DE102011117687B4

DE102011117687B4 - Hydraulisches System mit einer Hauptpumpe und mit einer Speisepumpe

Info

Publication number: DE102011117687B4
Application number: DE102011117687.3A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Gordon Mohn; René Scheerer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2031-11-05
Also published as: DE102011117687A1

Abstract

Hydraulisches System mit einer in ihrem Verdrängungsvolumen und in ihrer Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe mit zwei Druckanschlüssen, die wechselseitig als Hochdruckanschluss und als Niederdruckanschluss dienen, und mit einer Speisepumpe zur Einspeisung von Druckmittel in die Niederdruckseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe per Durchtrieb über die Triebwelle der Hauptpumpe antreibbar ist und die Fördermenge der Speisepumpe unabhängig von der Drehzahl der Hauptpumpe in Abhängigkeit von dem Speisedruck und mindestens einem weiteren Systemparameter veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System mit einer in ihrem Verdrängungsvolumen und in ihrer Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe mit zwei Druckanschlüssen, die wechselseitig als Hochdruckanschluss und als Niederdruckanschluss dienen, und mit einer Speisepumpe zur Einspeisung von Druckmittel in die Niederdruckseite.
Bekannt sind insbesondere Konstantversorgungen, zum Beispiel und insbesondere in geschlossenen hydraulischen Kreisläufen, die meist nur auf einen mengenintensiven Betriebspunkt optimiert sind. In geschlossenen hydraulischen Kreisläufen erfolgt die Versorgung/Einspeisung in die momentane Niederdruckseite allgemein druckgeregelt über eine Konstantspeisepumpe, also eine Speisepumpe mit einem konstanten Verdrängungsvolumen, und ein Druckventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil. Damit ist die Speisdruckversorgung gewährleistet.
Die DE 10 2009 021 866 A1 betrifft einen Hydroantrieb mit einer im Fördervolumen und in der Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe und einem Hydromotor, die in einem geschlossenen Kreislauf über Druckleitungen miteinander verbunden sind und mit einer Speisepumpe zur Einspeisung in den geschlossenen Kreis und zur Versorgung mindestens einer Verstelleinrichtung mit Druckfluid.
Die DE 10 2009 005 768 A1 betrifft eine Druckregelung einer hydraulischen Antriebseinheit. Insbesondere betrifft die Erfindung die Druckregelung zur Einstellung des Fördervolumens einer verstellbaren Hydraulikmaschine in der hydraulischen Antriebseinheit.
Die DE 10 2007 032 102 A1 betrifft eine Pumpeneinheit mit einer Hauptpumpe und einer Hilfspumpe, die in einem Gehäuseteil eines Gehäuses der Pumpeneinheit angeordnet ist, und die durch eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben werden, wobei die Hauptpumpe ein erstes Paar Steueröffnungen mit einer ersten Mittelachse und die Hilfspumpe ein zweites Paar Steueröffnungen mit einer zweiten Mittelachse aufweist.
Die DE 10 2007 032 005 A1 betrifft ein Fahrzeug mit einem Primärmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor wie etwa einem Dieselmotor, der über einen hydrostatischen Wandler ein Fahrwerk antreibt.
Der Nachteil der suboptimalen und nicht auf die entsprechenden Bedarfscharakteristiken angepassten Mengenversorgung besteht in erster Linie in unnötigen Energieverlusten.
Ziel der Erfindung ist daher die bedarfsgerechte Versorgung von hydraulischen Systemen/Kreisläufen entsprechend den system- und anwendungsspezifischen Bedarfscharakteristiken und damit verbunden eine Verringerung des Primärenergiebedarfs solcher Systeme.
Das wird dadurch erreicht dass die Fördermenge der Speisepumpe unabhängig von der Drehzahl der Hauptpumpe in Abhängigkeit von mindestens einem Systemparameter veränderbar ist. Somit erhält man eine bedarfsgerechte Versorgung in Abhängigkeit von einem oder mehreren Systemparametern durch Mengenanpassung. Der Energiebedarf ist gegenüber herkömmlichen Systemen verringert.
Ein erfindungsgemäßes hydraulisches System kann in vorteilhafter Weise gemäß den in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmalen weiter ausgestaltet werden.
So ist es vorteilhaft, wenn die Speisepumpe in ihrem Verdrängungsvolumen, also in der pro Umdrehung geförderten Druckmittelmenge verstellbar ist.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Speisepumpe per Durchtrieb über die Triebwelle der Hauptpumpe antreibbar ist und mit der Hauptpumpe eine Einheit bildet. Dabei können die Verdrängerelemente der Speispumpe insbesondere in der Anschlussplatte der Hauptpumpe untergebracht sein.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Speisepumpe Ihre Menge in Abhängigkeit des Speisedrucks und /oder der Druckmitteltemperatur und /oder der Druckmittelviskosität und /oder des Schmutzgehaltes des Druckmittels ihre Fördermenge anpasst.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Steuerung/Regelung der Speisepumpe gemäß einer Druckregelung und/oder einer Förderstromregelung und/oder gemäß einer Leistungsregelung hydraulisch oder elektrohydraulisch erfolgt.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein elektronisches Steuergerät vorhanden ist, in das den erfassten Systemparametern entsprechende elektrische Signale zugeführt werden und über das die Regelung/Steuerung der Speisepumpe erfolgt.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Speisepumpe druckgeregelt ist und die Entnahmemenge von Druckmittel aus der Niederdruckseite in Abhängigkeit von einem anderen Systemparameter als der Druck, insbesondere in Abhängigkeit von der Druckmitteltemperatur verändert wird.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein Druckventil vorhanden ist, durch das der niederdruckseitige Druck sichergestellt ist, das mindestens ein weiterer Parameter durch einen Sensor erfasst wird und dass die Speisepumpe gemäß einer Load-Sensing-Regelung oder über ein elektrohydraulisches Ventil angesteuert wird, um die erforderliche Druckmittelmenge bereitzustellen.
Der Kern der erfindungsgemäßen Lösung liegt in einer die durch eigene Verstellbarkeit oder durch drehzahlvariablen Antrieb in Abhängigkeit von einem Systemparameter in ihrer Fördermenge verstellbaren Hilfspumpe. Dieser Kern der erfindungsgemäßen Lösung ist außer in geschlossenen hydraulischen Kreisläufen auch auf andere Systeme übertragbar, zum Beispiel auf einen reinen Kühlkreislauf.
Im Folgenden sei auf einige Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems näher eingegangen.
Erstes Ausführungsbeispiel:
Die Speisepumpe ist druckgeregelt, wobei unterschiedliche Mengenanforderungen im System und eine eventuell variablen Antriebsdrehzahl ausgeglichen werden. Damit ist ein erster Systemparameter, nämlich der Druck sichergestellt ist. Ein Thermoventil, das anstelle eines herkömmlichen Spülventils, verwendet ist, regelt in Abhängigkeit eines zweiten Systemparameters, nämlich der Temperatur des Druckmittels, die zur Kühlung erforderliche Spülmenge. Bei höherer Spülmenge muss von der Speisepumpe mehr Druckmittelmenge gefördert werden, um den Systemdruck aufrechtzuerhalten.
In einer sehr einfachen Ausführung kann anstelle eines Thermoventils, das üblicherweise eine Dehnstoffelement aufweist, das eine Ventilkörper verstellt, ein drosselartiger hydraulischer Widerstand verwendet werden, bei dem der Durchfluss viskositätsabhängig und damit temperaturabhängig ist.
Zweites Ausführungsbeispiel:
Der Speisedruck als erster Systemparameter wird durch ein Druckventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil sichergestellt. Ein weiterer Systemparameter oder mehrere weitere Systemparameter wie Temperatur, Schmutzgehalt, und so weiter, werden mit Hilfe eines oder mehrerer Sensoren und gegebenenfalls über ein Steuergerät eingestellt beziehungsweise geregelt. Eine verstellbare Speisepumpe wird entsprechend über ein Load-Sensing-Regelventil oder ein elektrohydraulisches Ventil angesteuert, um die erforderliche Menge zur Umsetzung bereit zu stellen.

