DE3901349C2

DE3901349C2 -

Info

Publication number: DE3901349C2
Application number: DE19893901349
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Schmitt (Th), 8758 Goldbach, De
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1991-04-11
Also published as: DE3901349A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für mehrere hydraulische Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Tritt bei einem derartigen System Unterversorgung ein, weil die dem System von der Pumpe zugeführte Fördermenge nicht erhöht werden kann und trotzdem von einem der Verbraucher ein erhöhter Arbeitsmittelbedarf im Sinne einer Erhöhung der Geschwindigkeit signalisiert wird, so wird der lastführende Verbraucher stehenbleiben.

Sind die Wegeventile zur Steuerung der Antriebe hydrau lisch über Vorsteuerventile betätigt, so ist es bekannt (DE-OS 26 51 325), in die von einer Pumpe zum Erzeugen des Steuerdrucks zu den Vorsteuerventilen führende Vor steuerdruckleitung ein Druckbegrenzungsventil einzubauen, von dem abhängig von einem Vergleich zwischen dem Pumpen druck und dem höchsten Lastdruck der den Vorsteuerventilen zuzuführende Vorsteuerdruck begrenzt wird. Sinkt die Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Last druck im Falle der hydraulischen Unterversorgung, so wird der Vorsteuerdruck verringert. Dies hat zur Folge, daß der Durchfluß zu Verbrauchern verringert wird.

Bei einer Aufteilung mehrerer Antriebe in vorrangige und nachrangige Antriebe ist es ferner bekannt (DE-OS 35 08 339), an die vom Vorsteuerventil zum nachrangigen Antrieb führende Steuerdruckleitung ein Druckregelventil anzuschließen, das von der Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten im System auftretenden Lastdruck beaufschlagt wird. Bei Betätigung eines vorrangigen Antriebes kann gegebenenfalls von dem Druckregelventil der Steuerdruck für das Wegeventil des nachrangigen Antriebes verringert und damit der nachrangige Antrieb verlangsamt werden, um den vorrangigen Antrieb bevorzugt zu bedienen. Über eine weitere Ventilkombination läßt sich auch für die vor rangigen Antriebe in entsprechender Weise eine Rangfolge bestimmen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, einen neuartigen Weg aufzuzeigen, wie ohne großen Bauaufwand bei hydraulischer Unterversorgung des Systems die Durchflußreduzierung zu den Verbrauchern vorgenommen werden kann.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Solange die Pumpe ausreichenden Druck aufbringt, der System druck also hoch genug ist, bleibt die Tankleitung der Vorsteuerventile zum Tank hin durchgeschaltet. Bei Unter versorgung gerät das Druckregelventil jedoch in den Regelbereich und der Druck in der Tankleitung wird über das Druckregelventil erhöht. Damit stellen sich an den Wegeventilen folgende Verhältnisse ein:

Ist ein Wegeventil unbetätigt, so erhöht sich auf beiden Seiten des Wegeventilkolbens der Druck auf den vorge spannten Tankdruck. Da dies gleichmäßig erfolgt, bleibt das Wegeventil in der Schließstellung.

Bei einem voll ausgesteuerten Wegeventil ist der Regler kolben des als Druckreduzierventil ausgeführten Vorsteuer gerätes mechanisch durchgesteuert, so daß der Maximal druck des Vorsteuerkreises auf der einen Seite des Wege ventils ansteht. Wird nun der Gegendruck aufgebracht, so steht dieser sowohl im Tankraum des Vorsteuergerätes als auch auf der Gegenseite des Wegeventils an. Da der Maximal druck des Vorsteuerkreises fest eingestellt ist, wird deshalb der Kolben des Wegeventils um einen bestimmten Betrag in Richtung Schließen verschoben. Damit erhält der am höchsten belastete Verbraucher zuerst weniger Arbeitsmittel, wird also zuerst in der Geschwindigkeit zurückgenommen. Es werden also der oder die am weitesten ausgesteuerten Wegeventile zuerst zurückgestellt, um den Zufluß zu reduzieren.

Falls weiterhin Unterversorgung besteht, wird der Gegen druck weiter ansteigen, somit erhöht sich der Tankdruck in den Vorsteuergeräten so lange, bis an dem zum nächst schnellsten Verbraucher gehörenden Vorsteuergerät durch die Tankvorspannung der Reglerkolben des Vorsteuergerätes auf Anschlag geht und somit wie vorstehend beschrieben der Wegeventilkolben zurückgeschoben werden kann.

