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EP3527833B1 - Zufuhrkreislauf mit steuerung mit regulierbarem druck - Google Patents

Zufuhrkreislauf mit steuerung mit regulierbarem druck Download PDF

Info

Publication number
EP3527833B1
EP3527833B1 EP19154068.1A EP19154068A EP3527833B1 EP 3527833 B1 EP3527833 B1 EP 3527833B1 EP 19154068 A EP19154068 A EP 19154068A EP 3527833 B1 EP3527833 B1 EP 3527833B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
control
valve
return
drainage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19154068.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3527833A1 (de
Inventor
Massimo Baraldi
Simone Bruni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth Oil Control SpA
Original Assignee
Bosch Rexroth Oil Control SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Rexroth Oil Control SpA filed Critical Bosch Rexroth Oil Control SpA
Publication of EP3527833A1 publication Critical patent/EP3527833A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3527833B1 publication Critical patent/EP3527833B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F15B2011/0243—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits the regenerative circuit being activated or deactivated automatically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/3058—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having additional valves for interconnecting the fluid chambers of a double-acting actuator, e.g. for regeneration mode or for floating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/67—Methods for controlling pilot pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/77—Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7741—Control of direction of movement of the output member with floating mode, e.g. using a direct connection between both lines of a double-acting cylinder

Definitions

  • the present invention relates to a feed circuit for an oil-hydraulic actuator.
  • the circuit can be used, for example, to supply an oil hydraulic cylinder.
  • Most of the work machines for earthmoving or for lifting heavy loads are equipped with one or more oil hydraulic cylinders that are used to operate equipment or a power tool, for example a digging shovel or a lifting fork, which is connected to a movable arm.
  • Each arm is provided with an actuating cylinder that creates movement of the arm between a raised and a lowered position.
  • an operating fluid is fed into a first chamber of the actuating cylinder, while a second chamber of the actuating cylinder is connected to a container, so that the operating fluid initially present in the second chamber is drained.
  • the first chamber is arranged on the side of the cylinder bottom and, when fed, causes the cylinder shaft to emerge and the load to be lifted.
  • the second chamber is arranged on the side of the cylinder shaft and, when fed, causes the shaft to be drawn in and the load to be lowered.
  • Hydraulic circuits for actuating hydraulic actuators are known in which a first circuit branch connects a hydraulic distributor associated with a pump to the chamber of the actuator that is associated with lifting the load, and a second branch connects the distributor with the chamber associated with lowering the load is.
  • the circuit is provided with a balancing valve intended to control the flow of liquid along the first branch in the phase of lowering the load.
  • a control line takes from the second branch a control pressure that is used to Opening of the equalization valve in the phase of lowering the load acts.
  • the return line is generally provided with a check valve which only allows flow from the rod to the base and a normally closed return valve which, when opened, is controlled by a control pressure taken from the supply line at the bottom of the cylinder.
  • the recirculation valve requires a controlled control in order to avoid too sudden opening. Indeed, there is a particularly critical operating situation of the circuit which arises when the extension of the rod is commanded from a position in which the rod is fully retracted into the cylinder. In this situation, the pressure trapped inside the chamber of the rod counteracts the pressure created in the chamber of the bottom. This creates a pressure spike in the supply line on the bottom side, which is also transferred to the pressure for controlling the return valve. The peak of the control pressure causes the return valve to open suddenly, causing the rod to jerk forward.
  • a drainage line is currently used that connects the control line of the return valve with a drain.
  • This drainage line is provided with one or more drainage constrictions that control the oil flow rate.
  • the current solution has some disadvantages.
  • the continuous oil drainage brings a pressure reduction in the Control line of the return valve with itself.
  • a higher pressure is therefore required in the supply line on the bottom side of the cylinder with a further expenditure of energy. If the supply line is also connected to a pressure relief valve, it is often not possible to achieve the pressure required to fully open the return valve.
  • the aim of the present invention is to provide a supply circuit for an oil hydraulic actuator which allows the disadvantages of currently available circuits and devices to be overcome.
  • circuit according to the invention does not require continuous oil drainage, so that the necessary energy expenditure is limited.
  • the feed circuit according to the invention is used to feed a hydraulic cylinder which is used to effect the raising and lowering of a load.
  • the lifting and lowering of the load are carried out by a cylinder (C), which is shown schematically in the figures.