Claims

Hydraulisches System mit einer in ihrem Verdrängungsvolumen und in ihrer Förderrichtung verstellbaren Hauptpumpe mit zwei Druckanschlüssen, die wechselseitig als Hochdruckanschluss und als Niederdruckanschluss dienen, und mit einer Speisepumpe zur Einspeisung von Druckmittel in die Niederdruckseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe per Durchtrieb über die Triebwelle der Hauptpumpe antreibbar ist und die Fördermenge der Speisepumpe unabhängig von der Drehzahl der Hauptpumpe in Abhängigkeit von dem Speisedruck und mindestens einem weiteren Systemparameter veränderbar ist.
Hydraulisches System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe in ihrem Verdrängungsvolumen, also in der pro Umdrehung geförderten Druckmittelmenge verstellbar ist.
Hydraulisches System nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe in das Gehäuse, insbesondere in die Anschlussplatte der Hauptpumpe integriert ist.
Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe Ihre Menge in Abhängigkeit des Speisedrucks und /oder der Druckmitteltemperatur und /oder der Druckmittelviskosität und /oder des Schmutzgehaltes des Druckmittels ihre Fördermenge anpasst.
Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung/Regelung der Speisepumpe gemäß einer Druckregelung und/oder einer Förderstromregelung und/oder gemäß einer Leistungsregelung hydraulisch oder elektrohydraulisch erfolgt.
Hydraulisches System nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Steuergerät vorhanden ist, in das den erfassten Systemparametern entsprechende elektrische Signale zugeführt werden und über das die Regelung/Steuerung der Speisepumpe erfolgt.
Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisepumpe druckgeregelt ist und die Entnahmemenge von Druckmittel aus der Niederdruckseite in Abhängigkeit von einem anderen Systemparameter als der Druck, insbesondere in Abhängigkeit von der Druckmitteltemperatur verändert wird.
Hydraulisches System nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckventil vorhanden ist, durch das der niederdruckseitige Druck sichergestellt ist, das mindestens ein weiterer Parameter durch einen Sensor erfasst wird und dass die Speisepumpe gemäß einer Load-Sensing-Regelung oder über ein elektrohydraulisches Ventil angesteuert wird, um die erforderliche Druckmittelmenge bereitzustellen.