DE102011121271B4 - Hydrostatic circuit with secondary control - Google Patents

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Abstract

Hydrostatischer Kreis mit einer Arbeitsleitung (14, 14a, 14b, 14c), an die eine verstellbare Primäreinheit (2; 102; 202), eine oder mehrere verstellbare Sekundäreinheiten (4, 6) und ein Speicher (8) angeschlossen sind, wobei dem hydrostatischen Kreis (1; 101; 201) ein Speicherdruck eingeprägt ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Regelungseinheit (10) der Speicherdruck auf einen Momentan-Drucksollwert der einen Sekundäreinheit oder auf einen höchsten Momentan-Drucksollwert der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6) regelbar ist, sodass verhindert wird, dass im Speicher (8) ein höherer Speicherdruck als benötigt vorgehalten wird und damit der Füllgrad des Speichers zu jedem Moment optimal an die Drehmomentanforderungen der einen beziehungsweise der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6) angepasst wird und es für einen Bremsbetrieb der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten im Speicher genügend freies Volumen zur Verfügung steht.Hydrostatic circuit with a working line (14, 14a, 14b, 14c), to which an adjustable primary unit (2; 102; 202), one or more adjustable secondary units (4, 6) and an accumulator (8) are connected, the hydrostatic A storage pressure is impressed in the circuit (1; 101; 201), characterized in that the storage pressure can be regulated via a control unit (10) to an instantaneous pressure setpoint of one secondary unit or to a highest instantaneous pressure setpoint of the plurality of secondary units (4, 6). , so that it is prevented that a higher accumulator pressure than required is kept in the accumulator (8) and thus the degree of filling of the accumulator is optimally adapted to the torque requirements of the one or more secondary units (4, 6) at any moment and it is possible for braking operation one or more secondary units have enough free space in the memory.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Kreis gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydrostatic circuit according to the preamble of claim 1.

Gemäß dem Prinzip einer Sekundärregelung für hydrostatische Kreise werden hydraulische Verbraucher dieses Kreises (im Folgenden Sekundäreinheiten genannt) an einem Konstantdrucknetz betrieben. Bei der Sekundärregelung handelt es sich um einen Drehzahlregelkreis mit einem geometrischen Hubvolumen beziehungsweise einem Schwenkwinkel oder einer Exzentrizität der Sekundäreinheit als freier Größe. Ein Drehmoment der Sekundäreinheit ist dabei proportional zu einem eingestellten geometrischen Hubvolumen. Sekundär geregelte Einheiten „suchen“ sich dabei unter Vorgabe einer Drehzahl selbsttätig das erforderliche Drehmoment, um bei einem gegebenen Betriebsdruck, der über einen hydrostatischen Speicher des Kreises eingeprägt ist (Speicherdruck), eine vorgegebene Drehzahl halten zu können.According to the principle of secondary control for hydrostatic circuits, hydraulic consumers of this circuit (hereinafter referred to as secondary units) are operated on a constant pressure network. The secondary control is a speed control loop with a geometric displacement or a swivel angle or an eccentricity of the secondary unit as a free variable. A torque of the secondary unit is proportional to a set geometric displacement volume. Secondary controlled units automatically “search” for the required torque by specifying a speed in order to be able to maintain a specified speed at a given operating pressure, which is impressed via a hydrostatic accumulator in the circuit (accumulator pressure).

Ein derartig sekundärgeregelter hydrostatischer Kreis hat eine Primäreinheit, beispielsweise eine verstellbare Pumpeneinheit und sekundärseitig eine oder mehrere Sekundäreinheiten, die in einer Parallelschaltung an einer Arbeitsleitung der Primäreinheit beziehungsweise an deren Hochdruckleitung angeschlossen sind. Die Sekundäreinheiten können dabei sowohl motorisch als auch generatorisch arbeiten. Ein großer Vorteil der Sekundärregelung ist, dass in den energieführenden Arbeitsleitungen des Kreises für eine Verteilung des Druckmittels auf die einzelnen Sekundäreinheiten keine Drosselorgane angeordnet sein müssen.Such a secondary-controlled hydrostatic circuit has a primary unit, for example an adjustable pump unit, and on the secondary side one or more secondary units, which are connected in a parallel connection to a working line of the primary unit or to its high-pressure line. The secondary units can work both as a motor and as a generator. A major advantage of secondary control is that no throttle elements need to be arranged in the energy-carrying working lines of the circuit in order to distribute the pressure medium to the individual secondary units.

Ein zentraler Bestandteil des hydrostatischen Kreises ist der hydrostatische Speicher, der dem hydrostatischen Kreis seinen Speicherdruck einprägt. Dabei ist der Druck quasi konstant, das heißt, das Druckniveau ist veränderlich, jedoch bestimmt ein Ladezustand des Speichers den im hydrostatischen Kreis herrschenden Arbeitsdruck. A central component of the hydrostatic circuit is the hydrostatic accumulator, which imprints its accumulator pressure on the hydrostatic circuit. The pressure is virtually constant, which means that the pressure level is variable, but the charging state of the accumulator determines the working pressure prevailing in the hydrostatic circuit.

Die Patentschrift DE 43 08 198 C1 zeigt einen nach dem Prinzip der Sekundärregelung betriebenen hydrostatischen Kreis mit einer Steuerung des Drehmomentes in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels beziehungsweise einer Exzentrizität einer Sekundäreinheit. Das Regelkonzept sieht dabei vor, das Hubvolumen der Sekundäreinheit unter Berücksichtigung der Betriebsparameter Druck, Drehzahl und Temperatur zu regeln.The patent specification DE 43 08 198 C1 shows a hydrostatic circuit operated according to the principle of secondary control with a control of the torque depending on a pivot angle or an eccentricity of a secondary unit. The control concept envisages regulating the displacement of the secondary unit, taking into account the operating parameters of pressure, speed and temperature.

Nachteilig an dieser Lösung ist, dass für einen Speicher des hydrostatischen Kreises nicht sichergestellt ist, dass der Füllgrad eine Aufnahme von momentan anfallender Bremsenergie einer Sekundäreinheit in vollem Umfang erlaubt. Somit kann wertvolle kinetische Energie der durch die Sekundäreinheiten angetriebenen Lasten nicht mehr für eine Rekuperation zurückgewonnen werden, was einen Wirkungsgrad des hydrostatischen Kreises negativ beeinflusst.The disadvantage of this solution is that it is not ensured for a memory of the hydrostatic circuit that the filling level allows the current braking energy of a secondary unit to be fully absorbed. This means that valuable kinetic energy from the loads driven by the secondary units can no longer be recovered for recuperation, which negatively affects the efficiency of the hydrostatic circuit.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydrostatischen Kreis mit einem verbesserten Wirkungsgrad zu schaffen.In contrast, the invention is based on the object of creating a hydrostatic circuit with improved efficiency.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydrostatischen Kreis mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This task is solved by a hydrostatic circuit with the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in claims 2 to 8.

