DE102008020596B4

DE102008020596B4 - Hydrostatische Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung

Info

Publication number: DE102008020596B4
Application number: DE102008020596.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Steigerwald; Burkhard Stürmer
Original assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: DE102008020596A1; US20090269214A1; US8231360B2

Abstract

Hydrostatische Pumpe (1) mit veränderbarem Fördervolumen, die im geschlossenen Kreislauf betreibbar ist, und mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung, die eine mechanische Stelleinrichtung (4) aufweist, die zur Erzeugung eines einen Stellkolben (5), der mit einer Fördervolumenstelleinrichtung (3), insbesondere einer Schrägscheibe, in Wirkverbindung steht, beaufschlagenden Stelldruckes ein lagegeregeltes Stellventil (6) aufweist, das mit einem Verstellhebel (30) und mit der Fördervolumenstelleinrichtung (3) der Pumpe (1) in Wirkverbindung steht, wobei eine Druckabschneidungsfunktion vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellhebel (30) von der Fördervolumenstelleinrichtung (3) mechanisch entkoppelt ist, wobei bei der Druckabschneidungsfunktion mittels jeweils eines Vorsteuerventils (21a; 21b) aus einer Förderleitung (2a; 2b) der Pumpe (1) ein Drucksignal erzeugbar ist, das über das Stellventil (6) zum Stellkolben (5) geführt ist und dem vom lagegeregelten Stellventil (6) erzeugten Stelldruck, der den Stellkolben (5) beaufschlagt, entgegenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Pumpe mit veränderbarem Fördervolumen, die im geschlossenen Kreislauf betreibbar ist, und mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung, die eine mechanische Stelleinrichtung aufweist, die zur Erzeugung eines einen Stellkolben, der mit einer Fördervolumenstelleinrichtung, insbesondere einer Schrägscheibe, in Wirkverbindung steht, beaufschlagenden Stelldruckes ein lagegeregeltes Stellventil aufweist, das mit einem Verstellhebel und mit der Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe in Wirkverbindung steht, wobei eine Druckabschneidungsfunktion vorgesehen ist.
Derartige hydrostatische Pumpen mit veränderbarem Verdrängervolumen, die im geschlossenen Kreislauf betrieben sind, werden als Pumpen beispielsweise in Fahrantrieben von mobilen Arbeitsmaschinen verwendet.
Bei einer mechanischen Fördervolumenverstellung der Pumpe ist bislang nicht möglich, eine Druckabschneidungsfunktion vorzusehen, da eine mechanische Zwangskopplung zwischen dem Verstellhebel und der von der Schrägscheibe gebildeten Fördervolumenstelleinrichtung besteht.
Bei einer bekannten, in den 1a bis 1c dargestellten Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung ist der Verstellhebel 30 mit einer Kurvenscheibe 31 gekoppelt, die mit einer bogenförmigen Nut 41 versehen ist, in die ein Betätigungshebel 42 an einem Ende mittels eines Stiftes 43 eingreift. Der Betätigungshebel 42 steht weiterhin mit einem Steuerschieber eines lagegeregelten Stellventil 6 zu dessen Betätigung in Wirkverbindung steht. Die als Schrägscheibe ausgebildete Fördervolumenstelleinrichtung steht hierbei über ein Bauteil 44 ebenfalls mit dem Betätigungshebel 42 in Wirkverbindung, beispielsweise mittels eines Zapfens 45. Weiterhin ist mit dem Betätigungshebel 42 eine mechanische Zwangskopplung zwischen dem Verstellhebel 30 und der Fördervolumenstelleinrichtung verwirklicht, um eine mechanische Notbetätigung der Fördervolumenstelleinrichtung mittels des Verstellhebels 30 zu erzielen, falls die Stelldruckversorgung des Stellventils 6 ausfällt.
Hierzu ist an dem zweiten Ende des Betätigungshebels 42 eine Aussparung 46 vorgesehen, in die mit einem definierten Spiel das mit der Fördervolumenstelleinrichtung verbundene Bauteil 44 mittels eines Zapfens 47 eingreift. Falls hierbei die Stelldruckversorgung des Stellventils 6 ausfällt, kann bei einer Betätigung des Verstellhebels 30 über die Kurvenscheibe 31 der Betätigungshebel 42 derart um den Zapfen 45 des Bauteils 44 verschwenkt werden, dass das definierte Spiel zwischen der Aussparung 46 und dem Zapfen 47 des Bauteils 44 überwunden wird. Die Aussparung 46 des Betätigungshebels 42 gelangt somit mit dem Zapfen 47 in Anlage, wodurch der Betätigungshebel 42 über das Bauteil 44 direkt mit der Fördervolumenstelleinrichtung in mechanischer Verbindung gelangt, so dass eine mechanische Zwangskopplung zwischen dem Betätigungshebel 42 und der Fördervolumenverstelleinrichtung besteht und über den Betätigungshebel 42 bei einer Betätigung des Verstellhebels 30 und somit der Kurvenscheibe 31 die als Schrägscheibe ausgebildete Fördervolumenstelleinrichtung direkt mechanisch verschwenkt werden kann.
