DE10158324A1 - Hydrostatic drive system with servo assisted pressure valve employs solenoid operated pilot valve to control reverse flow during braking - Google Patents
Hydrostatic drive system with servo assisted pressure valve employs solenoid operated pilot valve to control reverse flow during brakingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer von einem Antriebsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, angetriebenen Pumpe und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe angeschlossenen Verbraucher, insbesondere einem Motor, wobei in zumindest einer von der Pumpe zu dem Verbraucher geführten Druckmittelleitung ein Druckventil angeordnet ist, das mittels eines Vorsteuerventils vorsteuerbar ist. The invention relates to a hydrostatic drive system with one of one Drive motor, in particular an internal combustion engine, driven pump and at least one connected to the pump in a closed circuit Consumer, especially an engine, being in at least one of the pump too a pressure valve is arranged for the consumer-led pressure medium line can be piloted by means of a pilot valve.
Ein gattungsgemäßes hydrostatisches Antriebssystem ist aus der DE 100 30 137 A1 bekannt. Das beispielsweise als Fahrantrieb einer Arbeitsmaschine ausgebildete Antriebssystem weist in zumindest einer die Pumpe mit dem als Motor ausgebildeten Verbraucher verbindenden Druckmittelleitungen ein Druckventil auf, das in der Bremsphase einen Bremsdruck des Verbrauchers erzeugt. Ein Drehzahlanstieg des Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Dieselmotors, aufgrund des während der Bremsphase in den Antriebsmotor eingeleiteten Bremsmoments auf unzulässig hohe Drehzahlwerte kann mit einem derartigen Druckventil verhindert werden. A generic hydrostatic drive system is from DE 100 30 137 A1 known. For example, it is designed as a drive for a work machine In at least one drive system, the pump is designed as a motor Consumer connecting pressure medium lines on a pressure valve, which in the Braking phase generates a brake pressure of the consumer. A speed increase of the Internal combustion engine, such as a diesel engine, due to the during Braking phase in the drive motor initiated braking torque to impermissibly high Speed values can be prevented with such a pressure valve.
Das Druckventil ist als vorsteuerbares Druckventil ausgebildet, wobei das Vorsteuerventils zur Einstellung des Einstelldrucks des Druckventils als Sitzventil ausgebildet ist. Mit einem derartigen als Sitzventil ausgebildeten Vorsteuerventil ergeben sich aufgrund der schwierigen Einstellung des Durchflussquerschnitts des Sitzventils Schwierigkeiten bei der exakten Einstellung des Einstelldrucks des Druckventils und somit des das Fahrzeug abbremsenden Bremsdrucks, wodurch während einer Abbremsung Schwankungen in der Bremsverzögerung auftreten können. The pressure valve is designed as a pilot-operated pressure valve, the Pilot valve for setting the set pressure of the pressure valve as a seat valve is trained. With such a pilot valve designed as a seat valve result from the difficult setting of the flow cross section of the Difficulty with the exact setting of the set pressure of the Pressure valve and thus the brake pressure braking the vehicle, whereby Fluctuations in the braking deceleration occur during braking can.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist. The present invention has for its object a drive system to provide the type mentioned above, which is an improved Exhibits operational behavior.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Vorsteuerventil als Schieberventil, insbesondere Längsschieberventil, ausgebildet ist. Mit einem als Längsschieberventil ausgebildete Vorsteuerventil kann der Durchflussquerschnitt des Vorsteuerventils auf einfache Weise exakt eingestellt werden. Dadurch kann der Einstelldruck des Druckventils auf einfache Weise exakt eingestellt werden, wodurch der das Fahrzeug abbremsende Bremsdruck genau gesteuert werden kann und somit das Fahrzeug mit einer konstanten Bremsverzögerung abgebremst werden kann. This object is achieved in that the pilot valve as Slide valve, in particular longitudinal slide valve, is formed. With an as Longitudinal slide valve designed pilot valve can the flow cross section of the Pilot valve can be set precisely in a simple manner. This allows the Setting pressure of the pressure valve can be set precisely in a simple manner, whereby the braking pressure braking the vehicle can be controlled precisely and thus the vehicle can be braked with a constant braking deceleration.
Das Vorsteuerventil kann mechanisch oder hydraulisch beaufschlagt werden. Vorteile ergeben sich, wenn das Vorsteuerventil einen Steuerschieber aufweist, der mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Magneten, in Wirkverbindung steht. Mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung kann das Druckventil auf einfache Weise beispielsweise in Abhängigkeit von dem Drehzahlanstieg des Antriebsmotors gesteuert werden. The pilot valve can be acted upon mechanically or hydraulically. benefits arise when the pilot valve has a control slide which with a electrical actuator, in particular a magnet, in operative connection stands. With an electrical actuator, the pressure valve can easily For example, depending on the increase in speed of the drive motor to be controlled.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerschieber entgegen der Betätigungseinrichtung von einer Feder beaufschlagbar ist. Mit einer der Betätigungseinrichtung entgegenwirkenden Feder kann der Ansprechbereich des Vorsteuerventils auf einfache Weise an verschiedene Anwendungsfälle, beispielsweise verschiedene Fahrzeugtypen, angepasst werden. In a development of the invention it is provided that the control slide counter the actuating device can be acted upon by a spring. With one of the Actuating spring counteracting the response range of the Pilot valve in a simple way to different applications, for example different vehicle types.
