DE2701509C2 - Hydraulische Steuereinrichtung für wenigstens zwei hydraulische Verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung für wenigstens zwei hydraulische Verbraucher nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Aus der FR-PS 13 88 806,2. Zusatz Nr. 92 211 ist eine derartige hydraulische Steuereinrichtung bekannt, bei der in jedem lastdruckkompensierten Wegeventil einem ersten Steuerglied für die Funktionen Richtungssteuerung und Drosselung ein zweites Steuerglied für die Funktion der Druckkompensation vorgeschaltet ist Zusätzlich sind an jedem zweiten Steuerglied Schaltmittel ausgebildet, die in eine zu einem Umschaltventil führende, verzweigte Steuerleitung geschaltet sind. Nachteilig bei dieser Steuereinrichtung ist nun, daß diese Schaltmittel an jedem zweiten Steuerglied als 3-Wegeventil ausgebildet sind. Zudem ist für die Auswahl und Weiterleitung des maximalen Lastdruckes zum Umschaltventil ein zusätzliches Steuerleitungssystem mit Wechselventil vorgesehen, in das alle zweite Steuerglieder geschaltet sind. Außerdem weist das Umschaltventil einen beidseitig über die Steuerleitungssysteme druckbeaufschlagten SteDkolben auf, zu dessen Steuerung hin- und herfließende Steuerölströme auch aus den Lastkreisen entnommen werden.

Ferner ist nach der DE-OS 22 52 772 eine hydraulische Steuereinrichtung bekannt, bei der ein erstes Steuerglied die Funktion der Richtungssteuerung und der Drosselung übernimmt, und ein zweites, letzterem vorgeschaltetes Steuerglied die Funktion der Druckkom- pensation ausübt Hier sind die zweiten Steuerglieder alle in Serie in einen Zulaufkanal geschaltet und steuern somit einen zusätzlichen Weiterlauf-Anschluß zum nachgeschalteten zweiten Steuerglied. Eine dem Umschaltventil zugeordnete Steuerleitung ist über alle er- sten Steuerglieder geführt Diese Bauweise, bei der die zweiten Steuerglieder drei Wege steuern, ist relativ -\ufwendig. Außerdem erhöht diese Steuerschaltung die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung im Parallelbetrieb und führt zu Energieverlusten. Vor allem muß bei dieser Steuereinrichtung ein maximaler Arbeitsdruck über Drosselstellen und Rückschlagventile in einer verzweigten Steuerleitung zum Umschaltventil übertragen werden, wobei der Arbeitsdruck jeweils aus einem Kanal zwischen beiden Steuergliedern entnom men wird. Auch dadurch baut die Steuereinrichtung re lativ aufwendig.

Ausgehend von dem zuerst genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Bauart einer derartigen Steuereinrichtung weiter zu vereinfachen; zudem soll deren Ansprechverhalten verbessert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gattungsbildenden Steuereinrichtung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 erwähnten Merkmale gelöst Auf diese Weise läßt sich eine Steuereinrichtung erreichen, bei weicher der Aufwand an Druckmiüeiverbindungen, insbesondere bei mehreren Wegeventilen, beträchtlich verringert wird. So entfällt eine verzweigte Steuerleitung von jedem Wegeventil zum Umschaltven til mit zugehörigem Wechselventil für die Weiterleitung der die Druckkompensation bewirkenden, zweiten Steuerglieder kann der Lastdruck indirekt an der Stellung dieser zweiten Steuerglieder ausgewählt und gemessen und zur Steuerung des Umschaltventils zum He- ben oder Senken des Drucks im Zulauf mit verwendet werden kann. Ferner ist von Vorteil, daß parallel zu dem zum Verbraucher strömenden Hauptdruckmittelstrom kein hin- und herfließender Steuerstrom parallel zum Verbraucher hin oder von ihm weg zum den Druck steuernden Umschaltventil fließt Da die Steuerölmenge zur Ansteuerung des Schließgliedes im Umschaltventil nicht aus dem eigentlichen Lastkreis entnommen wird und diesen somit auch nicht beeinflußt kann sie relativ groß gewählt werden, was ein schnelles Ansprechen des den Druck regelnden Umschaltventils begünstigt

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt

F i g, 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, F i g. 2 das zugehörige Schaltschema und F i g. 3 das Schaltschema einer zweiten Ausführungseinrichtung.