Mit einer Druckabschneidungsfunktion wird während der Beschleunigungsphase bei Erreichen eines maximalen Druckes in einer Förderleitung der Pumpe die Pumpe in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens verstellt, wodurch ein Ansprechen einer Überdruckabsicherungseinrichtung des geschlossenen Kreislaufs, beispielsweise eines Druckbegrenzungsventils, verhindert wird. Hierdurch wird vermieden, dass Druckmittel aus dem Kreislauf über die Überdruckabsicherungseinrichtung abströmt und somit Leistungsverluste sowie eine unnötige Erwärmung des Druckmittels auftreten. Durch die mechanische Zwangskopplung zwischen dem Verstellhebel und der Fördervolumenstelleinrichtung bei der in den 1a bis 1c dargestellten Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung des Standes der Technik würde bei einem Zurückschwenken der als Schrägscheibe ausgebildete Fördervolumenstelleinrichtung ebenfalls der Verstellhebel beaufschlagt, so dass bislang bei einer bekannten mechanischen Fördervolumenverstellung eine Druckabschneidungsfunktion nicht vorgesehen werden kann.
Aus der DE 28 23 559 A1 ist eine gattungsgemäße Pumpe für den geschlossenen Kreislauf bekannt. Die Druckabschneidungsfunktion weist vom Hochdruck in den Leitungen des geschlossenen Kreislaufs beaufschlagte Zusatzkolben auf, die auf einen Vorsteuerventil des lagegeregelte Stellventils wirken und das Vorsteuerventil beaufschlagen.
Aus der DD 1 33 698 A1 ist eine Verstellpumpe für den offenen Kreislauf bekannt, bei der eine Druckabschneidungsfunktion mit einem Druckbegrenzungsventil in Verbindung mit einem Drosselventil erzeugt wird. Mit dem Druckbegrenzungsventil wird aus der Förderleitung der Verstellpumpe ein Drucksignal erzeugt, das über Leitungen direkt auf eine Steuerfläche des Stellkolbens der Verstellpumpe wirkt, um das Hubvolumen der Verstellpumpe zu verringern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung zur Verfügung zu stellen, die mit geringem Bauaufwand mit einer Druckabschneidungsfunktion versehen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verstellhebel von der Fördervolumenstelleinrichtung mechanisch entkoppelt ist, wobei bei der Druckabschneidungsfunktion mittels jeweils eines Vorsteuerventils aus einer Förderleitung der Pumpe ein Drucksignal erzeugbar ist, das über das Stellventil zum Stellkolben geführt ist und dem vom lagegeregelten Stellventil erzeugten Stelldruck, der den Stellkolben beaufschlagt, entgegenwirkt. Es hat sich gezeigt, dass die mechanische Zwangskopplung zwischen dem Verstellhebel und der Fördervolumenstelleinrichtung, die bislang für eine Notbetätigung der Fördervolumenstelleinrichtung vorgesehen war, aufgehoben werden kann, da das hydraulische Eigenstellmoment der Fördervolumenstelleinrichtung eine mechanische Zwangsmitnahme der Fördervolumenstelleinrichtung durch den betätigten Verstellhebel entbehrlich macht. Dadurch wird ermöglicht, bei einer Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung eine Druckabschneidungsfunktion vorzusehen. Erfindungsgemäß ist somit die Zwangskopplung der Verstellhebels mit der Fördervolumenstelleinrichtung aufgehoben und eine Druckabschneidungsfunktion vorgesehen, bei der mittels des Vorsteuerventils aus der Förderleitung ein Drucksignal erzeugt wird, das dem Stelldruck an dem Stellkolben entgegenwirkt und somit das Stellmoment an der Fördervolumenstelleinrichtung umkehrt. Hierdurch wird bei einem Ansprechen der Druckabschneidungsfunktion die Pumpe in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens verstellt, wobei der Signaleingriff für die Druckabschneidungsfunktion durch das dem Stelldruck entgegenwirkende Drucksignal auf kürzestem Weg erfolgt. Hierdurch werden reibungsbedingte Störgrößen vermieden und Totzeiten durch eine kurze Signalstrecke minimiert. Mit einer derartigen Druckabschneidungsfunktion, die dem über das Stellventil erzeugten Stelldruck des Stellkolbens entgegenwirkt und das Stellmoment der Fördervolumenstelleinrichtung umkehrt, kann bei einer Pumpe mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung auf einfache Weise eine Druckabschneidungsfunktion verwirklicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Stellventil einen ersten mit einem ersten Steuerdruckraum des Stellkolbens in Verbindung stehenden Stelldruckanschluss, einen zweiten mit einem zweiten Steuerdruckraum des Stellkolbens in Verbindung stehenden Stelldruckanschluss, einen mit einer Steuerdruckquelle in Verbindung stehenden Steuerdruckanschluss und einen ersten mit einem Behälter in Verbindung stehenden Tankanschluss sowie eine zweiten mit dem Behälter in Verbindung stehenden Tankanschluss aufweist, wobei in einer ersten Schaltstellung des Stellventils der erste Stelldruckanschluss mit dem Steuerdruckanschluss und der zweite Stelldruckanschluss mit dem zweiten Tankanschluss verbunden sowie der erste Tankanschluss gesperrt ist und in einer zweiten Schaltstellung des Stellventils der zweite Stelldruckanschluss mit dem Steuerdruckanschluss und der erste Stelldruckanschluss mit dem ersten Tankanschluss verbunden sowie der zweite Tankanschluss gesperrt ist, wobei die Tankanschlüsse mit jeweils einer Behälterleitung mit dem Behälter verbunden sind, in denen jeweils eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, wobei das von dem Vorsteuerventil erzeugte Drucksignal stromauf der Drosseleinrichtung an die Behälterleitung geführt ist. Mit einem derartigen Stellventil, das getrennte Behälterabläufe aufweist, kann auf einfache Weise das Drucksignal der Druckabschneidungsfunktion an die jeweilige Tankseite des Stellkolbens geführt werden und somit für eine beidseitig verstellbare Pumpe eine Druckabschneidungsfunktion verwirklicht werden. Mittels der Drosseleinrichtung wird hierbei erzielt, dass das von dem Vorsteuersignal erzeugte Drucksignal in der Behälterleitung aufgestaut wird und dem Stelldruck am Stellkolben entgegenwirkt, wodurch sich durch das Drucksignal das Stellmoment der Fördervolumenstelleinrichtung umkehrt und somit in der Beschleunigungsphase sowie der Bremsphase die Druckabschneidungsfunktion mit geringem Bauaufwand erzielbar ist.
Sofern die die Pumpe bei in Richtung der ersten Schaltstellung beaufschlagtem Stellventil in eine erste Förderleitung fördert und bei in Richtung der zweiten Schaltstellung beaufschlagtem Stellventil in eine zweite Förderleitung fördert, wobei eine erste mit dem ersten Vorsteuerventil versehene Zweigleitung vorgesehen ist, die die erste Förderleitung mit der zweiten Behälterleitung des Stellventils stromauf der Drosseleinrichtung verbindet und eine zweite mit dem zweiten Vorsteuerventil versehene Zweigleitung vorgesehen ist, die die zweite Förderleitung mit der ersten Behälterleitung des Stellventils stromauf der Drosseleinrichtung verbindet, kann auf einfache Weise die jeweilige Behälterleitung und somit der Behälterablauf des Stellventils über die entsprechende Zweigleitung mit der Förderleitung verbunden werden, um in beiden Förderrichtungen der Pumpe in der Beschleunigungsphase sowie der Bremsphase eine Druckabschneidungsfunktion zu erzielen.
Die Vorsteuerventile sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung als Druckbegrenzungsventile ausgebildet. Mit Druckbegrenzungsventilen können einfach aufgebaute Vorsteuerventile für die Druckabschneidungsfunktion zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Druckabschneidungsfunktion einen geringen Herstellaufwand verursacht.
Zweckmäßigerweise weist das Stellventil eine Neutralstellung auf, in der die Stelldruckanschlüsse, die Tankanschlüsse und der Steuerdruckanschluss miteinander verbunden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Logikeinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Druckabschneidungsfunktion in der Beschleunigungsphase zuschaltbar und in der Bremsphase abschaltbar ist. Mit einer derartigen Logikeinrichtung kann auf einfache Weise erzielt werden, dass die Druckabschneidungsfunktion lediglich in der Beschleunigungsphase wirksam ist. Hierdurch können auf einfache Weise unterschiedliche Maximaldrücke in der Beschleunigungsphase sowie der Bremsphase vorgegeben werden und in der Bremsphase bei einer in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens zurückschwenkenden Pumpe eine Stellzeitverbesserung erzielt werden.
