Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb, der insbesondere zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, vorge- sehen ist und die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.

Aus der WO 2012/125798 A1 ist ein hydrostatischer Antrieb bekannt, der eine Hydromaschine aufweist, die im Betrieb als Hydromotor eine Brenn- kraftmaschine starten und im Betrieb als Pumpe einen hydropneumatischen Hochdruckspeicher laden und weitere hydraulische Verbraucher mit Druckmittel versorgen kann.

Die Hydromaschine ist mittels einer hydraulischen Versteilvorrichtung in ih- rem Hubvolumen von einem maximalen positiven Hubvolumen über ein Hubvolumen null zu einem maximalen negativen Hubvolumen verstellbar, wobei bei positivem Hubvolumen ein Pumpenbetrieb und bei negativem Hubvolumen ein Motorbetrieb vorliegen möge. Das Hubvolumen ist dabei die Druckmittelmenge, die pro Umdrehung einer Triebwelle von der Hydromaschine gefördert oder geschluckt wird. Für den Betrieb als Hydromotor ist die Hydromaschine aus dem Hochdruckspeicher über eine Druckleitung, die zwischen einem Druckanschluss der Hydromaschine und dem Hochdruckspeicher verläuft, mit Druckmittel versorgbar. Ein Speicherabsperrventil mit einer ersten Stellung und mit einer zweiten Stellung ist in der Druckleitung ange- ordnet, wobei das eine fluidische Verbindung vom Hochdruckspeicher zur Hydromaschine in der ersten Stellung offen und in der zweiten Stellung ab- gesperrt ist. Das Speicherabsperrventil ist in Abhängigkeit von den Signalen eines elektronischen Steuergeräts betätigbar.

Eine hydraulische Versteilvorrichtung für das Hubvolumen einer hydrostati- sehen Maschine weist üblicherweise einen oder mehrere Stellkolben, an die Stellkammern angrenzen und zumindest eine Rückstellfeder auf, unter deren Wirkung bei Wegfall einer Druckbeaufschlagung der Stellkammern die Hyd- romaschine auf ein vorbestimmtes Hubvolumen gestellt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen hydrostatischen Antrieb zum Starten einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem die Hydroma- schine schnell und ohne übermäßige Belastung der Bauteile aus dem Verstellbereich mit einem negativen Hubvolumen verstellt werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydrostatischen Antrieb, der die Merkmale aus dem Patentanspruch 1 aufweist.

Bei einem erfindungsgemäßen hydrostatischen Antrieb gibt bei einer Verstellung der Hydromaschine von einem negativen Hubvolumen zu einem positi- ven Hubvolumen das elektronische Steuergerät dann ein Signal zum Umschalten des Speicherabsperrventils von der ersten Stellung in die zweite Stellung, dass das Speicherabsperrventil erst bei einem Hubvolumen null oder bei einem positiven Hubvolumen der Hydromaschine in die zweite Stellung umschaltet. Dadurch ist sichergestellt, dass während der Zeit, die die Verstellung vom maximalen negativen Hubvolumen bis zum Hubvolumen null beansprucht, noch eine fluidische Verbindung vom Druckanschluss der Hydromaschine zum Hochdruckspeicher besteht. Damit ist sichergestellt, dass die Hydromaschine die Druckleitung nicht leersaugt und dass somit keine Kavitation auftritt, die zur Beschädigung von Bauteilen führen könnte. Je nach Art der Versteileinrichtung kann nun auch der Druck in der Druckleitung dazu benutzt werden, um eine Stellkammer mit Druck zu beaufschlagen, de- ren Druckbeaufschlagung im Sinne einer Verstellung von einem negativen Hubvolumen in Richtung Hubvolumen null wirkt, so dass nicht nur die Kraft einer Rückstellfeder der Versteileinrichtung, sondern auch eine Druckkraft für die Rückstellung der Hydromaschine aus dem Bereich mit negativem Hubvo- lumen genutzt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung kann man abhängigen Patentansprüchen entnehmen. Es sind verstellbare Hydromaschinen bekannt, die eine Versteilvorrichtung aufweisen, die eine erste an einen ersten Stellkolben angrenzende Stellkammer, für die ein eine Verstellung in Richtung maximalem negativen Hubvolumen bewirkender Zufluss und ein Abfluss von Druckmittel durch eine Ventilanordnung steuerbar ist, eine zweite an einen zweiten Stellkolben an- grenzende Stellkammer, die mit der Druckleitung fluidisch verbunden ist und die sich bei einer Verstellung in Richtung maximalem negativen Hubvolumen verkleinert und bei einer Verstellung in Richtung maximalem positiven Hubvolumen vergrößert, und eine Rückstellfeder umfasst, die Richtung maximalem positiven Hubvolumen wirkt. Eine solche Hydromaschine ist, wenn die Stellkammern von Druck entlastet sind, auf das maximale positive Hubvolumen gestellt. Durch Zufluss von Druckmittel in die an den ersten Stellkolben, dessen Wirkfläche größer ist als die Wirkfläche des zweiten Stellkolbens, angrenzende Stellkammer kann die Hydromaschine von maximalem positiven Hubvolumen über ein Hubvolumen null bis zu einem maximalen negati- ven Hubvolumen verstellt werden. Hier steht also in der zweiten Stellkammer immer der in der Druckleitung anstehende Druck an, so dass bei Aufrechterhaltung eines Drucks in der Druckleitung während der Rückstellung der Hydromaschine aus dem Motorbetrieb ohne weitere Steuerung durch ein Ventil eine Druckkraft zur Rückstellung beiträgt. Die Ventilanordnung zur Steuerung des Zuflusses zur und des Abflusses von Druckmittel aus der ersten Stellkammer umfasst bevorzugt ein Steuerventil, über das für eine Verstellung zu negativem Hubvolumen der ersten Stellkammer unabhängig vom Arbeitsanschluss der Hydromaschine aus einer Druckmittelquelle, insbesondere aus dem Hochdruckspeicher mit Druckmittel versorgbar ist.

