DE102008038381B4 - Hydrostatic drive system - Google Patents

Abstract

Hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, der mittels eines Steuerventils steuerbar ist, wobei die Pumpe (2) als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe mittels einer elektronischen Steuereinrichtung (25) in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal für das Steuerventil (7) in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und mittels eines den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist, wobei zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe (2) eine Umlaufdruckwaage (20) vorgesehen ist, die in einer eine Förderleitung (5) der Pumpe (2) mit einem Behälter (4) verbindenden Zweigleitung (24) angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage (20) in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung (5) mit einem Behälter (4) absperrenden Sperrstellung (20a) von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher (7) sowie einer Feder (21) beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung (5) mit dem Behälter (4) verbindenden Durchflussstellung (20b) von dem Förderdruck der Pumpe (2) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zweigleitung (24) stromab der Umlaufdruckwaage (20) eine Drosseleinrichtung (30) angeordnet ist, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage (20) und der Drosseleinrichtung (30) abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist.

Hydrostatic drive system with an adjustable in the flow pump, which is operated in the open circuit and is provided for supplying at least one consumer, which is controllable by means of a control valve, wherein the pump (2) is designed as an electro-hydraulically adjustable pump, wherein a Fördervolumenstelleinrichtung ( 10) of the pump by means of an electronic control device (25) in response to a drive signal for the control valve (7) can be acted upon in the direction of increasing the delivery volume and by means of a surplus funded flow of the pump (2) detecting, hydraulic reset signal in the direction of a reduction adjustable to the delivery volume, wherein for detecting the excessively conveyed volume flow of the pump (2) a circulation pressure compensator (20) is provided which in a a delivery line (5) of the pump (2) with a container (4) connecting branch line (24) is, where the Circulation pressure compensator (20) in the direction of a connection of the delivery line (5) with a container (4) shut-off position (20a) of the highest load pressure of the driven loads (7) and a spring (21) is acted upon and in the direction of the delivery line ( 5) with the container (4) connecting flow position (20b) is acted upon by the delivery pressure of the pump (2), characterized in that in the branch line (24) downstream of the circulation pressure compensator (20), a throttle device (30) is arranged, wherein the hydraulic reset signal as between the circulation pressure compensator (20) and the throttle device (30) tapped back pressure signal is formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, der mittels eines Steuerventils steuerbar ist, wobei die Pumpe als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe mittels einer elektronischen Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal für das Steuerventil in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und mittels eines den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist, wobei zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe eine Umlaufdruckwaage vorgesehen ist, die in einer eine Förderleitung der Pumpe mit einem Behälter verbindenden Zweigleitung angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung mit einem Behälter absperrenden Sperrstellung von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher sowie einer Feder beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung mit dem Behälter verbindenden Durchflussstellung von dem Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist.The invention relates to a hydrostatic drive system with an adjustable volume in the pump pump, which is operated in the open circuit and is provided for supplying at least one consumer, which is controllable by means of a control valve, wherein the pump is designed as an electro-hydraulically adjustable pump, wherein a delivery volume adjusting device the pump is acted upon by means of an electronic control device in response to a control signal for the control valve in the direction of increasing the delivery volume and adjustable by means of a surplus funded flow of the pump detecting, hydraulic reset signal in the direction of reducing the delivery volume, wherein for detecting the excess funded Volumetric flow of the pump, a circulation pressure compensator is provided, which is arranged in a connecting line of a pump with a container branch line, wherein the circulating pressure in R ichtung of the connection of the delivery line with a container shut-off blocking position is acted upon by the highest load pressure of the driven loads and a spring and is acted upon in the direction of the delivery line to the container connecting flow position of the delivery pressure of the pump.

Bei derartigen Antriebssystemen wird das Fördervolumen der Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf geregelt, wodurch die Verbraucher mit einer an dem Steuerventil vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit bei geringen Energieverlusten betrieben werden können.In such drive systems, the delivery volume of the pump is controlled to the volume flow demand requested by the consumers, whereby the consumers can be operated with a predetermined speed on the control valve at low energy losses.

Bei bekannten Load-Sensing-Antriebssystemen, bei denen die Pumpe im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Steuerung der Verbraucher entsprechende Steuerventile vorgesehen sind, ist das Fördervolumen der Pumpe von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher und einer Regeldruckdifferenz geregelt. Bei einer Ansteuerung eines oder mehrerer Steuerventile wird an den Steuerventilen jeweils ein bestimmter Öffnungsquerschnitt eingestellt. Die Pumpe wird durch den sich einstellenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher solange in Richtung einer Zunahme des Fördervolumens verstellt, bis der Förderdruck der Pumpe um die Regeldruckdifferenz höher als der höchste Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ist. Hierdurch wird erzielt, dass von der Pumpe derjenige Volumenstrombedarf geliefert wird, der von den angesteuerten Verbrauchern durch die entsprechenden Öffnungsquerschnitte der Steuerventile angefordert wird.In known load-sensing drive systems in which the pump is operated in the open circuit and control of the consumer corresponding control valves are provided, the delivery volume of the pump is controlled by the highest load pressure of the driven loads and a control pressure difference. When one or more control valves are actuated, a specific opening cross section is respectively set on the control valves. The pump is adjusted by the self-adjusting highest load pressure of the driven loads in the direction of an increase of the delivery volume until the delivery pressure of the pump to the control pressure difference is higher than the highest load pressure of the driven consumers. In this way it is achieved that the volume flow demand is supplied by the pump, which is requested by the controlled consumers through the corresponding opening cross-sections of the control valves.