Zweckmäßigerweise steuert die Logikeinrichtung die Zweigleitungen an. Hierdurch kann mit einem einfachen schaltungstechnischen Aufwand erzielt werden kann, dass ein Ansprechen der Druckabschneidungsfunktion in der Bremsphase vermieden wird und die Druckabschneidungsfunktion lediglich in der Beschleunigungsphase aktiv ist.
Die Logikeinrichtung ist bevorzugterweise als Schaltventil ausgebildet, das in einer Neutralstellung die Zweigleitungen absperrt, in einer ersten Schaltstellung die erste Zweigleitung öffnet und die zweite Zweigleitung absperrt und in einer zweiten Schaltstellung die zweite Zweigleitung öffnet sowie die erste Zweigleitung absperrt. Mit einem derartigen Schaltventil ist es auf einfache Weise möglich, durch Beaufschlagen des Schaltventils in die entsprechende Schaltstellung zur Druckabschneidungsfunktion in der Beschleunigungsphase die entsprechende an die Förderleitung angeschlossene Zweigleitung freizugeben und die weitere Zweigleitung abzusperren, so dass ein Ansprechen der Druckabschneidungsfunktion durch die abgesperrte Zweigleitung, die mit der den Bremsdruck führenden Förderleitung in Verbindung steht, in der Bremsphase auf einfache Weise vermieden wird.
Das Schaltventil kann beispielsweise elektrisch oder hydraulisch angesteuert werden. Besondere Vorteile sind erzielbar, wenn das Schaltventil mit dem Stellkolben oder der Fördervolumenstelleinrichtung derart in Wirkverbindung steht, dass bei in Richtung der ersten Schaltstellung beaufschlagtem Stellventil das Schaltventil in die erste Schaltstellung und bei in Richtung der zweiten Schaltstellung beaufschlagtem Stellventil das Schaltventil in die zweite Schaltstellung beaufschlagt ist. Mit einem derartigen mechanisch mit der Fördervolumenstelleinrichtung oder dem Stellkolben in Wirkverbindung stehenden und somit mechanisch angesteuerten Schaltventil kann auf einfache Weise erzielt werden, dass die Druckbegrenzungsfunktion lediglich in der Beschleunigungsphase wirksam ist.
Besondere Vorteile ergeben sich bei einem hydrostatischen Fahrantrieb für eine Arbeitsmaschine mit einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Pumpe. Mit einer erfindungsgemäßen, mechanisch im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die mit einer Druckabschneidungsfunktion versehen ist, kann für beide Fahrtrichtungen in der Beschleunigungsphase beim Beschleunigen der Arbeitsmaschine eine einfach aufgebaute Druckabschneidungsfunktion mit einem stabilen Regelverhalten erzielt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt

1a eine mechanische Fördervolumenverstellung des Standes der Technik,
1b den Schnitt entlang der Linie Y-Y in 1a,
1c den Schnitt entlang der Linie X-X in 1a und
2 den Schaltplan einer erfindungsgemäßen Pumpe.

In der 2 ist der Schaltplan einer erfindungsgemäßen Pumpe 1 gezeigt, die in einem geschlossenen Kreislauf betrieben wird, beispielsweise eines Fahrantriebs einer mobilen Arbeitsmaschine.
Die Pumpe 1 wird von einem nicht mehr dargestellten Antriebsmotor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor, angetrieben und steht mittels einer ersten Förderleitung 2a und einer zweiten Förderleitung 2b, die den geschlossenen Kreislauf bilden, mit einem nicht mehr dargestellten Verbraucher, in Verbindung.
Die Pumpe 1 ist als Verstellpumpe mit einstellbarem Fördervolumen ausgebildet und weist eine Fördervolumenstelleinrichtung 3 auf, beispielsweise eine als Wiege ausgebildete Schrägscheibe, die mit einer als mechanische Stelleinrichtung 4 ausgebildeten mechanischen Fördervolumenverstellung in Wirkverbindung steht.
Die Stelleinrichtung 4 weist einen mit der Fördervolumenstelleinrichtung 3 in Wirkverbindung stehenden, federzentrierten Stellkolben 5 auf, der mit einem ersten Steuerdruckraum 5a und einen zweiten Steuerdruckraum 5b versehen ist. Anstelle eines Stellkolbens mit zwei entgegengesetzt wirkenden Steuerdruckräumen können ebenfalls zwei Stellkolben mit jeweils einem Steuerdruckraum vorgesehen werden.