Ein einfacher Bauaufwand für das Vorsteuerventil ergibt sich, wenn der Steuerschieber in einer Gehäusebohrung längsverschiebbar angeordnet ist, wobei die Gehäusebohrung mit einer Zulaufleitung, die mit einem in Richtung einer Sperrstellung wirkenden Steuerdruckraum des Druckventils in Verbindung steht, und einer von der Zulaufleitung axial beabstandeten Ablaufleitung in Verbindung steht und wobei der Steuerschieber mit einer Steuerkante zur Steuerung der Verbindung der Zulaufleitung mit der Ablaufleitung versehen ist. A simple construction effort for the pilot valve results when the spool is arranged longitudinally displaceably in a housing bore, the Housing bore with an inlet line with one in the direction of a blocking position acting control pressure chamber of the pressure valve is connected, and one of the Inlet line axially spaced outlet line is connected and wherein the Control spool with a control edge for controlling the connection of the supply line is provided with the drain pipe.
Die Steuerkante des Steuerschiebers kann als Nut ausgebildet sein und gegebenenfalls mit einer Feinsteuernut versehen sein. Der Öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils kann auf einfache Weise mit geringem Herstellaufwand exakt gesteuert werden, wenn die Steuerkante als Kegelfläche ausgebildet ist. The control edge of the control slide can be formed as a groove and if necessary, be provided with a fine control groove. The opening cross section of the Pilot valve can be precise in a simple manner with little manufacturing effort can be controlled if the control edge is designed as a conical surface.
Sofern der Steuerschieber in Richtung einer die Verbindung der Zulaufleitung mit der Ablaufleitung mittels der Steuerkante freigebenden Stellung von der Feder und in Richtung einer die Verbindung der Zulaufleitung mit der Ablaufleitung mittels der Steuerkante drosselnden Stellung von der Betätigungseinrichtung beaufschlagbar ist, kann der Einstelldruck des Druckventils und somit der von dem Druckventil erzeugte Bremsdruck auf einfache Weise in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Betätigungseinrichtung gesteuert werden. If the control slide in the direction of a connection of the inlet line with the Drain line by means of the control edge releasing position of the spring and in Direction of the connection of the inlet line to the outlet line by means of the Control edge throttling position can be acted upon by the actuating device, can the set pressure of the pressure valve and thus that generated by the pressure valve Brake pressure in a simple manner depending on the control of the Actuator can be controlled.
In einer Weiterbildung der Erfindung steht der Steuerschieber an beiden Stirnflächen mit einem Behälter in Verbindung. Mit einer derartigen Tankentlastung des Steuerschiebers des Vorsteuerventils kann auf einfache Weise erzielt werden, dass der Rücklaufdruck in der Druckmittelleitung keinen Einfluss auf die Einstellung des Druckventils hat. In a development of the invention, the control slide is on both end faces with a container. With such a tank discharge Control spool of the pilot valve can be easily achieved that the return pressure in the pressure medium line has no influence on the setting of the Pressure valve.
Die Ablaufleitung kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Behälter in Verbindung steht. Das Vorsteuerventil und somit das Druckventil stellt hierbei ein Absolutdruckventil dar, wobei der von dem Vorsteuerventil eingestellte Einstelldruck des Druckventils von der Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung abhängt. According to one embodiment of the invention, the drain line can be equipped with a Container communicates. The pilot valve and thus the pressure valve represents an absolute pressure valve, the one set by the pilot valve Setting pressure of the pressure valve from the actuating force of the actuating device depends.
Die Ablaufleitung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zu der Pumpe geführten Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung stehen. Das Vorsteuerventil und somit das Druckventil bildet hierdurch ein Differenzdruckventil, wobei die Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung additiv zu dem an der Pumpe anstehenden Rücklaufdruck in der Druckmittelleitung wirkt. Der Einstelldruck des Druckventils kann somit in Abhängigkeit von dem Rücklaufdruck und der Betätigung der Betätigungseinrichtung gesteuert werden. Hierdurch kann ein sanftes Ansprechverhalten des Druckventils bei einer Abbremsung erzielt werden. According to a further embodiment of the invention, the drain line can also be used are connected to a section of the pressure medium line leading to the pump. The pilot valve and thus the pressure valve hereby forms a differential pressure valve, wherein the actuating force of the actuator is additive to that on the pump existing return pressure in the pressure medium line acts. The setting pressure of the Pressure valve can thus be dependent on the return pressure and the actuation the actuator can be controlled. This can be a gentle Response behavior of the pressure valve can be achieved when braking.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckventil mit einer Antikavitationseinrichtung zur Vermeidung eines Füllungsmangels an der Pumpe in Wirkverbindung steht. Mit einer Antikavitationseinrichtung kann auf einfache Weise ein Füllungsmangel an der Pumpe vermieden werden, beispielsweise während in der Bremsphase und einem blockierendem Rad. According to an advantageous development of the invention, it is provided that Pressure valve with an anti-cavitation device to avoid a lack of filling is operatively connected to the pump. With an anti-cavitation device you can a lack of filling in the pump can be avoided in a simple manner, for example while in the braking phase and a locking wheel.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mittels der Antikavitationseinrichtung der in Richtung einer Sperrstellung wirkende Steuerdruckraum des Druckventils bei einem an der Pumpe anstehenden Drucksollwert entlastbar ist. Kommt es während einer Abbremsung bei angesteuertem Druckventil zu einem Betriebszustand, in dem das mit dem Motor in Verbindung stehende Fahrzeugrad aufgrund des von dem Druckventil erzeugten Bremsdruckes blockiert, strömt kein Druckmittel mehr vom Motor zur Pumpe, wodurch der Druck in der Rücklaufleitung des Motors stromab des Druckventils zusammenbricht. Fällt der an der Pumpe anstehende Druck unter einen bestimmten Drucksollwert, ist mittels der Antikavitationseinrichtung der Steuerdruckraum des Druckventils entlastbar, wodurch die Wirkung des Druckventils als Drosselventil in der Druckmittelleitung aufgehoben wird und Kavitation an der Pumpe vermieden werden kann. There are particular advantages if the anti-cavitation device in Direction of a blocking position acting control pressure chamber of the pressure valve at one the pressure setpoint at the pump can be relieved. It happens during one Braking with activated pressure valve to an operating state in which the Vehicle wheel related to the engine due to the pressure valve generated brake pressure blocked, no more pressure medium flows from the engine to Pump, which causes the pressure in the return line of the engine downstream of the Pressure valve breaks down. If the pressure at the pump falls below one determined pressure setpoint is by means of the anti-cavitation device Control pressure chamber of the pressure valve can be relieved, reducing the effect of the pressure valve as a throttle valve in the pressure medium line is lifted and cavitation at the Pump can be avoided.