Aufgrund der Regelung des Fördervolumens der Pumpe in Abhängigkeit von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher ergibt sich jedoch ein zeitverzögertes Ansprechverhalten der Fördervolumenregelung der Pumpe und somit ein spürbarer Zeitverzug zwischen der Einleitung der Bewegung durch Ansteuerung des entsprechenden Steuerventils und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers, da der die Pumpe steuernde Lastdruck erst erzeugt wird, nachdem die Steuerventile in eine Öffnungsstellung beaufschlagt sind. Dies wird von einer Bedienperson als eine geringe Dynamik des Antriebssystems empfunden. Ist der Verbraucher von einer negativen bzw. einer ziehenden Last beaufschlagt, die die Bewegung des Verbrauchers unterstützt, tritt nach der Betätigung des Steuerventils zudem ein Druckabfall in der Förderleitung der Pumpe auf, die zu einer weiteren Zeitverzögerung bei der Regelung des Fördervolumens der Pumpe und somit zu einem weiteren zeitverzögernden Ansprechverhalten der Fördervolumenregelung der Pumpe und somit einer geringen Dynamik des Antriebssystems führt.Due to the regulation of the delivery volume of the pump in response to the highest load pressure of the driven consumer, however, there is a time-delayed response of the delivery volume control of the pump and thus a noticeable delay between the initiation of the movement by controlling the corresponding control valve and the self-adjusting movement of the consumer, since the pump controlling load pressure is generated only after the control valves are acted upon in an open position. This is perceived by an operator as a low dynamics of the drive system. If the load is acted upon by a negative or a pulling load, which supports the movement of the consumer, occurs after actuation of the control valve also a pressure drop in the delivery line of the pump, which at a further time delay in the regulation of the delivery volume of the pump and thus leads to a further time-delaying response of the delivery volume control of the pump and thus a low dynamics of the drive system.

Aus der DE 10 2005 059 240 A1 ist ein gattungsgemäßes hydrostatisches Antriebssystem bekannt.From the DE 10 2005 059 240 A1 is a generic hydrostatic drive system known.

Aus der DE 196 15 593 B4 und der DE 101 49 791 A1 ist jeweils ein Load-Sensing-Antriebssystem bekannt, bei dem ein eine Druckwaage steuerndes hydraulische Signal mittels eines Druckminderventils bzw. einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Steuerventils eines Verbrauchers beeinflussbar ist.From the DE 196 15 593 B4 and the DE 101 49 791 A1 In each case, a load-sensing drive system is known in which a hydraulic signal controlling a pressure compensator can be influenced by means of a pressure-reducing valve or a regulating device as a function of the control signal of the control valve of a consumer.

Die DE 100 33 094 B4 offenbart ein hydrostatisches Antriebssystem, bei dem eine Hub- und Senkfunktion mittels eines elektrisch betätigten Steuerventils proportional ansteuerbar ist und ein Überschussölstrom mittels einer Druckwaage zu einem Behälter abgeleitet wird.The DE 100 33 094 B4 discloses a hydrostatic drive system in which a lifting and lowering function by means of an electrically operated control valve is proportionally controlled and an excess oil flow is discharged by means of a pressure compensator to a container.

Aus der US 5 146 747 A und der DE 40 36 720 C2 ist ein Load-Sensing-Antriebssystem bekannt, bei dem eine Druckwaage vier Wirkflächen versehen ist und von dem Druck stromauf sowie dem Druck stromab des Wegeventils sowie von dem Pumpendruck sowie dem höchsten Lastdruck der Verbraucher gesteuert ist.From the US 5,146,747 A and the DE 40 36 720 C2 is a load-sensing drive system is known in which a pressure compensator is provided four active surfaces and is controlled by the pressure upstream and the pressure downstream of the directional control valve and the pump pressure and the highest load pressure of the consumer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das bei hoher Dynamik und hoher Zuverlässigkeit eine Steuerung der Verbraucher bei geringen Energieverlusten ermöglicht.The present invention has for its object to provide a hydrostatic drive system of the type mentioned available, which allows high dynamic and high reliability control of the consumer with low energy losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Zweigleitung stromab der Umlaufdruckwaage eine Drosseleinrichtung angeordnet ist, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage und der Drosseleinrichtung abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird somit die Fördervolumenstelleinrichtung der als einfach aufgebauten Verstellpumpe ausgebildeten Pumpe in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal des Steuerventils durch die Steuereinrichtung auf ein bestimmtes Fördervolumen und somit einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt und von dem hydraulischen Rückstellsignal auf den vom Verbraucher angeforderten Volumenstrombedarf geregelt. Hierdurch ergibt sich ein verbessertes Ansprechverhalten der Pumpenregelung und somit eine hohe Dynamik des Antriebssystems, da das zur Fördervolumenregelung der Pumpe verwendete Ansteuersignal der Steuerventile bereits vor einer Betätigung der Steuerventile und somit vor einer Betätigung des Verbrauchers zur Verfügung steht und somit die Pumpe vor oder zeitgleich mit der Betätigung des Verbrauchers in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens verstellt werden kann. Durch Verwendung eines hydraulischen Rückstellsignals, um die Pumpe auf den von den Verbrauchern angeforderten Volumenstrombedarf zu regeln, sind bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem keine störanfälligen Sensoren erforderlich, die bei Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems in mobilen Arbeitsmaschinen eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen. Insgesamt weist somit das erfindungsgemäße Antriebssystem aufgrund der Pumpenregelung, die ein verbessertes Ansprechverhalten aufweist, eine hohe Dynamik und aufgrund des hydraulischen Rückstellsignals eine hohe Zuverlässigkeit mit einer geringen Ausfallwahrscheinlichkeit auf.This object is achieved in that in the branch downstream of the circulation pressure compensator, a throttle device is arranged, wherein the hydraulic reset signal is formed as tapped between the circulating pressure balance and the throttle device tapped back pressure signal. According to the invention, the delivery volume adjusting device of the pump designed as a simply constructed variable in response to a control signal of the control valve by the controller to a specific delivery volume and thus a certain volume flow preset and controlled by the hydraulic reset signal to the volume flow demand requested by the consumer. This results in an improved response of the pump control and thus a high dynamics of the drive system, since the control signal used for flow control of the pump control valves before an actuation of the control valves and thus prior to actuation of the consumer is available and thus the pump before or at the same time the operation of the consumer can be adjusted in the direction of increasing the delivery volume. By using a hydraulic reset signal to regulate the pump to the volume flow demand requested by the consumers, no interference-prone sensors are required in a drive system according to the invention, which have a high failure probability when using the drive system according to the invention in mobile machines. Overall, therefore, the drive system according to the invention has due to the pump control, which has an improved response, high dynamics and high reliability due to the hydraulic reset signal with a low probability of failure.

Zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe ist eine Umlaufdruckwaage vorgesehen, die in einer eine Förderleitung der Pumpe mit einem Behälter verbindenden Zweigleitung angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung mit einem Behälter absperrenden Sperrstellung von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher sowie einer Feder beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung mit dem Behälter verbindenden Durchflussstellung von dem Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist. Mit einer derartigen, der Förderleitung der Pumpe zugeordneten Umlaufdruckwaage kann der den Volumenstrombedarf der angesteuerten Verbraucher übersteigende und somit überschüssig geförderte Volumenstrom der Pumpe auf einfache Weise erfasst und zum Behälter geführt werden.To detect the excess volume flow of the pump pumped a circulation pressure compensator is provided, which is arranged in a conveying line of the pump with a container connecting branch, the circulation pressure in the direction of a connection of the delivery line with a container shut-off blocking position of the highest load pressure of the driven consumers and a spring is acted upon and is acted upon in the direction of connecting the delivery line with the container flow position of the delivery pressure of the pump. With such, the delivery line of the pump associated circulating pressure compensator of the volume flow demand of the driven loads exceeding and thus excessively funded volume flow of the pump can be easily detected and guided to the container.

In der Zweigleitung ist stromab der Umlaufdruckwaage eine Drosseleinrichtung angeordnet, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage und der Drosseleinrichtung abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist. Mit der Umlaufdruckwaage kann hierbei auf einfache Weise der überschüssig geförderte Volumenstrom erfasst und mittels der Drosseleinrichtung ein volumenstromabhängiger hydraulischer Staudruck erzeugt werden, der als hydraulisches Rückstellsignal zur Fordermengenregelung der Pumpe verwendet werden kann.In the branch line downstream of the circulation pressure compensator, a throttle device is arranged, wherein the hydraulic reset signal is formed as tapped between the circulation pressure compensator and the throttle device dynamic pressure signal. With the circulation pressure compensator, the excessively conveyed volume flow can hereby be detected in a simple manner and by means of the throttling device a volume-flow-dependent hydraulic dynamic pressure can be generated, which can be used as a hydraulic reset signal for regulating the flow rate of the pump.

Die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe weist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform der Erfindung eine Stellkolbeneinrichtung auf, die mit einem Fördervolumenstellglied der Pumpe in Wirkverbindung steht, wobei zur Erzeugung eines die Stellkolbeneinrichtung beaufschlagenden Stelldruckes ein elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil vorgesehen ist, das mit der elektrischen Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Hierdurch kann mit geringem Bauaufwand eine elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe erzielt werden, deren Fördervolumenstelleinrichtung auf einfache Weise bei einem an der Steuereinrichtung anstehenden Ansteuersignal für das Steuerventil auf ein bestimmtes Fördervolumen ausgeschwenkt und somit auf einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt werden kann.According to an expedient embodiment of the invention, the delivery volume adjusting device of the pump has an actuating piston device which is in operative connection with a delivery volume actuator of the pump, wherein an electrically actuable control pressure valve is provided for generating a control pressure acting on the actuating piston device, which is in operative connection with the electrical control device. As a result, with low construction costs, an electro-hydraulically adjustable pump can be achieved whose delivery volume adjusting device can be easily swiveled to a specific delivery volume at a control signal for the control valve that is pending on the control device and can thus be preset to a specific volume flow.

Das hydraulische Rückstellsignal kann hierbei gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung an die Stellkolbeneinrichtung geführt sein. Eine derartige direkte Rückführung des Rückstellsignals an die Stellkolbeneinrichtung und somit eine direkte Beaufschlagung der Stellkolbeneinrichtung durch das hydraulische Rückstellsignal ermöglicht mit geringem Bauaufwand ein Zurückschwenken der Pumpe auf das von den Verbrauchern angeforderte Fördervolumen.The hydraulic reset signal may in this case be performed according to an embodiment of the invention to the servo piston device. Such a direct return of the reset signal to the actuating piston device and thus a direct loading of the actuating piston device by the hydraulic reset signal allows with little construction effort pivoting back of the pump to the requested by the consumers flow.

