WO2015172981A1

WO2015172981A1 - Hydrauliksystem

Info

Publication number: WO2015172981A1
Application number: PCT/EP2015/058582
Authority: WO
Inventors: Peter Schmuttermair; Sebastian Oschmann
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2015-11-19
Also published as: DE102014209132A1; CN106460874A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem (1) mit mindestens einer Hydraulikmaschine (4), die eine Niederdruckseite (5) mit einem Niederdruckspeicher (10) und eine Hochdruckseite (6) mit einem Hochdruckspeicher (8) aufweist. Um das Betreiben eines Hydrauliksystems zu vereinfachen, ist ein Tank (14) mit dem Hydrauliksystem (1; 21; 31; 41; 51) verbindbar, um das Hydrauliksystem (1) zu entgasen und/oder um einen Hydraulikmediumverlust auszugleichen.

Description

Beschreibung Titel

Hydrauliksystem

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit mindestens einer

Hydraulikmaschine, die eine Niederdruckseite mit einem Niederdruckspeicher und eine Hochdruckseite mit einem Hochdruckspeicher aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hydraulikantrieb mit einem derartigen

Hydrauliksystem. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems.

Stand der Technik

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 002 967 A1 ist ein

Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein hydraulisch betriebener Energiewandler und ein mit brennbarem Gas betriebener Energiewandler zusammenwirken.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, das Betreiben eines Hydrauliksystems mit mindestens einer Hydraulikmaschine, die eine Niederdruckseite mit einem Niederdruckspeicher und eine Hochdruckseite mit einem Hochdruckspeicher aufweist, zu vereinfachen.

Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem mit mindestens einer

Hydraulikmaschine, die eine Niederdruckseite mit einem Niederdruckspeicher und eine Hochdruckseite mit einem Hochdruckspeicher aufweist, durch einen Tank gelöst, der mit dem Hydrauliksystem verbindbar ist, um das

Hydrauliksystem zu entgasen und/oder um einen Hydraulikmediumverlust auszugleichen. Bei der Hydraulikmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine Verdrängermaschine, zum Beispiel eine Axialkolbenmaschine. Die

Hydraulikmaschine ist in einer ersten Stromrichtung, vorzugsweise von der Niederdruckseite zur Hochdruckseite, als Hydraulikpumpe betreibbar. In einer zweiten Stromrichtung, vorzugsweise von der Hochdruckseite zur

Niederdruckseite, ist die Hydraulikmaschine als Hydraulikmotor betreibbar. Das Hydrauliksystem mit der Niederdruckseite und der Hochdruckseite stellt mit der Hydraulikmaschine und den beiden Hydraulikspeichern an sich ein

geschlossenes Hydrauliksystem dar. Über den zusätzlichen Tank wird auf einfache Art und Weise ein Druckausgleich mit der Umgebung ermöglicht. Bei dem Tank handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikreservoir, das

Hydraulikmedium enthält, das mit Umgebungsdruck beaufschlagt ist. Der Niederdruck auf der Niederdruckseite des Hydrauliksystems ist größer als der Umgebungsdruck. Der Hochdruck auf der Hochdruckseite des Hydrauliksystems ist deutlich größer als der Niederdruck auf der Niederdruckseite. Über den an das

Hydrauliksystem angeschlossenen Tank kann auf einfache Art und Weise in dem Hydrauliksystem vorhandenes Gas an die Umgebung abgeführt werden. Darüber hinaus kann über den an das Hydrauliksystem angeschlossenen Tank ein Volumenausgleich durchgeführt werden. Beim Volumenausgleich wird

Hydraulikmedium aus dem Tank in das Hydrauliksystem nachgefüllt. Durch den zusätzlichen Tank kann das Ansaugverhalten der als Pumpe betriebenen Hydraulikmaschine verbessert werden. Dadurch wird der Betrieb der

Hydraulikmaschine bei tiefen Temperaturen und entsprechend hohen

Viskositäten des Hydraulikmediums verbessert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle zwischen dem Hydrauliksystem und dem Tank an einer, bezogen auf die Erdschwerkraft, höchsten Stelle auf der Niederdruckseite angeordnet ist. An der Verbindungsstelle ist zum Beispiel eine Hydraulikleitung an die Niederdruckseite angeschlossen. Die Hydraulikleitung verbindet die Niederdruckseite mit dem Tank. Im Betrieb des Hydrauliksystems kann eine unerwünschte Gasleckage auftreten. Eine solche Gasleckage wird zum Beispiel durch eine permeable Gummiblase verursacht, wenn der