Die Antikavitationseinrichtung kann gemäß einer Ausführungsform als ein in einer von dem Steuerdruckraum zu einem Behälter geführten Steuerdruckleitung angeordnetes Sperrventil ausgebildet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise der Steuerdruckraum entlastet werden. The anti-cavitation device may, according to one embodiment, be in one of arranged the control pressure chamber to a container led control pressure line Check valve is formed. In this way, the control pressure chamber can easily be relieved.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Antikavitationseinrichtung als ein in einer von dem Steuerdruckraum zu dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung geführten Steuerdruckleitung angeordnetes Sperrventil ausgebildet sein. Hierdurch kann ebenfalls der Steuerdruckraum mit dem Sperrventil entlastet werden, wobei kein zusätzlicher Anschluss mit dem Behälter erforderlich ist. According to a further embodiment, the anti-cavitation device can be designed as an in one from the control pressure chamber to that connected to the pump Section of the pressure medium line guided control pressure line arranged check valve be trained. This also allows the control pressure chamber with the check valve be relieved, with no additional connection to the container being required.
Ein einfacher Bauaufwand für die Antikavitationseinrichtung ergibt sich, wenn das Sperrventil als in Richtung zur Druckmittelleitung oder dem Behälter öffnendes Rückschlagventil ausgebildet ist. Mit einem Rückschlagventil kann auf einfache Weise bei einem entsprechenden Abfall des Druckes an der Pumpe der Steuerdruckraum des Druckventils durch Öffnen des Rückschlagventils entlastet werden und somit das Druckventil im Bremsbetrieb außer Wirkung gesetzt werden. A simple construction effort for the anti-cavitation device results if that Shut-off valve as opening towards the pressure medium line or the tank Check valve is formed. Using a check valve can be done easily with a corresponding drop in pressure at the pump, the control pressure chamber of the Pressure valve are relieved by opening the check valve and thus the Pressure valve can be deactivated in braking mode.
Das Sperrventil kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung als Schaltventil mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet sein, wobei das Sperrventil in Richtung einer Durchflussstellung von einer Feder und in Richtung einer Sperrstellung von dem in dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung anstehenden Druck beaufschlagbar ist. Mit der Feder können hierbei auf einfache Weise bestimmte Sollwerte für den an der Pumpe anstehenden Druck vorgegeben werden, wodurch ein frühes Entlasten und somit Ansprechen des Druckventils erzielt und somit Kavitation wirkungsvoll vermieden werden kann. According to an advantageous embodiment of the invention, the check valve can be used as Switching valve with a blocking position and a flow position, wherein the check valve in the direction of a flow position of a spring and in Direction of a blocking position from that in connection with the pump Section of the pressure medium line pressure can be applied. With the pen can easily determine certain setpoints for the pump upcoming pressure can be specified, thereby relieving early and thus Response of the pressure valve achieved and cavitation effectively avoided can be.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Sperrventil eingangsseitig mit dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung steht. Hierdurch kann auf einfache Weise in der Antriebsphase eine Ausspeisung mit dem Sperrventil erzielt werden, wodurch kein zusätzliches separates Ausspeiseventil erforderlich ist. There are particular advantages if, according to a preferred development, the Invention, the check valve on the input side in connection with the pump is connected section of the pressure medium line. This makes it possible to easily achieved an outlet with the check valve in the drive phase which means that no additional separate outlet valve is required.
Sofern das Sperrventil eingangsseitig mittels einer Ausspeiseleitung mit dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung steht, wobei in der Ausspeiseleitung eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, kann auf einfache Weise das Sperrventil zur Ausspeisung mit der Druckmittelleitung verbunden werden und mittels der Drosseleinrichtung der zur Ausspeisung aus dem Kreislauf abströmende Druckmittelstrom eingestellt werden. If the check valve on the input side by means of an outlet line with the The pump-connected section of the pressure medium line is connected, wherein a throttle device is arranged in the outlet line, on simply connected the shut-off valve for the outlet to the pressure medium line be and by means of the throttle device for the exit from the circuit outflowing pressure medium flow can be set.
Zweckmäßigerweise ist hierbei das Sperrventil als Schaltventil, insbesondere Schieberventil, mit einer Sperrstellung, in der die Verbindung des Steuerdruckraums mit dem Behälter und/oder die Verbindung des mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitts der Druckmittelleitung mit dem Behälter gesperrt ist, und einer Durchflussstellung ausgebildet ist, in der in der die Verbindung des Steuerdruckraums mit dem Behälter und/oder die Verbindung des mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitts der Druckmittelleitung mit dem Behälter geöffnet ist, wobei das Sperrventil von einer Feder in Richtung der Durchflussstellung und von dem in dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung anstehenden Druck in Richtung der Sperrstellung beaufschlagbar ist. The check valve is expediently used as a switching valve, in particular Slider valve, with a blocking position in which the connection of the control pressure chamber with the container and / or the connection of the in connection with the pump standing section of the pressure medium line is blocked with the container, and one Flow position is formed in which the connection of the control pressure chamber with the container and / or the connection of the in connection with the pump standing section of the pressure medium line is opened with the container, which Stop valve from a spring in the direction of the flow position and from that in the section of the pressure medium line connected to the pump Pressure can be applied in the direction of the blocking position.
Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems als Fahrantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Flurförderzeug. Durch das mittels eines Längsschieberventils vorsteuerbaren Druckventils kann der Bremsdruck des Flurförderzeugs auf einfache Weise exakt gesteuert werden. Durch ein Sperrventil, das eingangsseitig mit dem Steuerdruckraum des Druckventils und dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung steht, kann einerseits während einer Abbremsung bei angesteuertem Druckventil und einem blockierendem Rad die Wirkung des Druckventils aufgehoben werden und somit Kavitation an der Pumpe auf einfache Weise vermieden werden und andererseits ohne zusätzlichen Ventilaufwand in der Antriebsphase eine Ausspeisefunktion des geschlossenen Kreislaufs erzielt werden. Particular advantages result when using an inventive Drive system as a drive for a machine, in particular one Truck. Through the pilot operated by means of a longitudinal slide valve Pressure valve, the brake pressure of the truck can easily be exact to be controlled. Through a shut-off valve on the inlet side to the control pressure chamber of the pressure valve and the section connected to the pump Pressure medium line is connected, on the one hand, during braking controlled pressure valve and a blocking wheel the effect of Pressure valve can be lifted and thus cavitation on the pump on easy Be avoided and on the other hand without additional valve effort in the Drive phase an exit function of the closed circuit can be achieved.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention are shown in the Embodiments illustrated schematic figures explained in more detail. in this connection shows
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, Fig. 1 a first embodiment of a drive system according to the invention,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, Fig. 2 shows a second embodiment of a drive system of the invention,
Fig. 3 eine Weiterbildung des Antriebssystems gemäß der Fig. 2 und Fig. 3 shows a further development of the drive system shown in FIG. 2 and
Fig. 4 ein vorsteuerbares Druckventil gemäß den Fig. 2 und 3 in einer vergrößerten Darstellung. Fig. 4 shows a pilot controllable pressure valve according to FIGS. 2 and 3 in an enlarged view.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes als Fahrantrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, ausgebildetes Antriebssystem 1 gezeigt. Das Antriebssystem 1 weist eine mit einer Antriebsmaschine 2, insbesondere einer als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungsmaschine, in trieblicher Verbindung stehende Pumpe 3 auf, die im geschlossenen Kreislauf mittels Druckmittelleitungen 4a, 4b an zumindest einem mit einem Fahrzeugrad 5 in trieblicher Verbindung stehender als Motor 6 ausgebildeter Verbraucher 7 angeschlossen ist. In the FIG. 1 is an inventive as a propulsion of a work machine, as shown, for example, an industrial truck, embodied drive system 1. The drive system 1 has a pump 3 which is in a drive connection with a drive machine 2 , in particular an internal combustion engine designed as a diesel engine, which in the closed circuit by means of pressure medium lines 4 a, 4 b on at least one drive 6 connected to a vehicle wheel 5 as a motor 6 trained consumer 7 is connected.
In der Druckmittelleitung 4a ist ein vorgesteuertes Druckventil 10 zur Erzeugung eines den Motor 6 abbremsenden Bremsdrucks angeordnet. A pilot-operated pressure valve 10 for generating a braking pressure braking the engine 6 is arranged in the pressure medium line 4 a.
Das Druckventil 10 weist - wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist - einen in einer Gehäusebohrung 11 längsverschiebbar angeordneten Ventilkörper 12 auf, der einen an der Gehäusebohrung 11 ausgebildeten Ventilsitz 13 ansteuert. Der Ventilkörper 12 ist in Richtung einer Sperrstellung von einer Feder 14 beaufschlagt, die in einem Steuerdruckraum 15 angeordnet ist, der mittels einer in dem Ventilkörper 12 ausgebildeten Drosselbohrung 16 mit dem mit dem Motor 6 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a in Verbindung steht. An dem Ventilkörper 12 ist eine erste in Richtung einer Durchflussstellung wirkende Steuerfläche 17, die von dem in dem mit dem Motor 6 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a anstehenden Druck beaufschlagbar ist, und eine zweite in Richtung einer Durchflussstellung wirkende Steuerfläche 18 ausgebildet, die von dem in dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a anstehenden Druck beaufschlagbar ist. The pressure valve 10 has - as can be seen from FIG. 4 - a valve body 12 which is arranged in a longitudinally displaceable manner in a housing bore 11 and which drives a valve seat 13 formed on the housing bore 11 . The valve body 12 is acted upon in the direction of a blocking position by a spring 14 which is arranged in a control pressure chamber 15 which is connected to the section of the pressure medium line 4 a connected to the engine 6 by means of a throttle bore 16 formed in the valve body 12 . A first control surface 17 acting in the direction of a flow position, which can be acted upon by the pressure in the section of the pressure medium line 4 a connected to the motor 6 , and a second control surface 18 acting in the direction of a flow position are formed on the valve body 12 can be acted upon by the pressure in the section of the pressure medium line 4 a connected to the pump 3 .