Für den Betrieb der Hydromaschine als Pumpe umfasst die Ventilanordnung ein hydraulisches Regelgerät, das zusätzlich zu dem Steuerventil vorhanden ist. Für das Zusammenwirken mit dem hydraulischen Regelgerät und mit dem Hochdruckspeicher ist das Steuerventil ein 3/2-Wegeventil mit einem ersten Anschluss, der mit einem Stelldruckausgang des hydraulischen Regelgeräts fluidisch verbunden ist, mit einem zweiten Anschluss, der mit der Druckmittelquelle fluidisch verbunden ist, und mit einem dritten Anschluss, der mit der ersten Stellkammer verbunden ist, und wobei das Steuerventil eine erste Stellung, in der der Ausgang mit dem der erste Eingang fluidisch verbunden und der zweite Eingang abgesperrt ist, und eine zweite Stellung aufweist, in der der Ausgang mit dem zweiten Eingang verbunden und der erster Eingang abgesperrt ist. Somit ist das hydraulische Regelgerät in der ersten Stellung des Steuerventils fähig, das Hubvolumen der Hydromaschine zu beeinflussen, während es in der zweiten Stellung des Steuerventils unwirksam ist.

Insbesondere ist das hydraulische Regelgerät ein Load-Sensing (LS-) Regel- ventil, das im Sinne eines Druckmittelzuflusses zur ersten Stellkammer der Versteilvorrichtung vom Druck in der Druckleitung und im Sinne eines

Druckmittelabflusses aus der ersten Stellkammer von einer Regelfeder und einem LS-Steuerdruck, der an einem LS-Anschluss (X) ansteht, beaufschlagt wird, und wobei noch bei negativem Hubvolumen der Hydromaschine ein LS- Steuerdruck an den LS-Anschluss des Load-Sensing(LS)-Regelventils gegeben wird. Durch entsprechende Wahl des LS-Steuerdrucks, zumindest des LS-Steuerdrucksignals, das den LS-Steuerdruck vorgibt, kann erreicht werden, dass die Hydromaschine einerseits noch schnell aus dem Bereich mit negativem Hubvolumen, aber nicht bis zu maximalem positiven Hubvolumen verstellt wird. Dadurch wird erreicht, dass die Brenn kraftmasch ine nach dem Starten durch die Hydromaschine nicht unnötigerweise belastet wird und schnell auf die Leerlaufdrehzahl hochlaufen kann.

Vorteilhafterweise wird das Load-Sensing (LS-) Regelventil schon mit einem LS-Steuerdruck beaufschlagt, während sich das Steuerventil noch in seiner zweiten Stellung befindet. Solange sich das Steuerventil noch in seiner zweiten Stellung befindet, bleibt die Beaufschlagung des LS-Regelventils ohne Einfluss, da sein Steuerausgang nicht mit der ersten Stellkammer verbunden ist. Bevorzugt wird der LS-Steuerdruck sogar dem Speicherdruck nachgeführt, solange das Steuerventil seine zweite Stellung einnimmt. Im Moment des Umschaltens des Steuerventils steht dann ein geeigneter LS- Steuerdruck schon an, ohne dass noch eine Steuerleitung gefüllt oder ein beweglicher Steuerkörper eines Ventils einen großen Weg machen muss.

Vorteilhafterweise ist der LS-Steuerdruck etwa um das Druckäquivalent der Regelfeder niedriger ist als der Druck in der Druckleitung, wenn die Hydromaschine beim Zurückschwenken vom maximalen negativen Hubvolumen das Hubvolumen null erreicht, so dass die Hydromaschine über das Hubvolumen null, aber nicht bis zu maximalem positiven Hubvolumen verstellt wird. Abweichungen des LS-Steuerdrucks von dem genauen Wert, der sich aus der Differenz des Drucks in der Druckleitung und dem Druckäquivalent der Regelfeder ergibt, werden bei einem nur wenig vom Hubvolumen null abweichenden Hubvolumen ausgeglichen, zumal nach dem Nulldurchgang des Hubvolumens der Hydrospeicher von der Hydromaschine getrennt ist und nur noch der Druck in der Druckleitung, die eine geringe hydraulische Kapa- zität hat, verändert werden muss. Bevorzugt wird schon ein LS-Steuerdruck an den LS-Anschluss des Load- Sensing (LS)-Regelventils gegeben wird, wenn sich das Steuerventil noch in seiner zweiten Stellung befindet, wobei der LS-Steuerdruck zunächst mit einer festen Druckdifferenz unterhalb des Drucks im Hochdruckspeicher dem sinkenden Speicherdruck folgt und wobei zumindest das LS-