Zur Steuerung der Beaufschlagung des Stellkolbens 5 ist ein lagegeregeltes, als Pilotventil ausgebildetes Stellventil 6 vorgesehen. Das Stellventil 6 weist einen Steuerdruckanschluss 7 auf, der mit einer Steuerdruckversorgungsleitung 8 einer nicht mehr dargestellten, beispielsweise als Steuerdruckpumpe ausgebildeten Steuerdruckquelle in Verbindung steht. Das Stellventil 6 weist weiterhin einen ersten Stelldruckanschluss 9a auf, der mittels einer ersten Stelldruckleitung 10a mit dem ersten Steuerdruckraum 5a des Stellkolbens 5 verbunden ist. Ein zweiter Stelldruckanschluss 9b des Stellventils 6 steht mittels einer zweiten Stelldruckleitung 10b mit dem zweiten Steuerdruckraum 5b des Stellkolbens 5 in Verbindung.
Das Stellventil 6 ist hierbei mechanisch angesteuert, wobei ein Verstellhebel 30 beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Kurvenscheibe 31 mit dem Steuerschieber des Stellventils 6 in Wirkverbindung steht. Gemäß den 1a bis 1c kann hierbei die Kurvenscheibe 41 mittels des Betätigungshebels 42 mit dem Steuerschieber des Stellventils 6 in Wirkverbindung stehen.
Der Stellkolben 5 und somit die Fördervolumenstelleinrichtung 3 steht mittels eines mechanischen Gestänges 11 mit dem Steuerschieber des Stellventils 6 in Wirkverbindung. Die Ansteuerung des Steuerschiebers des Stellventils 6 über die Kurvenscheibe 31 sowie die Rückmeldung der Stellung der Fördervolumenstelleinrichtung kann wie in den 1a bis 1c gezeigt, in der bekannten Weise über den Betätigungshebel 42 erfolgen, wobei das Gestänge 11 von dem Bauteil 44 und dem Zapfen 45 gebildet ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Steuerschieber des Stellventils 6 mit dem Verstellhebel 30 zu koppeln und die Rückmeldung der Stellung der Fördervolumenstelleinrichtung über eine den Steuerschieber umgebende axial verschiebbare Gehäusehülse des Stellventils durchzuführen.
Der mechanische Aufbau der mechanischen Fördervolumenverstellung der erfindungsgemäßen Pumpe entspricht prinzipiell dem in den 1a bis 1c dargestellten Aufbau. Die bislang vorhandene Zwangskopplung gemäß den 1a bis 1c zwischen dem Verstellhebel 30 und der Fördervolumenstelleinrichtung wird jedoch aufgehoben. Hierzu kann beispielsweise das Bauteil 44 der 1a bis 1c mit keinem Zapfen 47 und/oder der Betätigungshebel 42 der 1a bis 1c mit keiner Aussparung 46 versehen werden. Zudem ist es möglich, den Betätigungshebel 42 nach dem Zapfen 45 zu kürzen.
Das Stellventil 6 ist - wie aus der 2 ersichtlich ist - hierbei mit einem ersten Tankanschluss 16a und einem zweiten Tankanschluss 16b versehen. In einer ersten Schaltstellung 6a des Stellventils 6 ist der erste Steuerdruckraum 5a des Stellkolbens 5 über die Stelldruckleitung 10a und den Stelldruckanschluss 9a mit dem Steuerdruckanschluss 7 verbunden ist und steht der zweite Steuerdruckraum 5b des Stellkolbens 5 über die Stelldruckleitung 10b mit dem zweiten Tankanschluss 16b und somit einem Behälter 18 in Verbindung. In einer zweiten Schaltstellung 6b des Stellventils 6 ist der zweite Steuerdruckraum 5b des Stellkolbens 5 über die Stelldruckleitung 10b und den Stelldruckanschluss 9b mit dem Steuerdruckanschluss 7 verbunden. In dieser Schaltstellung 6b ist der erste Steuerdruckraum 5a des Stellkolbens 5 mittels der Stelldruckleitung 10a an den ersten Tankanschluss 16a angeschlossen und somit mit dem Behälter 18 verbunden.
In der ersten Schaltstellung 6a ist der erste Tankanschluss 16a abgesperrt. Entsprechend ist in der zweiten Schaltstellung 6b der zweite Tankanschluss 16b abgesperrt. In der dargestellten Neutralstellung 6c des Stellventil 6 sind die Stelldruckanschlüsse 9a, 9b und der Steuerdruckanschluss 7 mit den Tankanschlüssen 16a, 16b verbunden.