Niederdruckspeicher als Blasenspeicher ausgeführt ist. Wenn der

Niederdruckspeicher als Kolbenspeicher ausgeführt ist, kann die Leckage an Kolbenringen des Kolbenspeichers auftreten. Die Gasleckage kann sowohl an dem Niederdruckspeicher als auch an dem Hochdruckspeicher auftreten. Das durch die Gasleckage in das Hydrauliksystem gelangende Gas wird vorteilhaft bedarfsabhängig in die Umgebung abgeführt. Das in die Umgebung abgeführte Gasvolumen und gegebenenfalls mit dem abgeführten Gasvolumen

ausgespeistes Hydraulikmedium muss ausgeglichen werden, um das

Hydraulikmediumvolumen des Hydrauliksystems konstant zu halten. Weil das Gas leichter als das Hydraulikmedium ist, sammelt sich die Gasleckage in Verbindung mit dem Druckgefälle von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite am höchsten Punkt des Niederdruckspeichers. Über die höchste Stelle auf der Niederdruckseite kann die Gasleckage auf einfache Art und Weise besonders effizient abgeführt werden. Über die Verbindungsstelle kann auf einfache Art und Weise bedarfsabhängig oder in regelmäßigen Zeitabständen ein die Gasleckage enthaltendes Hydraulikmediumvolumen in den Tank abgeführt werden. Aus dem Tank wiederum wird das Gas, zum Beispiel über eine gasdurchlässige Membran, in die Umgebung abgeführt. Im Gegenzug kann entgastes Hydraulikmedium bedarfsabhängig oder in regelmäßigen Zeitabständen aus dem Tank wieder in das Hydrauliksystem hineingepumpt werden, bis die Leckage ausgeglichen ist. Bei dem Hydraulikmedium handelt es sich zum Beispiel um Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem und dem Tank ein Ventil oder eine gasdurchlässige Membran umfasst. Mit dem Ventil kann auf einfache Art und Weise eine Doppelfunktion realisiert werden. Im Rahmen der Doppelfunktion kann über das Ventil sowohl das Entgasen des Hydrauliksystems als auch ein Hydraulikmediumverlustausgleich durchgeführt werden. Über die gasdurchlässige Membran kann das Entgasen des

Hydrauliksystems vorteilhaft ohne zusätzliche Schaltvorgänge durchgeführt werden. Über das Ventil oder die gasdurchlässige Membran braucht vorteilhaft nur ein Bruchteil des Gesamthydraulikmediumvolumens des Hydrauliksystems von der höchsten Stelle beziehungsweise dem höchsten Punkt des

Niederdruckspeichers abgeführt zu werden, da es sich bei dem Gasverlust aus dem Niederdruckspeicher um einen sehr langsam ablaufenden Prozess handelt. Daher muss nicht das gesamte Hydraulikmediumvolumen des Hydrauliksystems entgast werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem und dem

Tank zusätzlich einen hydraulischen Widerstand umfasst. Bei dem hydraulischen Widerstand handelt es sich zum Beispiel um eine Drosselstelle. Mit dem hydraulischen Widerstand können die über die Verbindungsstelle abgeführten Hydraulikmediumvolumenströme gering gehalten werden. Das liefert den Vorteil, dass der Entgasungsprozess und/oder der

Hydraulikmediumverlustausgleichsprozess besser kontrolliert werden

können/kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem eine zusätzliche Fördereinrichtung umfasst, um bei Bedarf Hydraulikmedium aus dem Tank in das Hydrauliksystem zu fördern. Die zusätzliche Fördereinrichtung ist vorteilhaft an die

Niederdruckseite des Hydrauliksystems angeschlossen. Alternativ kann die in dem Hydrauliksystem vorhandene Hydraulikmaschine verwendet werden, um bei Bedarf Hydraulikmedium aus dem Tank in das Hydrauliksystem zu fördern. Zu diesem Zweck kann die Hydraulikmaschine als Hydraulikpumpe verwendet werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Fördereinrichtung durch den Hochdruck des Hydrauliksystems angetrieben ist. Bei der zusätzlichen Fördereinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Hydraulikpumpe. Das Hineinpumpen des Hydraulikmediums aus dem Tank in das Hydrauliksystem wird zum Beispiel mit einem Kolben realisiert, der aus dem Tank Hydraulikmedium ansaugt und pro Kolbenhub eine gewisse Menge Hydraulikmedium in das Hydrauliksystem pumpt. Der Kolben kann, zum Beispiel über eine geeignete Ventileinrichtung, vom Hochdruck des Hydrauliksystems angetrieben werden. Der Kolben kann auch automatisch angetrieben werden, zum Beispiel über einen in einem

