DE10127904B4

DE10127904B4 - Steuerventileinrichtung

Info

Publication number: DE10127904B4
Application number: DE2001127904
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hans-Dieter (FH) Dörr; Dipl.-Ing. Thomas (FH) Bischof; Achim Grossmann
Original assignee: Linde Material Handling GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2021-06-09
Also published as: DE10127904B9; DE10127904A1

Abstract

Steuerventileinrichtung zur Steuerung eines Verbrauchers mit einem in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventil zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers und einer dem Wegeventil zugeordneten Druckwaage, mittels der eine an einer Messblende des Wegeventils auftretende Regeldruckdifferenz konstant gehalten wird, wobei die Druckwaage von dem Lastdruck des Verbrauchers in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwaage (4) vorsteuerbar ist, wobei die Beaufschlagung der Druckwaage (4) in Richtung einer Durchflussstellung (4b) mittels eines Vorsteuerventils (10) steuerbar ist, das in Abhängigkeit von der an einer Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) auftretenden Regeldruckdifferenz gesteuert ist und den Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz durchführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung zur Steuerung eines Verbrauchers mit einem in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventil zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers und einer dem Wegeventil zugeordneten Druckwaage, mittels der eine an einer Messblende des Wegeventils auftretende Regeldruckdifferenz konstant gehalten wird, wobei die Druckwaage von dem Lastdruck des Verbrauchers in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt ist.
Aus der DE 41 40 409 A1 ist eine elektrohydraulische Steuereinrichtung eines Hubantriebs bekannt, bei der einer druckgesteuerten Messblende, die eine lineare Durchflusskennlinie aufweist, eine Druckwaage zugeordnet ist. Die Druckwaage ist mittels eines Vorsteuerventils vorsteuerbar, das den Druck an einem in Richtung einer Durchflussstellung wirkenden Steueranschluss der Druckwaage steuert. Mittels elektrischer Druckaufnehmer, die mit einer Steuerelektronik in Verbindung stehen, wird der Druck stromab der Messblende und der Druck stromauf der Messblende erfasst. An einem Eingang der Steuerelektronik wird ein Sollwert für den Volumenstrom zum Verbraucher vorgegeben. Mittels der beiden Druckaufnehmer ermittelt die Steuerelektronik den Druckabfall über die Messblende und bestimmt aufgrund der linearen Durchflusskennlinie der Messblende den dem Verbraucher zuströmenden Volumenstrom. Durch entsprechende Ansteuerung des Vorsteuerventils durch die Steuerelektronik kann ein elektronisch lastkompensierter Hebenbetrieb erzielt werden.
Eine gattungsgemäße Steuerventileinrichtung mit einem als Proportionalwegeventil ausgebildeten Wegeventil und einer dem Wegeventil zugeordneten Druckwaage ist aus der 2 der DE 196 46 427 B4 bekannt.
Derartige Steuerventileinrichtungen werden in Load-Sensing-Antriebssystemen mit mehreren Verbrauchern zur Steuerung der Verbraucher eingesetzt. An dem Wegeventil wird hierbei die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers vorgegeben. Mittels der dem Wegeventil zugeordneten Druckwaage wird ein lastunabhängiger Betrieb des Verbrauchers ermöglicht, indem eine an einer Messblende des Wegeventils auftretende Regeldruckdifferenz konstant gehalten wird.
