EP2613058B1 - Hydrauliksystem - Google Patents

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EP2613058B1
EP2613058B1 EP12005536.3A EP12005536A EP2613058B1 EP 2613058 B1 EP2613058 B1 EP 2613058B1 EP 12005536 A EP12005536 A EP 12005536A EP 2613058 B1 EP2613058 B1 EP 2613058B1
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EP
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hydraulic
viscosity
pressure
piston
throttle
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EP2613058A2 (de
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Andreas Kurzen
Pascal Progin
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Liebherr Machines Bulle SA
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system with a closed hydraulic circuit consisting of hydraulic pump and hydraulic motor, with a feed pump to compensate for volume losses in the closed circuit and with a flushing device for feeding out a part of the hydraulic fluid from the closed circuit.
  • the hydraulic pump conveys fluid and thus drives the hydraulic motor.
  • the amount of oil it exits is returned directly to the hydraulic pump.
  • the volumetric losses are compensated for by the feed pump.
  • the flushing device feeds part of the oil out of the circuit to avoid overheating.
  • flushing valves are usually used which are designed as constant systems and, from a certain pressure difference between the two sides of the hydraulic circuit, suddenly deliver a constant flow of feed fluid.
  • the DE 10 2010 006464 A1 shows a hydraulic system that has all the features from the preamble of claim 1. The same applies to the revelation of the DE 10 2005 051324 A1 .
  • the US 2010/095665 A1 shows a hydraulic system that has all the features from the preamble of claim 9.
  • the object of the present invention is to provide an improved flushing device for such a hydraulic system.
  • this object is achieved by a hydraulic system according to claim 1 or claim 9.
  • the hydraulic system according to the invention has, inter alia, a closed hydraulic circuit comprising a hydraulic pump and a hydraulic motor, a feed pump for compensating for volume losses in the closed circuit and a flushing device for feeding out part of the hydraulic fluid from the closed circuit.
  • the flushing device is designed in such a way that the outlet fluid flow depends on the temperature of the hydraulic fluid. The present invention thus allows a flushing of the hydraulic fluid in a closed circuit as required, and thus a more efficient operation of the hydraulic system.
  • the exit fluid flow is fed to a hydraulic cooler and / or the tank.
  • the outlet fluid flow increases as the temperature of the hydraulic fluid rises, so as to prevent overheating of the hydraulic fluid in a closed circuit as required.
  • the feed fluid flow can be correspondingly low.
  • the flushing device has a viscosity-dependent throttle.
  • the present invention takes advantage of the physical fact that the viscosity of the hydraulic fluid decreases with increasing temperature. This increases the flow through the viscosity-dependent throttle as the temperature of the hydraulic fluid rises.
  • the exit fluid flow is thus variable due to the use of a viscosity-dependent throttle, with a lot of exit fluid flow occurring in the case of hot oil, and the temperature in the closed circuit thus being reduced.
  • the use of a viscosity-dependent throttle has the further advantage that the exit fluid flow does not change abruptly when the flushing device is switched on, but rather increases in a damped manner. This can prevent pressure drops on the low pressure side.
  • the viscosity-dependent throttle can be formed by a hole or a gap.
  • an annular gap can be used.
  • the length of the bore or the gap is advantageously more than twice as large as the diameter of the bore or the height of the gap. Further advantageously, the length of the bore or the gap is more than three times, furthermore advantageously more than five times the diameter of the bore or the height of the gap. In this way, a corresponding dependence of the flow rate through the throttle on the viscosity of the hydraulic fluid can be achieved.
  • the throttle is particularly advantageously designed as a cylindrical annular gap.
  • the inside diameter of the cylinder can be between 0.5 times and 2 times the gap length, further advantageously between 0.8 times and 1.2 times the gap length.
  • the exit fluid flow can flow directly through the viscosity-dependent throttle, and can thus be controlled directly through the throttle depending on its viscosity.
  • the flushing device comprises a two-stage valve with a main piston for controlling the outlet fluid flow and a control stage, the viscosity-dependent throttle being arranged in the control stage.
  • the increasing amount of throttle due to the decreasing viscosity thus ensures a higher control current, through which the main piston is likewise deflected accordingly in order to generate an increased feed fluid flow.
  • a throttle piston is provided for setting a defined pressure difference via the viscosity-dependent throttle, which is acted upon by the inlet pressure of the flushing device.
  • the throttle piston is advantageously arranged behind the viscosity-dependent throttle and controls the flow of the hydraulic fluid to the tank.
  • the throttle piston can form a pressure control valve which is acted upon on one side with the pressure on the inlet side of the flushing device and on the other side with the pressure behind the viscosity-dependent throttle.
  • a throttle piston can be provided if the viscosity-dependent throttle is arranged in the control stage of a two-stage valve.
  • a change-over valve is also provided in the present invention, through which the outlet fluid flow is always taken from the side of the hydraulic circuit on which the lower load pressure is present.
  • This lower load pressure usually corresponds to the feed pressure.
  • the shuttle valve and the viscosity-dependent throttle can be designed separately.
  • a shuttle valve can be used the viscosity-dependent throttle or a two-stage valve, in the control stage of which the viscosity-dependent throttle is arranged, are connected in series.
  • the viscosity-dependent throttle can be integrated in the switching valve.
  • the switching valve advantageously has a piston and is designed such that the piston is acted upon on opposite sides by the pressure of the two sides of the closed hydraulic circuit. Depending on the pressure conditions, the piston releases the connection between one or the other side with the tank, the piston connecting the low-pressure side to the tank.
  • connection between the low-pressure side and the tank takes place in each case via a viscosity-dependent throttle, which according to the invention thus adjusts the feed fluid flow as a function of the temperature of the hydraulic fluid.
  • a viscosity-dependent throttle which according to the invention thus adjusts the feed fluid flow as a function of the temperature of the hydraulic fluid.
  • two viscosity-dependent throttles are provided, each associated with one side of the closed hydraulic circuit.
  • At least one pilot piston can be provided in the piston, which prevents a flushing flow below a certain minimum pressure on the low pressure side.
  • the pilot piston can be biased against a spring force which must first be overcome by the pressure on the low pressure side in order to enable a flushing flow.
  • the length of the viscosity-dependent throttle is set by the pressure difference between the high and the low pressure side.
  • the length of the throttle advantageously decreases with an increase in the pressure difference, so that a correspondingly higher volume flow is achieved with a higher pressure difference.
  • the viscosity-dependent throttle is advantageously formed by an annular gap between the piston and a valve housing, the length of the viscosity-dependent throttle changing when the piston is displaced.
  • the flushing device has a temperature sensor, via which a control valve for controlling the outlet fluid flow is activated.
  • a control valve for controlling the outlet fluid flow is activated.
  • This enables an even more flexible control of the exit fluid flow based on the temperature.
  • the exit fluid flow can be increased with increasing temperature and reduced with decreasing temperature.
