WO2011107135A1 - Hydraulischer fahrantrieb und verfahren zum steuern eines derartigen fahrantriebs - Google Patents

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    • F15B2211/7128—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators the chambers being connected in parallel

Definitions

  • the invention has for its object to provide a simple design and operable with low hydraulic losses hydrostatic drive with improved reliability.
  • the invention is also based on the object to provide a method for driving such a hydrostatic drive.
  • the control for the travel drive described is preferably carried out as a directional control valve section of a mobile control block, via the other directional valve sections, the other work functions of the mobile implement are controlled.
  • FIG. 2 shows a hydraulic travel drive of the control arrangement from FIG. 1;
  • Figure 3 is a flowchart of the control of the traction drive and
  • FIG. 4 shows a variant of a travel drive for a hydraulic control arrangement according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a hydraulic control arrangement 1 of a compact excavator for operating a boom 2, a handle 4, a spoon 6, a slewing gear 8 and a traction drive 10.
  • the boom 2, the handle 4 and the bucket 6 are each a differential cylinder 12th , 14, 16 pressed.
  • the slewing gear 8 has a hydraulic motor 18 and the traction drive 10 is provided with a differential speed control executed, in each of which a traction motor 20, 22 is assigned to a left and a right chain.
  • the pressure medium supply of these hydraulic units via a variable displacement pump 26, which is adjustable via an unillustrated LS control valve in response to the highest load pressure of the driven loads so that the pump pressure is a predetermined ⁇ above this highest load pressure.
  • a variable displacement pump 26 it is also possible to use a constant-displacement pump with an associated LS pressure compensator, via which an excess flow conveyed by the pump flows out to the tank.
  • the mobile control block 28 has a basic structure, as described in the aforementioned DE 10 2006 002 920 A1 and consists of a plurality of valve disks, here directional valve sections 40, 42, 44, 46, 48 called an input element 50 and an output element 52nd
  • the directional control valve section 40, 42, 44 are the differential cylinders 12, 14, 16, the directional valve section 46 to the hydraulic motor 18 and the directional valve section 48 associated with the traction drive 10.
  • the input element 50 has an LS connection, via which the load pressure for adjusting the LS pump 26 is tapped.
  • an LS pressure relief valve arrangement 54 is provided, via which the LS pressure can be limited and, by means of an orifice, directed to a tank T. can be built. Furthermore, a pressure port P connected to the delivery port of the variable displacement pump 26 and a tank port T connected to a tank 56 are formed on the input element 50.
  • Each directional valve section 40, 42, 44 has two working ports A, B connected to the respective pressure chambers of the differential cylinders 12, 14, 16, and further two control ports a, b connected to the output ports of the above-described pilot devices, so that the respective control pressure difference can be applied.
  • any additional working lines 78, 80 with pressure control are still associated with each working line. limit function provided over the pulling load of increasing pressure chamber with the tank is connected, so that pressure medium can be sucked.
  • This Nachsaugventile 78, 80 and the pressure in the respective working lines is limited to a maximum pressure. The construction of such Nachsaugventile is also known, so that further explanations are unnecessary.
  • a continuously adjustable directional control valve 82 which has a speed part formed by a metering orifice 84 and a direction part 86 for adjusting the pressure fluid flow direction to the terminals B5, A5.
  • two pressure reducing valves 106, 108 are provided, whose input terminals connected to said control oil supply are and which are controlled via the control unit 38 in order to apply to the control sides of the directional control valve 82, a predetermined control pressure difference (a5-b5).
  • the outputs of the pressure reducing valves 106, 108 are, as indicated in Figure 2, connected to the tank 56.
  • the control unit 38 corrects the "faster" traction motor 24, 26 by returning it until the speed ratio specified by the operator has been reached , where the value 0 corresponds to a rotation about a standing chain and the value 1 of a straight ahead driving Furthermore, the specification of negative target speed ratios to -1 allows a counter run of the chains, so that the vehicle - in accordance with the predetermined speed ratio - can turn in place This is then made possible by pivoting an engine over 0 into the negative range
  • two travel motors 24, 26 are assigned a common directional valve section 48 and the foot pedals 34, 36 are embodied as so-called electronic foot pedals, whose setpoint signals for the control unit 38 are generated by their actuation.
  • a hydraulic drive and a method for controlling such a drive wherein two drive motors are controlled via at least one continuously adjustable directional control valve.
  • two traction motors are designed as adjustable hydraulic machines.