  • the cylinder (C) normally has two chambers (C1, C2) separated by a piston (P) associated with the rod (S), which is connected in various ways to the load to be lifted.
  • a first chamber (C1) typically the chamber located on the side of the cylinder bottom, is used to receive the pressurized oil to cause the load to be lifted.
  • a second chamber (C2) which is arranged on the side of the rod of the cylinder (C) and is therefore annular, is provided to receive oil and cause the load to be lowered.
  • a manifold usually a four port, three position valve, is provided to cause the pressurized oil to be supplied to the first chamber (C1) or the second chamber (C2) and at the same time to the chamber which is not pressurized located oil is fed, to bring in connection with a drain.
  • the distributor is not present, since it is known to a person skilled in the art.
  • the manifold is provided with a slide which can assume a first position in which the first chamber (C1) is brought into communication with a source of pressurized liquid and the second chamber (C2) is brought into communication with a drain is.
  • the slider can also assume a second position in which opposite connections are created compared to those in the first position.
  • the slide can also assume a central position in which the first and second chambers (C1, C2) are not in communication with the source of the liquid under pressure.
  • the control device comprises a first line (2) which is provided to connect the first chamber (C1) of the cylinder (C) to the distributor.
  • a second line (3) is provided to connect the second chamber (C2) of the cylinder (C) to the distributor.
  • a compensating valve (4) arranged on the first line (2) is provided to allow the free flow of the liquid from the distributor to the first chamber (C1) and to allow the free flow of the liquid from the first chamber (C1) to the distributor , only if it is fed by a control pressure that is above a predetermined value.
  • the equalizing valve (4) which is known to those skilled in the art, essentially has the function that To prevent the operating fluid from flowing out of the first chamber (C1), unless there is a precise command to do so from an operator. This is necessary to prevent uncontrolled lowering of the load, even in the event of damage or loss of fluid.
  • the equalizing valve (4) essentially comprises a slide which is pushed by a spring into a closed position in which it prevents the liquid from flowing out of the first chamber (C1).
  • the liquid supplied to open the slide of the equalizing valve (4) is taken from the second line (3) through a control line (6).
  • the equalizing valve (4) opens when a command to lower the load is given, since the operating oil is fed to the second chamber (C2) via the second line (3) to cause the load to be lowered.
  • the circuit according to the invention also comprises a return line (5) which connects the second line (3) to the first line (2).
  • the return line (5) is preferably connected to a first section (21) of the first line (2) which is arranged between the equalizing valve (4) and the cylinder (C).
  • a return valve (7) is arranged on the return line (5). This return valve (7) is movable on command between an open configuration in which it allows flow along the return line (5) and a closed configuration in which it prevents flow along the return line (5).
  • a check valve (51), in particular a check valve, is preferably arranged in the return line (5), which only allows an oil flow from the second to the first line (3; 2).
  • the shut-off valve (51) can be arranged before or after the return valve (7).
  • the return valve (7) comprises a slide which can be moved between a closed position in which it completely closes the return line (5) and an open position in which it makes the return line (5) free for the flow of oil.
  • the slide is pushed into the closed position by a spring so that the return valve (7) remains in the closed configuration if there is no command.
  • the circuit according to the invention comprises a control line (8) which connects the first line (2) and the return valve (7).
  • the control line (8) feeds the pressure to the return valve (7) in order to drive the slide into the open position.
  • the oil is fed to the first line (2), the resulting Transfer pressure to the slide of the return valve (7) via the control line (8) so that the slide moves into the open position.
  • the supply circuit also includes a drainage line (9) which connects the control line (8) to an outlet.
  • the drainage line (9) opens into the second line (3), but it could also open directly into a container or into another drainage line, as is the case with the two schematically in FIG Figure 1 shown alternatives.
  • the drainage line (9) is provided with a control valve (10) which can be moved between an open position of the drainage line (9) and a closed position of the drainage line (9).
  • the control valve (10) is normally in the open position and is driven into the closed position by the pressure in the control line (8).
  • the control valve (10) essentially comprises a slide which can be moved between a closed position, in which it completely closes the control line (8), and an open position, in which it releases the control line (8) for the flow of oil. The slide is pushed to the open position by a spring, while it is pushed to the closed position by the pressure that is present in the control line (8).
  • control valve (10) If the pressure in the control line (8) does not generate a stronger thrust than that exerted by the spring, the control valve (10) remains in the open position. If the pressure in the control line (8) generates a stronger thrust than that exerted by the spring, the control valve (10) moves into the closed position.