Bei bekannten Steuerventileinrichtungen ist die Druckwaage von der an der Messblende des Wegeventils auftretenden Regeldruckdifferenz gesteuert, indem der Druck stromauf und der Druck stromab der Messblende des Wegeventils an der Druckwaage ansteht. Die an der Druckwaage auftretenden Störkräfte, beispielsweise Strömungskräfte, haben hierbei jedoch einen großen Einfluss auf das Regelverhalten der Druckwaage. Die an der Druckwaage auftretenden Strömungskräfte können nur durch eine entsprechend aufwendig und mit hohem Fertigungsaufwand herzustellende Geometrie der Steuerkante der Druckwaage verringert werden, wodurch sich ein hoher Herstellaufwand für die Druckwaage ergibt. Die Stabilität des aus dem Wegeventil und der Druckwaage gebildeten Regelkreises ist aufgrund der Abhängigkeit des Regelverhaltens der Druckwaage von den Strömungskräften nur durch eine hohe Leckage an dem Wegeventil zu stabilisieren, wodurch sich jedoch hohe Verluste bei einer Steuerventileinrichtung des Standes der Technik ergeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die ein verbessertes Regelverhalten bei geringem Bauaufwand und verringerten Verlusten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckwaage vorsteuerbar ist, wobei die Beaufschlagung der Druckwaage in Richtung der Durchflussstellung mittels eines Vorsteuerventils steuerbar ist, das in Abhängigkeit von der an einer Messblende des Wegeventils auftretenden Regeldruckdifferenz gesteuert ist und den Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz durchführt. Durch die Vorsteuerung der Druckwaage ist es auf einfache Weise möglich, ein Regelverhalten der Druckwaage zu erzielen, das unabhängig von den Strömungskräften an der Druckwaage ist. Hierdurch kann die Steuerkante der Druckwaage als einfache Geometrie ausgebildet werden, beispielsweise als eine einfach herzustellende Drehkontur, wodurch sich ein geringer Bauaufwand mit geringen Herstellkosten für die Druckwaage ergibt. Zudem ist durch die Vorsteuerung der Druckwaage und die damit erzielte Unabhängigkeit des Regelverhaltens der Druckwaage von den Strömungskräften an dem Wegeventil keine Leckage zur Stabilisierung des Regelverhaltens erforderlich, wodurch sich geringe Verluste ergeben. Die Volumenstromverstellung und der Soll-Istwertvergleich der an der Messblende des Wegeventils auftretenden Regeldruckdifferenz ist somit bei einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung gegenüber einer Steuerventileinrichtung des Standes der Technik getrennt. Die Volumenstromverstellung erfolgt bei einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung über die Druckwaage und der Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz an dem Vorsteuerventil. Hierdurch wird auf einfache Weise erzielt, dass die Strömungskräfte an der Druckwaage keinen Einfluss auf den Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz haben, wodurch bei einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung eine geringe Regelabweichung erzielt werden kann. Zudem können durch die Trennung der Volumenstromverstellung und des Soll-Istwertvergleichs der Regeldruckdifferenz bei dem aus der Druckwaage und dem Wegeventil gebildete Regelkreis Mitkopplungseffekte auf einfache Weise vermieden werden, wodurch ein stabiler Regelkreis ohne Leckage am Wegeventil erzielt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Druckwaage stromauf des Wegeventils angeordnet und in Abhängigkeit von dem Druck stromauf der Messblende des Wegeventils in Richtung einer Durchflussstellung und in Abhängigkeit von dem Druck stromab der Messblende des Wegeventils in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagbar. Durch die Veränderung des die Druckwaage in Richtung der Durchflussstellung beaufschlagenden Druckes durch das Vorsteuerventil kann die Druckwaage auf einfache Weise vorgesteuert werden.
Mit besonderem Vorteil ist das Vorsteuerventil als in Zwischenstellungen drosselndes Vorsteuerventil ausgebildet, das in einer ersten Stellung eine in Richtung der Durchflussstellung wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage mit dem Druck stromauf der Messblende des Wegeventils beaufschlagt und in einer zweiten Stellung die in Richtung der Durchflussstellung wirkende Steuerdruckfläche zu einem Behälter entlastet, wobei das Vorsteuerventil in Richtung der ersten Stellung von einer Feder und dem Druck stromab der Messblende des Wegeventils und in Richtung der zweiten Stellung von dem Druck stromauf der Messblende des Wegeventils beaufschlagbar ist. Das Vorsteuerventil ist somit von der an der Messblende des Wegeventils auftretenden Druckdifferenz gesteuert und führt den Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz durch, wobei zur Volumenstromverstellung die Beaufschlagung der in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerfläche der Druckwaage mittels des Vorsteuerventils gesteuert wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Beaufschlagung des Vorsteuerventils in Richtung der ersten Stellung eine Druckteilerschaltung mit zwei Drosseleinrichtungen vorgesehen ist. Hierdurch können auf einfache Weise weitere Steuerungseigenschaften mit der vorgesteuerten Druckwaage erzielt werden.
Sofern hierbei eine in Richtung der ersten Stellung des Vorsteuerventils wirkende Steuerfläche mit einer Lastdruckmeldeleitung in Verbindung steht, die von dem Wegeventil stromab der Messblende zu einer Fördervolumenstelleinrichtung einer Pumpe geführt ist, wobei in der Lastdruckmeldeleitung die Druckteilerschaltung angeordnet ist und die Steuerfläche des Vorsteuerventils von dem zwischen den Drosseleinrichtungen der Druckteilerschaltung in der Lastdruckmeldeleitung anstehenden Druck beaufschlagbar ist, steht an der Steuerfläche des Vorsteuerventils ein höherer Lastdruck als an der Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe an.