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Abstract

Offenbart sind ein hydraulischer Fahrantrieb und ein Verfahren zum Steuern eines derartigen Fahrantriebs, wobei zwei Fahrmotoren über zumindest ein stetig verstellbares Wegeventil ansteuerbar sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Fahrmotoren als verstellbare Hydromaschinen ausgeführt.

Description

Beschreibung
Hydraulischer Fahrantrieb und
Verfahren zum Steuern eines derartigen Fahrantriebs
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Fahrantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrantriebs.
Derartige hydraulische Fahrantriebe sind bei mobilen Arbeitsgeräten, beispielsweise Kompakt- und Minibaggern ausgeführt, bei denen jedem Rad oder jeder Kette ein Hydromotor zugeordnet ist, die zur Veränderung der Bewegungsparameter, beispielsweise der Fahrtrichtung und der Fahrgeschwindigkeit individuell ansteuerbar sind.
In der DE 43 25 703 A1 ist ein hydrostatischer Fahrantrieb offenbart, bei dem jeweils einem Rad eines Radfahrzeugs zugeordnete Hydromotoren über stetig verstellbare Wegeventile mit einer beiden Hydromotoren zugeordneten Pumpe hydraulisch verbunden sind. Diese Pumpe ist als über Null verschwenkbare Axialkolbenpumpe ausgeführt, wobei der Druckmittelvolumenstrom und die Druckmittelströmungsrichtung zu der jeweils zugeordneten Hydromaschine durch individuelle Ansteuerung der stetig verstellbaren Wegeventile einstellbar ist.
Ein derartiger Fahrantrieb kann beispielsweise bei einem Hydrauliksystem eines mobilen Arbeitsgerätes eingesetzt werden, bei dem neben dem hydrostatischen Fahrantrieb auch sämtliche oder einige Arbeitsfunktionen über die Verstellpumpe versorgt werden. Derartige hydraulische Steueranordnungen sind als LUDV-System ausgeführt, wie es beispielsweise in der DE 10 2006 002 920 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Dabei ist jeder Arbeitsfunktion, beispielsweise Differentialzylindern zur Verstellung eines Auslegers, eines Stiels, eines Löffels oder eines Hydromotors zur Verstellung des Drehwerks jeweils ein stetig verstellbares Wegeventil mit nachgeschalteter LUDV-Druck- waage zugeordnet. Letztere ist im Sinne einer Verringerung eines Drosselquerschnitts vom höchsten Lastdruck aller Verbraucher und im Sinn einer Vergrößerung eines Drosselquerschnitts vom Druck stromabwärts einer durch das zugeordnete Wegeventil ausgebildeten Zumessblende beaufschlagt. In der Regelposition jeder LUDV-Druckwaage entspricht der Druck im Druckmittelströmungspfad zwischen der zugeordneten Zumessblende und der jeweilige LUDV-Druckwaage dem höchsten Lastdruck, der dann über diese auf den individuellen Lastdruck des jeweiligen Verbrauchers abgedrosselt wird. Über diese LUDV-Druckwaage wird der Druckabfall über den Zumessblenden Lastdruck unabhängig konstant gehalten, wobei im Fall einer Untersättigung der Druckmittelvolumenstrom zu allen angesteuerten Verbrauchern eines Kreises verhältnisgleich reduziert wird. Die Verstellpumpe wird dabei vorzugsweise ebenfalls in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck aller angeschlossenen Verbraucher derart angesteuert, dass der Pumpendruck um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb dieses höchsten Lastdrucks liegt.
Bei einer Kurvenfahrt steigt das Lastmoment am kurvenäußeren Hydromotor an und sinkt am kurveninneren entsprechend ab. Der resultierende große Druckunterschied wird von der LUDV-Druckwaage des Wegeventils, welches den kurveninneren Fahrmotor versorgt, kompensiert. Es entstehen einerseits hohe hydraulische Verluste, andererseits kann es vorkommen, dass der Leistungsregler der Verstellpumpe den Volumenstrom wegen des hohen Lastdrucks am kurvenäußeren Fahrmotor verringert, was zu einer deutlichen Reduzierung der Kurvengeschwindigkeit führt. Ein weiterer Nachteil derartiger herkömmlicher Lösungen besteht darin, dass bedingt durch Fertigungstoleranzen die maximalen Druckmittelvolumenströme zu den beiden Fahrmotoren nicht genau auf den gleichen Wert eingestellt werden können, so dass zusätzliche Maßnahmen zum Unterstützen eines Geradeauslaufs getroffen werden müssen.