Zur Steuerung des den Ventilkörper 12 des Druckventils 10 in die Sperrstellung beaufschlagenden Einstelldrucks, der im Steuerdruckraum 15 ansteht, ist ein Vorsteuerventil 20 vorgesehen, das erfindungsgemäß als Schieberventil ausgebildet ist. Das Vorsteuerventil 20 weist ein Ventilgehäuse 21 auf, das mit einer Gehäusebohrung 22 versehen ist, in der ein Steuerschieber 23 längsverschiebbar angeordnet ist. An die Gehäusebohrung 22 ist eine Zulaufleitung 24 angeschlossen, die mit dem Steuerdruckraum 15 des Druckventils 10 in Verbindung steht. In Axialrichtung von der Zulaufleitung 24 beabstandet steht die Gehäusebohrung 22 mit einer Ablaufleitung 25 in Verbindung. Die Ablaufleitung 25 kann gemäß der Ausführungsform der Fig. 4 mittels einer Verbindungsleitung 26 dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a in Verbindung stehen. Zudem kann die Ablaufleitung 25 gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 mittels der Verbindungsleitung 26 mit einer zu einem Behälter 27 geführten Behälterleitung 28 in Verbindung stehen. Zur Steuerung der Verbindung der Zulaufleitung 24 mit der Ablaufleitung 25 ist der Steuerschieber 23 mit einer Steuernut 30 versehen, die eine als Kegelfläche 31 ausgebildete Steuerkante 32 aufweist. A pilot valve 20 , which is designed according to the invention as a slide valve, is provided for controlling the setting pressure which acts on the valve body 12 of the pressure valve 10 and which is present in the control pressure chamber 15 . The pilot valve 20 has a valve housing 21 which is provided with a housing bore 22 in which a control slide 23 is arranged so as to be longitudinally displaceable. An inlet line 24 is connected to the housing bore 22 and is connected to the control pressure chamber 15 of the pressure valve 10 . The housing bore 22 is connected to an outlet line 25 at a distance from the inlet line 24 in the axial direction. According to the embodiment of FIG. 4, the drain line 25 can be connected to the section of the pressure medium line 4 a connected to the pump 3 by means of a connecting line 26 . In addition, the drain line 25 according to the embodiment of FIG. 1 can be connected by means of the connecting line 26 to a container line 28 led to a container 27 . To control the connection of the inlet line 24 to the outlet line 25 , the control slide 23 is provided with a control groove 30 which has a control edge 32 designed as a conical surface 31 .
Der Steuerschieber 23 ist mittels einer Feder 35 in eine Durchflussstellung beaufschlagbar, in der die Verbindung der Zulaufleitung 24 mit der Ablaufleitung 25 über die Steuernut 30 freigegeben ist. In dieser Stellung des Vorsteuerventils 20 ist der Steuerdruckraum 15 entlastet, wodurch das Druckventil 10 auf einen minimalen Einstelldruck eingestellt ist. In Richtung einer die Verbindung der Zulaufleitung 24 mit der Ablaufleitung 25 drosselnden Stellung ist der Steuerschieber 23 mittels einer als Magnet 40 ausgebildeten elektrischen Betätigungseinrichtung 41 beaufschlagbar. Die Betätigungseinrichtung 41 weist hierzu einen Betätigungsstößel 42 auf, der mit einer Stirnfläche des Steuerschiebers 23 in Wirkverbindung steht, der der von der Feder 35 beaufschlagten Stirnfläche des Steuerschiebers 23 gegenüberliegt. The control slide 23 can be loaded by means of a spring 35 into a flow position in which the connection of the inlet line 24 to the outlet line 25 is released via the control groove 30 . In this position of the pilot valve 20 , the control pressure chamber 15 is relieved, whereby the pressure valve 10 is set to a minimum set pressure. In the direction of a position restricting the connection of the inlet line 24 to the outlet line 25 , the control slide 23 can be acted upon by an electrical actuating device 41 designed as a magnet 40 . For this purpose, the actuator 41 has an actuating plunger 42 which communicates with an end face of the control slide 23 is in operative connection, which is opposite to the acted upon by the spring 35 the end face of the control slide 23rd
Der Steuerschieber 23 ist an beiden Stirnflächen tankentlastet. Hierzu steht die Gehäusebohrung 22 im Bereich der Feder 35 und im Bereich des Betätigungsstößels 42 mit einer Entlastungsleitung 45 in Verbindung, die zu dem Behälter 27 geführt ist. The control slide 23 is tank-relieved on both end faces. For this purpose, the housing bore 22 is connected in the area of the spring 35 and in the area of the actuating plunger 42 to a relief line 45 which is led to the container 27 .
Durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 41 kann somit über das als Schieberventil ausgebildete Vorsteuerventil 20 mit der als Kegelfläche 31 ausgebildeten Steuerkante 32 der in dem Steuerdruckraum 15 des Druckventils 10 anstehende Einstelldruck auf einfache Weise mit hoher Dynamik exakt vorgegeben und eingestellt werden. By actuating the actuating device 41 , the pilot pressure 20 designed as a slide valve with the control edge 32 designed as a conical surface 31 can be used to set and adjust the set pressure in the control pressure chamber 15 of the pressure valve 10 in a simple manner with high dynamics.
Durch den Anschluss der Ablaufleitung 25 an den Behälter 27 bildet das in der Fig. 1 dargestellte Vorsteuerventil 20 ein Absolutdruckventil dar, bei dem der Einstelldruck des Druckventil 10 in Abhängigkeit von der Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 41 einstellbar ist. By connecting the drain line 25 to the container 27 , the pilot valve 20 shown in FIG. 1 forms an absolute pressure valve, in which the setting pressure of the pressure valve 10 can be set as a function of the actuating force of the actuating device 41 .
Durch den Anschluss des Ablaufleitung 25 an den mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a stellt das Vorsteuerventil 20 gemäß der Fig. 2 ein Differenzdruckventil dar, bei dem die Änderung der Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 41 additiv zu dem in dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a anstehenden Druck wirkt. By connecting the drain line 25 to the section of the pressure medium line 4 a connected to the pump 3 , the pilot valve 20 according to FIG. 2 represents a differential pressure valve in which the change in the actuating force of the actuating device 41 is additive to that in the pump 3 connected section of the pressure medium line 4 a applied pressure acts.
