Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem.

Hydraulische Antriebssysteme kommen bei mit Hydrauliksystemen verse henen technischen Anlagen zum Einsatz, bei denen eine hydraulische Betä- tigung von Aktoren für Steuer- und/oder Arbeitsfunktionen vorgesehen ist. Aus der Vielzahl der Anwendungsgebiete seien beispielsweise der Einsatz bei mobilen Anlagen, wie Kränen oder Staplern, oder auch der Einsatz bei Kraftfahrzeug-Hebebühnen genannt. Beispielhaft zeigt die DE 10 2014 009 996 A1 ein Ventil-System, bei dem in der Art eines Baukastens für die Ver- sorgung von Verbrauchern, wie hydraulischen Aktoren, modulartige Blöcke fluidführend miteinander verbunden sind, die hydraulische Komponenten, wie Ventile, Druckwaagen, Blendeneinsätze und vergleichbare andere Flu id beeinflussende Ventilkomponenten enthalten. Durch WO 2013/059033 A1 ist ein hydraulisches Antriebssystem bekannt mit mehreren hydraulischen Verbrauchern in Form von hydraulischen Ar beitszylindern und Hydromotoren. Jedem hydraulischen Verbraucher zuge ordnet ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die als 4/3-Wegeproportional- ventil ausgebildet ist und den hydraulischen Zu- sowie Ablauf zu dem je- weiligen hydraulischen Verbraucher regelt. Eingangsseitig ist die jeweilige Ventileinrichtung mit einem geschlossen ausgebildeten, hydraulischen Ver sorgungskreislauf fluidführend verbunden, der als Bestandteil eine gemein same Einspeiseleitung aufweist, in die weitere Ventile mit Sperrfunktion geschaltet sind, wobei einzelne Hydropumpen aus der geschlossenen Kreis laufführung Arbeitsfluid entnehmen und in die gemeinsame Einspeiselei tung zur Versorgung des jeweils angeschlossenen Verbrauchers über die insoweit nachgeschaltete Ventileinrichtung einspeisen. Durch die in die Einspeiseleitung eingesetzten Ventile respektive Sperrventile, lassen sich die einzelnen der Versorgung dienenden Hydropumpen voneinander entkop peln, so dass sich dergestalt einzelne Verbraucher vom geschlossenen Ver sorgungskreislauf trennen und damit stilllegen lassen. Das bekannte hydrau lische Antriebssystem mit geschlossener Kreislaufführung im Rahmen der Fluidversorgung ist speziell für eine Versorgungsaufgabe konzipiert, so dass für jeden Anwendungsfall einer hydraulischen Versorgung der zugeordnete Versorgungskreislauf mit den verschiedenen Hydropumpen und den Venti len jeweils dezidiert anzupassen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Verbraucher bereitzustellen, das sich an den jeweiligen Anwendungsfall in einfacher und kostengünstiger Weise anpassen lässt. Eine dahingehende Aufgabe löst ein hydraulisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

Demgemäß ist ein hydraulisches Antriebssystem vorgesehen, bestehend aus mindestens 2 Einzelaggregaten, die jeweils eine mittels eines Antriebs betä tigbare Hydropumpe aufweisen, die ausgangsseitig in eine gemeinsame Einspeiseleitung unter Druck stehendes Fluid einspeisen, an die, jedem Ein zelaggregat zugeordnet, mindestens eine Ventileinrichtung angeschlossen ist, wobei mittels eines Ventiles in der Einspeiseleitung zwei benachbarte Einzelaggregate voneinander getrennt oder fluidführend miteinander ver- bunden sind, die modulartig ausgebildet in Aneinanderreihung eine Längs verkettung miteinander bilden und jeweils einen Abschnitt der Einspeiselei tung aufweisen, die an voneinander separierbaren Fluidanschlussstellen zwischen den benachbart angeordneten Einzelaggregaten miteinander ver bunden, die Einspeiseleitung bilden.

Dergestalt ist ein modular aufgebautes Antriebssystem geschaffen, beste hend aus mehreren Einzelaggregaten, die vorzugsweise gleich ausgebildet sind und die je nach Anzahl der hydraulischen Verbraucher respektive nach den Leistungsanforderungen im Rahmen des Antriebssystems in wiederlös barer Weise miteinander koppelbar sind. Dergestalt lässt sich nahezu belie big an die Versorgungsaufgabe angepasst eine Längsverkettung mit einer Vielzahl von leistungsmäßig benötigten Einzelaggregaten schaffen, was so keine Entsprechung im Stand der Technik hat. In besonders vorteilhafter Weise, kann dabei auch ein einzelnes Antriebsaggregat des Antriebssystems für sich gesehen, für eine spezielle Versorgungsaufgabe Verwendung fin den.