Ein hydrostatischer Kreis, insbesondere ein offener oder ein geschlossener Kreis, hat eine Arbeitsleitung, insbesondere eine Hochdruckleitung, an die eine verstellbare Primäreinheit zur Druckmittelversorgung einer oder mehrerer verstellbare Sekundäreinheiten angeschlossen ist. Des Weiteren hat der hydrostatische Kreis die eine oder die mehreren verstellbaren, insbesondere sekundärgeregelten, Sekundäreinheiten. Diese sind ebenso an die Arbeitsleitung, insbesondere in einer Parallelschaltung, angeschlossen. Diese Sekundäreinheiten dienen dabei insbesondere einer Beschleunigung oder einer Abbremsung einer Last oder eines Verbrauchers und können motorisch oder auch generatorisch arbeiten. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des hydrostatischen Kreises ist an die Arbeitsleitung weiterhin ein insbesondere mit Bremsenergie der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten oder mit Druckenergie der Primäreinheit aufladbarer hydrostatischer Speicher angeschlossen. Über diesen Speicher ist dem hydrostatischen Kreis ein Speicherdruck eingeprägt. Der Druck in der Arbeitsleitung ist folglich der im Speicher vorherrschende Speicherdruck beziehungsweise ist von diesem abhängig. Der Speicherdruck hängt wiederum vom Füllgrad des Speichers ab. Erfindungsgemäß weist der hydrostatische Kreis eine Regelungseinheit, insbesondere eine Steuerungs-/Regelungseinheit auf, über die der Speicherdruck auf einen Momentan-Drucksollwert der einen Sekundäreinheit oder auf einen höchsten Momentan-Drucksollwert der mehreren Sekundäreinheiten regelbar ist.A hydrostatic circuit, in particular an open or a closed circuit, has a working line, in particular a high-pressure line, to which an adjustable primary unit for supplying pressure medium to one or more adjustable secondary units is connected. Furthermore, the hydrostatic circuit has one or more adjustable, in particular secondary-controlled, secondary units. These are also connected to the working line, especially in a parallel connection. These secondary units serve in particular to accelerate or decelerate a load or a consumer and can work as a motor or as a generator. When the hydrostatic circuit is operating as intended, a hydrostatic accumulator that can be charged in particular with braking energy from the one or more secondary units or with pressure energy from the primary unit is also connected to the working line. A storage pressure is impressed into the hydrostatic circuit via this accumulator. The pressure in the working line is therefore the storage pressure prevailing in the storage or depends on it. The storage pressure depends on the degree of filling of the storage tank. According to the invention, the hydrostatic circuit has a control unit, in particular a control/regulation unit, via which the storage pressure can be regulated to an instantaneous pressure setpoint of one secondary unit or to a highest instantaneous pressure setpoint of the plurality of secondary units.

Da ein Drehmoment einer Sekundäreinheit des hydrostatischen Kreises etwa proportional zum Speicherdruck ist, wird über die derart ausgestaltete Regelungseinheit sichergestellt, dass für jede Sekundäreinheit immer genügend Druckenergie zur Erzeugung des geforderten Drehmomentes verfügbar ist. Zudem wird auf diese Weise verhindert, dass im Speicher ein höherer Speicherdruck als benötigt vorgehalten wird. Somit ist der Füllgrad des Speichers zu jedem Moment optimal an die Drehmomentanforderungen der einen beziehungsweise der mehreren Sekundäreinheiten des Kreises angepasst und es steht für einen Bremsbetrieb der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten im Speicher genügend freies Volumen zur Verfügung. Auf diese Weise ist es zudem möglich, die Primäreinheit von der oder den mehreren Sekundäreinheiten zu entkoppeln. Das bedeutet, dass dem Kreis durch die eine oder die mehreren Sekundärmaschinen zu einem ersten Zeitpunkt Druckmittel entnommen und zu einem zweiten Zeitpunkt über die Primäreinheit benötigtes Druckmittel zugefördert werden kann.Since a torque of a secondary unit of the hydrostatic circuit is approximately proportional to the storage pressure, the control unit designed in this way ensures that sufficient pressure energy is always available for each secondary unit to generate the required torque. This also prevents a higher storage pressure than required from being maintained in the storage. Thus, the filling level of the The memory is optimally adapted to the torque requirements of the one or more secondary units of the circuit at any moment and there is enough free volume available in the memory for braking operation of the one or more secondary units. In this way it is also possible to decouple the primary unit from the one or more secondary units. This means that pressure medium can be taken from the circuit by the one or more secondary machines at a first time and the pressure medium required can be supplied via the primary unit at a second time.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Momentan-Drucksollwert in der Regelungseinheit als eine Funktion einer Soll-Drehzahl oder einer Momentan-Drehzahl der jeweiligen Sekundäreinheit gespeichert.In an advantageous development, the instantaneous pressure setpoint is stored in the control unit as a function of a setpoint speed or an instantaneous speed of the respective secondary unit.

Bei einer besonders bevorzugten vorteilhaften Weiterbildung ist die Regelungseinheit über jeweils eine Signalverbindung, insbesondere über eine Signalleitung, mit einer Drehzahlbestimmungseinheit der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten verbunden. Zudem ist die Regelungseinheit mit einer am Speicher angeordneten Druckbestimmungseinheit, über die der Speicherdruck beziehungsweise ein von diesem abhängiger Druck bestimmbar ist, verbunden. Weiterhin ist die Regelungseinheit mit einer Stelleinheit der Primäreinheit verbunden. In der Regelungseinheit erfolgt somit eine Signalverarbeitung eines eingehenden Drehzahlsignals. Über die in der Regelungseinheit für jede der Sekundäreinheiten gespeicherte Funktion (Momentan-Drucksollwert in Abhängigkeit der Momentan-Drehzahl) erfolgt für jede Sekundäreinheit eine Bestimmung des Momentan-Drucksollwerts. Im Falle mehrerer Sekundäreinheiten beziehungsweise Momentan-Drucksollwerte erfolgt zudem eine Ermittlung des höchsten der Momentan-Drucksollwerte. Der Momentan-Drucksollwert der einen Sekundäreinheit beziehungsweise der höchste der Momentan-Drucksollwerte ist dann der auf den der Speicherdruck durch die Regelungseinheit zu regeln ist. Der Speicherdruck kann erhöht werden, in dem die Regelungseinheit über die Signalleitung, mit der sie mit der Stelleinheit der Primäreinheit verbunden ist, ein Signal zur Erhöhung eines Druckmittelvolumenstromes übermittelt. Das Signal kann dabei je nach Bauart der Primäreinheit beispielsweise eine Schwenkwinkel- oder Exzentrizitätsvergrößerung oder eine Vergrößerung eines Öffnungsquerschnittes eines Druckmittelströmungspfades der Primäreinheit bewirken. In der Konsequenz wird die Primäreinheit so gesteuert, dass zusätzliches Druckmittel in die Arbeitsleitung des Kreises gefördert wird. Bei ansonsten stationären Verbrauchsbedingungen der Sekundäreinheiten ergibt sich dadurch eine Befüllung des Hydrostatischen Speichers und der Speicherdruck steigt an.In a particularly preferred advantageous development, the control unit is connected to a speed determination unit of the one or more secondary units via a respective signal connection, in particular via a signal line. In addition, the control unit is connected to a pressure determination unit arranged on the memory, via which the memory pressure or a pressure dependent on it can be determined. Furthermore, the control unit is connected to an actuating unit of the primary unit. Signal processing of an incoming speed signal thus takes place in the control unit. The current pressure setpoint is determined for each secondary unit using the function stored in the control unit for each of the secondary units (instantaneous pressure setpoint depending on the instantaneous speed). In the case of several secondary units or instantaneous pressure setpoints, the highest of the instantaneous pressure setpoints is also determined. The instantaneous pressure setpoint of the one secondary unit or the highest of the instantaneous pressure setpoints is then the level to which the storage pressure is to be regulated by the control unit. The storage pressure can be increased by the control unit transmitting a signal to increase a pressure medium volume flow via the signal line with which it is connected to the actuating unit of the primary unit. Depending on the design of the primary unit, the signal can, for example, cause an increase in the pivot angle or eccentricity or an increase in an opening cross section of a pressure medium flow path of the primary unit. As a result, the primary unit is controlled in such a way that additional pressure medium is pumped into the circuit's working line. If the consumption conditions of the secondary units are otherwise stationary, this results in the hydrostatic accumulator being filled and the accumulator pressure increasing.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Primäreinheit eine über die Stelleinheit verstellbare hydrostatische Maschine auf. Diese kann als reine Pumpe ausgebildet sein. Alternativ dazu ist sie sowohl für den Pumpenbetrieb als auch für den Motorbetrieb ausgelegt, so dass sie im Motorbetrieb über eine mechanische Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine ein Drehmoment übertragbar ist.In a further preferred development, the primary unit has a hydrostatic machine that can be adjusted via the adjusting unit. This can be designed as a pure pump. Alternatively, it is designed for both pump operation and engine operation, so that torque can be transmitted during engine operation via a mechanical coupling to an internal combustion engine.

