Hvdraulikanordnunq und hydrostatischer Antrieb

mit einer derartigen Hvdraulikanordnung

Die Erfindung geht aus von einer Hydraulikanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einem hydrostatischen Antrieb.

In der DE 10 2005 061 991 A1 ist ein derartiger hydrostatischer Antrieb offenbart. In diesem sind in einem geschlossenen Kreislauf eine Hydropumpe und ein Hydromotor angeordnet, die über zwei Arbeitsleitungen miteinander hydraulisch verbunden sind. Zum Speichern von Druckmittel sind ein Hoch- und ein Niederdruckspeicher vorgesehen, die zu einer jeweiligen Arbeitsleitung über Sitzventile zu- und abschaltbar sind. Des Weiteren ist jeder Arbeitsleitung ein Sitzventil zugeordnet, über das die Druckmittelverbindung der jeweiligen Arbeitsleitung zu- und aufsteuerbar ist. Ein Ventilkolben der Sitzventile ist jeweils über eine Ventilfeder in einer Schließposition vorgespannt und ist zusätzlich über eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche mit einem Steuerdruck beaufschlagbar. Dieser ist für ein jeweiliges Sitzventil ist über ein dem Sitzventil zugeordnetes Pilotventil zu- und abschaltbar. Die Sitzventile sind dabei über ihr jeweiliges Pilotventil an eine gemeinsame Steuerleitung angeschlossen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass bei bestimmten Schaltkombinationen der Sitzventile sogenannte hydraulische Kurzschlüsse oder hydraulische Blockaden auftreten können. Ist beispielsweise eine Druckmittelverbindung zwischen dem Niederdruckspeicher und der ersten Arbeitsleitung und dem Hochdruckspeicher zur ersten Arbeitsleitung über das jeweilige Sitzventil aufgesteuert, so könnte Druckmittel vom Hochdruckspeicher direkt zum Niederdruckspeicher strömen, was zu Druckmittelverlusten führt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem hydrostatischen Antrieb mit einer derartigen Hydraulikanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 6.

Erfindungsgemäß hat eine Hydraulikanordnung zwei Sitzventile, die jeweils einen auf einen Ventilsitz über eine Ventilfeder vorgespannten Ventilkörper haben. Über diesen ist eine Druckmittelverbindung zwischen zwei Arbeitsanschlüssen des jeweiligen Sitzventils auf- und zusteuerbar. Der Ventilkörper weist eine in Schließrichtung und eine in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche auf. Die in Schließrichtung wirksamen Steuerflächen sind hydraulisch miteinander koppelbar.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine Hubbewegung eines Ventilkörpers die Hubbewegung des anderen Ventilkörpers beeinflussen kann. Die Koppelung kann dabei beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass eine Hubbewegung des einen Ventilkörpers in eine Öffnungsrichtung zu einer Hubbewegung des anderen Ventilkörpers in eine Schließrichtung führt. Ein hydraulischer Kurzschluss, wie im eingangs erläuterten Stand der Technik, wäre hierdurch weitestgehend ausgeschlossen.

Die Koppelung der Sitzventile kann vorteilhafter Weise ein- und ausgeschaltet werden, wenn der in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche des jeweiligen Ventilkörpers jeweils ein Pilotventil zugeordnet ist, über die diese Steuerflächen miteinander koppelbar sind. Über das der jeweiligen Steuerfläche zugeordnetes Pilotventil kann diese auch mit einem Steuerdruck beaufschlagbar sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wegeventile mit einer Koppelleitung zum Koppeln der in Schließrichtung wirksamen Steuerflächen des jeweiligen Ventilkörpers verbunden, wobei die Koppelleitung von einem Tank absperrbar ist.

Zum Beaufschlagen der in Schließrichtung wirksamen Steuerflächen mit einem Steuerdruck können diese zusätzlich über das jeweilige Wegeventil mit einer Druckmittelquelle verbindbar sein. Um die Koppelleitung auf einfache Weise mit einem Tank zu verbinden, kann hierfür ebenfalls ein weiteres Wegeventil eingesetzt werden.

An jeweils einen Arbeitsanschluss des Sitzventils ist beispielsweise ein Verbraucher anschließbar.

Die Hydraulikanordnung ist vorzugsweise in einem hydrostatischen Antrieb mit zwei in einem geschlossenen Kreislauf über zwei Arbeitsleitungen verbundenen Hydro- maschinen einsetzbar. Das erste Sitzventil kann dann zur Steuerung einer Druckmittelverbindung der ersten Arbeitsleitung und das zweite Sitzventil zur Steuerung einer Druckmittelverbindung zwischen der ersten Arbeitsleitung und einer Druckmittelquelle, insbesondere eines Niederdruckspeichers, eingesetzt werden.

Die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche des ersten Sitzventils kann über das zugeordnete Wegeventil mit einer zweiten Druckmittelquelle, insbesondere einem Hochdruckspeicher, verbindbar sein, wodurch der Druck im Hochdruckspeicher dann als Steuerdruck für dieses Sitzventil dient. Die Druckmittelquelle ist dann über ein Wegeventil mit der Arbeitsleitung in Druckmittelverbindung bringbar, um beispielsweise Druckmittel in diese einzuspeisen.

