기재된 종류의 유체정역학 구동부에서 달성된다. 이러한 종류의 시스템 디자인에 의해서, 순수 구동 기능에 더하여 제동 에너지 회수 뿐 아니라 구동 성능의 유압 부스팅 또는 오버런 모드에서 제동 에너지 회수 중에 과속 보호와 같은 추가 특수 기능을 실현할 수 있다.

유리하게는, 상기 시스템은 상기 유체 회로가 폐쇄될 때, 양자의 변위 유닛들이 부하 라인을 각각 갖는 각각의 입력측 및 출력측에서 서로 연결되고, 상기 밸브 제어 장치가 본질적으로 상기 2개의 부하 라인들 사이에 배치되도록 설계될 수 있다.

이러한 예에서, 상기 밸브 제어 장치에는 2개의 제 1 밸브 장치들이 제공되고, 상기 2개의 제 1 밸브 장치들은 그 개방 위치에서 각각의 부하 라인을 통해서 상기 2개의 변위 유닛들을 연결하고 그 차단 위치에서 적어도 상기 전체 시스템의 저압측으로부터 상기 고압측을 분리시키고, 상기 출력 구동부측의 변위 유닛은 상기 전체 시스템의 상기 저압측에 할당되고 상기 파워 유닛측의 변위 유닛은 고압측에 할당된다.

특히, 유리한 예시적 실시예들에서, 비복귀 기능을 갖는 제 2 밸브 장치는 각각 상기 2개의 부하 라인들 사이의 회로와 상기 저압측 축압기 회로에 배치된다. 이 밸브 장치의 비복귀 기능의 결과로 인하여, 최소 압력에 있는 압력 매체는 전체 시스템을 통해 확산될 수 있고 따라서 견인 구동부가 작동 중일 때 조차 전체 시스템에서 일정한 저압에 가까운 것을 보장한다.

특히, 유리한 방식에서, 비례 기능을 갖는 추가 제 3 밸브 장치를 상기 2개의 부하 라인들과 상기 고압측 축압기 회로 사이에 배치할 수 있다. 이는 각각의 부하 라인에서 원하는 작업 압력의 비례적 조정의 가능성을 제공하고, 또한 작동하지 않을 때 그리고 출발-정지 동작에 대해서 축압기 장치를 충전시키도록 비복귀 밸브로서 작용한다.

특히, 유리한 예시적 실시예들에서, 영구적 유체 공급부가 상기 제 2 밸브 장치들 및 상기 출력 구동측 변위 유닛 사이에서 상기 저압측 축압기 회로에 연결된다. 이러한 종류의 일정한 압력 공급은 저압측이 시스템 특정 충전 압력 수준에서 유지되는 것을 보장한다. 전체 시스템은 또한 상기 공급 라인을 통해서 충전되고, 예를 들어, 압력 스파이크 유체가 압력 경감 밸브를 통해서 방출되고 탱크로 뒤로 유동하거나 또는 누설로 인하여 손실이 발생될 때, 발생할 수 있는 임의의 용적 손실은 보충된다.

특히 유리한 구성은 상기 영구적 유체 공급부가 입구의 공급 라인에 연결되고 출구측에서 탱크 안으로 배기되며, 상기 공급 라인은 연결 지점을 통해서 상기 저압측 축압기 회로에 영구적으로 연결되고, 그리고 비복귀 밸브는 상기 연결 지점 및 상기 입구 사이에서 상기 공급 라인 안으로 배치되고, 압력 경감 밸브가 상기 연결 지점 및 상기 출구 사이에서 상기 공급 라인에 배치되는 것일 수 있다.

더우기, 유리한 방식에서, 비례적 압력 경감 기능을 갖는 2개의 추가 제 4 밸브 장치들은 상기 2개의 제 3 밸브 장치들 뿐 아니라 상기 2개의 제 1 밸브 장치들 사이의 라인 구간에서 2개의 부하 라인들 사이에 배치되어서, 상기 제 3 밸브 장치들에 평행하게 연장된다.

그 연계된 연결 라인들을 갖는 제 3 밸브 장치들 및 제 4 밸브 장치들의 쌍들 사이에서, 유리하게는 추가 연결 라인이 배치되고, 추가 비복귀 밸브가 상기 추가 연결 라인 안으로 삽입될 수 있다.