  • control line (8) is provided with one or more control constrictions (81, 82), which can be fixed or adjustable in order to control the flow rate in the control line (8).
  • control line comprises a first control constriction (81) and a second control constriction (82).
  • the drainage line (9) is also provided with one or more fixed or adjustable drainage constrictions (91) in order to control the flow rate.
  • the drainage line (9) can also be provided with a shut-off valve (92), which is preferably designed as a check valve, which prevents the flow from the outlet to the control line (8).
  • control line (8) and the Drainage line (9) fluidically connected to one another at the level of a node (A).
  • the first control constriction (81) of the control line (8) lies in the section between the node (A) and the first line (2).
  • the second control constriction (82) lies in the section between the node (A) and the return valve (7).
  • the drainage constriction (91) of the drainage line (9) can be arranged indifferently on one side or the other of the control valve (10).
  • the control valve (10) produces the following effect.
  • control valve (10) moves into Closed position and closes the drainage line (9). Under these circumstances, all of the oil that flows along the control line (8) reaches the return valve (7) without any further losses through the drainage line (9). This makes it possible to limit the energy consumption of the supply circuit and also to achieve the full opening of the return valve (7).
  • the control valve (10) is integrated into the return valve (7).
  • the return valve (7) is provided with a structured slide to cause both the return line (5) and the drainage line (9) to open and close.
  • the return valve (7) closes the return line (5) and opens the drainage line (9) (in Figure 2 position shown).
  • the return valve (7) opens the return line (5) and closes the drainage line (9).
  • the return valve (7) is brought to the first position by a spring, while it is brought to the second position by the pressure, which is present in the control line (8).
  • the functioning of the circuit is essentially the same as that of the version of Figure 1 .
  • the oil supply to the first line (2) generates the pressure peak already described.
  • the return valve (7) is in the first position, so that the pressure peak and a certain amount of oil are drained off via the drainage line (9).
  • the pressure in the control line rises gradually until it reaches a value at which the return valve (7) moves into the second position, in which the return line (5) opens and the drainage line (9) opens closes.
  • control valve (10) in the form of an electrovalve which can be normally opened (10a) or normally closed (10b).
  • the closing command for the control valve (10) is sent electrically by a control module.
  • the opening command is sent electrically by a control module.
  • the control module operates in a manner similar to that for the embodiments in Figure 1 and 2 described functionality reproduced.

Landscapes

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Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zufuhrkreislauf für einen ölhydraulischen Stellantrieb.
  • Der Kreislauf kann beispielsweise für die Versorgung eines ölhydraulischen Zylinders verwendet werden.
  • Der Großteil der Arbeitsmaschinen zur Erdbewegung oder zum Heben von schweren Lasten ist mit einem oder mehreren ölhydraulischen Zylindern ausgestattet, die zur Betätigung einer Ausrüstung oder eines Kraftwerkzeugs dienen, zum Beispiel einer Grabschaufel oder einer Hebegabel, das mit einem beweglichen Arm verbunden ist.
  • Jeder Arm ist mit einem Stellzylinder versehen, der eine Bewegung des Arms zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position erzeugt. Wenn das Anheben des Arms gewünscht ist, wird im Besonderen eine Betriebsflüssigkeit in eine erste Kammer des Stellzylinders geleitet, während eine zweite Kammer des Stellzylinders mit einem Behälter verbunden wird, sodass die anfänglich in der zweiten Kammer vorhandene Betriebsflüssigkeit abgeleitet wird. Das Gegenteil geschieht, wenn das Absenken des Arms gewünscht wird. Im Allgemeinen ist die erste Kammer auf der Seite des Zylinderbodens angeordnet und bewirkt, wenn sie gespeist wird, das Austreten des Zylinderschafts und das Anheben der Last. Die zweite Kammer ist auf der Seite des Zylinderschafts angeordnet und bewirkt, wenn sie gespeist wird, den Einzug des Schafts und das Absenken der Last.
  • Bekannt sind Hydraulikkreisläufe zur Betätigung von Hydraulikstellantrieben, bei denen ein erster Kreislaufzweig einen einer Pumpe zugeordneten Hydraulikverteiler mit der Kammer des Stellantriebs verbindet, die dem Anheben der Last zugeordnet ist, und ein zweiter Zweig den Verteiler mit der Kammer verbindet, die dem Absenken der Last zugeordnet ist. Der Kreislauf ist mit einem Ausgleichsventil versehen, das für die Kontrolle der Flüssigkeitsdurchflussmenge entlang dem ersten Zweig in der Phase des Absenkens der Last vorgesehen ist. Eine Steuerleitung entnimmt vom zweiten Zweig einen Steuerdruck, der zur Öffnung des Ausgleichsventils in der Phase des Absenkens der Last wirkt.