In der Druckschrift„Hydrostatische Antriebe mit Sekundärregelung", Der Hydrauliktrainer Band 6; Vogel-Buchverlag, Würzburg, 1989 ist ein Fahrantrieb für einen Schaufelbagger mit Sekundärregelung gezeigt, wobei jeder Fahrantrieb und die zusätzlichen Arbeitsfunktionen über eine Verstellpumpenanordnung mit Druckmittel versorgt werden und jeder Kette des Schaufelradbaggers zwei verstellbare Fahrmotoren zugeordnet sind. Das System ist mit einer Sekundärregelung ausgeführt, bei der die drehzahlgeregelten Fahrmotoren an ein Drucknetz angeschlossen sind und somit mit einem eingeprägtem Druck beaufschlagt sind. D.h. bei dieser Lösung wird die Drehzahl der Fahrmotoren so geregelt, dass sie unabhängig vom jeweiligen Lastdruck bei dem eingeprägten Netzdruck erreicht wird. Eine derartige Sekundärregelung bedarf eines erheblichen regelungstechnischen Aufwandes. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, dass bei Ausfall der Regeleinheit die Fahrmotoren ausfallen, so dass das mobile Arbeitsgerät nur noch mit hohem Aufwand bewegbar ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und mit geringen hydraulischen Verlusten betreibbaren hydrostatischen Fahrantrieb mit verbesserter Betriebssicherheit zu schaffen. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ansteuern eines derartigen hydrostatischen Fahrantriebs bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den hydrostatischen Fahrantrieb durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 12 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist der hydraulische Fahrantrieb mit zumindest zwei Fahrmotoren und zumindest einem, zur Einstellung von Bewegungsparametern stetig verstellbarem Wegeventil ausgeführt, über das die Druckmittelzufuhr und -abfuhr zu bzw. von den Fahrmotoren in Abhängigkeit von der Betätigung eines Stellorgans, beispielsweise eines Joysticks oder von Fußpedalen oder dergleichen einstellbar ist. Erfindungsgemäß sind die beiden Hydromotoren verstellbar ausgeführt und über eine Steuereinheit in Abhängigkeit von der Betätigung des Stellorgans ansteuerbar.
Demzufolge handelt es sich um eine Art Mischlösung, bei der die Vorteile der eingangs beschriebenen konventionellen Lösung mit einer Steuerung der Druckmittelzu- und - abfuhr über ein Wegeventil mit den Vorteilen einer Sekundärregelung kombiniert werden, bei der die Hydromotoren des Fahrantriebs verstellbar ausgeführt sind. Eine derartige Lösung ermöglicht es somit, die Druckmittelzufuhr zu den Hydromaschinen über das Wegeventil zu beeinflussen und eventuelle Korrekturen durch Verstellung der Hydromotoren vorzunehmen. Diese Variabilität wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzt. Bei diesem werden zunächst über das genannte Stellorgan die Sollwerte für die Fahrmotoren eingestellt, und es werden aus den Sollwerten Stellsignale für das zumindest eine Wegeventil ermittelt und daraus über eine Steuereinheit ein Soll-Drehzahlverhältnis berechnet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird dieses Soll-Drehzahlverhältnis mit dem tatsächlich vorliegenden Ist-Drehzahlverhältnis der Fahrmotoren verglichen und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleiches die Fahrmotoren verstellt bis das Soll- Drehzahlverhältnis erreicht ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass ein gewünschter Bewegungszustand, beispielsweise eine exakte Geradeausfahrt oder eine Kurvenfahrt mit vorbestimmter Kurvengeschwindigkeit auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen eingehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei einem Ausfall der elektronischen Steuerung für die Fahrmotoren durch Verstellung des Wegeventils zumindest eine langsame Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des mobilen Arbeitsgerätes gewährleistet ist, um dieses aus einem Gefährdungsbereich heraus zu bewegen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dem stetig verstellbaren Wegeventil eine LUDV-Druckwaage zugeordnet, über die der Druckmittelvolumenstrom über das Wegeventil lastdruckunabhängig konstant gehalten werden kann.
Bei einer einfach aufgebauten Variante ist ein einziges Wegeventil beiden Fahrmotoren zugeordnet. Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das oder die stetig verstellbaren Wegeventile in Abhängigkeit von der Steuereinheit betätigt werden, über die auch die Ansteuerung der Fahrmotoren erfolgt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jedem Fahrmotor ein stetig verstellbares Wegeventil der vorbeschriebenen Bauweise zugeordnet, so dass bei Ausfall der Steuerelektronik für die Fahrmotoren die Funktionalität eines konventionellen Systems erhalten bleibt, so dass das mobile Arbeitsgerät weiter manövrierbar ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, in den Ablaufleitungen von den Fahrmotoren eine Druckausgleichsblende vorzusehen, die unabhängig von der Ansteuerung der Fahrmotoren den Geradeauslauf verbessert.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedem Fahrmotor ein eigenes Stellorgan zugeordnet. Dieses Stellorgan kann als ein elektronisches Stellorgan (Drive by Wire) ausgeführt sein. Prinzipiell ist jedoch auch ein hydraulisches Stellorgan verwendbar, dessen Verstellung über geeignete Sensoren erfasst und in Steuersignale für die Steuereinheit umgewandelt werden.
