DE10158326B4 - Hydrostatic drive system with a pressure valve - Google Patents
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Abstract
Hydrostatisches Antriebssystem (1) mit einer von einem Antriebsmotor (2) angetriebenen Pumpe (3) und zumindest einem im geschlossenen Kreislauf an die Pumpe (3) angeschlossenen Verbraucher (7), wobei in zumindest einer von der Pumpe (3) zu dem Verbraucher (7) geführten Druckmittelleitung (4a; 4b) ein einen Bremsdruck des Verbrauchers (7) erzeugendes Druckventil (10; 10a, 10b) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (10; 10a, 10b) mit einer Antikavitationseinrichtung (50; 50a, 50b) in Wirkverbindung steht, die in einer Bremsphase des Antriebssystems (1) einen Füllungsmangel an der Pumpe (3) verhindert, wobei mittels der Antikavitationseinrichtung (50; 50a, 50b) das Druckventil (10; 10a, 10b) wirkungslos schaltbar ist.Hydrostatic drive system (1) with a pump (3) driven by a drive motor (2) and at least one consumer (7) connected in closed circuit to the pump (3), wherein in at least one of the pump (3) to the consumer ( 7), a pressure valve (10, 10a, 10b) generating a brake pressure of the consumer (7) is arranged, characterized in that the pressure valve (10, 10a, 10b) is provided with an anti-cavitation device (50; 50b) is in operative connection, which prevents in a braking phase of the drive system (1) a lack of filling at the pump (3), wherein by means of the anti-cavitation device (50; 50a, 50b) the pressure valve (10; 10a, 10b) is ineffective switchable.
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 einen Bremsdruck des Verbrauchers erzeugendes Druckventil angeordnet ist.The invention relates to a hydrostatic drive system with a pump driven by a drive motor, in particular an internal combustion engine, and at least one consumer connected in a closed circuit to the pump, in particular a motor, wherein in at least one pressure medium line routed from the pump to the consumer a brake pressure of Consumer generating pressure valve is arranged.
Aus der nachveröffentlichten
Ein gattungsgemäßes hydrostatisches Antriebssystem ist aus der
Während der Bremsphase bei angesteuertem Druckventil kann hierbei der Betriebszustand auftreten, dass das Fahrzeugrad und somit der Motor aufgrund des von dem Druckventil erzeugten Bremsdrucks blockiert. In einem derartigen Betriebszustand fördert der als Pumpe arbeitende Motor, der mit dem Fahrzeugrad in trieblicher Verbindung steht, keinen Druckmittelstrom zu der als Motor arbeitenden Pumpe, wodurch an der Pumpe ein Füllungsmangel und somit Kavitation auftritt.During the braking phase when the pressure valve is actuated, the operating state may occur that blocks the vehicle wheel and thus the engine due to the brake pressure generated by the pressure valve. In such an operating state, the motor operating as a pump, which is in driving connection with the vehicle wheel, does not deliver any pressure medium flow to the pump operating as a motor, as a result of which a filling deficiency and thus cavitation occur at the pump.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist und bei dem Kavitation an der Pumpe wirksam vermieden werden kann.The present invention has for its object to provide a drive system of the type mentioned is available, which has an improved performance and can be effectively avoided in the cavitation at the pump.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Druckventil mit einer Antikavitationseinrichtung in Wirkverbindung steht, die in einer Bremsphase des Antriebssystems einen Füllungsmangel an der Pumpe verhindert, wobei mittels der Antikavitationseinrichtung das Druckventil wirkungslos schaltbar ist. In einem Betriebszustand, in dem in der Bremsphase bei angesteuertem Druckventil der Verbraucher aufgrund des von dem Druckventil aufgestauten Bremsdruckes zu blockieren droht bzw. bereits blockiert, kann mit einer Antikavitationseinrichtung, die das Druckventil wirkungslos schaltet und somit die Abbremsung des Verbrauchers durch das einen Bremsdruck erzeugende Druckventil aufgehoben wird, auf einfache Weise ein Blockieren des Verbrauchers und somit ein Füllungsmangel an der Pumpe vermieden werden. Kavitation an der Pumpe kann somit in der Bremsphase auf einfache Weise wirkungsvoll vermieden werden.This object is achieved in that the pressure valve is in operative connection with a Antikavitationseinrichtung, which prevents a lack of filling of the pump in a braking phase of the drive system, wherein by means of the anti-cavitation device, the pressure valve is ineffective switchable. In an operating state in which the consumer threatens to block or already blocked due to the accumulated by the pressure valve brake pressure in the braking phase in the braking phase, can with an anti-cavitation device, which switches the pressure valve ineffective and thus the deceleration of the consumer by the one brake pressure generating Pressure valve is lifted, easily blocking the consumer and thus a lack of filling at the pump can be avoided. Cavitation on the pump can thus be effectively avoided in the braking phase in a simple manner.