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DE112006001100T5 - Hydrauliksystem mit Druckkompensator - Google Patents

Hydrauliksystem mit Druckkompensator Download PDF

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DE112006001100T5
DE112006001100T5 DE112006001100T DE112006001100T DE112006001100T5 DE 112006001100 T5 DE112006001100 T5 DE 112006001100T5 DE 112006001100 T DE112006001100 T DE 112006001100T DE 112006001100 T DE112006001100 T DE 112006001100T DE 112006001100 T5 DE112006001100 T5 DE 112006001100T5
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Germany
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valve
fluid
passageway
valves
pressure
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DE112006001100T
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English (en)
Other versions
DE112006001100B4 (de
Inventor
Pengfei Naperville Ma
Gene R. Plainfield St. Germain
Jiao Naperville Zhang
Aleksandar M. Naperville Egelja
Robert S. Dunlap Lehmann
Michael A. Naperville Sorokine
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.)
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Publication date
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Abstract

Hydrauliksystem (22), welches Folgendes aufweist:
einen Körper (90), der Folgendes aufweist:
ein erstes Ventil (26), welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig eine Quelle (24) für unter Druck gesetztes Strömungsmittel mit einer ersten Kammer (50), einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (16) zu verbinden;
ein zweites Ventil (30), welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit einer zweiten Kammer (52) der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu verbinden,
ein proportionales Druckkompensationsventil (36), um einen Druck eines Strömungsmittels zu steuern, welches zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen geleitet wird; und
einen Versorgungsdurchlassweg (60), der zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Ventile mit dem Versorgungsdurchlassweg parallel verbunden sind, und wobei das proportionale Druckkompensationsventil innerhalb des Versorgungsdurchlassweges angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Hydrauliksystem und insbesondere auf ein Hydrauliksystem mit einem Druckkompensator.
  • Hintergrund
  • Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Dozer, Lader, Bagger, Motorgrader bzw. Straßenhobel und andere Arten von schweren Maschinen verwenden eine oder mehrere hydraulische Betätigungsvorrichtungen, um eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen. Diese Betätigungsvorrichtungen sind strömungsmittelmäßig mit einer Pumpe auf der Arbeitsmaschine verbunden, die unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu Kammern in den Betätigungsvorrichtungen liefert. Eine elektrohydraulische Ventilanordnung ist typischerweise strömungsmittelmäßig zwischen der Pumpe und den Betätigungsvorrichtungen angeschlossen, um eine Flussrate und Flussrichtung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu den Kammern der Betätigungsvorrichtungen und von diesen weg zu steuern.
  • Die Hydraulikschaltungen der Arbeitsmaschine, die strömungsmittelmäßig mehrere Betätigungsvorrichtungen mit einer gemeinsamen Pumpe verbinden, können unerwünschte Druckfluktuationen innerhalb der Schaltungen während des Betriebs der Betätigungsvorrichtungen erfahren. Insbesondere kann der Druck eines Strömungsmittels, welches zu einer Betätigungsvorrichtung geliefert wird, in nicht wünschenswerter Weise ansprechend auf den Betrieb einer anderen Betätigungsvorrichtung fluktuieren, die strömungsmittelmäßig mit der gleichen Hydraulikschaltung verbunden ist. Diese Druckfluktuationen können inkonsistente und/oder unerwartete Bewegungen der Betätigungsvorrichtungen verursachen. Zusätzlich können diese Druckfluktuationen schwerwiegend genug sein und/oder oft genug auftreten, um eine Fehlfunktion oder vorzeitiges Versagen der Hydraulikschaltungskomponenten zu bewirken.
  • Ein Verfahren zur Verringerung dieser Druckfluktuationen innerhalb des Strömungsmittels, welches zu einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung geliefert wird, wird im US-Patent 5 878 647 (dem '647-Patent) beschrieben, welches an Wilke u.a. am 9. März 1999 erteilt wurde. Das '647-Patent beschreibt eine Hydraulikschaltung mit zwei Paaren von Elektromagnetventilen, mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung, mit einem Reservoirtank und einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung. Ein Paar von Elektromagnetventilen weist ein Kopfenden-Versorgungsventil und ein Kopfenden-Rückleitungsventil auf, welches ein Kopfende der hydraulischen Betätigungsvorrichtung entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit dem Reservoirtank verbindet. Das andere Paar von Elektromagnetventilen weist ein Stangenenden-Versorgungsventil und ein Stangenenden-Rückleitungsventil auf, welches ein Stangenende der hydraulischen Betätigungsvorrichtung entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit dem Reservoirtank verbindet. Jedes dieser vier Elektromagnetventile ist mit einem anderen Druckkompensationsrückschlagventil assoziiert. Jedes Druckkompensationsrückschlagventil ist zwischen dem assoziierten Elektromagnetventil und der Betätigungsvorrichtung angeschlossen, um einen Druck des Strömungsmittels zwischen dem assoziierten Ventil und der Betätigungsvorrichtung zu steuern.
  • Obwohl die Vielzahl von Druckkompensationsventilen der in dem '647-Patent beschriebenen Hydraulikschaltung die Druckfluktuationen innerhalb der Hydraulikschaltung verringern können, können sie die Kosten steigern und den Aufbau der Hydraulikschaltung komplexer machen. Zusätzlich können die Druckkompensationsventile des '647-Patentes nicht die Drücke innerhalb der Hydraulikschaltung präzise genug für eine optimale Leistung der assoziierten Betätigungsvorrichtung steuern.