Vorzugsweise ist die in Schließrichtung wirksame Steuerfläche des zweiten Sitzventils über ein Wechselventil mit der ersten Druckmittelquelle oder mit der Arbeitsleitung über das zugeordnete Wegeventil verbindbar. Somit wirkt entweder der Druck der Druckmittelquelle oder der Druck in der Arbeitsleitung als Steuerdruck auf die Steuerfläche.

Bevorzugter Weise ist die erste Druckmittelquelle über ein Wegeventil mit der zweiten Arbeitsleitung verbindbar.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in einem Hydraulikschaltplan eine Hydraulikanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und

Figur 2 in einem Hydraulikschaltplan die Hydraulikanordnung mit einem

hydrostatischen Antrieb gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt einen Hydraulikschaltplan mit einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist eine Hydropumpe 2 vorgesehen, über die zwei Hydrospeicher 4, 6 aufladbar sind. Diese sind jeweils über ein Sitzventil 8 bzw. 10 mit der Hydropumpe 2 in Druckmittelverbindung. Zum Steuern der Sitzventile 8, 10 ist diesen jeweils ein Pilotventil 12, 14 zugeordnet. Im Druckmittelströmungspfad zwischen den Sitzventilen 8, 10 und der Hydropumpe 2 kann einer oder mehrere nicht dargestellte Verbraucher beispielsweise über Wegeventile angeschlossen werden, die dann entweder von Hydrospeichern 4, 6 oder von der Hydropumpe 2 mit Druckmittel versorgt werden. Durch die Sitzventile 8 und 10 ist ein wechselseitiges Laden der Hydrospeicher 6 bzw. 8 über die Hydropumpe 2 ermöglicht.

Die Hydropumpe 2 ist über einen Tankanschluss T an eine Saugleitung 16 angeschlossen, die mit einem Tank 18 verbunden ist. An einem Druckanschluss P der Hydropumpe 2 ist eine Pumpenleitung 20 angeschlossen, die mit einer Druckleitung 22 verbunden ist. Die Druckleitung 22 wiederum ist an ein jeweiliges Sitzventil 8 und 10 über einen Druckanschluss P angeschlossen.

Die Sitzventile 8 und 10 weisen jeweils einen Ventilkörper in Form eines Ventilkolbens 24 bzw. 26 auf. Der jeweilige Ventilkolben 24 und 26 hat jeweils eine von einem Federraum 27 mit einem Druck beaufschlagbare, in Schließrichtung wirksame Steuerfläche 28 bzw. 30. Des Weiteren ist der jeweilige Ventilkolben 24 und 26 über die jeweilige Steuerfläche 28 bzw. 30 her mit einer Federkraft einer Schließfeder 32 bzw. 34 beaufschlagbar. Auf die jeweilige Steuerfläche 28 bzw. 30 wirken somit eine hydraulische Kraft durch einen Steuerdruck sowie die Kraft der Schließfeder 32 bzw. 34 und beaufschlagen den Ventilkolben 24 bzw. 26 in eine Schließrichtung mit einer Schließkraft. An dem jeweiligen Kolben 24 bzw. 26 ist jeweils eine Dichtkante 36 bzw. 38 ausgebildet, welche dichtend mit einem Dichtsitz 40 bzw. 42 zusammenwirkt. In dem jeweiligen Sitzventil 8 und 10 werden in einem geschlossenen Zustand eine erste Kammer 44 bzw. 46 und eine zweite Kammer 48 bzw. 50 voneinander getrennt. In der ersten Kammer 44 und 46 der Sitzventile 8 bzw. 10 wirkt der Druck von der an den Druckan- schluss P angeschlossenen Druckleitung 22. An die jeweilige zweite Kammer 48 und 50 der Sitzventile 8 bzw. 0 ist über einen Speicheranschluss S eine mit dem Hydrospei- cher 4 bzw. 6 verbundene Speicherleitung 52 bzw. 54 angeschlossen. Somit wirkt in den zweiten Kammern 48 und 50 der Sitzventile 8 bzw. 10 der Speicherdruck von dem jeweiligen Hydrospeicher 4 bzw. 6. Der Druck in den ersten Kammern 44 und 46 wirkt auf eine Ringstirnfläche 56 bzw. 58 des Ventilkolbens 24 bzw. 26 und beaufschlagt diesen mit einer Druckkraft in dessen Öffnungsrichtung. Der Druck in den zweiten Kammern 48 und 50 wirkt auf eine jeweilige Stirnfläche 60 bzw. 62 des jeweiligen Ventilkolbens 24 bzw. 26 und beaufschlagt diesen ebenfalls mit einer Druckkraft in Öffnungsrichtung. Die Ringstirnfläche 56 und die Stirnfläche 60 bzw. die Ringstirnfläche 58 und die Stirnfläche 62 des Sitzventils 8 bzw. 10 entsprechen zusammen etwa der gegenüberliegenden Steuerfläche 28 bzw. 30. Übersteigt die auf die Ringstirnfläche 56 bzw. 58 wirkende Druckkraft und/oder die auf die Stirnfläche 60 bzw. 62 wirkende Druckkraft die auf die Steuerfläche 28 bzw. 30 wirkende Steuerkraft und die Federkraft der Ventilfeder 32 bzw. 34, so wird der Ventilkolben 24 bzw. 26 vom Dichtsitz 40 bzw. 42 abgehoben. Hierdurch wird eine Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen S und P der Sitzventile 8 bzw. 10 aufgesteuert.