Vom ersten Tankanschluss 16a des Stellventils 6 ist eine erste Behälterzweigleitung 17a zu dem Behälter 18 geführt, in der eine Drosseleinrichtung 19a angeordnet ist. Stromauf der Drosseleinrichtung 19a ist an die erste Behälterzweigleitung 17a eine zweite Zweigleitung 20b angeschlossen, die unter Zwischenschaltung einer Logikeinrichtung 35 mit der zweiten Förderleitung 2b in Verbindung steht. In der Zweigleitung 20b ist hierbei ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Vorsteuerventil 21b angeordnet.
Entsprechend ist in einer vom zweiten Tankanschluss 16b des Stellventils 6 zum Behälter 18 geführten zweiten Behälterzweigleitung 17b eine Drosseleinrichtung 19b angeordnet ist, wobei stromauf der Drosseleinrichtung 19b an die Behälterzweigleitung 17b eine erste Zweigleitung 20a angeschlossen, die unter Zwischenschaltung der Logikeinrichtung 35 mit der ersten Druckmittelleitung 2a in Verbindung steht. In der Zweigleitung 20a ist ebenfalls ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Vorsteuerventil 21a angeordnet.
Die Drosseleinrichtungen 19a, 19b können hierbei als Blenden oder Drosseln ausgebildet sein.
Zur Absicherung des Kreislaufs ist eine Überdruckabsicherungseinrichtung 25 vorgesehen, die aus kombinierten Druckbegrenzungs-Nachsaugeventile 25a, 25b, wobei das Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil 25a mit der Druckmittelleitung 2a und das Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil 25b mit der Druckmittelleitung 2b in Verbindung steht. Die Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil 25a, 25b sind hierbei zum Einspeisen eines Speisestroms an die Stelldruckversorgungsleitung 8 angeschlossen.
Die Logikeinrichtung 35 ist als Schaltventil 36 ausgebildet und weist eine Neutralstellung 36c auf, in der die Zweigleitungen 20a, 20b absperrt sind. In einer ersten Schaltstellung 36a die erste Zweigleitung 20a geöffnet und die zweite Zweigleitung 20b absperrt. Entsprechend ist in einer zweiten Schaltstellung 36b die zweite Zweigleitung 20b geöffnet und die erste Zweigleitung 20a absperrt.
Das Schaltventil 36 ist hierbei ebenfalls mechanisch betätigt und steht hierzu mit dem Stellkolben 5 bzw. der Fördervolumenstelleinrichtung 3 beispielsweise über das Gestänge 11 in Wirkverbindung. Bei in Richtung der ersten Schaltstellung 6a beaufschlagtem Stellventil 6 ist hierbei das Schaltventil 36 in die erste Schaltstellung 36a und bei in Richtung der zweiten Schaltstellung 6b beaufschlagtem Stellventil 6 ist das Schaltventil 36 in die zweite Schaltstellung 36b beaufschlagt ist.
Bei einer Beaufschlagung des Steuerschiebers des Stellventils 6 durch den Verstellhebel 30 in Richtung der Schaltstellung 6a, in der die Stelldruckleitung 10a mit der Steuerdruckversorgungsleitung 8 verbunden ist und somit ein Stelldruck im Steuerdruckraum 5a des Stellkolbens 5 erzeugt wird, der den Stellkolben 5 nach in der 2 links beaufschlagt und die Fördervolumenstelleinrichtung 3 der Pumpe 1 in Richtung einer Förderstromerhöhung beaufschlagt. Die Pumpe 1 fördert hierbei in die Druckmittelleitung 2a. Mittels des Gestänges 11 wird hierbei weiterhin das Schaltventil 36 in die erste Schaltstellung 36a beaufschlagt, in der die erste Zweigleitung 20a geöffnet und die zweite Zweigleitung 20b abgesperrt ist.
Der Steuerdruckraum 5b des Stellkolbens 5 ist hierbei über die Stelldruckleitung 10b in der Schaltstellung 6a des Stellventils 6 mit dem zweiten Tankanschluss 16b und somit der zweiten Behälterzweigleitung 17b verbunden. In der Beschleunigungsphase des Fahrantriebs steht der von der Pumpe 2 in die Förderleitung 2a geförderte Förderdruck über die Zweigleitung 20a am Vorsteuerventil 21a an. Übersteigt der Förderdruck der Pumpe 2 in der Beschleunigungsphase den am Vorsteuerventil 21a vorgegebenen maximalen Förderdruck, wird das als Druckbegrenzungsventil ausgebildete Vorsteuerventil 21a in die Öffnungsstellung beaufschlagt. Über die durch die Logikeinrichtung 35 geöffnete Zweigleitung 20 a und der in der Behälterzweigleitung 17b angeordneten Drosseleinrichtung 19b wird hierbei am zweiten Tankanschluss 16b des Stellventils 6 ein Drucksignal aufgestaut, das über die Steuerdruckleitung 10b im Steuerdruckraum 5b des Stellkolbens 5 ansteht und den Stellkolben 5 entgegen dem im Steuerdruckraum 5a anstehenden Stelldruck beaufschlagt. Hierdurch wird das Stellmoment der Fördervolumenstelleinrichtung 3 umgekehrt, wodurch die Fördervolumenstelleinrichtung 3 zur Druckabschneidung in Richtung einer Verringerung der Fördermenge beaufschlagt wird.
