DE10317659B4 - Hydrostatic slewing drive of a working machine - Google Patents

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Abstract

Hydrostatischer Drehwerksantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers, mit einem in zwei Bewegungsrichtungen betreibbaren rotatorischen Verbraucher (2), insbesondere hydraulischen Motor, der mittels eines als Untersetzungsgetriebes ausgebildeten Getriebes (3) mit einem Antriebselement (4) in trieblicher Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung (12) vorgesehen ist, die eine eine erste Verbraucherseite mit einer zweiten Verbraucherseite verbindende Durchflussstellung (13a), insbesondere gedrosselte Durchflussstellung, aufweist, wobei die Ventileinrichtung (12) in einem Bremsbetrieb des Verbrauchers (2), wobei der Verbraucher (2) durch einen in der ablaufseitigen Verbraucherseite anstehenden Bremsdruck abbremst, in Abhängigkeit von einer mittels einer Sensoreinrichtung (20) erfassten Verzögerung des Verbrauchers (2) in die Durchflussstellung (13a) beaufschlagbar ist, um ein geräuschbehaftetes Umschlagen des Getriebespiels in der Verzögerungsphase zu vermeiden.Hydrostatic slewing drive of a working machine, in particular an excavator, with a rotary consumer (2), in particular a hydraulic motor, which is in operative connection with a drive element (4) by means of a transmission (3) designed as a reduction gear, characterized in that an electrically operable valve device (12) is provided, which has a first consumer side with a second consumer side connecting flow position (13a), in particular throttled flow position, wherein the valve device (12) in a braking operation of the consumer (2), wherein the consumer ( 2) decelerates by a pending in the downstream side of the consumer brake pressure, in response to a means of a sensor device (20) detected delay of the consumer (2) in the flow position (13 a) can be acted upon to a noisy flipping the gear game s in the deceleration phase.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Drehwerksantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers mit einem in zwei Bewegungsrichtungen betreibbaren rotatorischen Verbraucher, insbesondere hydraulischen Motor, der mittels eines als Untersetzungsgetriebes ausgebildeten Getriebes mit einem Antriebselement in trieblicher Verbindung steht.The invention relates to a hydrostatic slewing drive of a working machine, in particular an excavator with a rotary consumer operable in two directions of movement, in particular a hydraulic motor which is in operative connection with a drive element by means of a transmission designed as a reduction gear.

Derartige Antriebssysteme werden beispielsweise als Drehwerksantriebe für als Bagger ausgebildete Arbeitsmaschinen verwendet. Zum Abbremsen des mittels des Drehwerksantriebs angetriebenen Oberwagens des Baggers wird eine den als Drehwerksmotor ausgebildeten Verbraucher steuernde Steuerventileinrichtung in eine Neutralstellung beaufschlagt, wodurch die zulaufseitige Verbraucherseite und die ablaufseitige Verbraucherseite des Drehwerksmotors abgesperrt werden. Durch die Massenträgheit des Oberwagens wird in dieser Verzögerungsphase der Drehwerksmotor angetrieben, wodurch sich die Druckverhältnisse an dem Drehwerksmotor umdrehen. In der ablaufseitigen Verbraucherseite des Drehwerksmotors baut sich ein Bremsdruck auf, der über eine Druckbegrenzungseinrichtung auf einen bestimmten Wert abgesichert wird. In der Auslaufphase bis zum Stillstand des Oberwagens nimmt der Bremsdruck in der ablaufseitigen Verbraucherseite ab und es tritt aufgrund der Kapazität der ablaufseitigen Druckmittelleitung sowie einer Auffederung des Oberwagens ein Druckanstieg in der ursprünglichen zulaufseitigen Verbraucherseite des Drehwerksmotors auf.Such drive systems are used for example as slewing drives for trained as excavators work machines. To decelerate the superstructure of the excavator driven by the slewing gear drive, a control valve device controlling the load designed as a rotating-rotor motor is acted upon in a neutral position, whereby the upstream-side consumer side and the downstream-side consumer side of the slewing motor are shut off. Due to the inertia of the superstructure of the slewing motor is driven in this deceleration phase, causing the pressure conditions on the slewing motor to turn around. In the drain-side consumer side of the slewing motor, a brake pressure builds up, which is secured by a pressure limiting device to a specific value. In the discharge phase to standstill of the superstructure of the brake pressure in the drain side consumer side decreases and it occurs due to the capacity of the drain side pressure medium line and a springing of the superstructure, a pressure increase in the original inlet-side consumer side of the slewing motor.

Übersteigt der sich in der zulaufseitigen Verbraucherseite aufbauende Druck den an der ablaufseitigen Verbraucherseite anstehenden Bremsdruck, wechselt die Druckdifferenz am Drehwerksmotor erneut und es tritt bei einem an dem Drehwerksmotor angeschlossenen Drehwerksgetriebe ein Durchlaufen des Getriebespiels auf, d. h. ein Anlagenwechsel in den Verzahnungen der Getrieberäder. Dieses Umschlagen des Getriebespiels verursacht einen geräuschbehafteter Getriebeschlag.If the pressure built up in the upstream side of the consumer side exceeds the brake pressure applied to the downstream side of the consumer, the pressure difference on the rotor motor changes again and, in the case of a slewing gearbox connected to the rotor motor, the transmission clearance passes through, ie. H. a plant change in the gears of the gears. This turnover of the gear play causes a noisy gear drive.