Die Fahrsicherheit wird weiter verbessert, wenn die Fahrmotoren in einer Grundposition in Richtung des maximalen Schluckvolumens eingestellt sind.
Zur Erfassung des Ist-Zustands werden vorzugsweise Drehzahlsensoren verwendet.
Die Steuerung für den beschriebenen Fahrantrieb wird vorzugsweise als Wegeventilsektion eines Mobilsteuerblocks ausgeführt, über dessen sonstige Wegeventilsektionen die weiteren Arbeitsfunktionen des mobilen Arbeitsgerätes ansteuerbar sind.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schema- tischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schaltschema einer hydraulischer Steueranordnung eines mobilen Arbeitsgerätes;
Figur 2 einen hydraulischen Fahrantrieb der Steueranordnung aus Figur 1 ; Figur 3 ein Ablaufschema der Steuerung des Fahrantriebs und
Figur 4 eine Variante eines Fahrantriebs für eine hydraulische Steueranordnung gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema einer hydraulischen Steueranordnung 1 eines Kompaktbaggers zur Betätigung eines Auslegers 2, eines Stiels 4, eines Löffels 6, eine Drehwerks 8 und eines Fahrantriebs 10. Der Ausleger 2, der Stiel 4 und der Löffel 6 werden jeweils über einen Differentialzylinder 12, 14, 16 betätigt. Das Drehwerk 8 hat einen Hydromotor 18 und der Fahrantrieb 10 ist mit einer Differenzgeschwindigkeitslenkung ausgeführt, bei der einer linken als auch einer rechten Kette jeweils ein Fahrmotor 20, 22 zugeordnet ist. Die Druckmittelversorgung dieser Hydraulikaggregate erfolgt über eine Verstellpumpe 26, die über ein nicht dargestelltes LS-Regelventil in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher so einstellbar ist, dass der Pumpendruck um ein vorbestimmtes Δρ oberhalb dieses höchsten Lastdrucks liegt. Anstelle einer Verstellpumpe 26 kann auch eine Konstantpumpe mit einer zugeordneten LS-Druckwaage verwendet werden, über die ein von der Pumpe geförderter Überschussstrom zum Tank hin abströmt.
Die Druckmittelzufuhr zu und von den Verbrauchern wird über einen Mobilsteuerblock 28 gesteuert, dessen im Folgenden noch näher beschriebene Wegeventile über geeignete Stellorgane, beispielsweise über in Figur 1 dargestellte Joysticks 30, 32 angesteuert werden, wobei der Joystick 30 dem Ausleger 2 und dem Stiel 4 und der Joystick 32 dem Löffel 6 und dem Drehwerk 8 zugeordnet ist. Über jeden Joystick 30, 32 wird ein hydraulisches Vorsteuergerät mit Druckreduzierventilen betätigt, über das ein von einer Steuerdruckquelle bereit gestellter Steuerdruck auf eine Steuerdruckdifferenz zur Betätigung der betreffenden Regelventile reduziert wird. Der Aufbau derartiger hydraulischer Steuergeräte ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
Die Ansteuerung der Fahrmotoren 22, 24 erfolgt über jeweils ein elektronisches Fußpedal 34, 36, deren Steuersignale über eine Steuereinheit 38 in entsprechende Stellsignale für den Fahrantrieb ungewandelt werden.
Der Mobilsteuerblock 28 hat einen Grundaufbau, wie er in der eingangs genannten DE 10 2006 002 920 A1 beschrieben ist und besteht aus einer Vielzahl von Ventilscheiben, hier Wegeventilsektionen 40, 42, 44, 46, 48 genannt, einem Eingangselement 50 sowie einem Ausgangselement 52. Die Wegeventilsektion 40, 42, 44 sind den Differentialzylindern 12, 14, 16, die Wegeventilsektion 46 dem Hydromotor 18 und die Wegeventilsektion 48 dem Fahrantrieb 10 zugeordnet. Das Eingangselement 50 hat einen LS-An- schluss, über den der Lastdruck zum Verstellen der LS-Pumpe 26 abgegriffen wird.