Für weitere Informationen bezüglich der Sitzventile 8 und 10 wird auf das Buch „Der Hydraulik Trainer, Band 4, Technik der„2-Wege-Einbauventile" von Rexroth verwiesen.

Zur Beaufschlagung der Steuerfläche 28 des in der Figur 1 linken Sitzventils 8 mit einem Steuerdruck über den Federraum 27 ist dieser über das Pilotventil 12 mit der Hy- dropumpe 2 hydraulisch verbindbar. Des Weiteren ist der Federraum 27 des Sitzventils 8 über das Pilotventil 12 zu einem Tank 64 entlastbar. Der Federraum 27 des Sitzventils 8 ist hierfür über eine Pilotleitung 66 mit einem Arbeitsanschluss A des Pilotventils 12 verbunden. Dieses ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet. An einem Druckanschluss P des Pilotventils 12 ist eine Verbindungsleitung 68 angeschlossen, die von der Druckleitung 22 abzweigt. An einen Tankanschluss T des Pilotventils 12 ist eine Koppelleitung 70 angeschlossen, die über ein Tankventil 72 mit dem Tank 64 verbindbar ist. Ein Ventilschieber des Pilotventils 12 ist mit einer Ventilfeder 74 in einer Grundstellung a, in der der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T und somit die Pilotleitung 66 mit der Koppelleitung 70 verbunden ist, vorgespannt. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 76 ist der Ventilschieber des Pilotventils 12 in eine Schaltstellung b bringbar, in der der Arbeitsanschluss A mit dem Druckanschluss P in Druckmittelverbindung steht und somit die Pilotleitung 66 mit der Verbindungsleitung 68 verbunden ist. Die Steuerfläche 28 des Sitzventils 8 ist in dieser Schaltstellung b mit einem Steuerdruck über die Hydro- pumpe 2 beaufschlagbar.

Die Steuerfläche 30 des in der Figur 1 rechten Sitzventils 10 ist über das Pilotventil 14 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar. Der Federraum 27 des Sitzventils 10 ist über eine Pilotleitung 78 mit einem Arbeitsanschluss A des Pilotventils 14 verbunden. Bei dem Pilotventil 14 handelt es sich um ein 3/2-Wegeventil. Über einen Druckanschluss P ist das Pilotventil 14 mit einer Verbindungsleitung 80 verbunden, die an die Druckleitung 22 angeschlossen ist. Über einen Tankanschluss T ist das Pilotventil 14 mit der Koppelleitung 70 verbunden. Ein Ventilschieber des Pilotventils 14 ist über eine Ventilfeder 82 in eine Grundstellung h vorgespannt, in der der Arbeitsanschluss A mit dem Druckanschluss P und somit die Pilotleitung 78 mit der Verbindungsleitung 80 in Druckmittelverbindung steht. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 84 ist der Ventilschieber in eine Schaltstellung i bringbar, in der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist.

Die Koppelleitung 70 ist an einem Eingangsanschluss E des Tankventils 72 angeschlossen. Dieses ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet und hat neben dem Eingangsanschluss E einen Tankanschluss T. An diesem ist eine mit dem Tank 64 verbundene Ablaufleitung 86 angeschlossen. Ein Ventilschieber des Tankventils 72 ist über eine Ventilfeder 88 in einer Grundstellung x vorgespannt, in der der Eingangsanschluss E mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 90 ist der Ventilschieber in eine Schaltstellung y bringbar, in der die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen E, T gesperrt ist.

Durch die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung 1 ist ein wechselseitiges Laden der Hydrospeicher 4, 6 ermöglicht, im Wesentlichen ohne dass die Hydrospeicher 4, 6 in einer Druckmittelverbindung stehen, die zu einem hydraulischen Kurzschluss zwischen den beiden Hydrospeichern 4, 6 führen könnte.