특히 유리한 방식에서, 상기 축압기 회로의 축압기 장치는 본질적으로 이중 피스톤 축압기로 구성되고, 상기 이중 피스톤 축압기의 이중 피스톤은 축압기 하우징에서 길이방향으로 이동가능하게 안내되고, 상기 축압기 하우징은 충전 압력이 인가된 제 1 작업 챔버를 고압측 상의 제 2 작업 챔버로부터 뿐 아니라 상기 저압측 상의 제 3 작업 챔버로부터 분리시키고 대기압에서 제 4 작업 챔버를 서로로부터 분리시킬 수 있다. 대체로 상기 유압 시스템에 대한 제한된 양의 설치 공간을 제공하는, 모빌 유닛들의 견인 구동부들에 대해서 사용될 때, 따라서 2개의 유압 축압기들의 기능을 수행하는 이중 피스톤 축압기를 갖는 본 발명에 따른 디자인은 시스템의 특히 컴팩트한 디자인을 보장하고, 이는 특히 중요한 장점이다. 더우기, 이는 결과적으로 추가 보상 축압기를 갖는 저압측이 얻어지게 한다.

상기 각각의 변위 유닛들은 유리하게는 유압 모터로서 뿐 아니라 유압 펌프로서 작동될 수 있는, 조정가능한 피봇각을 갖는 4-상한 시스템(four-quadrant system)으로서 구성될 수 있다.

청구항 13에 따른, 본 발명의 목적은 또한 특히 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 유체정역학 구동부 형태의 전체 시스템에 대한, 서브시스템으로서의 밸브 제어 장치들이다.

본 발명은 이제 도면에 도시된 예시적 실시예를 통해서 더욱 상세하게 기술된다.

도 1은 견인 구동부로서 설계된 본 발명에 따른 구동부의 예시적 실시예의 전체 시스템의 시스템 도면이다.
도 2는 예시적 실시예의 회로의 상징적 도면으로서, "충전 축압기"의 작동 상태에 대해서, 정지 시에 고압 유체 경로가 실선들로 도시될 때, 저압 유체 경로는 파선으로 도시되고 유동 방향은 화살표로 표시되는 도면이다.
도 3은 도 2에 대응하는 도면으로서, "충전 축압기"의 작동 상태가 구동 모드에서 도시된 도면이다.
도 4는 "제동 에너지 회수/과속 보호"의 작동 상태를 도시하는 대응 도면이다.
도 5는 "시동 연소 엔진"의 작동 상태를 도시하는 대응 도면이다.
도 6은 "부스트"의 작동 상태를 도시하는 대응 도면이다.

도 1은 파워 유닛측의 변위 유닛을 도면부호 "1"로 지정하고, 출력 구동부측의 변위 유닛을 도면부호 "3"으로 지정한다. 각각의 변위 유닛들(1,3)은 조정가능한 피봇각을 갖는 4-상한 시스템 형태의 펌프 모터 유닛(5,7)을 각각 포함한다. 파워 유닛측의 변위 유닛(1)에서, 펌프 모터 유닛(5)은 구동 샤프트(9)를 통해서 연소 엔진 또는 전기 모터(미도시)에 결합된다. 출력 구동부측의 변위 유닛(3)에서, 펌프 모터 유닛(7)은 출력 샤프트(11)를 통해서 차량(미도시)의 구동계(기어박스)에 결합된다. 변위 유닛들(1,3)의 하나의 연결부는 제 1 부하 라인(13)에 연결되고, 변위 유닛들(1,3)의 각각의 다른 연결부는 제 2 부하 라인(15)에 연결된다. 밸브 제어 장치는 전체 유닛으로서 도면부호 "17"로서 지정되고 상기 부하 라인들(13,15)에 할당된다. 변위 유닛들(1,3)의 펌프 모터 유닛(5,7)의 2개의 연결부들은 셔틀 밸브(19)의 입력 포트들 중 하나에 각각 연결되고, 출력 포트는 압력 경감 밸브(21)를 통해서 탱크(T)에 연결된다. 따라서, 고압 압력 수준을 지탱하고 연결된 부하 라인들(13,15)을 갖는 펌프 모터 유닛(5,7)의 연결부는 탱크를 향하는 각각의 압력 경감 밸브(21)를 통해서 시스템 과압에 대해서 보호된다.

