DE3880586T2 - Hydraulisches steuersystem. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In einem solchen bekannten System (US-A-3 927 603) stammt der Vorsteuerdruck von einer Luftdruckquelle, wobei ein sogenannter Verstärker verwendet wird, einen reduzierten Druck geeigneter Größe zu erzeugen. Ein solches gemischtes System unter Verwendung von Luft und hydraulischem Fluid ist in manchen Anwendungen nicht erwünscht.
• Die Erfindung ist für Anwendungsfälle gedacht, bei welchen lange hydraulische Leitungen zwischen einer Steuerung und einem Wegeventil angetroffen werden, beispielsweise in Plattformen für Freiluftarbeiten. In solchen Systemen ist es nicht ungewöhnlich, ein Pilot- oder vorsteuerbetätigtes Wegeventil für jeden Betätiger vorzusehen, der durch eine von Hand zu betätigende Steuerung über einen hydraulischen Pilot- oder Vorsteuerkreis gesteuert wird. Das Wegeventil dient zur Zuführung von hydraulischem Fluid zum Betätiger, um die Geschwindigkeit und die Betätigungsrichtung des Betätigers zu steuern. Zusätzlich steuert das Wegeventll jedes Betätigers den vom Betätiger abströmenden hydraulischen Fluidstrom.
• In Plattformen für Freiluftarbeiten und dergleichen Hubwerken befindet sich die von Hand zu betätigende Steuerung auf der erhobenen Plattform, und lange Vorsteuerventilleitungen erstrecken sich von der Vorsteuerdruckquelle zu der von Hand zu betätigenden Steuerung und von der Steuerung zu dem Wegeventil. Jede Funktion des Ventils umfaßt eine von Hand zu betätigende Steuerung und jeweilige Vorsteuer- oder Pilotleitungen zu und von den Wegeventilen. Zusätzlich ist eine gemeinsame Tankleitung für alle Steuerungen vorgesehen. Solche langen Leitungen führen zu einem langsamen Ansprechen, was es schwierig macht, die Plattform für Freiluftarbeiten genau zu positionieren. Die langen Leitungen führen auch zu zusätzlichem Gewicht und stellen einen Kostenfaktor dar. In einigen Fällen sind doppelte Pilot- oder Vorsteuerleitungen vorgesehen, wobei eine zweite Steuerung an der Basis der Plattform für Freiluftarbeiten vorgesehen ist. Das Gewicht der Pilot- oder Vorsteuerleitungen macht es oft notwendig, Gegengewichte an der Plattform für Freiluftarbelten vorzusehen, was die Schwierigkeit der Manövrierung der Plattform im Gelände vergrößert.
• Wenn in solchen Systemen der Pilotdruck zu dem Wegeventil von einer fernen Stelle aus geliefert wird, führen die langen hydraulischen Leitungen für Pilotdruck insbesondere bei niedrigen Temperaturen zu einem großen Druckabfall des Pilotdrucks, was die richtige Systemreaktion auf das von der Steuerung initiierten hydraulischen Signals verhindert.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Wegeventile durch auf diesen angeordnete elektrohydraulische Ventile zu steuern, wobei sich die elektrischen Leitungen zu einer Handbetätigungssteuereinrlchtung auf der Freiluftplattform erstrecken. Ein derartiges System kann magnetbetätigte Druckreduzierventile umfassen, die den Vorsteuer- oder Pilotdruck dem Wegeventil zuführen. Es wurde jedoch festgestellt, daß in der Umgebung, in der solche Systeme verwendet werden, wie im Fall einer Freiluftplattform, das System stärker der Fehlfunktion unterliegt. Weiterhin sind die Eigentümer solcher Fahrzeuge gewöhnlich Vermieter und haben große Schwierichkeiten, geeignetes Personal zur Wartung von mechanischen, hydraulischen und elektronischen Systemen zu halten. Die häufige Reparatur und die Schwierigkeit, qualifiziertes Wartungspersonal zu erhalten, haben zu der Forderung nach ausschließlich hydraulischen Systemen für zahlreiche Zwecke geführt, beispielsweise Freiluftplattformen, was jedoch zu den erwähnten Problemen und Schwierigkeiten des nicht richtigen Ansprechverhaltens, des Gewichts und der Kosten geführt hat.