Sofern eine in Richtung der Sperrstellung wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage stromab der Drosseleinrichtungen mit der Lastdruckmeldeleitung in Verbindung steht, wird auf einfache Weise erzielt, dass an dem Vorsteuerventil ein höherer Druck als an der Druckwaage und der Fördervolumenstelleinrichtung ansteht. Hierdurch wird erreicht, dass in einer Beschleunigungsphase des Verbrauchers das Vorsteuerventil in die erste Schaltstellung beaufschlagt ist und die Druckwaage vollständig in die Durchflussstellung aufgesteuert ist und somit die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe die Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers bestimmt. Verluste durch eine Überlagerung der Fördervolumenregelung durch die Fördervolumenstelleinrichtung der Pumpe und der Druckwaage können somit in der Beschleunigungsphase des Verbrauchers auf einfache Weise vermieden werden.
Zweckmäßigerweise ist der Lastdruckmeldeleitung eine Druckbegrenzungseinrichtung zugeordnet.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Einstelldruck der Druckbegrenzungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Wegeventils veränderbar ist. Sofern der Einstelldruck der Druckbegrenzungseinrichtung ausgehend von einem minimalen Einstelldruck in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Wegeventils in Richtung eines maximalen Einstelldrucks beaufschlagt ist, kann auf einfache Weise eine Drehmomentsteuerung des Verbrauchers erzielt werden. Durch die Unabhängigkeit des Regelverhaltens der Druckwaage von den Strömungskräften durch die Vorsteuerung mit dem Vorsteuerventil kann hierbei eine lineare Kennlinie des Drehmoments über das Ansteuersignal des Wegeventils erzielt werden.
Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn das Vorsteuerventil in die Druckwaage integriert ist.
Bei einer Verwendung einer Steuerventileinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einem hydrostatischen Antriebssystem mit mehreren Verbrauchern, können durch die vorgesteuerten Druckwaagen die Verbraucher unabhängig von den Störkräften an der Druckwaage bei geringen Verlusten lastunabhängig gesteuert werden.
Bei einer Verwendung einer Steuerventileinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger, zur Steuerung eines bevorzugten Verbrauchers, insbesondere einem Drehwerk, ergeben sich besondere Vorteile, da mit der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung eine Drehmomentsteuerung des Drehwerks mit einer linearen Kennlinie zwischen Drehmoment und Steuersignal des Wegeventils erzielt werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 ein erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung,
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung und
3 eine Druckwaage einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung in einem Längsschnitt.
In der 1 ist der Schaltplan einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung 1 gezeigt.
Die Steuerventileinrichtung 1 gemäß der 1 weist ein Wegeventil 2 auf, das mit einer Förderleitung 3 einer nicht mehr dargestellten Pumpe in Verbindung steht. Das Wegeventil 2 steht weiterhin auf nicht mehr dargestellte Weise mit einem Behälter und einem Verbraucher in Verbindung. In der Förderleitung 3 ist stromauf des Wegeventils 2 eine Druckwaage 4 angeordnet. Die Druckwaage 4 ist in Richtung einer Sperrstellung 4a von dem stromab einer nicht mehr dargestellten Messblende des Wegeventils 2 in einer Lastdruckmeldeleitung 5 anstehenden Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagt. In Richtung einer Durchflussstellung 4b ist die Druckwaage 4 von einer Feder 6 und in Abhängigkeit von dem Druck stromauf der Messblende des Wegeventils 2 beaufschlagbar.
Zur Steuerung der Beaufschlagung der Druckwaage 4 in Richtung der Durchflussstellung 4b ist erfindungsgemäß eine als Vorsteuerventil 10 ausgebildete Vorsteuereinrichtung vorgesehen, die in einer Zweigleitung 11 angeordnet ist, die von der Förderleitung 3 zwischen der Druckwaage 4 und dem Wegeventil 2 zu einer in Richtung der Durchflussstellung wirkenden Steuerfläche 12 der Druckwaage 4 geführt ist.