Steuerdrucksignal, das den LS-Steuerdruck vorgibt, konstant gehalten wird, wenn das Steuerventil von seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung geschaltet wird. Es kann dabei passieren, dass der LS-Steuerdruck nicht dem vom LS-Steuerdrucksignal vorgegebenen Wert entspricht, weil das LS- Steuerdrucksignal vom Speicherdruck abgeleitet wird und der Druck an der Stelle des Fluidpfads zwischen den Hochdruckspeicher und der Hydroma- schine , an der das Steueröl für die Generierung des LS-Steuerdrucks entnommen wird, wegen der Druckverluste zwischen dem Hochdruckspeicher und der Hydromaschine aufgrund der Fluidströmung niedriger ist als der ge- wünschte LS-Steuerdruck. Der aktuelle LS-Steuerdruck kann aber nicht höher sein als der Druck, aus dem er generiert wird. Es nimmt also dann der LS-Steuerdruck mit dem Druck im Fluidpfad weiter ab, obwohl das LS- Steuerdrucksignal konstant gehalten wird. Ist im Moment des Umschaltens des Steuerventils der aktuelle LS-Steuerdruck gleich dem oder um weniger als das Druckäquivalent der Regelfeder kleiner als der Druck, der in Gegenrichtung auf das LS-Regelventil wirkt, so befindet sich dieses in einer Stellung, in der die erste Stellkammer mit Tank verbunden ist. Die Hydromaschine wird dann sehr schnell aus dem Bereich negativen Hubvolumens in Richtung Hubvolumen null verstellt. Sollte aufgrund besonderer Umstände im Moment des Umschaltens des Steuerventils der aktuelle LS-Steuerdruck um mehr als das Druckäquivalent der Regelfeder kleiner als der Druck sein, der in Gegenrichtung auf das LS-Regelventil wirkt, so befindet sich dieses zunächst noch in einer Stellung, in der die erste Stellkammer mit der Druckleitung verbunden ist. Die Hydromaschine verbleibt dann etwas länger im Mo- torbetrieb. Der Druck in der Druckleitung und im Hochdruckspeicher fällt ab, so dass das LS-Regelventil in die Stellung kommt, in der die erste Stellkammer zum Tank entlastet ist.

Es hat sich herausgestellt, dass die Hydromaschine schnell zurückschwenkt und nicht zu großen positiven Hubvolumina ausschwenkt, wenn die feste Differenz zwischen dem Speicherdruck und dem LS-Steuerdrucksignal etwa 1 ,75 mal so groß ist wie das Druckäquivalent der Regelfeder des LS- Regelventils. Es ist möglich, das hydrostatische Antriebssystem nur in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hydromaschine und vom Druck im Hochdruckspeicher, der mit einem Druckaufnehmer erfasst wird, zu steuern.

Eine genauere Steuerung und eine schnellere Rückstellung erscheint mög- lieh, wenn die Hydromaschine mit einem Aufnehmer für das Hubvolumen ausgestattet ist und wenn nach dem Umschalten des Steuerventils von der zweiten Stellung in die erste Stellung die Höhe des LS-Steuerdrucks, zumindest des LS-Steuerdrucksignals, in Abhängigkeit vom Speicherdruck und von der Größe des negativen Hubvolumens oder der Änderung des negativen Hubvolumens bestimmt wird.

Ist ein Aufnehmer für das Hubvolumen vorhanden, so kann nach dem Umschalten des Steuerventils von der zweiten Stellung in die erste Stellung, also nach dem Ende des Startvorgangs, das Speicherabsperrventil in Abhän- gigkeit von der Größe des erfassten Hubvolumens von der ersten Stellung in die zweite Stellung umgeschaltet werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebs ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand der einzigen Figur dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Schaltplan des Ausführungsbeispiels.

Der in der Figur 1 als Schaltplan dargestellte hydrostatische Antrieb dient außer zum Starten eines Dieselmotors auch zum Lenken und zum Betätigen einer Ausrüstung einer mobilen Arbeitsmaschine und umfasst eine hydrostatische Lenkung 1 und weitere hydraulische Verbraucher 2 umfasst. Der Antrieb wird in Kombination mit einem Dieselmotor 4 verwendet, dessen Drehzahl durch einen nicht näher dargestellten Drehzahlsensor erfasst wird und dessen Kurbelwelle 6 an eine Triebwelle 8 einer in ihrem Hubvolumen über ein Hubvolumen null zwischen positiven Hubvolumina und negativen Hubvolumina verstellbaren Hydromaschine 10 gekoppelt ist, die als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauart ausgebildet ist. Die Schrägscheibe ist dabei das Hubsteuerelement, das durch seine Position das Hubvolumen der Hydromaschine zwischen einem maximalen positiven und einem maximalen ne- gativen Hubvolumen bestimmt. Eine derartige Axialkolbenmaschine wird auch als durchschwenkbare Axialkolbenmaschine bezeichnet. Deren Gehäuse 12 hat einen Tankanschluss T und einen Druckanschluss P, wobei diese beiden Anschlüsse T und P dauerhaft und eindeutig Hochdruck und Tankdruck zugeordnet sind. Die Durchschwenkbarkeit ermöglicht es, die Hydro- maschine 10 unter Beibehaltung der Drehrichtung bei positiven Hubvolumina in einem Pumpenbetrieb, in der sie über den Tankanschluss T Druckmittel aus einem Tank 13 ansaugt und in den Druckanschluss P abgibt, und bei negativen Hubvolumina in einem Motorbetrieb zu betreiben, in dem Druckmittel dem Druckanschluss P von einer Druckmittelquelle zufließt, das über dem Tankanschluss T in den Tank 13 abströmt.