Kraftfahrzeug bereitgestellten Überdruck oder Unterdruck. Dem Kolben ist vorteilhaft eine Rückstellfeder zugeordnet. Die zusätzliche Fördereinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsvariante elektromechanisch angetrieben. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die zusätzliche Fördereinrichtung rein mechanisch angetrieben. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tank zum Entgasen und/oder zum Druckausgleich mit der Umgebung verbindbar ist. Über diese Verbindung zur Umgebung kann das an sich geschlossene Hydrauliksystem bedarfsabhängig zum Entgasen und/oder zum Druckausgleich geöffnet werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zur Umgebung eine gasdurchlässige Membran umfasst. Das liefert den Vorteil, dass beim Entgasen kein

Hydraulikmedium aus dem Tank in die Umgebung gelangt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zur Umgebung zusätzlich einen hydraulischen Widerstand umfasst. Bei dem hydraulischen Widerstand handelt es sich zum Beispiel um eine Drossel. Über die Drossel kann der austretende Volumenstrom gering gehalten werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Tank, ein Ventil, eine gasdurchlässige Membran, eine zusätzliche Fördereinrichtung und/oder einen hydraulischen Widerstand für ein vorab beschriebenes Hydrauliksystem. Die genannten Teile sind separat handelbar.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hydraulikantrieb mit einem vorab beschriebenen Hydrauliksystem. Der Hydraulikantrieb ist zum Beispiel Teil eines Hydraulikantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Hydraulikantrieb handelt es sich besonders vorteilhaft um einen Hydraulikhybridantrieb, der als primären

Antrieb zum Beispiel eine Brennkraftmaschine umfasst, die auch als

Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Hydraulikmaschine des

Hydrauliksystems stellt dann einen sekundären Antrieb des

Hydraulikhybridantriebs dar. In diesem Fall umfasst das Hydrauliksystem vorteilhaft mindestens eine weitere Hydraulikmaschine. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Hydrauliksystems, insbesondere in einem vorab beschriebenen Hydraulikantrieb. Die Erfindung liefert allgemein den Vorteil, dass im Betrieb des Hydrauliksystems weniger zusätzliches Hydraulikmedium benötigt wird als im Betrieb von herkömmlichen Hydrauliksystemen. Dadurch kann das Volumen des zusätzlichen Tanks gering gehalten werden, was sich positiv auf den benötigten Bauraum und das Gesamtgewicht eines mit dem Hydrauliksystem ausgestatteten Antriebs aufweist. Aus dem an sich geschlossenen Hydrauliksystem kann auf einfache Art und Weise gezielt eine definierte Menge Hydraulikmedium entnommen und/oder dem Hydrauliksystem aus dem Tank zugeführt werden. Das liefert den Vorteil, dass eine dauerhafte Spülung des Hydrauliksystems entfallen kann. Darüber hinaus muss der druckausgeglichene Tank vorteilhaft nicht die volle gespeicherte Menge Hydraulikmedium aufnehmen können. Über den zusätzlichen Tank wird auf einfache Art und Weise das Nachfüllen von Hydraulikmedium in das ansonsten geschlossene Hydrauliksystem ermöglicht. Darüber hinaus wird durch den Tank eine Sichtkontrolle über die

Hydraulikmediummenge im Hydrauliksystem ermöglicht. Mit der Sichtkontrolle können unerwünschte Leckagen schnell und einfach erkannt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch

gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem zum Entgasen mit dem Tank verbunden wird, der wiederum mit der Umgebung verbunden wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise bedarfsabhängig eine unerwünschte Gasleckage entfernt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrauliksystem aus dem Tank über die als Pumpe betriebene Hydraulikmaschine bedarfsabhängig Hydraulikmedium zugeführt wird. Das Hydraulikmedium kann über die gleiche Verbindungsstelle zugeführt werden, über die auch das Entgasen durchgeführt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrauliksystem über eine beziehungsweise die zusätzliche Fördereinrichtung bedarfsabhängig Hydraulikmedium aus dem Tank zugeführt wird. Das Hydraulikmedium aus dem Tank wird dem Hydrauliksystem mit der zusätzlichen Fördereinrichtung vorzugsweise nicht über die

Verbindungsstelle zugeführt, über welche das Entgasen durchgeführt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:

Figur 1 einen Hydraulikschaltplan eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einem Tank, der über ein Ventil oder über eine gasdurchlässige Membran mit einer Niederdruckseite des Hydrauliksystems verbindbar ist;

Figur 2 einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in Figur 1 mit einem

zusätzlichen Ventil zwischen der Niederdruckseite und dem Tank;

Figur 3 einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in den Figuren 1 und 2 mit einer zusätzlichen Fördereinrichtung zwischen dem Tank und der

Niederdruckseite des Hydrauliksystems;