Diejenigen Wegeventile, die nur teilausgesteuert sind, behalten ihren Hub und damit ihre Arbeitsstellung bei, da zwar der Tankdruck bei Unterversorgung vorgespannt ist, aber beidseitig gleichmäßig auf den Wegeventilkolben wirkt.

Besonders bei Hydrauliksystemen, bei denen die Steuer energie nicht von einer Steuerölpumpe erzeugt wird, sondern aus dem Hauptkreis entnommen wird, bietet ein solches System ferner Vorteile hinsichtlich einer Ver ringerung der aufzuwendenden Steuerenergie.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schaltplan der Ventilanordnung und

Fig. 2 ein Vorsteuerventil.

In der Zeichnung sind mehrere nicht dargestellte Verbraucher über Wegeventile 10 und vorgeschaltete Druckwaagen zur lastunabhängigen Steuerung an eine Pumpendruckleitung 12 und damit an eine Verstellpumpe 14 angeschlossen. Die hydraulische Verstelleinrichtung 15 der Pumpe wird in der bekannten Weise vom Pumpendruck und dem höchsten Last druck beaufschlagt, der über eine Wechselventilkette 16 an den Wegeventilen 10 abgegriffen wird und in der Signal leitung 17 ansteht. Mit steigendem Lastdruck soll die Pumpe 14 ausschwenken, um den erhöhten Förderstrombedarf zu liefern.

Die Wegeventile 10 sind hydraulisch vorgesteuert. Der Vorsteuerdruck an den Anschlüssen ª bzw. b wird an Vorsteuerventilen 20 eingestellt. Die Vorsteuerventile 20 sind Druckminderventile in Dreiwegeausführung, die in der dargestellten Ruhestellung die Vorsteuerdruck leitungen 21 mit einer zum Tank T führenden Leitung 22 verbinden. Bei Handbetätigung der Ventilkolben in die Regelstellung gelangt zunehmend Steuerdruck aus der Leitung 23 in die Vorsteuerdruckleitungen 21 zur Ver stellung der Wegeventile. Die Handbetätigung erfolgt entgegen dem Vorsteuerdruck. Derartige Vorsteuerventile sind bekannt. Die der Handbetätigung zugekehrten Feder räume der Druckminderventile sind aber über eine Leitung 24 jeweils mit der Tankleitung 22 verbunden.

Die Steuerdruckleitung 23 ist über ein Druckminderventil 30 an die Pumpendruckleitung 12 und die Tankleitung 22 aller Vorsteuerventile über ein Druckregelventil 31 mit der Steuerdruckleitung 23 verbunden. Außerdem ist die Tankleitung 22 mit einem Druckbegrenzungsventil 33 und die Steuerdruckleitung 23 mit einem Druckbegrenzungsventil 34 versehen. Das Druckregelventil 31 ist über eine Signal leitung 35 an die Pumpendruckleitung 12 und über eine Signalleitung 36 an die Lastmeldedruckleitung 17 ange schlossen. Es ist außerdem mit einer Feder 37 in die dargestellte Lage beaufschlagt, in der die Tankleitung 22 zum Tank T durchgeschaltet ist.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Solange die Pumpe 14 ausreichenden Druck aufbringt, bleibt das Druckregel ventil 31 in der dargestellten Lage, in der die Tank leitung 22 der Vorsteuerventile 20 zum Tank hin durch geschaltet ist. Bei Unterversorgung gerät das Druck regelventil 31 in den Regelbereich und die Tankleitung 22 wird über das Druckregelventil 31 an die Steuerdruck leitung 23 angeschlossen.

Durch den vorgespannten Tankdruck erhöht sich das Druck niveau in den zu den Wegeventilen führenden Leitungen 21. Damit die Vorsteuerventile trotz des vorgespannten Tank drucks in der eingestellten Lage bleiben, wird der vor gespannte Tankdruck über die Signalleitung 24 in den Federraum der Handbetätigungshebel geführt, um so das erhöhte Druckniveau in den Leitungen 21 auszugleichen. Damit bleiben die Vorsteuerventile in der gewählten Stellung.