• Diese Probleme existieren auch in den hydraulischen Systemen nach den US-A-4 201 052, 4 407 122, 4 418 612, 4 480 527 und 4 569 272. Die dabei gezeigten hydraulischen Systeme sind zur genauen Steuerung der Lage und der Geschwindigkeit des Betriebs von Betätigern gedacht. Bei derartigen Systemen weisen die Wegeventile pilotbetätigte Zufuhrbemessungsventile und getrennte pilotbetätigte Abfuhrbemessungsventlle auf. Eine Pilotsteuerung liefert Pilotdruck selektiv zu dem Zufuhrbemessungsventil, um Druck auf eine der Arbeitsleitungen zum Betätiger anzulegen und das Abfuhrbemessungsventil auf der anderen Leitung vom Betätiger zu öffnen. Es ist Vorsorge dafür getroffen, den maximalen Lastdruck in einer Reihe von Ventilsystemen abzutasten, die eine Mehrzahl von Betätigern steuern, und den höheren Druck dem Pumpensystem mit Lastabtastung zuzuführen. Zusätzlich sind Lastabfall- Rückschlagventile vorgesehen, um einen Rückfluß zu dem Zufuhrbemessungsventil zu verhindern, wenn dieses in seiner neutralen Stellung steht. Die auftretende Leckage in dem Zufuhrbemessungsventll kann das hydraulische Signal schädlich beeinträchtigen, speziell bei niedrigen Temperaturen, indem ein wesentlicher Rückstaudruck entsteht.
• Unter den Zielrichtungen der vorliegenden Erfindung findet sich die Schaffung eines Systems, das zu einem raschen Ansprechverhalten auf hydraulische Signale von einer Steuerung für alle Betriebsbedingungen führt, welches das Problem der langen Pilotleitungen speziell bei kaltem Wetter überwindet, welches die Anwendung von kleineren Pilotleitungen und kleineren hydraulischen Steuerungen ermöglicht, wobei Gewicht und Kosten reduziert werden, und welches in einer Ausführungsform für sanftes Starten und Anhalten der Last und genaue Positlonlerung der Last sorgt, beispielsweise bei hohen Trägheitslasten, wie Schwingantrieben.
• Die Lösung dieses Problems kann im unabhängigen Anspruch 1 gefunden werden.
• Gemäß der Erfindung weist ein hydraulisches Steuersystem einen hydraulischen Betätiger mit sich gegenüberstehenden Öffnungen auf, die abwechselnd als Einlaß und Auslaß dienen, um das Element des Betätigers in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, ferner ein Pumpsystem zur Zuführung von Fluid und ein Wegeventil, zu welchem das Fluid von der Pumpe gefördert wird, um den Strom zu und von dem Betätiger zu steuern. Zwei Arbeitsleitungen erstrecken sich von dem Wegeventil zu den jeweiligen Öffnungen des Betätigers. Eine Steuerung liefert abwechselnd einen ersten Vorsteuer- oder Pilotfluiddruck an Druckübersetzungsventile, die dem Wegeventil zugeordnet sind, um den Druck vom Pumpsystem oder einer anderen Quelle zu reduzieren, und liefert einen zweiten reduzierten Pilotdruck an das Wegeventil zur Steuerung des Stroms zu und von dem Betätiger. Vorzugsweise weist das Wegeventil ein Zufuhrbemessungsventil und ein Abfuhrbemessungsventil auf, die den jeweiligen Arbeitsleitungen zugeordnet sind, um den Strom aus dem Betätiger zu steuern. Das jeweilige Zufuhrbemessungsventil und das Abfuhrbemessungsventil werden von dem zweiten Pilotdruck betätigt, der von dem Druckübersetzungsventil abgeleitet ist. In einer modifizierten Ausführungsform sind neuartige Einrichtungen zur Erzielung eines weichen Starts und Stopps und zur Positionierung einer Last, beispielsweise bei hohen Trägheitslasten, wie Schwi ngantrieben, vorgesehen.