  • Zur Steigerung der verfügbaren Öldurchflussmenge auf der Seite des Zylinderbodens ist es zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Ausdehnung des Zylinders möglich, eine Rückführleitung anzuordnen, die die Zufuhrleitung auf der Seite des Zylinderschafts mit der Zufuhrleitung auf der Seite des Zylinderbodens verbindet. Diese Leitung erlaubt, das Öl auf die Seite des Zylinderbodens zu leiten, das von der Seite des Zylinderschafts während des Ausfahrens der Stange abfließt. Die Dokumente JP 2001107905 A , JP 2001116006 A und JP 2003097507 A offenbaren bekannte Kreisläufe.
  • Die Rückführleitung ist im Allgemeinen mit einem Sperrventil versehen, das nur den von der Stangcnscitc zur Bodcnscitc gerichteten Fluss erlaubt, und mit einem normalerweise geschlossenen Rückführventil, das beim Öffnen durch einen Steuerdruck gesteuert wird, der von der Zufuhrleitung auf der Bodenseite des Zylinders entnommen wird.
  • Das Rückführventil erfordert eine kontrollierte Steuerung, um ein zu unvermitteltes Öffnen zu vermeiden. Es gibt nämlich eine besonders kritische Betriebssituation des Kreislaufs, die auftritt, wenn ausgehend von einer Position, in der die Stange vollkommen in den Zylinder eingezogen ist, das Ausfahren der Stange befohlen wird. In dieser Situation wirkt der im Inneren der Kammer der Stange eingeschlossene Druck dem Druck entgegen, der in der Kammer des Bodens entsteht. Dies erzeugt eine Druckspitze in der Zufuhrleitung auf der Bodenseite, die sich auch auf den Druck zur Steuerung des Rückführventils überträgt. Die Spitze des Steuerdrucks bewirkt ein unvermitteltes Öffnen des Rückführventils, was einen Ruck der Stange nach vorne mit sich bringt.
  • Um das unvermittelte Öffnen des Rückführventils zu vermeiden, wird derzeit eine Drainageleitung verwendet, die die Steuerleitung des Rückführventils mit einem Ablauf verbindet. Diese Drainageleitung ist mit einer oder mehreren Drainageverengungen versehen, die die Öldurchflussmenge kontrollieren.
  • Die derzeitige Lösung weist einige Nachteile auf.
  • Zunächst ist eine kontinuierliche Drainage des Öls erforderlich, das abgelassen wird, ohne eine Arbeit zu erzeugen. Dies bringt eine Energieverschwendung mit sich.
  • Außerdem bringt die kontinuierliche Öldrainage eine Druckminderung in der Steuerleitung des Rückführventils mit sich. Um das Rückführventil zum Öffnen bringen zu können, ist daher ein höherer Druck in der Zufuhrleitung auf der Bodenseite des Zylinders mit einem weiteren Energieaufwand erforderlich. Wenn die Zufuhrleitung außerdem mit einem Druckbegrenzungsventil in Verbindung ist, gelingt es oft nicht, den nötigen Druck für die vollständige Öffnung des Rückführventils zu erreichen.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zufuhrkreislauf für einen ölhydraulischen Stellantrieb zu bieten, der es erlaubt, die Nachteile der derzeit verfügbaren Kreisläufe und Vorrichtungen zu überwinden.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kreislaufs besteht darin, dass er keine kontinuierliche Öldrainage erfordert, sodass der notwendige Energieaufwand begrenzt wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung hervor, die als Beispiel, aber nicht beschränkend in den beiliegenden Figuren dargestellt ist, wobei:
    • Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zufuhrkreislaufs darstellt;
    • Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zufuhrkreislaufs darstellt;
    • Figur 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zufuhrkreislaufs darstellt.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Zufuhrkreislauf verwendet, um einen hydraulischen Zylinder zu speisen, der dazu dient, das Anheben und Absenken einer Last zu bewirken.