In einer anderen bevorzugten Weiterbildung weist die Primäreinheit eine hydrostatische Pumpe und ein Ventil auf, das über die Stelleinheit der Primäreinheit verstellbar ist, und über das ein in die Arbeitsleitung geförderter Druckmittelvolumenstrom änderbar ist. Das Ventil ist in einer bevorzugten Weiterbildung in einem Ventilblock angeordnet. In diesem Ventilblock können weitere Druckmittelströmungspfade ausgebildet sein, über die weitere - nicht-sekundärgeregelte - Verbraucher von der Primäreinheit mit Druckmittel versorgbar sind. Über das verstellbare Ventil ist dann der sekundärgeregelte Kreis von den nicht sekundärgeregelten Verbraucher entkoppelt. Dabei können bestehende Hydraulikstrukturen von den Arbeitsmaschinen übernommen werden.In another preferred development, the primary unit has a hydrostatic pump and a valve which can be adjusted via the actuating unit of the primary unit and via which a pressure medium volume flow conveyed into the working line can be changed. In a preferred development, the valve is arranged in a valve block. Additional pressure medium flow paths can be formed in this valve block, via which additional - non-secondarily regulated - consumers can be supplied with pressure medium from the primary unit. The secondary-controlled circuit is then decoupled from the non-secondary-controlled consumers via the adjustable valve. Existing hydraulic structures can be taken over by the work machines.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Regelungseinheit besonders kompakt gestaltet, wenn sie über jeweils eine Signalverbindung, insbesondere eine Signalleitung, mit einer Stelleinheit der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten verbunden ist. Somit kann über die Regelungseinheit auch die Sekundärregelung der Sekundäreinheiten, beispielsweise die Regelung eines Schwenkwinkels oder einer Exzentrizität, erfolgen.In a preferred development, the control unit is designed to be particularly compact if it is connected to an actuating unit of the one or more secondary units via a respective signal connection, in particular a signal line. The control unit can therefore also be used for the secondary control of the secondary units, for example the control of a pivot angle or an eccentricity.

Bevorzugt ist die eine hydrostatische Sekundäreinheit oder zumindest eine der hydrostatischen Sekundäreinheiten einer Axialkolbenmaschine oder eine Radialkolbenmaschine. Alternativ oder ergänzend dazu kann die eine oder eine der mehreren hydrostatischen Sekundäreinheiten auch mehr als eine, beispielsweise zwei oder drei, Axialkolben- beziehungsweise Radialkolbenmaschinen aufweisen. Eine Sekundäreinheit mit mehreren Maschinen weist vorteilhafter Weise eine höhere Dynamik auf.The one hydrostatic secondary unit or at least one of the hydrostatic secondary units of an axial piston machine or a radial piston machine is preferred. Alternatively or additionally, the one or more hydrostatic secondary units can also have more than one, for example two or three, axial piston or radial piston machines. A secondary unit with several machines advantageously has higher dynamics.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der hydrostatische Kreis neben dem einen Speicher zumindest einen weiteren Speicher auf, der an die Arbeitsleitung angeschlossen ist.In a further advantageous development of the invention, the hydrostatic circuit has, in addition to the one store, at least one further store which is connected to the working line.

Im Folgenden werden drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Kreises anhand von Zeichnungen näher erläutert.Three exemplary embodiments of a hydrostatic circuit according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Kreises,
  • 2 eine Drehmomentsollwert-Kennlinie einer Sekundäreinheit des ersten Ausführungsbeispiels in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Sekundäreinheit, sowie eine zur Drehmomentsollwert-Kennlinie proportionale Drucksollwert-Kennlinie der Sekundäreinheit in Abhängigkeit der Drehzahl,
  • 3 eine Drehmoment-Kennlinie der Sekundäreinheit des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 2 in Abhängigkeit der Drehzahl der Sekundäreinheit, wie sie sich unter ausschließlicher Verwendung eines hydrostatischen Speichers als Druckmittelquelle oder Druckmittelsenke ergibt, sowie eine zur Drehmo-ment-Kennlinie proportionale Speicherdruck-Kennlinie in Abhängigkeit der Drehzahl,
  • 4 eine aus der Drucksollwert-Kennlinie und der Speicherdruck-Kennlinie gemäß den 2 und 3 resultierende Drucksollwert-Kennlinie der Sekundäreinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
  • 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Kreises und
  • 6 ein drittes Ausführungsbeispiel ein hydrostatischen Kreises.
Show it
  • 1 a first embodiment of a hydrostatic circuit,
  • 2 a torque setpoint characteristic of a secondary unit of the first exemplary embodiment as a function of a speed of the secondary unit, and a pressure setpoint characteristic of the secondary unit proportional to the torque setpoint characteristic as a function of the speed,
  • 3 a torque characteristic curve of the secondary unit of the first exemplary embodiment 2 depending on the speed of the secondary unit, as results from the exclusive use of a hydrostatic accumulator as a pressure medium source or pressure medium sink, as well as an accumulator pressure characteristic proportional to the torque characteristic curve depending on the speed,
  • 4 one of the pressure setpoint characteristic and the storage pressure characteristic according to 2 and 3 resulting pressure setpoint characteristic of the secondary unit of the first exemplary embodiment,
  • 5 a second embodiment of a hydrostatic circuit and
  • 6 a third embodiment of a hydrostatic circuit.

Gemäß 1 hat ein erfindungsgemäßer hydrostatischer Kreis 1 eine Primäreinheit 2 zur Druckmittelversorgung, zwei Sekundäreinheiten 4 und 6 zum Antreiben oder Abbremsen eines Verbrauchers 24, 26, einen hydrostatischen Speicher 8 und eine Regelungseinheit 10. An einen Hochdruckanschluss 12 der Primäreinheit 2 ist eine Arbeitsleitung 14 angeschlossen. Über einen ersten Arbeitsleitungszweig 14a ist die Sekundäreinheit 4, über einen zweiten Arbeitsleitungszweig 14b die Sekundäreinheit 6 und über einen dritten Arbeitsleitungszweig 14c der hydrostatische Speicher 8 mit der Arbeitsleitung 14 verbunden. Der hydrostatische Kreis 1 ist offen, wobei die Primäreinheit 2 und die beiden Sekundäreinheiten 4 und 6 mit einem Tank T in Druckmittelverbindung stehen. Über einen Arbeitsleitungszweig 16 ist an die energie- beziehungsweise hochdruckführende Arbeitsleitung 14 ein in Schließstellung federvorgespanntes Druckbegrenzungsventil 18 angeschlossen, das zum Tank T hin entlastet.According to 1 a hydrostatic circuit 1 according to the invention has a primary unit 2 for supplying pressure medium, two secondary units 4 and 6 for driving or braking a consumer 24, 26, a hydrostatic accumulator 8 and a control unit 10. A working line 14 is connected to a high-pressure connection 12 of the primary unit 2. The secondary unit 4 is connected via a first working line branch 14a, the secondary unit 6 is connected via a second working line branch 14b, and the hydrostatic accumulator 8 is connected to the working line 14 via a third working line branch 14c. The hydrostatic circuit 1 is open, with the primary unit 2 and the two secondary units 4 and 6 being in pressure medium connection with a tank T. A pressure relief valve 18, which is spring-loaded in the closed position and which relieves pressure towards the tank T, is connected to the energy or high-pressure working line 14 via a working line branch 16.