Zur Vermeidung eines Füllungsmangels an der Pumpe 3 ist - wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist - eine Antikavitationseinrichtung 50 vorgesehen. Die Antikavitationseinrichtung 50 ist als ein Sperrventil 51 ausgebildet, das eingangsseitig mit dem Steuerdruckraum 15 des Druckventils 10 und ausgangsseitig mit dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a in Verbindung steht. Das Sperrventil 51 ist hierbei in einer von dem Steuerdruckraum 15 zu dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a geführten Steuerdruckleitung 55 angeordnet und als in Richtung zur Druckmittelleitung 4a öffnendes Rückschlagventil ausgebildet. An anti-cavitation device 50 is provided - as can be seen from FIG. 1 - to avoid a lack of filling on the pump 3 . The anti-cavitation device 50 is designed as a shut-off valve 51 , which is connected on the inlet side to the control pressure chamber 15 of the pressure valve 10 and on the outlet side with the section of the pressure medium line 4 a which is connected to the pump 3 . The check valve 51 is in this case arranged in a control pressure line 55 which is guided from the control pressure chamber 15 to the section of the pressure medium line 4 a which is connected to the pump 3 and is designed as a check valve which opens in the direction of the pressure medium line 4 a.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems gezeigt, bei dem das Vorsteuerventil 20 des Druckventils 10 gemäß Fig. 4 als Differenzdruckventil ausgebildet ist, wozu die Ablaufleitung 25 an den mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a angeschlossen ist. Das Sperrventil 51 der Antikavitationseinrichtung 50 ist hierbei als Schaltventil ausgebildet, das in einer den Steuerdruckraum 15 mit dem Behälter 27 verbindenden Steuerdruckleitung 55 angeordnet ist. In FIG. 2, a second embodiment is shown of a drive system according to the invention, in which the pilot valve 20 of the pressure valve 10 is formed as shown in FIG. 4 as a differential pressure valve, to which the drain line connected to the associated with the pump 3 portion of the pressure medium line 4 a 25 is. The check valve 51 of the anti-cavitation device 50 is designed here as a switching valve which is arranged in a control pressure line 55 connecting the control pressure chamber 15 to the container 27 .
Das Sperrventil 51 weist eine Sperrstellung 52 auf, in der die Verbindung des Steuerdruckraums 15 mit dem Behälter 27 gesperrt ist. In einer Durchflussstellung 53 des Sperrventils 51 ist der Steuerdruckraum 15 mit dem Behälter 27 verbunden. Das Sperrventil 51 ist hierbei in Richtung der Durchflussstellung 53 von einer Feder 56 beaufschlagbar. In Richtung der Sperrstellung 52 ist das Sperrventil 51 von dem in dem mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a anstehenden Druck beaufschlagt. Hierzu steht eine entsprechende in Richtung der Sperrstellung 52 wirkende Steuerdruckfläche des Sperrventils 51 mit einer an die Druckmittelleitung 4a angeschlossene Steuerdruckleitung 57 in Verbindung. The blocking valve 51 has a blocking position 52 in which the connection of the control pressure chamber 15 to the container 27 is blocked. In a flow position 53 of the check valve 51 , the control pressure chamber 15 is connected to the container 27 . The check valve 51 can be acted upon in the direction of the flow position 53 by a spring 56 . In the direction of the blocking position 52 , the blocking valve 51 is acted upon by the pressure present in the section of the pressure medium line 4 a connected to the pump 3 . For this purpose, a corresponding control pressure surface of the check valve 51 acting in the direction of the blocking position 52 is connected to a control pressure line 57 connected to the pressure medium line 4 a.
Das Sperrventil 51 steht eingangsseitig weiterhin mit einer Ausspeiseleitung 58 in Verbindung, die an den mit der Pumpe 3 in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung 4a angeschlossen ist. In der Ausspeiseleitung 58 ist eine Drosseleinrichtung 59 angeordnet. In der Durchflussstellung 53 steht die Ausspeiseleitung 58 mit dem Behälter 27 in Verbindung. In der Sperrstellung 52 ist die Verbindung der Ausspeiseleitung 58 zum Behälter 27 gesperrt. Hierdurch kann mittels des Sperrventils 51 der Antikavitationseinrichtung 50 zusätzlich eine Ausspeisefunktion erzielt werden. The check valve 51 is still connected on the inlet side to an outlet line 58 which is connected to the section of the pressure medium line 4 a connected to the pump 3 . A throttle device 59 is arranged in the outlet line 58 . In the throughflow position 53 , the outlet line 58 is connected to the container 27 . In the blocking position 52 , the connection of the outlet line 58 to the container 27 is blocked. In this way, an exit function can additionally be achieved by means of the blocking valve 51 of the anti-cavitation device 50 .
In der Fig. 3 ist eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems gezeigt, wobei in jeder Druckmittelleitung ein Druckventil 10a, 10b gemäß der Fig. 4 angeordnet ist, das mittels eines als Schieberventil ausgebildeten Vorsteuerventils 20a, 20b vorsteuerbar ist. Die Druckventile 10a, 10b stehen mit entsprechenden Antikavitationseinrichtungen 50a, 50b gemäß der. Fig. 2 in Verbindung, die weiterhin zur Erzielung einer Ausspeisefunktion mit zu den Druckmittelleitungen 4a, 4b geführten Verbindungsleitungen 58a, 58b in Verbindung stehen. FIG. 3 shows a further development of a drive system according to the invention, wherein a pressure valve 10 a, 10 b according to FIG. 4 is arranged in each pressure medium line and can be pilot controlled by means of a pilot valve 20 a, 20 b designed as a slide valve. The pressure valves 10 a, 10 b are with corresponding anti-cavitation devices 50 a, 50 b according to the. Fig. 2 in connection, which are further connected to achieve an exit function with the pressure medium lines 4 a, 4 b connecting lines 58 a, 58 b in connection.