  • the temperature of the hydraulic fluid is advantageously regulated to a predetermined temperature by the flushing device. In particular, this temperature can be adjustable.
  • An electronic control is advantageously used for evaluating the data of the temperature sensor and for controlling the control valve.
  • At least one pressure sensor can also be provided, the outlet fluid flow being controlled on the basis of the data from the pressure sensor.
  • the outlet fluid flow is advantageously controlled as a function of the pressure difference between the high and low pressure sides.
  • the outlet fluid flow can be increased as the pressure difference increases.
  • the exit fluid flow can be controlled as a function of the pressure on the low pressure side.
  • the exit function only starts at a certain minimum pressure on the low pressure side. This can prevent the occurrence of sudden pressure drops due to the insertion of the outlet.
  • a pressure reducing valve in combination with an orifice or a proportional flow control valve can be provided as the control valve.
  • the control valve for controlling the outlet fluid flow can be designed separately from a switching valve or combined with it.
  • a 2-way proportional flow control valve can be provided, which also serves as a switching and control valve.
  • the present invention is particularly preferably used in a hydraulic system whose feed pump is designed as a variable displacement pump.
  • the power loss through the feed pump can be reduced, the feed quantity consumed and thus the power loss being reduced as a result of the need-based feed-out of the hydraulic fluid according to the present invention.
  • the feed pump is advantageously controlled as required.
  • the feed pump can be designed as a pressure regulator.
  • a flushing device for a hydraulic system as described above is also presented as an illustrative example.
  • the flushing device comprises a viscosity-dependent throttle. Furthermore, the flushing device is advantageously constructed as described above.
  • the flushing device according to the invention can have a temperature sensor and a control valve which is controlled as a function of the temperature measured by the temperature sensor.
  • the flushing device can include a shuttle valve.
  • the shuttle valve can form a separate element or can be combined with one of the other components of the flushing device, in particular the viscosity-dependent throttle or the control valve.
  • Advantageous configurations have also already been described above.
  • a method for operating a hydraulic system is shown with a closed hydraulic circuit comprising a hydraulic pump and a hydraulic motor with a flushing device for discharging a part of the hydraulic fluid from the closed circuit.
  • the method according to the invention is characterized in that the exit fluid flow is changed as a function of the temperature of the hydraulic fluid.
  • the outlet fluid flow is increased as the temperature increases and / or the outlet fluid flow is reduced as the temperature decreases.
  • the method advantageously serves to operate a hydraulic system as described above. Further advantageously, the hydraulic system is operated in the manner that has also already been described above.
  • the present invention enables flushing according to need by taking the circuit temperature into account. This improves the energetic design of the flushing function. Furthermore, a sudden switching on of the flushing is prevented, which would otherwise lead to a drop in feed pressure, as in the prior art.
  • the present invention is particularly advantageously combined with a variable feed, so that a corresponding energy saving can be achieved.
  • FIG. 1 a closed hydraulic circuit according to the present invention is shown schematically.
  • a hydraulic pump 1 is provided, which conveys hydraulic fluid and drives the hydraulic motor 2. The amount of oil it exits is returned directly to pump 1.
  • volumetric losses in the closed hydraulic circuit are compensated for by means of a feed pump 5, which is connected to the two load sides A and B of the closed hydraulic circuit via check valves 6.
  • the present closed hydraulic circuit is a hydraulic circuit with two flow directions, so that depending on the pumping direction of the pump 1, either the load side A or the load side B works as a high pressure side, while the other side works as a low pressure side.
  • the pump 1 and / or the motor 2 can be designed as an adjustment unit. Furthermore, the pump 1 can be driven by a motor 4, while the hydraulic motor 2 drives a device 3.
  • the lower load pressure (generally corresponds to the feed pressure) of a flushing device 8 according to the invention is now supplied via the shuttle valve 7 in order to feed out part of the hot oil from the circuit and thus to avoid overheating.
  • the flushing device 8 according to the invention is in here Figure 1 drawn as a separate unit to the shuttle valve 7, but can also be combined with this.
  • the shuttle valve 7 is designed in such a way that, from a certain pressure difference between the load side A and the load side B, a flushing function begins and a certain flow of exit fluid is discharged.
  • the rinsing device 8 is now designed such that this feed fluid flow depends on the temperature of the hydraulic fluid. In this way, a flush that is tailored to the needs is achieved.
  • the present invention makes use of the fact that the viscosity of the hydraulic fluid drops with increasing temperature.
  • the exit fluid flow can therefore be variable as a function of the temperature by means of a viscosity-dependent throttle, so that a lot of exit fluid flow is produced when the oil is hot, and the temperature in the closed circuit can thus be reduced.
  • the length of the gap is more than twice as large as its height, advantageously more than five times and furthermore advantageously more than ten times. If a bore is used, its length is advantageously also more than twice as large as its diameter, furthermore advantageously more than five times and furthermore advantageously more than ten times.
  • such a viscosity-dependent throttle point can be arranged behind the shuttle valve 7 as a flushing device 8.
  • the throttling point only has to be dimensioned so that sufficient exit fluid flow is generated.
  • FIG Figure 2a An embodiment of a flushing device according to the invention, in which a two-stage flushing valve 20 is used instead, is shown in FIG Figure 2a shown.
  • This comprises a main piston 21 with a central throttle point 22.
  • the main piston 21 determines the exit fluid flow by opening or closing the connection between the inlet side of the valve and the main opening 25, which leads to the tank, depending on its position.
  • the piston 21 is biased by a spring 24 against the pressure on the input side.
  • the fluid is led through the throttle point 22 in the main piston 21 to the viscosity-dependent measuring point 23, which according to the invention is designed as a viscosity-dependent throttle.
  • the measuring point 23 can be designed as a long cylindrical annular gap, as shown in the exemplary embodiment.
  • the geometric relationships are ideally such that the diameter of the cylindrical annular gap is in the range of the gap length.
  • a long calibration bore could also be used, the length of the calibration bore advantageously corresponding to at least five times the diameter of the bore.
  • the lower load pressure in the closed circuit is always supplied to the flushing valve 20 via the shuttle valve 7.
  • FIG. 2b Another embodiment is now shown with a two-stage valve, in which the main stage and the measuring point as in the in Figure 2a shown variant is executed.
  • pressure compensation is also provided.
  • a throttle piston 29 is provided, which controls the volume flow from the measuring point 23 to the relief bore 28.
  • the inlet pressure Px at the purge valve 20 is guided to the rear of the throttle piston 29, which is biased against this pressure by a spring 27.
  • the throttle piston 29 in combination with the spring 27 thus throttles the control current with respect to the relief bore 28.
  • the pressure difference across the measuring point 23 can be kept constant regardless of the level of the inlet pressure Px.
  • the advantage is that no variation in the exit fluid flow is caused by feed pressure variations.
  • An annular gap acting according to the invention as a viscosity-dependent throttle can, as in Figures 2a and 2 B shown, are made available by a cylinder, which is inserted into a correspondingly larger hollow cylinder, for example screwed.