Figur 4 einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in Figur 3 mit verschiedenen Antriebsmöglichkeiten für die zusätzliche Fördereinrichtung;

Figur 5 einen ähnlichen Hydraulikschaltplan wie in den Figuren 3 und 4, wobei die zusätzliche Fördereinrichtung einen Hydraulikzylinder mit einem Kolben umfasst und die

Figuren drei verschiedene Ausführungsvarianten, wie der die zusätzliche Förder- 6 bis 8 einrichtung darstellende Kolben angesteuert werden kann, damit

bedarfsabhängig Hydraulikmedium aus dem Tank in das

Hydrauliksystem gefördert wird. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele und

Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems 1; 21; 31; 41; 51 jeweils in Form eines Hydraulikschaltplans dargestellt. Im Folgenden werden zunächst die Gemeinsamkeiten der Hydrauliksysteme 1; 21; 31, 41; 51 beschrieben. Dabei werden zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile dieselben Bezugszeichen verwendet. Danach werden die Unterschiede zwischen den Hydrauliksystemen 1; 21; 31; 41; 51 beschrieben.

Das Hydrauliksystem 1; 21; 31; 41; 51 umfasst eine Hydraulikmaschine 4, die zum Beispiel als Axialkolbenmaschine ausgeführt sein kann. Die

Hydraulikmaschine 4 ist zwischen einer Niederdruckseite 5 und einer

Hochdruckseite 6 angeordnet. Auf der Niederdruckseite 5 herrscht ein

Niederdruck, der größer als ein Umgebungsdruck ist. Auf der Hochdruckseite 6 herrscht ein Hochdruck, der deutlich größer als der Niederdruck auf der

Niederdruckseite 5 ist.

Über eine Hydraulikleitung 7 ist auf der Hochdruckseite 6 ein Hochdruckspeicher 8 an die Hydraulikmaschine 4 angeschlossen. Über eine Hydraulikleitung 9 ist auf der Niederdruckseite 5 ein Niederdruckspeicher 10 an die Hydraulikmaschine 4 angeschlossen.

Der Hochdruckspeicher 8 und der Niederdruckspeicher 10 werden verkürzt auch als Druckspeicher bezeichnet. Die Druckspeicher 8 und 10 sind zum Beispiel als Membranspeicher, Blasenspeicher oder Kolbenspeicher ausgeführt und umfassen ein komprimierbares Gasvolumen.

Ein wesentliches Problem bei den Druckspeichern 8 und 10 mit den

Gasvolumina besteht darin, dass, zum Beispiel durch eine unerwünschte Permeabilität eine Gummiblase oder durch eine Leckage an Kolbenringen der Druckspeicher 8, 10 in unerwünschter Weise Gas aus den Druckspeichern 8, 10 in das Hydrauliksystem 1; 21; 31; 41, 51 gelangen kann. Diese Gasleckage kann eine Gasansammlung in dem Hydrauliksystem 1; 21; 31; 41; 51 verursachen. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Hydrauliksystems 1; 21; 31; 41; 51 sicherzustellen, muss das sich in dem Hydrauliksystem angesammelte Gas abgeführt werden. Dieses Gas kann zum Beispiel in die Umgebung abgeführt werden. Nach dem Abführen des Gases in die Umgebung muss das abgeführte Gasvolumen und ein gegebenenfalls mit dem Gas ausgespeistes

Hydraulikmediumvolumen ausgeglichen werden.

Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der Erfindung über eine

Verbindungsstelle 11 ein begrenztes Volumen, das Gas und Hydraulikmedium enthält, über eine Hydraulikleitung 12 regelmäßig in einen Tank 14 abgeführt. Aus dem Tank wiederum kann das Gas in die Umgebung abgeführt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zum Ausgleich von

Hydraulikmediumverlusten im Gegenzug regelmäßig entgastes Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in das Hydrauliksystem 1; 21; 31; 41; 51 hineingepumpt, bis die Leckage ausgeglichen ist.

In der Hydraulikleitung 12 ist ein Ventil 15 angeordnet, über das die Verbindung zwischen dem Tank 14 und der Verbindungsstelle 11 bedarfsabhängig freigegeben werden kann. Das Ventil 15 ist als elektrisch betätigtes 2/2- Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt.

Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist das Ventil 15 in seine

Schließstellung vorgespannt. In der Schließstellung ist die Verbindung zwischen dem Tank 14 und der Verbindungsstelle 11 unterbrochen. Bei einer Betätigung des Ventils 15 wird die Verbindung zwischen der Verbindungsstelle 11 und dem Tank 14 über die Hydraulikleitung 12 freigegeben.