Die Vorsteuereinrichtung ist als in Zwischenstellungen drosselndes Vorsteuerventil 10 ausgebildet und weist eine erste Stellung 10a auf, in der die Verbindung der Förderleitung 3 mit der Steuerfläche 12 hergestellt ist. In einer zweiten Stellung 10b ist die Steuerfläche 12 mit einem Behälter 13 verbunden. Das Vorsteuerventil 10 ist von der an der Messblende des Wegeventils 2 auftretenden Regeldruckdifferenz gesteuert. Das Vorsteuerventil 10 ist hierbei in Richtung der ersten Stellung 10a von dem stromab der Messblende des Wegeventils 2 anstehenden Lastdruck des Verbrauchers und einer Feder 14 sowie in Richtung der zweiten Stellung 10b von dem stromauf der Messblende des Wegeventils 2 anstehendem Druck beaufschlagt. Hierzu ist eine von der Förderleitung 3 zwischen der Druckwaage 4 und dem Wegeventil 2 abzweigende Steuerleitung 15 zu einer in Richtung der zweiten Stellung 10b wirkenden Steuerfläche des Vorsteuerventils 10 geführt. Eine in Richtung der ersten Stellung 10a wirkende Steuerfläche des Vorsteuerventils 10 steht mit einer Steuerleitung 16 in Verbindung, die an die Lastdruckmeldeleitung 5 angeschlossen ist.
In der Lastdruckmeldeleitung 5 ist eine Druckteilerschaltung angeordnet, die zwei Drosseleinrichtungen 20 und 21 aufweist. Die Steuerleitung 16 ist hierbei zwischen den Drosseleinrichtungen 20 und 21 an die Lastdruckmeldeleitung 5 angeschlossen.
In der Lastdruckmeldeleitung 5 ist weiterhin ein Rückschlagventil 22 angeordnet, das ein Anstehen eines höheren Lastdruckes eines weiteren Verbrauchers in der Lastdruckleitung 5 des der Steuerventileinrichtung 1 zugeordneten Verbrauchers verhindert, wodurch der der Steuerventileinrichtung 1 zugeordnete Verbraucher bevorzugt mit Druckmittel versorgt wird.
Der Lastdruckmeldeleitung 5 ist weiterhin eine als Druckbegrenzungsventil ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung 25 zugeordnet, deren Einstelldruck in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Wegeventils 2 in Richtung einer Erhöhung des Einstelldruckes veränderbar ist.
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung 1 zur Steuerung eines als Drehwerksantrieb eines Baggers ausgebildeten Verbrauchers 29. Gleiche Bauteile sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Gegensatz zur 1 sind an das Wegeventil 2 stromab der Messblenden 2a, 2b Lastdruckmeldeleitungen 5a, 5b angeschlossen, an die die Steuerleitung 16 angeschlossen sind. Die Drosseleinrichtung 20 ist hierbei in der Steuerleitung 16 angeordnet.
Gegenüber der 1 ist das Vorsteuerventil 10 als Dreistellungsventil mit einer ersten Schaltstellung 10a, einer zweiten Schaltstellung 10b und einer Neutralstellung 10c ausgebildet, in der die Verbindung der Steuerfläche 12 der Druckwaage 4 mit dem Behälter 13 und der Zweigleitung 11 gesperrt ist.
Aus der 2 ist ersichtlich, dass die Druckbegrenzungseinrichtung 25 von dem Ansteuersignal des Wegeventils 2 in Richtung einer Erhöhung des Einstelldruckes beaufschlagbar ist. Hierzu sind von den Ansteuersignalleitungen 25a, 25b des Wegeventils 2 Zweigleitungen 26a, 26b zu einem Wechselventil 27 geführt, das ausgangsseitig mittels einer Steuerleitung 28 mit der Druckbegrenzungseinrichtung 25 in Verbindung steht.
In der 3 ist eine erfindungsgemäße Steuerventileinrichtung 1 mit einer Schnittdarstellung der Druckwaage 4 in einem Längsschnitt dargestellt.
Das Vorsteuerventil 10 ist hierbei in der Druckwaage 4 integriert. Die Druckwaage 4 weist einen in einer Gehäusebohrung 30 längsverschiebbaren Steuerkörper 31 auf, der mit einer als Drehkontur ausgebildeten Steuerausnehmung 32 versehen ist, die die Verbindung zweier in der Gehäusebohrung 30 ausgebildeten Ringnuten 33, 34 steuert. Die Ringnut 33 steht hierbei mit dem mit der Pumpe 56 in Verbindung stehenden Abschnitt der Förderleitung 3 und die Ringnut 34 mit der mit dem Wegeventil 2 in Verbindung stehenden Abschnitt der Förderleitung 3 in Verbindung.