  • Der offenbarte Hydraulikzylinder ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Hydrauliksystem gerichtet. Das Hydrauliksystem weist eine Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel und eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer auf. Das Hydrauliksystem weist auch ein erstes Ventil auf, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit der ersten Kammer zu verbinden, und ein zweites Ventil, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit der zweiten Kammer zu verbinden. Das Hydrauliksystem weist auch einen Versorgungsdurchlassweg auf, der konfiguriert ist, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle zu den ersten und zweiten Ventilen parallel zu leiten. Das Hydrauliksystem weist auch einen Signaldurchlassweg auf, der zwischen den ersten und zweiten Ventilen angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Ventile parallel zu dem Signaldurchlassweg angeschlossen sind. Das Hydrauliksystem weist auch ein proportionales Druckkompensationsventil auf, welches konfiguriert ist, um einen Druck eines Strömungsmittels zu steuern, welches zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen geleitet wird. Das Hydrauliksystem weist weiter mindestens einen Strömungsmitteldurchlassweg auf, der zwischen den Versorgungs- und den Signaldurchlasswegen angeordnet ist, um strömungsmittelmäßig die Versorgungs- und Signaldurchlasswege zu verbinden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Hydraulikventileinheit gerichtet, die einen Ventilkörper aufweist. Der Ventilkörper weist ein erstes Ventil auf, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig eine Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel mit einer ersten Kammer einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu verbinden, und ein zweites Ventil, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit einer zweiten Kammer der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu verbinden. Der Ventilkörper weist auch einen Versorgungsdurchlassweg auf, der zwischen den ersten und zweiten Ventilen parallel angeordnet ist. Der Ventilkörper weist weiter ein proportionales Druckkompensationsventil auf, welches innerhalb des Versorgungsdurchlassweges zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen ange ordnet ist. Das proportionale Drucksteuerventil ist konfiguriert, um einen Druck des Strömungsmittels zu steuern, welches zwischen den ersten und zweiten Ventilen geleitet wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Betrieb eines Hydrauliksystems gerichtet. Das Verfahren weist auf, ein Strömungsmittel unter Druck zu setzen, das unter Druck gesetzte Strömungsmittel über einen Versorgungsdurchlassweg zu einem ersten Ventil in Verbindung mit einer ersten Kammer einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu leiten, und das unter Druck gesetzte Strömungsmittel zu einem zweiten Ventil über den Versorgungsdurchlassweg in Verbindung mit einer zweiten Kammer der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu leiten. Das Verfahren weist auch auf, selektiv zumindest eines der ersten und zweiten Ventile zu betätigen, um die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu bewegen. Das Verfahren weist auch auf, unter Druck gesetztes Strömungsmittel von einem Signaldurchlassweg, der stromabwärts der ersten und zweiten Ventile angeordnet ist, zu einem Druckkompensationsventilelement zu leiten und unter Druck gesetztes Strömungsmittel vom Versorgungsdurchlassweg zum Signaldurchlassweg über mindestens einen Strömungsmitteldurchlassweg zu leiten. Das Verfahren weist weiter auf, ein Proportionaldruckkompensationsventilelement ansprechend auf Drücke an einem Einlass und an einem Auslass von einem der ersten und zweiten Ventile zu bewegen, um eine Druckdifferenz an einem der ersten und zweiten Ventile innerhalb eines vorbestimmten Bereiches einer erwünschten Druckdifferenz zu halten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
  • 2 ist eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten Hydraulikschaltung; und
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften offenbarten Hydraulikschaltung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 veranschaulicht eine beispielhafte Arbeitsmaschine 10. Die Arbeitsmaschine 10 kann eine feste oder eine mobile Maschine sein, die eine gewisse Art eines Betriebs ausführt, der mit einem Industriezweig assoziiert ist, wie beispielsweise Bergbau, Bau, Ackerbau oder mit irgendeinem anderen in der Technik bekannten Industriezweig. Beispielweise kann die Arbeitsmaschine 10 eine Erdbewegungsmaschine sein, wie beispielsweise ein Dozer, ein Lader, ein Baggerlader, ein Bagger, ein Motorgrader bzw. Straßenhobel, ein Kipplastwagen oder irgendeine andere Erdbewegungsmaschine. Die Arbeitsmaschine 10 kann auch einen Generatorsatz, eine Pumpe, ein Seefahrzeug oder irgendeine andere einen Betrieb ausführende Arbeitsmaschine aufweisen. Die Arbeitsmaschine 10 kann einen Rahmen 12 aufweisen, mindestens ein Arbeitswerkzeug 14 und mindestens einen Hydraulikzylinder 16, der das Arbeitswerkzeug 14 mit dem Rahmen 12 verbindet. Es wird in Betracht gezogen, dass der Hydraulikzylinder 16 weggelassen werden könnte, falls erwünscht, und dass ein Hydraulikmotor vorgesehen sein könnte.
  • Der Rahmen 12 kann irgendeine strukturelle Einheit aufweisen, welche die Bewegung der Arbeitsmaschine 10 stützt. Der Rahmen 12 kann beispielsweise ein stationärer Basisrahmen sein, der eine (nicht gezeigte) Leistungsquelle mit einer Traktions- bzw. Antriebsvorrichtung 18 verbindet, weiter ein bewegbares Rahmenglied eines Verbindungssystem oder irgendeine andere Bauart eines Rahmens, die in der Technik bekannt ist.
  • Das Arbeitswerkzeug 14 kann irgendeine Vorrichtung aufweisen, die bei der Ausführung einer Aufgabe verwendet wird. Beispielsweise kann das Arbeitswerkzeug 14 ein Schild, einen Schaufel, eine Frontschaufel, eine Reißvorrichtung, ein Kippbett, eine Antriebsvorrichtung oder eine andere in der Technik bekannte eine Aufgabe ausführende Vorrichtung aufweisen. Das Arbeitswerkzeug 14 kann mit dem Rahmen 12 über eine direkte Schwenkverbindung 20, über ein Verbindungssystem mit dem Hydraulikzylinder 16, welches ein Glied in dem Verbindungssystem bildet, oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise verbunden sein. Das Arbeitswerkzeug 14 kann konfiguriert sein, um relativ zum Rahmen in irgendeiner in der Technik bekannten Art und Weise zu schwenken, zu drehen, zu gleiten, zu schwingen oder sich zu bewegen.
  • Wie in 2 veranschaulicht, kann der Hydraulikzylinder 16 eine von verschiedenen Komponenten innerhalb eines Hydrauliksystems 22 sein, die zusammenarbeiten, um das Arbeitswerkzeug 14 zu bewegen. Das Hydrauliksystem 22 kann eine Quelle 24 für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, einen Tank 34 und einen Ventilkörper 90 aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 zusätzliche und/oder andere Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise einen Drucksensor, einen Temperatursensor, einen Positionssensor, eine Steuervorrichtung, einen Akkumulator und andere in der Technik bekannte Komponenten.
  • Der Hydraulikzylinder 16 kann ein Zylinderrohr 46 und eine Kolbenanordnung 48 aufweisen, die in dem Zylinderrohr 46 angeordnet ist. Ein Teil, d.h. das Zylinderrohr 46 oder die Kolbenanordnung 48 kann schwenkbar mit dem Rahmen 12 verbunden sein, während das andere Teil, d.h. das Zylinderrohr 46 oder die Kolbenanordnung 48, schwenkbar mit dem Arbeitswerkzeug 14 verbunden sein kann. Es wird in Betracht gezogen, dass das Zylinderrohr 46 und/oder die Kolbenanordnung 48 alternativ fest entweder mit dem Rahmen 12 oder mit dem Arbeitswerkzeug 14 verbunden sein können. Der Hydraulikzylinder 16 kann eine erste Kammer 50 und eine zweite Kammer 52 aufweisen, die durch die Kolbenanordnung 48 getrennt werden. Die ersten und zweiten Kammern 50, 52 können selektiv mit einem Strömungsmittel beliefert werden, welches von der Quelle 24 unter Druck gesetzt wird, und sie können strömungsmittelmäßig mit dem Tank 34 verbunden werden, um zu bewirken, dass die Kolbenanordnung 48 sich innerhalb des Zylinderrohrs 46 verschiebt, wodurch die effektive Länge des Hydraulikzylinders 16 verändert wird. Die Ausfahrbewegung und die Rückzugsbewegung des Hydraulikzylinders 16 kann dahingehend wirken, dass diese bei der Bewegung des Arbeitswerkzeugs 14 hilft.