  • Das Anheben und Absenken der Last werden durch einen Zylinder (C) durchgeführt, der in den Figuren schematisch dargestellt ist. Der Zylinder (C) weist normalerweise zwei Kammern (C1, C2) auf, die von einem Kolben (P) getrennt sind, dem die Stange (S) zugeordnet ist, der auf verschiedene Arten mit der zu hebenden Last verbunden ist. Eine erste Kammer (C1), typischerweise die Kammer, die sich auf der Seite des Zylinderbodens befindet, dient zur Aufnahme des unter Druck stehenden Öls, um das Anheben der Last zu veranlassen. Eine zweite Kammer (C2), die auf der Seite der Stange des Zylinders (C) angeordnet und daher ringförmig ist, ist vorgesehen, um Öl aufzunehmen und das Absenken der Last zu veranlassen.
  • Ein Verteiler, normalerweise ein Ventil mit vier Anschlüssen und drei Stellungen, ist vorgesehen, um die Zufuhr des unter Druck befindlichen Öls zur ersten Kammer (C1) oder zur zweiten Kammer (C2) zu veranlassen und gleichzeitig um die Kammer, die nicht mit unter Druck befindlichem Öl gespeist wird, in Verbindung mit einem Ablauf zu bringen. Bei der als Beispiel schematisch dargestellten Ausführungsform ist der Verteiler nicht vorhanden, da er für den branchenkundigen Fachmann bekannt ist. Im Allgemeinen ist der Verteiler mit einem Schieber versehen, der eine erste Position einnehmen kann, in der die erste Kammer (C1) in Verbindung mit einer Quelle einer unter Druck befindlichen Flüssigkeit gebracht ist und die zweite Kammer (C2) in Verbindung mit einem Ablauf gebracht ist. Der Schieber kann außerdem eine zweite Position einnehmen, in der entgegengesetzte Verbindungen im Vergleich zu jenen in der ersten Position erzeugt werden. Der Schieber kann ebenfalls eine zentrale Position einnehmen, in der die erste und die zweite Kammer (C1, C2) nicht in Verbindung mit der Quelle der unter Druck befindlichen Flüssigkeit sind.
  • Die erfindungsgemäße Kontrollvorrichtung umfasst eine erste Leitung (2), die vorgesehen ist, um die erste Kammer (C1) des Zylinders (C) mit dem Verteiler zu verbinden. Eine zweite Leitung (3) ist vorgesehen, um die zweite Kammer (C2) des Zylinders (C) mit dem Verteiler zu verbinden.
  • Ein an der ersten Leitung (2) angeordnetes Ausgleichsventil (4) ist vorgesehen, um das freie Fließen der Flüssigkeit vom Verteiler zur ersten Kammer (C1) zu erlauben und um das freie Fließen der Flüssigkeit von der ersten Kammer (C1) zum Verteiler zu erlauben, nur wenn sie von einem Steuerdruck gespeist wird, der über einem vorher festgelegten Wert liegt. Das Ausgleichsventil (4), das für den branchenkundigen Fachmann bekannt ist, hat im Wesentlichen die Funktion, das Abfließen der Betriebsflüssigkeit von der ersten Kammer (C1) zu verhindern, außer es gibt einen präzisen Befehl dazu seitens eines Bedieners. Dies ist notwendig, um ein unkontrolliertes Absenken der Last zu verhindern, auch im Fall von Schäden oder Flüssigkeitsverlust. Das Ausgleichsventil (4) umfasst im Wesentlichen einen Schieber, der durch eine Feder in eine Schließposition geschoben wird, in der er das Abfließen der Flüssigkeit aus der ersten Kammer (C1) verhindert.
  • Die zugeführte Flüssigkeit zum Öffnen des Schiebers des Ausgleichsventils (4) wird von der zweiten Leitung (3) durch eine Steuerleitung (6) entnommen. Auf diese Weise öffnet sich das Ausgleichsventil (4) bei einem Befehl zum Absenken der Last, da zum Veranlassen des Absenkens der Last das Betriebsöl über die zweite Leitung (3) zur zweiten Kammer (C2) zugeführt wird.