Im Folgenden wird die Funktionsweise des wechselseitigen Ladens der Hydrospeicher 4, 6 erläutert. Zum Laden des Hydrospeichers 4 über die Hydropumpe 2 ist der Ventilkolben 24 des Sitzventils 8 in einer Öffnungsposition. Hierfür ist das dem Sitzventil 8 zugeordnete Pilotventil 12 in der in Figur 1 gezeigten Grundstellung a, wodurch die Steuerfläche 28 über das in seiner Grundstellung x befindliche Tankventil 72 zum Tank 64 entlastet ist. Die Hydropumpe 2 fördert dann vom Tank 18 über die Pumpenleitung 20 und die Druckleitung 22 Druckmittel, wodurch der Ventilkolben 24 des Sitzventils 8 mit einem Pumpendruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist. Übersteigt die aus dem Pumpendruck resultierende Druckkraft die in Schließrichtung auf den Ventilkolben 24 wirkende Federkraft, dann öffnet das Sitzventil 8. Durch das Öffnen sind die Druckleitung 22 und die Speicherleitung 52 in Druckmittelverbindung und die Hydropumpe 2 fördert Druckmittel zum Hydrospeicher 4. Der Ventilkolben 26 des Sitzventils 10 ist in einer Schließposition. Hierfür ist das dem Sitzventil 10 zugeordnete Pilotventil 14 in der in Figur 1 gezeigten Grundstellung k und die Steuerfläche 30 des Ventilkolbens 26 ist mit dem Pumpendruck über die Pumpenleitung 20, die Druckleitung 22, die Verbindungsleitung 80 und die Pilotleitung 78 in Schließrichtung beaufschlagt. An der Ring- stirnfläche 58 des Ventilkolbens 26 liegt ebenfalls der Pumpendruck an und auf die Stirnfläche 62 wirkt ein Speicherdruck des Hydrospeichers 6. Die hierdurch entstehenden Kräfte in Öffnungsrichtung des Sitzventils 10 sind dabei geringer als die in Schließrichtung wirkenden Kräfte, wodurch das Sitzventil 10 geschlossen bleibt.

Zum Laden des Hydrospeichers 6 über die Hydropumpe 2 wird nun das Sitzventil 8 geschlossen und das Sitzventil 10 geöffnet. Es wird nun davon ausgegangen, dass die Steuerflächen 30, 58 und 62 des in der Figur 1 rechten Sitzventils 10 größer als die des linken Sitzventils 8 sind. Bei der Betätigung der Sitzventile 6, 8 werden diese über ihre Steuerflächen 28 bzw. 30 miteinander hydraulisch gekoppelt. Dazu wird das dem Sitzventil 10 zugeordnete Pilotventil 14 in die Schaltstellung i geschaltet und das Tankventil 72 in die Schaltstellung y. Dies führt dazu, dass die Druckmittelverbindung zum Tank 64 gesperrt ist und die Pilotleitung 66, 78 über die Pilotventile 12, 14 und die Koppelleitung 70 miteinander verbunden sind. Auf den Ventilkolben 26 des rechten Sitzventils 10 wirken höhere Druckkräfte als auf den Ventilkolben 24 des linken Sitzventils 8 durch die großflächigeren Steuerflächen 30, 58, wodurch der Ventilkolben 26 eine Hubbewegung in Öffnungsrichtung ausführt. Durch die gekoppelten Steuerflächen 28, 30 wird nun die Steuerfläche 28 des Sitzventils 8 durch die Hubbewegung des Ventilkolbens 26 mit einer Druckkraft in Schließrichtung beaufschlagt, was zu einer Hubbewegung dieses Ventilkolbens 26 in Schließrichtung führt. Durch die hydraulische Kopplung ist somit sichergestellt, dass beim Öffnen des Sitzventils 10, das Sitzventil 8 geschlossen wird.

Damit der Hydrospeicher 4 wieder geladen werden kann, wird das Sitzventil 10 geschlossen und das Sitzventil 8 geöffnet. Hierfür werden das Pilotventil 14 in die Grundstellung h, das Pilotventil 12 in die Grundstellung a und das Tankventil in die Grundstellung x geschaltet.

Figur 2 zeigt einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Diese ist hierbei in einem hydrostatischen Antrieb 92 eingesetzt. Dieser weist einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit einer ersten und einer zweiten Hydromaschine 94 und 96 auf. Diese sind über eine erste und eine zweite Arbeitsleitung 98 und 100 miteinander in Druckmittelverbindung. Bei der Hydromaschine 94 handelt es sich um eine durchschwenkbare Hydropumpe, die von einer Antriebseinheit 102, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, angetrieben ist. Die Hydromaschine 96 ist als schwenkbarer Hydromotor eingesetzt.

Der hydrostatische Antrieb 92 weist eine Speiseeinrichtung 104 auf. Diese hat eine von der Antriebseinheit 102 angetriebene Speisepumpe 106. Über diese ist Druckmittel von einem Tank 108 in die Arbeitsleitung 98 oder 100 förderbar. Hierfür ist an die Speisepumpe 106 eine Speiseleitung 110 angeschlossen, die mit einem ersten Speiseleitungszweig 112 an die Arbeitsleitung 98 und mit einem zweiten Speiseleitungszweig 1 14 an die Arbeitsleitung 100 angeschlossen ist. In der Anschlussleitung 112 ist ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zur Arbeitsleitung 98 öffnendes Rückschlagventil 1 16 und in der Anschlussleitung 114 ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zur Arbeitsleitung 100 öffnendes Rückschlagventil 1 18 angeordnet. Somit fördert die Speisepumpe 106 Druckmittel in die jeweils druckniedrigere Druckleitung 98 bzw. 100. Zur Druckbegrenzung des Speisedrucks in der Speiseleitung 1 10 ist an diese ein zum Tank 108 öffnendes Druckbegrenzungsventil 120 angeschlossen.