• Ausführungsbeisplele der Erfindung werden in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
• Fig. 1 einen teilweise schematischen Querschnitt eines hydraulischen Systems, In welches die Erfindung einzufügen ist;
• Fig. 2 zeigt, wie das hydraulische System nach der Erfindung eingefügt wird;
• Fig. 3 ist eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 2;
• Fig. 4 stellt ein Diagramm des zweiten Pilotdrucks über dem Eingangssignal (Winkel) dar;
• Fig. 5 stellt einen Querschnitt durch einen Teil des hydraulischen Systems gemäß Erfindung in modifizierter Form dar;
• Fig. 6 ist ein Querschnitt einer weiteren modifizierten Ausführungsform des hydraulischen Systems nach der Erfindung; und
• Fig. 7 ist ein Querschnitt einer weiteren modifizierten Ausführungsform des hydraulischen Systems nach der Erfindung zur Verwendung auf Schwingantrieben.
• Die Erfindung ist Insbesondere für hydraulische Systeme der in Fig. 1 gezeigten Art anwendbar, die im Zusammenhang mit einem Betätiger 20, hier als linearer hydraulischer Zylinder gezeigt, verwendet werden. Ein Pumpensystem 22 kann eine Pumpe mit variabler Verdrängung und Lastabtaststeuerung oder eine Pumpe mit fester Verdrängung und einem Lastabtastauslaßventil enthalten. Fluld des Pumpensystems 22 wird über einen Druckanschluß P an eine Zuführleitung 25 und einen Elnlaßkanal 26 eines Zufuhrbemessungsventils 27 zugeführt, das zur Leitung und Steuerung des Stroms von hydraulischem Fluid zu der einen oder anderen Arbeitsleitung 32, 33 und zu den Anschlüssen A oder B des Betätigers 20 dient.
• Das Zufuhrbemessungsventil 27 weist eine Bohrung auf, in der ein Schieberkolben angeordnet ist, der durch Pilotdruck verschoben oder in der neutralen Stellung durch Federn gehalten wird. Der Schleberkolben blockiert normalerweise den Strom vom Druckkanal 27 zu den Arbeitsleitungen 32, 33.
• Nach Betätigung liefert eine Steuerung 23 Pllotdruck C1 über die Pilotleitung 28 zum linken Ende des Zufuhrbemessungsventils 27 oder, wie es der Fall ist, Pilotdruck C2 durch die Pilotleitung 29 zum rechten Ende des Zufuhrbemessungsventils 27, so daß deren Schieberkolben nach rechts oder links verschoben wird und hydraulisches Fluid durch die Arbeitsleitung 33 zum Anschluß B des Betätigers oder durch die Leitung 32 zum Anschluß A fließen kann.
• Das hydraulische System umfaßt ferner Abfuhrbemessungseinrichtungen 34, 35 zur Rückführung des fluids von dem Ende des Betätigers, das nicht unter Druck steht. Das Auslaßbemessungsventil 34 steuert den Strom von der Rückkehr-Arbeitsleitung 32 zur Tankleitung 36 und das Abfuhrbemessungsventil 35 von der Leitung 33 zur Leitung 36. Die jeweiligen Abfuhrbemessungsventile 34 bzw. 35 weisen ein Sitzventil 65 auf, das in seinem abgehobenen Zustand das zugehörige Abfuhrbemessungsventil 34 oder 35 in seine Abhebelage bringt. Das Sitzventil 65 weist einen Kolben auf, dessen eine Seite mit der Pilotleitung 38 oder 39 und dessen andere Seite mit einer Ablaßleitung 47 verbunden ist, die über eine Drossel 49 mit der Tankleitung 36 in Verbindung steht. Der dem Kolben des Sitzventils 65 zugeführte Pilotdruck kann durch weitere Sitzventile 41, 42 beeinflußt werden und daher auch die Betriebsbedingungen der Abfuhrbemessungsventile 34 oder 35.
• Wenn Pilotdruck entweder der Leitung 28 oder 29 zugeführt wird, liegt dieser auch dem Sitzventil 65 entweder des Abfuhrbemessungsventils 34 oder 35 an, so daß eines dieser Ventile betätigt wird und den Rückkehrstrom vom zugeordneten Ende des Betätigers zur Tankleitung 36 drosselt. Es ist somit ersichtlich, daß der gleiche Pilotdruck, der zur Bestimmung der Öffnungsrichtung des Zufuhrbemessungsventils 27 dient, auch zur Bestimmung und Steuerung der Öffnung des zutreffenden Abfuhrbemessungsventils 34 oder 35 dient, so daß das Fluid vom Betätiger zur Tankleitung 36 zurückkehren kann.