Die Erfindung ermöglicht weiter, dadurch, dass die Hydropumpe jedes mo dularen Einze Aggregates in die gemeinsame Einspeiseleitung einspeist, ein weitgehendes Downsizing der jeweiligen Antriebe und Hydropumpen. Bei einem beispielsweise drei Einze Aggregate enthaltenden System muss die Nennleistung der drei Antriebe und Pumpen lediglich jeweils einem Drittel des maximalen Gesamt-Leistungsbedarfs der Einze Aggregate entsprechen. Neben der Kostenersparnis durch kleiner dimensionierte Antriebs- und Pumpeneinheiten, arbeiten diese auch bei kleineren, von den jeweiligen Ventileinrichtungen aus der Einspeiseleitung angeforderten Volumenströ men im energieeffizienten Arbeitsbereich. Die Betätigung der die Einzelag- gregate mit der Einspeiseleitung verbindenden Ventile ermöglicht durch das Zuschalten oder Abschalten schnelle Übergänge der Betätigungsart der zu versorgenden Aktoren, wie deren Betrieb im Eil- oder Schleichgang. Mit Vorteil kann beispielsweise eines der Einzelaggregate für den Betrieb von Aktoren mit Schleichgang vorgesehen sein und hierfür mit einer Motorsteu erung versehen sein, die ein feines Justieren kleiner Volumenströme für Schleichgangantrieb ermöglicht, während das Zuschalten weiterer oder al ler Einzelaggregate hohe Leistungsanforderungen abdeckt. Ein weiterer Vor teil besteht darin, dass bei Vorhandensein mehrerer Antriebs-Pumpen einheiten Redundanz für den Fall des Versagens eines Antriebs oder einer Pumpe zur Verfügung steht. Insgesamt ist ein miteinander längsverkettetes Einzelaggregat-Versorgungskonzept geschaffen, das aufgrund der Wieder holbarkeit der Module besonders kostengünstig in der Realisierung ist.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht ein Einzelaggregat zumin dest aus der Hydropumpe mit ihrem Antrieb, der Ventileinrichtung mit Nutzanschlüssen für einen hydraulischen Verbraucher und einem ab schnittsweisen Teil der Einspeiseleitung nebst zugehörigem Ventil sowie vorzugsweise einem zugehörigen Versorgungs- oder Vorratstank.

Mit Vorteil kann die Druckseite der aus einem Tank ansaugenden, jeweili gen Hydropumpe über ein Druckbegrenzungsventil zum Tank hin abgesi chert sein, wobei für die Einzelaggregate ein gemeinsamer Tank vorgesehen sein kann.

Die Einzelaggregate können mit besonderem Vorteil gleich aufgebaut sein. Der Einsatz von Elektromotoren des gleichen Typs vereinfacht auch die An triebssteuerung. Beispielsweise kann ein Antriebsregler für mehrere Moto ren vorgesehen sein.

Als Antrieb für die jeweilige Hydropumpe kann ein Wechselstrom- oder Gleichstrommotor vorgesehen sein, der bürstenlos oder mit Bürsten verse hen ist. Bei Wechselstrommotoren kann zur Regelung mit Vorteil ein Fre quenzumsetzer vorgesehen sein. Für das Zu- oder Abschalten der Einzelaggregate zu der Einspeiseleitung kann das jeweilige Ventil ein Sperr- oder Schaltventil sein, insbesondere in Form eines elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeschaltventils. Mit Wegeventilen sind auch höhere Volumenströme mit geringen Strömungs verlusten steuerbar.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass jede Ventileinrichtung zumindest aus einem 4/3-Wegeschaltventil gebildet ist, das eingangsseitig an die Einspeiseleitung sowie an einen Rücklauf und ausgangsseitig an gegenseitig hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile angeschlossen ist, die jeweils zu einem Nutzanschluss führen. Durch die hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile sind die jeweiligen Aktoren, beispielsweise Hubzylinder, bei einem möglichen Druckverlust gegen eine sicherheitsgefährdende Fehlfunktion abgesichert.

Mit besonderem Vorteil kann beim erfindungsgemäßen System die fluidfüh rende Verbindung der Einzelaggregate miteinander über die Einspeiselei tung eine Art Längsverkettung für die Hydropumpen bilden.

Durch die trennbare Längsverkettung der Einzelaggregate sind die jeweili gen hydraulischen Verbraucher, wie Aktoren in Form von Arbeitszylindern oder Hydromotoren, im Eil- oder Schleichgang betreibbar oder sie erbrin gen im Bedarfsfall bei Zuschalten aller Einzelaggregate hohe Leistungen.