Der Druckanschluss P ist über eine verzweigte Druckleitung 14 mit der Lenkung 1 , mit den weiteren Verbrauchern 2 und mit einem Hochdruckspeicher 16 verbunden. Dazu hat die Druckleitung 14 eine Verzweigung 18.1m Fol- genden soll jeweils von einem Hochdruckspeicher die Rede sein, auch wenn wie gezeigt mehrere Hochdruckspeicher parallel zueinander geschaltet sind. Zwischen der Verzweigung 18 einerseits und der Lenkung 1 und den weiteren Verbrauchern 2 andererseits ist ein Verbraucherabsperrventil 20 vorgesehen, das als 2/2-Wege-Schaltventil ausgebildet ist. Es verbindet in einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung die Lenkung 1 und die weite- ren Verbraucher 2 mit dem Druckanschluss der Hydromaschine 10 und dem Hochdruckspeicher 16, während es in einer betätigten Schaltstellung die Druckleitung 14 zur Lenkung 1 und zu den Verbrauchern 2 hin absperrt.

Der Druck am Druckanschluss P sei im Folgenden als Pumpendruck be- zeichnet. Er kann, auch wenn die Verbindung zwischen der Hydromaschine und dem Hochdruckspeicher offen ist, aufgrund von Strömungsverlusten vom Speicherdruck abweichen.

Zwischen der Verzweigung 18 und dem Hochdruckspeicher 16 ist in der Druckleitung 14 ein Speicherabsperrventil 22 vorgesehen, das in einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung in Flussrichtung vom Hochdruckspeicher 16 zu der der Verzweigung 18 und der Hydromaschine 10 sperrt und das in einer betätigten Schaltstellung die fluidische Verbindung zwischen dem Hochdruckspeicher 16 und der Hydromaschine 10 öffnet. Ein Druckmit- telfluss von der Hydromaschine 10 zum Hochdruckspeicher 16 ist in der Grundstellung des Speicherabsperrventils 22 möglich

Die als durchschwenkbare Axialkolbenmaschine ausgebildete Hydromaschine 10 besitzt eine Versteilvorrichtung, die im Wesentlichen einen ersten Stellkolben 26 aufweist, der gegen einen zweiten Stellkolben 28 und eine Rückstellfeder 29 wirkt. Die Wirkfläche des ersten Stellkolbens 26 ist größer als die Wirkfläche des zweiten Stellkolbens 28. Der Stellkolben 26 begrenzt eine Stellkammer 30. Gesteuert über eine Ventilanordnung 31 kann Druckmittel über einen Kammeranschluss 32 der Stellkammer 30 zugeführt und aus der Stellkammer 30 abgelassen werden. Der zweite Stellkolben 28 begrenzt eine Stellkammer 33, die innerhalb des Gehäuses 12 dauernd mit dem Druckanschluss P fluidisch verbunden ist. Im Stillstand der Hydromaschine bauen sich die Drücke in der Stellkammer 30 und in der Druckleitung 14 durch Leckage verhältnismäßig schnell ab, so dass die Hydromaschine durch die Rückstellfeder 29 auf maximales positives Hubvolumen gestellt wird. Bei einer Befüllung der Stellkammer 30 wird die Hydromaschine 10 vom maximalen positiven Hubvolumen zu kleineren positiven Hubvolumina zurückgeschwenkt. Bei einer weitergehenden Befüllung der Stellkammer 30 wird die Hydromaschine 10 über ein Hubvolumen null verschwenkt und danach zu negativen Hubvolumina bis zu einem maximalen negativen Hubvo- lumen verstellt.

Die Ventilanordnung 31 umfasst drei 3/2- Proportional-Wegeventile, nämlich ein Load-Sensing-Regelventil (LS-Regelventil) 40, ein Druckregelventil 39, das zusammen mit dem LS-Regelventil 40 auch als im folgenden mit der Be- zugszahl 45 versehener Druck-Förderstromregler bezeichnet wird und das auf einen über den üblicherweise auftretenden Lastdrücken und über dem maximalen Ladedruck des Hochdruckspeichers 16 liegenden Druck eingestellt ist, sowie ein als Schaltventil ausgebildetes Steuerventil 48. Das Druckregelventil 39 besitzt einen ersten Anschluss, der über eine Entlastungslei- tung mit dem Tank 13 verbindbar ist. Ein zweiter Anschluss des Druckregelventils 39 liegt an dem Druckanschluss P. Der dritte Anschluss, der mit dem ersten Anschluss oder mit dem zweiten Anschluss verbindbar ist, ist über einen stellkammerseitigen Anschluss 46 des Druck-Förderstromreglers 45 mit der Stellkammer 30 am Stellkolben 26 verbindbar. Ein erster Anschluss des LS-Regelventils 40 liegt an der Entlastungsleitung, ein zweiter Anschluss an dem Druckanschluss P. Der dritte Anschluss des LS-Regelventils 40 ist mit dessen ersten oder zweiten Anschluss verbindbar und dauernd mit dem ersten Anschluss des Druckregelventils 39 verbunden. Ein nicht näher dargestellter Schieber des Druckregelventils 39 wird von einer Druckfeder im Sinne einer Verbindung der Stellkammer 30 mit dem dritten Anschluss des LS-Regelventils und vom Pumpendruck im Sinne einer Verbindung der Stell- kammer mit dem Druckanschluss P beaufschlagt. Ein nicht näher dargestellter Schieber des LS-Regelventils 40 wird im Sinne Verbindung des dritten Anschlusses mit dem ersten Anschluss und damit mit der Entlastungsleitung von einer Regelfeder 41 und von dem am LS-Anschluss X anstehenden LS- Druck und im Sinne einer Verbindung des dritten Anschlusses mit dem zweiten Anschluss und damit mit dem Druckanschluss P beaufschlagt. Am

Schieber des Ventils 40 herrscht ein Kräftegleichgewicht, wenn zwischen dem Pumpendruck und dem LS-Druck eine Differenz besteht, die der Kraft der Regelfeder 41 entspricht. Üblicherweise liegt die Differenz zwischen 10 bar und 25 bar. Diese Differenz wird auch als Druckäquivalent der Regelfeder oder als Pumpen-Δρ bezeichnet. Vorliegend möge das Pumpen-Δρ 22 bar betragen.