Beide hydrostatischen Sekundäreinheiten 4, 6 sind jeweils über eine Welle 20, 22 mit dem ihnen zugeordneten Verbraucher 24, 26, beispielsweise einem Drehwerk eines Krans oder einem anzutreibenden Rad eines Fahrantriebes oder einer Winde, gekoppelt. Über die Wellen 20, 22 ist somit, sofern die hydrostatischen Sekundäreinheiten 4, 6 im Motorbetrieb arbeiten, ein Drehmoment von den Sekundäreinheiten 4, 6 auf die Verbraucher 24, 26 übertragbar.Both hydrostatic secondary units 4, 6 are each coupled via a shaft 20, 22 to the consumer 24, 26 assigned to them, for example a slewing gear of a crane or a wheel of a travel drive or a winch to be driven. If the hydrostatic secondary units 4, 6 work in engine mode, a torque can be transferred from the secondary units 4, 6 to the consumers 24, 26 via the shafts 20, 22.

Zur Erfassung einer jeweiligen Drehzahl der hydrostatischen Sekundäreinheiten 4, 6 weist der hydrostatische Kreis 1 für jede Sekundäreinheit 4, 6 eine Drehzahlbestimmungseinheit 28, 30 auf, die die Drehzahl an der Welle 20, 22 bestimmen. Die Sekundäreinheiten 4, 6 sind als verstellbare hydrostatische Axialkolbenmaschinen ausgebildet und weisen demgemäß jeweils eine Stelleinheit 32, 34 zur Verstellung eines Hubvolumens beziehungsweise Schwenkwinkels auf. Beide Sekundäreinheiten 4, 6 sind über ihren Nullwinkel hinaus durchschwenkbar. Zur Erfassung eines Speicherdrucks beziehungsweise eines vom Speicherdruck abhängigen in der Arbeitsleitung 14 herrschenden Betriebsdrucks ist eine Druckbestimmungseinheit 36 am dritten Arbeitsleitungszweig 14c des Speichers 8 angeordnet. Auch die Primäreinheit 2 ist verstellbar ausgestaltet und weist eine Stelleinheit 38 auf.To detect a respective speed of the hydrostatic secondary units 4, 6, the hydrostatic circuit 1 has a speed determination unit 28, 30 for each secondary unit 4, 6, which determine the speed on the shaft 20, 22. The secondary units 4, 6 are designed as adjustable hydrostatic axial piston machines and accordingly each have an adjusting unit 32, 34 for adjusting a stroke volume or pivot angle. Both secondary units 4, 6 can be pivoted beyond their zero angle. To detect a storage pressure or an operating pressure in the working line 14 that is dependent on the storage pressure, a pressure determination unit 36 is arranged on the third working line branch 14c of the storage 8. The primary unit 2 is also designed to be adjustable and has an adjusting unit 38.

Im Folgenden wird ein bestimmungsgemäßer stationärer Betrieb des hydrostatischen Kreises 1 beschrieben. In diesem Betrieb fördert die Primäreinheit 2 einen konstanten Druckmittelvolumenstrom in die Arbeitsleitung 14. Am Druckbegrenzungsventil 18 ist ein nicht zu überschreitender Maximaldruck des Kreises voreingestellt und schützt vor Drucküberlastung. Der von der Primäreinheit 2 gelieferte Druckmittelvolumenstrom teilt sich auf die beiden Sekundäreinheiten 4 und 6 auf. In einem zeitlich vorhergegangenen Betriebsintervall diente der Druckmittelvolumenstrom einer Befüllung des hydrostatischen Speichers 8 mit Druckmittel bis zu einem später eingehender erläuterten Drucksollwert des Speicherdrucks. Der Speicherdruck wird dem hydrostatischen Kreis 1 vom Speicher 8 eingeprägt, so dass in der Arbeitsleitung 14 beziehungsweise in den Arbeitsleitungszweigen 14a bis 14c und 16 und an den Hochdruckanschlüssen der Sekundäreinheiten der Speicherdruck anliegt.Proper stationary operation of the hydrostatic circuit 1 is described below. In this operation, the primary unit 2 delivers a constant pressure medium volume flow into the working line 14. A maximum pressure of the circuit that cannot be exceeded is preset on the pressure relief valve 18 and protects against pressure overload. The pressure medium volume flow supplied by the primary unit 2 is divided between the two secondary units 4 and 6. In a previous operating interval, the pressure medium volume flow served to fill the hydrostatic accumulator 8 with pressure medium up to a pressure setpoint of the accumulator pressure, which will be explained in more detail later. The accumulator pressure is impressed on the hydrostatic circuit 1 by the accumulator 8, so that the accumulator pressure is present in the working line 14 or in the working line branches 14a to 14c and 16 and at the high-pressure connections of the secondary units.

Im stationären Betriebszustand des Kreises 1 ist der von der Primäreinheit 2 gelieferte Druckmittelvolumenstrom und der von den Sekundäreinheiten 4, 6 abgenommene Volumenstrom gleich groß. Der Speicherdruck bleibt dann zeitlich konstant. Die Sekundäreinheiten 4, 6 weisen im stationären Betriebszustand konstante Drehzahlen auf, die über die Drehzahlbestimmungseinheiten 28, 30 an den Wellen 20, 22 abgegriffen werden. Ebenso stationär ist ein über die Stelleinheiten 32, 34 an den Sekundäreinheiten 4, 6 eingestellter Schwenkwinkel. Ein von der jeweiligen Welle 20 beziehungsweise 22 abgegebenes Drehmoment ist dabei proportional zu einem Produkt aus dem Speicherdruck ps und einem geometrischen Schluckvolumen Vg der Sekundäreinheit. Diesen Zusammenhang veranschaulicht die Relation:

  • Md ~ ps ∗ Vg; mit Md Drehmoment, ps Speicherdruck und Vg: Geometrisches Hubvolumen.
In the stationary operating state of the circuit 1, the pressure medium volume flow supplied by the primary unit 2 and the volume flow taken by the secondary units 4, 6 are the same size. The storage pressure then remains constant over time. In the stationary operating state, the secondary units 4, 6 have constant speeds, which are picked up on the shafts 20, 22 via the speed determination units 28, 30. A pivot angle set via the adjusting units 32, 34 on the secondary units 4, 6 is also stationary. A torque emitted by the respective shaft 20 or 22 is proportional to a product of the storage pressure p s and a geometric displacement volume V g of the secondary unit. This connection is illustrated by the relation:
  • M d ~ p s ∗ V g ; with M d torque, p s accumulator pressure and V g : geometric displacement.

Über die Sekundärregelung wird das von der entsprechenden Sekundäreinheit 4, 6 gelieferte Drehmoment über den Schwenkwinkel der jeweiligen Sekundäreinheit 4, 6 eingestellt. Anders ausgedrückt wird entsprechend dem momentan eingeprägten Speicherdruck das Schluckvolumen (Schwenkwinkel beziehungsweise Exzentrizität) der Sekundäreinheiten 4, 6 so eingestellt, dass durch sie ein ausreichendes Drehmoment erzeugt wird, um einen gewünschten Drehzahl- beziehungsweise Geschwindigkeitsverlauf der Wellen 20, 22 zu erreichen. Das so erzeugte Drehmoment ist nur abhängig vom Speicherdruck und dem Schluckvolumen der Sekundäreinheit und nicht von der Geschwindigkeit der Sekundäreinheit 4, 6.The torque supplied by the corresponding secondary unit 4, 6 is adjusted via the pivot angle of the respective secondary unit 4, 6 via the secondary control. In other words, the displacement volume (swivel angle or eccentricity) of the secondary units 4, 6 is adjusted in accordance with the currently impressed storage pressure so that sufficient torque is generated by them in order to achieve a desired speed or speed profile of the shafts 20, 22. The torque generated in this way only depends on the storage pressure and the displacement volume of the secondary unit and not on the speed of the secondary unit 4, 6.