  • Die Kolbenanordnung 48 kann einen Kolben 54 aufweisen, der axial mit dem Zylinderrohr 46 ausgerichtet ist und innerhalb dieses angeordnet ist, und eine Kolbenstange 56, die entweder mit dem Rahmen 12 oder mit dem Arbeitswerkzeug 14 zu verbinden ist (siehe 1). Der Kolben 54 kann eine erste Hydraulikfläche 58 und eine zweite Hydraulikfläche 59 aufweisen, die der ersten Hydraulikfläche 58 gegenüber liegt. Eine Unausgeglichenheit einer Kraft, die durch den Strömungsmitteldruck auf den ersten und zweiten Hydraulikflächen 58, 59 verursacht wird, kann eine Bewegung der Kolbenanordnung 48 innerhalb des Rohrs 46 zur Folge haben. Beispielsweise kann eine Kraft auf der ersten Hydraulikfläche 58, die größer als eine Kraft auf der zweiten Hydraulikfläche 59 ist, bewirken, dass die Kolbenanordnung 48 sich verschiebt, um die effektive Länge des Hydraulikzylinders 16 zu vergrößern. Wenn eine Kraft auf der zweiten Hydraulikfläche 59 größer als eine Kraft auf der ersten Hydraulikfläche 58 ist, wird sich in ähnlicher Weise die Kolbenanordnung 48 innerhalb des Rohrs 46 zurückziehen, um die effektive Länge des Hydraulikzylinders 16 zu verringern. Ein (nicht gezeigtes) Dichtungsglied, wie beispielsweise ein O-Ring, kann mit dem Kolben 54 verbunden sein, um einen Strömungsmittelfluss zwischen einer inneren Wand des Zylinderrohrs 46 und einer äußeren Zylinderfläche des Kolbens 54 einzuschränken.
  • Die Quelle 24 kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu erzeugen und kann eine Pumpe aufweisen, wie beispielsweise eine Pumpe mit variabler Verdrängung, eine Pumpe mit fester Verdrängung oder irgendeine andere Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, die in der Technik bekannt ist. Die Quelle 24 kann treibend mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle der Arbeitsmaschine 10 verbunden sein, beispielsweise durch eine (nicht gezeigte) Gegenwelle, durch einen (nicht gezeigten) Riemen, durch eine (nicht gezeigte) elektrische Schaltung oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise. Die Quelle 24 kann zwischen dem Tank 34 und dem Ventilkörper 90 angeordnet sein. Die Quelle 24 kann extra dafür vorgesehen sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel nur zum Hydrauliksystem 22 zu liefern, oder sie kann alternativ unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu zusätzlichen Hydrauliksystemen 55 innerhalb der Arbeitsmaschine 10 liefern.
  • Der Tank 34 kann ein Reservoir bilden, welches konfiguriert ist, um eine Strömungsmittelversorgung bzw. einen Strömungsmittelvorrat zu halten. Das Strömungsmittel kann beispielsweise extra dafür vorgesehenes Hydrauliköl, ein Mo torschmieröl, ein Getriebeschmieröl oder irgendein anderes in der Technik bekanntes Strömungsmittel aufweisen. Ein oder mehrere Hydrauliksysteme in der Arbeitsmaschine 10 können Strömungsmittel aus dem Tank 34 abziehen und Strömungsmittel zu diesem zurückleiten. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 mit mehreren getrennten Strömungsmitteltanks verbunden sein kann.
  • Der Ventilkörper 90 kann mehrere Bohrungen und Leitungen darin aufweisen. Insbesondere kann der Ventilkörper 90 ein Gehäuse bilden, welches konfiguriert ist, um verschiedene Komponenten des Hydrauliksystems 22 zu enthalten, zu tragen und/oder zu bilden. Der Ventilkörper 90 kann in Strömungsmittelverbindung mit der ersten Kammer 50 über einen Anschluss 92 sein, in Verbindung mit der zweiten Kammer 52 über einen Anschluss 94, in Verbindung mit der Quelle 24 über einen Anschluss 102 und in Verbindung mit dem Tank 34 über Anschlüsse 96, 98, 100. Insbesondere können die Anschlüsse 92, 94, 96, 98, 100, 102 an Grenzen des Ventilkörpers 90 gebildet werden und können konfiguriert sein, um eine Verbindung zwischen dem Ventilkörper 90 und der Quelle 24, der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 16 und dem Tank 34 zu gestatten. Es wird in Betracht gezogen, dass die Anschlüsse 96, 98, 100 als ein einziger Anschluss geformt werden können, oder als irgendeine erwünschte Anzahl von Anschlüssen, um eine Verbindung zwischen dem Ventilkörper 90 und dem Tank 34 zu gestatten. Der Ventilkörper 90 kann ein Kopfenden-Versorgungsventil 26, ein Kopfenden-Ablaufventil 28, ein Stangenenden-Versorgungsventil 30 und ein Stangenenden-Ablaufventil 32 aufweisen, und ein proportionales Druckkompensationsventil 36. Der Ventilkörper 90 kann auch ein Kopfenden-Druckentlastungsventil 38, ein Kopfenden-Nachfüllventil 40, ein Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 und ein Stangenenden-Nachfüllventil 44 aufweisen. Der Ventilkörper 90 kann auch Strömungsmitteldurchlasswege 60, 62, 64, 66, 68, 78, 82, ein Shuttle- bzw. Wechselventil 74, ein Rückschlagventil 76 und Einschränkungsöffnungen bzw. Drosselöffnungen 70, 72, 80, 84 aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass der Ventilkörper 90 ein integrales Gehäuse haben kann und mit dem Rahmen 12 in irgendeiner in der Technik bekannten geeigneten Weise verbunden sein kann oder an diesem montiert sein kann.
  • Das Kopfenden-Versorgungsventil 26 kann innerhalb des Ventilkörpers 90 in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle 24 und der ersten Kammer 50 über Anschlüsse 102 bzw. 92 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zur ersten Kammer 50 zu regeln. Insbesondere kann das Kopfenden-Versorgungsventil 26 ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 200 aufweisen, welches innerhalb einer Bohrung 202 getragen wird, die in dem Ventilköper 90 ausgebildet ist. Das Ventilelement 200 kann elektromagnetbetätigt sein und kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel zur ersten Kammer 50 fließen kann, und einer zweiten Position zu bewegen, in der ein Strömungsmittelfluss gegen das Hineinfließen in die erste Kammer 50 abgeblockt wird. Es wird in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Versorgungsventil 26 zusätzliche oder andere Mechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise ein Proportionalventilelement oder irgendwelche anderen in der Technik bekannten Ventilmechanismen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Versorgungsventil 26 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt werden kann. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Versorgungsventil 26 konfiguriert sein kann, um zu gestatten, dass Strömungsmittel von der ersten Kammer 50 durch das Kopfenden-Versorgungsventil 26 über den Anschluss 92 während eines Regenerationsereignisses fließt, wenn der Druck innerhalb der ersten Kammer 50 einen Druck überschreitet, der zum Kopfenden-Versorgungsventil 26 von der Quelle 24 geleitet wird.