• Die hydraulischen Systeme umfassen ferner federbelastete Rückschlagventile 37, 38 in den Leitungen 32, 33 und federbelastete Antikavitationsventile 39, 40, die in der Lage sind, die Leitungen 32, 33 zum Tankkanal 36 zu öffnen.
• Das System umfaßt auch ein Rückstauventil 44, das der Tankleitung T zugeordnet ist. Das Rückstauventil 44 dient dazu, die Kavitation gering zu halten, wenn eine weiterlaufende oder sich absenkende Last dazu tendiert, den Betätiger nach unten zu treiben. Ein Druckbegrenzungsventil 45 ist für die Ladepumpe vorgesehen, um überschußflüssigkeit oberhalb der Einlaßanforderungen der Pumpe 22 wegzunehmen und dem Rückstauventil 44 zuzuführen, um die für den Betätiger verfügbare Flüssigkeit (im Falle der Kavitationsgefahr) zu vergrößern.
• Es ist Vorsorge dafür getroffen, den maximalen Lastdruck in einer Vielzahl von Ventilsystemen abzutasten, die eine Vielzahl von Betätigern steuern, und den höheren Druck der Pumpe 22 mit Lastabtastung und variabler Verdrängung zuzuführen. Jedes Ventilsystem weist einen Kanal 50 auf, der mit den Arbeitsleitungen 32, 33 in Verbindung steht und ein Wechselventil 51 enthält, das durch den Druck in der benachbarten Arbeitsleitung 32 oder 33 verschoben wird und den jeweils höheren Druck einer Leitung 78 zuführt, das zu einem weiteren Wechselventil 80 weiterführt, welches Lastdruck von einem benachbarten Ventilsystem über eine Leitung 81 empfängt. Das Wechselventil 80 tastet ab, welcher der Drücke der größere ist, und verschiebt sich so, daß der höhere Druck dem Pumpensystem 22 zugeführt wird. Daher weisen die Ventilsysteme in der Aufeinanderfolge jeweilige Wechselventile 80 auf, welche den auftretenden Lastdruck mit dem Lastdruck von benachbarten Ventilsystemen vergleichen und den jeweils höheren Druck dem darauf folgenden Ventilsystem zuführen und schließlich den höchsten Lastdruck dem Pumpensystem 22 zuführen.
• Das einzelne Zufuhrbemessungsventil 27 kann durch zwei Zufuhrbemessungsventile ersetzt werden.
• Die Einzelheiten der bevorzugten Ausbildung der Elemente der hydraulischen Schaltungen sind speziell in den zuvor erwähnten US- A-4 201 052, 4 407 122, 4 418 612, 4 480 527 und 4 569 722 beschrieben.
• Fig. 2 stellt einen teilweise schematischen Querschnitt des hydraulischen Systems nach der Erfindung dar, wobei die Elemente, soweit zutreffend, entsprechende Bezugszeichen wie in Fig. 1 aufweisen.
• Gemäß Erfindung und wie in Fig. 2 gezeigt, wird anstelle der Anlage von Pilotdruck über Pilotleitungen 28, 29 direkt zu jedem Ende des Zufuhrbemessungsventils 27 der erste Pilotdruck C1, C2, wie von der Pilotsteuerung 23 geliefert, in den Druckübersetzungsventilen 90 verstärkt, um zum zweiten Pilotdruck C1a, C2a zu werden. Daher umfassen die Pilotleitungen 28, 29 einen nicht gezeigten Eingangsabschnitt, der mit der Pilotsteuerung 23 verbunden ist, und einen Auslaßabschnitt 28a, 29a, welche das jeweilige Druckübersetzungsventil 90 mit dem jeweiligen Ende des Zufuhrbemessungsventils 27 verbinden. Die Energie für das jeweilige Druckübersetzungsventil 90 wird vom Zufuhrdruck der Hauptpumpe 22 entnommen, und dieser Zufuhrdruck wird auf den zweiten Pilotdruck C1a, C2a heruntergedrosselt, der deshalb einen vom Zufuhrdruck reduzierten Druck darstellt. Die Pilotsteuerung 23 liefert den ersten Pilotdruck C1, C2 selektiv an das Ende des einen oder des anderen Druckübersetzungsventils 90, welches Druckflüssigkeit zum jeweiligen Ende des Zufuhrbemessungsventils 27 liefert, und zwar genügend, um die Gesamtheit der Schieberkolben des Zufuhrbemessungsventlls 27 und der Abfuhrbemessungsventile 34 oder 35 zu verschieben.