Bei einer praxisrelevanten Auslegung einer Sekundäreinheit wird häufig in einem Bereich hoher Geschwindigkeit oder Drehzahl der einzelnen Sekundäreinheiten 4, 6 kein großes Drehmoment mehr gefordert. Folglich muss bei einer hohen aktuellen beziehungsweise Momentan-Drehzahl kein hoher oder maximal hoher Speicherdruck mehr zur Verfügung gestellt werden. An dieser Stelle setzt die erfindungemäße Ausgestaltung der Regelungseinheit 10 an. Zum besseren Verständnis betrachte man nun 2, 3 und 4. Zwar beziehen sich die darin gezeigten Kennlinien auf das erste Ausführungsbeispiel, prinzipiell gelten die folgenden Überlegungen jedoch für eine beliebige Sekundäreinheit und damit für alle Ausführungsbeispiele. Die Beschreibung erfolgt nun beispielhaft anhand der Sekundäreinheit 4 (vgl. 1 sowie 5 und 6).With a practical design of a secondary unit, a large torque is often no longer required in a high speed or rotational speed range of the individual secondary units 4, 6. Consequently, at a high current or instantaneous speed, a high or maximum high storage pressure no longer needs to be provided. This is where the design of the control unit 10 according to the invention comes into play. For a better understanding, consider now 2 , 3 and 4 . Although the characteristics shown therein refer to the first exemplary embodiment, in principle the following considerations apply to any secondary unit and thus to all exemplary embodiments. The description now takes place using the secondary unit 4 as an example (cf. 1 as well as 5 and 6).

2 zeigt eine Drehmomentsollwert-Kennlinie der Sekundäreinheit 4 in Abhängigkeit von deren Drehzahl und eine zur Drehmomentsollwert-Kennlinie proportionale Drucksollwert-Kennlinie der Sekundäreinheit 4 in Abhängigkeit der Drehzahl. 2 shows a torque setpoint characteristic of the secondary unit 4 depending on its speed and a pressure setpoint characteristic of the secondary unit 4 proportional to the torque setpoint characteristic depending on the speed.

Beide Diagramme gemäß 2 stellen einen geforderten Kennlinienverlauf dar, wie er zur Auslegung der Sekundäreinheit 4 für deren spezifischen Einsatzbereich herangezogen wird. In 2 links ist das von der Sekundäreinheit 4 bereitzustellende maximale Drehmoment in Abhängigkeit der Geschwindigkeit beziehungsweise der Drehzahl der Sekundäreinheit 4 dargestellt. Gut zu erkennen ist, dass ausgehend von einer Drehzahl beziehungsweise Geschwindigkeit Null das maximale geforderte Drehmoment Mmax zunächst in einem bestimmten Drehzahlbereich konstant zu halten ist, so dass beispielsweise ein von der Sekundäreinheit 4 angetriebener Verbraucher 24 (vgl. 1 sowie 5 und 6) in diesem Bereich eine konstante Beschleunigung erfährt. Ab einer Geschwindigkeit V1 beziehungsweise einer dieser entsprechenden Drehzahl wird von der Sekundäreinheit 4 mit zunehmender Geschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl kein derart hohes maximales Drehmoment Mmax mehr gefordert. Es nimmt statt dessen mit zunehmender Geschwindigkeit ab. Wie bereits oben dargestellt, ist das maximale Drehmoment Mmax abhängig vom maximalen geometrischen Hubvolumen der Sekundäreinheit 4 und vom Systemdruck beziehungsweise Speicherdruck. Setzt man voraus, dass das geometrische Hubvolumen konstant gehalten wird, so ergibt sich aus dem geforderten Drehmomentverlauf gemäß 2 links ein diesem entsprechender Verlauf des Speicherdruckes in Abhängigkeit der Geschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl der Sekundäreinheit 4 in 2 rechts.Both diagrams according to 2 represent a required characteristic curve, as used to design the secondary unit 4 for its specific area of application. In 2 On the left, the maximum torque to be provided by the secondary unit 4 is shown depending on the speed or the rotational speed of the secondary unit 4. It can be clearly seen that, starting from a speed or speed of zero, the maximum required torque M max must initially be kept constant in a certain speed range, so that, for example, a consumer 24 driven by the secondary unit 4 (cf. 1 as well as 5 and 6) experiences a constant acceleration in this area. From a speed V 1 or a speed corresponding to this, such a high maximum torque M max is no longer required from the secondary unit 4 as the speed or speed increases. Instead, it decreases with increasing speed. As already shown above, the maximum torque M max depends on the maximum geometric displacement of the secondary unit 4 and on the system pressure or storage pressure. Assuming that the geometric displacement is kept constant, the required torque curve follows 2 On the left is a corresponding course of the storage pressure depending on the speed or rotational speed of the secondary unit 4 in 2 right.

3 zeigt zusätzlich eine Drehmoment-Kennlinie der Sekundäreinheit 4 in Abhängigkeit der Drehzahl der Sekundäreinheit 4, wie sie sich unter ausschließlicher Verwendung eines hydrostatischen Speichers 8 (vgl. 1, 5 und 6) als Druckmittelquelle oder Druckmittelsenke ergibt, sowie eine zu dieser Drehmoment-Kennlinie proportionale Speicherdruck-Kennlinie in Abhängigkeit der Drehzahl. 3 additionally shows a torque characteristic curve of the secondary unit 4 depending on the speed of the secondary unit 4, as can be achieved using exclusively a hydrostatic accumulator 8 (cf. 1 , 5 and 6 ) as a pressure medium source or pressure medium sink, as well as an accumulator pressure characteristic proportional to this torque characteristic depending on the speed.

Es gilt weiterhin der vorbeschriebene Zusammenhang Md ~ ps ∗ Vg beziehungsweise, dass das Drehmoment proportional zum Speicherdruck ist. Die in 3 gezeigten Kennlinien gelten sowohl im Motorbetrieb der Sekundäreinheit 4, wenn Druckmittel vom hydrostatischen Speicher 8 zur Sekundäreinheit 4 gefördert wird, als auch im Generator- oder Pumpenbetrieb, wenn über die Sekundäreinheit 4 beispielsweise der Verbraucher 24 abgebremst wird und Druckmittel vom Tank T (vgl. 1, 5 und 6) in den hydrostatischen Speicher 8 gefördert wird.The above-described relationship M d ~ p s ∗ V g still applies, or that the torque is proportional to the storage pressure. In the 3 The characteristic curves shown apply both in engine operation of the secondary unit 4, when pressure medium is conveyed from the hydrostatic accumulator 8 to the secondary unit 4, and in generator or pump operation, when, for example, the consumer 24 is braked via the secondary unit 4 and pressure medium from the tank T (cf. 1 , 5 and 6 ) is conveyed into the hydrostatic storage 8.

Die in 2 gezeigte Drucksollwert-Kennlinie und die in 3 gezeigte Speicherdruck-Kennlinie der Sekundäreinheit 4 sind in einem Diagramm gemäß 4 gemeinsam dargestellt. Darin ist auf der Abszisse die Geschwindigkeit V beziehungsweise die Drehzahl und auf der Ordinate das zugehörige Soll-Drehmoment der Sekundäreinheit 4 beziehungsweise der zugehörige Soll-Speicherdruck des hydrostatischen Speichers 8 aufgetragen. Gestrichelt sind die ursprüngliche Drucksollwert-Kennlinie p2 gemäß 2 rechts und die ursprüngliche Speicherdruck-Kennlinie p1 gemäß 3 rechts zu erkennen. Die Drucksollwert-Kennlinie p2 zeigt dabei ihren markanten zweiteiligen linearen Verlauf beziehungsweise die markante Knickstelle im Verlauf. Die Speicherdruck-Kennlinie p1 weist den im Wesentlichen gekrümmten Verlauf auf.In the 2 Pressure setpoint characteristic shown and the in 3 The storage pressure characteristic curve of the secondary unit 4 shown is shown in a diagram 4 presented together. The speed V or the speed is plotted on the abscissa and the associated target torque of the secondary unit 4 or the associated target storage pressure of the hydrostatic accumulator 8 is plotted on the ordinate. The original pressure setpoint characteristic curve p 2 is shown in dashed lines 2 on the right and the original storage pressure characteristic p 1 according to 3 visible on the right. The pressure setpoint characteristic curve p 2 shows its striking two-part linear course or the striking kink in the course. The storage pressure characteristic curve p 1 has a substantially curved course.