  • Der erfindungsgemäße Kreislauf umfasst außerdem eine Rückführleitung (5), die die zweite Leitung (3) mit der ersten Leitung (2) verbindet. Vorzugsweise ist die Rückführleitung (5) mit einem ersten Abschnitt (21) der ersten Leitung (2) verbunden, der zwischen dem Ausgleichsventil (4) und dem Zylinder (C) angeordnet ist. Ein Rückführventil (7) ist an der Rückführleitung (5) angeordnet. Dieses Rückführventil (7) ist auf Befehl zwischen einer geöffneten Konfiguration, in der es das Fließen entlang der Rückführleitung (5) ermöglicht, und einer geschlossenen Konfiguration beweglich, in der es das Fließen entlang der Rückführleitung(5) verhindert. In der Rückführleitung (5) ist vorzugsweise ein Sperrventil (51), insbesondere ein Rückschlagventil angeordnet, welches ausschließlich eine Ölfluss von der zweiten zur ersten Leitung (3; 2) hin zulässt. Das Sperrventil (51) kann vor oder nach dem Rückführventil (7) angeordnet sein.
  • Das Rückführventil (7) umfasst einen Schieber, der zwischen einer Schließposition, in der er die Rückführleitung (5) vollständig verschließt, und einer Öffnungsposition beweglich ist, in der er die Rückführleitung (5) für den Ölfluss frei macht. Der Schieber wird durch eine Feder in die Schließposition geschoben, sodass bei nicht vorhandenem Befehl das Rückführventil (7) in geschlossener Konfiguration bleibt.
  • Der erfindungsgemäße Kreislauf umfasst eine Steuerleitung (8), die die erste Leitung (2) und das Rückführventil (7) verbindet. Die Steuerleitung (8) führt dem Rückführventil (7) den Druck zu, um den Schieber in die Öffnungsposition zu treiben. Wenn das Öl der ersten Leitung (2) zugeführt wird, wird der entstehende Druck auf den Schieber des Rückführventils (7) über die Steuerleitung (8) übertragen, sodass der Schieber sich in die Öffnungsposition verschiebt.
  • Der Zufuhrkreislauf umfasst außerdem eine Drainageleitung (9), die die Steuerleitung (8) mit einem Ablauf verbindet. Bei der dargestellten Ausführungsform mündet die Drainageleitung (9) in die zweite Leitung (3), aber sie könnte auch direkt in einen Behälter oder in eine andere Ablaufleitung münden, wie es bei den beiden schematisch in Figur 1 dargestellten Alternativen gezeigt wird.
  • Erfindungsgemäß ist die Drainageleitung (9) mit einem Kontrollventil (10) versehen, das zwischen einer Öffnungsposition der Drainageleitung (9) und einer Schließposition der Drainageleitung (9) beweglich ist. Das Kontrollventil (10) ist normalerweise in Öffnungsposition und wird durch den in der Steuerleitung (8) vorhandenen Druck in die Schließposition getrieben. Im Wesentlichen umfasst das Kontrollventil (10) einen Schieber, der zwischen einer Schließposition, in der er die Steuerleitung (8) vollständig verschließt, und einer Öffnungsposition beweglich ist, in der er die Steuerleitung (8) für den Ölfluss frei macht. Der Schieber wird durch eine Feder zur Öffnungsposition geschoben, während er zur Schließposition, durch den Druck geschoben wird, der in der Steuerleitung(8) vorhanden ist. Wenn der Druck in der Steuerleitung (8) keinen stärkeren Schub erzeugt als jenen, den die Feder ausübt, bleibt das Kontrollventil (10) in Öffnungsposition. Wenn der Druck in der Steuerleitung (8) einen stärkeren Schub erzeugt als jenen, den die Feder ausübt, verschiebt sich das Kontrollventil (10) in Schließposition.
  • Bei allen beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerleitung (8) mit einer oder mehreren Steuerverengungen (81, 82) versehen, die feststehend oder regulierbar sein können, um die Durchflussmenge in der Steuerleitung (8) zu kontrollieren. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die Steuerleitung eine erste Steuerverengung (81) und eine zweite Steuerverengung (82). Auch die Drainageleitung (9) ist mit einer oder mehreren feststehenden oder regulierbaren Drainageverengungen (91) versehen, um die Durchflussmenge zu kontrollieren. Die Drainageleitung (9) kann außerdem mit einem Sperrventil (92), welches vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet ist, versehen sein, das den Fluss vom Ablauf zur Steuerleitung (8) verhindert.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Steuerleitung (8) und die Drainageleitung (9) auf der Höhe eines Knotens (A) fluidisch miteinader verbunden. Die erste Steuerverengung (81) der Steuerleitung (8) liegt im Abschnitt zwischen dem Knoten (A) und der ersten Leitung (2). Die zweite Steuerverengung (82) liegt im Abschnitt zwischen dem Knoten (A) und dem Rückführventil (7).