Die Verbindungsstelle 11 ist, bezogen auf die Erdschwerkraft, an der höchstgelegenen Stelle der Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 des Hydrauliksystems 1; 21; 31; 41; 51 angeordnet. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass sich die betriebsbedingt auftretende Gasleckage an der Verbindungsstelle 11 ansammelt.

Wenn das 2/2-Wegeventil 15 durch entsprechende Ansteuerung zum Tank 14 geöffnet wird, dann kann eine gewisse Menge Hydraulikmedium mit der am höchstgelegenen Punkt angesammelten Gasleckage in den druckausgeglichenen Tank 14 entweichen. Weil die Verbindungsstelle 11 am höchstgelegenen Punkt der Hydraulikleitung 9 angeordnet ist, entweicht vorteilhaft zunächst nur Gas, weil das Gas wegen seiner gegenüber dem

Hydraulikmedium geringeren Dichte oben aufschwimmt.

Zwischen die Verbindungsstelle 11 und das Ventil 15 ist ein hydraulischer Widerstand 16 in Form einer Drossel geschaltet. Durch die dem Ventil 15 vorgeschaltete Drossel 16 kann der Durchfluss durch die Hydraulikleitung 12 bei geöffnetem Ventil 15 besser kontrolliert werden. Das wiederum liefert den Vorteil, dass das Schaltventil 15 kleiner gehalten werden kann. Die Drossel 16 kann, anders als dargestellt, auch Bestandteil des Ventils 15 sein.

Nachdem eine gewünschte Menge Gas beziehungsweise Gas und

Hydraulikmedium über das geöffnete Ventil 15 in den Tank 14 abgeführt worden ist, wird das Ventil 15 wieder geschlossen. Die Zeitdauer, in welcher das Ventil 15 geöffnet wird, ist zeitlich begrenzt.

Die Ansteuerung des Ventils 15 kann, zum Beispiel mit Hilfe einer

Speicherdruckmessung, optimiert werden. Bei der Speicherdruckmessung wird der Druck in dem Niederdruckspeicher 10 mit Hilfe einer geeigneten

Sensoreinrichtung erfasst. Die Ansteuerung des Ventils 15 erfolgt über eine geeignete (nicht dargestellte) Steuerung.

In Figur 1 ist durch einen nicht näher bezeichneten Doppelpfeil angedeutet, dass das Ventil 15 auch durch eine gasdurchlässige Membran 17 ersetzt werden kann. Über die gasdurchlässige Membran 17 kann dem Hydrauliksystem 1 ebenfalls Gas entnommen und in den Tank 14 abgeführt werden.

Das in den Tank 14 abgeführte Gas kann über eine weitere gasdurchlässige Membran 18 und einen optionalen hydraulischen Widerstand 19 in die

Umgebung abgeführt werden, wie durch einen Pfeil 20 angedeutet ist. Der hydraulische Widerstand 19 ist zum Beispiel als Drossel ausgeführt. Bei geöffnetem Ventil 15 entweicht nicht nur Gas, sondern auch Hydraulikmedium in den Tank 14. Daher muss nach einem Entgasungsvorgang wieder beruhigtes/entgastes Hydraulikmedium, insbesondere Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird, zurück in das Hydrauliksystem 1 gepumpt werden.

Das Zurückpumpen des Hydraulikmediums kann durch die Hydraulikmaschine 4 oder durch eine zusätzliche Fördereinrichtung erfolgen. Bei der zusätzlichen Fördereinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Hydraulikpumpe. Die Hydraulikpumpe kann rotatorisch oder linear angetrieben sein.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Hydrauliksystem 21 kann die Hydraulikmaschine 4 verwendet werden, um wieder beruhigtes/entgastes Hydraulikmedium aus dem Tank 14 zurück in die Hydraulikleitung 9 zu pumpen. Zu diesem Zweck wird die Hydraulikmaschine 4 als Hydraulikpumpe betrieben.

Um das zu ermöglichen, ist auf der Pumpensaugseite der Hydraulikmaschine 4, also auf der Niederdruckseite 5, ein Ventil 24 angeordnet. Das Ventil 24 ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt und wird elektrisch angesteuert.

Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist das Ventil 24 in seine in Figur 2 dargestellte Schaltstellung vorgespannt. An zwei Anschlüsse des Ventils 24 ist die Hydraulikleitung 9 angeschlossen. An den dritten Anschluss des Ventils 24 ist eine Hydraulikleitung 25 angeschlossen. Die Hydraulikleitung 25 schafft eine Verbindung zwischen dem Ventil 24 und dem Tank 14.

Wenn das Schaltventil 14 betätigt wird, dann kann aus dem Tank 14 über das Ventil 24 entgastes Hydraulikmedium zurück in die Hydraulikleitung 9 gepumpt werden. Das Pumpen wird durch die als Hydraulikpumpe betriebene

Hydraulikmaschine 4 bewirkt.