고압측(25) 및 저압측(27)을 갖는 축압기 회로(23)는 밸브 제어 장치(17)에 할당된다. 고압측(25)은 연결 지점(29)에서 밸브 제어 장치(17)에 연결되고 저압측(27)은 연결 지점(31)에서 밸브 제어 장치(17)에 연결된다. 축압기 회로(23)의 축압기 장치는 하이드로 공압 이중 피스톤 축압기(33)이다. 축압기 하우징(37)에서 길이방향으로 이동가능하게 안내되는 그 이중 피스톤(35)은 축압기 하우징(37)에서 공정 가스, 특히 N₂를 수용하는 제 1 작업 챔버(39)를 충전 압력 하에서 축압기 회로(23)의 저압측(27)에 연결된 제 2 작업 챔버(41)로부터, 축압기 회로(23)의 저압측(27)에 연결되는 제 3 작업 챔버(43)로부터 그리고 대기압에 있는 제 4 작업 챔버(45)로부터 분리시킨다. 저압측(27)에서 추가로 연결되는 공압 충전 유압 축압기(47)는 온도 변동으로 인하여 또는 불안정한 상태의 경우에 용적 보상기로서 작용한다. 더우기, 영구적 유체 공급부(미도시)는 공급 지점(49)에서 연결되고, 상기 영구적 유체 공급부는 공급 라인(51) 및 비복귀 밸브(53)를 통해서 연결 지점(31)에 연결되고 그에 따라 축압기 회로(23)의 저압측(27)에 연결된다. 공급 라인(51)은 압력 경감 밸브(55)를 통해서 연결 지점(31)으로부터 탱크(T)로 이어진다. 이러한 일정한 압력 공급은 저압측(27)이 시스템 특정 충전 압력 수준에서 유지되는 것과 용적 손실이 보충될 필요가 있을 때, 예를 들어, 압력 스파이크 유체가 압력 경감 밸브(21 및/또는 55)를 통해서 탱크(T)로 유동할 때, 전체 시스템이 또한 상기 공급 라인(51)을 통해서 충전되는 것을 보장한다.

밸브 제어 장치(17)는 부하 라인들(13,15)에서 2/2 방향 밸브(57,58)로 각각 구성되는 한 쌍의 제 1 밸브 장치들에게 각각 비복귀 기능을 제공하고, 상기 한 쌍의 제 1 밸브 장치들은 그 개방 위치에서 펌프 모터 유닛(5,7)을 함께 연결하고 그리고 그 폐쇄 위치에서 전체 시스템의 각각의 고압측을 저압측으로부터 분리시키고, 비복귀 기능의 배향에 따라서, 변위 유닛들(1)은 고압측에 할당되고 변위 유닛(3)은 전체 시스템의 저압측에 할당된다. 상기 축압기 회로(23)의 저압측(27) 및 부하 라인들(13,15) 사이에는, 또한 2/2 방향 밸브(59,60)로 각각 구성되는, 각각 비복귀 기능을 갖는 한 쌍의 제 2 밸브 장치들이 배치된다. 더우기, 상기 축압기 회로(23)의 고압측(25)과의 연결 지점(29) 및 부하 라인들(13,15) 사이에는, 2/2 방향 밸브(61,62)로 각각 구성되는, 각각 비례적 차단 기능을 갖는 한 쌍의 제 3 밸브 장치들이 배치된다.

평행하게 연결된 각각의 지향성 밸브들(57,58) 및 각각의 지향성 밸브들(61 또는 62) 사이의 부하 라인들(13,15)의 라인 구간에는, 압력 경감 밸브(63,64)를 각각 포함하는, 비례적 압력 경감 기능을 각각 갖는 한 쌍의 추가 제 4 밸브 장치들이 배치된다. 압력 경감 밸브들(63,64) 사이의 연결 라인(67) 및 축압기 회로(23)의 고압측(25)의 연결 지점(29) 사이에는, 추가 비복귀 밸브(69)가 배치된다. 전체 시스템은 연결 지점들(29,31) 즉, 축압기 회로(23)의 연결 지점들 사이에서 연장되는 연결 라인(73)에 위치한 압력 경감 밸브(71)에 의해서 완성된다.