Aus den beiden Kurven p1 und p2 ergibt sich in Abhängigkeit der Drehzahl der Sekundäreinheit 4 ein Verlauf einer durchgezogen dargestellten Drucksollwert-Kennlinie des Speicherdrucks. Die bildet dabei zu einer bestimmten Momentan-Drehzahl VM immer den höheren Wert der beiden Kennlinien p1 und p2 ab. Für eine beispielhafte Momentan-Drehzahl VM1 gemäß 4 ergibt sich dadurch ein maximal notwendiger Speicherdruck pmax, der auf dem etwa waagrechten Abschnitt der ursprünglichen Kennlinie p2 (vgl. 2 rechts) liegt. Hingegen ergibt sich für eine noch höhere Momentan-Drehzahl VM2 ein maximal notwendiger Speicherdruck, der auf der ursprünglichen Kennlinie p1 (vgl. 3 rechts) angeordnet ist.The two curves p 1 and p 2 result in dependence on the speed of the secondary unit 4 a course of a pressure setpoint characteristic curve of the storage pressure shown in solid lines. This always represents the higher value of the two characteristic curves p 1 and p 2 for a specific instantaneous speed V M. For an exemplary instantaneous speed V M1 according to 4 This results in a maximum necessary storage pressure p max , which is based on the approximately horizontal section of the original characteristic curve p 2 (cf. 2 right). On the other hand, for an even higher instantaneous speed V M2, there is a maximum necessary storage pressure that is based on the original characteristic curve p 1 (cf. 3 right).

Hierbei ist festzuhalten, dass für jede in den Ausführungsbeispielen verwendete Sekundäreinheit 4, 6 zwei Druckkennlinien analog zu den Druckkennlinien gemäß den 2 und 3 erstellt und in einer Drucksollwert-Kennlinie gemäß 4 zusammengefasst werden können. Dann weist jede Sekundäreinheit 4, 6 der gezeigten Ausführungsbeispiele eine individuelle Drucksollwert-Kennlinie des Speicherdrucks in Abhängigkeit der Momentan-Drehzahl auf. Erfindungsgemäß ist in der Regelungseinheit 10 der gezeigten Ausführungsbeispiele für jede Sekundäreinheit 4, 6 diese Drucksollwert-Kennlinie gemäß 4 gespeichert.It should be noted here that for each secondary unit 4, 6 used in the exemplary embodiments, there are two pressure characteristics analogous to the pressure characteristics according to 2 and 3 created and in accordance with a pressure setpoint characteristic 4 can be summarized. Then each secondary unit 4, 6 of the exemplary embodiments shown has an individual pressure setpoint characteristic of the storage pressure depending on the instantaneous speed. According to the invention, this pressure setpoint characteristic curve is in accordance with the control unit 10 of the exemplary embodiments shown for each secondary unit 4, 6 4 saved.

Die erfindungsgemäße Regelung durch die Regelungseinheit 10 wird im Folgenden beispielhaft anhand des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 beschrieben. Es sei angenommen, dass während einer vorhergegangenen hydrostatischen Bremsung durch die Sekundäreinheit 4 der Speicherdruck beziehungsweise der Druck in der Arbeitsleitung 14 auf 260 bar aufgeladen wurde. Beide Verbraucher 24 und 26 stehen nun still und die Schwenkwinkel der Sekundäreinheiten 4, 6 sind auf Null zurückgedreht. Auch die Primäreinheit 2 weist einen Schwenkwinkel von Null auf. Zur Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, dass der Verbraucher 26 weiterhin still stehen soll.The control according to the invention by the control unit 10 is explained below using the first exemplary embodiment as an example 1 described. It is assumed that during a previous hydrostatic braking by the secondary unit 4, the storage pressure or the pressure in the working line 14 was charged to 260 bar. Both consumers 24 and 26 are now stationary and the pivot angles of the secondary units 4, 6 have been turned back to zero. The primary unit 2 also has a pivot angle of zero. To simplify the description, it is assumed that the consumer 26 should continue to stand still.

An die Regelungseinheit 10 erfolgt nun eine Anforderung, den Verbraucher 24 zu beschleunigen. Zu diesem Zweck übermittelt die Regelungseinheit 10 ein Stellsignal über eine Signalleitung 40 an die Stelleinheit 32 der Sekundäreinheit 4 und bewirkt eine Vergrößerung von deren Schwenkwinkel. Da der Speicherdruck momentan konstant ist, erhöht sich durch diese Maßnahme gemäß der Proportionalität Md ~ ps ∗ Vg das Drehmoment Md der Sekundäreinheit 4, so dass der Verbraucher 24 beschleunigt wird beziehungsweise die Momentan-Drehzahl der Welle 20 ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Verbraucher 24 beziehungsweise die Sekundäreinheit 4 ausschließlich aus der im hydrostatischen Speicher 8 vorhandenen hydrostatischen Druckenergie bei 260 bar (Tendenz sinkend) betrieben. Dabei arbeitet die Primäreinheit 2 immer noch mit Nullhub. Die Beschleunigung des Verbrauchers 24 ist maximal, da der Schwenkwinkel der Sekundäreinheit 4 auf seinen maximalen Wert eingestellt ist.A request is now made to the control unit 10 to accelerate the consumer 24. For this purpose, the control unit 10 transmits a control signal via a signal line 40 to the control unit 32 of the secondary unit 4 and causes an increase in its pivot angle. Since the storage pressure is currently constant, this measure increases the torque M d of the secondary unit 4 in accordance with the proportionality M d ~ p s ∗ V g , so that the consumer 24 is accelerated or the instantaneous speed of the shaft 20 increases. At this point in time, the consumer 24 or the secondary unit 4 is operated exclusively from the hydrostatic pressure energy present in the hydrostatic accumulator 8 at 260 bar (the trend is decreasing). The primary unit 2 still works with zero stroke. The acceleration of the consumer 24 is maximum because the pivot angle of the secondary unit 4 is set to its maximum value.

Aufgabe der Regelungseinheit 10 ist es nun, den Speicherdruck während des Beschleunigungsvorgangs gemäß der Drucksollwert-Kennlinie der Sekundäreinheit 4 gemäß 4 nachzuregeln. Dabei wird kontinuierlich über eine Signalleitung 42 der von der Druckbestimmungseinheit 36 bestimmte Speicherdruck an die Regelungseinheit 10 gemeldet. Ebenso kontinuierlich wird über eine Signalleitung 44, die von der Drehzahlbestimmungseinheit 28 bestimmte Drehzahl der Welle 20 an die Regelungseinheit 10 gemeldet. In der Regelungseinheit 10 werden während kontinuierlich die so erfassten Werte der Momentan-Drehzahl und des Speicherdrucks mit den Momentan-Drucksollwerten der Speicherdruck-Kennlinie gemäß 4 abgeglichen.The task of the control unit 10 is now to adjust the storage pressure during the acceleration process in accordance with the pressure setpoint characteristic of the secondary unit 4 4 to readjust. The storage pressure determined by the pressure determination unit 36 is continuously reported to the control unit 10 via a signal line 42. The speed of the shaft 20 determined by the speed determination unit 28 is also continuously reported to the control unit 10 via a signal line 44. In the control unit 10, the values of the instantaneous speed and the accumulator pressure recorded in this way are continuously compared with the instantaneous pressure setpoints of the accumulator pressure characteristic curve 4 matched.