Sobald genügend Menge Hydraulikmedium in das Hydrauliksystem 21 gepumpt ist, wird das Ventil 24 wieder in seine in Figur 2 dargestellte Ruhestellung umgeschaltet. Dann saugt die als Hydraulikpumpe arbeitende Hydraulikmaschine 4 wieder aus dem Niederdruckspeicher 10 Hydraulikmedium an. Um Leckage zu verhindern, ist vorteilhaft ein Rückschlagventil 26 zwischen den Tank 14 und das Ventil 24 geschaltet.

In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Lösungen dargestellt, wie beruhigtes oder entgastes Medium aus dem Tank 14 mit Hilfe einer zusätzlichen

Fördereinrichtung zurück in das System gepumpt werden kann. Die zusätzliche Fördereinrichtung fördert das entgaste Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Hydrauliksystem 31 ist an einer

Verbindungsstelle 33 eine Hydraulikleitung 34 an die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 angeschlossen. Die Hydraulikleitung 34 verbindet die Verbindungsstelle 33 mit dem Tank 14. In der Hydraulikleitung 34 ist eine zusätzliche Fördereinrichtung 35 in Form einer Hydraulikpumpe angeordnet.

Die Hydraulikpumpe 35 ist durch einen Elektromotor 38 angetrieben, der nur durch einen Kreis symbolisiert ist. Mit der Hydraulikpumpe 35 kann

bedarfsabhängig entgastes Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in die

Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 gepumpt werden. Zwischen den Ausgang der Hydraulikpumpe 35 und die Verbindungsstelle 33 ist ein

Rückschlagventil 39 geschaltet. Das Rückschlagventil 39 verhindert eine unerwünschte Leckage von der Verbindungsstelle 39 zurück in den Tank 14.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Hydrauliksystem 41 ist an einer

Verbindungsstelle 43 eine Hydraulikleitung 44 an die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 angeschlossen. Die Hydraulikleitung 44 schafft eine

Verbindung zwischen der Hydraulikleitung 9 und dem Tank 14. In der

Hydraulikleitung 44 ist eine zusätzliche Fördereinrichtung 45 in Form einer Hydraulikpumpe angeordnet. Die Hydraulikpumpe 45 hat im Wesentlichen die gleiche Funktion wie die Hydraulikpumpe 35 in Figur 3.

Im Unterschied zu Figur 3 ist die in Figur 4 dargestellte Hydraulikpumpe 45 aber anders angetrieben. Durch einen Pfeil 46 ist angedeutet, dass die

Hydraulikpumpe 45 mechanisch aus dem Hydrauliksystem 41 angetrieben werden kann. Der Antrieb der Hydraulikpumpe 45 kann über einen (nicht dargestellten) Nebenabtrieb erfolgen.

Die Hydraulikpumpe 45 kann mechanisch auch über die gleiche Welle angetrieben werden, welche die Hydraulikmaschine 4 antreibt. Durch einen Pfeil

47 ist angedeutet, dass die Hydraulikpumpe 45 auch hydraulisch über die Welle der Hydraulikmaschine 4 angetrieben werden kann. In diesem Fall arbeitet die Hydraulikmaschine 4 dann als Hydraulikmotor, der über den Hochdruckspeicher 8 angetrieben wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Kupplung 48 zwischen die

Hydraulikmaschine 4 und die Hydraulikpumpe 45 geschaltet. Über die Kupplung

48 lässt sich die Hydraulikpumpe 45 vom Antrieb trennen, so dass die

Antriebswelle der Hydraulikmaschine 4 drehen kann, wenn nicht gefördert werden soll.

Um Leckage zu verhindern, ist in der Hydraulikleitung 44 ein Rückschlagventil 49 angeordnet. Das Rückschlagventil 49 ist zwischen den Ausgang der

Hydraulikpumpe 45 und die Verbindungsstelle 43 geschaltet und verhindert eine unerwünschte Leckage von Hydraulikmedium aus der Hydraulikleitung 9 zurück in den Tank 14.

Bei dem in Figur 5 dargestellten System 51 ist an einer Verbindungsstelle 52 eine Hydraulikleitung 50 an die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 angeschlossen. Die Hydraulikleitung 50 schafft eine Verbindung zwischen der

Hydraulikleitung 9 und dem Tank 14. An einer Verbindungsstelle 53 in der Hydraulikleitung 50 ist ein Hydraulikzylinder mit einem Kolben 54 angeschlossen.