  • Das Kopfenden-Ablaufventil 28 kann innerhalb des Ventilkörpers 90 in Strömungsmittelverbindung mit der ersten Kammer 50 und einem Tank 34 über die Anschlüsse 92 bzw. 100 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von der ersten Kammer 50 zum Tank 34 zu regeln. Insbesondere kann das Kopfenden-Ablaufventil 28 ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 204 aufweisen, welches innerhalb einer Bohrung 206 getragen wird, die in dem Ventilköper 90 ausgebildet ist. Das Ventilelement 204 kann elektromagnetbetätigt sein und kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel aus der ersten Kammer 50 fließen kann, und einer zweiten Position zu bewegen, in der ein Strömungsmittelfluss abgeblockt wird, sodass er nicht aus der ersten Kammer 50 fließen kann. Es wird in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Ablaufventil 28 zusätzliche oder andere Ventilmechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise ein Proportionalventilelement oder irgendeinen anderen in der Technik bekannten Ventilmechanismus. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Ablaufventil 28 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt werden kann.
  • Das Stangenenden-Versorgungsventil 30 kann innerhalb des Ventilkörpers 90 in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle 24 und der zweiten Kammer 52 über Anschlüsse 102 bzw. 94 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zur zweiten Kammer 52 zu regeln. Insbesondere kann das Stangenenden-Versorgungsventil 30 ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 208 aufweisen, welches innerhalb einer Bohrung 210 getragen wird, die in dem Ventilköper 90 ausgebildet ist. Das Ventilelement 208 kann elektromagnetbetätigt sein und kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel zur zweiten Kammer 52 fließen kann, und einer zweiten Position zu bewegen, in der Strömungsmittel abgeblockt wird, sodass es nicht zur zweiten Kammer 52 fließt. Es wird in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Versorgungsventil 30 zusätzliche oder andere Ventilmechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise ein Proportionalventilelement oder irgendeinen anderen in der Technik bekannten Ventilmechanismus. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Versorgungsventil 30 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt werden kann. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Versorgungsventil 30 konfiguriert sein kann, um zu gestatten, dass Strömungsmittel von der zweiten Kammer 52 durch das Stangenenden-Versorgungsventil 30 über den Anschluss 94 während eines Regenerationsereignisses fließt, wenn ein Druck innerhalb der zweiten Kammer 52 einen Druck überschreitet, der zum Stangenenden-Versorgungsventil 30 von der Quelle 24 geleitet wird.
  • Das Stangenenden-Ablaufventil 32 kann innerhalb des Ventilkörpers 90 in Strömungsmittelverbindung mit der zweiten Kammer 52 und dem Tank 34 über die Anschlüsse 94 bzw. 100 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 zu regeln. Insbesondere kann das Stangenenden -Ablaufventil 32 ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 212 aufweisen, welches innerhalb einer Bohrung 214 getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Das Ventilelement 212 kann elektromagnetbetätigt sein und kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel aus der zweiten Kammer 52 herausfließen kann, und einer zweiten Position zu bewegen, in der Strömungsmittel dagegen abgeblockt wird, aus der zweiten Kammer 52 herauszufließen. Es wird in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Ablaufventil 32 zusätzliche oder andere Ventilmechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise ein Proportionalventilelement oder irgendeinen anderen in der Technik bekannten Ventilmechanismus. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Ablaufventil 32 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt werden kann.
  • Die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventile 26, 28, 30, 32 können strömungsmittelmäßig verbunden sein. Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden- Versorgungsventile 26, 30 parallel mit einem stromaufwärts liegenden gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 verbunden sein, und sie können mit einem stromabwärts liegenden gemeinsamen Signalströmungsmitteldurchlassweg 62 verbunden sein. Der stromaufwärts liegende gemeinsame Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 und der stromabwärts liegende gemeinsame Signalströmungsmitteldurchlassweg 62 können jeweils eine getrennte Leitung sein, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist und können die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilbohrungen 202, 210 verbinden. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 28, 32 können parallel mit einem stromabwärts liegenden gemeinsamen Ablaufdurchlassweg 64 verbunden sein. Der gemeinsame Ablaufdurchlassweg 64 kann eine Leitung sein, die im Ventilkörper 90 ausgebildet ist, und kann die Kopfenden- und Stangenenden- Ablaufventilbohrungen 206, 214 verbinden und am Anschluss 100 enden, um einen Strömungsmittelfluss in den Tank 34 zu gestatten.
  • Die Kopfenden-Versorgungs- und Ablaufventile 26, 28 können parallel mit einem Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer verbunden sein. Der Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer kann eine Leitung sein, die im Ventilkörper 90 ausgebildet ist, welche die Kopfenden-Versorgungs- und Ablaufventilbohrungen 202, 206 verbindet. Der Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer kann am Strömungsmittelanschluss 92 enden, der an einer Grenze des Ventilkörpers 90 ausgebildet ist, um einen Strömungsmittelfluss zur ersten Kammer 50 zu gestatten. Die Stangenenden-Versorgungs- und Rückleitungsventile, 30, 32 können parallel mit einem Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer verbunden sein. Der Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer kann eine Leitung sein, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, und kann die Stangenenden- Versorgungs- und Ablaufventilbohrungen 210, 212 verbinden und kann am Strömungsmittelanschluss 94 enden, um einen Strömungsmittelfluss zur zweiten Kammer 52 zu gestatten.
  • Das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 kann strömungsmittelmäßig mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer zwischen der ersten Kammer 50 und den Kopfenden-Versorgungs- und Ablaufventilen 26, 28 verbunden sein. Das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 kann ein federvorgespanntes (nicht bezeichnetes) Ventilelement haben, welches in einer (nicht bezeichneten) Bohrung getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Der Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer kann eine Verbindung zur Kopfenden-Druckentlastungsventilbohrung herstellen und kann am Anschluss 96 enden, um zu gestatten, dass Strömungsmittel durch das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 zum Tank 34 fließt. Das Ventilelement kann zu einer Ventilverschlussposition federvorgespannt sein und kann zu einer Ventilöffnungsposition ansprechend darauf bewegt werden, dass ein Druck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 61 für die erste Kammer über einem vorbestimmten Druck ist. Auf diese Weise kann das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 konfiguriert sein, um eine Druckspitze innerhalb des Hydrauliksystems 22 zu verrin gern, die durch äußere Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den Kolben 54 wirken, indem es gestattet, dass Strömungsmittel von der ersten Kammer 50 zum Tank 34 abläuft.