  • the throttle piston 29 is arranged in a bore within this cylinder, where the Control current from the measuring point 23 is guided through a bore 26 through the cylinder wall into the bore inside the cylinder.
  • FIG 3 An embodiment of such a shuttle valve is shown.
  • a piston 31 is provided, which is deflected against the springs 32 due to the pressure difference between the sides A and B.
  • the low-pressure side is in each case connected to the tank connection T via an annular gap 33 which acts as a viscosity-dependent throttle, so that a temperature-dependent feed fluid flow is established.
  • This example has the further advantage that with increasing pressure difference in the closed circuit, the piston 31 deflects more and more against the springs 32. As a result, the effective annular gap 33 becomes shorter and the feed fluid flow increases in inverse proportion to the length of the annular gap 33. Furthermore, damping of the movement of the piston 31 can be provided. For example, the increase in the feed fluid flow can be delayed over the bore 34 in the event of a sudden increase in load pressure. In this way, feed pressure drops in the closed circuit can be prevented. Basically, however, more feed fluid flow is generated at high load pressures. Furthermore, the tank line T can be used as a limitation of the maximum feed fluid flow, e.g. B. by combination with a limiting nozzle.
  • a piston 47 is provided, which deflects against the springs 46 due to a pressure difference between A and B and thereby connects the respective low-pressure side to the tank connection T via the corresponding annular gap 44.
  • the piston 47 is now designed as a bushing, in which pilot pistons 41 and 41 'are provided for the sides B and A, respectively.
  • the respective connection point 43 is opened so that hydraulic fluid can flow from the measuring point 44 via the connection point 43 through the interior of the pilot piston 49 and the interior of the bushing 47 to the tank connection T.
  • the bushing 47 can be damped to achieve a time delay, similar to the bore 34 in Fig. 3 .
  • the feed fluid flow is adjusted as a function of viscosity.
  • a viscosity-dependent output fluid flow generation can optionally be combined with the functions already described, such as an alternating function, a switching function, a load pressure dependency, damping and a setting of a maximum output fluid flow.
  • the feed-out can also be implemented via a temperature measurement and a correspondingly controlled control valve.
  • a control loop with temperature measurement can be provided.
  • FIG. 5 a corresponding embodiment of a hydraulic circuit is shown.
  • the circuit temperature is measured at a suitable point in the closed circuit by means of a temperature sensor 51.
  • this measurement could optionally also take place after the shuttle valve 7.
  • an actuator 54 is now controlled, which draws a controllable feed fluid flow from the circuit.
  • a changeover valve 43 can be connected upstream of this actuator, or the actuator 54 can already be equipped with the changeover function.
  • valve types / systems are conceivable as actuators:
  • a pressure reducing or reducing valve can be used, which allows fluid to flow through a diaphragm at variable pressure.
  • Such a valve is then advantageously combined with a shuttle valve.
  • a 2-way proportional flow control valve can be used, which also serves as a shuttle valve and via which the exit fluid flow can be adjusted.
  • the electronic control also enables other monitoring and control functions to be integrated.
  • at least one pressure sensor can be provided for the pressure in the hydraulic circuit, advantageously one pressure sensor each for side A and side B.
  • the electronic control 52 monitors the feed pressure level in order to switch off the flushing when the feed pressure level drops. As a result, the entire amount of food is available for filling the circuit.
  • the flushing devices of the present invention are advantageously used in a hydraulic system with a feed pump 5 designed as a variable displacement pump.
  • a feed pump 5 designed as a variable displacement pump.
  • such a feed pump can work as required and be designed, for example, as a pressure regulator. In this way, a needs-based and thus energy-saving feed is realized.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf aus Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor, mit einer Speisepumpe zum Ausgleich von Volumenverlusten im geschlossenen Kreislauf und mit einer Spülvorrichtung zum Ausspeisen eines Teiles des Hydraulikfluides aus dem geschlossenen Kreislauf.
  • In einem geschlossenen Hydrauliksystem fördert die Hydraulikpumpe Fluid und treibt damit den Hydraulikmotor an. Dessen Austrittsölmenge wird direkt wieder der Hydraulikpumpe zurückgeführt. Die volumetrischen Verluste werden mittels der Speisepumpe kompensiert. Die Spülvorrichtung speist einen Teil des Öls aus dem Kreislauf aus, um eine Überhitzung zu vermeiden.
  • Im Stand der Technik werden dabei üblicherweise Spülventile eingesetzt, welche als konstante Systeme ausgebildet sind und ab einer bestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Hydraulikkreislaufes schlagartig einen konstanten Ausspeisefluidstrom ausspeisen.
  • Die DE 10 2010 006464 A1 zeigt dabei ein Hydrauliksystem, das sämtliche Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist. Selbiges gilt für die Offenbarung der DE 10 2005 051324 A1 .
  • Die US 2010/095665 A1 zeigt ein Hydrauliksystem, das sämtliche Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 9 aufweist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Spülvorrichtung für ein solches Hydrauliksystem zur Verfügung zu stellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Hydrauliksystem gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem weist unter anderem einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf aus Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor auf, wobei eine Speisepumpe zum Ausgleich von Volumenverlusten im geschlossenen Kreislauf und eine Spülvorrichtung zum Ausspeisen eines Teiles des Hydraulikfluides aus dem geschlossenen Kreislauf vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist die Spülvorrichtung dabei so ausgeführt, dass der Ausspeise-Fluidstrom von der Temperatur des Hydraulikfluides abhängt. Die vorliegende Erfindung erlaubt so eine bedarfsgerechte Spülung des Hydraulikfluids im geschlossenen Kreislauf, und damit einen effizienteren Betrieb des Hydrauliksystems. Insbesondere wird der Ausspeise-Fluidstrom dabei einem Hydraulik-Kühler und/oder dem Tank zugeführt.
  • Vorteilhafterweise erhöht sich dabei bei steigender Temperatur des Hydraulikfluides der Ausspeise-Fluidstrom, um so bedarfsgerecht eine Überhitzung des Hydraulikfluides im geschlossenen Kreislauf zu verhindern. Umgekehrt kann bei einer niedrigen Temperatur des Hydraulikfluides des Ausspeisefluidstroms entsprechend gering sein.
  • Nach der vorliegenden Erfindung weist die Spülvorrichtung eine viskositätsabhängige Drossel auf. Die vorliegende Erfindung macht sich dabei die physikalische Tatsache zu nutze, dass sich die Viskosität des Hydraulikfluides bei steigender Temperatur verringert. Damit erhöht sich bei steigender Temperatur des Hydraulikfluids der Durchfluss durch die viskositätsabhängige Drossel. Erfindungsgemäß fällt so die Ausspeisefluidstrom durch den Einsatz einer viskositätsabhängigen Drossel variabel aus, wobei bei heißem Öl viel Ausspeisefluidstrom anfällt, und damit die Temperatur im geschlossenen Kreislauf gesenkt wird.