Der Hydraulikzylinder mit dem Kolben 54 stellt eine zusätzliche Fördereinrichtung dar, mit der entgastes Hydraulikmedium aus dem Tank 14 bedarfsabhängig in die Hydraulikleitung 9 gepumpt werden kann. Durch einen Pfeil 55 ist

angedeutet, wie mit dem Kolben 54 Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in den Hydraulikzylinder gesaugt wird. Durch einen Pfeil 56 ist angedeutet, wie mit dem Kolben 54 aus dem Hydraulikzylinder Hydraulikmedium in die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 gepumpt wird. Zwischen der Verbindungsstelle 53 und der Verbindungsstelle 52 ist ein

Rückschlagventil 58 angeordnet. Das Rückschlagventil 58 verhindert ein unerwünschtes Rückströmen von Hydraulikmedium aus der Hydraulikleitung 9 zurück in den Tank 14.

Zwischen dem Tank 14 und der Verbindungsstelle 53 ist ein Rückschlagventil 59 angeordnet. Das Rückschlagventil 59 verhindert ein unerwünschtes

Rückströmen von Hydraulikmedium aus dem Hydraulikzylinder zurück in den Tank 14.

Mit dem Kolben 54 wird, wie durch den Pfeil 56 angedeutet ist, bedarfsabhängig Hydraulikmedium aus dem Hydraulikzylinder in das Hydrauliksystem 51 gepumpt. Beim Rückhub, der durch den Pfeil 55 angedeutet ist, wird

Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in den Hydraulikzylinder angesaugt. In den Figuren 6 bis 8 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie der Kolben 55 in dem Hydraulikzylinder angesteuert werden kann, um Hydraulikmedium aus dem Tank 14 zurück in die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 zu pumpen.

In Figur 6 ist dargestellt, wie der Kolben 54 in dem Hydraulikzylinder über ein Ventil 60 angesteuert werden kann. Das Ventil 60 ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt, elektrisch betätigt und durch eine symbolisch angedeutete Feder in seine in Figur 6 dargestellte Schaltstellung vorgespannt.

Ein Anschluss 61 des Ventils 60 ist mit Niederdruck beaufschlagt. Ein Anschluss 62 des Ventils 60 ist mit Hochdruck beaufschlagt. Über einen Anschluss 63 des

Ventils 60 kann der Kolben 54 auf seiner in Figur 6 linken Seite mit Niederdruck oder mit Hochdruck beaufschlagt werden, wie durch einen Pfeil angedeutet ist. Durch eine Feder 65 ist der Kolben 54 in Figur 6 nach links vorgespannt. Wenn an dem Kolben 54 auf der in Figur 6 linken Seite Hochdruck anliegt, dann wird Hydraulikmedium aus dem Hydraulikzylinder in die Hydraulikleitung 9 auf der Niederdruckseite 5 gefördert. Wenn auf der in Figur 6 linken Seite des Kolbens 54 Niederdruck anliegt, dann wird der Kolben 54 durch die Feder 65 wieder zurück nach links gedrückt. Dabei wird Hydraulikmedium aus dem Tank 14 in den Hydraulikzylinder gesaugt. Die Federkraft der Feder 65 muss hierfür umgerechnet einem höheren Druck entsprechen als einer Summe aus dem Niederdruck und dem Saugdruck.

In Figur 7 ist dargestellt, dass der Kolben 54 in dem Hydraulikzylinder auch durch einen Elektromotor 70 über eine Spindel 72 in Figur 7 nach links und nach rechts bewegt werden kann. Durch einen Doppelpfeil 74 ist angedeutet, dass die Spindel 72 durch den Elektromotor 70 in eine Drehbewegung versetzt werden kann. Durch einen Doppelpfeil 75 ist angedeutet, dass die sich drehende Spindel 72 so mit dem Kolben 54 gekoppelt ist, dass die Drehbewegung 74 der Spindel in eine translatorische Bewegung des Kolbens 54 umgewandelt wird.

Wenn der Kolben 54 durch den Spindelantrieb in Figur 7 nach rechts bewegt wird, dann wird Hydraulikmedium aus dem Hydraulikzylinder in die

Hydraulikleitung auf der Niederdruckseite gefördert. Wenn der Kolben 54 mit dem Spindelantrieb in Figur 7 nach links bewegt wird, dann wird

Hydraulikmedium aus dem Tank in den Hydraulikzylinder angesaugt. Dabei wird die Saugbewegung und die Förderbewegung des Kolbens 54 durch die in Figur 5 dargestellten Rückschlagventile 58 und 59 ermöglicht.

Das Rückschlagventil 59 ermöglicht dabei den Druckaufbau in dem

Hydraulikzylinder. Beim Ansaugen des Hydraulikmediums öffnet das

Rückschlagventil 59. Das Rückschlagventil 58 verhindert eine Leckage aus der Hydraulikleitung 9 zurück in den Tank 14. Die geförderte Menge

Hydraulikmedium ist bei den in den Figuren 5 bis 8 dargestellten

Ausführungsvarianten über die Anzahl der Hübe des Kolbens 54 berechenbar.