Weicht der bei der Momentan-Drehzahl gemessene Speicherdruck vom Momentan-Drucksollwert der Speicherdruck-Kennlinie ab, so greift die Regelungseinheit 10 über eine Verstellung der Stelleinheit 32 der Sekundäreinheit 4 oder über die Stelleinheit 38 der Primäreinheit 2 ein. Die Stelleinheit 38 ist dabei über eine Signalleitung 46 mit der Regelungseinheit 10 verbunden. Solange der Speicherdruck dabei größer als der Momentan-Drucksollwert gemäß 4 ist, sich also in 4 oberhalb der durchgezogenen Speicherdruck-Kennlinie, kann die Primäreinheit 2 mit Nullhub beziehungsweise mit Nullschwenkwinkel oder Nullexzentrizität weiterlaufen. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die Druckmittelversorgung der Sekundäreinheit 4 ausschließlich aus dem hydrostatischen Speicher 8, was zu einem Absinken des Speicherdrucks führt. Sollte der Speicherdruck jedoch für eine gegebene Momentandrehzahl unter den Speicherdruck-Kennlinie gemäß 4 absinken, so bewirkt die Regelungseinheit 10 ein Verstellen der Stelleinheit 38 in Richtung eines Schwenkwinkels größer Null. Ab diesem Zeitpunkt fördert die Primäreinheit 2 Druckmittel in die Arbeitsleitung 14. Ist der auf diese Weise in die Arbeitsleitung 14 zugeförderte Druckmittelvolumenstrom größer als der zeitgleich von der Sekundäreinheit 4 dem hydrostatischen Speicher 8 entnommene Druckmittelvolumenstrom, so nähert sich der von der Druckbestimmungseinheit 36 bestimmte Speicherdruck de Momentan-Drucksollwert beziehungsweise der Speicherdruck-Kennlinie gemäß 4 von unten an, bis er diesen erreicht hat.If the storage pressure measured at the current speed deviates from the current pressure setpoint of the storage pressure characteristic, the control unit 10 intervenes by adjusting the adjusting unit 32 of the secondary unit 4 or via the adjusting unit 38 of the primary unit 2. The control unit 38 is connected to the control unit 10 via a signal line 46. As long as the storage pressure is greater than the current pressure setpoint 4 is, so in 4 Above the solid storage pressure characteristic curve, the primary unit 2 can continue to run with zero stroke or with zero pivot angle or zero eccentricity. At this point in time, the secondary unit 4 is supplied with pressure medium exclusively from the hydrostatic accumulator 8, which leads to a drop in the accumulator pressure. However, if the accumulator pressure for a given instantaneous speed is below the accumulator pressure characteristic according to 4 decrease, the control unit 10 causes the adjusting unit 38 to be adjusted in the direction of a pivot angle greater than zero. From this point on, the primary unit 2 delivers pressure medium into the working line 14. If the pressure medium volume flow fed into the working line 14 in this way is greater than the pressure medium volume flow taken from the hydrostatic accumulator 8 by the secondary unit 4 at the same time, the storage pressure determined by the pressure determination unit 36 approaches de Current pressure setpoint or according to the storage pressure characteristic 4 from below until it reaches it.

Mit Hilfe der skizzierten Regelungsstrategie beziehungsweise der erfindungsgemäß ausgestalteten Regelungseinheit 10 wird der Speicherdruck des hydrostatischen Speichers 8 gemäß der Kurve des Momentan-Drucksollwertes gemäß 4 kontinuierlich geregelt. Gut zu erkennen ist dabei, dass insbesondere bei hohen Drehzahlen oder hohen Geschwindigkeiten (in 4 rechts) der Momentan-Drucksollwert des Speicherdrucks bedeutend kleiner als bei niedrigen Drehzahlen ist. Diese Regelstrategie führt somit zu einer geschwindigkeits- beziehungsweise drehzahlabhängigen Vorgabe des Speicherdrucks, wodurch zu jedem Zeitpunkt beziehungsweise zu jeder Momentan-Drehzahl der Sekundäreinheit 4 oder der Sekundäreinheiten 4, 6 im hydrostatischen Speicher genügend freies Volumen zur Aufnahme von Bremsenergie vorgehalten ist. Auf diese Weise kann der hydrostatische Kreis 1 energetisch besonders effizient betrieben werden.With the help of the outlined control strategy or the control unit 10 designed according to the invention, the storage pressure of the hydrostatic storage 8 is determined according to the curve of the instantaneous pressure setpoint 4 continuously regulated. It is easy to see that, especially at high speeds or high speeds (in 4 right) the current pressure setpoint of the accumulator pressure is significantly smaller than at low speeds. This control strategy thus leads to a speed-dependent or rotational speed-dependent specification of the storage pressure, whereby at any time or at any instantaneous speed of the secondary unit 4 or the secondary units 4, 6 there is enough free volume available in the hydrostatic storage to absorb braking energy. In this way, the hydrostatic circuit 1 can be operated particularly efficiently in terms of energy.

Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist ein zweites Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Kreises 101 gemäß 5 eine konkretisierte Primäreinheit 102 mit einer als verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise ausgestalteten hydrostatischen Maschine 148 auf. Deren Schwenkwinkel ist über eine von der Regeleinheit 10 über die Signalleitung 46 angesteuerte Stelleinheit 138 änderbar. Die hydrostatische Maschine 148 ist durchschwenkbar ausgestaltet und kann sowohl im Pumpenbetrieb als auch im Motorbetrieb gefahren werden. Gemäß 5 ist die hydrostatische Maschine 148 über eine Welle 151 mit einem Motor 150 gekoppelt, über den die Maschine 148 antreibbar ist. Um den Speicherdruck insbesondere wenn dieser höher als der Momentan-Drucksollwert gemäß der Speicherdruck-Kennlinie gemäß 4 ist abzusenken, kann die vorbeschriebene Regelungseinheit 10 die Maschine 148 über die Stelleinheit 138 derart verstellen, dass sie in den Motorbetrieb übergeht und ein Drehmoment an den Motor 150 abgibt. Auf diese Weise wird einerseits der Speicherdruck auf seinen Momentan-Drucksollwert geregelt und andererseits kann die Maschine 148 den Motor 150 bei einem Antrieb anderer Aggregate unterstützen.Deviating from the first exemplary embodiment 1 has a second embodiment of a hydrostatic circuit 101 according to 5 a concretized primary unit 102 with a hydrostatic machine 148 designed as an adjustable axial piston machine in a swash plate design. Their pivot angle can be changed via an actuating unit 138 controlled by the control unit 10 via the signal line 46. The hydrostatic machine 148 is designed to be pivotable and can be operated both in pump operation and in engine operation. According to 5 the hydrostatic machine 148 is coupled via a shaft 151 to a motor 150, via which the machine 148 can be driven. In order to adjust the storage pressure, especially if it is higher than the current pressure setpoint, according to the storage pressure characteristic 4 is to be lowered, the above-described control unit 10 can adjust the machine 148 via the adjusting unit 138 in such a way that it switches to motor operation and delivers torque to the motor 150. In this way, on the one hand, the storage pressure is regulated to its current pressure setpoint and, on the other hand, the machine 148 can support the motor 150 in driving other units.