• Wie in Fig. 3 dargestellt, weist jedes Druckübersetzungsventil 90 ein Gehäuse 91 mit Öffnungen 111 auf, die mit dem Einlaßabschnitt der Pilotdruckleitung 28 oder 29 verbunden sind. Die Öffnung 111 fluchtet zu einer Ventllbohrung 95, die einen Zufuhrdruckkanal 96 schneidet, der zum Zufuhrkanal 26 weiterführt. Die Ventilbohrung 95 schneidet auch den Auslaßabschnitt 28a bzw. 29a der Pilotleitung und einen Tankkanal 97. Ein Schieberkolben 98 ist gleitend in der Ventilbohrung 95 geführt und weist einen kleinen Bemessungsbund 99 auf, der normalerweise den Kanal 96 für Zufuhrdruck schneidet und absperrt. Der Schleberkolben 98 weist noch ein erstes kolbenartiges Ende 100 und ein zweites kolbenartiges Ende 101 auf, um in die eine oder andere Richtung durch Druck verschoben zu werden, der auf diese Enden 100, 101 einwirkt. Das kolbenartige Ende 100 weist eine Steuerkante auf, die mit dem Tankkanal 97 zusammenarbeitet, so daß das Druckfluid in der Ventilbohrung 95 in den Tankkanal 97 entweichen kann, wenn das Ventil 90 nicht betätlgt ist, während, wenn der Schieberkolben 98 nach oben in der Zeichnung verschoben wird, der entweichende Strom bemessen und schließlich abgesperrt wird.
• Der Auslaßabschnitt 28a bzw. 29a der Pilotleitung weist einen Weiterführungskanal 103 einschließlich einer Drossel auf, um den zweiten Pilotdruck C1a bzw. C2a einer Rücklaufkammer 102 am zweiten Ende 101 des Schieberkolbens 49 zuzuführen. Der erste Pilotdruck C1 bzw. C2 und gegebenenfalls die Kraft einer Ventilfeder 109 wirken auf das erste Ende 100 des Schieberkolbens 98 ein. In Abhängigkeit von der Differenz dieser Kräfte wird der Bund 99 relativ zu dem Zufuhrkanal 96 verschoben und steuert den Strom und den Druckpegel des zweiten Pllotdrucks C1a bzw. C2a durch den Auslaßabschnitt 29a zu dem Ende des Zufuhrbemessungsventils 27, dem es zugeordnet ist.
• Die Steuerung 23 ist von üblicher Konstruktion und weist zwei Steuerventileinheiten auf, die in ihre Absperrstellung durch Federn gedrängt werden, wobei sie den Handsteuerhebel in der neutralen Stellung halten. Die Bewegung des Hebels in eine von zwei Richtungen öffnet die Ventilsteuereinheiten, um den ersten Pilotdruck selektiv zu dem einen oder anderen Druckübersetzungsventil 90 zu leiten.
• Das Gehäuse 91 jedes Druckübersetzungsventils 90 weist einen ersten Abschnitt 104 mit einem durchmesserreduzierten Teil 105 auf, der in das Gehäuse des Ventilsystems eingeschraubt ist und eine Steuerkammer 106 benachbart dem unteren Ende 100 des Schieberkolbens 98 aufweist. Das Gehäuse 91 umfaßt einen zweiten Abschnitt 107, der auf den ersten Abschnitt 104 aufgeschraubt ist. Das mit Flansch versehene Einlaßteil 108 liegt zwischen dem Gehäuseabschnitt 107 und dem Gehäuseabschnitt 104. Das Einlaßteil 108 umfaßt einen Einlaßkanal 111, der sich vom jeweiligen Einlaßabschnitt der Pilotdruckleitungen 28 oder 29 zu der Steuerkammer 106 erstreckt. Die Ventilfeder 109 liegt zwischen dem Schieberkolben 98 und dem Einlaßteil 108 und drängt den Schieberkolben 98 in nachgiebiger Weise axial nach innen. Eine zweite Feder 110 ist zwischen dem Gehäuseabschnitt 104 und dem Teil 108 eingefügt, um das Teil 108 axial nach außen zu drängen.