Zudem treten bedingt durch die Umkehr der Druckdifferenz am Drehwerksmotor Schwingungen im Oberwagen des Baggers auf, die von der Bedienperson als unangenehmes Schütteln des Baggers empfunden werden.In addition, due to the reversal of the pressure difference on the slewing motor oscillations in the superstructure of the excavator, which are perceived by the operator as unpleasant shaking the excavator.

Die US 6 399 929 B1 offenbart einen Drehwerksantrieb eines Krans oder eines Baggers mit einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren hydraulischen Motor, der den drehbaren Oberwagen des Krans bzw. des Baggers antreibt. In einem normalen Bremsbetrieb („neutral brake mode”), in dem der Motor durch einen an der Ablaufseite erzeugten hydraulischen Bremsdruck abgebremst wird, ist ein Proportionalventil, das die beiden Seiten des Motors verbindet, in eine Sperrstellung betätigt. Für einen ungebremster Auslauf („neutral free mode”), in dem der Oberwagen ungebremst durch die Trägheit ausrotiert, wird das Proportionalventil in eine Durchflussstellung gesteuert. Ein Drehzahlsensor ermittelt beim ungebremsten Auslauf die Drehzahl des Oberwagens und dient dazu, aus der Drehzahl des Oberwagens den Volumenstrombedarf des Motors in einer Berechnungseinheit zu berechnen, um über Ansteuerrampen des Ansteuersignals des Proportionalventils das Proportionalventil derart in die Öffnungsstellung zu steuern, dass der Öffnungsquerschnitt des Proportionalventils dem aus der Drehzahl des Motors berechneten Volumenstrombedarf des Motors entspricht.The US Pat. No. 6,399,929 B1 discloses a slewing drive of a crane or an excavator with a hydraulic motor which can be operated in two directions of rotation and which drives the rotatable superstructure of the crane or of the excavator. In a normal braking mode ("neutral brake mode"), in which the engine is decelerated by a hydraulic brake pressure generated at the discharge side, a proportional valve, which connects the two sides of the engine, is operated in a blocking position. For a neutral free mode, in which the superstructure unraveled by the inertia, the proportional valve is controlled in a flow position. A speed sensor determines the speed of the upper carriage during the unrestrained run and serves to calculate the volume flow demand of the engine in a calculation unit from the speed of the upper carriage to control the proportional valve in such a way in the open position over Ansteuerrampen the drive signal of the proportional valve, that the opening cross-section of the proportional valve corresponds to the calculated from the speed of the engine flow rate demand of the engine.

Die JP 11 036 376 A offenbart eine Drehwerksteuerung eines Baggers, bei dem zwei Druckbegrenzungsventile, die jeweils einer Verbraucherseite des Hydromotors zugeordnet sind, im Feinsteuerbereich des Wegeventils bei kleinen Ansteuersignalen und somit bei geringen Auslenkungen eines Bedienhebels aufgesteuert werden und mit zunehmender Betätigung des Bedienhebels die Druckbegrenzungsventile in Richtung einer Sperrstellung hochgesteuert werden, um einen sanften Startbeginn der Drehbewegung des Oberwagens zu erzielen.The JP 11 036 376 A discloses a turntable control of an excavator, in which two pressure relief valves, each associated with a consumer side of the hydraulic motor are controlled in the fine control range of the directional control valve with small drive signals and thus at low deflections of an operating lever and with increasing operation of the operating lever, the pressure relief valves are controlled up in the direction of a blocking position To achieve a smooth start of the start of the rotary motion of the upper carriage.

Die DE 197 35 377 A1 offenbart eine Drehwerkssteuerung eines Baggers mit einem die beiden Verbraucherseiten verbindenden Verteilerventil. Zu Beginn eines Bremsvorgangs wird das Verteilerventil von dem aus einem Steuerdruckraum einer hydraulisch lösbaren Bremse des Drehwerks ausströmenden Steuerdruck in eine Öffnungsstellung aufgesteurt, um den Drehwerksmotor abzubremsen, bis die Bremse in Eingriff gelangt.The DE 197 35 377 A1 discloses a slewing gear control of an excavator with a distributor valve connecting the two consumer sides. At the beginning of a braking operation, the distributor valve is urged by the control pressure flowing out of a control pressure chamber of a hydraulically releasable brake of the slewing gear in an open position to decelerate the slewing motor until the brake engages.

Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens in der Bremsphase bei einer Verzögerung des Drehwerksmotors ist in der gattungsgemäßen DE 44 02 580 A1 vorgesehen, ein parallel zu den Anschlüssen des Verbrauchers angeordnetes Dämpfungselement in der Verzögerungshase zuzuschalten. Hierzu sind in einer Bypassleitung des Verbrauchers Dämpfungselemente bildende Blenden angeordnet, die mittels eines Ventils in der Verzögerungsphase zugeschalten werden. Zur Steuerung dieses Ventils ist ein von dem Bremsdruck schaltbares weiteres Ventil vorgesehen. Um in der Antriebsphase Verluste durch über die Blenden und das Ventil abströmendes Druckmittel zu vermeiden, ist ein weiteres Ventil vorgesehen, das von dem Steuersignal des Steuerventils des Verbrauchers gesteuert ist und in der Antriebsphase die Bypassleitung absperrt.To improve the operating behavior in the braking phase with a delay of the slewing motor is in the generic DE 44 02 580 A1 provided to connect a parallel to the terminals of the consumer arranged damping element in the delay phase. For this purpose, damping elements forming diaphragms are arranged in a bypass line of the consumer, which are switched by means of a valve in the deceleration phase. To control this valve a switchable from the brake pressure further valve is provided. In order to avoid losses in the drive phase through the diaphragm and the valve effluent pressure medium, another valve is provided, which is controlled by the control signal of the control valve of the consumer and shuts off the bypass line in the drive phase.