다음의 도 2 내지 도 6은 기술될 다수의 다른 작동 상태들에 대한 유체 경로를 도시하고, 축압기 회로(23)의 고압측(25)과 연계된 유체 경로들은 실선으로 도시되고 저압측과 연결된 유체 경로들은 파선으로 도시되고 유동 방향으로 화살표로 표시된다.

도 2는 견인 구동부가 정지되는 이중 피스톤 축압기(33)를 충전할 때의 작동 상태를 도시한다. 충전을 위한 예비조건은 주행하는 연소 엔진 뿐 아니라 자유 축압기 용적이다. 견인 구동부가 정지되면, 펌프 모터 유닛(5,7)은 변위없이 시동하는 중립 위치에 있으므로, 유압 유체는 이들 유닛을 통해서 흐르지 않는다. 충전 프로세스에 대한 용적을 제공하기 위하여, 펌프 모터 유닛(5)은 피봇되고 밸브(58)를 포함하는, 비례 지향성 밸브(62)는 최대 편향으로 전환된다. 공급 프로세스에 대해서, 피봇된 펌프 모터 유닛(5)은 제 1 부하 라인(13)으로부터 용적을 요구하고, 상기 용적은 연결 지점(31)을 통해서 이중 피스톤 축압기(33)의 저압측에서 제 3 작업 챔버(43)로부터 흐르고 개방된 비복귀 기능을 갖는 비작동 지향성 밸브(59) 뿐 아니라 개방된 지향된 밸브(57)를 통해서 펌프 모터 유닛(5)으로 흐른다. 수송된 용적은 완전 개방된 지향성 밸브(62)를 통해서 이중 피스톤 축압기(33)에 있는 작업 챔버(41)로 흐른다. 이러한 예에서, 압력 경감 밸브(64)는 제 2 부하 라인(15)에서 적어도 충전 압력으로 세팅되어서 용적이 관통하는 것을 회피한다. 최대 축압기 압력이 초과되면, 압력 경감 밸브(71)는 작동되고 충전 용적을 저압측(27)으로 안내한다. 이로부터, 용적은 비작동 지향성 밸브(59)의 비복귀 기능을 통해서 제 1 부하 라인(13)으로 흐르고 따라서 용적 균형을 이룬다.

도 3은 구동 모드에 있는 이중 피스톤 축압기(33)를 충전할 때의 작동 상태를 도시한다. 다시, 충전을 위한 예비조건은 주행하는 연소 엔진 뿐 아니라 자유 축압기 용적이다. 구동 모드에서, 양자의 변위 유닛들(1,3) 및 펌프 모터 유닛(5,7)은 피봇되고 압력 매체는 변위 유닛들(1,3) 사이에서 순환한다. 충전 프로세스에 대한 필요한 용적을 생성하기 위하여, 변위 유닛(1)의 펌프 모터 유닛(5)은 추가로 피봇되어서, 제 2 변위 유닛(3)에 의해서 흡수될 수 있는 것보다 더욱 많은 용적이 제 2 부하 라인(15)으로 공급될 수 있다. 이는 부하 라인(15)에서 압력을 증가시킨다. 압력 경감 밸브(64)에서 전환 압력 세팅에 도달하는 즉시, 용적은 하류 비복귀 밸브(69)를 통해서 이중 피스톤 축압기(33)의 고압측 작업 챔버(41)로 흘러서 충전시킨다. 저압측 작업 챔버(43)의 이중 피스톤 축압기(33)에서 변위된 용적은 비작동 지향성 밸브(59)의 비복귀 기능을 통해서 제 1 부하 라인(13)으로 흐르고, 여기서 구동 모드에서 순환하는 용적과 혼합된다. 최대 축압기 압력이 초과되는 즉시, 압력 경감 밸브(71)는 전환되고 충전 용적을 저압측(27)으로 방출하고, 여기서 지향성 밸브(59)의 비복귀 밸브 기능을 통해서 제 1 부하 라인(13)으로 흐르고 따라서 용적 균형을 이룬다.