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mittels der Antikavitationseinrichtung ein in Richtung einer Sperrstellung wirkender Steuerdruckraum des Druckventils bei Unterschreiten eines an der Pumpe anstehenden Drucksollwertes entlastbar ist. Das Druckventil das durch den in dem Steuerdruckraum anstehenden Einstelldruck in Richtung einer Drosselstellung zur Erzeugung eines Bremsdruckes beaufschlagt ist, kann auf einfache Weise durch Entlastung des Steuerdruckraums und somit einer Einstellung auf einen minimalen Einstelldruck wirkungslos geschalten werden. Durch den Druckabfall unterhalb eines vorgegebenen Drucksollwertes in der Druckmittelleitung zwischen dem Druckventil und der Pumpe kann in der Bremsphase ein drohender Füllungsmangel an der Pumpe aufgrund eines zu blockieren drohenden Verbrauchers, wobei bei blockierenden Verbraucher kein Druckmittelstrom vom Verbraucher zur Pumpe strömt und somit der Druck in der vom Verbraucher zur Pumpe führenden Druckmittelleitung zusammenbricht, auf einfache Weise ermittelt werden.Particular advantages are obtained if, by means of the anti-cavitation device, a control pressure chamber of the pressure valve acting in the direction of a blocking position can be relieved when the pressure setpoint falling below the pressure of a pump is undershot. The pressure valve which is acted upon by the pending in the control pressure chamber setting pressure in the direction of a throttle position for generating a brake pressure can be switched ineffective by relieving the control pressure chamber and thus a setting to a minimum set pressure. Due to the pressure drop below a predetermined pressure setpoint in the pressure medium line between the pressure valve and the pump in the braking phase impending lack of filling of the pump due to a consumer threatening to block, with blocking consumer no pressure medium flow from the consumer flows to the pump and thus the pressure in the From the consumer to the pump leading pressure medium line breaks down, can be determined easily.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Antikavitationseinrichtung ein eingangsseitig mit dem Steuerdruckraum des Druckventils in Verbindung stehendes Sperrventil auf. Mit einem mit dem Steuerdruckraum verbundenen Sperrventil kann auf einfache Weise der Steuerdruckraum des Druckventils entlastet werden und somit das Druckventil wirkungslos geschalten werden.According to one embodiment of the invention, the anti-cavitation device has a check valve which is connected on the input side to the control pressure chamber of the pressure valve. With a valve connected to the control pressure chamber check valve can easily control the pressure chamber of the Relieved pressure valve and thus the pressure valve are switched ineffective.
Zweckmäßigerweise ist hierbei das Sperrventil bei Unterschreiten des an der Pumpe anstehenden Drucksollwertes in eine Durchflussstellung zur Entlastung des Steuerdruckraum des Druckventils beaufschlagbar, wodurch auf einfache Weise das Druckventil in Abhängigkeit von dem in der Bremsphase an der Pumpe anstehenden Druck entlastet und somit wirkungslos geschalten werden kann.Appropriately, in this case the check valve when falling below the pressure setpoint present at the pump can be acted upon in a flow position to relieve the control pressure chamber of the pressure valve, whereby the pressure relief valve in response to the pending in the braking phase at the pump pressure and thus can be switched ineffective.
Ein einfacher Bauaufwand für die Antikavitationseinrichtung ergibt sich, wenn gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung die Antikavitationseinrichtung als ein in einer von dem Steuerdruckraum des Druckventils zu dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung geführten Steuerdruckleitung angeordnetes Sperrventil ausgebildet ist.A simple construction effort for the anti-cavitation device results if, according to one embodiment of the invention, the anti-cavitation device is designed as a check valve arranged in a control pressure chamber of the pressure valve to the pump-connected section of the pressure-medium line.
Das Sperrventil kann hierbei als einfaches in Richtung zur Druckmittelleitung öffnendes Rückschlagventil ausgebildet sein, wodurch die Antikavitationseinrichtung einen geringen Bauaufwand mit geringen Herstellkosten verursachtThe check valve may in this case be designed as a simple in the direction of the pressure medium line opening check valve, whereby the Antikavitationseinrichtung causes a low construction cost with low production costs
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Antikavitationseinrichtung als ein in einer von dem Steuerdruckraum des Druckventils zu einem Behälter geführten Steuerdruckleitung angeordnetes Sperrventil ausgebildetAccording to a further embodiment of the invention, the anti-cavitation device is designed as a check valve arranged in a control pressure line guided from the control pressure chamber of the pressure valve to a container
Der Drucksollwert ist mit besonderem Vorteil mittels einer das Sperrventil beaufschlagenden Feder vorgebbar. Mit einer den Drucksollwert vorgebenden Feder kann auf einfache Weise das Ansprechen des Sperrventils der Antikavitationseinrichtung eingestellt werden.The pressure setpoint can be predetermined with particular advantage by means of a spring acting on the check valve. With a pressure setpoint predetermining the spring can be adjusted in a simple manner, the response of the check valve of the anti-cavitation device.