Mit einer derartigen Schaltungsanordnung können bei einer Verzögerung des Drehwerksmotors Schwingungen und Getriebeschläge im Drehwerksgetriebe vermieden werden. Die Schaltungsanordnung weist jedoch durch die Vielzahl von Bauelementen und Ventilen zur Steuerung der Dämpfungselemente einen hohen Bauaufwand und damit verbunden hohe Herstellkosten auf.With such a circuit arrangement can be at a delay of the slewing motor Vibrations and Getriebeschläge be avoided in the slewing gear. However, the circuit arrangement has a high construction cost and associated high production costs due to the large number of components and valves for controlling the damping elements.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das mit geringem Bauaufwand ein verbessertes Betriebsverhalten bei einer Verzögerung des Verbrauchers ermöglicht.The present invention has for its object to provide a drive system of the type mentioned available, which allows for low construction costs improved performance at a delay of the consumer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung vorgesehen ist, die eine eine erste Verbraucherseite mit einer zweiten Verbraucherseite verbindende Durchflussstellung, insbesondere gedrosselte Durchflussstellung, aufweist, wobei die Ventileinrichtung in einem Bremsbetrieb des Verbrauchers, wobei der Verbraucher durch einen in der ablaufseitigen Verbraucherseite anstehenden Bremsdruck abbremst in Abhängigkeit von einer mittels einer Sensoreinrichtung erfassten Verzögerung des Verbrauchers in die Durchflussstellung beaufschlagbar ist, um ein geräuschbehaftetes Umschlagen des Getriebespiels in der Verzögerungsphase zu vermeiden.This object is achieved in that an electrically actuated valve device is provided which has a first consumer side with a second consumer side connecting flow position, in particular throttled flow position, wherein the valve device in a braking operation of the consumer, the consumer by a in the drain side Consumption side decelerating brake pressure can be acted upon in response to a detected by a sensor device delay of the consumer in the flow position can be acted upon to avoid a noisy handling of the transmission backlash in the deceleration phase.

Erfindungsgemäß wird mittels der elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung eine gedrosselte Kurzschlussverbindung beider Verbraucherseiten in Abhängigkeit von der mittels der Sensoreinrichtung erfassten Verzögerung des Verbrauchers ermöglicht. Mit einer derartig elektrisch gesteuerten Ventileinrichtung kann bei einer Verzögerung des Verbrauchers eine gedrosselte Kurzschlussverbindung zwischen beiden Verbraucherseiten mit geringem Bauaufwand erzielt werden, wodurch durch das Wechseln der Druckdifferenz am Verbraucher verursachte Schwingungen und ein geräuschbehaftetes Umschlagen des Getriebespiels mit geringem Bauaufwand wirksam vermieden und der Verbraucher weich angehalten werden kann.According to the invention, a throttled short-circuit connection of both consumer sides as a function of the delay of the consumer detected by the sensor device is made possible by means of the electrically operable valve device. With such an electrically controlled valve device can be achieved with a delay of the consumer, a throttled short-circuit connection between two consumer sides with low construction costs, thereby effectively avoided by changing the pressure difference on the consumer vibrations and a noisy handling of the gear game with low construction costs and the consumer softly stopped can be.

Zweckmäßigerweise ist die Sensoreinrichtung als ein die Drehzahl des Verbrauchers oder die Drehzahl des Antriebselements erfassenden Drehzahlsensor ausgebildet. Mit einem die Drehzahl des Verbraucher oder des Antriebselements erfassenden Drehzahlsensor kann die Verzögerung des Verbrauchers auf einfache Weise ermittelt werden.Conveniently, the sensor device is designed as a rotational speed of the consumer or the rotational speed of the drive element detecting speed sensor. With a speed sensor detecting the speed of the load or the drive element, the delay of the load can be determined in a simple manner.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine elektronische Steuerung vorgesehen, die mit der Sensoreinrichtung und einer elektrischen Betätigungseinrichtung der Ventileinrichtung in Wirkverbindung steht. Mit einer elektronischen Steuerung kann die Ventileinrichtung beliebig gesteuert werden und somit unterschiedliche Verzögerungswerte des Verbrauchers durch eine entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtung ermöglicht werden.According to an advantageous development of the invention, an electronic control is provided, which is in operative connection with the sensor device and an electrical actuating device of the valve device. With an electronic control, the valve device can be arbitrarily controlled and thus different delay values of the consumer can be made possible by a corresponding control of the valve device.