• Wenn die Steuerung 23 betätigt wird, nimmt die Steuerkammer 106 den ersten Pilotdruck C1 bzw. C2 an, und der Schieberkolben 98 wird nach oben in Fig. 3 verschoben, so daß der Bund 99 die Öffnung des Zufuhrkanals 96 in die Ventilbohrung 95 aufdeckt. Fluiddruck von der Pumpe 22 oder einer anderen Druckquelle tritt in die Ventilbohrung 95 und in den Auslaßabschnitt 28a bzw. 29a der Pilotleitung ein und setzt sich durch den Kanal 103 in die Rückkehrkammer 102 fort. Wenn sich der zweite Pilotdruck in dieser Weise aufbaut, wird der Schieberkolben 98 gegebenenfalls zurückbewegt, bis ein Kräftegleichgewicht an dem Schieberkolben 98 zwischen der Federkraft 109 und der Kraft infolge des ersten Pilotdrucks auf der einen Seite der Kraft des zweiten Pilotdrucks auf der anderen Seite hergestellt ist. Der Bund 99 nimmt eine Steuerstellung ein, so daß der Fluiddruck vom Zufuhrdruck auf den Druckwert des zweiten Pilotdrucks herabgedrosselt wird. Der erforderliche zweite Pilotdruck C1a bzw. C2a zur Verschiebung des Zufuhrbemessungsventils 27 wird daher von dem ersten Pilotdruck plus der Öffnungskraft infolge der Feder 109 gewonnen. Dies ist schematisch in Fig. 4 dargestellt, die eine Kurve des zweiten Pilotdrucks über dem Steuereingang oder der Verschiebung darstellt, welche gewöhnlich eine Winkeldrehung der Handsteuerung ist. Der Schwellwertpunkt wird durch die Summe der notwendigen Kraft zur Oberwindung der Kraft der Vorspannungsfeder des Zufuhrbemessungsventils 27 und dem Leerlaufweg oder Totgang im Zufuhrbemessungsventil 27 bestimmt. Wenn die Steuerung 23 betätigt wird (mit zunehmendem Alpha, Fig. 4), um (zunehmenden) Pilotdruck anzulegen, beträgt der erforderliche Fluldbetrag nur einen solche Menge zur Unter-Druck-Setzung des Einlaßabschnittes der Pilotleitung und zur Verschiebung des Schieberkolbens 98 des Druckübersetzungsventils 90, d.h. nur einen winzigen Betrag an Fluid. Die dem einen oder anderen Ende des Zufuhrbemessungsventils 27 und dem einen Auslaßventil 34 oder 35 zugeführte Energie wird dem von der Hauptpumpe 22 zugeführten Fluid entnommen. Daher können die Eingangsabschnitte der Pllotleitungen von leichtgewichtiger Ausbildung sein.
• Ein Merkmal des in Fig. 2 und 3 gezeigten Druckübersetzungsventils ist eine Anordnung, in der der Ansprechpunkt bzw. Schwellenwert eingestellt werden kann. Dies wird durch Verschrauben des Teils 107 am Teil 104 zur Änderung der Kraft der Feder 109 erzielt. Dies ermöglicht die Einstellung des Druckübersetzungsventlls in der Betrlebsstätte, um den Schwellwert jedes Teils des Systems zu ändern, der von den jeweiligen Druckübersetzungsventilen unabhängig von anderen Teil des Systems gesteuert wird. Daher macht es die Einstellung der Federkraft möglich, die Toleranzen in der Pilotsteuerung und dem Wegeventil einzustellen, um den Schwellenwert im Hinblick auf minimalen Totgang einzustellen. Diese Einstellung wird bei niedrigen Kosten erzielt, so daß insofern ein effizienteres hydraulisches System geschaffen wird.
• Gemäß Erfindung ist es möglich, eine entfernt von den Ventilen angeordnete Steuerung zu nutzen und gleichzeitig die zuvor unvermeidlichen Probleme zu vermeiden, nämlich die langsame Reaktion bei niedriger Temperatur. Zusätzlich ist es möglich, ein hydraulisches System zu schaffen, bei dem lange Verbindungsschläuche von viel kleinerem Durchmesser erforderlich sind, die weniger kostspielig sind und weniger Raum einnehmen. Das System kann individuell eingestellt werden, wenn es an Ort und Stelle ist, wobei die Flexibilität des Systems zunimmt.
• Mit Bezug auf Fig. 5, bei welcher eine Einstellung nicht benötigt wird, kann das Gehäuse 91b des Druckreduzierventlls 90a in einem Abschnitt vorgesehen sein, wobei ein Einlaß 111a sich zu der Steuerkammer 106a erstreckt.