Die F i g. 1 7,eigt eine Steuereinrichtung 10, die aus einer ein Umschaltventil 11 aufnehmenden Anschlußplatte 12, einem ersten (13) und einem zweiten durchkompensierten Wegeventil 14 sowie einer Endplatte 15

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besteht Die Wegeventile 13, 14 sind untereinander gleich, weshalb im folgenden nur auf das erste Wegeventil 13 eingegangen wird. Das Wegeventil 13 hat in einem Gehäuse 16 eine Schieberbchnmg 17 in der ein erster Steuerschieber 18 angeordnet ist In der Schieberbohrung 17 sind eine Zulaufkammer 19, zwei Verbraucherkammern 2i, 22, zwei Rücklaufkammern 23, f; 24, eine erste Steuernut 25 sowie eine zweite Steuernut 26 ausgebildet A ei Steuerschieber 18 sind zwei Kolben- M abschnitte 27, 28 zum Steuern der Verbindungen zwi- tB sehen den Kammern 19 bis 24 vorgesehen sowie eine (J Ringnut 29 zwischen dritten und vierten Kolbenab-II; schnitten 31,32. In der gezeichneten Mittelsteilung des '0 Steuerschiebers 18 ist die Ringnut 29 über Bohrungen ¹S 33,34,35 im Steuerschieber 18 mit der zweiten Steuerjf; nut 26 verbunden. Die dritten up.d vierten Kolbenab- ψ schnitte 31, 32 blockieren gleichzeitig mit Verbrau- |i cherkanälen 36,37 verbundene Steuerkanäle 38,39. Ein p? Steuerkanal 41 führt von der ersten Steuemut 25 in i% einen Federraum 42, der von einem zweiten Schieber 43 W in einer Längsbohrung 44 begrenzt wird. Die Längsböh-IS rung 44 weist eine Einlaßkammer 45 und eine Auslaß- y kammer 46, sowie eine erste 47 und zweite Umlaufkam-ί j mer 48 auf. Die Einlaßkammer 45 steht über ein letztere %:_r absicherndes Rückschlagventil 49 und einen Zulaufka-F , nal 51 mit einer Pumpe 52 in Verbindung. Die Auslaß-J kammer 46 ist mit der Zulaufkammer 19 verbunden. Der . zweite Schieber 43 hat eine erste, der Einlaßkammer 45 zugeordnete Steuerkante 53 sowie eine zweite, dsn Um- ■';) laufkammern 47, 48 zugeordnete Steuerkante 54. Von dem Zulaufkanal 51 geht über eine Drosselstelle 55 eine ' erste Steuerleitung 56 ab und verzweigt sich einerseits ;· zum Umschaltventil 11 und andererseits über die Umlaufkammern 48,47 beider Wegeventile 13,14 zu Rücklaufkanälen 57,58. Eine zweite Steuerleitung 59 verbin- ^ det die Auslaßkammer 46 mit einer dem Federraum 42 - gegenüberliegenden Druckkammer 61. Eine dritte Steuerleitung 62 wird von den Steuerkanälen 38,39,41, den W Bohrungen 33,34,35 und den Steuernuten 25,26 gebildet, um die Beaufschlagung des Federraums 42 mit Last-■:.: druck in Arbeitsstellungen des ersten Steuerschiebers 18 einerseits und andererseits die Entlastung zum Rücklaufkanal 58 in Neutralstellung des Steuerschiebers zu _:.■; ermöglichen. Der zweite Schieber 43 ist so ausgebildet, daß er von der Kraft einer Feder 63 im Federraum 42 bei fehlendem Druckmittel in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in der seine erste Steuerkante 53 die Verbindung zwischen Einlaß- 45 und Auslaßkammer 46 voll aufsteuert, während seine zweite Steuerkante 54 die erste Steuerleitung 56 blockiert Mit zunehmender Auslenkung entgegen der Kraft der Feder 63 kann er Zwischenstellungen einnehmen, in denen er die erstgenannte Verbindung mehr und mehr drosselt oder auch ganz absperrt während die letztgenannte Verbindung immer weiter aufgesteuert wird.