Die in der Figur 2 untere Arbeitsleitung 100 weist einen ersten Arbeitsleitungsabschnitt 122 und einen zweiten Arbeitsleitungsabschnitt 124 auf, die über ein Sitzventil 126 hydraulisch verbindbar sind. Das Sitzventil 126 entspricht dabei dem Sitzventil 8, 10 aus Figur 1. Der in der Figur 2 rechte Arbeitsleitungsabschnitt 122 ist dabei an eine erste Kammer 128 des Sitzventils 126 und an den Hydromotor 96 und der Arbeitsleitungsabschnitt 124 an eine zweite Kammer 130 und die Hydropumpe 94 angeschlossen.

Dem Sitzventil 126 ist ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Pilotventil 132 zugeordnet. Über dieses ist ein Federraum 133 des Sitzventils 12, der von einer in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche 134 eines Ventilkolbens 135 des Sitzventils 126 begrenzt ist, mit einem als Hochdruckspeicher 136 ausgebildeten Hydrospeicher oder einem Tank 138 verbindbar. Der Federraum 133 des Sitzventils 126 ist über eine Pilotleitung 140 an einen Arbeitsanschluss A des Pilotventils 132 angeschlossen. An einem Speicheranschluss S des Pilotventils 132 ist der Hochdruckspeicher 136 über eine Speicherleitung 142 angeschlossen. Ein weiterer Arbeitsanschluss B des Pilotventils 132 ist mit einer Koppelleitung 44 verbunden, über die der Federraum 133 des Sitzventils 126 mit dem Tank 138 oder mit einem weiteren Federraum 145 eines zweiten Sitzventils 146 verbindbar ist. In einer über eine Ventilfeder 147 federvorgespannten Grundstellung k eines Ventilschiebers des Pilotventils 132 sind die beiden Arbeitsanschlüsse A und B miteinander verbunden, und in einer Schaltstellung I des Ventilschiebers, in die dieser über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 150 bringbar ist, ist der Arbeitsanschluss A mit dem Speicheranschluss S verbunden. Die Koppelleitung 144 ist neben dem Pilotventil 132 an ein weiteres, dem Sitzventil 146 zugeordnetes als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Pilotventil 152 an dessen Arbeitsanschluss B angeschlossen. An eine mit einem Arbeitsanschluss A des Pilotventils 52 verbundene Pilotleitung 154 ist der Federraum 145 des Sitzventils 146 angeschlossen. Über diesen ist eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche 56 eines Ventilkolbens 157 mit einem Druck beaufschlagbar.

An einen Arbeitsanschluss C des Pilotventils 152 ist eine mit einem Ausgang eines Wechselventils 158 verbundene Anschlussleitung 160 angeschlossen. Ein Ventilschieber des Pilotventils 152 ist über eine Ventilfeder 162 in eine Grundstellung n vorgespannt, in der die Arbeitsanschlüsse A und C und somit die Pilotleitung 154 mit der Anschlussleitung 160 in Druckmittelverbindung stehen. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 164 ist der Ventilschieber in eine Schaltstellung m bringbar, in der der Arbeitsanschluss A mit dem Arbeitsanschluss B, also die Pilotleitung 154 mit der Koppelleitung 144, in Druckmittelverbindung steht.

Die Koppelleitung 144 ist über ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Tankventil 166 mit dem Tank 138 verbindbar. Dieses ist über einen Arbeitsanschluss A mit einem von der Koppelleitung 144 abzweigenden Koppelzweig 168 verbunden. An einem Tank- anschluss T des Tankventils 166 ist eine mit dem Tank 138 verbundene Tankleitung 170 angeschlossen. Ein Ventilschieber des Wegeventils 166 ist über eine Ventilfeder 172 in einer Öffnungsstellung r vorgespannt, in der eine Druckmittelverbindung zwischen der Koppelleitung 144 und dem Tank 138 besteht. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 174 ist der Ventilschieber in eine Sperrstellung s schaltbar.

Das Wechselventil 158, über das das Pilotventil 152 ausgangsseitig über die Anschlussleitung 160 angeschlossen ist, weist zwei Eingangseinschlüsse auf. An einem in der Figur 2 unteren, ersten Eingangsanschluss ist ein Arbeitsleitungszweig 176 angeschlossen, der mit dem in der Figur 2 rechten Arbeitsleitungsabschnitt 122 in Druckmittelverbindung steht. An dem zweiten Eingangsanschluss des Wechselventils 158 ist ein Speicherleitungszweig 178 angeschlossen, der von einer Speicherleitung 180 abzweigt. Diese ist mit einem Hydrospeicher, der als Niederdruckspeicher 182 ausgebildet ist, verbunden. Die Speicherleitung 180 ist weiter mit einer erste Kammer 184 des in der Figur 2 rechten Sitzventils 146 in Druckmittelverbindung. Eine zweite Kammer 186 des Sitzventils 146 ist mit dem in der Figur 2 rechten Arbeitsleitungsabschnitt 122 in Druckmittelverbindung, wodurch über das Sitzventil 146 eine Druckmittelverbindung zwischen dem Niederdruckspeicher 182 und dem Arbeitsleitungsabschnitt 122 auf- und zusteuerbar ist.