In Figur 8 ist angedeutet, dass der Kolben 54 in dem Hydraulikzylinder auch über ein als Pneumatikventil ausgeführtes Ventil 80 pneumatisch angesteuert werden kann. Das Pneumatikventil 80 ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt, das elektrisch angesteuert wird und in seine in Figur 8 dargestellte Schaltstellung vorgespannt ist.

In der dargestellten Schaltstellung wird der Kolben 54 auf seiner in Figur 8 linken Seite über das Ventil 80 in die Umgebung druckentlastet, wie durch einen Pfeil 81 angedeutet ist. An einem Anschluss 82 des Ventils 80 liegt ein Pneumatikdruck an. Durch Umschalten des Ventils 80 wird der Kolben 54 auf seiner in Figur 8 linken Seite mit dem Pneumatikdruck beaufschlagt, wie durch einen Pfeil 83 angedeutet ist. Wenn Pneumatikdruck auf der in Figur 8 linken Seite des Kolbens 54 anliegt, wird Hydraulikmedium aus dem Hydraulikzylinder in die Hydraulikleitung auf der Niederdruckseite gefördert. Wenn auf der in Figur 8 linken Seite des Kolbens 54 Umgebungsdruck anliegt, wird der Kolben 54 durch Federkraft zurück nach links gedrückt. Dabei wird Hydraulikmedium aus dem Tank in den Hydraulikzylinder angesaugt. Die Federkraft muss hierfür umgerechnet einem höheren Druck entsprechen als der Summe aus Umgebungsdruck und Saugdruck.

Alternativ kann der Antrieb des Kolbens 54 in dem Zylinder auch mit Unterdruck erfolgen. Ein Kolben einer entsprechenden Unterdruckeinheit muss dann auf den Kolben 54 in dem Hydraulikzylinder wirken.

Claims

Ansprüche

1. Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) mit mindestens einer Hydraulikmaschine (4), die eine Niederdruckseite (5) mit einem Niederdruckspeicher (10) und eine Hochdruckseite (6) mit einem Hochdruckspeicher (8) aufweist,

gekennzeichnet durch einen Tank (14), der mit dem Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) verbindbar ist, um das Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) zu entgasen und/oder um einen Hydraulikmediumverlust auszugleichen.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (11) zwischen dem Hydrauliksystem (1;21,31;41,51) und dem Tank (14) an einer, bezogen auf die Erdschwerkraft, höchsten Stelle auf der Niederdruckseite (5) angeordnet ist.

3. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) und dem Tank (14) ein Ventil (15;24) oder eine

gasdurchlässige Membran (17) umfasst.

4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verbindung zwischen dem Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) und dem Tank (14) zusätzlich einen hydraulischen Widerstand (16) umfasst.

5. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (1,21,31;41;51) eine zusätzliche Fördereinrichtung (35;45;54) umfasst, um bei Bedarf Hydraulikmedium aus dem Tank (14) in das Hydrauliksystem (1,21;31;41;51) zu fördern.

6. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

zusätzliche Fördereinrichtung (54) durch den Hochdruck des

Hydrauliksystems (1; 21; 31; 41; 51) angetrieben ist.

7. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Tank (14) zum Entgasen und/oder zum

Druckausgleich mit der Umgebung verbindbar ist.

8. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zur Umgebung eine gasdurchlässige Membran (18) umfasst.

9. Hydrauliksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zur Umgebung zusätzlich einen hydraulischen Widerstand (19) umfasst.

10. Tank (14), Ventil(15;24;26;39;49;58,59,60:80), gasdurchlässige Membran (17,18), zusätzliche Fördereinrichtung (35;45;54) und/oder hydraulischer Widerstand (16,19) für ein Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Hydraulikantrieb mit einem Hydrauliksystem (1;21;31,41;51) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

12. Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems (1;21;31;41;51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere eines Hydraulikantriebs nach Anspruch 11.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das

Hydrauliksystem (1;21,31;41;51) zum Entgasen mit dem Tank (14) verbunden wird, der wiederum mit der Umgebung verbunden wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrauliksystem (1;21;31;41;51) aus dem Tank (14) über die als Pumpe betriebene Hydraulikmaschine (4) bedarfsabhängig Hydraulikmedium zugeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydrauliksystem (1; 21; 31; 41; 51) über eine beziehungsweise die zusätzliche Fördereinrichtung (35; 45; 54) bedarfsabhängig Hydraulikmedium aus dem Tank (14) zugeführt wird.