  • Die Drainageverengung (91) der Drainageleitung (9) kann unterschiedslos auf der einen oder anderen Seite des Kontrollventils (10) angeordnet sein.
  • Das Kontrollventil (10) erzeugt die folgende Wirkung.
  • Ausgehend von einer Konfiguration, bei der die Stange (S) vollständig in den Zylinder (C) eingezogen ist, erzeugt das Leiten des Öls zur ersten Leitung (2) für das Ausfahren der Stange (S) im Inneren der Steuerleitung (8) die im einleitenden Teil der Beschreibung beschriebene Druckspitze, die auf den Restdruck zurückzuführen ist, der in der zweiten Kammer (C2) des Zylinders vorhanden ist. Die Druckspitze und ein Teil der Ölmenge in der Steuerleitung (8) leiten sich durch die Drainageleitung (9) ab, da das Kontrollventil (10) sich in Öffnungsposition befindet. Sobald die anfängliche Druckspitze abgebaut ist, beginnt der Druck in der ersten Leitung (2) wieder fortschreitend zu steigen. Wenn der Druck in der Steuerleitung (8) den Eichwert des Kontrollventils (10) erreicht, das heißt den erforderlichen Wert, um den entgegengesetzten Schub zu überwinden, der von der auf den Schieber wirkenden Feder ausgeübt wird, bringt sich das Kontrollventil (10) in Schließposition und verschließt die Drainageleitung (9). Unter diesen Umständen gelangt das gesamte Öl, das entlang der Steuerleitung (8) fließt, zum Rückführventil (7), ohne weitere Verluste durch die Drainageleitung (9). Dies erlaubt, den Energieaufwand des Zufuhrkreislaufs zu beschränken und außerdem die vollständige Öffnung des Rückführventils (7) zu erzielen.
  • Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist das Kontrollventil (10) in das Rückführventil (7) integriert. Im Wesentlichen ist das Rückführventil (7) mit einem strukturierten Schieber versehen, um das Öffnen und Schließen sowohl der Rückführleitung (5) als auch der Drainageleitung (9) zu veranlassen. In einer ersten Position schließt das Rückführventil (7) die Rückführleitung (5) und öffnet die Drainageleitung (9) (in Figur 2 dargestellte Position). In einer zweiten Position öffnet das Rückführventil (7) die Rückführleitung (5) und schließt die Drainageleitung (9). Das Rückführventil (7) wird zur ersten Position durch eine Feder gebracht, während es zur zweiten Position durch den Druck gebracht wird, der in der Steuerleitung (8) vorhanden ist. Die Funktionsweise des Kreislaufs ist im Wesentlichen dieselbe wie jene der Version von Figur 1. Ausgehend von einer Anfangskonfiguration, bei der die Stange (S) vollkommen in den Zylinder (C) eingefahren ist, erzeugt die Ölzufuhr zur ersten Leitung (2) die bereits beschriebene Druckspitze. Das Rückführventil (7) befindet sich in der ersten Position, sodass die Druckspitze und eine bestimmte Ölmenge sich über die Drainageleitung (9) ableiten. Wenn die Druckspitze abgebaut ist, steigt der Druck in der Steuerleitung fortschreitend, bis er einen Wert erreicht, bei dem das Rückführventil (7) sich in die zweite Position bringt, in der sich die Rückführleitung (5) öffnet und die Drainageleitung (9) sich schließt.
  • Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist das Kontrollventil (10) in Form eines Elektroventils, das normal geöffnet (10a) oder normal geschlossen (10b) werden kann. Im ersten Fall wird der Schließbefehl für das Kontrollventil (10) elektrisch von einem Kontrollmodul gesendet.
  • Im zweiten Fall wird der Öffnungsbefehl elektrisch von einem Kontrollmodul gesendet. In beiden Fällen arbeitet das Kontrollmodul auf eine Weise, in der es die für die Ausführungsformen in Figur 1 und 2 beschriebene Funktionsweise reproduziert.