도 4는 "제동 에너지 회수/과속 보호"의 작동 상태를 도시한다. 제동 에너지의 회수 및 축적을 위한 예비조건은 이동 중인 차량(운동 에너지) 및 이중 피스톤 축압기(33)에 있는 사용가능한 축압기 용적이다. 연소 엔진이 과부하/과속으로부터 보호되어야 하는 이유는 대체로 차량에서 작용하는 힘, 예를 들어 감소되는 잠재적 에너지이다. 도 4의 반시계 방향의 도면에 도시된 순환되는 압력 매체를 갖는 작동 상태의 견인 구동부의 예에서, 구동 속도 및 엔진 속도를 지연시키거나 또는 유지하려고 의도한다. 구동 모드에서, 양자의 변위 유닛들(1,3)은 작동 상태에 있고, 펌프 모터 유닛(5,7)은 완전히 또는 부분적으로 피봇된다.

제동 에너지를 재생하거나 또는 연소 엔진에 대한 과부하/과속 보호를 제공하기 위해, 변위 유닛(1)의 펌프 모터 유닛(5)은 연소 엔진에 작용하는 부하가 더이상 임의의 과속을 유발할 수 없는 범위까지 샤프트(9)에 작용하는 토크를 감소시키도록 뒤로 피봇된다. 제 2 변위 유닛(3)은 변위 유닛(1)이 수용할 수 있는 것보다 많이 전달하기 때문에, 결과적으로, 제 1 부하 라인(13)의 압력은 상승한다. 이러한 압력 상승은 차량을 느리게 하는 변위 유닛(3)에서 제동 모멘트를 발생시킨다. 이는 또한 제동 에너지로서 기술될 수 있다. 이러한 예에서, 압력 경감 밸브(63)는 세팅된 전환 압력에 도달할 때 작동되므로, 부하 라인(13)에서 압력을 제한한다. 압력 경감 밸브(63)를 통해서 방출된 용적은 비복귀 밸브(69)를 통해서 이중 피스톤 축압기(33)의 고압측(25)으로 흘러서 충전시킨다. 이중 피스톤 축압기(33)에서 변위된 용적은 저압측(27)으로부터 지향성 밸브(60)를 통해서 부하 라인(15)으로 흐른다. 최대 축압기 압력이 초과되면, 압력 경감 밸브(71)는 작동되고 충전 용적을 저압측(27)으로 방출한다. 용적 균형을 이루기 위하여, 용적은 저압측(27)으로부터 비작동 지향성 밸브(60)의 비복귀 밸브 기능을 통해서 부하 라인(15)으로 방출된다. 더우기, 저압측(27)의 이중 피스톤 축압기(33)로부터 변위된 용적은 지향성 밸브(60)를 통해서 부하 라인(15)으로 흐른다. 부하 라인(15)에서 함께 나오는 전체 용적은 변위 유닛(3)의 펌프 모터 유닛(7)의 흡인측으로 흐르므로, 시스템의 용적 균형이 일정하게 유지되는 것을 보장한다.

도 5는 "제동 에너지 회수/과속 보호"의 작동 상태를 도시한다. 연소 엔진의 유압 시동을 위한 예비조건은 이중 피스톤 축압기(33)에서 축적된 에너지의 제공이다. 이러한 예에서, 연소 엔진 뿐 아니라 전체 견인 구동부가 작동중지되고, 변위 유닛들(1,3)의 펌프 모터 유닛(5,7)은 초기에는 중립 위치에 있다. 시동 시퀀스를 개시할 때, 변위 위닛(1)의 펌프 모터 유닛(5)은 완전히 피봇된다. 지향성 밸브(61,60)는 그 다음 작동되고, 지향성 밸브(57)는 또한 제 2 변위 유닛(3)에서 압력 스파이크를 회피하도록 작동될 수 있다. 압력 매체는 이제 이중 피스톤 축압기(33)의 고압측 작업 챔버(41)로부터 지향성 밸브(61)를 통해서 부하 라인(13)으로 흐르고 더욱 제 1 변위 유닛(1)으로 흐른다. 압력 경감 밸브(63)는 용적이 관통 유동하는 것을 회피하기 위하여 부하 라인(13)에서 적어도 축압기 압력으로 세팅되어야 한다. 변위 유닛(1)에서, 유압 에너지는 기계적 에너지로 변환되고 샤프트(9)에서 시동 토크를 발생시킨다. 변위 유닛(1)을 통해서 흐르는 용적은 부하 라인(15)을 향하여 그리고 지향성 밸브(58) 및 지향성 밸브(60)를 통해서 이중 피스톤 축압기(33)의 저압측(27)으로 흐르고, 여기서 고압측(25)으로 미리 변위된 용적으로 교체된다.