Das erfindungsgemäße System lässt sich dadurch unter Ausbilden eines an die jeweiligen Einsatzgegebenheiten angepassten Baukastensystems mit Vorteil bei Arbeitsgerätschaften, wie mobilen Gerätschaften, einsetzen, bei denen mehrere Aktoren mit unterschiedlichem Leistungsbedarf und mit ver schiedenen Arbeitsgeschwindigkeiten, wie Eil- oder Schleichgang, zu ver sorgen sind. Mit Vorteil sind für die Realisierung der Längsverkettung einzelne, mitei nander verbindbare Funktionsblöcke in der Art von Einzelmodulen vorge sehen, die jeweils eine Ventil-einrichtung aufnehmen und auf einer Seite die Hydropumpe und auf der anderen Seite deren Antrieb aufweisen. Mit solchen Funktionsblöcken lässt sich in besonders vorteilhafter Weise ein modulares Baukastensystem realisieren. Auch lassen sich die Einze Aggrega te einer solchen Längsverkettung voneinander separiert auch als Einzelmo- dule für sich betreiben. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebssystems, gese hen auf die elektromotorische Antriebe aufweisende Seite;

Fig. 2 eine perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels, gesehen auf die Hydropumpen aufweisende Seite; und

Fig. 3 in Symboldarstellung die hydraulische Schaltung des Ausfüh rungsbeispiels.

Mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausfüh rungsbeispiel erläutert, das drei gleich ausgebildete Einze Aggregate 2 (Fig. 3) aufweist, die jedes einen gleich ausgebildeten Funktionsblock 3, 4 und 5 bilden. Bei diesen handelt es sich jeweils um einen Quader mit zwei gegenüberliegenden Breitseiten 6 und 8 mit quadratischem Umriss und mit schmäleren, rechteckigen Seitenflächen 10, von denen in Fig. 1 und 2 nur eine beziffert ist. An aneinanderliegenden Seitenflächen 10 sind die Funkti- onsblöcke 3, 4, 5 miteinander verschraubt, so dass sie mit absatzlosen Übergängen zusammen eine Grundplatte bilden. Die Breitseite 6 bildet jeweils die Antriebsseite auf der mit zentral gelegener Antriebswelle jeweils ein Elektromotor 12 gelagert ist, beim vorliegenden Beispiel in Form eines bürstenlosen Wechselstromotors. Die gegenüberliegende Breitseite 8 bildet die Pumpenseite, auf der jeweils eine Hydropumpe 14 befestigt ist, die vom zugeordneten Elektromotor 12 mit durch den jeweiligen Funktionsblock 3,

4 und 5 hindurchgeführter Antriebswelle direkt angetrieben sind. Bei den Hydropumpen 14 handelt es sich um Konstantpumpen mit drehzahlgesteu erter Förderleistung. Neben den Hydropumpen 14 ist auf der Breitseite 8 jedes Funktionsblockes 3, 4, 5 ein Schaltventil 1 5, 16 bzw. 1 7 angeordnet, die in eine Einspeiseleitung 18 eingefügt sind, die, siehe Fig. 3, als sämtli chen Funktionsblöcken 3, 4, 5 gemeinsame Feitung durchgehend zwischen den Seitenflächen 10 verläuft, wobei an den die Anlageflächen bildenden Seitenflächen 10 eine die Feitungsabschnitte der Einspeiseleitung 1 8 ver bindende Fluidverbindung gebildet ist, und wobei einzelne, einander be nachbarte Fluidanschlussstellen 20 bei entsprechender Abdichtung die Flu idverbindung im Rahmen der Realisierung der Gesamt-Einspeiseleitung 1 8 hersteilen. Zwischen zwei Anschlussstellen 20 eines Einze Aggregates 2 erstreckt sich dabei der jeweilige Abschnitt der Einspeiseleitung 18, der mit den benachbart angeordneten Abschnitten der weiteren Aggregate 2 die Gesamtleistung 18 ergibt. Außenliegende Anschlussstellen 20 können bei Nichtbelegung mit Anschlussstopfen (nicht dargestellt) verschlossen sein.