• Mit Bezug auf Fig. 6 ist ersichtlich, daß der Pilotdruck nicht von dem Hauptzuführkanal 26 abgeleitet sein muß, sondern auch von einer anderen Quelle PP erhältlich ist, die Fluid dem jeweiligen Druckübersetzungsventil 90 zuführt.
• In der modifizierten Ausführungsform nach Fig. 7 ist dafür Vorsorge getroffen, langsames Anhalten und Starten der Last und genaue Positionierung der Last in Situationen hoher Trägheitslasten zu erzielen, wie bei Schwingantrieben an einem Bagger. Dies wird durch einen stiftartigen Kolben 113 erzielt, der zwischen dem Ende 101 des Schieberkolbens 98 und einer Rückkopplungsleltung 114a gelegen ist, die sich von der Rücklaufkammer 102 zu dem Arbeitskanal 33 erstreckt. Ein ähnlicher Kanal 114b erstreckt sich von der anderen Rücklaufkammer zum Arbeitskanal 32. Wenn Im Betrieb beispielsweise die Pilotsteuerung zur Lieferung des Pilotdrucks C1 betätigt wird, um den Schieberkolben des Zufuhrbemessungsventlls 27 in solcher Richtung zu verschieben, daß Druck an den Anschluß B des Betätigers angelegt wird und das dem Anschluß A zugeordnete Abfuhrbemessungsventil 34 geöffnet wird, wird der Fluiddruck vom Anschluß B durch die Rückkopplungsleitung 114a an den Kolben 113 des linken Ventils 90 mit der Tendenz angelegt, den Schieberkolben 98 in eine Richtung zur Reduzierung des zweiten Pilotdruckes C1a über die Leitung 28a zu verschieben und den Zufuhrbemessungsschieberkolben 27 mehr in Mittenrlchtung zu verschieben, verglichen mit dem Fall ohne diese Druckrückkopplung. Dies bedeutet eine Tendenz zur Zentrierung des Schieberkolbens des Zufuhrbemessungsventils 27. Durch diese Anordnung ändert sich die Funktion des Zufuhrbemessungsventils 27 von einer Laststromsteuerung zu einer Lastdrucksteuerung. Daher ist es möglich, weiches Starten und Anhalten und genaue Belastung bei hohen Trägheitskräften zu erzielen. Durch diese Anordnung ist es möglich, eine ähnliche Steuerung wie in US-A-4 407 122 zu erzielen.
• Die Anordnung nach Fig. 7 ermöglicht somit eine verbesserte Steuerung von Schwingantrieben. Durch Änderung der Federkraft und des Drucks im übersetzungsventil ist es möglich, den Schwingantrieb zu modifizleren, um eine steilere oder weniger steile Charakteristik des Drucks gegenüber dem Strom zu erhalten. Bemerkenswert ist auch, daß, wenn die Lastdrucksteuerung nur in einer Richtung erforderlich ist, der Druck, welcher sich der Zentrierung des Schieberkolbens des Zufuhrbemessungsventils entgegensetzt, nur an eine Seite des hydraulischen Systems angelegt werden kann.
• Obzwar die Erfindung speziell in Verbindung mit Systemen beschrieben worden ist, bei denen getrennte Zufuhrbemessungsventile und Abfuhrbemessungsventile verwendet werden, ist es auch anwendbar auf Wegeventile, die nur einen einzigen Schieber beinhalten, der zur Steuerung des Zufuhrstromes und des Abfuhrstromes dient und vom Pilotdruck betätigt wird.
• Es ist somit ersichtlich, daß ein System geschaffen worden ist, welches die Probleme von langen Pilotleitungen speziell bei kaltem Wetter überwindet, welches die Verwendung von dünneren Pilotleitungen und kleineren hydraulischen Steuerungen ermöglicht, wobei Gewicht und Kosten reduziert werden, was zu einem raschen Ansprechverhalten auf hydraulische, von einer Steuerung stammenden Signale für alle Betriebsbedingungen führt und welches in einer Ausführungsform für sanftes Starten und Stoppen einer Last und genaue Positionlerung der Last sorgt, beispielsweise bei hohen Trägheitslasten, wie in Schwingantrieben auf einem Bagger.