Sofern die Ventileinrichtung in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinrichtung erfassten Stillstand des Verbrauchers und/oder in Abhängigkeit von einer mittels der Sensoreinrichtung erfassten Beschleunigung des Verbrauchers in eine die Verbindung der ersten Verbraucherseite mit der zweiten Verbraucherseite absperrende Sperrstellung beaufschlagbar ist, kann die mittels der Ventileinrichtung herstellbare Kurzschlussverbindung auf einfache Weise in der Antriebsphase und bei stillstehendem Verbraucher gesperrt und somit außer Funktion gesetzt werden.If the valve device can be acted upon in a blocking position blocking the connection of the first consumer side to the second consumer side as a function of a standstill of the consumer detected by the sensor device and / or depending on an acceleration of the consumer detected by the sensor device, the valve device can be produced by means of the valve device Short circuit connection easily locked in the drive phase and at a standstill consumer and thus be disabled.

Die elektrisch betätigbare Ventileinrichtung kann bei stillstehendem Verbraucher oder in der Beschleunigungsphase des Verbrauchers mit geringem steuerungstechnischen Aufwand in die Sperrstellung beaufschlagt werden, wenn die Ventileinrichtung im nicht angesteuerten Zustand und somit bei nicht angesteuerter elektrischer Betätigungseinrichtung, beispielsweise mittels einer Feder, in die Sperrstellung beaufschlagbar ist.The electrically actuated valve device can be acted upon with a standstill consumer or in the acceleration phase of the consumer with little control effort in the blocking position when the valve device in the non-actuated state and thus not energized electrical actuator, for example by means of a spring, can be acted upon in the blocking position.

Die Ventileinrichtung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Ventil mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet, das mittels einer Feder in Richtung der Sperrstellung und mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung in Richtung der Durchflussstellung beaufschlagt ist. Mit einem als Schaltventil oder Proportionalventil ausgebildeten Ventil, das mittels einer Feder in die Sperrstellung beaufschlagt ist, kann auf einfache Weise bei einer Ansteuerung der Betätigungseinrichtung während der Verzögerungsphase des Verbrauchers eine Kurzschlussverbindung hergestellt werden und im nicht angesteuerten Zustand bei stillstehendem Verbraucher oder in der Beschleunigungsphase des Verbrauchers die Kurzschlussverbindung abgesperrt werden.The valve device is formed according to an embodiment of the invention as a valve with a blocking position and a flow position, which is acted upon by means of a spring in the direction of the blocking position and by means of the electrical actuating device in the direction of the flow position. With a valve designed as a switching valve or proportional valve, which is acted upon by a spring in the blocking position, a short circuit connection can be made in a simple manner in a control of the actuator during the deceleration phase of the consumer and in the non-activated state at a standstill consumer or in the acceleration phase of the Consumer shorted the short-circuit connection.

Bei einem als Schaltventil ausgebildeten Ventil kann die Betätigungseinrichtung als Schaltmagnet ausgebildet. Sofern in der Durchflussstellung des Ventils eine feste Drosseleinrichtung, beispielsweise eine Blende, wirksam ist, kann in der Durchflussstellung eine gedrosselte Verbindung mit einer bestimmten Verzögerung des Verbrauchers erzielt werden.In a valve designed as a switching valve, the actuating device can be designed as a switching magnet. If in the flow position of the valve, a fixed throttle device, such as a diaphragm, is effective, in the flow position, a throttled connection can be achieved with a certain delay of the consumer.

Bei einem in Zwischenstellungen drosselnden, als Proportionalventil ausgebildeten Ventil ist die Betätigungseinrichtung zweckmäßigerweise als Proportionalmagnet oder Regelmagnet ausgebildet.In a throttling in intermediate positions, designed as a proportional valve valve, the actuating device is advantageously designed as a proportional solenoid or control magnet.

Die Ventileinrichtung kann gemäß eine weiteren Ausführungsform als elektrisch ansteuerbares Druckventil, beispielsweise Druckbegrenzungsventil oder Druckminderventil, ausgebildet sein.The valve device can according to another embodiment as electrically controllable Pressure valve, for example, pressure relief valve or pressure reducing valve, be formed.

Eine Sperrung der Kurzschlussverbindung durch das Druckventil im nicht angesteuerten Zustand und eine gedrosselte Kurzschlussverbindung bei einer Ansteuerung der Betätigungseinrichtung kann mit geringem steuerungstechnischen Aufwand erzielt werden, wenn das Druckventil mittels einer Feder in Richtung eines maximalen Einstelldrucks beaufschlagbar ist und mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung in Richtung eines minimalen Einstelldrucks beaufschlagbar ist.A blocking of the short-circuit connection by the pressure valve in the non-actuated state and a throttled short-circuit connection in a control of the actuator can be achieved with little control technology effort when the pressure valve is acted upon by a spring in the direction of a maximum set pressure and by means of the electrical actuator in the direction of a minimum Setting pressure can be acted upon.

Bei einer als Druckventil ausgebildeten Ventileinrichtung kann eine Kurzschlussverbindung mit variablem Drosselquerschnitt auf einfache Weise erzielt werden, wenn die Betätigungseinrichtung als Proportionalmagnet oder Regelmagnet ausgebildet ist.In a valve device designed as a pressure valve, a short-circuit connection with a variable throttle cross-section can be achieved in a simple manner, if the actuating device is designed as a proportional magnet or control magnet.