Zudem ist möglich, gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal an ein das Stelldruckventil übersteuerndes Regelventil zu führen, wobei ein Zurückschwenken der Pumpe auf das von den Verbrauchern angeforderte Fördervolumen auf einfache Weise erzielt werden.In addition, according to a further embodiment of the invention, it is possible to guide the hydraulic reset signal to a control valve which overrides the control pressure valve, wherein a pivoting back of the pump to the flow volume requested by the consumers can be achieved in a simple manner.

Hinsichtlich eines geringen Bauaufwands ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal an das Stelldruckventil geführt ist und das Stelldruckventil von dem hydraulischen Rückstellsignal beaufschlagbar ist, wobei ohne zusätzliche Ventile mittels des Stelldruckventils ein Zurückschwenken der Verstellpumpe erzielbar ist.With regard to a low construction costs, there are special advantages if, according to a preferred embodiment of the invention, the hydraulic reset signal is fed to the control pressure valve and the control pressure valve can be acted upon by the hydraulic reset signal, with no additional valves by means of the control pressure valve pivoting back of the variable is achievable.

Anstelle einer derartigen direkten Rückführung und direkten Beaufschlagung des Stelldruckventils bzw. des das Stelldruckventil übersteuernden Regelventils durch das hydraulische Rückstellsignal kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das hydraulische Rückstellsignal mittels eines Drucksensors erfasst werden, der mit der elektronischen Steuereineinrichtung in Wirkverbindung steht. Hierdurch kann mittels der elektronischen Steuereinrichtung das Zurückschwenken der Pumpe bei einem entsprechenden hydraulischen Rückstellsignal gesteuert werden und das Zurückschwenken der Pumpe in Abhängigkeit bestimmter Betriebszustände gesteuert und an bestimmte Betriebszustände angepasst werden. Bei einer Änderung des Ansteuersignals und somit einer Änderung des Pumpenfördervolumens kann somit vermieden werden, dass durch das hydraulische Rückstellsignal die Pumpe zu weit zurückgeschwenkt wird. Bei einer durch die elektronische Steuereinrichtung infolge eines geänderten Ansteuersignals vorgenommenen Schwenkwinkeländerung der Pumpe kann somit eine mögliche zeitverzögerte Reaktion der Pumpe auf einfache Weise vermieden werden.Instead of such a direct return and direct loading of the control pressure valve or the control valve overriding the control valve by the hydraulic reset signal, the hydraulic reset signal can be detected by means of a pressure sensor according to an advantageous embodiment of the invention, with the electronic control device in Active compound is. In this way, by means of the electronic control device, the pivoting back of the pump can be controlled at a corresponding hydraulic reset signal and controlled the pivoting back of the pump in response to certain operating conditions and adapted to certain operating conditions. With a change in the control signal and thus a change in the pump delivery volume can thus be avoided that the pump is swung back too far by the hydraulic reset signal. In a swivel angle change of the pump made by the electronic control device as a result of a changed drive signal, a possible time-delayed reaction of the pump can thus be avoided in a simple manner.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei mittels jeweils eines Steuerventils steuerbare Verbraucher vorgesehen sind, wobei die Steuerventile mit identischen Durchflusskennlinien versehen sind. Bei identischen Durchflusskennlinien der Steuerventile mehrerer Verbraucher kann mittels der elektronischen Steuereinrichtung anhand des Ansteuersignals für die Steuerventile und der in der Steuereinrichtung abgelegten Durchflusskennlinie der Steuerventile die Pumpe auf einfache Weise auf ein bestimmtes Fördervolumen voreingestellt werden, um die durch den Öffnungsquerschnitt des entsprechenden Steuerventils vorgegebene Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers zu erzielen, wodurch geringe Verluste des erfindungsgemäßen Antriebssystems erzielbar sind.According to a development of the invention, it is provided that at least two consumers, which are each controllable by means of a control valve, are provided, wherein the control valves are provided with identical flow characteristics. With identical flow characteristics of the control valves of several consumers, the pump can be preset by the electronic control device based on the control signal for the control valves and stored in the controller flow characteristic of the control valves in a simple manner to a specific delivery volume to the predetermined by the opening cross section of the corresponding control valve movement speed of To achieve consumer, whereby low losses of the drive system according to the invention can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figure.

In der Figur ist der Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 dargestellt.In the figure, the circuit diagram of a drive system according to the invention 1 shown.