    • BEZUGSZEICHEN
    • C
    Zylinder
    C1
    erste Kammer
    C2
    zweite Kammer
    P
    Kolben
    S
    Stange
    A
    Knoten
    2
    erste Leitung
    21
    erster Abschnitt der ersten Leitung
    3
    zweite Leitung
    4
    Ausgleichsventil
    5
    Rückführleitung
    51
    Sperrventil
    6
    Steuerleitung
    7
    Rückführventil
    8
    Steuerleitung
    81
    erste Steuerverengung
    82
    zweite Steuerverengung
    9
    Drainageleitung
    91
    Drainageverengung
    92
    Sperrventil
    10
    Kontrollventil
    10a
    Kontrollventil, normal geöffnet
    10b
    Kontrollventil, normal geschlossen

Claims (9)

  1. Zufuhrkreislauf für einen ölhydraulischen Stellantrieb, der folgendes umfasst:
    eine erste Leitung (2), die dafür vorgesehen ist, mit einer ersten Kammer (C1) eines Stellantriebs (C) verbunden zu werden;
    eine zweite Leitung (3), die dafür vorgesehen ist, mit einer zweiten Kammer (C2) eines Stellantriebs (C) verbunden zu werden;
    eine Rückführleitung (5), die die erste Leitung (2) und die zweite Leitung (3) verbindet;
    ein Rückführventil (7), das an der Rückführleitung (5) angeordnet und konfiguriert ist, um eine Schließposition einzunehmen, in der es die Rückführleitung (5) verschließt, und eine Öffnungsposition, in der es die Rückführleitung (5) öffnet; wobei das Rückführventil (7) normalerweise geschlossen ist und durch die Wirkung eines Steuerdrucks zur Öffnungsposition schaltbar ist;
    eine Steuerleitung (8), die mit der ersten Leitung (2) und dem Rückführventil (7) verbunden ist, um einen Steuerdruck an das Rückführventil (7) zu übertragen; eine Drainageleitung (9), die mit der Steuerleitung (8) und mit einem Ablauf oder einer Ablaufleitung verbunden ist;
    ein Kontrollventil (10, 10a, 10b), das an der Drainageleitung (9) angeordnet und konfiguriert ist, um eine Öffnungsposition einzunehmen, in der es den Fluss entlang der Drainageleitung (9) ermöglicht, und eine Schließposition, in der es die Drainageleitung (9) verschließt;
    wobei die Steuerleitung (8) eine erste Steuerverengung (81) umfasst;
    wobei die Drainageleitung (9) eine Drainageverengung (91) umfasst;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Rückführventil (7) in Ruhestellung die Schließposition einnimmt und zur Öffnungsposition durch den in der Steuerleitung (8) vorhandenen Druck schaltbar ist.
  2. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Steuerleitung (8) und die Drainageleitung (9) auf der Höhe eines Knotens (A) fluidisch verbunden sind; wobei die erste Steuerverengung (81) sich am Abschnitt der Steuerleitung (8) zwischen dem Knoten (A) und der ersten Leitung (2) befindet.
  3. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Kontrollventil (10, 10a, 10b) normalerweise geöffnet und durch den in der Steuerleitung (8) vorhandenen Druck zum Schließen gesteuert werden kann.
  4. Kreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kontrollventil (10, 10a, 10b) elektrisch oder elektronisch schaltbar ist.
  5. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Kontrollventil (10) im Rückführventil (7) integriert ist und bei dem das Rückführventil (7) konfiguriert ist, um eine erste Position einzunehmen, in der das Rückführventil (7) die Rückführleitung (5) schließt und die Drainageleitung (9) öffnet, und eine zweite Position, in der das Rückführventil (7) die Rückführleitung (5) öffnet und die Drainageleitung (9) schließt.
  6. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Drainageleitung (9) ein Sperrventil (92) umfasst, das konfiguriert ist, um den Fluss von der Steuerleitung (8) kommend zu erlauben und den entgegengesetzten Fluss zu verhindern.
  7. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Steuerleitung (8) eine zweite Steuerverengung (82) umfasst.
  8. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Rückführleitung (5) ein Sperrventil (51) umfasst, das konfiguriert ist, um den Fluss von der zweiten Leitung (3) zur ersten Leitung (2) zu erlauben und den entgegengesetzten Fluss zu verhindern.
  9. Kreislauf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Leitung (2) ein Ausgleichsventil (4) umfasst, das vorgesehen ist, um das freie Fließen der Flüssigkeit zur ersten Kammer (C1) zu erlauben und um das freie Fließen der Flüssigkeit aus der ersten Kammer (C1) nur zu erlauben, wenn sie von einem Steuerdruck gespeist wird, der über einem vorher festgelegten Wert liegt.
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