Abweichend von den beiden Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 5 weist ein drittes Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Kreises 201 gemäß 6 eine Primäreinheit 202 mit einer als verstellbare Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgestalteten hydrostatischen Pumpe 252 auf. Eine Änderung des Druckmittelvolumenstroms erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel nicht über eine Änderung des Schwenkwinkels der Pumpe. Statt dessen ist die Pumpe 248 mit einem Ventilblock 254 verbunden, der eine Ventil 256 aufweist, dass über eine von der Regeleinheit 10 über die Signalleitung 46 angesteuerte Stelleinheit 238 verstellbar ist. Ein Motor 250 ist über eine Welle 251 mit der hydrostatischen Pumpe 248 gekoppelt. An den Ventilblock sind zwei Hydraulikzylinder 258, 260 angeschlossen. Diese sind nicht sekundärgeregelt. Mit Hilfe dieser Ventil- beziehungsweise Ventilblockbauweise der Primäreinheit 202 ist der sekundärgeregelte hydrostatische Kreis 201 in Hydraulikarchitekturen bestehender Arbeitsmaschinen integrierbar.Deviating from the two exemplary embodiments according to 1 and 5 has a third embodiment of a hydrostatic circuit 201 according to 6 a primary unit 202 with a hydrostatic pump 252 designed as an adjustable axial piston pump in a swash plate design. In this exemplary embodiment, a change in the pressure medium volume flow does not occur via a change in the pivot angle of the pump. Instead, the pump 248 is connected to a valve block 254, which has a valve 256 that can be adjusted via an actuating unit 238 controlled by the control unit 10 via the signal line 46. A motor 250 is coupled to the hydrostatic pump 248 via a shaft 251. Two hydraulic cylinders 258, 260 are connected to the valve block. These are not subject to secondary regulation. With the help of this valve or valve block design of the primary unit 202, the secondary-controlled hydrostatic circuit 201 can be integrated into the hydraulic architecture of existing work machines.

Offenbart ist ein sekundärgeregelter hydrostatischer Kreis mit einer Primäreinheit zur Druckmittelversorgung, mit zumindest einer Sekundäreinheit zur Beschleunigung oder Abbremsung einer Last und mit einem Speicher, über den dem hydrostatischen Kreis ein Speicherdruck eingeprägt ist. Über eine Regelungseinheit des hydrostatischen Kreises ist dabei der Speicherdruck für den Fall, dass nur eine Sekundäreinheit vorhanden ist, auf deren Momentan-Drucksollwert regelbar, oder falls mehrere Sekundäreinheiten vorhanden sind auf den höchsten Momentan-Drucksollwert der mehreren Sekundäreinheiten regelbar.What is disclosed is a secondary-controlled hydrostatic circuit with a primary unit for supplying pressure medium, with at least one secondary unit for accelerating or decelerating a load and with an accumulator via which a accumulator pressure is impressed on the hydrostatic circuit. In the event that only one secondary unit is present, the storage pressure can be regulated to its instantaneous pressure setpoint via a control unit of the hydrostatic circuit, or if several secondary units are present, it can be regulated to the highest instantaneous pressure setpoint of the several secondary units.

Claims (8)

Hydrostatischer Kreis mit einer Arbeitsleitung (14, 14a, 14b, 14c), an die eine verstellbare Primäreinheit (2; 102; 202), eine oder mehrere verstellbare Sekundäreinheiten (4, 6) und ein Speicher (8) angeschlossen sind, wobei dem hydrostatischen Kreis (1; 101; 201) ein Speicherdruck eingeprägt ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Regelungseinheit (10) der Speicherdruck auf einen Momentan-Drucksollwert der einen Sekundäreinheit oder auf einen höchsten Momentan-Drucksollwert der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6) regelbar ist, sodass verhindert wird, dass im Speicher (8) ein höherer Speicherdruck als benötigt vorgehalten wird und damit der Füllgrad des Speichers zu jedem Moment optimal an die Drehmomentanforderungen der einen beziehungsweise der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6) angepasst wird und es für einen Bremsbetrieb der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten im Speicher genügend freies Volumen zur Verfügung steht.Hydrostatic circuit with a working line (14, 14a, 14b, 14c), to which an adjustable primary unit (2; 102; 202), one or more adjustable secondary units (4, 6) and an accumulator (8) are connected, the hydrostatic A storage pressure is impressed in the circuit (1; 101; 201), characterized in that the storage pressure can be regulated via a control unit (10) to an instantaneous pressure setpoint of one secondary unit or to a highest instantaneous pressure setpoint of the plurality of secondary units (4, 6). , so that it is prevented that a higher accumulator pressure than required is kept in the accumulator (8) and thus the degree of filling of the accumulator is optimally adapted to the torque requirements of the one or more secondary units (4, 6) at any moment and it is possible for braking operation one or more secondary units have enough free space in the memory. Hydrostatischer Kreis nach Patentanspruch 1, wobei in der Regelungseinheit (10) der jeweilige Momentan-Drucksollwert der Sekundäreinheit oder der Sekundäreinheiten (4, 6) als eine Funktion einer Soll-Drehzahl oder einer Momentan-Drehzahl der jeweiligen Sekundäreinheit (4, 6) gespeichert ist.Hydrostatic circuit after Patent claim 1 , wherein the respective instantaneous pressure setpoint of the secondary unit or units (4, 6) is stored in the control unit (10) as a function of a setpoint speed or an instantaneous speed of the respective secondary unit (4, 6). Hydrostatischer Kreis nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Regelungseinheit (10) über jeweils eine Signalverbindung (44, 45) mit einer Drehzahlbestimmungseinheit (28, 30) der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6), und mit einer Druckbestimmungseinheit (36) des Speichers (8), und mit einer Stelleinheit (38; 138; 238) der Primäreinheit (2; 102; 202) verbunden ist.Hydrostatic circuit after Patent claim 1 or 2 , wherein the control unit (10) is connected via a signal connection (44, 45) to a speed determination unit (28, 30) of the one or more secondary units (4, 6), and to a pressure determination unit (36) of the memory (8), and is connected to an actuating unit (38; 138; 238) of the primary unit (2; 102; 202). Hydrostatischer Kreis nach Patentanspruch 3, wobei die Primäreinheit (102) eine über deren Stelleinheit (138) verstellbare hydrostatische Maschine (148) aufweist.Hydrostatic circuit after Patent claim 3 , wherein the primary unit (102) has a hydrostatic machine (148) that can be adjusted via its adjusting unit (138). Hydrostatischer Kreis nach Patentanspruch 3, wobei die Primäreinheit (202) eine hydrostatische Pumpe (248) und ein Ventil (256) aufweist, das über die Stelleinheit (238) der Primäreinheit (202) verstellbar ist, und über das ein in die Arbeitsleitung (14) geförderter Druckmittelvolumenstrom änderbar ist.Hydrostatic circuit after Patent claim 3 , wherein the primary unit (202) has a hydrostatic pump (248) and a valve (256) which is adjustable via the actuating unit (238) of the primary unit (202), and via which a pressure medium volume flow conveyed into the working line (14) can be changed . Hydrostatischer Kreis nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Regelungseinheit (10) über jeweils eine Signalverbindung (40, 41) mit einer Stelleinheit (32, 34) der einen oder der mehreren Sekundäreinheiten (4, 6) verbunden ist.Hydrostatic circuit according to one of the preceding claims, wherein the control unit (10) is connected to an actuating unit (32, 34) of the one or more secondary units (4, 6) via a respective signal connection (40, 41). Hydrostatischer Kreis nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die eine hydrostatische Sekundäreinheit oder zumindest eine der mehreren hydrostatischen Sekundäreinheiten (4, 6) eine Axialkolbenmaschine oder eine Radialkolbenmaschine ist.Hydrostatic circuit according to one of the preceding claims, wherein the one hydrostatic secondary unit or at least one of the plurality of hydrostatic secondary units (4, 6) is an axial piston machine or a radial piston machine. Hydrostatischer Kreis nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei an die Arbeitsleitung (14) zumindest ein weiterer Speicher angeschlossen ist.Hydrostatic circuit according to one of the preceding claims, wherein at least one further memory is connected to the working line (14).
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