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DE2807565C2 - Strömungsmittelsteuersystem - Google Patents

Strömungsmittelsteuersystem

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Publication number
DE2807565C2
DE2807565C2 DE2807565A DE2807565A DE2807565C2 DE 2807565 C2 DE2807565 C2 DE 2807565C2 DE 2807565 A DE2807565 A DE 2807565A DE 2807565 A DE2807565 A DE 2807565A DE 2807565 C2 DE2807565 C2 DE 2807565C2
Authority
DE
Germany
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fluid
valve
secondary control
selector
valves
Prior art date
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Expired
Application number
DE2807565A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2807565A1 (de
Inventor
Kenneth Ralph Joliet Ill. Lohbauer
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.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
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 Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE2807565A1 publication Critical patent/DE2807565A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2807565C2 publication Critical patent/DE2807565C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmittelsteuersystem mit Prioritätsströmung.
  • Bei Strömungsmittelsystem ist es oftmals erwünscht, daß Strömungsmittel in gesteuerter Weise ausgewählten Stellen durch die Betätigung von Steuerungen zugeführt wird. Je größer die Anzahl der Stellen relativ zur Anzahl der Pumpen und Steuervorrichtungen ist, um so größer ist die Flexibilität des Systems.
  • Ein Anwendungsbeispiel für ein solches Strömungsmittelsystem ist ein Bagger, bei dem linke und rechte Antriebs- oder Kettenmotoren zur Fortbewegung vorgesehen sind, und bei dem eine Vielzahl von Arbeitselementen mit dem Strömungsmittelsystem in Verbindung steht. Beim Gebrauch eines Baggers ist es zweckmäßig, eine angemessene Strömungsmittelmenge sowie einen angemessenen Druck wahlweise an den Arbeitselementen vorzusehen, und zwar sowohl im Falle der Bewegung des Fahrzeugs und auch dann, wenn das Fahrzeug stationär verbleibt. Es ist ferner zweckmäßig, eine selektive Kombination der Pumpen für ein ausgewähltes Arbeitselement vorzusehen, und es ist ferner erwünscht, eine schnellere Bewegung des Strömungsmittels von einem der Arbeitselemente aus zum Tank zu erreichen.
  • Diese Probleme sind bei den bisherigen Baggern nicht gelöst, die im allgemeinen eine Vielzahl von Pumpen parallel mit den Arbeitselementen schalten.
  • Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, insbesondere die genannten Probleme des Standes der Technik zu lösen.
  • Die Erfindung sieht ein Strömungsmittelsystem mit einer Vielzahl von Pumpen, linken und rechten Kettenmotoren sowie einer Vielzahl von Arbeitselementen vor. Erste Elemente sind vorgesehen, um in steuerbarer Weise Strömungsmittel von einer ersten Vielzahl der Pumpen dem linken Kettenmotor zuzuführen und um in steuerbarer Weise den linken Kettenmotor zu umgehen (bypass) und um Strömungsmittel von mindestens einer der ersten Vielzahl von Pumpen an ein gesondertes Arbeitselement zu liefern. Ferner sind zweite Arbeitselemente vorgesehen, um in steuerbarer Weise Strömungsmittel von einer zweiten Vielzahl von Pumpen zum rechten Kettenmotor zu liefern und um in steuerbarer Weise den rechten Kettenmotor zu umgehen und um Strömungsmittel von mindestens einer der zweiten Vielzahl der Pumpen zu einem gesonderten entsprechenden Arbeitselement zu liefern.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht des Arbeitsteils des Systems;
  • Fig. 2 eine schematische Ansicht des Pilot- oder Steuerteils des Systems.
  • Die Fig. 1 und 2 sind miteinander zur Bildung des erfindungsgemäßen Strömungsmittelsystems verbindbar. Die Verbindung der beiden Figuren erfolgt durch Verbindung der mit Buchstaben bezeichneten Linien der Fig. 1 mit denjenigen der Fig. 2.
  • Das Strömungsmittelsystem 10, vgl. Fig. 1, besitzt eine Vielzahl von Pumpen 11-14, die vorzugsweise solche mit veränderlicher Verdrängung sind. Jede der Pumpen 11-14 beliefert einen gesonderten Unterkreis 15-18. Jeder der Unterkreise weist ein entsprechendes Primärsteuerventil 19-22, ein entsprechendes Sekundärsteuerventil 23-26 und ein entsprechendes Arbeitselement 27-30 sowie ein entsprechendes Wählventil 31-34 auf. Beispiele für Arbeitselemente bei einem Bagger sind ein Stiel 27, ein Ausleger 28, ein Kübel 29 und eine Schwing- oder Schwenkvorrichtung 30.