Im Eingangselement 50 ist eine LS-Druckentlastungsventilanordnung 54 vorgesehen, über die der LS-Druck begrenzbar ist und mittels einer Blende zu einem Tank T hin ab- gebaut werden kann. Am Eingangselement 50 sind des Weiteren ein mit dem Förder- anschluss der Verstellpumpe 26 verbundener Druckanschluss P sowie ein mit einem Tank 56 verbundener Tankanschluss T ausgebildet. Jede Wegeventilsektion 40, 42, 44 hat zwei Arbeitsanschlüsse A, B, die mit den entsprechenden Druckräumen der Differentialzylinder 12, 14, 16 verbunden sind und des Weiteren zwei Steueranschlüsse a, b, die mit den Ausgangsanschlüssen der vorbeschriebenen Vorsteuergeräte verbunden sind, so dass die jeweilige Steuerdruckdifferenz anlegbar ist.
Der Mobilsteuerblock 28 ist als LUDV-Steuerblock ausgeführt, wobei jede Wegeventilsektion 40, 42, 44, 46 mit einem stetig verstellbaren Wegeventil 58, 60, 62, 64 ausgeführt ist. Jedes dieser Wegeventile 58, 60, 62, 64 hat einen durch eine Zumessblende 66 gebildeten Geschwindigkeitsteil und einen Richtungsteil 68 zur Einstellung der Druckmittelströmungsrichtung zum und vom zugeordneten Verbraucher 12, 14, 16, 18. Der Übersichtlichkeit halber ist in Figur 1 lediglich der Richtungsteil 68 und die Zumessblende 66 des Wegeventils 58 der Wegeventilsektion 40 gekennzeichnet. Hinsichtlich des konkreten Aufbaus derartiger Wegeventile wird beispielhaft auf die DE 10 2006 002 920 A1 oder entsprechende LUDV-Lösungen verwiesen.
Stromabwärts jeder Zumessblende 66 ist eine LUDV-Druckwaage 70, 72, 74, 76 angeordnet, die in Schließrichtung von dem höchsten Lastdruck aller angesteuerten
Verbraucher beaufschlagt ist, der über eine nicht dargestellte Wechselventilkaskade abgegriffen wird. In Öffnungsrichtung wirkt auf die LUDV-Druckwaage 70, 72, 74, 76 jeweils der Druck stromabwärts der zugeordneten Zumessblende 66. Wie eingangs erläutert, wird über die LUDV-Druckwaage 70, 72, 74, 76 der stromabwärts der Zumessblenden 66 anliegende höchste Lastdruck auf den individuellen Lastdruck des jeweils zugeordneten Verbrauchers 12, 14, 16, 18 abgedrosselt. Je nach Einstellung des Richtungsteils 68 strömt dann Druckmittel von der zugeordneten LUDV-Druckwaage 70, 72, 74, 76 zum zugeordneten Arbeitsanschluss A, B, so dass der entsprechende
Verbraucher in eine vorbestimmte Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit verfahren bzw. angesteuert wird.
Um bei ziehender Last Kavitationen zu vermeiden, sind bei den Wegeventilsektionen 40, 42, 44 noch jeder Arbeitsleitung zugeordnete Nachsaugventile 78, 80 mit Druckbe- grenzungsfunktion vorgesehen, über die bei ziehender Last der sich vergrößernde Druckraum mit dem Tank verbindbar ist, so dass Druckmittel nachgesaugt werden kann. Über diese Nachsaugventile 78, 80 wird auch der Druck in den jeweiligen Arbeitsleitungen auf einen Maximaldruck begrenzt. Der Aufbau derartiger Nachsaugventile ist ebenfalls bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.
Der Aufbau der den Fahrantrieb 10 zugeordneten Wegeventilsektion 48 wird anhand der vergrößerten Darstellung in Figur 2 erläutert. Auch bei dieser Wegeventilsektion 48 ist ein stetig verstellbares Wegeventil 82 vorgesehen, das einen durch eine Zumessblende 84 gebildeten Geschwindigkeitsteil und einen Richtungsteil 86 zur Einstellung der Druckmittelströmungsrichtung zu den Anschlüssen B5, A5 aufweist.
Stromabwärts der Zumessblende 84 ist wiederum eine LUDV-Druckwaage 88 vorgesehen, die in Schließrichtung durch den in einer LS-Leitung 90 anliegenden höchsten Lastdruck der Verbraucher und in Öffnungsrichtung vom Druck stromabwärts der Zumessblende 84 beaufschlagt ist, der von einem einen Druckmittelströmungspfad zwischen der Zumessblende 84 und der LUDV-Druckwaage 88 ausbildenden Verbindungskanal 92 abgegriffen wird.