  • Die Verwendung einer viskositätsabhängigen Drossel hat neben der temperaturabhängigen Spülung den weiteren Vorteil, dass der Ausspeisefluidstrom sich bei einem Einschalten der Spülvorrichtung nicht schlagartig ändert, sondern gedämpft ansteigt. Hierdurch können Druckeinbrüche auf der Niederdruckseite verhindert werden.
  • Die viskositätsabhängige Drossel kann dabei durch eine Bohrung oder einen Spalt gebildet werden. Insbesondere kann dabei ein Ringspalt eingesetzt werden.
  • Vorteilhafterweise ist die Länge der Bohrung bzw. des Spaltes mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser der Bohrung bzw. die Höhe des Spaltes. Weiterhin vorteilhafterweise beträgt die Länge der Bohrung bzw. des Spaltes dabei mehr als das dreifache, weiterhin vorteilhafterweise mehr als das fünffache des Durchmessers der Bohrung bzw. der Höhe des Spaltes. Hierdurch kann eine entsprechende Abhängigkeit der Durchflussmenge durch die Drossel von der Viskosität des Hydraulikfluids erreicht werden.
  • Besonders vorteilhaft ist die Drossel als ein zylindrischer Ringspalt ausgeführt. Insbesondere kann dabei der Innendurchmesser des Zylinders zwischen dem 0,5-fachen und 2-fachen der Spaltlänge betragen, weiterhin vorteilhafterweise zwischen dem 0,8-fachen und 1,2-fachen der Spaltlänge.
  • In einer ersten Ausführungsform kann der Ausspeise-Fluidstrom direkt durch die viskositätsabhängige Drossel fließen, und so in Abhängigkeit von seiner Viskosität direkt durch die Drossel angesteuert werden.
  • In einer zweiten Ausführungsform umfasst die Spülvorrichtung dagegen ein zwei-stufiges Ventil mit einem Hauptkolben zur Ansteuerung des Ausspeise-Fluidstroms und einer Steuerstufe, wobei die viskositätsabhängige Drossel in der Steuerstufe angeordnet ist. Die durch die sinkende Viskosität zunehmende Menge an der Drossel sorgt so für einen höheren Steuerstrom, durch welchen der Hauptkolben ebenfalls entsprechend ausgelenkt wird, um einen erhöhten Ausspeisefluidstrom zu erzeugen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zur Einstellung einer definierten Druckdifferenz über die viskositätsabhängige Drossel ein Drosselkolben vorgesehen ist, welcher mit dem Eingangsdruck der Spülvorrichtung beaufschlagt ist. Vorteilhafterweise ist der Drosselkolben dabei hinter der viskositätsabhängigen Drossel angeordnet und steuert den Fluss des Hydraulikfluids zum Tank.
  • Insbesondere kann dabei der Drosselkolben ein Drucksteuerventil bilden, welches auf der einen Seite mit dem Druck auf der Eingangsseite der Spülvorrichtung beaufschlagt wird und auf der anderen Seite mit dem Druck hinter der viskositätsabhängigen Drossel. Insbesondere kann ein solcher Drosselkolben vorgesehen werden, wenn die viskositätsabhängige Drossel in der Steuerstufe eines zweistufigen Ventils angeordnet ist.
  • Vorteilhafterweise ist bei der vorliegenden Erfindung weiterhin ein Wechselventil vorgesehen, durch welches der Ausspeise-Fluidstrom immer aus der Seite des Hydraulikkreislaufs entnommen wird, an welcher der tiefere Lastdruck anliegt. Dieser tiefere Lastdruck entspricht dabei in der Regel dem Speisedruck.
  • Erfindungsgemäß können dabei das Wechselventil und die viskositätsabhängige Drossel separat ausgeführt sein. Insbesondere kann dabei ein Wechselventil mit der viskositätsabhängigen Drossel oder einem zweistufigen Ventil, in dessen Steuerstufe die viskositätsabhängige Drossel angeordnet ist, in Reihe geschaltet werden.
  • Alternativ kann die viskositätsabhängige Drossel in das Schaltventil integriert sein. Vorteilhafterweise weist das Schaltventil dabei einen Kolben auf, und ist so ausgeführt, dass der Kolben auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Druck der beiden Seiten des geschlossenen Hydraulikkreislaufs beaufschlagt wird. Je nach Druckverhältnissen gibt dabei der Kolben die Verbindung zwischen der einen oder der anderen Seite mit dem Tank frei, wobei der Kolben jeweils die Niederdruckseite mit dem Tank verbindet.
  • Vorteilhafterweise erfolgt die Verbindung zwischen der Niederdruckseite und dem Tank dabei jeweils über eine viskositätsabhängige Drossel, welche damit erfindungsgemäß den Ausspeisefluidstrom in Abhängigkeit von der Temperatur des Hydraulikfluids einstellt. Vorteilhafterweise sind dabei zwei jeweils einer Seite des geschlossenen Hydraulikkreislaufs zugeordnete viskositätsabhängige Drosseln vorgesehen.
  • Weiterhin kann im Kolben mindestens ein Pilotkolben vorgesehen sein, welcher einen Spülstrom unterhalb eines gewissen Mindestdruckes auf der Niederdruckseite verhindert. Insbesondere kann der Pilotkolben dabei gegen eine Federkraft vorgespannt sein, welche durch den Druck auf der Niederdruckseite erst überwunden werden muss, um einen Spülstrom zu ermöglichen.
  • Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Länge der viskositätsabhängigen Drossel durch die Druckdifferenz zwischen der Hoch- und der Niederdruckseite eingestellt wird. Vorteilhafterweise sinkt dabei die Länge der Drossel bei einer Erhöhung der Druckdifferenz, so dass bei einer höheren Druckdifferenz ein entsprechend höherer Volumenstrom erreicht wird.
  • Ist die Drossel wie oben näher beschrieben in ein Schaltventil integriert, so wird die viskositätsabhängige Drossel vorteilhafterweise durch einen Ringspalt zwischen dem Kolben und einem Ventilgehäuse gebildet, wobei sich die Länge der viskositätsabhängigen Drossel bei einer Verschiebung des Kolbens ändert.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Spülvorrichtung einen Temperatursensor auf, über welchen ein Steuerventil zum Ansteuern des Ausspeise-Fluidstroms angesteuert wird. Dies ermöglicht eine noch flexiblere Ansteuerung des Ausspeise-Fluidstroms anhand der Temperatur. Insbesondere kann dabei der Ausspeise-Fluidstrom bei steigender Temperatur erhöht und bei sinkender Temperatur verringert werden. Vorteilhafterweise wird dabei die Temperatur des Hydraulikfluids durch die Spülvorrichtung auf eine vorgegebene Temperatur geregelt. Insbesondere kann diese Temperatur einstellbar sein.
  • Vorteilhafterweise wird dabei eine elektronische Steuerung zur Auswertung der Daten des Temperatursensors und zur Ansteuerung des Steuerventils eingesetzt.