  • Die primären und sekundären Steuerventile 19-22 und 23-26 und die Wählventile 31-34 sind vorzugsweise Drei-Positions-Ventile oder Dreiwegventile. Die Ventile 19-26 sind von gleichem Aufbau und ebenso sind die Ventile 31-34 von gleichem Aufbau.
  • Die ersten und zweiten primären Steuerventile 19, 20 sind zwischen den linken Kettenmotor 35 geschaltet und mit diesem verbunden, während die dritten und vierten Primärsteuerventile 21, 22 zwischen einem rechten Kettenmotor 36 angeordnet und mit diesem verbunden sind. Unmittelbar stromabwärts gegenüber jedem primären Steuerventil 19-22 ist ein entsprechendes sekundäres Steuerventil 23-26 angeordnet. Ein entsprechendes Arbeitselement 27-30 und entsprechende Wählventile 31-34 sind angeschaltet, und zwar stromabwärts gegenüber jedem sekundären Steuerventil 23-26.
  • Die ersten und zweiten primären Steuerventile 19, 20 bilden erste Mittel 37 zur steuerbaren Zuführung von Strömungsmittel von einer ersten Vielzahl von Pumpen 11, 12 aus zum linken Kettenmotor 35 und zum steuerbaren Umgehen (Bypass) des linken Kettenmotors 35 und zur Lieferung von Strömungsmittel von mindestens einer, vorzugsweise jeder der ersten Vielzahl von Pumpe 11, 12 zu einem gesonderten entsprechenden Arbeitselement 27, 28. Die dritten und vierten Primärsteuerventile 21, 22 bilden zweite Mittel 38 zur steuerbaren Zuführung von Strömungsmittel von einer zweiten unterschiedlichen Vielzahl von Pumpen 13, 14 aus zu dem rechten Kettenmotor 36 und zur steuerbaren Umgehung (Bypass) des rechten Kettenmotors 36 und zur Lieferung von Strömungsmittel von mindestens einer, vorzugsweise jeder der zweiten Vielzahl von Rumpen 13, 14 zu einem gesonderten entsprechenden Arbeitselement 29, 30. Es sei bemerkt, daß die primären und sekundären Steuerventile 19-22, 23-26 jeweils unabhängig in ersten, zweiten und dritten Betriebspositionen positionierbar sind.
  • Dritte Mittel 39 sind vorgesehen, um in steuerbarer Weise selektiv Strömungsmittel von den entsprechenden sekundären Steuerventilen 23, 26 ausgewählter Pumpen zu anderen Arbeitselementen 27-30 zu leiten, die sich in einem unterschiedlichen Unterkreis 15-18 befinden.
  • Das System weist ein Strömungsmittelreservoir oder einen Tank 45 auf und jedes der ersten und zweiten Mittel 37, 38 weist eine Vielzahl von primären Steuerventilen 19-22 auf, deren jedes mit einer entsprechenden Pumpe 11-14, dem entsprechenden Kettenmotor 35, 36 und einem entsprechenden gesonderten Arbeitselement 27-30 verbunden ist. Die dritten Mittel 39 weisen ihrerseits eine Vielzahl von sekundären Steuerventilen 23-26 auf.
  • Jedes sekundäre Steuerventil 23-26 ist zwischen ein entsprechendes primäres Steuerventil 19-22 und ein entsprechendes Arbeitselement 27-30 geschaltet. Jedes Wählventil 31-34 ist mit einem entsprechenden sekundären Steuerventil 23-26, dem Tank 45 und einem unterschiedlichen Ventilelement verbunden, welches dann durch das entsprechende sekundäre Steuerventil 23-26 bedient wird.