In dem Steuerkörper 31 der Druckwaage 4 ist eine Längsbohrung 35 ausgebildet, in der ein Steuerkörper 36 des Vorsteuerventils 10 angeordnet ist.
Die von der Lastdruckmeldeleitung 5 abzweigende Steuerleitung 16 ist im Bereich einer an dem Steuerkörper 31 ausgebildeten Ringnut 40 am Gehäuse der Druckwaage 4 angeschlossen. Die Ringnut 40 steht hierbei über eine Querbohrung 41 mit der Gehäusebohrung 35 im Bereich eines Federraums 42 des Vorsteuerventils 10, in dem die Feder 14 angeordnet ist, in Verbindung.
Die Steuerleitung 15 ist von einer im Bereich der Ringnut 34 im Steuerkörper 31 der Druckwaage 4 ausgebildeten Querbohrung und einer mit der Querbohrung in Verbindung stehenden Längsbohrung gebildet, die stirnseitig an die Gehäusebohrung 35 angeschlossen ist.
In dem Steuerkörper 36 des Vorsteuerventils 10 ist eine die Zweigleitung 11 bildende Längsbohrung ausgebildet, die über eine im Steuerkörper 36 ausgebildete Querbohrung 45 mit einer in dem Steuerkörper 31 ausgebildeten Bohrung 46 in Verbindung steht, die zu dem Federraum 48 der Druckwaage 4 geführt ist, in dem die Feder 6 angeordnet ist.
In dem Steuerkörper 31 ist weiterhin eine Querbohrung 49 ausgebildet, die über das Gehäuse mit dem Behälter 13 in Verbindung steht.
Der Ventilkörper 36 des Vorsteuerventils 10 weist hierbei eine zwischen zwei Kolbenflanschen ausgebildete Steuerausnehmung 50 auf.
In der dargestellten Stellung des Vorsteuerventils 10 steht der Druck stromab der Druckwaage 4 und somit der Druck stromauf des Wegeventils 2 über die Steuerleitung 15, die Zweigleitung 11, die Querbohrung 45 und der Bohrung 46 im Federraum 48 der Druckwaage 4 an und beaufschlagt die Druckwaage 4 nach in der 3 links in Richtung der Durchflussstellung.
Übersteigt der an der linken Stirnseite des Steuerkörpers 36 des Vorsteuerventils 10 über die Steuerleitung 15 anstehenden Druck stromauf der Messblende des Wegeventils 2 den in Zweigleitung 16 anstehende Lastdruck des Verbrauchers, der über die Querbohrung 45 im Federraum 42 des Vorsteuerventils 10 ansteht, und die Kraft der Feder 14, wird der Steuerkörper 36 des Vorsteuerventils nach in der 3 rechts beaufschlagt, wobei der Federraum 48 der Druckwaage 4 über die Bohrung 46 und die Steuerausnehmung 50 des Steuerkörpers 36 an die mit dem Behälter 13 in Verbindung stehende Querbohrung 49 angeschlossen ist. Die Druckwaage 4 wird somit von dem in der Lastdruckleitung 5 anstehenden Lastdruck des Verbrauchers, der an der linken Stirnseite des Steuerkörpers 31 ansteht, nach in der 3 rechts in Richtung einer Drosselstellung beaufschlagt, in der die Steuerausnehmung 32 die Verbindung der Ringnut 33 mit der Ringnut 34 drosselt.
Aus der 3 ist weiterhin ersichtlich, dass die Lastdruckmeldeleitung 5 zu einer Fördervolumenstelleinrichtung 55 der Pumpe 56 geführt ist.