Die beiden Wegeventile 12 und 13 sind — wie Fig. 2 deutlicher zeigt — parallel zueinander an den Zulaufkanal 51 angeschlossen und zusätzlich parallel zum Umschaltventil 11 geschaltet Die zweiten Schieber 43 sind in der ersten Steuerleitung 56 in Serie geschaltet und bilden jeweils in ihr ein 2-Wegeventil. Das Umschaltventil 11 hat ein Schließglied 64, das einen eine Feder 65 aufnehmenden Raum 66 hat, zu dem die erste Steuerleitung 56 führt und das von einem Vorsteuerventil 67 zur Druckbegrenzung abgesichert ist. Das erste Wegeventil steuert einen ersten Verbraucher 68, das zweite 13 einen zweiten, doppeltwirkenden Verbraucher 69.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 ist wie folgt: Es sei davon ausgegangen, daß die ersten Steuerschieber 18 beider Wegeventile 12,13 ihre gezeichnete Neutralstellung einnehmen. Fördert die Pumpe 52 Druckmittel in den Zulaufkanal 51; so strömt der größte Teil dieses Stromes weitgehend ungedrosselt über das Umschaltventil 11 unmittelbar zurück in den Rücklauf 71; lediglich ein kleiner Teilstrom fließt gleichzeitig vom Zulaufkanal 51 über die Drosselstelle 55 und die erste Steuerleitung 56 zum Rücklaufkanal 57. Dieser Teilstrom kommt zustande, weil der vom Umschaltventil 11 angedrosselte, niedrige Druck jeweils über den Zulaufkanal 51, das Rückschlagventil 49, die erste Steuerkante 53 des zweiten Schiebers 43 und die zweite Steuerleitung 59 in der Druckkammer 61 wirkt und den zweiten Schieber 43 gegen die Kraft der Feder 63 geringfügig auslenkt so daß die zweiten Steuerkanten 54 jeweils eine gedrosselte Verbindung aufstellet n. Dabei sind die Federräume 42 jeweils über die dritte Steuerleitung 62 zum Rücklauf 71 entlastet Der zweite Schieber 43 steuert dabei die Verbindung zwischen Ei/-UB- 45 und Auslaßkammer 46 nicht zu, sondern drosseit sie höchstens etwas an, indem er sich in eine Zwischenstellung einpendelt in der die erste Steuerleitung 56 lediglich angedrosselt und nicht ganz blockiert wird. Somit arbeitet die Pumpe 52 gegen einen Druck, der einmal von der relativ schwach ausgelegten Feder 65 des Unischaltventils beeinflußt wird und sich um einen Druckanteil erhöht der von der stärkeren Feder 63 des zweiten Schiebers 43 abhängt

Steuert nun nur das Wegeventil 12 seinen zugeordneten Verbraucher 68, so wird über die dritte Steuerleitung 62 der Federraum 42 mit dem jeweiligen Lastdruck beaufschlagt und der zweite Schieber 43 drosselt bzw. blockiert die erste Steuerleitung 51. Das Umschaltventil 11 schließt und die Pumpe 52 baut Druck auf, so daß Druckmitte! über den zweiten Schieber 43 und den ersten Steuerschieber 18 zum Verbraucher 68 strömt. Die hierbei am ersten Steuerschieber 18 auftretende Druckdifferenz wirkt über die zweite und dritte Steuerleitung 59 bzw. 62 auf den zweiten Schieber 43, der mit seiner Steucfkante 53 den Zustrom von Druckmittel derart drosselt daß in der jeweiligen Stellung des Steuerschiebers 18 diese Druckdifferenz unabhängig vor; Lasteinflüssen oder Druckschwankungen im Zulaufkanal 51 konstant gehalten wird, um derart eine an sich bekannte druckkompensierte Steuerung des Verbrauchers 68 zu ermöglichen. Hinzu kommt nun der Umstand, daß diese Regelbewegungen des zweiten Schiebers 43 zugleich die erste Steuerleitung 56 beeinflussen. Steigt z. B. die

so Druckdifferenz am ersten Steuerschieber 18, so drosselt die erste Steuerkante 53 ihre zugeordnete Verbindung stärker an. Bei dieser Rechtsbewegung des zweiten Schiebc-s 43 wird gleichzeitig die Drosselung in der ersten Steuerleitung 56 durch die zweite Steuerkante 54 verringert Dies führt zu einer kleineren Schließkraft des Schließgliedes 64 im Umschaltventil Ii, so daß der Druck im Zulaufkenal 51 sinkt. Nun kann der zweite Schieber 43 sich wieder mehr seiner Ausgangsstellung nähern, wodurch die Strömungsverluste am zweiten Schieber 43 so gering wie möglich gehalten werden. Umgekehrt führt ein Sinken der Druckdifferenz ϊοι ersten Steuerschieber 18 zu einem Aufsteuern der Verbindung durch die erste Steuerkante 53 und einem gleichzeitigen stärkeren Drosseln der ersten Steuerleitung 56, was zu einer Druckerhöhung durch das Umschaltventil 11 führt. Dies bedeutet, daß jede Druckdifferenz-Änderung zunächst durch eine Reaktion des zweiten Schiebers ausgeglichen wird, daO aber gleichzeitig der von

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der Pumpe 52 erzeugte Druck durch das Umschaltventil 11 an die veränderten Bedingungen angepaßt wird, so daß der zweite Schieber 43 wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann. Auf diese Weise werden die Strömungsverluste niedrig gehalten. Beim nicht betätigten, zweiten Wegeventil 13 ist dabei der Federraum 42 aber die dritte Steuerleitung 62 zum Rücklauf 71 entlastet, während der wirksame Druck im Zulaufkanal 51 den zweiten Schieber 43 so weit auslenkt, daß die erste Steuerleitung 56 nicht blockiert ist und die Regelvorgänge im ersten Wegeventil 13 nicht gestört werden können.