Die Ventileinrichtung kann durch die als Schaltmagnet, bzw. Proportionalmagnet oder Regelmagnet ausgebildete Betätigungseinrichtung direkt gesteuert sein, wodurch sich ein einfacher Aufbau einer Ventileinrichtung mit einem kleinen zu steuernden Drosselquerschnitt ergibt.The valve device can be controlled directly by the operating device designed as a switching magnet or proportional solenoid or regulating magnet, resulting in a simple construction of a valve device with a small throttle cross section to be controlled.

Bei einer Ventileinrichtung mit einem großen Drosselquerschnitt kann eine kostengünstige Betätigung erzielt werden, wenn die Ventileinrichtung vorgesteuert ist, wobei mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung ein Vorsteuerventil betätigbar ist, das einen die Ventileinrichtung beaufschlagenden Steuerdruck erzeugt. Hierdurch kann insbesondere bei einer als Proportionalventil mit einem großen Drosselquerschnitt ausgebildeten Ventileinrichtung eine einfache Betätigung durch eine elektrische Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Proportionalmagnet oder Regelmagnet, erzielt werden.In a valve device with a large throttle cross section, a cost-effective operation can be achieved when the valve device is pilot-controlled, wherein by means of the electrical actuating device, a pilot valve is actuated, which generates a valve device acting on the control pressure. In this way, in particular in the case of a valve device designed as a proportional valve with a large throttle cross-section, a simple actuation by an electrical actuation device, for example a proportional magnet or control magnet, can be achieved.

Der Verbraucher kann im geschlossenen Kreislauf oder im offenen Kreislauf betrieben werden. Bei einem im offenen Kreislauf an eine Pumpe angeschlossenen Verbraucher, der hinsichtlich Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit mittels einer Steuerventileinrichtung steuerbar ist, ist die Ventileinrichtung zweckmäßigerweise in einer Kurzschlussleitung angeordnet, die mit den von der Steuerventileinrichtung zu dem Verbraucher geführten Druckmittelleitungen in Verbindung steht.The consumer can be operated in a closed circuit or in an open circuit. In a consumer connected in an open circuit to a pump, which is controllable with respect to the direction of movement and the speed of movement by means of a control valve device, the valve device is expediently arranged in a short-circuit line which communicates with the pressure medium lines guided from the control valve device to the consumer.

Mit dem erfindungsgemäßen Drehwerksantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers, kann ein weiches Anhalten des von dem Drehwerksantrieb angetriebenen Oberwagens unter Vermeidung von geräuschbehafteten Schlägen und unter Vermeidung von Schlägen und Schütteln des Oberwagens des Baggers erzielt werden.With the inventive slewing drive of a working machine, in particular an excavator, a soft stopping of the superstructure driven by the superstructure drive can be achieved while avoiding noisy shocks and avoiding shocks and shaking the superstructure of the excavator.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigtFurther advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figures. This shows

1 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystem, 1 the circuit diagram of a drive system according to the invention,

2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, 2 A second embodiment of the drive system according to the invention,

3 eine Weiterbildung der 2 und 3 a further education 2 and

4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems. 4 a further embodiment of a drive system according to the invention.

In der 1 ist ein Schaltplan eines erfindungsgemäßen Drehwerksantriebs 1 einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers, gezeigt.In the 1 is a circuit diagram of a slewing drive according to the invention 1 a working machine, in particular an excavator shown.

Ein als beidseitig betreibbarer hydraulischer Motor ausgebildeter Verbraucher 2 steht mit einem als Untersetzungsgetriebe ausgebildeten Getriebe 3, beispielsweise ein Planetengetriebe, und einem damit verbundenen als Antriebsritzel ausgebildeten Antriebselement 4 zum Antrieb eines nicht mehr dargestellten Oberwagen des Baggers in Wirkverbindung. Zur Steuerung des Verbrauchers 2 ist eine als Wegeventil ausgebildete Steuerventileinrichtung 5 vorgesehen, die die Verbindung einer Druckmittelleitung 6a, die von der Steuerventileinrichtung 5 zu einer ersten Verbraucherseite geführt ist, und einer Druckmittelleitung 6b, die von der Steuerventileinrichtung 5 zu einer zweiten Verbraucherseite geführt ist, mit einer zu einem Behälter 7 geführten Behälterleitung 8 und einer mit einer Pumpe 9 in Verbindung stehenden Förderleitung 10 steuert.A designed as a two-sided hydraulic engine trained consumer 2 stands with a trained as a reduction gearbox 3 , For example, a planetary gear, and an associated as a drive pinion drive element 4 for driving a superstructure of the excavator no longer shown in operative connection. To control the consumer 2 is designed as a directional valve control valve device 5 provided that the connection of a pressure medium line 6a coming from the control valve device 5 led to a first consumer side, and a pressure medium line 6b coming from the control valve device 5 to a second consumer side, with one to a container 7 guided tank line 8th and one with a pump 9 related pipeline 10 controls.

Erfindungsgemäß ist in einer die Druckmittelleitungen 6a und 6b und somit die beiden Verbraucherseiten verbindenden Kurzschlussleitung 11 eine Ventileinrichtung 12 angeordnet. Die Ventileinrichtung 12 ist als Schaltventil 13 mit einer Sperrstellung 13b und einer Durchflussstellung 13a ausgebildet. In der Durchflussstellung 13a des Schaltventils 13 ist eine feste Drosseleinrichtung 14, beispielsweise eine Blende, wirksam.According to the invention, the pressure medium lines in one 6a and 6b and thus the two consumer sides connecting short circuit line 11 a valve device 12 arranged. The valve device 12 is as a switching valve 13 with a blocking position 13b and a flow position 13a educated. In the flow position 13a the switching valve 13 is a fixed throttle device 14 , For example, a diaphragm, effective.