  • Das Kopfenden-Nachfüllventil 40 kann strömungsmittelmäßig mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer zwischen der ersten Kammer 50 und den Kopfenden-Versorgungs- und Ablaufventilen 26, 28 angeschlossen sein. Das Kopfenden-Nachfüllventil 40 kann ein (nicht bezeichnetes) Ventilelement haben, welches in einer (nicht bezeichneten) Bohrung getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, und kann konfiguriert sein, um zu gestatten, dass Strömungsmittel vom Tank 34 in den Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer fließt, und zwar ansprechend darauf, dass ein Strömungsmitteldruck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 61 für die erste Kammer unter einem Druck des Strömungsmittels in dem Tank 34 ist. Die Kopfenden-Nachfüllventilbohrung kann mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 für die erste Kammer verbunden sein, um einen Strömungsmittelfluss von dem Anschluss 96 durch das Kopfenden-Nachfüllventil 40 zur ersten Kammer 50 zu gestatten. Auf diese Weise kann das Kopfenden-Nachfüllventil 40 konfiguriert sein, um einen Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 zu verringern, der durch äußere Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und auf den Kolben 54 wirken, indem es gestattet, dass Strömungsmittel vom Tank 34 die erste Kammer 50 füllt.
  • Das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 kann strömungsmittelmäßig mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer zwischen der zweiten Kammer 52 und den Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventilen 30, 32 verbunden sein. Das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 kann ein (nicht bezeichnetes) federvorgespanntes Ventilelement haben, welches in einer (nicht bezeichneten) Bohrung getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Der Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer kann eine Verbindung mit der Kopfenden-Druckentlastungsventilbohrung herstellen und kann am Anschluss 98 enden, um einen Strömungsmittelfluss durch das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 zum Tank 34 zu gestatten. Das Ventilelement kann zu einer Ventilverschlussposition federvorgespannt sein und kann zu einer Ventilöff nungsposition, ansprechend darauf bewegbar sein, dass ein Druck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 63 für die zweite Kammer über einem vorbestimmten Druck ist. Auf diese Weise kann das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 konfiguriert sein, um eine Druckspitze innerhalb des Hydrauliksystems 22 zu verringern, die durch äußere Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und auf den Kolben 54 wirken, indem es gestattet, dass Strömungsmittel von der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 abläuft.
  • Das Stangenenden-Nachfüllventil 44 kann strömungsmittelmäßig mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer zwischen der zweiten Kammer 52 und den Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventilen 30, 32 angeschlossen sein. Das Stangenenden-Nachfüllventil 44 kann ein (nicht bezeichnetes) Ventilelement haben, welches in einer (nicht bezeichneten) Bohrung getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, und konfiguriert ist, um zu gestatten, dass Strömungsmittel vom Tank 34 in den Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer, ansprechend darauf fließt, dass ein Strömungsmitteldruck in dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer unter einem Druck des Strömungsmittels innerhalb des Tanks 34 ist. Die Stangenenden-Nachfüllventilbohrung kann mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 für die zweite Kammer verbunden sein, um einen Strömungsmittelfluss von dem Anschluss 98 durch das Stangenenden-Nachfüllventil 44 zur zweiten Kammer 52 zu gestatten. Auf diese Weise kann das Stangenenden-Nachfüllventil 44 konfiguriert sein, um einen Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 zu verringern, der durch äußere Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und auf den Kolben 54 wirken, indem es gestattet, dass Strömungsmittel vom Tank 34 die zweite Kammer 52 füllt.
  • Der Ventilkörper 90 kann zusätzliche Komponenten aufweisen, um die Strömungsmitteldrücke und/oder Strömungsmittelflüsse in dem Hydrauliksystem 22 zu steuern. Insbesondere kann der Ventilkörper 90 ein Shuttle- bzw. Wechselventil 74 aufweisen, welches in einem stromabwärts gelegenen gemeinsamen Signal-Strömungsmitteldurchlassweg 62 angeordnet ist. Das Wechselventil 74 kann ein (nicht bezeichnetes) Wechselventilelement aufweisen, welches in einer (nicht be zeichneten) Bohrung getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Die Wechselventilbohrung kann mit dem gemeinsamen Signal-Strömungsmitteldurchlassweg 62 verbunden sein. Das Wechselventil 74 kann konfiguriert sein, um strömungsmittelmäßig eines der Kopfenden- und Stangenendenversorgungsventile 26, 30, welches einen niedrigeren Strömungsmitteldruck hat, mit dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 ansprechend auf einen höheren Strömungsmitteldruck von einem der Kopfenden- oder Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zu verbinden. Auf diese Weise kann das Wechselventil 74 Drucksignale von den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 26, 30 auflösen, um zu gestatten, dass der niedrigere Auslassdruck der zwei Ventile die Bewegung des proportionalen Druckkompensationsventils 36 beeinflusst. Weil das Wechselventil 74 gestattet, dass der niedrigere Druck das proportionale Druckkompensationsventil 36 ansprechend auf den höheren Druck beeinflusst, kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 korrekt auch während Regenerationsereignissen funktionieren.
  • Der Ventilkörper 90 kann auch Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 aufweisen, um Strömungsmitteldrücke und/oder Strömungsmittelflüsse innerhalb des Hydrauliksystems 22 zu steuern. Die Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 können jeweils als eine getrennte Leitung konfiguriert sein, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, um strömungsmittelmäßig stromaufwärts den gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 und stromabwärts den gemeinsamen Signalströmungsmitteldurchlassweg 62 zu verbinden. Die Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 können jeweilige Einschränkungs- bzw. Drosselzumessöffnungen 70, 72 aufweisen, die innerhalb des Ventilkörpers 90 ausgebildet sind, um die Druck- und/oder Flussoszillationen innerhalb der Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 zu minimieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 alternativ als Leitungen in den Stangenenden- und Kopfenden-Versorgungsventilelementen 202, 210 (nicht gezeigt) ausgeformt sein können, und dass die Drosselzumessöffnungen 70, 72 in den Stangenenden- und Kopfenden-Ventilelementen 202, 210 ausgebildet sein können, um Druck- und/oder Flussoszillationen innerhalb der Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 zu minimieren.
  • Der Ventilkörper 90 kann auch ein Rückschlagventil 76 aufweisen, welches zwischen dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 und dem stromaufwärts liegenden Strömungsmitteldurchlassweg 60 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 76 kann ein (nicht bezeichnetes) Rückschlagventilelement aufweisen, welches in dem Ventilkörper 90 getragen wird. Es wird in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 und/oder der Ventilkörper 90 zusätzliche und/oder andere Komponenten aufweisen können, um die Strömungsmitteldrücke und/oder Strömungsmittelflüsse in dem Hydrauliksystem 22 zu steuern.
  • Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann ein hydromechanisch betätigtes proportionales Steuerventil sein, welches zwischen dem stromaufwärts liegenden gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 und der Quelle 24 angeordnet ist, und es kann konfiguriert sein, um einen Druck des Strömungsmittels zu steuern, welches zu dem stromaufwärts liegenden gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 geliefert wird. Insbesondere kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 ein Druckkompensationsventilelement 216 aufweisen, welches in einer Druckkompensationsbohrung 218 getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Das proportionale Druckkompensationsventilelement kann mit der stromaufwärts liegenden gemeinsamen Versorgungsleitung des Durchlassweges 60 verbunden sein und kann weiter mit dem Anschluss 102 verbunden sein, und zwar entweder direkt oder über eine (nicht bezeichnete) Einlassströmungsmittelleitung, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Das Ventilelement 216 kann durch eine Feder und hydraulisch zu einer Flussdurchlassposition vorgespannt sein und kann durch einen Hydraulikdruck zu einer Flussblockierungsposition hin bewegbar sein. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann zu einer Flussblockierungsposition durch ein Strömungsmittel bewegbar sein, welches über einen Strömungsmitteldurchlassweg 78 von einem Punkt zwischen dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 und dem Rückschlagventil 76 geleitet wird. Der Strömungsmitteldurchlassweg 78 kann eine Leitung sein, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist und kann die Druckkompensationsbohrung 218 und den stromaufwärts liegenden gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 verbinden. Der Strömungsmitteldurchlassweg 78 kann eine Drosselzumessöffnung 80 aufweisen, die in dem Ven tilkörper 90 ausgebildet ist, um Druck- und/oder Flussoszillationen in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 zu minimieren. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann zu der Flussdurchlassposition hin durch ein Strömungsmittel bewegbar sein, welches über einen Strömungsmitteldurchlassweg 82 vom Wechselventil 74 geleitet wird. Der Strömungsmitteldurchlassweg 82 kann eine Leitung sein, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, und kann die Bohrung des Wechselventils 74 und die Druckkompensationsbohrung 218 verbinden. Der Strömungsmitteldurchlassweg 82 kann eine Drosselzumessöffnung 84 aufweisen, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist, um die Druck- und/oder Flussoszillationen innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 82 zu minimieren. Es wird in Betracht gezogen, dass das Druckkompensationsventilelement 216 alternativ zu einer Flussblockierungsposition hin federvorgespannt sein kann, sodass das Strömungsmittel vom Durchlassweg 82 alternativ das Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zur Flussdurchlassposition hin vorspannen kann und/oder sodass das Strömungsmittel vom Durchlassweg alternativ das Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zur Flussblockierungsposition bewegen kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das proportionale Druckkompensationsventil 36 alternativ stromabwärts der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle gelegen sein kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Drosselzumessöffnungen 80 und 84 weggelassen werden können, falls erwünscht.
  • Wie in 3 veranschaulicht, wird ein alternatives Hydrauliksystem 22' offenbart, welches verschiedene Elemente aufweist, die zusammenarbeiten können, um das Arbeitswerkzeug 14 zu bewegen. Die Beschreibung und der Betrieb des alternativen Hydrauliksystems 22' ist ähnlich dem Hydrauliksystem 22, wie dies oben offenbart wird und die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Elemente von beiden Hydrauliksystemen 22, 22' zu bezeichnen. Entsprechend wird eine detaillierte Beschreibung von gleichen Elementen weggelassen und nur die Unterschiede des alternativen Hydrauliksystems 22' werden unten offenbart.
  • Die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 können konfiguriert sein, um selektiv den Strömungsmittelfluss in den Druckausgleichsdurchlasswe gen 66, 68 zu steuern. Das Kopfenden-Versorgungsventile 26 kann ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 200' aufweisen, welches innerhalb der Bohrung 202 getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise kann das Stangenenden-Versorgungsventil 30 ein federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 208' aufweisen, welches in der Bohrung 210 getragen wird, die in dem Ventilkörper 90 ausgebildet ist. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ventilelemente 200' und 208' können ähnlich wie die Kopfenden- und Stangenenden-Ventilelemente 200, 208 elektromagnetbetätigt sein und können konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel zu einer jeweiligen Kammer 50, 52 geleitet wird, und einer zweiten Position bewegen, in der Strömungsmittel dagegen abgeblockt wird, dass es aus einer jeweiligen Kammer 50, 52 fließt. Wenn eines der Kopfenden- oder Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zu einer Flussdurchlassposition bewegt wird und das Shuttle- bzw. Wechselventil 74 zu der Flussdurchlassposition hin vorgespannt ist, kann ein Blockierungsteil 201', 209' des einen Fluss durchlassenden Ventils den Strömungsmittelfluss innerhalb eines der Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 blockieren. Wenn eines der Kopfenden- oder Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zu einer Flussblockierungsposition bewegt ist und das Wechselventil 74 weg von der Flussblockierungsposition vorgespannt ist, kann in ähnlicher Weise der Blockierungsteil 201' 209' des einen Fluss blockierenden Ventils einen Strömungsmittelfluss in einem der Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 gestatten. Wenn beispielsweise das Kopfenden-Versorgungsventil 26 zu einer Flussdurchlassposition bewegt wird, blockiert der Blockierungsteil 201' des Kopfenden-Versorgungsventilelementes 200' einen Strömungsmittelfluss in dem Druckausgleichsdurchlassweg 66. Wenn das Kopfenden-Versorgungsventil 30 zu einer Flussdurchlassposition bewegt wird, blockiert in ähnlicher Weise der Blockierungsteil 209' des Kopfenden-Versorgungsventilelementes 208' einen Strömungsmittelfluss in dem Druckausgleichsdurchlassweg 68.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Hydrauliksystem kann auf irgendeine Arbeitsmaschine anwendbar sein, die eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung aufweist, wo der Ausgleich von Drücken und/oder Flüssen von Strömungsmittel erwünscht ist, welches zu der Betätigungsvorrichtung geliefert wird. Das offenbarte Hydrauliksystem kann eine Druckregelung mit starkem Ansprechen vorsehen, welche die Komponenten des Hydrauliksystems schützt und eine konsistente Betätigungsvorrichtungsleistung in einer kostengünstigen einfachen Konfiguration bietet. Der Betrieb des Hydrauliksystems 22 wird nun erklärt.
  • Der Hydraulikzylinder 16 kann durch einen Strömungsmitteldruck ansprechend auf eine Bedienereingabe bewegbar sein. Strömungsmittel kann von der Quelle 24 unter Druck gesetzt werden und zum Ventilkörper 90 über den Anschluss 102 geleitet werden. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel kann weiter vom Anschluss 102 zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 26 und 30 geleitet werden. Ansprechend auf eine Bedienereingabe, um die Kolbenanordnung 48 relativ zum Zylinderrohr 46 entweder auszufahren oder zurückzuziehen, kann eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26 und 30 sich zur offenen Position bewegen, um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel zu der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 zu leiten. Im Wesentlichen gleichzeitig kann sich eines der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 28, 32 zur offenen Position hin bewegen, um Strömungsmittel aus der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 zum Tank 34 über den Anschluss 100 zu leiten, um eine Druckdifferenz am Kolben 54 zu erzeugen, welche bewirkt, dass die Kolbenanordnung 48 sich bewegt. Wenn beispielsweise eine Ausfahrbewegung des Hydraulikzylinders 16 erforderlich ist, kann das Kopfenden-Versorgungsventil 26 sich zur offenen Position hin bewegen, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle 24 zur ersten Kammer 50 zu leiten. Im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Leiten des unter Druck gesetzten Strömungsmittels zur ersten Kammer 50, kann sich das Stangenenden-Ablaufventil 32 zur offenen Position bewegen, um zu gestatten, dass Strömungsmittel von der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 abläuft. Wenn eine Rückzugsbewegung des Hydraulikzylinders 16 angefordert wird, kann das Stangenenden-Versorgungsventil 30 sich zur offenen Position hin bewegen, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle 24 zur zweiten Kammer 52 zu leiten. Im Wesentlichen gleichzeitig zum Leiten von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zur zweiten Kammer 52 kann sich das Kopfenden-Ablaufventil 28 zur offenen Position bewegen, um zu gestatten, dass Strömungsmittel von der ersten Kammer 50 zum Tank 34 abläuft.