도 6은 "부스트"의 작동 상태를 도시한다. 구동부를 유압 부스팅하기 위한 예비조건은 유압 축압기에서 축적된 유압 에너지이다. 이러한 예에서, 견인 구동부는 이동하고 변위 유닛들(1,3) 사이의 압력 매체는 반시계 방향으로 순환된다. 양자의 변위 유닛들(1,3)의 펌프 모터 유닛(5,7)이 완전히 또는 부분적으로 피봇되는 동안, 예를 들어, 가파른 경사로 인하여, 구동부에서의 돌발 부하 스파이크가 구동부의 부스팅을 유발한다. 부스팅 프로세스를 용이하게 하기 위하여, 지향성 밸브(57)가 먼저 작동하고 그 다음 지향성 밸브(61,59)가 작동한다. 지향성 밸브(57)의 진보된 작동은 압력 매체가 압력 하강에도 불구하고 지향성 밸브(57)를 통해서 의도된 방향으로 흐를 수 있다는 것을 보장한다. 지향성 밸브(63)는 용적이 관통해서 흐르는 것을 회피하기 위하여 부하 라인(13)에 존재하는 작업 압력으로 세팅되어야 한다. 지향성 밸브(61,59)를 작동시키는 결과로 인하여, 압력 매체는 이제 이중 피스톤 축압기(33)의 고압측(25)으로부터 지향성 밸브(61)를 통해서 부하 라인(13)으로 흐르고 그리고 더욱 변위 유닛(1)으로 흐른다. 이는 변위 유닛(1)의 펌프 모터 유닛(5)의 흡인측의 압력 수준을 상승시킨다. [부하 라인(15)에 있는] 변위 유닛(1)의 압력측에 필요한 압력을 제공하기 위하여, 그에 따라서 단지 소량의 기계적 파워가 연소 엔진으로부터 요구되고, 이는 연소 엔진에서의 부하를 경감시킨다. 압력 매체는 변위 유닛(1)으로부터 부하 라인(15)을 경유하여 지향성 밸브(58)를 통해서 제 2 변위 유닛(3)으로 흐르고, 여기서 유압 에너지는 기계적 에너지로 변환되고 구동계로 전달된다. 이러한 예에서, 압력 경감 밸브(634)는 용적이 관통하여 흐르는 것을 회피하기 위하여 부하 라인(15)에서 최대 압력으로 세팅된다. 압력 매체는 제 1 변위 유닛(1)으로부터 부하 라인(15)을 통해 변위 유닛(7)을 경유하여 지향성 밸브(59)를 통해서 그리고 이중 피스톤 축압기(33)의 저압측(27)으로 흐르고, 여기서 미리 고압측(25)으로부터 변위된 용적이 교체된다.

본 발명은 부하 라인(13)에서 원하는 작업 압력을 비례적으로 세팅할 수 있다. 이 목적을 위해, 비례적으로 작동하는 지향성 밸브(61)는 원하는 압력으로 세팅되고 최대 개방 단면까지 개방된다. 시스템의 용적 균형은 모든 기술된 프로세스들에서 동일하게 유지된다. 용적은 이중 피스톤 축압기(33)의 일측으로부터 축압기 회로(23) 및 변위 유닛들(1,3)을 통해서 다른 측으로 단순하게 변위되고, 상기 다른 측을 통해서 에너지가 방출되거나 또는 흡수되고 축적된다. 폐쇄된 견인 구동 시스템은 이러한 방식으로 실현된다. 용적은 주로 시스템의 충전 프로세스 중에 차단 밸브로서 작용하는 비복귀 밸브(53)를 통해서 유동 통과하고, 2개의 부하 라인들(13,15) 뿐 아니라 이중 피스톤 축압기(33)의 저압측(27)이 세팅된 최소 시스템 압력에 있는 즉시 공급 지점(49)으로부터 일정한 용적 공급부를 덮는다. 그러나, 차후 이중 피스톤 축압기(33) 용적의 "재할당"의 예에서는 추가 용적이 필요하지 않다. 따라서, 압력 경감 밸브(55)는 차단 상태로 잔류한다. 이는 간단하게 저압측(27)에 대한 보호를 제공하도록 작용하고 기능의 나머지 고려에 대해서는 생략될 수 있다. 이중 피스톤 축압기(33)의 고압측(25)의 최대 압력을 제한하는, 압력 경감 밸브(71)에 대해서도 동일하게 적용된다.