Die Ventileinrichtung 12 ist elektrisch betätigbar. Hierzu ist eine elektrische Betätigungseinrichtung 15 vorgesehen, die das Schaltventil 13 in Richtung der Durchflussstellung 13a beaufschlagt. Die Betätigungseinrichtung 15 ist hierbei als Schaltmagnet 16 ausgebildet. In Richtung der Sperrstellung 13b ist die Ventileinrichtung 12 mittels einer Feder 17 beaufschlagbar.The valve device 12 is electrically operated. For this purpose, an electrical actuator 15 provided, which is the switching valve 13 in the direction of the flow position 13a applied. The actuating device 15 is here as a solenoid 16 educated. Towards the blocking position 13b is the valve device 12 by means of a spring 17 acted upon.

Die elektrische Betätigungseinrichtung 15 steht ausgangsseitig mit einer elektronischen Steuerung 18 in Verbindung, die eingangsseitig mit einer als Drehzahlsensor 19 ausgebildeten Sensoreinrichtung 20 zur Erfassung der Drehzahl des Verbrauchers 2 in Wirkverbindung steht. Die Sensoreinrichtung 20 ist hierbei beispielsweise am Getriebe 3 angeordnet.The electrical actuator 15 is the output side with an electronic control 18 in conjunction, the input side with a speed sensor 19 trained sensor device 20 for detecting the speed of the consumer 2 is in active connection. The sensor device 20 This is for example the gearbox 3 arranged.

Gemäß der 2 ist die in der Kurzschlussleitung 11 angeordnete Ventileinrichtung 12 als in Zwischenstellungen drosselndes Proportionalventil 23 mit einer Durchflussstellung 13a und einer Sperrstellung 13b ausgebildet, das mittel einer als Proportionalmagnet oder Regelmagnet 26 ausgebildeten Betätigungseinrichtung 15 in Richtung der Durchflussstellung 13a und mittels der Feder 17 in Richtung der Sperrstellung 13b beaufschlagbar ist.According to the 2 is the one in the short circuit line 11 arranged valve device 12 as proportional throttling in intermediate positions proportional valve 23 with a flow position 13a and a blocking position 13b formed, the means of a proportional or regular magnet 26 trained actuator 15 in the direction of the flow position 13a and by means of the spring 17 in the direction of the blocking position 13b can be acted upon.

Die als Schaltventil 13 gemäß der 1 bzw. als Proportionalventil 23 gemäß 2 ausgebildete Ventileinrichtung 12 sind direkt gesteuert.The as a switching valve 13 according to the 1 or as a proportional valve 23 according to 2 trained valve device 12 are directly controlled.

Gemäß der 3 kann die als Schaltventil bzw. Proportionalventil ausgebildete Ventileinrichtung 12 vorgesteuert sein. Hierzu ist ein elektrisch ansteuerbares Vorsteuerventil 30 vorgesehen, das einen die Ventileinrichtung 12 in die Durchflussstellung 13a beaufschlagenden Steuerdruck erzeugt. Das Vorsteuerventil 30 kann als Druckminderventil ausgebildet sein, das mittels einer als Proportionalmagnet oder Regelmagneten 26 ausgebildeten elektrischen Betätigungseinrichtung 15 in eine einen Steuerdruck aufbauende Stellung beaufschlagbar ist.According to the 3 can be designed as a switching valve or proportional valve device 12 be pre-controlled. For this purpose, an electrically controllable pilot valve 30 provided, the one the valve device 12 in the flow position 13a generates acting control pressure. The pilot valve 30 can be designed as a pressure reducing valve, by means of a proportional or rule as a solenoid 26 trained electrical actuator 15 in a building up a control pressure position can be acted upon.

Gemäß der 4 ist die in der Kurzschlussleitung 11 angeordnete Ventileinrichtung 12 als elektrisch geregeltes Druckventil 35, beispielswiese Druckminderventil oder Druckbegrenzungsventil, ausgebildet, das mittels der Feder 17 in Richtung eines maximalen Einstelldrucks und somit einer die Kurzschlussleitung 11 absperrenden Sperrstellung und mittels einer als Proportionalmagnet oder Regelmagnet 26 ausgebildeten Betätigungseinrichtung 15 in Richtung eines minimalen Einstelldrucks und somit einer die Kurzschlussleitung 11 öffnenden Duchflussstellung beaufschlagt ist.According to the 4 is the one in the short circuit line 11 arranged valve device 12 as electrically controlled pressure valve 35 , For example, pressure-reducing valve or pressure relief valve, formed by means of the spring 17 in the direction of a maximum setting pressure and thus one of the short-circuit line 11 Shut off blocking position and by means of a proportional solenoid or solenoid 26 trained actuator 15 in the direction of a minimum set pressure and thus one of the short circuit line 11 opening Duchflussstellung is acted upon.