  • Weil mehrere Betätigungsvorrichtungen strömungsmittelmäßig mit der Quelle 24 verbunden sein können, kann der Betrieb von einer der Betätigungsvorrichtungen den Druck und/oder den Fluss von Strömungsmittel beeinflussen, welches zum Hydraulikzylinder 16 geleitet wird. Falls diese nicht geregelt werden, könnten diese Beeinflussungen zu einer inkonsistenten und/oder unerwarteten Bewegung des Hydraulikzylinders 16 und des Arbeitswerkzeuges 14 führen und könnten möglicherweise eine verkürzte Komponentenlebensdauer des Hydrauliksystems 22 zur Folge haben. Das Proportionaldruckkompensationsventil 36 kann diese Effekte durch proportionale Bewegung des Ventilelementes des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zwischen den Flussdurchlass- und Flussblockierungspositionen ansprechend auf Strömungsmitteldrücke innerhalb des Hydrauliksystems 22 berücksichtigen bzw. ausgleichen, um einen im Wesentlichen konstanten vorbestimmten Druckabfall an allen Versorgungsventilen des Hydrauliksystems 22 vorzusehen.
  • Wenn eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zu der Flussdurchlassposition hin bewegt wird, kann der Druck innerhalb des stromabwärts liegenden gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 62 auf der Seite mit einem Fluß durchlassenden Ventil des Wechselventils 74 niedriger sein als der Druck des Strömungsmittels innerhalb des stromabwärts liegenden gemeinsamen Signal-Strömungsmitteldurchlassweges 62 auf der Seite des Wechselventils 74 mit einem Fluss blockierenden Ventil. Als eine Folge kann das Wechselventil 74 durch den höheren Druck zu dem Fluß durchlassenden Ventil hin vorgespannt werden, wodurch der niedrigere Druck von dem einen Fluss durchlassenden Ventil und einem der Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 über den Durchlassweg 82 übermittelt wird. Dieser niedrigere Druck, der zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermittelt wird, kann dann zusammen mit der Kraft der Feder des proportionalen Druckkompensationsventils 36 gegen den Druck aus dem Strömungsmitteldurch lassweg 78 wirken. Die daraus resultierende Kraft kann dann entweder das Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zu der Flussblockierungsposition oder zu der Flussdurchlassposition bewegen. Wenn der Druck von der Quelle 24 abfällt, kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 sich zu der Flussdurchlassposition hin bewegen und dadurch den Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 60 aufrechterhalten. Wenn der Druck von der Quelle 24 zunimmt, kann in ähnlicher Weise das proportionale Druckkompensationsventil 36 sich zu der Flussblockierungsposition hin bewegen, um dadurch den Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 60 aufrechtzuerhalten. In dieser Weise kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 den Strömungsmitteldruck innerhalb des Hydrauliksystems 22 regeln.
  • Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann auch konfiguriert sein, um die Druck- und/oder Flussfluktuationen innerhalb des Hydrauliksystems 22 zu verringern, die durch das Auftreten von Regenerationsprozessen in dem Hydrauliksystem 22 verursacht werden. Insbesondere während der Bewegung des Arbeitswerkzeuges 14 kann es Fälle geben, wo eine äußere Kraft auf dem Arbeitswerkzeug 14 einen Druck innerhalb einer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 erzeugt, welcher größer als der Druck des Strömungsmittels ist, welcher zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 26, 30 durch die Quelle 24 geliefert wird. Während dieser Fälle kann das Hochdruckströmungsmittel regeneriert werden, um Energie zu speichern. Insbesondere kann dieses Hochdruckströmungsmittel von der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 zu einer Stelle stromaufwärts des gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 60 geleitet werden. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann diese Lieferung von Hochdruckströmungsmittel aufnehmen, und zwar durch Bewegung des Ventilelementes des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zur Flussblockierungsposition hin. Auf diese Weise kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 einen im Wesentlichen konstanten Druck auch während Regenerationsprozessen vorsehen.
  • Der Betrieb des Hydrauliksystems 22' ist ähnlich jenem des Hydrauliksystems 22, jedoch mit folgendem Unterschied. Wenn eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zu der Flussdurchlassposition bewegt wird, kann der Druck innerhalb des stromabwärts gelegenen gemeinsamen Signal-Strömungsmitteldurchlassweges 62 auf der Seite des Wechselventils 74 mit einem Fluss durchlassenden Ventil niedriger sein als der Druck des Strömungsmittels innerhalb des stromabwärts liegenden gemeinsamen Signal-Strömungsmitteldurchlassweges 62 auf der Seite des Wechselventils 74 mit einem den Fluss blockierenden Ventil. Als eine Folge kann das Wechselventil 74 durch den höheren Druck zur Flussdurchlassposition hin vorgespannt werden, wodurch nur der niedrigere Druck von dem einen Fluss durchlassenden Ventil zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermittelt wird, da der Strömungsmittelfluss innerhalb eines der Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 blockiert sein kann. Wenn beispielsweise das Kopfenden-Versorgungsventil 26 sich zu einer Flussdurchlassposition bewegt, kann das Ventilelement 200' einen Strömungsmittelfluss innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 66 blockieren. Das Wechselventil 74 kann durch einen höheren Druck zum Kopfenden-Versorgungsventil 26 vorgespannt sein, wodurch der niedrige Druck vom Kopfenden-Versorgungsventil 26 zum Strömungsmitteldurchlassweg 82 übermittelt wird. Weil das Ventilelement 200' einen Strömungsmittelfluss in dem Druckausgleichsströmungsmitteldurchlassweg 66 blockieren kann, kann das Wechselventil 74 nur den niedrigen Druck vom Kopfenden-Versorgungsventil 26 zum proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermitteln, wodurch der Strömungsmittelfluss des mit dem niedrigen Druck verbundenen Wechselventils 74 verringert wird.
  • Verschiedene Komponenten können in dem Ventilkörper 90 vorgesehen sein. Insbesondere kann der Ventilkörper 90 eine kompakte Hydraulikventileinheit vorsehen und kann die Verringerung von Einbauraum und/oder Material verwirklichen, was möglicherweise Material- und Herstellungskosten reduziert. Der Ventilkörper kann weiter die Zuverlässigkeit verbessern, indem er die Anzahl der Hydraulikleitungsverbindungen verringert, was somit möglicherweise Lecks und/oder Versagungsmöglichkeiten verringert und die Signalstärke und/oder die Ansprechzeitsteuerung verbessert.