Wie aus dem in Figur 2 rechts unten eingezeichneten Schaltsymbol des Wegeventils 82 hervorgeht, ist dessen Eingangsanschluss P mit einer Zulaufleitung 93 verbunden, die an eine mit dem Förderanschluss der Verstellpumpe 26 verbundene Pumpenleitung 94 angeschlossen ist. Ein Tankanschluss T des Wegeventils 82 ist über einen Ablaufkanal 96 mit einer zum Tank 56 führenden Tankleitung 98 verbunden. Der Ausgang der LUDV-Druckwaage 88 ist über einen Druckwaagenkanal 100 mit einem Eingang P* des Richtungsteils verbunden, während der Verbindungskanal 92 den Eingang der LUDV- Druckwaage 88 mit einem Druckwaagenanschluss D des Wegeventils 82 verbindet. Die beiden Arbeitsanschlüsse A5, B5 sind über Leitungen 102, 104 mit Ausgangsanschlüssen A, B des Wegeventils 82 verbunden. Je nach Einstellung des Richtungsteils 86 wirken diese Leitungen 102, 104 als Vorlauf- bzw. Rücklaufleitungen.
Zur Betätigung des Wegeventils 82 sind zwei Druckreduzierventile 106, 108 vorgesehen, deren Eingangsanschlüsse an die genannte Steuerölversorgung angeschlossen sind und die über die Steuereinheit 38 angesteuert werden, um an die Steuerseiten des Wegeventils 82 eine vorbestimmte Steuerdruckdifferenz (a5-b5) anzulegen. Die Ausgänge der Druckreduzierventile 106, 108 sind, wie in Figur 2 angedeutet, mit dem Tank 56 verbunden.
Die beiden Fahrmotoren 24, 26 sind als über Null verschwenkbare Hydromaschinen ausgeführt, deren Schwenkwinkel über die Steuereinheit 38 verstellbar ist. Beide Fahrmotoren 24, 26 sind parallel geschaltet, wobei jeweils ein Arbeitsanschluss A über eine sich verzweigende Arbeitsleitung 110 an den Anschluss A5 der Wegeventilsektion 48 und Anschlüsse B über eine weitere sich verzweigende Arbeitsleitung 112 mit dem Anschluss B5 der Wegeventilsektion 48 verbunden ist. Die Betätigung der Fußpedale 34, 36 wird über Aufnehmer 114, 116 elektronisch erfasst und mittels Signalleitungen an die Steuereinheit 38 gemeldet. Diese wandelt diese Sollwerte in Stellsignale zur Verstellung des Wegeventils 82 um.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt somit über das Wegeventil 82 eine Voreinstellung der Druckmittelströmungsrichtung und des Druckmittelvolumenstroms, wobei durch entsprechende Ansteuerung der Fahrmotoren 24, 26 eine nachträgliche Justierung/Veränderung dieser Parameter (Strömungsrichtung, Druckmittelvolumenstrom) erfolgen kann, so dass die Bewegungsparameter des Fahrantriebs sehr exakt eingestellt werden können.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Fahrantriebs wird anhand des stark vereinfachten Ablaufschemas gemäß Figur 3 erläutert.
Die beiden Fahrmotoren 24, 26 sind auf ihren maximalen Schwenkwinkel und somit das maximale Schluckvolumen voreingestellt. Zunächst wird über die Bedienperson durch Betätigung der Fahrpedale 34, 36 die gewünschte Kurvengeschwindigkeit und der Kurvenverlauf vorgegeben. Aus diesen elektronischen Sollwertsignalen ermittelt die Steuereinheit 38 Stellsignale für das Wegeventil, so dass dieses mit einer Steuerdruckdifferenz (a5-b5) beaufschlagt und die Zumessblende 84 und der Richtungsteil 86 entsprechend eingestellt werden. Des Weiteren wird über die Steuereinheit 38 aus den Stellsignalen ein Soll-Drehzahlverhältnis der beiden Fahrmotoren 24, 26 ermittelt und diese Soll-Drehzahlverhältnis mit dem Ist-Drehzahlverhältnis der Fahrmotoren 24, 26 verglichen. Diese Ist-Drehzahlen können beispielsweise über nicht dargestellte Drehzahlaufnehmer oder dergleichen er- fasst werden.