Gelangt der Fahrantrieb in die Bremsphase findet in den Förderleitungen 2a, 2b ein Druckwechsel statt. In der Förderleitung 2b steht hierbei ein Bremsdruck an, der die als Motor arbeitende Pumpe 1 antreibt. Der in der Förderleitung 2b anstehende Bremsdruck steht weiterhin über die Zweigleitung 20b am Vorsteuerventil 21b an. Über das in der ersten Schaltstellung 36a befindliche Schaltventil 36 ist hierbei jedoch die Zweigleitung 20b abgesperrt. Über die als Schaltventil 36 ausgebildete Logikeinrichtung 35 wird somit auf einfache Weise verhindert, dass das von dem Vorsteuerventil 21b in Verbindung mit der Drosseleinrichtung 19a erzeugte Drucksignal am Behälterablauf des Stellventils 6 ansteht und somit die Druckabschneidungsfunktion in der Bremsphase anspricht.
Entsprechend wird bei einer Beaufschlagung des Stellventils 6 mittels des Verstellhebels 30 in Richtung der zweiten Schaltstellung 6b, wobei die Pumpe 1 in die Förderleitung 2b fördert, mittels des Vorsteuerventils 21b und der Drosselstelle 19a und das in die zweite Schaltstellung 6b beaufschlagte Schaltventil 36 eine Druckabschneidungsfunktion in der Beschleunigungsphase des Fahrantriebs erzielt. Die Logikeinrichtung 35 verhindert hierbei ebenfalls ein Ansprechen der Druckbegrenzungsfunktion in der Bremsphase.
Die Druckabschneidung erfolgt hierbei durch Aufstauen eines aus der Förderleitung 2a bzw. 2b entnommenen Drucksignals in dem entsprechenden Behälterablauf des Stellventils 6, wobei das Drucksignal unmittelbar dem Stelldruck am Stellkolben 5 entgegenwirkt und somit das Stellmoment der als Schrägscheibe ausgebildeten Fördervolumenstelleinrichtung 3 umkehrt. Hierdurch können reibungsbedingte Störgrößen vermindert werden. Zudem ergibt sich für die Druckabschneidungsfunktion ein schneller Signaldurchlauf mit geringen Totzeiten. Das Verschwenken der Fördervolumenstelleinrichtung 3 der Pumpe 1 zur Druckabschneidung in der Beschleunigungsphase erfolgt hierbei unabhängig von dem an der Fördervolumenstelleinrichtung 3 aus dem Förderdruck resultierenden Eigenstellmomenten. Durch die Ausbildung der Vorsteuerventile 21a, 21b als Druckbegrenzungsventile und die Verwendung von Drosseln als Drosseleinrichtungen 19a, 19b wird in der Beschleunigungsphase eine wirksame Druckabschneidungsfunktion mit einfachen Bauteilen und geringen Kosten bei einem stabilen Regelverhalten für eine mechanisch im Fördervolumen verstellbare Pumpe 1 erzielt.

Claims

Hydrostatische Pumpe (1) mit veränderbarem Fördervolumen, die im geschlossenen Kreislauf betreibbar ist, und mit einer mechanischen Fördervolumenverstellung, die eine mechanische Stelleinrichtung (4) aufweist, die zur Erzeugung eines einen Stellkolben (5), der mit einer Fördervolumenstelleinrichtung (3), insbesondere einer Schrägscheibe, in Wirkverbindung steht, beaufschlagenden Stelldruckes ein lagegeregeltes Stellventil (6) aufweist, das mit einem Verstellhebel (30) und mit der Fördervolumenstelleinrichtung (3) der Pumpe (1) in Wirkverbindung steht, wobei eine Druckabschneidungsfunktion vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellhebel (30) von der Fördervolumenstelleinrichtung (3) mechanisch entkoppelt ist, wobei bei der Druckabschneidungsfunktion mittels jeweils eines Vorsteuerventils (21a; 21b) aus einer Förderleitung (2a; 2b) der Pumpe (1) ein Drucksignal erzeugbar ist, das über das Stellventil (6) zum Stellkolben (5) geführt ist und dem vom lagegeregelten Stellventil (6) erzeugten Stelldruck, der den Stellkolben (5) beaufschlagt, entgegenwirkt.