Claims (8)

1. Hydraulisches Steuersystem mit folgenden Merkmalen: ein hydraulischer Betätiger (20) weist sich gegenüberliegende Öffnungen auf, die abwechselnd als Einlaß und Auslaß dienen können, um das Element des Betätigers in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen;

eine Pumpe (22) zur Zufuhr von Fluld an den Betätiger (20);

eine Wegeventileinrichtung (27, 34, 35), welcher das Fluid von der Pumpe (22) zugeführt wird, wobei diese Wegeventileinrichtung (27, 34, 35) pilotdruckgesteuert ist;

zwei Arbeitsleitungen (32, 33), die sich von der Wegeventileinrichtung (27, 34, 35) zu den jeweiligen Öffnungen des Betätigers (20) erstrecken;

eine Pilotsteuerung (23) zum abwechselnden Zuführen von Fluid bei einem ersten Pilotdruck (C1, C2) durch Pilotleitungen (28> 29) zu der Wegeventilelnrlchtung (27, 34, 35) zur Steuerung von dessen Bewegungsrichtung,

wobei jede Pilotleitung (28, 29) ein Druckübersetzungsventil (90) einschließt, welches von dem ersten Pilotdruck (C1, C2) betreibbar ist und einen zweiten Pllotdruck (C1a, C2a) in einen Auslaßabschnitt (28a, 29a) der Steuerleitung (28, 29) abgibt;

dadurch gekennzeichnet,

daß das Fluid beim ersten Pilotdruck eine hydraulische Flüssigkeit ist,

daß das Fluid beim zweiten Pilotdruck eine hydraulische Flüssigkeit ist, die von der Pumpe (22) oder einer anderen hydraulischen Druckquelle geliefert wird, um den zweiten Pilotdruck (C1, C2a) als reduzierter Druck von dem Pumpdruck (P) oder von dem Druck der anderen hydraulischen Quelle zu erzeugen,

daß das Druckübersetzungsventll (90) einen Schleberkolben (98) mit einem Bund (99) aufweist, welcher den hydraulischen Fluidstrom durch einen Zufuhrdruckkanal (96) zum Auslaßabschnitt (28a, 29a) der Pilotleitung (28, 29) steuert,

daß der Schieberkolben (98) ein Ende (100) aufweist, der dem ersten Pilotdruck (C1, C2) unterliegt und auf das daher in Öffnungsrichtung des Ventils eingewirkt wird, und daß der Schieberkolben (98) ein anderes Ende (101) aufweist, das dem zweiten Pllotdruck (C1a, C2a) unterliegt und auf das daher in Schließrichtung des Ventils eingewirkt wird.

2. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübersetzungsventil (90) eine einstellbare Federeinrichtung (109) zur Einstellung des zweiten Pilotdrucks (C1a, C2a) aufweist, und zwar wegen Toleranzen in der Pilotsteuerung (23) sowie in der Wegeventileinrichtung (27, 34, 35), um den Schwellenwert einzustellen und den Totgang zu minimalisieren.

3. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Druckübersetzungsventil (90) einen ersten Gehäuseabschnitt (104) mit einer Steuerkammer (106) benachbart zu einem Ende (100) des Schieberkolbens (98),

einen zweiten, auf den ersten Gehäuseabschnitt (104) aufgeschraubten Gehäuseabschnitt (107),

einen Einlaßteil (108) mit einer Durchgangsöffnung (111), die mit der Steuerkammer (106) im ersten Gehäuseabschnitt (104) in Verbindung steht, und

eine Federeinrichtung (109) aufweist, die zwischen dem einen Ende (100) des Schieberkolbens (98) und dem Elnlaßteil (108) angeordnet ist, so daß die Drehung des zweiten Gehäuseabschnitts (107) relativ zu dem ersten Gehäuseabschnitt (104) zur Einstellung der Federkraft führt, die auf das Ende (100) des Schieberkolbens (98) einwirkt.

4. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Federeinrichtung (110) das Einlaßteil (108) in nachgiebiger Weise axial nach außen relativ zu dem ersten Gehäuseteil (104) in Eingriff mit dem zweiten Gehäuseteil (107) drängt.

5. Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Druckübersetzungsventile (90) durch eine Rückkopplungsleitung (114a, 114b) mit derjenigen Arbeitsleltung (32, 33) verbunden ist, die in Verbindung mit Pumpdruck steht, wenn mindestens ein Druckübersetzungsventil (90) betätigt worden ist, und daß die Rückkopplungsleitung (114a, 114b) eine Kraft entwickelt, die auf dieses eine Druckübersetzungsventil (90) in Schließrichtung einwirkt.

6. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsleitung (114a, 114b) einen Kolben (113) enthält, der eine Kraft entwickelt und mit der Druckübersetzungsvorrichtung (90) verbunden ist.

7. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückkopplungsleitungen (114a, 114b) vorgesehen sind, die jeweils einem zugeordneten Druckübersetzungsventil (90) zugeordnet sind.

8. Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (27, 34, 35) ein Zufuhrbemessungsventil (27) umfaßt, dem Fluid der Pumpe (22) zugeführt wird, und zwei Abfuhrbemessungsventileinrichtungen (34, 35), die jeweils einer der Arbeitsleitungen (32, 33) zugeordnet sind.