Der LS-Druck ist der höchste Lastdruck von gleichzeitig betätigten Verbrau- ehern 1 und 2 oder ein vorgegebener LS-Steuerdruck. Der höchste Lastdruck der Verbraucher 1 und 2 wird über eine Wechselventilkette mit dem Wechselventil 54 als letztem Kettenglied abgegriffen und in eine gemeinsame LS- Meldeleitung 36 dieser Verbraucher gemeldet. Die Höchstdruckauswahl zwischen dem höchsten Lastdruck der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 und dem vorgegebenen LS-Steuerdruck wird durch ein Wechselventil 38 getroffen, an dessen ersten Eingang der höchste Lastdruck der Verbraucher 1 und 2 ansteht, dessen zweiten Eingang über ein LS-Ventil 44 mit der Druckleitung 14 verbindbar ist und dessen Ausgang mit dem LS-Anschluss X am Druck-Förderstromregler 45 verbunden ist. Zwischen dem zweiten Eingang des ersten Wechselventils 38 und dem LS-Ventil 44 ist eine Düse angeordnet. Diese Düse kann auch entfallen.

In einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung des LS-Ventils 44 ist der zweite Eingang des Wechselventils 38 zur Druckleitung 14 abgesperrt und mit Tank verbunden. Durch Bestromung eines ziehenden Elektromagneten gerät das LS-Ventil 44 in eine Schaltstellung, in der der Druck der Pum- penleitung 14 an den zweiten Eingang des das Wechselventil 38 und, wenn dieser Druck höher als der Druck am ersten Eingang des Wechselventils 38 ist, an den Ausgang diese Wechselventils gegeben wird. In eine vom Ausgang des Wechselventils 38 zum LS-Anschluss X des Druck- Förderstromreglers 45 führende LS-Meldeleitung 56 ist eine Düse 64 eingefügt. Zwischen dieser Düse und dem LS-Anschluss X des Druck- Förderstromreglers 45 ist ein proportionalverstellbares Druckbegrenzungsventil 62 an die LS-Meldeleitung 56 angeschlossen, dessen Ausgang mit Tank verbunden ist. Die Druckeinstellung des Druckbegrenzungsventils ist durch einen Proportionalelektromagneten stetig zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert von zum Beispiel 300 bar veränderbar. Das Druckbegrenzungsventil 62 ist ein solches mit fallender Kennlinie, der Druckeinstellwert nimmt also mit zunehmender Bestromung des Elektromagneten ab. Mit Hilfe der Düse 64 und des Druckbegrenzungsventils 62 kann in die LS-Meldeleitung aus dem in der Druckleitung 14 anstehenden Pumpendruck ein LS-Steuerdruck erzeugt werden, der niedriger als der Pumpendruck ist.

Das Steuerventil ist konstruktiv zwischen dem Druck-Förderstromregler 45 und dem Gehäuse 12 der Hydromaschine 10 eingefügt. Es besitzt einen ersten Anschluss 66, der über eine Leitung 67 mit einem Abschnitt der Pumpenleitung 14 verbunden ist, der das Speicherabsperrventil 22 mit dem Hochdruckspeicher 16 verbindet. Ein zweiter Anschluss des Steuerventils 48 ist mit dem stellkammerseitigen Anschluss 46 des Druck-Förderstromreglers 45 verbunden. Ein dritter Anschluss des 3/2-Wegeventils ist mit dem Kammer- anschluss 32 der Stellkammer 30 verbunden.

In einer durch eine Feder vorgespannten Grundstellung des Steuerventils 48 ist der Anschluss 66 des Steuerventils 48 abgesperrt. Der Anschluss 46 des Druck-Förderstromreglers 45 ist über das Steuerventil 48 mit dem Kammer- anschluss 32 verbunden, so dass der Druck-Förderstromregler 45 die die Hydromaschine 10 regeln kann. Durch ein durch einen ziehenden Elektromagneten bewirktes Umschalten des Steuerventils 48 in seine Schaltstellung wird der zweite Anschluss und damit Anschluss 46 des Druck- Förderstromreglers 45 abgesperrt und der Hochdruckspeicher 16 mit dem Kammeranschluss 32 verbunden.

Die Ventile 20, 22, 38, 44, 54, 62 und 64 sind zu einem Start-Stopp- Ventilblock 52 zusammengefasst. An diesem Ventilblock 52 sitzen darüber hinaus ein Drucksensor 75, mit dem der in dem Hochdruckspeicher 16 herr- sehende Speicherdruck erfasst wird, und ein Temperatursensor 76, mit dem die Temperatur des Druckmittels erfasst wird.

Die Stopp-Funktion des Dieselmotors 4 und die Startfunktion des hydrostatischen Antriebs werden durch eine elektronische Steuereinheit 80 gesteuert, die über eine elektrische Leitung 81 mit dem Drucksensor 75, mit einer elektrischen Leitung 82 mit dem Elektromagneten des Druckbegrenzungsventils 62, mit einer Mehrzahl von Leitungen 83 mit elektrischen Komponenten am Dieselmotor 4 sowie mit weiteren elektrischen Leitungen mit den elektromagnetisch betätigbaren Ventilen 20, 22, 44 und 48 sowie diversen weiteren Sensoren verbunden ist.