  • Wie oben erwähnt, ist jedes der Wählventile 31-34 jeweils wahlweise in einer ersten (gezeigten) Position sowie einer zweiten, nach unten verschobenen Position anordenbar, wobei in der letztgenannten Position Strömungsmittel von dem entsprechenden sekundären Steuerventil 23-26 zum Tank 45 fließen kann, während in einer zweiten, nach oben verschobenen Position Strömungsmittel von dem entsprechenden sekundären Steuerventil 23-26 zu einem Arbeitselement eines unterschiedlichen Unterkreises 15-18 geliefert wird, beispielsweise vom Wählventil 32 zum Arbeitselement 27 über Leitung 46, vom Wählventil 33 zum Arbeitselement 28über Leitung 47, vom Wählventil 34 zum Arbeitselement 29 über Leitung 48 und vom Wählventil 31 zum Arbeitselement 28 über Leitung 49. Es sei bemerkt, daß bei der nach unten verschobenen Position eines Wählventils das Strömungsmittel vom zugehörigen sekundären Steuerventil zum Tank 45 über Vertikaldurchlaß 50 im Ventil fließen kann oder zum Tank 45 über Leitung 51 gelangt. Es ist ebenfalls klar, daß Strömungsmittel vom Arbeitselement 27 schnell durch sowohl sekundäres Steuerventil 23 als auch Wählventil 32 immer dann ausgestoßen werden kann, wenn sich das Wählventil 32 in seiner Abwärts- oder Unten-Position befindet. In seiner Oben- oder Aufwärts-Position sieht es eine Strömungsmittelbahn für Strömungsmittel von einem Kreis zur Kombination mit Strömungsmittel in einem anderen Kreis vor.
  • Fig. 2 zeigt eine Vielzahl gesonderter Steuerelemente 53-56, die jeweils mit einem entsprechenden sekundären Steuerventil 23-26 zur steuerbaren Verschiebung desselben verbunden sind. Mindestens ein Teil der Steuerelemente 53-56 ist ebenfalls mit ausgewählten Wählventilen 31-34 zur gleichzeitigen Verschiebung des Steuerventils und Wählventils infolge der Betätigung des Steuerelements verbunden. Es sei jedoch bemerkt, daß das mit einem sekundären Steuerventil eines Unterkreises verbundene Steuerventil mit dem Wählventil eines unterschiedlichen Unterkreises für diese gleichzeitige Verschiebung verbunden ist.
  • Bei dem in den Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen verschiebt sich das Wählventil 32 des zweiten Unterkreises 16 gleichzeitig mit dem ersten sekundären Steuerventil 23 des ersten Unterkreises 15, das Wählventil 31 des ersten Unterkreises 15 verschiebt sich gleichzeitig mit dem zweiten sekundären Steuerventil 24 des zweiten Unterkreises 16 und das vierte Wählventil des vierten Unterkreises 18 verschiebt sich gleichzeitig mit dem dritten sekundären Steuerventil des dritten Unterkreises 17. Daher besteht eine gleichzeitige Verschiebung zwischen unterschiedlichen Unterkreisen 15, 16, 17, 18, die sowohl die linken als auch rechten Kettenmotoren 35, 36 beliefern.
  • Fig. 2 zeigt ein Hilfsventil 57 verbunden mit Steuerelement 54 und mit Wählelement 33, wobei das entgegengesetzte Ende des Wählelements 33 mit dem Tank 45 in Verbindung steht. Das Hilfsventil 57 ist von Hand betätigbar, um wahlweise gleichzeitig ein gemeinsames Signal dem sekundären Steuerventil 24 und beiden Wählventilen 31, 33 zuzuführen.
  • Durch diese Konstruktion kann unter Verwendung des mit Wählventil 33 bei M verbundenen Hilfsventils 57 Strömungsmittel von den Pumpen 11, 12 und 13 gleichzeitig dem Arbeitselement 28 geliefert werden. Alternativ kann das Wählventil 33 mit einem gesonderten Steuerelement verbunden werden, welches ermöglicht, daß Strömungsmittel von Pumpe 13 zu einem weiteren Kreis fließt, wie beispielsweise einem Kübelkreis zur Bodenablage.
  • Ein Wählventil 58 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen einer ersten (gezeigten) und einer zweiten Position verschiebbar. In der gezeigten Position bewirkt jede Geschwindigkeitseingangsgröße von den Laufventilen 60 und 62 den gleichzeitigen Betrieb jedes primären Steuerventils 19-22. Wenn sich das Wählventil 58 in seiner zweiten Position befindet, so können nur die primären Steuerventile 19 und 21 mit einer gegebenen Laufeingangsgröße von den Laufventilen 60 und 62 betätigt werden. Die zweite Position des Wählventils 58 sieht somit den Lauf oder das Fahren des Fahrzeugs vor und die volle gleichzeitige Betätigung von mindestens zwei Arbeitselementen im System, beispielsweise den Arbeitselementen 28 und 30. Wenn ferner die Arbeitselemente 28 und 30 nicht verwendet werden, so kann das durch die Sekundärventile 24 und 26 kommende Strömungsmittel verwendet werden, um Strömungsmittel den anderen beiden Arbeitselementen 27 und 29 zu liefern.