Das Antriebssystem 1 weist eine im Fördervolumen verstellbare Pumpe 2 auf, die im offenen Kreislauf betrieben ist. Die Pumpe 2 steht mittels einer Leitung 3 mit einem Behälter 4 in Verbindung und fördert in einer Förderleitung 5. Zur Steuerung eines oder mehrerer Verbraucher 6 ist jeweils ein Steuerventil 7 vorgesehen, das als in Zwischenstellungen drosselndes Wegeventil ausgebildet ist. Das Steuerventil 7 ist an die Förderleitung 5, eine Behälterleitung 9 sowie zu dem Verbraucher 6 geführte Druckmittelleitungen 8a, 8b angeschlossen. Bei einer Betätigung des Steuerventils 7 steuert das Steuerventil 7 die Verbindung von zu dem Verbraucher 6 geführten Druckmittelleitungen 8a, 8b mit der Förderleitung 5 und einer Behälterleitung 9 und gibt in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal einen bestimmten Öffnungsquerschnitt von der Förderleitung 5 zur Druckmittelleitung 8a bzw. 8b frei.The drive system 1 has a pump adjustable in the delivery volume 2 on, which is operated in an open circuit. The pump 2 is by means of a line 3 with a container 4 in conjunction and promote in a promotion line 5 , To control one or more consumers 6 is each a control valve 7 provided, which is designed as a throttling in intermediate positions directional control valve. The control valve 7 is to the support line 5 , a container line 9 as well as to the consumer 6 Guided pressure medium lines 8a . 8b connected. Upon actuation of the control valve 7 controls the control valve 7 the connection from to the consumer 6 guided pressure medium lines 8a . 8b with the support line 5 and a container line 9 and is in response to a drive signal, a certain opening cross-section of the delivery line 5 for pressure medium line 8a respectively. 8b free.

Die Pumpe 2 ist als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet, deren Fördervolumen mittels einer Fördervolumenstelleinrichtung 10 einstellbar ist. Hierzu ist eine Stellkolbeneinrichtung 11 vorgesehen, die einen in einem Stellzylinder 12 angeordneten Stellkolben 13 aufweist, der mit einem Fördervolumenstellglied 19, beispielsweise einer in der Neigung verstellbaren Schrägscheibe, der Fördervolumenstelleinrichtung 10 in Wirkverbindung steht.The pump 2 is designed as an electro-hydraulically adjustable pump whose delivery volume by means of a delivery volume adjusting device 10 is adjustable. For this purpose, an actuating piston device 11 provided, the one in a control cylinder 12 arranged adjusting piston 13 having, which with a delivery volume actuator 19 , For example, an inclination adjustable swash plate, the delivery volume adjusting device 10 is in active connection.

Der Stellkolben 13 ist mittels einer Feder 14 in Richtung eines maximalen Fördervolumens beaufschlagbar. In Richtung des minimalen Fördervolumens ist der Stellkolben 13 von einem in einem Steuerdruckraum 15 der Stellkolbeneinrichtung 11 anstehenden Stelldruck beaufschlagbar. Der Steuerdruckraum 15 steht hierzu mit einer Stelldruckleitung 16 in Verbindung, in der ein Stelldruckventil 17 angeordnet ist. Das Stelldruckventil 17 steht eingangsseitig mit einer Steuerdruckquelle 18, beispielsweise einer Speisepumpe oder Steuerdruckpumpe, des Antriebssystems 1 in Verbindung. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Stelldruckventil 17 eingangsseitig an die Förderleitung 5 anzuschließen. Der mit der Feder 14 versehene Federraum der Stellkolbeneinrichtung 11 ist zum Behälter 4 entlastet.The adjusting piston 13 is by means of a spring 14 acted upon in the direction of a maximum delivery volume. In the direction of the minimum delivery volume is the actuator piston 13 from one in a control pressure chamber 15 the servo piston device 11 Actual signal pressure acted upon. The control pressure chamber 15 stands for this purpose with a control pressure line 16 in conjunction, in which a control pressure valve 17 is arranged. The signal pressure valve 17 is on the input side with a control pressure source 18 , For example, a feed pump or control pressure pump, the drive system 1 in connection. However, it is also possible, the control valve 17 on the input side to the delivery line 5 to join. The one with the spring 14 provided spring chamber of the actuating piston device 11 is to the tank 4 relieved.

In einer die Förderleitung 5 mit der Behälterleitung 9 und somit dem Behälter 4 verbindenden Zweigleitung 24 ist eine Umlaufdruckwaage 20 angeordnet. Die Umlaufdruckwaage 20 ist in Richtung einer die die Verbindung der Förderleitung 5 mit einem Behälter 4 absperrenden Sperrstellung 20a von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher sowie einer Feder 21 beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung 5 mit dem Behälter 4 verbindenden Durchflussstellung 20b von dem Förderdruck der Pumpe 2 beaufschlagt ist. Hierzu ist an eine in Richtung einer Sperrstellung 20a wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 20 eine den höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher 6 führende Lastdruckmeldeleitung 22 angeschlossen. An eine in Richtung einer Durchflussstellung 20b wirkende Steuerfläche der Umlaufdruckwaage 20 ist eine von der Förderleitung 5 abzweigende Förderzweigleitung 23 angeschlossen.In one the delivery line 5 with the container line 9 and thus the container 4 connecting branch line 24 is a circulation pressure balance 20 arranged. The circulation pressure balance 20 is in the direction of a the connection of the delivery line 5 with a container 4 shut-off blocking position 20a from the highest load pressure of the driven consumers as well as a spring 21 and in the direction of a pipeline 5 with the container 4 connecting flow position 20b from the delivery pressure of the pump 2 is charged. For this purpose, one is in the direction of a blocking position 20a acting control surface of the circulation pressure balance 20 one of the highest load pressure of the driven consumers 6 leading load pressure signaling line 22 connected. At one in the direction of a flow position 20b acting control surface of the circulation pressure balance 20 is one of the support line 5 branching conveyor branch line 23 connected.