Die Speicherleitung 180 ist zusätzlich über ein 2/2-Wegeventil 188 mit der in der Figur 2 oberen Arbeitsleitung 98 verbindbar. Das Wegeventil 188 ist hierfür über einen Arbeitsanschluss A mit einem von der Speicherleitung 180 abzweigenden Speicherleitungszweig 190 und über einen Arbeitsanschluss B mit einem von der Arbeitsleitung 98 abzweigenden Arbeitsleitungszweig 192 verbunden. Ein Ventilschieber des Wegeventils 188 ist über eine Ventilfeder 194 in einer Grundstellung u vorgespannt, in der die Arbeitsanschlüsse A und B voneinander getrennt sind. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 196 ist der Ventilschieber in eine Schaltstellung v bringbar, in der die Arbeitsanschlüsse A und B in Druckmittelverbindung stehen.

Die Speicherleitung 142, an die der Hochdruckspeicher 136 angeschlossen ist, ist über ein 2/2-Wegeventil 198 mit dem in der Figur 2 linken Arbeitsleitungsabschnitt 124 verbindbar. Das Wegeventil 198 hat hierfür einen ersten Arbeitsanschluss A, an dem ein von der Speicherleitung 142 abzweigender Speicherleitungszweig 200 angeschlossen ist. An einen Arbeitsanschluss B ist einer von dem Arbeitsleitungsabschnitt 124 abzweigender Arbeitsleitungszweig 202 angeschlossen. Ein Ventilschieber des Wegeventils 198 ist über eine Ventilfeder 203 in einer Grundstellung e vorgespannt, in der die Arbeitsanschlüsse A und B voneinander getrennt sind. Über einen elektrisch betätigbaren Aktuator 204 ist der Ventilschieber in eine Schaltstellung f schaltbar, in der die Arbeitsanschlüsse A und B in Druckmittelverbindung stehen.

Im Folgenden sind die für die Erfindung wesentlichen Funktionen des hydrostatischen Antriebs 92 erläutert, für die die Hydraulikanordnung 1 vorzugsweise einsetzbar ist. Für weitere Informationen bezüglich der Funktionsweise eines geschlossenen hydraulischen Kreislaufs mit zwei Hydromaschinen 94, 96 wird auf den Stand der Technik, insbesondere auf die Druckschriften DE 10 2005 061 991 A1 oder DE 10 2006 060 014 B4, verwiesen. In der Figur 2 ist der hydrostatische Antrieb 92 in seiner Grundstellung gezeigt. Zum Beschleunigen des Hydromotors 96, der wiederum Räder 205, 206 eines Fahrzeugs antreibt, wird das rechte Sitzventil 146 geöffnet, in dem das Pilotventil 152 in die Schaltstellung m geschaltet ist, wodurch der Federraum 145 über die Koppelleitung 144 und das Tankventil 166 zum Tank 138 entlastet ist. Der Hochdruckspeicher 136 wird über das in die Schaltstellung f geschaltete Wegeventil 198 mit dem in der Figur 2 linken Arbeitsleitungsabschnitt 124 verbunden. Druckmittel vom Hochdruckspeicher 136 strömt dann über den Arbeitsleitungsabschnitt 124, die Hydropumpe 94, die Arbeitsleitung 98 zum Hydromotor 96, wodurch dieser beschleunigt wird. Das Druckmittel strömt nach dem Hydromotor 96 weiter über den in der Figur 2 rechten Arbeitsleitungsabschnitt 122, das durch den Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 122 sich öffnende Sitzventil 146 und die Speicherleitung 180 zum Niederdruckspeicher 182. Das Druckmittel des Hochdruckspeichers 136 kann ausschließlich oder zusätzlich zur über die Antriebseinheit 102 angetriebenen Hydropumpe 94 zum Beschleunigen des Hydromotors 96 eingesetzt werden. Das in der Figur 2 linke Sitzventil 126 ist dabei geschlossen, in dem das Pilotventil 132 in die Schaltstellung I geschaltet ist und die Steuerfläche 134 des Ventilkolbens 135 des Sitzventils 126 mit Speicherdruck des Hochdruckspeichers 136 beaufschlagt ist.