연소 엔진에서의 부하 스파이크는 견인 구동부에 의해서 뿐 아니라 그 유압 펌프가 변위 유닛(1)의 구동 샤프트(9)에 의해서 구동되는 유압 파워 회로의 기능에 의해서 생성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 연소 엔진에서 작용하는 이들 부하 스파이크는 기술된 부스트 프로세스를 통해서 흡수될 수 있다. 지향성 밸브(61,62)의 쌍은 양호하게는 기능적으로 분리되는 2개의 유닛들로서 관련 밸브 블록에서 실행된다. 각각의 유닛에 대해서, 이중 밀봉된 2/2 방향 밸브는 연소 엔진의 시동 중에 고압측(25)을 부하 라인(13)에 그리고 변위 유닛(1)에 연결하기 위해 제공될 수 있고 비례적 압력 경감 밸브는 부하 라인들(13,15)의 압력을 세팅할 수 있도록 제공될 수 있다. 더우기, 비례 밸브(62) 대신에, 정지될 때 축압기를 충전하기 위해 차단 밸브가 사용될 수 있다.

큰 단면은 연소 엔진을 시동할 때 (낮은 압력 하강을 달성하기 위해) 개방되어야 하고, 그리고 여기서 압력 제어 기능을 위해 큰 해상도(정확한 제어 에지)에서 상당히 작은 단면이 요구되기 때문에, 양자 기능들의 조합은 다소 문제가 있는 것으로 입증되었다. [일정한, 가변 또는 계류 펌프들과 같이] 변위 유닛들(1,3)의 가능한 다른 디자인들에 대해서 또는 구동부의 가변 기능[예를 들어, 계류 펌프없이 전방향 및 역방향 모드에서의 부스팅 또는 단지 전방향에서만의 부스팅]에 대해서. 지향성 밸브(61,62)의 기능 유닛들에는 기술된 2개의 필요한 기능들 중 단지 하나의 기능만이 제공될 수 있다. 비교적 큰 유량의 예에서, 파일럿 제어식 밸브들로서의 밸브 제어 장치(17)의 모든 기능 유닛들을 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 전체 시스템은 그 구조에서 대칭으로 동일하고 모든 상술한 기능들은 또한 역순서로 실행될 수 있다는 것이 언급되어야 한다. 저압측 및 고압측의 규정에 관하여, 이러한 규정은 각각의 작동 상태에 따라 좌우되고 그에 따라 변화될 수 있다. 상술한 밸브 장치들(57,58)은 또한 그 기능에 관한한 비복귀 밸브로서 고려될 수 있다. 본 발명에 따른 구동 해결방안은 저압측의 격판 축압기의 추가 보상 용적(용량) 및 이중 피스톤 축압기의 영향으로 인하여 저압측에서 대체로 일정한 압력 수준을 달성한다. 상기 일정한 압력 수준은 또한 밸브 블록에서 다수의 공급 방향 제어 회로에 대한 기준 압력으로서 작용한다. 본 발명의 추가 본질적 양태는 부스트 모드에서 흡인측 부하 라인의 압력 제어와 독립된 비례적으로 조정가능한 시스템 크기이다. 더우기, 오버런 모드(운동 및/또는 전위 에너지)에서 부하 라인의 압력 제어와 독립된 비례적으로 조정가능한 시스템 크기가 달성된다.

Claims (14)