Zur Ansteuerung des Steuerventils 7 ist eine elektronische Steuereinrichtung 25 vorgesehen, die eingangsseitig mit einer Vorgabeeinrichtung 26, beispielsweise einem Joystick, in Wirkverbindung steht. Das Steuerventil 7 weist zu dessen Betätigung entsprechende elektrische Betätigungseinrichtungen 7a, 7b, beispielsweise Magnete, auf, die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung 26 in Verbindung stehen. Anstelle elektrischer Betätigungseinrichtungen 7a, 7b kann das Steuerventil 7 ebenfalls hydraulisch beaufschlagt sein, wobei zur Erzeugung eines das Steuerventil 7 beaufschlagenden Steuerdrucks elektrisch ansteuerbare Steuerdruckventile vorgesehen sein können, die ausgangsseitig mit der Steuereinrichtung 25 in Verbindung stehen.For controlling the control valve 7 is an electronic control device 25 provided, the input side with a default device 26 , For example, a joystick is in operative connection. The control valve 7 has to operate its corresponding electrical actuators 7a . 7b , For example, magnets, on the output side with the control device 26 keep in touch. Instead of electrical controls 7a . 7b can the control valve 7 also be acted upon hydraulically, wherein for generating a control valve 7 acting control pressure provided electrically controllable control pressure valves may be the output side with the control device 25 keep in touch.

Die Steuereinrichtung 25 steht weiterhin ausgangsseitig mit dem Stelldruckventil 17 in Verbindung, das als elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil ausgebildet ist. Die elektronische Steuereinrichtung 25 bildet hierbei eine Vorgabeeinrichtung, die die Fördervolumenstelleinrichtung 10 der Pumpe 2 in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal zur Betätigung des Steuerventils 7 und somit einem Ansteuersignal zur Betätigung des Verbrauchers, in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagt.The control device 25 remains on the output side with the signal pressure valve 17 in connection, which is designed as an electrically controllable control pressure valve. The electronic control device 25 in this case forms a default device that the delivery volume adjusting device 10 the pump 2 in response to a drive signal for actuating the control valve 7 and thus a drive signal for actuating the consumer, acted upon in the direction of an increase of the delivery volume.

In der Zweigleitung 24 ist zwischen der Umlaufdruckwaage 20 und der Behälterleitung 9 und somit stromab der Umlaufdruckwaage 20 eine Drosseleinrichtung 30, beispielsweise eine Blende, angeordnet, mittels der ein hydraulisches Rückstellsignal für die Fördervolumenregelung der Pumpe 2 erzeugbar ist. Hierzu ist an die Zweigleitung 24 zwischen der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 eine Rückstellsignalleitung 31 angeschlossen, die an das Stelldruckventil 17 zu dessen Beaufschlagung geführt ist.In the branch line 24 is between the circulation pressure balance 20 and the container line 9 and thus downstream of the circulation pressure balance 20 a throttle device 30 , For example, a diaphragm, arranged by means of a hydraulic reset signal for the delivery volume control of the pump 2 can be generated. This is to the branch line 24 between the circulation pressure balance 20 and the throttle device 30 a reset signal line 31 connected to the control valve 17 led to its admission.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem arbeitet wir folgt:The drive system according to the invention operates as follows:

Im nicht angesteuerten Zustand der Vorgabeeinrichtung 26 ist das Stelldruckventil 17 von der elektronischen Steuereinrichtung 25 nicht angesteuert. Im nicht angesteuerten Zustand erzeugt das Stelldruckventil 17 einen maximalen Stelldruck, der im Steuerdruckraum 15 ansteht und der Kraft der Feder 14 entgegenwirkt, wodurch die Pumpe 2 mittels der Fördervolumenstelleinrichtung 10 auf das minimale Fördervolumen eingestellt ist.In the non-activated state of the default device 26 is the signal pressure valve 17 from the electronic control device 25 not controlled. In the non-activated state generates the control pressure valve 17 a maximum signal pressure in the control pressure chamber 15 pending and the power of the spring 14 counteracts, causing the pump 2 by means of the delivery volume adjusting device 10 is set to the minimum delivery volume.

Bei einer Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 wird von der Steuereinrichtung 25 das Stelldruckventil 17 in Abhängigkeit des von der Vorgabeeinrichtung 26 erzeugten Ansteuersignals für das Steuerventil 7 entsprechend einer in der Steuereinrichtung 25 abgelegten Durchflusskennlinie des Steuerventils 7 angesteuert. Hierdurch wird das Stelldruckventil 17 in Richtung einer Verringerung des in dem Stelldruckraum 15 anstehenden Stelldruck beaufschlagt, wodurch die Fördermengenstelleinrichtung 10 der elektro-hydraulischen Verstellpumpe 2 mittels der Feder 14 in Richtung des maximalen Fördervolumens beaufschlagt wird.Upon actuation of the default device 26 is from the controller 25 the signal pressure valve 17 depending on the of the default device 26 generated control signal for the control valve 7 according to one in the control device 25 stored flow characteristic of the control valve 7 driven. As a result, the control valve 17 in the direction of a reduction in the signal pressure space 15 applied actuating pressure, whereby the flow rate adjusting device 10 the electro-hydraulic variable pump 2 by means of the spring 14 is acted upon in the direction of the maximum delivery volume.