Hydrostatische Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellventil (6) einen ersten mit einem ersten Steuerdruckraum (5a) des Stellkolbens (5) in Verbindung stehenden Stelldruckanschluss (9a), einen zweiten mit einem zweiten Steuerdruckraum (5b) des Stellkolbens (5) in Verbindung stehenden Stelldruckanschluss (9b), einen mit einer Steuerdruckquelle in Verbindung stehenden Steuerdruckanschluss (7) und einen ersten mit einem Behälter (18) in Verbindung stehenden Tankanschluss (16a) sowie eine zweiten mit dem Behälter (18) in Verbindung stehenden Tankanschluss (16b) aufweist, wobei in einer ersten Schaltstellung (6a) des Stellventils (6) der erste Stelldruckanschluss (9a) mit dem Steuerdruckanschluss (7) und der zweite Stelldruckanschluss (9b) mit dem zweiten Tankanschluss (16b) verbunden sowie der erste Tankanschluss (16a) gesperrt ist und in einer zweiten Schaltstellung (6b) des Stellventils (6) der zweite Stelldruckanschluss (9b) mit dem Steuerdruckanschluss (7) und der erste Stelldruckanschluss (9a) mit dem ersten Tankanschluss (16a) verbunden sowie der zweite Tankanschluss (16b) gesperrt ist, wobei die Tankanschlüsse (16a, 16b) mit jeweils einer Behälterleitung (17a, 17b) mit dem Behälter (18) verbunden sind, in denen jeweils eine Drosseleinrichtung (19a, 19b) angeordnet ist, wobei das von dem Vorsteuerventil (21a; 21b) erzeugte Drucksignal stromauf der Drosseleinrichtung (19a; 19b) an die Behälterleitung (17a; 17b) geführt ist.
Hydrostatische Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) bei in Richtung der ersten Schaltstellung (6a) beaufschlagtem Stellventil (6) in eine erste Förderleitung (2a) fördert und bei in Richtung der zweiten Schaltstellung (6b) beaufschlagtem Stellventil (6) in eine zweite Förderleitung (2b) fördert, wobei eine erste mit dem ersten Vorsteuerventil (21a) versehene Zweigleitung (20a) vorgesehen ist, die die erste Förderleitung (2a) mit der zweiten Behälterleitung (17b) des Stellventils (6) stromauf der Drosseleinrichtung (19b) verbindet und eine zweite mit dem zweiten Vorsteuerventil (21b) versehene Zweigleitung (20b) vorgesehen ist, die die zweite Förderleitung (2b) mit der ersten Behälterleitung (17a) des Stellventils (6) stromauf der Drosseleinrichtung (19a) verbindet.
Hydrostatische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerventile (21a; 21b) als Druckbegrenzungsventile ausgebildet sind.
Hydrostatische Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellventil (6) eine Neutralstellung (6c) aufweist, in der die Stelldruckanschlüsse (9a, 9b), die Tankanschlüsse (16a, 16b) und der Steuerdruckanschluss (7) miteinander verbunden sind.
Hydrostatische Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Logikeinrichtung (35) vorgesehen ist, mittels der die Druckabschneidungsfunktion in der Beschleunigungsphase zuschaltbar und in der Bremsphase abschaltbar ist.
Hydrostatische Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinrichtung (35) die Zweigleitungen (20a, 20b) ansteuert.
Hydrostatische Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinrichtung (35) als Schaltventil (36) ausgebildet ist, das in einer Neutralstellung (36c) die Zweigleitungen (20a; 20b) absperrt, in einer ersten Schaltstellung (36a) die erste Zweigleitung (20a) öffnet und die zweite Zweigleitung (20b) absperrt und in einer zweiten Schaltstellung (36b) die zweite Zweigleitung (20b) öffnet sowie die erste Zweigleitung (20a) absperrt.
Hydrostatische Pumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (36) mit dem Stellkolben (5) oder der Fördervolumenstelleinrichtung (3) derart in Wirkverbindung steht, dass bei in Richtung der ersten Schaltstellung (6a) beaufschlagtem Stellventil (6) das Schaltventil (36a) in die erste Schaltstellung (36a) und bei in Richtung der zweiten Schaltstellung (6b) beaufschlagtem Stellventil (6) das Schaltventil (36) in die zweite Schaltstellung (36b) beaufschlagt ist.
Hydrostatischer Fahrantrieb für eine Arbeitsmaschine mit einer hydrostatischen Pumpe (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.