In einem sich anschließenden Verfahrensschritt werden die Ist-Werte mit den Sollwerten verglichen. In dem Fall, in dem das Ist-Drehzahlverhältnis dem Soll-Drehzahlverhältnis entspricht, sind die Fahrmotoren 24, 26 entsprechend der Sollwertsignale eingestellt und das mobile Arbeitsgerät bewegt sich entlang der vorgegebenen Bewegungskurve. In dem Fall, in dem sich das Ist-Drehzahlverhältnis von der Vorgabe unterscheidet, werden über die Steuereinheit die beiden Fahrmotoren 26, 28 verstellt und danach wiederum das sich dann einstellende Ist-Drehzahlverhältnis mit dem voreingestellten Soll-Drehzahlverhältnis verglichen - dieser Abgleich erfolgt solange, bis das Ist-Drehzahlverhältnis dem Soll-Drehzahlverhältnis entspricht.
Das heißt, bei einer Abweichung der Drehzahlverhältnisse korrigiert die Steuereinheit 38 den „schnelleren" Fahrmotor 24, 26 in dem dieser solange zurückgeschwenkt wird, bis das von der Bedienperson vorgegebene Drehzahlverhältnis erreicht ist. Durch die Sollwertverhältnisse zwischen 0 und 1 kann somit jeder Kurvenradius vorgegeben werden, wobei der Wert 0 einer Drehung um eine stehende Kette und der Wert 1 einer Geradeausfahrt entspricht. Weiterhin ermöglicht die Vorgabe negativer Soll-Drehzahlverhältnisse bis -1 einen Gegenlauf der Ketten, so dass das Fahrzeug - entsprechend des vorgegebenen Geschwindigkeitsverhältnisses- auf der Stelle drehen kann. Dies wird dann durch Zurückschwenken eines Motors über 0 in den negativen Bereich ermöglicht
Bei dem anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Ausführungsbeispiel ist beiden Fahrmotoren 24, 26 eine gemeinsame Wegeventilsektion 48 zugeordnet und die Fußpedale 34, 36 sind als sogenannten elektronische Fußpedale ausgeführt, wobei durch deren Betätigung Sollwertsignale für die Steuereinheit 38 generiert werden.
Figur 4 zeigt eine Variante, bei der - ähnlich wie bei den eingangs beschriebenen herkömmlichen Lösungen- jedem Fahrmotor 24, 26 eine Wegeventilsektion 48a, 48b zu- geordnet ist, deren Grundaufbau der Wegeventilsektion 48 gemäß Figur 2 entspricht, so dass unter Bezugnahme auf diese Ausführungen auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Ein Unterschied zu der gemeinsamen Wegeventilsektion 48 besteht darin, dass die beiden Wegeventile 82a, 82b nicht direkt mit Druckreduzierventilen ausgeführt sind, sondern dass die Verstellung hydraulisch über Vorsteuergeräte 114, 116 erfolgt, die in Abhängigkeit von der Betätigung der Fußpedale 34, 36 eine Steuerdruckdifferenz a5-b5 bzw. a6-b6 generieren. Diese Steuerdruckdifferenz wird über entsprechende Steueranschlüsse a5, b5, a6, b6 an die entsprechenden Wegeventile 82a, 82b angelegt. Jede Wegeventilsektion 48a, 48b hat eigene Arbeitsanschlüsse A5, B5 bzw. A6, B6, die über Arbeitsleitungen 110a, 112a bzw. 110b, 112b mit den entsprechenden Anschlüssen A, B der Fahrmotoren 24, 26 verbunden sind. Deren Verstellung erfolgt wiederum über die Steuereinheit 38. Dabei werden die an den Vorsteuergeräten 114, 116 generierten Steuerdrücke über Druckaufnehmer 118 erfasst und in entsprechende Sollwertsignale umgewandelt, die an den Eingang der Steuereinheit 38 angelegt werden. In Abhängigkeit von diesem elektrischen Sollwertsignalen wird dann entsprechend der vorbeschriebenen Verfahrensweise das Schluckvolumen der Fahrmotoren 24, 26 bei voreingestellten Zumessblenden 84a, 84b verstellt, bis sich das vorbestimmte Soll-Drehzahlverhältnis an den Fahrmotoren 24, 26 einstellt.
Ein weiterer Unterschied zur eingangs beschriebenen Lösung besteht darin, dass die beiden Ablaufleitungen 96a, 96b der beiden Wegeventile 82a, 82b über eine Druckausgleichsblende 120 miteinander verbunden sind - diese sorgt bei Geradeausfahrt dafür, dass aus Fertigungstoleranzen und Einstelltoleranzen resultierende Drehzahlunterschiede bei voreingestellter Geradeausfahrt aufgrund der hydraulischen Kopplung im Ablauf ausgeglichen werden. Eine derartige Druckausgleichsblende 120 hat jedoch den Nachteil, dass sie bei einer Kurvenfahrt die Drehzahlunterschiede bei unsymmetrischer Belastung - beispielsweise bei einem Fahren quer zum Hang noch vergrößert- diese Abweichungen können jedoch durch entsprechende Ansteuerung der Fahrmotoren 24, 26 ausgeglichen werden.