  • Erfindungsgemäß kann weiter mindestens ein Drucksensor vorgesehen sein, wobei der Ausspeise-Fluidstrom auf Grundlage der Daten des Drucksensors angesteuert wird.
  • Vorteilhafterweise wird dabei der Ausspeise-Fluidstrom in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite angesteuert. Insbesondere kann dabei der Ausspeise-Fluidstrom bei steigender Druckdifferenz erhöht werden.
  • Weiterhin vorteilhafterweise kann der Ausspeise-Fluidstrom in Abhängigkeit von dem Druck auf der Niederdruckseite angesteuert werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Ausspeisefunktion erst bei einem gewissen Mindestdruck auf der Niederdruckseite einsetzt. Hierdurch kann das Auftreten von plötzlichen Druckabfällen durch das Einsetzen der Ausspeisung verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß kann beispielsweise ein Druckreduzierventil in Kombination mit einer Blende oder ein Proportional-Stromregelventil als Steuerventil vorgesehen sein. Auch hier kann das Steuerventil für die Ansteuerung des Ausspeise-Fluidstroms separat zu einem Schaltventil ausgeführt sein oder mit diesem kombiniert werden. Insbesondere kann dabei ein 2-Wege Proportional-Stromregelventil vorgesehen sein, welches gleichzeitig als Schalt- und Steuerventil dient.
  • Besonders bevorzugt kommt die vorliegende Erfindung bei einem Hydrauliksystem zum Einsatz, dessen Speisepumpe als Verstellpumpe ausgeführt ist. Hierdurch kann die Verlustleistung durch die Einspeisepumpe reduziert werden, wobei durch die bedarfsgerechte Ausspeisung des Hydraulikfluids gemäß der vorliegenden Erfindung die verbrauchte Speisemenge und damit die Verlustleistung gesenkt wird.
  • Vorteilhafterweise wird dabei die Speisepumpe bedarfsgerecht angesteuert. Insbesondere kann die Speisepumpe dabei als Druckregler ausgebildet sein.
  • Neben dem Hydrauliksystem wird als illustratives Beispiel weiterhin eine Spülvorrichtung für ein Hydrauliksystem, wie sie oben beschrieben wurde, vorgestellt.
  • Insbesondere umfasst die Spülvorrichtung dabei eine viskositätsabhängige Drossel. Weiterhin vorteilhafterweise ist die Spülvorrichtung dabei so aufgebaut, wie dies oben beschrieben wurde.
  • Alternativ kann die erfindungsgemäße Spülvorrichtung einen Temperatursensor und ein Steuerventil aufweisen, welches in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor gemessenen Temperatur angesteuert wird.
  • Weiterhin kann die Spülvorrichtung ein Wechselventil umfassen. Das Wechselventil kann dabei ein separates Element bilden oder mit einer der übrigen Komponenten der Spülvorrichtung kombiniert sein, insbesondere der viskositätsabhängigen Drossel oder dem Steuerventil. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei ebenfalls oben bereits beschrieben.
  • Als weiteres illustratives Beispiel wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hydrauliksystems gezeigt mit einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf aus Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor mit einer Spülvorrichtung zum Ausspeisen eines Teiles des Hydraulikfluides aus dem geschlossenen Kreislauf. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausspeise-Fluidstrom in Abhängigkeit von der Temperatur des Hydraulikfluides verändert wird. Vorteilhafterweise wird dabei bei steigender Temperatur der Ausspeise-Fluidstrom erhöht und/oder bei sinkender Temperatur der Ausspeise-Fluidstrom verringert.
  • Vorteilhafterweise dient das Verfahren dabei zum Betrieb eines Hydrauliksystems, wie es oben beschrieben wurde. Weiterhin vorteilhafterweise wird das Hydrauliksystem dabei so betrieben, wie dies ebenfalls oben bereits dargestellt wurde.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht über die Berücksichtigung der Kreislauftemperatur eine bedarfsgerechte Spülung. Hierdurch wird die energetische Auslegung der Spülfunktion verbessert. Weiterhin wird ein schlagartiges Einschalten der Spülung verhindert, welches ansonsten wie im Stand der Technik zu Speisedruckabfällen führen würde.
  • Besonders vorteilhaft wird die vorliegende Erfindung dabei mit einer variablen Einspeisung kombiniert, so dass eine entsprechend Energieeinsparung realisiert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie Zeichnungen näher dargestellt. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreislaufs,
    Figur 2a:
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spülvorrichtung mit einem zweistufigen Spülventil,
    Figur 2b:
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spülvorrichtung mit einem zweistufigen Spülventil,
    Figur 3:
    ein Ausführungsbeispiel einer Spülvorrichtung, welche mit einem Wechselventil kombiniert ist,
    Figur 4:
    ein Ausführungsbeispiel einer Spülvorrichtung, welche ebenfalls mit einem Wechselventil kombiniert und mit einem Pilotkolben ausgestattet ist und
    Figur 5:
    einen Hydraulikkreislauf mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spülvorrichtung, welche eine elektronische Temperaturregelung vorsieht.
  • In Figur 1 ist ein geschlossener Hydraulikkreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist eine Hydraulikpumpe 1 vorgesehen, welche Hydraulikfluid fördert und den Hydraulikmotor 2 antreibt. Dessen Austrittsölmenge wird direkt wieder der Pumpe 1 zurückgeführt.
  • Volumentrische Verluste im geschlossenen Hydraulikkreislauf werden mittels einer Speisepumpe 5 kompensiert, welche über Rückschlagventile 6 mit den beiden Lastseiten A und B des geschlossenen Hydraulikkreislaufs in Verbindung steht.
  • Dabei handelt es sich erfindungsgemäß bei dem vorliegenden geschlossenen Hydraulikkreislauf um einen Hydraulikkreislauf mit zwei Flußrichtungen, so dass je nach Pumprichtung der Pumpe 1 entweder die Lastseite A oder die Lastseite B als Hochdruckseite arbeitet, während die andere Seite als Niederdruckseite arbeitet.
  • Je nach Ausführungsbeispiel können die Pumpe 1 und/oder der Motor 2 als Verstelleinheit ausgeführt sein. Weiterhin kann die Pumpe 1 über einen Motor 4 angetrieben sein, während der Hydraulikmotor 2 eine Vorrichtung 3 antreibt.
  • Über das Wechselventil 7 wird nun der tiefere Lastdruck (entspricht in der Regel dem Speisedruck) einer erfindungsgemäßen Spülvorrichtung 8 zugeführt, um einen Teil des heißen Öls aus dem Kreislauf auszuspeisen, und so eine Überhitzung zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Spülvorrichtung 8 ist dabei in Figur 1 als separate Einheit zu dem Wechselventil 7 eingezeichnet, kann jedoch ebenso mit diesem kombiniert werden. Das Wechselventil 7 ist dabei so ausgeführt, dass ab einer bestimmten Druckdifferenz zwischen der Lastseite A und der Lastseite B eine Spülfunktion einsetzt und ein gewisser Ausspeisefluidstrom abgeführt wird.