Zudem wird mittels der Steuereinrichtung 25 das Steuerventil 7 in Abhängigkeit von der Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 angesteuert und ein dem Ansteuersignal entsprechender Öffnungsquerschnitt an dem Steuerventil 7 eingestellt. Zweckmäßigerweise wird hierbei das Fördervolumen der Pumpe 2 auf einen Volumenstrom voreingestellt, der den von dem Verbraucher 6 durch das Ansteuersignal eingestellten Durchflussquerschnitt des Steuerventils 7 angeforderten Volumenstrom um ein bestimmtes Maß übersteigt.In addition, by means of the control device 25 the control valve 7 depending on the operation of the default device 26 controlled and the drive signal corresponding opening cross-section of the control valve 7 set. Appropriately, in this case, the delivery volume of the pump 2 pre-set to a flow rate that of the consumer 6 through the control signal set flow cross-section of the control valve 7 requested volume flow exceeds by a certain amount.

Die Pumpe 2 kann hierbei mittels der Steuereinrichtung 25 relativ ungenau auf ein bestimmtes Fördervolumen voreingestellt werden. Übersteigt das hierbei eingestellte Fördervolumen der Pumpe 2 den vom Ansteuersignal des Steuerventil 7 am Öffnungsquerschnitt des Steuerventils 7 vorgegebenen Volumenstrombedarf, wird die Umlaufdruckwaage 20 von dem in der Förderdruckzweigleitung 23 anstehenden Förderdruck der Pumpe 2 entgegen der Kraft der Feder 21 und dem in der Lastdruckmeldeleitung 22 anstehenden höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher 7 in Richtung der Durchflussstellung 20b beaufschlagt, um den den Volumenstrombedarf der angesteuerten Verbraucher übersteigenden und somit überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe 2 zum Behälter 4 zu führen. Hierbei wird an der Drosseleinrichtung 30 ein volumenstromabhängiger Staudruck erzeugt, der als hydraulisches Rückstellsignal in der Rückstellsignalleitung 31 ansteht und das Stelldruckventil 17 entgegen dem elektrischen Ansteuersignal in Richtung einer Erhöhung des Stelldrucks beaufschlagt, wodurch die Fördervolumenstelleinrichtung 10 entgegen der Feder 14 zur Verringerung des Fördervolumens in Abhängigkeit von dem überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe in Richtung des minimalen Fördervolumens beaufschlagt wird und das Fördervolumen der Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 7 angeforderten Volumenstrombedarf geregelt wird.The pump 2 can in this case by means of the control device 25 be relatively inaccurately preset to a specific delivery volume. Exceeds the adjusted delivery volume of the pump 2 from the control signal of the control valve 7 at the opening cross section of the control valve 7 given volume flow demand, is the circulation pressure balance 20 from that in the delivery pressure branch line 23 Pending delivery pressure of the pump 2 against the force of the spring 21 and in the load pressure message line 22 upcoming highest load pressure of the driven consumers 7 in the direction of the flow position 20b acted upon to the volume flow demand of the driven loads exceeding and thus excessively funded flow of the pump 2 to the container 4 respectively. This is at the throttle device 30 generates a volume flow-dependent back pressure, as a hydraulic reset signal in the reset signal line 31 is present and the control valve 17 counteracted against the electrical drive signal in the direction of an increase of the control pressure, whereby the delivery volume adjusting device 10 against the spring 14 to reduce the delivery volume in response to the excess flow rate of the pump pump is applied in the direction of the minimum delivery volume and the delivery volume of the pump 2 on the one of the driven consumers 7 requested volume flow requirement is regulated.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 wird somit die Fördermengenstelleinrichtung 10 der Pumpe 2 mittels der Steuereinrichtung 25 vor oder gleichzeitig mit der Betätigung des Steuerventil 7 auf ein bestimmtes Fördervolumen und somit einen bestimmten Volumenstrom voreingestellt, wodurch eine hohe Dynamik des Antriebssystems erzielt wird, da zwischen der Betätigung der Vorgabeeinrichtung 26 durch die Bedienperson und somit dem Einleiten einer Bewegung des Verbrauchers 7, insbesondere bei einem von einer negativen Last beaufschlagten Verbraucher, und dem sich einstellenden Bewegungsbeginn des Verbrauchers 7 kein spürbarer Zeitverzug erzielbar ist. Durch das von der Umlaufdruckwaage 20 und der Drosseleinrichtung 30 erzeugte hydraulische Rückstellsignal sind hierbei zur genauen Regelung des Fördervolumens der Pumpe 2 auf den von den angesteuerten Verbrauchern 7 angeforderten Volumenstrombedarf keine Sensoren erforderlich, wodurch das erfindungsgemäße Antriebssystem eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.In the drive system according to the invention 1 Thus, the delivery amount adjusting device 10 the pump 2 by means of the control device 25 before or simultaneously with the actuation of the control valve 7 preset to a certain delivery volume and thus a certain volume flow, whereby a high dynamics of the drive system is achieved because between the operation of the default device 26 by the operator and thus initiating a movement of the consumer 7 , Especially in a load applied by a negative load, and the self-adjusting start of movement of the consumer 7 no noticeable delay is achievable. By the of the circulation pressure balance 20 and the throttle device 30 generated hydraulic reset signal here are for accurate control of the delivery volume of the pump 2 on the one of the driven consumers 7 requested volume flow demand no sensors required, whereby the drive system according to the invention has a low probability of failure and high reliability.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einem Fahrzeug, beispielsweise einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger oder einem Flurförderzeug, kann somit ein zuverlässiges Antriebssystem zur Verfügung gestellt werden, mit dem weiterhin die Umschlagleistung erhöht werden kann.When using the drive system according to the invention in a vehicle, for example a mobile work machine, in particular an excavator or an industrial truck, a reliable drive system can thus be made available, with which further the handling capacity can be increased.