  • Durch diese Konstruktion ist das System in der Lage, die Priorität von mindestens einer Pumpe für jede der Hauptsteuerfunktionen vorzusehen, und es ist auch in der Lage, den gleichzeitigen Lauf (Bewegung) und Betrieb der Arbeitselemente zu erzeugen.
  • Aus einer Betrachtung der Beschreibung sowie der Zeichnung erkennt man, daß das erfindungsgemäße System zahlreiche der bislang bei der Verwendung eines Baggers aufgetretenen Probleme löst.
  • Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein Strömungsmittelsystem 10 mit einer Vielzahl von Pumpen 11, 12, 13, 14, linken und rechten Antriebsmotoren 35, 36 und einer Vielzahl von Arbeitselementen 27, 28, 29, 30 vor. Dabei sind erste Elemente 27 vorgesehen, um in steuerbarer Weise Strömungsmittel von einer ersten Vielzahl von Pumpen an den linken Antriebs- oder Kettenmotor 35 zu liefern, und um in steuerbarer Weise den linken Kettenmotor 35 zu umgehen und Strömungsmittel von mindestens einer der ersten Vielzahl von Pumpen 11 an ein gesondertes entsprechendes Arbeitselement 27, 28, 29, 30 zu liefern. Ferner sieht die Erfindung zweite Elemente 28 zur steuerbaren Lieferung von Strömungsmittel von einer unterschiedlichen Vielzahl der Pumpen 11, 12, 13, 14 zum rechten Ketten- oder Antriebsmotor 36 vor und zur steuerbaren Umgehung des rechten Antriebsmotors 36 und zur Lieferung von Strömungsmittel von mindestens einer der zweiten Vielzahl von Pumpen 11, 12, 13, 14 an ein gesondertes entsprechendes Arbeitselement 27, 28, 29, 30.

Claims (11)

1. Strömungsmittelsystem mit einer Vielzahl von Pumpen, rechten und linken Kettenmotoren sowie einer Vielzahl von Arbeitselementen, gekennzeichnet durch erste Mittel (37) zur steuerbaren Lieferung von Strömungsmittel von einer ersten Vielzahl der Pumpen (11, 12) an den linken Kettenmotor (35) und zur steuerbaren Umgehung des linken Kettenmotors (35) und zur Lieferung von Strömungsmittel von mindestens einer der ersten Vielzahl von Pumpen (11, 12) an ein gesondertes entsprechendes Arbeitselement (27, 28), und ferner gekennzeichnet durch zweite Mittel (38) zur steuerbaren Lieferung von Strömungsmittel von einer zweiten unterschiedlichen Vielzahl der Pumpen (13, 14) an den rechten Kettenmotor (36) und zur steuerbaren Umgehung des rechten Kettenmotors (36) und zur Lieferung von Strömungsmittel von mindestens einer der zweiten Vielzahl von Pumpen (13, 14) an ein gesondertes entsprechendes Arbeitselement (29, 30).
2. Strömungsmittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (37) und zweiten (38) Mittel eine Vielzahl von primären Steuerventilen (19, 20, 21, 22) aufweisen, deren jedes mit einer entsprechenden Pumpe (11, 12, 13, 14) verbunden ist und ferner mit einem entsprechenden Kettenmotor (35, 36) und einem entsprechenden gesonderten Arbeitselement (27, 28, 29, 30).
3. Strömungsmittelsteuersystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl primärer Steuerventile (19, 20, 21, 22) von jedem der ersten und zweiten Mittel (37, 38) jeweils unabhängig positionierbar ist, und zwar in ersten, zweiten und dritten Betriebspositionen.
4. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch dritte Mittel (39) zur steuerbaren, selektiven Leitung von Strömungsmittel von den entsprechenden sekundären Steuerventilen (23, 24, 25, 26) ausgewählter Pumpen (11, 12, 13, 14) zu anderen Arbeitselementen (27, 28, 29, 30).
5. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Tank (45) und dadurch, daß jedes der ersten (37) und zweiten (38) Mittel eine Vielzahl von primären Steuerventilen (19, 20, 21, 22) aufweist, deren jedes mit einer entsprechenden Pumpe (11, 12, 13, 14), dem entsprechenden Kettenmotor (35, 36) und einem entsprechenden gesonderten Arbeitselement ( 27, 28, 29, 30) verbunden ist, und wobei die dritten Mittel (39) folgendes aufweisen:
eine Vielzahl von sekundären Steuerventilen (23, 24, 25, 26), deren jedes zwischen ein entsprechendes primäres Steuerventil (19, 20, 21, 22) und ein entsprechendes Arbeitselement (27, 28, 29, 30) geschaltet ist, und eine Vielzahl von Wählventilen (31, 32, 33, 34), deren jedes mit einem entsprechenden sekundären Steuerventil (23, 24, 25, 26), dem Tank (45) und einem unterschiedlichen Arbeitselement (27, 28, 29, 30) verbunden ist, welches dann durch das entsprechende sekundäre Steuerventil (23, 24, 25, 26) bedient ist.
6. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Wählventilen (31, 32, 33, 34), deren jedes selektiv in ersten und zweiten Positionen positionierbar ist, wobei Strömungsmittel von dem entsprechenden sekundären Steuerventil (23, 24, 25, 26) zum Tank (45) hin offen ist, und wobei eine dritte Position vorgesehen ist, in der Strömungsmittel von dem entsprechenden sekundären Steuerventil (23, 24, 25, 26) an das unterschiedliche Arbeitselement (27, 28, 29, 30) geliefert wird.
7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an vorgewählten Positionen der sekundären Steuerventile (23, 24, 25, 26) und Wählventile (31, 32, 33, 34) eine Strömungsmittelbahn (46, 47, 48, 49) von dem Arbeitselement (27, 28, 29, 30) zum Tank (45) vorgesehen ist, und zwar über ein Wählventil (31, 32, 33, 34), welches ein anderes ist als das entsprechende Wählventil (31, 32, 33, 34).
8. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Pumpe (11, 12, 13, 14) einen gesonderten entsprechenden Unterkreis (15, 16, 17, 18) beliefert, wobei jeder der Unterkreise ein entsprechendes Primärsteuerventil (19, 20, 21, 22), ein entsprechendes Sekundärsteuerventil (23, 24, 25, 26), ein entsprechendes Arbeitselement (27, 28, 29, 30) und ein entsprechendes Wählventil (31, 32, 33, 34) aufweist, und wobei ferner folgendes vorgesehen ist:
ein Steuerelement (53, 54, 55, 56), verbunden mit einem sekundären Steuerventil (23, 24) eines Unterkreises (15, 16), verbunden mit dem linken Kettenmotor (35) und mit einem Wählventil (31, 32) eines anderen Unterkreises (15, 16), verbunden mit dem linken Kettenmotor (35) zur gleichzeitigen Verschiebung des angeschalteten sekundären Steuerventils (23, 24) und Wählventils (31, 32) infolge des Steuerelements (53, 54, 55, 56 ), und
ein Steuerelement (53, 54, 55, 56), verbunden mit einem sekundären Steuerventil (25, 26) des einen Unterkreises (17, 18), verbunden mit dem rechten Kettenmotor (36) und mit einem Wählventil (33, 34) eines weiteren Unterkreises (17, 18), verbunden mit dem rechten Kettenmotor (36) zur gleichzeitigen Verschiebung des angeschalteten sekundären Steuerventils (25, 26) und Wählventils (33, 34) infolge des Steuerelements (53-56).
9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Steuerelemente (54) mit einem vorgewählten sekundären Steuerventil (24) und einem vorgewählten Wählventil (31) verbunden ist und ein Hilfsventil (57) aufweist, welches mit dem einen Steuerelement (54) und einem unterschiedlichen vorgewählten Wählventil (33) verbunden ist, um in steuerbarer Weise und gleichzeitig ein Operationssignal von dem einen Steuerelement (54) an beide vorgewählten Wählventile (31, 33) und das vorgewählte sekundäre Steuerelement (54) zu liefern.
10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der vorgewählten Wählventile (31-34) mit dem rechten Kettenmotor (36) verbunden ist, und daß das andere vorgewählte Wählventil mit dem linken Kettenmotor (35) verbunden ist.
11. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der primären Steuerventile (19-22) Strömungsmittel von der entsprechenden Pumpe (11-14) zum entsprechenden Kettenmotor (35, 36) in ersten und zweiten Betriebspositionen liefert, und von der entsprechenden Pumpe (11-14) zum entsprechenden Arbeitselement (27-30) während des Umgehens des entsprechenden Kettenmotors (35, 36) in der dritten Position.
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