Bei laufendem Dieselmotor nehmen die Ventile 20, 22, 44 und 66 die in der Zeichnung gezeigten Stellungen ein. Das Verbraucherabsperrventil 20 erlaubt somit die Versorgung der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 mit Druckmittel. Das LS-Ventil entlastet den zweiten Eingang des Wechselventils 38 zum Tank, so dass am Ausgang des Wechselventils und damit am LS- Anschluss X des Druck-Förderstromreglers 45 der höchste Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher 1 und 2 ansteht. Der Elektromagnet des Druckbegrenzungsventils 62 ist derart bestromt, dass das Druckbegren- zungsventil auf etwa 210 bar eingestellt ist. Das Druckbegrenzungsventil 62 begrenzt somit für den load-sensing-geregelten Betrieb der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 den LS-Steuerdruck auf etwa 210 bar und den um das Pumpen-Δρ von 22 bar höheren Pumpendruck auf etwa 230 bar. Mit dem Druckbegrenzungsventil 62 wird somit die sogenannte Druckabschneidung für den load-sensing-geregelten Betrieb der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 realisiert. Das Steuerventil verbindet den stell kammerseitigen An- schluss 46 des Druck-Förderstromreglers 45 mit der Stellkammer 30. Insgesamt ist somit in bekannter Weise eine Versorgung der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 mit Druckmittel gemäß einer Load-Sensing-Regelung mit einer Begrenzung des Pumpendrucks durch das Druckbegrenzungsventil 62 möglich. Dabei wird der Hochdruckspeicher über das Speicherabsperrventil 22 und dessen Rückschlagventilfunktion auf den höchsten während der Betätigung der hydraulischen Verbraucher auftretenden Pumpendruck aufgeladen. Dieser höchste auftretende Pumpendruck ist allerdings wegen der Druckbegrenzung für die Verbraucher durch sogenannte Sekundärdruckbegren- zungsventile niedriger als der für ein Starten des Dieselmotors notwendige Speicherdruck. Wird deshalb eine Situation festgestellt, die ein Ausschalten (Stoppen) des Dieselmotors angezeigt erscheinen lässt eine Situation, in der zwar keiner der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 betätigt wird, der Dieselmotor aber aus sonstigen Gründen nicht ausgeschaltet werden soll, so wird zunächst das Verbraucherabsperrventil 20 geschlossen und dann der Hochdruckspeicher auf den gewünschten Ladedruck aufgeladen. Dazu wird das LS-Ventil 44 in die Schaltstellung gebracht, in der der zweite Eingang des Wechselventils 38 mit der Druckleitung 14 verbunden ist. Das Druckbegrenzungsventil 62 wird durch eine entsprechend Bestromung des zugehörigen Elektromagneten durch das elektronische Steuergerät 80 auf einen Druckwert eingestellt, der um das Pumpen-Δρ unter dem durch den Drucksensor 75 erfassten und an das Steuergerät 80 gemeldeten Speicherdruck liegt. Wegen der Düse 64 steht dann der am Druckbegrenzungsventil eingestellte Druck am LS-Anschluss X des Druck-Förderstromreglers 45 an. Ausgehend von dem anfänglichen Druckwert wird nun durch eine rampenartige Verringerung des durch den Elektromagneten fließenden Stroms der Einstelldruck am Druckbegrenzungsventil 62 allmählich erhöht. Durch den Grad der zeitlichen Änderung des Einstelldrucks lässt sich über das LS-Regelventil ein Volu- menstrom der als Pumpe arbeitenden Hydromaschine 10 einstellen, mit dem der Hochdruckspeicher 16 geladen wird. Ist der gewünschte Speicherdruck zum Beispiel 292 bar, so wird der Druckeinstellwert des Druckbegrenzungsventils 62 nicht mehr weiter erhöht, wenn dort 270 bar erreicht sind. Das LS- Ventil 44 wird wieder in sein Ruhestellung gebracht, das Druckbegrenzungs- ventil 62 kann kurzzeitig maximal bestromt werden, um den Druckabbau in der LS-Meldeleitung 56 über den Abbau über interne Leckagen oder eine in Figur 1 nicht eingezeichnete Düse oder ein Stromregelventil zum Tank zu beschleunigen. Wird der Dieselmotor nun nicht ausgeschaltet, so stellt sich die Hydromaschine 10 im Pumpenbetrieb so ein, dass in der Druckleitung 14 nur noch der Stand-By-Druck von 22 bar, der gleich dem Pumpen-Δρ ist, aufrechterhalten wird. Wird der Dieselmotor ausgeschaltet, gerät natürlich auch die Hydromaschine 10 außer Betrieb und wird durch die Rückstellfeder 29 auf maximales positives Hubvolumen verstellt. Der Hochdruckspeicher 16 ist auf den maximalen Speicherdruck, zum Beispiel 292 bar aufgeladen.