Bei stillstehendem Verbraucher 2 bzw. in der Beschleunigungsphase des Verbrauchers 2, wobei diese Betriebszustände mittels der von der Sensoreinrichtung 20 erfassten Drehzahl des Verbrauchers in der elektronischen Steuerung 18 ermittelt werden, ist die elektrische Betätigungseinrichtung 15 und somit Ventileinrichtung 12 nicht angesteuert. Die Ventileinrichtung 12 ist von der Feder 17 in die die Kurzschlussverbindung beider Verbraucherseiten absperrende Sperrstellung 13b beaufschlagt.With the consumer stationary 2 or in the acceleration phase of the consumer 2 , These operating conditions by means of the sensor device 20 detected speed of the consumer in the electronic control 18 are determined, is the electrical actuator 15 and thus valve means 12 not controlled. The valve device 12 is from the spring 17 in the short-circuit connection of both consumer sides shut off blocking position 13b applied.

Gelangt das Antriebssystem durch eine Zurücknahme des die Steuerventileinrichtung 5 beaufschlagenden Steuersignals in eine Verzögerungsphase, wobei mittels der Sensoreinrichtung 20 die Drehzahl erfasst und somit die Verzögerung des Verbrauchers 2 ermittelt wird, wird von der elektronischen Steuerung 18 die Ventileinrichtung 12 durch entsprechende Ansteuerung der elektrischen Betätigungseinrichtung 15 in Richtung der Durchflussstellung 13a beaufschlagt.Does the drive system by a withdrawal of the control valve device 5 acting control signal in a deceleration phase, wherein by means of the sensor device 20 detects the speed and thus the delay of the consumer 2 is determined by the electronic control 18 the valve device 12 by appropriate control of the electrical actuator 15 in the direction of the flow position 13a applied.

Die über die in die Durchflussstellung 13a beaufschlagte Ventileinrichtung 12 hergestellte gedrosselte Kurzschlussverbindung der Druckmittelleitungen 6a, 6b und somit beider Verbraucherseiten während der Verzögerung des Verbrauchers 2 ermöglicht einen Druckausgleich und Volumenstromausgleich zwischen den beider Verbraucherseiten des Verbrauchers 2, wodurch Schwingungen und Getriebeschläge durch eine Umkehr der Druckdifferenz am Verbraucher 2 in der Verzögerungsphase mit geringem Bauaufwand wirksam vermieden werden.The over in the flow position 13a acted upon valve device 12 manufactured throttled short circuit connection of the pressure medium lines 6a . 6b and thus both consumer sides during the delay of the consumer 2 allows pressure equalization and volume flow compensation between the two consumer sides of the consumer 2 , which eliminates vibrations and gear shafts by reversing the pressure difference at the consumer 2 be effectively avoided in the deceleration phase with low construction costs.

Mit der erfindungsgemäßen elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung 12 können somit bei einer Verzögerung des Verbrauchers 1 Schwingungen sowie Getriebeschläge bei geringem Bauaufwand wirksam vermieden und somit ein weiches Anhalten des Drehwerks erzielt werden.With the electrically actuated valve device according to the invention 12 can thus delay the consumer 1 Vibrations and gear fittings are effectively avoided with low construction costs and thus a soft stopping of the slewing gear can be achieved.

Claims (14)