Werden beide Wegeventile 13, 14 gleichzeitig betätigt, so können beide Verbraucher 68, 69 weitgehend unabhängig voneinander in lastdruck-kompensierter Art und Weise gesteuert werden. Dabei wird der jeweils maximale Lastdruck indirekt durch die Stellung der zweiten Schieber 43 gemessen und ausgewählt und zur Steuerung des Drucks der Pumpe 52 ausgenutzt Damit wird der von der Pumpe 52 erzeugte Druck nur geringfügig höher gesteuert als der jeweils maximale Lastdruck plus der vorbestimmten Druckdifferenz. Falls die zu einem Verbraucher mit niedrigem Lastdruck fließende ölmenge größer ist als die von der Pumpe 52 geförderte Menge, so wird der Verbraucher mit dem höheren Lastdruck durch das Rückschlagventil 49 abgesichert.

F i g. 3 zeigt eine zweite Steuereinrichtung 80, die sich von derjenigen nach F i g. 1 vor allem durch andere Wegeventile 81, 82 unterscheidet, bei denen die zweiten Schieber 43 jeweils zwischen einen Rücklaufanschluß 83 des ersten Steuerschiebers 18 und den Rücklauf 71 geschaltet sind.

Diese Bauweise arbeitet im Prinzip gleich wie die Steuereinrichtung 10; durch die rücklaufseitige Drosselung wird jedoch in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Stromregelung im Wegeventil 81 auch bei ziehender Last am Verbraucher 68 wirksam ist

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Steuereinrichtung möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können beispielsweise die am zweiten Schieber auftretenden Strömungskräfte dazu benützt werden, die Kraft der Feder 63 zu unterstützen, so daß der Umlaufdruck noch weiter gesenkt werden kann, ohne daß sich die Größe der vorbestimmten Druckdifferenz verringert Auch kann die zweite Steuerkante 54 an einem gesonderten Schließkörper angeordnet werden, der in irgendeiner Weise mit dem zweiten Schieber gekoppelt ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen so

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Claims (2)

27 Ol 509 Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuereinrichtung für wenigstens zwei hydraulische Verbraucher, denen jeweils ein druckkompensiertes Wegeventil zugeordnet ist, von denen jedes Wegeventil ein erstes Steuerglied für die Funktionen der Richtungssteuerung und Drosselung und ein zweites Steuerglied für die Funktion der Druckkompensation aufweist und mit einem parallel zu den Wegeventilen geschalteten Umschaltventil zur unmittelbaren Ruckleitung des von einer Druckmittelquelle geförderten Druckmittel-Stroms in den Rücklauf in Übereinstimmung mit den sich verändernden Anforderungen der Steuereinrichtung sowie mit einem von einem Zulauf über eine Drosselstelle zu einem Druckraum am Schließglied des Umschaltventils geführten Steuerleitungsabschnitt, wobei der Druckraum eine das Schließglied belaskggde Feder aufnimmt und über ein Vorsteuerventil zum Rücklauf entlastbar ist und mit einer dem Umschaltventil zugeordneten, über die Wegeventile zum Rücklauf geführten, ersten Steuerleitung, wobei jedem Wegeventil diese Steuerleitung beeinflussende, jeweils mit dem zweiten Steuerglied gekoppelte Schaltmittel zugeordnet sind und mit einer zweiten und dritten Steuerleitung zum Übertragen einer Druckdifferenz, die von dem die Drosselung ausübenden, ersten Steuerglied verursacht wird, auf das die Druckkompensation ausübende, von einer Feoer belastete, zweite Steuerglied, wobei die die Druckkompensation rAisführenden, ersten Steuerglieder zueinander parallel an die Druckmittelquelle angeschlossensinä, ds~!urch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel an jedem der zweiten Steuergiieder (43) als 2-Wegeventil (47,48, 54) ausgebildet sind und die über letztere zum Rücklauf (71) geführte, erste Steuerleitung (56) stromaufwärts von den Schaltmitteln (54) mit dem Druckraum (66) des Umschaltventils (11) verbunden ist

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerglied (43) dem ersten Steuerglied (18) rücklaufseitig nachgeschaltet ist