  • Erfindungsgemäß ist die Spülvorrichtung 8 nun so ausgeführt, dass dieser Ausspeisefluidstrom von der Temperatur des Hydraulikfluides abhängt. Hierdurch wird eine bedarfsgerechte Spülung erreicht.
  • In einer ersten Variante macht sich die vorliegende Erfindung die Tatsache zu nutze, dass die Viskosität des Hydraulikfluides mit steigender Temperatur absinkt. Erfindungsgemäß kann daher der Ausspeisefluidstrom mittels einer viskositätsabhängigen Drossel in Abhängigkeit von der Temperatur variabel ausfallen, so dass bei heißem Öl viel Ausspeisefluidstrom anfällt, und so die Temperatur im geschlossenen Kreislauf gesenkt werden kann.
  • Hierbei wird folgende physikalische Eigenschaft einer viskositätsabhängigen Spaltdrossel verwendet: Q Spalt ∼ h Spalt ∧ 3 / I Spalt / v
    Figure imgb0001
     QSpalt = Volumenstrom durch den Spalt, hSpalt = Spalthöhe, ISpalt = Spaltlänge, v = kinematische Viskosität des Fluides
  • Sinkt daher mit steigender Temperatur die Viskosität des Fluides, erhöht sich entsprechend der Volumenstrom durch den Spalt. Ähnliche Verhältnisse gelten auch für lange Kalibrierbohrungen.
  • Vorteilhafterweise ist dabei die Länge des Spaltes mehr als zweimal so groß wie dessen Höhe, vorteilhafterweise mehr als fünfmal und weiterhin vorteilhafterweise mehr als zehnmal. Wird eine Bohrung eingesetzt, ist deren Länge vorteilhafterweise ebenfalls mehr als doppelt so groß wie deren Durchmesser, weiterhin vorteilhafterweise mehr als fünfmal und weiterhin vorteilhafterweise mehr als zehnmal.
  • Eine solche viskositätsabhängige Drosselstelle kann in einer ersten Variante erfindungsgemäß als Spülvorrichtung 8 hinter dem Wechselventil 7 angeordnet werden. Die Drosselstelle muss dabei lediglich so dimensioniert werden, dass genügend Ausspeisefluidstrom erzeugt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spülvorrichtung, bei welcher stattdessen ein zwei-stufiges Spülventil 20 zum Einsatz kommt, ist in Figur 2a gezeigt. Dieses umfasst einen Hauptkolben 21 mit einer zentralen Drosselstelle 22. Der Hauptkolben 21 bestimmt den Ausspeisefluidstrom, indem er je nach seiner Stellung die Verbindung zwischen der Eingangsseite des Ventils und der Hauptöffnung 25, welche zum Tank führt, öffnet bzw. schließt. Der Kolben 21 wird dabei durch eine Feder 24 gegen den Druck an der Eingangsseite vorgespannt.
  • Durch die Drosselstelle 22 im Hauptkolben 21 wird das Fluid zur viskositätsabhängigen Messstelle 23 geführt, welche erfindungsgemäß als viskositätsabhängige Drossel ausgeführt ist. Insbesondere kann die Messstelle 23 dabei als langer zylindrischer Ringspalt ausgeführt sein, wie dies im Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die geometrischen Verhältnisse liegen dabei idealerweise so, dass der Durchmesser des zylindrischen Ringspaltes im Bereich der Spaltlänge liegt. Alternativ könnte jedoch auch eine lange Kalibrierbohrung eingesetzt werden, wobei vorteilhafterweise die Länge der Kalibrierbohrung mindestens fünfmal dem Durchmesser der Bohrung entspricht.
  • Eine durch sinkende Viskosität (entspricht steigender Öltemperatur) zunehmende Menge an der Messstelle 23 in Richtung der Entlastungsbohrung 26 erhöht die Druckdifferenz an der Drosselstelle 22 und lenkt den Hauptkolben 22 gegen die Feder 24 aus. Dadurch wird die Hauptöffnung 25 immer größer und mehr Ausspeisefluidstrom fällt an. Die Hauptöffnung 25 kann dabei so ausgebildet sein, dass ein maximaler Ausspeisefluidstrom nicht überschritten wird.
  • Dabei wird über das Wechselventil 7 immer der niedrigere Lastdruck im geschlossenen Kreislauf dem Spülventil 20 zugeführt.
  • Die bereits oben beschriebene alternative Ausführungsform ohne eine Steuerstufe könnte so aufgebaut sein, dass bei der in Figur 2a gezeigten Vorrichtung auf den Hauptkolben 21, die Feder 24 und die Hauptöffnung 25 verzichtet wird. Die Messstelle 23 müsste dann so ausgeführt sein, dass gleich genügend Ausspeisefluidstrom erzeugt wird. Der maximale Ausspeisefluidstrom könnte dann mittels der Entlastungsbohrung 26 limitiert werden.
  • In Figur 2b ist nun eine weitere Ausführungsform mit einem zweistufigen Ventil dargestellt, bei welchem die Hauptstufe und die Messstelle wie bei der in Figur 2a gezeigten Variante ausgeführt ist. Zusätzlich ist jedoch eine Druckkompensation vorgesehen. Dabei ist ein Drosselkolben 29 vorgesehen, welcher den Volumenstrom von der Messstelle 23 zur Entlastungsbohrung 28 ansteuert. Dabei wird der Eingangsdruck Px am Spülventil 20 auf die Rückseite des Drosselkolbens 29 geführt, welcher über eine Feder 27 gegen diesen Druck vorgespannt ist. Der Drosselkolben 29 erzeugt so in Kombination mit der Feder 27 eine Drosselung des Steuerstroms gegenüber der Entlastungsbohrung 28. Hierdurch kann die Druckdifferenz über die Messstelle 23 unabhängig vom Niveau des Eingangsdruckes Px konstant gehalten werden. Der Vorteil besteht darin, dass durch Speisedruckvariationen keine Variation des Ausspeisefluidstroms hervorgerufen wird.
  • Ein erfindungsgemäß als viskositätsabhängige Drossel wirkender Ringspalt kann dabei, wie in Figuren 2a und 2b gezeigt, durch einen Zylinder zur Verfügung gestellt werden, welcher in einen entsprechend größeren Hohlzylinder eingefügt wird, bspw. eingeschraubt. Bei der in Figur 2b gezeigten Variante ist dabei der Drosselkolben 29 in einer Bohrung innerhalb dieses Zylinders angeordnet, wobei dort der Steuerstrom von der Messstelle 23 über eine Bohrung 26 durch die Zylinderwand in die Bohrung im Inneren des Zylinders geführt wird.