Claims (7)

Hydrostatisches Antriebssystem mit einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe, die im offenen Kreislauf betrieben ist und zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers vorgesehen ist, der mittels eines Steuerventils steuerbar ist, wobei die Pumpe (2) als elektro-hydraulisch verstellbare Pumpe ausgebildet ist, wobei eine Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe mittels einer elektronischen Steuereinrichtung (25) in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal für das Steuerventil (7) in Richtung einer Erhöhung des Fördervolumens beaufschlagbar ist und mittels eines den überschüssig geförderten Volumenstrom der Pumpe (2) erfassenden, hydraulischen Rückstellsignals in Richtung einer Verringerung des Fördervolumens einstellbar ist, wobei zur Erfassung des überschüssig geförderten Volumenstroms der Pumpe (2) eine Umlaufdruckwaage (20) vorgesehen ist, die in einer eine Förderleitung (5) der Pumpe (2) mit einem Behälter (4) verbindenden Zweigleitung (24) angeordnet ist, wobei die Umlaufdruckwaage (20) in Richtung einer die Verbindung der Förderleitung (5) mit einem Behälter (4) absperrenden Sperrstellung (20a) von dem höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher (7) sowie einer Feder (21) beaufschlagt ist und in Richtung einer die Förderleitung (5) mit dem Behälter (4) verbindenden Durchflussstellung (20b) von dem Förderdruck der Pumpe (2) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zweigleitung (24) stromab der Umlaufdruckwaage (20) eine Drosseleinrichtung (30) angeordnet ist, wobei das hydraulische Rückstellsignal als zwischen der Umlaufdruckwaage (20) und der Drosseleinrichtung (30) abgegriffenes Staudrucksignal ausgebildet ist.Hydrostatic drive system with an adjustable in the flow pump, which is operated in the open circuit and is provided for supplying at least one consumer, which is controllable by means of a control valve, wherein the pump (2) is designed as an electro-hydraulically adjustable pump, wherein a Fördervolumenstelleinrichtung ( 10) of the pump by means of an electronic control device (25) in response to a drive signal for the control valve (7) can be acted upon in the direction of increasing the delivery volume and by means of a surplus funded flow of the pump (2) detecting, hydraulic reset signal in the direction of a reduction adjustable to the delivery volume, wherein for detecting the excessively conveyed volume flow of the pump (2) a circulation pressure compensator (20) is provided which in a a delivery line (5) of the pump (2) with a container (4) connecting branch line (24) is, where the Circulation pressure compensator (20) in the direction of a connection of the delivery line (5) with a container (4) shut-off position (20a) of the highest load pressure of the driven loads (7) and a spring (21) is acted upon and in the direction of the delivery line ( 5) with the container (4) connecting flow position (20b) is acted upon by the delivery pressure of the pump (2), characterized in that in the branch line (24) downstream of the circulation pressure compensator (20), a throttle device (30) is arranged, wherein the hydraulic reset signal as between the circulation pressure compensator (20) and the throttle device (30) tapped back pressure signal is formed. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervolumenstelleinrichtung (10) der Pumpe (2) eine Stellkolbeneinrichtung (11) aufweist, die mit einem Fördervolumenstellglied der Pumpe (2) in Wirkverbindung steht, wobei zur Erzeugung eines die Stellkolbeneinrichtung (11) beaufschlagenden Stelldruckes ein elektrisch ansteuerbares Stelldruckventil (17) vorgesehen ist, das mit der elektronischen Steuereinrichtung (25) in Wirkverbindung steht.Hydrostatic drive system according to Claim 1 , characterized in that the delivery volume adjusting device (10) of the pump (2) has an actuating piston device (11) which is in operative connection with a delivery volume actuator of the pump (2), wherein for generating a control piston device (11) acting signal pressure an electrically controllable control pressure valve (17) is provided, which is in operative connection with the electronic control device (25). Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an die Stellkolbeneinrichtung (11) geführt ist.Hydrostatic drive system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the hydraulic reset signal to the control piston means (11) is guided. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an ein das Stelldruckventil (17) übersteuerndes Regelventil geführt ist.Hydrostatic drive system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the hydraulic reset signal to a the control valve (17) overriding control valve is guided. Hydrostatisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal an das Stelldruckventil (17) geführt ist und das Stelldruckventil (17) von dem hydraulischen Rückstellsignal beaufschlagbar ist.Hydrostatic drive system according to Claim 1 or 2 Characterized in that the hydraulic reset signal to the control pressure valve (17) is performed and the control pressure valve (17) can be acted upon by the hydraulic reset signal. Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Rückstellsignal mittels eines Drucksensors erfassbar ist, der mit der elektronischen Steuereineinrichtung (25) in Wirkverbindung steht.Hydrostatic drive system according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the hydraulic reset signal can be detected by means of a pressure sensor which is in operative connection with the electronic control device (25). Hydrostatisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei mittels jeweils eines Steuerventils steuerbare Verbraucher vorgesehen, wobei die Steuerventile mit identischen Durchflusskennlinien versehen sind.Hydrostatic drive system according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that at least two provided by means of a control valve controllable consumer, wherein the control valves are provided with identical flow characteristics.

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