Hydrostatischer Drehwerksantrieb einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Baggers, mit einem in zwei Bewegungsrichtungen betreibbaren rotatorischen Verbraucher (2), insbesondere hydraulischen Motor, der mittels eines als Untersetzungsgetriebes ausgebildeten Getriebes (3) mit einem Antriebselement (4) in trieblicher Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung (12) vorgesehen ist, die eine eine erste Verbraucherseite mit einer zweiten Verbraucherseite verbindende Durchflussstellung (13a), insbesondere gedrosselte Durchflussstellung, aufweist, wobei die Ventileinrichtung (12) in einem Bremsbetrieb des Verbrauchers (2), wobei der Verbraucher (2) durch einen in der ablaufseitigen Verbraucherseite anstehenden Bremsdruck abbremst, in Abhängigkeit von einer mittels einer Sensoreinrichtung (20) erfassten Verzögerung des Verbrauchers (2) in die Durchflussstellung (13a) beaufschlagbar ist, um ein geräuschbehaftetes Umschlagen des Getriebespiels in der Verzögerungsphase zu vermeiden.Hydrostatic slewing gear drive of a working machine, in particular of an excavator, with a rotary consumer operable in two directions of movement ( 2 ), in particular hydraulic motor, by means of a transmission designed as a reduction gear ( 3 ) with a drive element ( 4 ) is operatively connected, characterized in that an electrically actuated valve device ( 12 ) is provided, the one connecting a first consumer side with a second consumer side flow position ( 13a ), in particular throttled flow position, wherein the valve device ( 12 ) in a braking operation of the consumer ( 2 ), whereby the consumer ( 2 ) decelerates by a pending in the drain side consumer side brake pressure, in dependence on a means of a sensor device ( 20 ) recorded delay of the consumer ( 2 ) into the flow position ( 13a ) is acted upon in order to avoid a noisy handling of the transmission backlash in the deceleration phase. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (20) als ein die Drehzahl des Verbrauchers (2) oder die Drehzahl des Antriebselements (4) erfassender Drehzahlsensor (19) ausgebildet ist.Hydrostatic slewing drive according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 20 ) as a the speed of the consumer ( 2 ) or the speed of the drive element ( 4 ) detecting speed sensor ( 19 ) is trained. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung (18) vorgesehen ist, die mit der Sensoreinrichtung (20) und einer elektrischen Betätigungseinrichtung (15) der Ventileinrichtung (12) in Wirkverbindung steht.Hydrostatic slewing drive according to claim 1 or 2, characterized in that an electronic control ( 18 ) provided with the sensor device ( 20 ) and an electrical Actuating device ( 15 ) of the valve device ( 12 ) is in operative connection. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinrichtung (20) erfassten Stillstand des Verbrauchers (2) und/oder in Abhängigkeit von einer mittels der Sensoreinrichtung (20) erfassten Beschleunigung des Verbrauchers (2) in eine die Verbindung der ersten Verbraucherseite mit der zweiten Verbraucherseite absperrenden Sperrstellung (13b) beaufschlagbar ist.Hydrostatic slewing drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve device ( 12 ) in dependence on a by means of the sensor device ( 20 ) of the consumer ( 2 ) and / or in dependence on a by means of the sensor device ( 20 ) of the consumer ( 2 ) in a blocking the connection of the first consumer side with the second consumer side blocking position ( 13b ) can be acted upon. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) im nicht angesteuerten Zustand in die Sperrstellung (13b) beaufschlagbar ist.Hydrostatic slewing drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve device ( 12 ) in the non-activated state in the blocking position ( 13b ) can be acted upon. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) als Ventil (13) mit einer Sperrstellung (13b) und einer Durchflussstellung (13a) ausgebildet ist, das mittels einer Feder (17) in Richtung der Sperrstellung (13b) und mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung (15) in Richtung der Durchflussstellung (13a) beaufschlagbar ist.Hydrostatic slewing drive according to one of claims 3 to 5, characterized in that the valve device ( 12 ) as a valve ( 13 ) with a blocking position ( 13b ) and a flow position ( 13a ) is formed, which by means of a spring ( 17 ) in the direction of the blocking position ( 13b ) and by means of the electrical actuator ( 15 ) in the direction of the flow position ( 13a ) can be acted upon. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (15) als Schaltmagnet (16) ausgebildet ist, wobei in der Durchflussstellung (13a) des Ventils (13) eine feste Drosseleinrichtung (14), insbesondere Blende, wirksam ist.Hydrostatic slewing drive according to claim 6, characterized in that the actuating device ( 15 ) as a solenoid ( 16 ) is formed, wherein in the flow position ( 13a ) of the valve ( 13 ) a fixed throttle device ( 14 ), in particular aperture, is effective. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (15) als Proportionalmagnet oder Regelmagnet (26) ausgebildet ist, wobei das Ventil (13) als in Zwischenstellungen drosselndes Ventil (23) ausgebildet ist.Hydrostatic slewing drive according to claim 6, characterized in that the actuating device ( 15 ) as a proportional magnet or control magnet ( 26 ), wherein the valve ( 13 ) as a valve throttling in intermediate positions ( 23 ) is trained. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) als elektrisch ansteuerbares Druckventil (35) ausgebildet ist.Hydrostatic slewing gear drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve device ( 12 ) as electrically controllable pressure valve ( 35 ) is trained. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (35) mittels einer Feder (17) in Richtung eines maximalen Einstelldrucks beaufschlagbar ist und mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung (15) in Richtung eines minimalen Einstelldrucks beaufschlagbar ist.Hydrostatic slewing drive according to claim 9, characterized in that the pressure valve ( 35 ) by means of a spring ( 17 ) is acted upon in the direction of a maximum setting pressure and by means of the electrical actuating device ( 15 ) can be acted upon in the direction of a minimum set pressure. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (15) als Proportionalmagnet oder Regelmagnet (26) ausgebildet ist.Hydrostatic slewing drive according to claim 9 or 10, characterized in that the actuating device ( 15 ) as a proportional magnet or control magnet ( 26 ) is trained. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) direkt gesteuert ist.Hydrostatic slewing gear drive according to one of claims 1 to 11, characterized in that the valve device ( 12 ) is directly controlled. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) vorgesteuert ist, wobei mittels der elektrischen Betätigungseinrichtung (15) ein Vorsteuerventil (30) beaufschlagbar ist, das einen die Ventileinrichtung (12) beaufschlagenden Steuerdruck erzeugt.Hydrostatic slewing gear drive according to one of claims 3 to 11, characterized in that the valve device ( 12 ) is piloted, wherein by means of the electrical actuator ( 15 ) a pilot valve ( 30 ) is acted upon, the one the valve device ( 12 ) generates acting control pressure. Hydrostatischer Drehwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Verbraucher (2) im offenen Kreislauf betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers (2) eine Steuerventileinrichtung (5) vorgesehen ist, wobei die Ventileinrichtung (12) in einer Kurzschlussleitung (11) angeordnet ist, die mit den von der Steuerventileinrichtung (5) zu dem Verbraucher (2) geführten Druckmittelleitungen (6a, 6b) in Verbindung steht.Hydrostatic slewing drive according to one of claims 1 to 13, wherein the consumer ( 2 ) is operable in the open circuit, characterized in that for controlling the direction of movement and the speed of movement of the consumer ( 2 ) a control valve device ( 5 ) is provided, wherein the valve device ( 12 ) in a short-circuit line ( 11 ) arranged with the control valve device ( 5 ) to the consumer ( 2 ) guided pressure medium lines ( 6a . 6b ).
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