  • Während in Figuren 2a und 2b jeweils Ausführungen einer Spülvorrichtung gezeigt wurden, bei welchen das Wechselventil und das Spülventil separat ausgeführt wurden, umfasst die vorliegende Beispiel weiterhin auch solche Spülvorrichtungen, bei welchen das Wechselventil mit dem Spülventil kombiniert ausgebildet ist. Insbesondere kann dabei die viskositätsabhängige Drossel in das Wechselventil integriert werden.
  • In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Wechselventils gezeigt. Dabei ist ein Kolben 31 vorgesehen, welcher aufgrund der Druckdifferenz zwischen den Seiten A und B gegen die Federn 32 ausgelenkt wird. Hierdurch wird jeweils die Niederdruckseite über einen als viskositätsabhängige Drossel wirkenden Ringspalt 33 mit dem Tankanschluss T verbunden, so dass sich ein temperaturabhängiger Ausspeisefluidstrom einstellt.
  • Dieses Beispiel hat den weiteren Vorteil, dass bei steigender Druckdifferenz im geschlossenen Kreislauf der Kolben 31 immer mehr gegen die Federn 32 auslenkt. Hierdurch wird der wirksame Ringspalt 33 kürzer und der Ausspeisefluidstrom steigt umgekehrt proportional zur Länge des Ringspaltes 33 an. Weiterhin kann eine Dämpfung der Bewegung des Kolbens 31 vorgesehen werden. Beispielsweise kann dabei über die Bohrung 34 bei schlagartigem Lastdruckanstieg die Ausspeisefluidstromzunahme zeitlich verzögert werden. Hierdurch können Speisedruckeinbrüche im geschlossenen Kreislauf verhindert werden. Grundsätzlich wird jedoch bei hohen Lastdrücken mehr Ausspeisefluidstrom erzeugt. Weiterhin kann die Tankleitung T als Begrenzung des maximalen Ausspeisefluidstroms verwendet werden, z. B. durch Kombination mit einer Begrenzungsdüse.
  • Auch bei der in Figur 4 gezeigten Beispiel wird das Wechselventil mit der erfindungsgemäßen temperaturabhängigen Spülfunktion kombiniert, wobei der grundsätzliche Aufbau des Wechselventils dem bereits im Hinblick auf Figur 3 erläuterten Prinzip entspricht. Jedoch ist zusätzlich eine Schaltstufe integriert, welche die Spülung unterhalb eines bestimmten Minimalwerts auf der Niederdruckseite abschaltet.
  • Dabei ist wiederum ein Kolben 47 vorgesehen, welcher aufgrund einer Druckdifferenz zwischen A und B gegen die Federn 46 auslenkt und dabei die jeweilige Niederdruckseite über den entsprechenden Ringspalt 44 mit dem Tankanschluss T verbindet.
  • Der Kolben 47 ist nun aber als eine Buchse ausgeführt, in welcher jeweils Pilotkolben 41 bzw. 41' für die Seiten B und A vorgesehen sind. Die Pilotkolben 41 und 41' sind dabei über eine mittig angeordnete Feder 45 jeweils gegen den Druck auf der Seite A bzw. B vorgespannt und verschließen die Verbindungsstelle 43 zu den jeweiligen Ringspalten 44 über eine Schaltkante, wenn der Druck auf der jeweiligen Niederdruckseite unter einen entsprechenden Minimaldruck fällt. Steigt der Druck dagegen, wird die jeweilige Verbindungsstelle 43 aufgesteuert, so dass Hydraulikfluid von der Messstelle 44 über die Verbindungsstelle 43 durch das Innere des Pilotkolbens 49 und das Innere der Buchse 47 zum Tankanschluss T fließen kann. Die Buchse 47 kann zum Erreichen eines Zeitverzugs gedämpft werden, ähnlich wie die Bohrung 34 in Fig. 3.
  • Im folgenden soll die Funktionsweise des Wechselventils in Fig. 4 noch einmal zusammenfassend für die Situation, in welcher die Seite B die Hochdruckseite bildet, während die Seite A die Niederdruckseite bildet, beschrieben werden:
    Durch Druckerhöhung auf der Lastseite B wird der Pilotkolben 41 nach links gegen die Feder 45 bis an einen Anschlag mit der Buchse 47 verschoben. Nun wird die Buchse 47 gegen die Feder 46 ausgelenkt und gibt die viskositätsabhängige Drosselstelle 44 frei. Je höher der Lastdruck in B, desto kürzer ist wiederum die aktive Länge der Drosselstelle 44 und desto höher der Ausspeisefluidstrom. Eine solche Lastdruckabhängigkeit kann dabei wahlweise integriert werden.
  • Damit nun eine Druckdifferenz über die Drosselstelle 44 zwischen A und T entstehen kann, muss der Niederdruck in A so groß sein, dass der Pilotkolben 41' gegen die Feder 45 auslenkt und die Schaltkante zur Verbindungsstelle 43 freigibt. Nur dann kann der Ausspeisefluidstrom von A über die Drosselstelle 44 durch die Verbindungsstelle 43 und von dort weiter durch die Zentralbohrung 49 im Pilotkolben 41' nach T fließen. Die Feder 45 verhindert also, dass unterhalb eines gewissen Druckwertes in A die Spülung einsetzt. Dieser Wert liegt beispielsweise zwischen 10 und 30 bar. Diese Zusatzfunktion ist wahlweise kombinierbar.
  • Zusammenfassend wird damit bei den vorliegend gezeigten hydraulisch an den Bedarf angepassten Ausführungsformen der Ausspeisefluidstrom viskositätsabhängig eingestellt. Eine solche viskositätsabhängige Ausspeisefluidstromgenerierung kann dabei wahlweise mit den bereits beschriebenen Funktionen wie einer Wechselfunktion, einer Schaltfunktion, einer Lastdruckabhängigkeit, einer Dämpfung und einer Einstellung eines maximalen Ausspeisefluidstroms kombiniert werden.
  • Alternativ kann die Ausspeisung auch über eine Temperaturmessung und ein entsprechend angesteuertes Steuerventil implementiert werden. Insbesondere kann dabei ein Regelkreis mit Temperaturmessung vorgesehen sein.
  • In Figur 5 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel eines Hydraulikkreislaufes gezeigt. Dabei wird an einer geeigneten Stelle im geschlossenen Kreis mittels eines Temperatursensors 51 die Kreislauftemperatur gemessen. Diese Messung könnte jedoch wahlweise auch nach dem Wechselventil 7 stattfinden. Mit Hilfe eines elektronischen Regelkreises ICU (52) wird nun je nach Temperatur im Kreislauf ein Aktuator 54 angesteuert, welcher einen regelbaren Ausspeisefluidstrom aus dem Kreislauf entzieht. Diesem Aktuator kann ein Wechselventil 43 vorgeschaltet werden, oder der Aktuator 54 kann bereits mit der Wechselfunktion ausgestattet sein.