Zum Beenden der Beschleunigung des Hydromotors 96 über den Hochdruckspeicher 136 wird das Wegeventil 198 in die Grundstellung e gebracht, wodurch der Hochdruckspeicher 136 von dem Arbeitsleitungsabschnitt 194 hydraulisch getrennt ist. Zusätzlich wird das Pilotventil 132 des in der Figur 2 linken Sitzventils 126 wieder in die Grundstellung k geschaltet und das Tankventil 166 in die Schaltstellung s, wodurch die Koppelleitung 144 vom Tank 138 hydraulisch getrennt ist. Die Steuerfläche 134 des noch geschlossenen Sitzventils 126 und die Steuerfläche 156 des noch geöffneten Sitzventils 146 sind nun über die Koppelleitung 144 miteinander in Druckmittelverbindung und somit hydraulisch gekoppelt.

Im sich an die Beschleunigung anschließenden normalen Fahrbetrieb des hydrostatischen Antriebs 1 wird der Ventilkolben 135 des Sitzventils 126 über seine Stirnfläche 208 vom Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 124 und über seine Ringstirn- fläche 210 vom Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 122 beaufschlagt. Der Ventilkolben 157 des Sitzventils 146 wird dagegen an seine Stirnfläche 212 vom Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 122 und an seiner Ringstirnfläche 214 vom Druck des Niederdruckspeichers beaufschlagt. Die Sitzventile 126, 146 sind dabei derart ausgelegt, dass der Ventilkolben 135 des Sitzventils 126 eine Hubbewegung in Öffnungsrichtung ausführt und der Ventilkolben 157 hierdurch zusätzlich mit einem Druck in seine Schließrichtung über seine Steuerfläche 156 beaufschlagt ist und eine Hubbewegung in Schließrichtung ausführt.

Durch die Kopplung ist gewährleistet, dass bei einem Öffnen des Sitzventils 126 die Steuerfläche 156 des Sitzventils 146 mit einem in Schließrichtung wirksamen Druck beaufschlagt ist und sich das Sitzventil 146 schließt. Es wird somit verhindert, dass Druckmittel von dem in der Figur 2 linken Arbeitsleitungsabschnitt 124 zum Niederdruckspeicher 182 strömt. Des Weiteren wird ein Überdruck in dem in der Figur 2 rechten Arbeitsleitungsabschnitt 122 verhindert, da in jedem Fall eines der beiden Sitzventile 26 und 146 geöffnet ist. Sind die beiden Sitzventile 126, 146 noch in der Schaltstellung der vorhergehend beschriebenen Funktion Beschleunigen, so kann sich der Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 122 über das Sitzventil 146 zum Niederdruckspeicher 182 abbauen. Ist das Sitzventil 126 geöffnet und das Sitzventil 146 geschlossen, dann ist der Arbeitsleitungsabschnitt 122 mit der Hydropumpe 94 in Druckmittelverbindung. Wären die Sitzventile 126, 146 nicht hydraulisch über die Koppelleitung 144 gekoppelt, so ist denkbar, dass beide über einen vergleichsweise langen Zeitraum geöffnet oder geschlossen sind. Durch die Kopplung kann eines der Sitzventile 126, 146 nur schließen, wenn das jeweilig andere geöffnet wird.

Durch die Kopplung der Sitzventile 126 und 146 sind die Hubbewegungen der jeweiligen Ventilkolben 135 bzw. 157 zueinander koordiniert. Die Hubbewegungen sind dabei abhängig von den Drücken in den Arbeitsleitungsabschnitten 22, 124 und vom Druck im Niederdruckspeicher 182. Hierdurch kann folgendes Kräftegleichgewicht aufgestellt werden:

wobei die auf den Ventilkolben 157 wirkende Gesamtkraft in Schließ

richtung ist; P(124) der Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 124; A1 ₍₂ o8) die Stirnfläche 208; P(122) der Druck in dem Arbeitsleitungsabschnitt 122; A2 ₍₂ io) die Ringstirnfläche 210; Fventiifecier(i26) die Federkraft der Ventilfeder des Sitzventils 126; A1 ₍₂ 12> die Stirnfläche 212; PNiederdruckspeicher(i82) der Druck im Niederdruckspeicher 182; A2<214) die Ringstirnfläche 214 und F _Ve ntiifeder(i46) die Federkraft der Ventilfeder des Sitzventils 146.

Aus der Formel folgt, dass, je kleiner die Flächen 212, 214 sind, desto größer ist die Kraft in Schließrichtung des Sitzventils 146.

Eine Verhältnis der Geschwindigkeit v der beiden Ventilkolben 135 und 157 der Sitzventile 126 bzw. 146 ist abhängig von den Steuerflächen 134 bzw. 156 und berechnet sich wie folgt: wobei v _V entiikoiben(i57) die Geschwindigkeit des Ventilkolbens 157 und v _Ven tiikoiben(i35) die Geschwindigkeit des Ventilkolbens 135 sind; Asteuerfläc e(i34) die Steuerfläche 134 und A _S teuerfiäche(i56) die Steuerfläche 156.