Durch das erhöhte Druckniveau wird an den Wegeventilen nun folgende Verstellung vorgenommen. Bei Wegeventilen, in denen der Regelkolben des zugehörigen Vor steuerventils auf Anschlag steht, kann sich das erhöhte Druckniveau nur gegensinnig auswirken; d. h., das Wegeventil wird zurückgestellt und damit der Durchfluß zum Verbraucher vermindert. Bei teilausgesteuerten Wege ventilen wirkt das erhöhte Druckniveau gleichmäßig auf beiden Seiten, so daß die Einstellung des Wegeventils unverändert bleibt. Bei einem in Neutralstellung be findlichen Wegeventil wirkt der erhöhte Tankdruck eben falls auf beiden Seiten des Kolbens gleichmäßig, so daß das Wegeventil in der Sperrstellung bleibt.

Eine Besonderheit besteht noch darin, daß bei Unterver sorgung und entsprechend erhöhtem Tankdruck ein Wegeven til sofort in Gegenrichtung umgeschaltet würde, falls ein Bruch in der Vorsteuerdruckleitung 21 auf der anderen Seite des Wegeventils auftritt. Damit würde der Ver braucher umgesteuert werden. Um dies zu vermeiden, muß der maximale Gegendruck so ausgewählt werden, daß er kleiner als der Steuerdruck ist, bei dem die zulauf seitige Steuerkante des Wegeventilkolbens öffnet.

In Fig. 2 ist ein Vorsteuerventil 20 bekannter Bau weise im Schnitt dargestellt. Jeweils zwei mechanisch gleichzeitig über einen nicht dargestellten Hebel be tätigte Vorsteuerventile 20 bilden ein Vorsteuergerät. Es sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver wendet. Ein Stößel 40 wirkt über eine Feder 41 im Federraum 42 auf einen Regelkolben 43, der eine Innenbohrung 44 und radiale Bohrungen 45 aufweist. In der darge stellten Lage ist somit der Federraum 42 und die Steuerdruckleitung 21 mit der Tankleitung 22 ver bunden. Das zugeordnete Wegeventil ist nicht betätigt. Wird nun der Stößel 40 betätigt, so verschiebt sich der Regelkolben 43 über die Feder 41 und es kann nun Steuer druckmittel aus der Leitung 23 in die Steuerdruck leitung 21 zum Wegeventil strömen.

Claims

1. Ventilanordnung für mehrere hydraulische Verbraucher, mit einem hydraulisch verstellbaren Wegeventil (10) für jeden Verbraucher und einem Anschlüsse für einen Steuerdruck und zu einem Tank aufweisenden Vorsteuerventil (20) zum Einstellen des Vorsteuerdrucks zum Verstellen des zugeordneten Wegeventils (10), wobei Druckminderventile in Dreiwege- Ausführung als Vorsteuerventile (20) vorgesehen sind, bei denen die Verstellung des Regelkolbens aus der die Vorsteuerleitung (21) mit dem Tank verbindenden Stellung in den Regelbereich entgegen dem Vorsteuerdruck erfolgt, und mit einem von der Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Lastdruck des lastfühenden Verbrauchers sowie einer Feder (37) angesteuerten und auf die Vorsteuerventile wirkenden Druckregelventile (31), um bei nicht ausreichender Fördermenge der Pumpe über die Wegeventilkolben eine Durchflußverringerung zu den Verbrauchern zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Tank führenden Leitungen (22) der Vorsteuerventile (20) über das Druckregelventil (31) an die den Steuerdruck führende Leitung (23) angeschlossen sind, daß bei Unterversorgung von dem Druckregelventil (31) der Druck in den zum Tank führenden Leitungen (22) erhöht wird und daß gegensinnig zum Vorsteuerdruck die Regelkolben der Vorsteuerventile (20) mit dem Druck am Tankanschluß beaufschlagt sind.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (31) in eine die Tankleitungen (22) der Vorsteuervetile (20) mit dem Tank verbindende Stellung und bei Unterversorgung in eine die Tankleitung mit der Steuerdruckleitung (23) verbindende Regelstellung verschiebbar ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerventile (20) und das Druckregelventil (31) an ein an die Pumpendruckleitung (12) angeschlossenes Druckminderventil (30) angeschlossen sind.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankleitungen (22) der Vorsteuerventile (20) an ein Druckbegrenzungsventil (33) angeschlossen sind.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (33) auf einen kleineren Druck als den Druck des Steuerbeginns des Hauptkolbens eingestellt ist.