  • Als Aktuatoren sind dabei beispielsweise folgende Ventiltypen/-systeme denkbar: Einerseits kann ein Druckreduzier- oder Minderventil eingesetzt werden, welches mit variablem Druck über eine Blende Fluid abströmen lässt. Vorteilhafterweise wird ein solches Ventil dann mit einem Wechselventil kombiniert.
  • Alternativ kann ein 2-Wege-Proportionalstrom-Regelventil eingesetzt werden, welches gleichzeitig als Wechselventil dient und über welches der Ausspeisefluidstrom eingestellt werden kann.
  • Die elektronische Steuerung gibt weiterhin die Möglichkeit, andere Überwachungs- und Regelfunktionen zu integrieren. Insbesondere kann dabei mindestens ein Drucksensor für den Druck im Hydraulikkreislauf vorgesehen sein, vorteilhafterweise jeweils ein Drucksensor für die Seite A und die Seite B. Vorteilhafterweise überwacht die elektronische Steuerung 52 dabei das Speisedruckniveau, um bei einem Einbruch des Speisedruckniveaus die Spülung abzuschalten. Hierdurch steht die gesamte Speisemenge für die Kreislaufauffüllung zur Verfügung.
  • Die Spülvorrichtungen der vorliegenden Erfindung werden vorteilhafterweise in einem Hydrauliksystem mit einer als Verstellpumpe ausgeführten Einspeisepumpe 5 eingesetzt. Insbesondere kann eine solche Einspeisepumpe bedarfsabhängig arbeiten und beispielsweise als Druckregler ausgebildet sein. Hierdurch wird eine bedarfsgerechte und somit energiesparende Einspeisung realisiert.
  • Steht eine derartige Einspeisung zur Verfügung, sollten alle Verbraucher, welche an diesem Speisenetz hängen, optimiert werden. Hierzu gehört auch das Spülsystem des Kreislaufs, wobei durch die bedarfsgerechte und optimierte Spülung gemäß der vorliegenden Erfindung die Speisemenge und damit die Verlustleistung gesenkt werden kann.

Claims (11)

  1. Hydrauliksystem mit einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf aus Hydraulikpumpe (1) und Hydraulikmotor (2), mit einer Speisepumpe (5) zum Ausgleich von Volumenverlusten im geschlossenen Kreislauf und mit einer Spülvorrichtung (8) zum Ausspeisen eines Teiles des Hydraulikfluides aus dem geschlossenen Kreislauf, wobei die Spülvorrichtung (8) eine viskositätsabhängige Drossel (33, 44) aufweist, so dass der Ausspeisefluidstrom von der Temperatur des Hydraulikfluides abhängt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge der viskositätsabhängigen Drossel (23, 33, 44) durch die Druckdifferenz zwischen der Hoch- und der Niederdruckseite einstellbar ist.
  2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei die viskositätsabhängige Drossel (23, 33, 44) durch eine Bohrung oder einen Spalt, insbesondere einen Ringspalt, gebildet wird, wobei vorteilhafterweise die Länge der Bohrung bzw. des Spaltes mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser der Bohrung bzw. die Höhe des Spaltes ist, vorteilhafterweise mehr als dreimal und weiterhin vorteilhafterweise mehr als fünfmal so groß.
  3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spülvorrichtung ein zwei-stufiges Ventil (20) mit einem Hauptkolben (21) zur Ansteuerung des Ausspeisefluidstroms und eine Steuerstufe umfasst, wobei die viskositätsabhängige Drossel (23) in der Steuerstufe angeordnet ist.
  4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Einstellung einer definierten Druckdifferenz über die viskositätsabhängige Drossel (23) ein Drosselkolben (29) vorgesehen ist, welcher mit dem Eingangsdruck der Spülvorrichtung beaufschlagt ist, wobei der Drosselkolben (29) vorteilhafterweise hinter der viskositätsabhängigen Drossel (23) angeordnet ist und den Fluß des Hydraulikfluids zum Tank steuert.
  5. Hydrauliksystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die viskositätsabhängige Drossel (33, 44) in ein Schaltventil integriert ist, welches jeweils die Niederdruckseite des geschlossenen Hydraulikkreislaufs mit dem Tank verbindet.
  6. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei das Schaltventil einen Kolben (31, 47) aufweist und so ausgeführt ist, dass der Kolben auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Druck der beiden Seiten (A,B) des geschlossenen Hydraulikkreislaufs beaufschlagt wird, wobei der Kolben (31, 47) vorteilhafterweise jeweils die Niederdruckseite über eine viskositätsabhängige Drossel (33, 44) mit dem Tank verbindet, wobei vorteilhafterweise zwei jeweils einer Seite des geschlossenen Hydraulikkreislaufs zugeordnete viskositätsabhängige Drosseln (33, 44) vorgesehen sind.
  7. Hydrauliksystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei im Kolben (47) mindestens ein Pilotkolben (41) vorgesehen ist, welcher einen Ausspeisefluidstrom unterhalb eines gewissen Mindestdruckes auf der Niederdruckseite verhindert.
  8. Hydrauliksystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die viskositätsabhängige Drossel bzw. Drosseln durch einen Ringspalt zwischen dem Kolben (31, 47) und einem Ventilgehäuse gebildet ist oder sind, wobei sich die Länge der viskositätsabhängigen Drossel bei einer Verschiebung des Kolbens ändert.
  9. Hydrauliksystem mit
    einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf aus Hydraulikpumpe (1) und Hydraulikmotor (2),
    einer Speisepumpe (5) zum Ausgleich von Volumenverlusten im geschlossenen Kreislauf, und
    einer Spülvorrichtung (8) zum Ausspeisen eines Teiles des Hydraulikfluides aus dem geschlossenen Kreislauf, wobei
    die Spülvorrichtung (8) so ausgeführt ist, dass der Ausspeisefluidstrom von der Temperatur des Hydraulikfluides abhängt,
    die Spülvorrichtung einen Temperatursensor (51), ein Steuerventil (54) zum Ansteuern des Ausspeisefluidstroms und eine elektronische Steuerung (52) zur Auswertung der Daten des Temperatursensors (51) und zur Ansteuerung des Steuerventils (54) aufweist, und
    die Spülvorrichtung die Temperatur des Hydraulikfluids auf eine vorgegebene Temperatur regelt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Drucksensor vorgesehen ist, wobei der Ausspeise-Fluidstrom in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite und/oder in Abhängigkeit des Druckes auf der Niederdruckseite angesteuert wird.
  10. Hydrauliksystem nach Anspruch 9, wobei ein Druckreduzierventil in Kombination mit einer Blende oder ein Proportional-Stromregelventil als Steuerventil (54) vorgesehen ist, wobei vorteilhafterweise ein 2-Wege Proportional-Stromregelventil vorgesehen ist, welches gleichzeitig als Schaltventil dient.
  11. Hydrauliksystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Speisepumpe (5) als Verstellpumpe ausgeführt ist und weiterhin vorteilhafterweise bedarfsgerecht angesteuert wird.
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