Soll der Dieselmotor wieder gestartet werden, so werden zunächst nur das Verbraucherabsperrventil 20 und das Steuerventil 48 betätigt. Letzteres wird in die Stellung gebracht, in der die Stellkammer 30 über das Steuerventil 48 und die Leitung 67 mit dem Hydrospeicher 16 verbunden ist. Die Stellkammer 30 wird also mit dem Speicherdruck beaufschlagt, so dass die Hydromaschine vom maximalen positiven Hubvolumen über null Hubvolumen zum maximalen negativen Hubvolumen verstellt wird. Die durch den Speicher- druck am Stellkolben 26 erzeugte Kraft muss dabei nur gegen die Kraft der Rückstellfeder 29 arbeiten, da in der Stellkammer 33 der am Druckanschluss P der Hydromaschine 10 herrschende Tankdruck ansteht. Die Verstellung geschieht also besonders schnell.

Erst wenn die Hydromaschine 10 negatives Hubvolumen erreicht hat und damit sichergestellt ist, dass sie nicht in einem Motorbetrieb entgegen der normalen Drehrichtung auf die Brennkraftmaschine 4 ein Drehmoment aufbringen kann, insbesondere dann wenn die Hydromaschine bei maximalem negativem Hubvolumen steht, wird das Speicherabsperrventil 22 in die Stellung gebracht, in der ein Druckmittelfluss vom Hydrospeicher 16 zum Druck- anschluss P der Hydromaschine 10 möglich ist. Ist die Hydromaschine mit einem Positionssensor ausgestattet, mit dem das Hubvolumen erfasst wird, so kann das Speicherabsperrventil 22 in Abhängigkeit von dem Signal des Positionssensors geschaltet werden. Ansonsten wird es ein gewisse Zeitspanne nach dem Steuerventil 48 geschaltet, durch die sichergestellt ist, dass ein negatives Hubvolumen, insbesondere das maximale negative Hubvolumen erreicht ist. Durch das sich in seiner Sperrstellung befindliche Verbraucherabsperrventil 20 wird sichergestellt, dass nicht versehentlich einer der hydraulischen Verbraucher 1 und 2 bewegt wird. Nach dem Öffnen des Speicherabsperrventils 44 beginnt die Hydromaschine 10, als Hydromotor die Brennkraftmachine anzutreiben. Kurz nach dem Schalten des Speicherabsperrventils 44 wird das Druckbegrenzungsventil 62 von dem Steuergerät 50 derart angesteuert, dass der Druck, auf den es eingestellt ist, um eine feste Druckdifferenz, vorliegend zum Beispiel um 35 bar, unterhalb des durch den Drucksensor 75 erfassten Speicherdrucks liegt. Die Druckdifferenz ist also etwa 1 , 6-mal so groß wie das Pumpen-Δρ. Da der Speicherdruck durch die Entnahme des über die Hydromaschine fließenden Druckmittels absinkt, wird also auch der am Druckbegrenzungsventil 62 eingestellte Druck fortlaufend erniedrigt. Es sei hier darauf hingewiesen, dass der Druck in dem Leitungsabschnitt zwischen dem Speicherabsperrventil 22 und der Hydromaschine 10 wegen des Druckabfalls über das Speicherab- Sperrventil 22 und eine eventuell zwischen dem Speicherabsperrventil und dem Hydrospeicher eingebaute Düse niedriger als der Speicherdruck ist und dass der Druckabfall mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Hydromaschine zunimmt, da die über das Speicherabsperrventil fließende Druckmittelmenge zunimmt. Die Druckdifferenz zwischen dem Speicherdruck und dem am Druckbegrenzungsventil eingestellten Druck ist nun so gewählt, dass die von dem am Druckanschluss P der Hydromaschine 10 herrschenden Druck auf das LS-Regelventil ausgeübte Kraft kleiner ist als die Summe der von dem LS-Steuerdruck ausgeübten Kraft und der Kraft der Regelfeder 41 . Das LS-Regelventil 40 befindet sich deshalb in der in der Figur gezeigten Stellung, in der der Anschluss 46 zum Tank entlastet ist.

Sobald die Brennkraftmaschine die Startdrehzahl, zum Beispiel 400 Umdrehungen pro Minute, erreicht, von der aus sie ohne weiteren Antrieb bis auf die Leerlaufdrehzahl hochläuft, wird das Steuerventil 48 wieder in sein

Grundstellung gebracht und damit die Stellkammer 30 vom Hydrospeicher 16 getrennt und mit dem Anschluss 46 des Druck-Förderstromreglers 45 verbunden. Ebenso wird ab diesem Zeitpunkt der Druckwert, auf den das Druckbegrenzungsventil 62 gerade eingestellt ist, nicht mehr weiter verän- dert. Da die Hydromaschine 10 zunächst weiter bei negativem Hubvolumen steht, ist der Druck am Hochdruckanschluss P weiterhin niedriger als der Speicherdruck. Zudem sinken der Speicherdruck und zunächst auch der Pumpendruck weiter ab. Sollte dabei der LS-Steuerdruck unter den nun am Druckbegrenzungsventil 62 eingestellten und konstant gehaltenen Wert ab- sinken, weil der Druck am Eingang des LS-Ventils 44 kleiner wird als der am Druckbegrenzungsventil 62 eingestellt Druck, so bleibt dies ohne Einfluss auf die Stellung des LS-Regelventils 40, da zwar nun die beiden an diesem Ventil anstehenden Drücke ungefähr gleich groß sein mögen, die Stellung des Ventils jedoch unter der Wirkung der Regelfeder 41 beibehalten wird. Nachdem das Steuerventil 48 in seine Grundstellung gebracht worden ist, ist also die Stellkammer 30 über das Steuerventil 48 und das LS-Regeventil 40 zum Tank entlastet und der Rückschwenkvorgang der Hydromaschine kann sofort beginnen. In der Stellkammer 33 am Stellkolben 28 steht der am Druckanschluss P herrschende Druck an. Dieser Druck wirkt zusammen mit der Rückstellfeder 29 in Richtung einer Verstellung des Hubsteuerelements in Richtung Hubvolumen null. Weil die insgesamt wirkende Rückstell kraft sehr groß ist, ist die Beschleunigung des Hubsteuerelements groß, so dass die Rückstellung mit hoher Dynamik erfolgt.