Während einer Antriebsphase, beispielsweise der Vorwärtsfahrt, bildet die Druckmittelleitung 4b die den Hochdruck führende Zulaufleitung und die Druckmittelleitung 4a die den Niederdruck führende Rücklaufleitung des Motors 6. Die Vorsteuerventile 20a, 20b sind nicht angesteuert und befinden sich in einer Durchflussstellung, in der die Steuerdruckräume 15a, 15b der Druckventile 10a, 10b über die Zulaufleitung 24 und die Steuernut 32 der entsprechenden Vorsteuerventile 20a, 20b mit den Ablaufleitungen 25 in Verbindung stehen. Die Steuerdruckräume 15 der Druckventile 10 stehen weiterhin über die Sperrventile 51a, 51b mit dem Behälter 27 in Verbindung, wodurch die Druckventile 10a, 10b auf einen minimalen Einstelldruck eingestellt sind. During a drive phase, for example driving forward, the pressure medium line 4 b forms the inlet line carrying the high pressure and the pressure medium line 4 a forms the return line of the engine 6 which carries the low pressure. The pilot valves 20 a, 20 b are not activated and are in a flow position in which the control pressure chambers 15 a, 15 b of the pressure valves 10 a, 10 b via the feed line 24 and the control groove 32 of the corresponding pilot valves 20 a, 20 b the drain lines 25 are connected. The control pressure chambers 15 of the pressure valves 10 are still connected to the container 27 via the check valves 51 a, 51 b, whereby the pressure valves 10 a, 10 b are set to a minimum set pressure.
Das Druckventil 10b auf der die Zulaufseite bildenden Druckmittelleitung 4b arbeitet somit als Rückschlagventil und wird bei einem entsprechend geringen Zulaufdruck, der an der Steuerfläche 17 ansteht, entgegen der Feder 14 in die Durchflussstellung beaufschlagt. Übersteigt der Zulaufdruck den Wert der Feder 56b des Sperrventils 51b wird das Sperrventil 51b in die Sperrstellung 52b beaufschlagt. Das Druckventil 10a in der die Rücklaufleitung bildenden Druckmittelleitung 4a arbeitet in der Antriebsphase ebenfalls als Rückschlagventil und wird von einem geringen Rücklaufdruck, der an der Steuerfläche 18 ansteht und entgegen der Feder 14 wirkt in die Durchflussstellung beaufschlagt. Das Sperrventil 51a befindet sich in der Antriebsphase in der Durchflussstellung 53a, wodurch über die Ausspeiseleitung 58a Druckmittel aus dem Kreislauf ausgespeist wird, das auf nicht mehr dargestellte Weise mittels einer Einspeiseeinrichtung an der die Rücklaufleitung des Motors 6 bildenden Druckmittelleitung 4a ergänzt werden kann. The pressure valve 10 b on the pressure medium line 4 b forming the inlet side thus works as a check valve and is acted upon at a correspondingly low inlet pressure, which is present at the control surface 17 , against the spring 14 in the flow position. The inlet pressure exceeds the value of the spring 56 b of the stop valve 51b, the check valve 51 is urged b b in the locking position 52nd The pressure valve 10 a in the pressure medium line 4 a forming the return line also works in the drive phase as a check valve and is acted upon by a low return pressure which is present at the control surface 18 and acts against the spring 14 in the flow position. The check valve 51 a is in the drive phase in the flow position 53 a, whereby pressure medium is fed out of the circuit via the outlet line 58 a, which is supplemented in a manner not shown by means of a feed device on the pressure medium line 4 a forming the return line of the motor 6 can.
Gelangt das Antriebssystem in den Schiebebetrieb, beispielsweise während einer Bergabfahrt oder dem Abbremsen des Fahrzeugs, wird der Motor 6 durch die Masse des Fahrzeugs angetrieben. Der Motor 6 arbeitet nunmehr als Pumpe und fördert Druckmittel zur Pumpe 3, die als Motor arbeitet und die Antriebsmaschine 2 antreibt. Bei gleichbleibender Strömungsrichtung drehen sich somit die Druckverhältnisse in den Druckmittelleitungen 4a, 4b um. Der Motor 6 stützt sich somit an der Pumpe 3 ab und erzeugt in der die Rücklaufleitung bildenden Druckmittelleitung 4a einen Bremsdruck, der den Antriebsmotor 2 hochdreht. Das Sperrventil 51a wird hierbei durch den anstehenden Bremsdruck, sobald der Bremsdruck die Einstellung der Feder 56a übersteigt, entgegen der Feder 56a in die Sperrstellung 52a beaufschlagt. Übersteigt die Drehzahl des Antriebsmotors 2 einen bestimmten Wert wird das Vorsteuerventil 20a durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 41a angesteuert, wodurch das Vorsteuerventil 20a in eine die Verbindung der Zulaufleitung 24 mit der Ablaufleitung 25 drosselnde Stellung beaufschlagt wird und somit in dem Steuerdruckraum 15 des Druckventils 10a einen erhöhten Einstelldruck erzeugt. Das Druckventil 10a wird somit auf einen höheren Einstelldruck eingestellt und geht in eine Drosselstellung, wodurch ein den Motor 6 abbremsendes Bremsdruck erzeugt wird, der an dem Druckventil 10a in Wärme umgewandelt wird. If the drive system goes into push operation, for example during a downhill run or braking the vehicle, the engine 6 is driven by the mass of the vehicle. The motor 6 now works as a pump and delivers pressure medium to the pump 3 , which works as a motor and drives the drive machine 2 . With the flow direction remaining the same, the pressure conditions in the pressure medium lines 4 a, 4 b are reversed. The motor 6 is thus supported on the pump 3 and generates a brake pressure in the pressure medium line 4 a forming the return line, which rotates the drive motor 2 . The check valve 51 a is acted upon by the brake pressure as soon as the brake pressure exceeds the setting of the spring 56 a, against the spring 56 a in the blocking position 52 a. If the speed of the drive motor 2 exceeds a certain value, the pilot valve 20 a is actuated by actuating the actuating device 41 a, whereby the pilot valve 20 a is acted upon in a position which throttles the connection of the inlet line 24 to the outlet line 25 and thus in the control pressure chamber 15 of the Pressure valve 10 a generates an increased set pressure. The pressure valve 10 a is thus set to a higher setting pressure and goes into a throttle position, whereby a braking pressure which brakes the motor 6 is generated and is converted into heat at the pressure valve 10 a.