Die in Figur 4 dargestellte Variante hat gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 den Vorteil, dass bei ausgeschalteter oder ausgefallener Elektronik zur Einstellung des Schwenkwinkels der Fahrmotoren 24, 26 weiterhin eine Steuerung in konventioneller Weise über die beiden Wegeventilsektionen 48a, 48b erfolgen kann. Das heißt, selbst bei einem Ausfall der Elektronik bleibt das Fahrzeug voll steuerbar - ohne diese Weiterbildung würde der Kompaktbagger liegen bleiben und würde beispielsweise auf der Baustelle ein erhebliches Hindernis darstellen. Demzufolge bleiben beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 die Vorteile einer konventionellen hydraulischen Steuerung erhalten, wobei jedoch bei aktivierter Elektronik die Vorteile zur Verbesserung des Fahrverhaltens ausgenutzt werden können.
Offenbart sind ein hydraulischer Fahrantrieb und ein Verfahren zum Steuern eines derartigen Fahrantriebs, wobei zwei Fahrmotoren über zumindest ein stetig verstellbares Wegeventil ansteuerbar sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Fahrmotoren als verstellbare Hydromaschinen ausgeführt.

Claims

Ansprüche
1. Hydraulischer Fahrantrieb mit zwei Fahrmotoren (24, 26) und zumindest einem zur Einstellung von Bewegungsparametern über zumindest ein Stellorgan (34, 36) verstellbaren Wegeventil (82), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fahrmotoren (24, 26) verstellbar ausgeführt sind und dass durch eine Steuereinheit (38) zur Verstellung die Fahrmotoren (24, 26) in Abhängigkeit von der Betätigung des Stellorgans (34, 36) verstellbar sind.
2. Fahrantrieb nach Patentanspruch 1 , wobei dem Wegeventil (82) eine LUDV-Druck- waage (88) zugeordnet ist.
3. Fahrantrieb nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei ein Wegeventil (82) beiden Fahrmotoren (24, 26) zugeordnet ist.
4. Wegeventil nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei jedem Fahrmotor (24, 26) ein Wegeventil (82a, 82b) zugeordnet ist.
5. Fahrantrieb nach Patentanspruch 4, wobei Ablaufleitungen (96a, 96b) von den Wegeventilen (82a, 82b) über eine Druckausgleichsblende (20) hydraulisch verbunden sind.
6. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (82) über die Steuereinheit (38) verstellbar ist.
7. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei jedem Fahrantrieb (24,26) ein Stellorgan (34, 36) zugeordnet ist.
8. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Stellorgan ein elektronisches Stellorgan oder ein mechanisches Stellorgan ist, dessen Verstellung über Sensoren (118) erfasst und in Steuersignale für die Steuereinheit (38) umwandelbar ist.
9. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Fahrmotoren (24, 26) in einer Grundeinstellung auf maximales Fördervolumen eingestellt sind.
10. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit Sensoren zum Erfassen der Drehzahl der Fahrmotoren (24, 26).
11. Fahrantrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Wegeventil (82) in einer Wegeventilsektion (48) eines Mobilsteuerblocks (28) zur Versorgung mehrerer hydraulischer Verbraucher ausgeführt ist, wobei eine gemeinsame Pumpe (26) dem Fahrantrieb und mehreren Verbrauchern zugeordnet ist.
12. Verfahren zum Steuern eine Fahrantriebs, insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit den Schritten:
- Einstellen von Sollwerten für Fahrmotoren (24, 26) über ein Stellorgan (34, 36);
- Generieren von Stellsignalen für zumindest ein stetig verstellbares Wegeventil (82) aus den Sollwerten und Einstellen des Wegeventils (82) gemäß diesen Stellsignalen;
- Ermitteln eines Soll-Drehzahlverhältnisses der Fahrmotoren 24, 26;
- Vergleichen eines Ist-Drehzahlverhältnisses mit dem Soll-Drehzahlverhältnis und
- Verstellen der Fahrmotoren (24, 26) über die Steuereinheit (38) bis das Soll- Drehzahlverhältnis erreicht ist.
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, wobei das Drehzahlverhältnis im Bereich von -1 bis +1 liegt.
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