Wie Fig. 3 zeigt, sind die Hydropumpen 14, die aus einem Tank 22 über ein Filter 24 ansaugen, mit ihrer Ausgangsseite über ein Rückschlagventil mit der Einspeiseleitung 1 8 verbunden. Der Tank 22 mit Belüftungsfilter 28 kann für sämtliche Einzelaggregate 2 gemeinsam sein. Die Ausgangsseite der Hydropumpen 14 ist über ein Druckbegrenzungsventil 30 und eine Rücklaufleitung 32 zum Tank 22 hin abgesichert. Die Schaltventile 15, 1 6 und 1 7 sind jedes durch ein 2/2-Wegeventil gebildet, das elektromagnetisch betätigbar und im nicht betätigten Zustand in die Sperrsteilung vorgespannt ist. Wie die Fig. 3 zeigt, sind die Schaltventile 15, 16, 1 7 in die Einspeiselei tung 1 8 so eingefügt, dass sie den jeweils angeschlossenen Abschnitt der Einspeiseleitung 18 über die Fluidverbindung 20 mit dem Abschnitt der Einspeiseleitung 1 8 des in der Verkettung nachfolgenden Funktionsblocks 3, 4, 5 verbinden oder trennen. Bei dieser Anordnung sind bei gesperrten Schaltventilen 1 5, 1 6, 1 7 die in den Funktionsblöcken 3, 4 und 5 verlau fenden Abschnitte der Einspeiseleitung 1 8 lediglich von einer Hydropumpe 14 versorgbar, nämlich der in dem betreffenden Block 3, 4, 5 befindlichen Hydropumpe 14. Bei Öffnen des Schaltventils 1 5 sind die Funktionsblöcke 3 und 4 zusammengeschaltet, d.h. die Einspeiseleitung 18 ist in beiden Lei tungsabschnitten von Funktionsblock 3 und Funktionsblock 4 von den Hyd- ropumpen 14 beider Blöcke 3 und 4 versorgbar, während die Einspeiselei tung 18 im Funktionsblock 5 weiterhin nur von der in diesem Funktions block 5 befindlichen Hydropumpe 14 versorgbar ist. Wird das Schaltventil 1 6 geöffnet, ist auch die Hydropumpe 14 des Funktionsblocks 5 zugeschal tet, so dass, solange Schaltventil 1 5 ebenfalls geöffnet ist, alle drei Hydro- pumpen 14 der Einspeiseleitung 18 zugeschaltet sind. Bei Sperren des Schaltventils 15 bleiben wiederum die Hydropumpen 14 aus den Funkti onsblöcken 4 und 5 dem in ihnen verlaufenden Abschnitt der Einspeiselei tung 1 8 zugeschaltet, solange das Schaltventil 1 6 geöffnet bleibt.

Für die Versorgung von Verbrauchern, wie nicht gezeigte Arbeitszylinder, Fahrantriebe oder Aktoren anderer Art durch die Einzelaggregate 2, weisen die Funktionsblöcke 3, 4 und 5 je eine Ventileinrichtung 34 auf, mittels deren Nutzanschlüsse A und B mit der Einspeiseleitung 1 8 oder mit der Rücklaufleitung 32 verbindbar sind. Die Ventileinrichtungen 34 weisen ein 4/3-Wegeschaltventil 36 auf, das elektromagnetisch betätigbar ist und des sen eingangsseitigen Anschlüsse mit der Einspeiseleitung 1 8 und der Rück laufleitung 32 verbunden sind. Von den ausgangsseitigen Anschlüssen des Wegeschaltventils 36 ist der eine über ein hydraulisch entsperrbares Rück- schlagventil 38 mit dem Nutzanschluss A und der andere über ein hydrau lisch entsperrbares Rückschlagventil 40 mit dem Nutzanschluss B in Ver bindung. Die Rückschlagventile 38 und 40, die in Richtung auf das Wege schaltventil 36 sperren, sind miteinander so verschaltet, dass sie durch an einem oder am anderen Ausgangsanschluss des Wegeschaltventils 36 an stehenden Versorgungsdruck öffnen. Die Rückschlagventils 38, 40 bilden dadurch eine Sicherheitsschaltung, die bei fehlendem Versorgungsdruck einen Rückstrom von den Verbrauchern und damit einen möglicherweise sicherheitsgefährdenden Funktionsverlust verhindert.

Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Längsverkettung der Einze Aggrega te 2 ist ein Baukastensystem realisierbar, bei dem, je nach Trennen von Funktionsblöcken 3, 4, 5 von der Einspeiseleitung 18 oder dem Zuschalten zur Einspeiseleitung 18 jeweilige Verbraucher in unterschiedlicher Weise versorg- und antreibbar sind. Beispielsweise sind verschiedene Aktoren gleichzeitig im Eil- oder Schleichgang betreibbar. In Fall einer hohen Leis tungsanforderung sämtlicher Aktoren steht durch Zusammenschalten aller Einze Aggregate 2 die gesamte Förderleistung der Hydropumpen 14 zur Ver fügung. Ein für Schleichgang-Betrieb vorgesehenes Einzelaggregat 2 kann mit Vorteil mittels Frequenzsteuerung des Elektromotors 12 in der Leistung feinjustierbar ausgelegt sein, während weitere Elektromotoren 12, bei spielsweise gemeinsam, mit weniger aufwendiger Steuerung betreibbar sind.