Ein einfacher Bauaufwand für das Sperrventil ist hierbei erzielbar, wenn das Sperrventil als Schaltventil mit einer Sperrstellung, in der die Verbindung des Steuerdruckraums mit dem Behälter gesperrt ist, und einer Durchflussstellung ausgebildet ist, in der die Verbindung des Steuerdruckraums mit dem Behälter geöffnet ist, wobei das Sperrventil in Richtung der Durchflussstellung von der Feder und in Richtung einer Sperrstellung von dem in dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung anstehenden Druck beaufschlagbar ist.A simple construction cost for the check valve is in this case achieved when the check valve is designed as a switching valve with a blocking position in which the connection of the control pressure chamber is closed to the container, and a flow position in which the connection of the control pressure chamber is open to the container the check valve in the direction of the flow position of the spring and in the direction of a blocking position of the pending in the communicating with the pump section of the pressure medium line pressure can be acted upon.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Antikavitationseinrichtung eine Ausspeisefunktion aufweist. Durch die Integration einer Ausspeisefunktion in die Antikavitationseinrichtung ist kein zusätzliches Ausspeiseventil erforderlich, wodurch das Antriebssystem auf einfache Weise mit geringem Bauaufwand mit einer Ausspeisung versehen werden kann.Particular advantages arise when the Antikavitationseinrichtung has a Ausspeisefunktion. By integrating a discharge function in the anti-cavitation device no additional discharge valve is required, whereby the drive system can be provided in a simple manner with low construction costs with an outfeed.
Eine Ausspeisung von Druckmittel aus dem geschlossenen Kreislauf kann mit der Antikavitationseinrichtung auf einfache Weise erzielt werden, wenn das Sperventil eingangsseitig mit dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung steht.A Ausspeisung of pressure medium from the closed circuit can be achieved with the Antikavitationseinrichtung in a simple manner, when the blocking valve on the input side is in communication with the pump connected to the portion of the pressure medium line.
Sofern das Sperrventil eingangsseitig mittels einer Ausspeiseleitung mit dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Abschnitt der Druckmittelleitung in Verbindung steht, wobei in der Verbindungsleitung eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, kann mittels der Drosseleinrichtung der zur Ausspeisung abströmende Druckmittelstrom aus dem Kreislauf eingestellt werden.If the check valve on the input side by means of a discharge line with the pump in communication with the section of the pressure medium line is in communication, wherein in the connecting line a throttle device is arranged, can be adjusted by means of the throttle device for the outflowing flow of pressure medium from the circulation.
Die Ausspeisefunktion kann auf einfache Weise in das Sperrventil der Antikavitationseinrichtung integriert werden, wenn 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 outfeed function can be easily integrated into the check valve of the anti-cavitation device when the check valve as a switching valve, in particular slide valve, with a blocking position in which the connection of the control pressure chamber with the container and / or the connection of the pump-related portion of the Pressure medium line is blocked with the container, and a flow position is formed, in which the connection of the control pressure chamber with the container and / or the connection of the pump-related portion of the pressure medium line is open to the container, wherein the check valve of a Spring can be acted upon in the direction of the flow position and of the pressure in the direction of the blocking position which is present in the section of the pressure medium line which is in communication with the pump.
Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems als Fahrantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Flurförderzeug. Mit der erfindungsgemäßen mit einer Antikavitationseinrichtung versehenen Fahrantrieb kann durch die Entlastung des Druckventils in der Bremsphase bei angesteuerten Druckventil auf einfache Weise ein Blockieren des Fahrzeugrades und eine damit verbundene Kavitation an der Pumpe auf einfache Weise wirkungsvoll vermieden werden. Durch die Integration einer Ausspeisefunktion in die Antikavitationseinrichtung kann zudem ohne zusätzliches Ausspeiseventil eine Ausspeisung von Druckmittel aus dem Kreislauf erzielt werden.Particular advantages arise when using a drive system according to the invention as a drive of a work machine, in particular an industrial truck. With the drive according to the invention provided with an anti-cavitation drive can be effectively avoided by relieving the pressure valve in the braking phase at controlled pressure valve in a simple way blocking the vehicle wheel and associated cavitation on the pump. By integrating a discharge function in the anti-cavitation device can also be achieved without additional exit valve a Ausspeisung of pressure medium from the circulation.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigtFurther advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows
In der
In der Druckmittelleitung
Das Druckventil
Zur Steuerung des den Ventilkörper
Der Steuerschieber
Der Steuerschieber
Durch eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung
Zur Vermeidung eines Füllungsmangels an der Pumpe
In der
Das Sperrventil
In der
In der
Während einer Antriebsphase, beispielsweise der Vorwärtsfahrt, bildet die Druckmittelleitung
Das Druckventil
Gelangt das Antriebssystem in den Schiebebetrieb, beispielsweise während einer Bergabfahrt oder dem Abbremsen des Fahrzeugs, wird der Motor
Kommt es in der Bremsphase bei angesteuertem Druckventil
Das Schaltventil
Bei einem Antriebssystem gemäß der
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DE10158326A1 DE10158326A1 (en) | 2003-06-18 |
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DE10030137A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-01 | Linde Ag | Hydrostatic drive system has pressure valve actuated in direction of minimal setting pressure in drive phase and towards maximum setting pressure in braking phase and/or rest position |
WO2002092374A1 (en) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Poclain Hydraulics Industrie | Vehicle hydrostatic transmission circuit |
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