1. 2개의 유체 변위 유닛들(1,3)을 포함하는 전체 시스템으로서의 유체정역학 구동부로서,
   상기 2개의 유체 변위 유닛들은 적어도 용적식 유량에 대해서 조정될 수 있고 상기 2개의 유체 변위 유닛들 중 하나는 파워 유닛(9)에 결합되고 다른 하나는 출력 구동부(11)에 결합되며, 상기 2개의 유체 변위 유닛들은 폐쇄 유체 회로의 방식으로 서로 연결되고, 적어도 하나의 축압기 장치(33)를 포함하는 축압기 회로(23)가 상기 2개의 유체 변위 유닛들에 연결되고 상기 축압기 회로는 저압측(27) 및 고압측(25)으로 분할되며,
   상기 유체정역학 구동부는 상기 전체 시스템을 제어하기 위한 밸브 제어 장치(17)를 포함하고, 상기 유체 회로가 폐쇄될 때, 양자의 변위 유닛들(1,3)은 부하 라인(13,15)을 각각 갖는 각각의 입력측 및 출력측에서 서로 연결되고, 상기 밸브 제어 장치(17)는 상기 2개의 부하 라인들(13,15) 사이에 배치되는, 상기 유체정역학 구동부에 있어서,
   비복귀 기능을 각각 갖는 제 2 밸브 장치(59,60)는 상기 2개의 부하 라인들(13,15) 각각과 상기 저압측 축압기 회로(27) 사이의 상기 회로에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브 제어 장치(17)에는 2개의 제 1 밸브 장치들(57,58)이 제공되고, 상기 2개의 제 1 밸브 장치들은 그 개방 위치에서 각각의 부하 라인(13,15)을 통해서 상기 2개의 변위 유닛들(1,3)에 연결되고 그 차단 위치에서 적어도 상기 전체 시스템의 저압측으로부터 상기 고압측을 분리시키는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 출력 구동부측의 변위 유닛(3)은 상기 저압측에 할당되고 상기 파워 유닛측의 변위 유닛(1)은 상기 전체 시스템의 고압측에 할당되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
5. 삭제
6. 제 3 항에 있어서,
   비례 기능을 갖는 추가 제 3 밸브 장치(61,62)는 상기 2개의 부하 라인들(13,15)과 상기 고압측 축압기 회로(25) 사이에서 연결되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
7. 제 1 항에 있어서,
   영구적 유체 공급부(49)가 상기 제 2 밸브 장치들(59,60) 및 상기 출력 구동측 변위 유닛(3) 사이에서 상기 저압측 축압기 회로(27)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 영구적 유체 공급부(49)는 상기 영구적 유체 공급부(49)의 입구에서 공급 라인(51)에 연결되고, 상기 공급 라인(51)은 연결 지점(31)을 통해서 상기 저압측 축압기 회로(27)에 영구적으로 연결되고, 비복귀 밸브(53)는 상기 영구적 유체 공급부(49) 및 상기 연결 지점(31) 사이에서 상기 공급 라인(51) 안으로 배치되고, 탱크(T)는 라인을 통해서 상기 연결 지점(31)에 연결되고, 압력 경감 밸브(55)가 상기 연결 지점(31) 및 상기 탱크(T) 사이에서 상기 라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
9. 제 6 항에 있어서,
   비례적 압력 경감 기능을 갖는 2개의 추가 제 4 밸브 장치들(63,64)은 상기 2개의 제 3 밸브 장치들(61,62) 뿐 아니라 상기 2개의 제 1 밸브 장치들(57,58) 사이의 라인 구간에서 2개의 부하 라인들(13,15) 사이에 배치되어서, 상기 제 3 밸브 장치들에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
10. 제 9 항에 있어서,
    그 연계된 연결 라인들을 갖는 제 3 밸브 장치들(61,62) 및 제 4 밸브 장치들(63,64)의 쌍들 사이에서, 추가 연결 라인이 배치되고, 추가 비복귀 밸브(69)가 상기 추가 연결 라인 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 축압기 회로(23)의 축압기 장치는 이중 피스톤 축압기(33)로 구성되고, 상기 이중 피스톤 축압기의 이중 피스톤(35)은 축압기 하우징(37)에서 길이방향으로 이동가능하게 안내되고, 상기 축압기의 이중 피스톤은 충전 압력이 인가된 제 1 작업 챔버(39)를 고압측(25) 상의 제 2 작업 챔버(41)로부터 뿐 아니라 상기 저압측(27) 상의 제 3 작업 챔버(43)로부터 그리고 대기압에 있는 제 4 작업 챔버(45)로부터 서로 분리시키는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 각각의 변위 유닛들(1,3)은 유압 모터로서 뿐 아니라 유압 펌프로서 작동될 수 있는, 조정가능한 피봇각을 갖는 4-상한 시스템(four-quadrant system)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체정역학 구동부.
13. 삭제
14. 삭제

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