Kommt es in der Bremsphase bei angesteuertem Druckventil 10a infolge des von dem Druckventil 10a erzeugten Bremsdruckes zu einem Blockieren des Fahrzeugrades 5, fließt kein Druckmittelstrom vom Motor 6 zur Pumpe 3, an der folglich ein Füllungsmangel auftritt. Um einen derartigen Betriebszustand zu vermeiden, wird das Sperrventil 50a bei einem Abfall des an der Pumpe 3 anstehende Bremsdruck unter einen an der Feder 56a des Sperrventils 51 eingestellten Drucksollwert in die Durchflussstellung 53a beaufschlagt. Der Steuerdruckraum 15 des Druckventils 10a gelangt mittels der Steuerdruckleitung 55a mit dem Behälter 27 in Verbindung und wird somit entlastet, wodurch die abbremsende Wirkung des Druckventils 10a aufgehoben wird. Ein Blockieren des Fahrzeugrades und ein damit verbundener Füllungsmangel an der Pumpe 3 wird durch das in Abhängigkeit von dem an der Pumpe 3 im Bremsbetrieb anstehenden Bremsdruck geschaltete Sperrventil 51a wirkungsvoll vermieden. If, during the braking phase in angesteuertem pressure valve 10 a result of the of the pressure valve 10 a generated braking pressure to a locking of the vehicle wheel 5, no pressure fluid current flows from the motor 6 to the pump 3, thus a filling defect occurs at the. In order to avoid such an operating state, the check valve 50 a is acted upon in the flow position 53 a when the brake pressure at the pump 3 drops below a pressure setpoint set on the spring 56 a of the check valve 51 . The control pressure chamber 15 of the pressure valve 10 a is connected to the container 27 by means of the control pressure line 55 a and is thus relieved, whereby the braking effect of the pressure valve 10 a is canceled. A blocking of the vehicle wheel and an associated lack of filling on the pump 3 is effectively avoided by the shut-off valve 51 a, which is switched as a function of the brake pressure applied to the pump 3 in braking mode.
Bei einem Antriebssystem gemäß der Fig. 1 wird in einem derartigen Betriebszustand das als Rückschlagventil ausgebildete Sperrventil 51 bei einem Abfall des an der Pumpe 3 anstehenden Bremsdruckes in die Öffnungsstellung beaufschlagt, wodurch der Steuerdruckraum 14 des Druckventils 10 entlastet wird und das Druckventil 10 zur Vermeidung von Kavitation an der Pumpe 3 unwirksam geschalten wird. In a drive system according to FIG. 1, in such an operating state, the check valve 51, designed as a check valve, is acted upon when the brake pressure at the pump 3 drops into the open position, whereby the control pressure chamber 14 of the pressure valve 10 is relieved and the pressure valve 10 to avoid Cavitation on the pump 3 is switched ineffective.
Die Vorsteuerventile 20 bzw. 20a, 20b gemäß den Fig. 2, 3 können hierbei gemäß der Fig. 1 durch entsprechenden Anschluss der Ablaufleitung 25 als Absolutdruckventil ausgebildet werden. Zudem ist es möglich bei einem als Absolutdruckventil gemäß der Fig. 1 ausgebildeten Druckventil 10 eine Antikavitationseinrichtung gemäß den Fig. 2 bzw. 3 vorzusehen. Zudem kann die Antikavitationseinrichtung gemäß den Fig. 2 und 3 als reine Antikavitationseinrichtung ohne Ausspeisefunktion ausgebildet werden, wobei das Schaltventil lediglich die Verbindung der Steuerdruckleitung 55 mit dem Behälter 27 steuert. Mittels der Feder 56 ist hierbei die Druckeinstellung des Sperrventils 51 beliebig wählbar. Durch entsprechende Einstellung der Feder (z. B. 100 bar) kann hierbei ein frühes Ansprechen des Sperrventils 51 sichergestellt werden und somit eine Kavitation an der Pumpe 3 in der Bremsphase wirkungsvoll vermieden werden. The pilot valves 20 and 20 a, 20 b according to FIGS. 2, 3 can be designed according to FIG. 1 by connecting the drain line 25 as an absolute pressure valve. It is also possible to provide an anti-cavitation device according to FIGS . 2 and 3 in the case of a pressure valve 10 designed as an absolute pressure valve according to FIG. 1. In addition, the anti-cavitation device according to FIGS . 2 and 3 can be designed as a pure anti-cavitation device without an exit function, the switching valve merely controlling the connection of the control pressure line 55 to the container 27 . By means of the spring 56 , the pressure setting of the check valve 51 can be selected as desired. By appropriate adjustment of the spring (e.g. 100 bar), early response of the check valve 51 can be ensured and cavitation on the pump 3 in the braking phase can be effectively avoided.
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