In einem zeitlichen Abstand nach der Rückkehr des Steuerventils 48 in seine Grundstellung, durch den sichergestellt ist, dass die Hydromaschine 10 zu einem positiven Hubvolumen verstellt ist, wird das Speicherabsperrventil 22 wieder in seine Grundstellung gebracht. Somit ist sichergestellt, dass wäh- rend der gesamten Rückstellphase bis zum Hubvolumen null in der Druckleitung 14 ein Druck ansteht. Damit wird Kavitation an der Hydromaschine vermieden. Zudem greift wie oben beschrieben am Hubsteuerelement eine große Kraft an. Beim Zurückschwenken der Hydromaschine 10 nimmt der Druckmittelfluss vom Hydrospeicher 16 zur Hydromaschine kontinuierlich ab und ist beim Hubvolumen null gleich null. Dementsprechend wird die Druckdifferenz zwischen dem Speicherdruck und dem Pumpendruck der Hydromaschine 10 immer kleiner und ist beim Hubvolumen null gleich null. Die während des Startvorgangs bis zum Erreichen der Startdrehzahl konstant gehaltene Druckdifferenz zwischen dem Speicherdruck und dem am Druckbegrenzungsventil eingestellten Druck ist nun so gewählt, dass der nach dem Zurückschalten des Steuerventils 48 in die Grundstellung der am Druckbegrenzungsventil nun konstant gehaltene Druckwert etwa um das Pumpen-Δρ un- ter dem Speicherdruck liegt, wenn die Hydromaschine bei der Rückstellung zum Hubvolumen null gelangt. Damit wird erreicht, dass die Hydromaschine 10 nicht auf das maximale positive Hubvolumen verstellt wird, sondern unterhalb eines positiven Hubvolumens von zum Beispiel 45 Prozent des maximalen positiven Hubvolumens verbleibt, das den Dieselmotor wieder stillstehen lassen würde. Sollte bei Erreichen des Hubvolumens null die Diffe- renz zwischen dem Pumpendruck und dem durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventil 62 vorgegebenen LS-Steuerdruck etwas kleiner als das Pumpen-Δρ sein, so wird die Hydromaschine 10 als Pumpe bei kleinem positiven Hubvolumen etwas Menge fördern, um eine dem Pumpen-Δρ entsprechende Differenz zwischen dem Pumpendruck und dem LS-Steuerdruck her- zustellen. Sollte bei der Annäherung an das Hubvolumen null die Differenz zwischen dem Pumpendruck und dem durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventil 62 vorgegebenen LS-Steuerdruck etwas kleiner als das Pumpen-Δρ sein, so wird die Hydromaschine 10 als Motor bei kleinem negativen Hubvolumen noch etwas Menge schlucken, um eine dem Pumpen-Δρ entsprechende Differenz zwischen dem Pumpendruck und dem LS- Steuerdruck herzustellen.

Es wird in jedem Fall ein Zustand erreicht, in dem die Hydromaschinel O bei einem kleinen positiven Hubvolumen gerade so viel Druckmittelmenge för- dert, dass interne Leckage ausgeglichen und ein Pumpendruck aufrechterhalten wird, der um das Pumpen-Δρ über dem durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventils 62 vorgegebenen Wert liegt. Anschließend wird die Einstellung des Druckbegrenzungsventils 62 über eine Rampe auf einen Druckwert nahe null heruntergefahren und entsprechend auch der Pumpen- druck auf einen niedrigen Stand-by Druck verringert. Danach wird das Verbraucherabsperrventil 20 in seine Durchgangsstellung gebracht.

Ein erfindungsgemäßer hydrostatischer Antrieb ist insbesondere auch in der konkreten Ausgestaltung vor allem für die Verwendung in Bussen, Schienen- fahrzeugen oder in von Zustelldiensten genutzten Fahrzeugen geeignet, also in Fahrzeugen, mit denen oft angehalten und wieder losgefahren wird. Bezugszeichenliste

1 Lenkhydraulik

2 weitere Verbraucher

4 Dieselmotor

6 Kurbelwelle

8 Triebwelle

10 Hydromaschine

12 Gehäuse

13 Tank

14 Druckleitung

16 Hochdruckspeicher

18 Verzweigung

20 Verbraucherabsperrventil

22 Speicherabsperrventil

26 erster Stell kolben

28 zweiter Stellkolben

29 Rückstellfeder

30 Stell kam mer

31 Ventilanordnung

32 Kammeranschluss

33 Stell kammer

36 LS-Meldeleitung

38 Wechselventil

39 Druckregelventil

40 LS-Regelventil

44 LS-Ventil

45 Druck-Förderstromregler

46 Anschluss von 45

48 Steuerventil

52 Start-Stopp-Ventilblock 54 Wechselventil

56 LS-Meldeleitung

62 Druckbegrenzungsventil

64 Düse

66 Anschluss von 48

67 Leitung

75 Drucksensor

76 Temperatursensor

80 Steuereinheit

81 elektrische Leitung

82 elektrischen Leitung

83 elektrische Leitungen

Tankanschluss

Druckanschluss

LS-Anschluss