Es gilt:

Durch eine Veränderung eines Maximalhubs des jeweiligen Ventilkolbens 135 und 157 der Sitzventile 126 bzw. 146 können Öffnungsverhältnisse der Sitzventile 126, 146 zu einem Zeitpunkt t zueinander angepasst werden. Ein Verhältnis einer momentanen Öffnung (also momentanen Hubbewegung) zum Zeitpunkt t zur maximalen Öffnung (also maximalen Hubbewegung) ergibt sich aus folgender Formel: wobei der Maximalhub des Ventilkolbens 157 des Sitzventils 146 und der Maximalhub des Ventilkolbens 135 des Sitzventils 126; Öffnung ₍₁₄₆₎

der vom Ventilkolben 157 freigegebene Öffnungsquerschnitt und Öffnung ₍₁₂₆₎ der vom Ventilkolben 135 freigegebene Öffnungsquerschnitt.

Mit ergibt sich

Daraus kann eine Öffnung des Sitzventils 146 zum Zeitpunkt t in eine Öffnung des Sitzventils 126 umgerechnet werden:

Das Sitzventil 146 schließt, bevor das Sitzventil 126 vollständig geöffnet ist, wenn gilt:

Nachdem die Hubbewegungen der Ventilkolben 135 und 157 der Sitzventile 126 bzw. 146 erfolgt sind, wird die Bestromung des Pilotventils 152 und des Wegeventils 166 unterbrochen. Hierdurch wird die Steuerfläche 156 des Sitzventils 146 über das Wechselventil 158 entweder mit dem Niederdruckspeicher 182 oder mit dem Arbeits- leitungsabschnitt 122 verbunden. Die Koppelleitung 144 ist zum Tank 138 entlastet.

Dasselbe Prinzip ist natürlich auch umgekehrt möglich, wenn das Sitzventil 146 öffnet und das Sitzventil 126 schließt. Auch hierbei können diese miteinander gekoppelt werden.

Es ist denkbar anstelle der Wegeventile 12, 14, 72, 132, 152, 166, 188, und/ oder 198 ein vorgesteuertes Wegeventil einzusetzen.

Offenbart ist eine Hydraulikanordnung mit zumindest zwei Sitzventilen, die jeweils einen auf einen Ventilsitz über eine Ventilfeder vorgespannten Ventilkörper haben. Über diesen ist eine Druckmittelverbindung zwischen zwei Arbeitsanschlüssen des jeweiligen Sitzventils auf- und zusteuerbar. Der Ventil körper hat jeweils eine in Schließrichtung und eine in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche. Die in Schließrichtung wirksamen Steuerflächen der Sitzventile sind hydraulisch miteinander koppelbar.

Bezugszeichenliste:

1 Hydraulikanordnung 2 Hydropumpe

4, 6 Hydrospeicher

8, 10 Sitzventil

12, 14 Pilotventil

16 Saugleitung

18 Tank

20 Pumpenleitung

22 Druckleitung

24, 26 Ventilkolben 27 Federraum

28, 30 Steuerfläche 32, 34 Schließfeder 36, 38 Dichtkante

40, 42 Dichtsitz

44, 46 erste Kammer 48, 50 zweite Kammer 52, 54 Speicherleitung 56, 58 Ringstirnfläche 60, 62 Stirnfläche

64 Tank

66 Pilotleitung

68 Verbindungsleitung 70 Koppelleitung 72 Tankventil

74 Ventilfeder

76, 84, 90, 150, 164,

174, 196, 204 Aktuator

78 Pilotleitung

80 Verbindungsleitung

82 Ventilfeder Ablaufleitung

Ventilfeder

hydrostatischer Antrieb, 96 Hydromaschine

, 100 Arbeitsleitung

2 Antriebseinheit

4 Speiseeinrichtung6 Speisepumpe

8 Tank

0 Speiseleitung

2, 114 Speiseleitungszweig6, 118 Rückschlagventil0 Druckbegrenzungsventil2, 124 Arbeitsleitungsabschnitt6 Sitzventil

8 erste Kammer

0 zweite Kammer

2 Pilotventil

3 Federraum

4 Steuerfläche

5 Ventilkolben

6 Hochdruckspeicher8 Tank

0 Pilotleitung

2 Speicherleitung

4 Koppelleitung

5 Federraum

6 Sitzventil

7 Ventilfeder

2 Pilotventil

4 Pilotleitung

6 Steuerfläche

7 Ventilkolben 58 Wechselventil

60 Anschlussleitung 62 Ventilfeder

66 Tankventil

68 Koppelzweig

70 Tankleitung

72 Ventilfeder

76 Arbeitsleitungszweig 78 Speicherleitungszweig 80 Speicherleitung 82 Niederdruckspeicher

184 erste Kammer

186 zweite Kammer

188 Wegeventil

190 Speicherleitungszweig

192 Arbeitsleitungszweig

194 Ventilfeder

198 Wegeventil

200 Speicherleitungszweig

202 Arbeitsleitungszweig

203 Ventilfeder

205, 206 Rad

208, 212 Stirnfläche

210, 214 Ringstirnfläche

A, B, C Arbeitsanschluss

T Tankanschluss

P Druckanschluss s Speicheranschluss

E Eingangsanschluss a, h, x, k, m, r, u, e Grundstellung b, i, y, I, n, s, v, f Schaltstellung