  • Weil das proportionale Druckkompensationsventil 36 hydromechanisch betätigt wird, können Druckfluktuationen schnell ausgeglichen werden, bevor sie signifikant die Bewegung des Hydraulikzylinders 16 oder die Lebensdauer der Komponenten beeinflussen können. Insbesondere kann die Ansprechzeit des proportionalen Druckkompensationsventils 36 ungefähr 200 Hz oder höher sein, was viel höher ist als typische elektromagnetbetätigte Ventile, die mit ungefähr 5-15 Hz ansprechen. Weil das proportionale Druckkompensationsventil 36 hydromechanisch betätigt sein kann, anstatt elektronisch gesteuert zu werden, können zusätzlich die Kosten minimiert werden.
  • Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Hydrauliksystem vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann bei einer Betrachtung der Beschreibung und bei der praktischen Ausführung des offenbarten Hydrauliksystems offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.
  • Zusammenfassung
  • Hydrauliksystem mit Druckkompensator
  • Ein Hydrauliksystem mit einer Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel, mit einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer und mit einem Körper ist vorgesehen. Der Körper hat ein erstes Ventil, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit der ersten Kammer zu verbinden, und ein zweites Ventil, welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit der zweiten Kammer zu verbinden. Der Körper hat auch ein proportionales Druckkompensationsventil, um einen Druck des Strömungsmittels zu steuern, welches zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen geleitet wird, und einen Versorgungsdurchlassweg, der zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen parallel angeordnet ist, und das proportionale Druckkompensationsventil ist innerhalb des Versorgungsdurchlassweges angeordnet.

Claims (10)

  1. Hydrauliksystem (22), welches Folgendes aufweist: einen Körper (90), der Folgendes aufweist: ein erstes Ventil (26), welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig eine Quelle (24) für unter Druck gesetztes Strömungsmittel mit einer ersten Kammer (50), einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung (16) zu verbinden; ein zweites Ventil (30), welches konfiguriert ist, um selektiv strömungsmittelmäßig die Quelle mit einer zweiten Kammer (52) der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung zu verbinden, ein proportionales Druckkompensationsventil (36), um einen Druck eines Strömungsmittels zu steuern, welches zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen geleitet wird; und einen Versorgungsdurchlassweg (60), der zwischen der Quelle und den ersten und zweiten Ventilen angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Ventile mit dem Versorgungsdurchlassweg parallel verbunden sind, und wobei das proportionale Druckkompensationsventil innerhalb des Versorgungsdurchlassweges angeordnet ist.
  2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei der Körper weiter Folgendes aufweist: einen Signaldurchlassweg (62), der stromabwärts der ersten und zweiten Ventile angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Ventile in Strömungsmittelverbindung mit dem Signaldurchlassweg sind; und ein Shuttle- bzw. Wechselventil (74), welches in dem Signaldurchlassweg zwischen den ersten und zweiten Ventilen angeordnet ist, wobei das Wechselventil selektiv unter Druck gesetztes Strömungsmittel vom Signaldurchlassweg ansprechend auf einen Strömungsmitteldruck leitet.
  3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, welches weiter Folgendes aufweist: einen ersten Druckausgleichsdurchlassweg (66) und einen zweiten Druckausgleichsdurchlassweg (68), die zwischen den Versorgungs- und Signaldurchlasswegen angeordnet sind.
  4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Druckausgleichsdurchlasswege unter Druck gesetztes Strömungsmittel von dem Versorgungsdurchlassweg zu dem Signaldurchlassweg leiten; und wobei das Wechselventil selektiv unter Druck gesetztes Strömungsmittel von einem der ersten und zweiten Ventile zu dem proportionalen Druckkompensationsventil leitet.
  5. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Druckausgleichsdurchlasswege unter Druck gesetztes Strömungsmittel vom Versorgungsdurchlassweg zum Signaldurchlassweg leiten; und wobei das Wechselventil selektiv eine Kombination von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von einem der ersten und zweiten Druckausgleichsdurchlasswege leitet und unter Druck gesetztes Strömungsmittel von einem der ersten und zweiten Ventile zu dem proportionalen Druckkompensationsventil leitet.
  6. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei der Körper weiter Folgendes aufweist: einen dritten Strömungsmitteldurchlassweg (81), der konfiguriert ist, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von einem der ersten und zweiten Ventile über das Wechselventil zu dem proportionalen Druckkompensationsventil zu leiten, um ein Ventilelement (216) des proportionalen Druckkompensationsventils zwischen einer Flussdurchlassposition und einer Flussblockierungsposition vorzuspannen.
  7. Verfahren zum Betrieb eines Hydrauliksystems (22), welches Folgendes aufweist: Unter-Druck-Setzen von Strömungsmittel; Leiten des unter Druck gesetzten Strömungsmittels zu einem ersten Ventil (26) in Verbindung mit einer ersten Kammer (50) einer Betätigungsvorrichtung (16) über einen Versorgungsdurchlassweg (60); Leiten von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu einem zweiten Ventil (30) in Verbindung mit einer zweiten Kammer (52) der Betätigungsvorrichtung über den Versorgungsdurchlassweg; Selektives Betätigen von mindestens einem der ersten und zweiten Ventile, um die Betätigungsvorrichtung zu bewegen; Leiten von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von einem Signaldurchlassweg (62), der stromabwärts der ersten und zweiten Ventile angeordnet ist, zu einem Ventilelement (216) des Druckkompensationsventils; Leiten von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von dem Versorgungsdurchlassweg zum Signaldurchlassweg über einen ersten Druckausgleichsdurchlassweg (66) und einen zweiten Druckausgleichsdurchlassweg (68); Bewegen des Ventilelementes des Druckkompensationsventils ansprechend auf eine Druckdifferenz zwischen einem Einlass von einem der ersten und zweiten Ventile und dem Signaldurchlassweg, um eine vorbestimmte Druckdifferenz an mindestens einem der ersten und zweiten Ventile innerhalb eines vorbestimmten Bereiches einer erwünschten Druckdifferenz zu halten.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, welches weiter aufweist, unter Druck gesetztes Strömungsmittel von dem Signaldurchlassweg zu dem Ventilelement des Druckkompensationsventils über ein Wechselventil (74) ansprechend auf einen Druck zu leiten.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das selektive Betätigen von mindestens einem der ersten und zweiten Ventile weiter Folgendes aufweist: Bewegen eines Ventilelementes (200', 208') von einem der ersten und zweiten Ventile, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von dem Versorgungsdurchlassweg zur Betätigungsvorrichtung zu leiten, und um se lektiv einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel in dem ersten Druckausgleichsdurchlassweg zu blockieren; und Bewegen eines Ventilelementes (200', 208') des anderen der ersten und zweiten Ventile, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von dem Versorgungsdurchlassweg zu der Betätigungsvorrichtung zu leiten, und um selektiv einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel in dem zweiten Druckausgleichsdurchlassweg zu blockieren.
  10. Arbeitsmaschine (10), die Folgendes aufweist: ein Arbeitswerkzeug (14); und das Hydrauliksystem (22) nach einem der Ansprüche 1-6, welches konfiguriert ist, um bei der Bewegung des Arbeitswerkzeuges zu helfen.
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