Die erfindungsgemäße Steuerventileinrichtung arbeitet wie folgt:
Bei einer Ansteuerung des Verbrauchers wird das Wegeventil 2 durch eine in den Steuerleitungen 25a bzw. 25b anstehenden Steuersignal ausgelenkt. Das in der Steuerleitung 25a bzw. 25b anstehende Steuersignal beaufschlagt weiterhin die Druckbegrenzungseinrichtung 25 in Richtung einer Erhöhung des Einstelldrucks. In der Lastdruckmeldeleitung 5 steht hierbei der Lastdruck des Verbrauchers 29, der durch die Druckbegrenzungseinrichtung 25 auf den eingestellten Einstelldruck begrenzt wird. Durch den über die Druckbegrenzungseinrichtung 25 abströmenden Steuerstrom entsteht zwischen den Drosseleinrichtungen 20 und 21 ein Steuerdruck, der höher als der an der Druckwaage 4 und der Fördervolumenstelleinrichtung 55 der Pumpe 56 anstehende Steuerdruck ist. Das Vorsteuerventil 10 wird somit in die Stellung 10a beaufschlagt, wodurch der stromauf des Wegeventils 2 anstehende Förderdruck der Pumpe 56 die Druckwaage 4 in Richtung der Durchflussstellung beaufschlagt. Durch die Beaufschlagung des Vorsteuerventils 10 von dem zwischen den Drosseleinrichtungen 20, 21 anstehenden Steuerdruck wird somit sichergestellt, dass die Deckwaage 4 in der Beschleunigungsphase des Verbrauchers vollständig in die Durchflussstellung 4b beaufschlagt ist und somit die Fördervolumenstelleinrichtung 55 der Pumpe 56 den dem Verbraucher 29 zuströmenden Förderstrom bestimmt. Das am Verbraucher 29 anstehende Drehmoment wird hierbei durch die Einstellung der Druckbegrenzungseinrichtung 25 begrenzt, dessen Einstelldruck in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal des Wegeventils 2 gesteuert ist. Durch die erfindungsgemäße Steuerventileinrichtung 1 ergibt sich hierbei eine lineare Kennlinie des Drehmoments über das Ansteuersignal des Wegeventils 2.

Claims

Steuerventileinrichtung zur Steuerung eines Verbrauchers mit einem in Zwischenstellungen drosselnden Wegeventil zur Steuerung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Verbrauchers und einer dem Wegeventil zugeordneten Druckwaage, mittels der eine an einer Messblende des Wegeventils auftretende Regeldruckdifferenz konstant gehalten wird, wobei die Druckwaage von dem Lastdruck des Verbrauchers in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwaage (4) vorsteuerbar ist, wobei die Beaufschlagung der Druckwaage (4) in Richtung einer Durchflussstellung (4b) mittels eines Vorsteuerventils (10) steuerbar ist, das in Abhängigkeit von der an einer Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) auftretenden Regeldruckdifferenz gesteuert ist und den Soll-Istwertvergleich der Regeldruckdifferenz durchführt.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwaage (4) stromauf des Wegeventils (2) angeordnet ist und in Abhängigkeit von dem Druck stromauf der Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) in Richtung einer Durchflussstellung (4b) und in Abhängigkeit von dem Druck stromab der Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) in Richtung einer Sperrstellung (4a) beaufschlagbar.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (10) als in Zwischenstellungen drosselndes Vorsteuerventil ausgebildet ist, das in einer ersten Stellung (10a) eine in Richtung der Durchflussstellung (4b) wirkende Steuerdruckfläche (12) der Druckwaage (4) mit dem Druck stromauf der Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) beaufschlagt und in einer zweiten Stellung (10b) die in Richtung der Durchflussstellung (4b) wirkende Steuerdruckfläche (12) zu einem Behälter (13) entlastet, wobei das Vorsteuerventil (10) in Richtung der ersten Stellung (10a) von einer Feder (14) und dem Druck stromab der Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (2) und in Richtung der zweiten Stellung (10b) von dem Druck stromauf der Messblende (2a; 2b) des Wegeventils (10) beaufschlagbar ist.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung des Vorsteuerventils (10) in Richtung der ersten Stellung (10a) eine Druckteilerschaltung mit zwei Drosseleinrichtungen (20, 21) vorgesehen ist.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Richtung der ersten Stellung (10a) des Vorsteuerventils (10) wirkende Steuerfläche mit einer Lastdruckmeldeleitung (5) in Verbindung steht, die von dem Wegeventil (2) stromab der Messblende (2a; 2b) zu einer Fördervolumenstelleinrichtung (55) einer Pumpe (56) geführt ist, wobei in der Lastdruckmeldeleitung (5) die Druckteilerschaltung angeordnet ist und die Steuerfläche des Vorsteuerventils (10) von dem zwischen den Drosseleinrichtungen (20, 21) der Druckteilerschaltung in der Lastdruckmeldeleitung (5) anstehenden Druck beaufschlagbar ist.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Richtung der Sperrstellung wirkende Steuerdruckfläche der Druckwaage (4) stromab der Drosseleinrichtungen (20, 21) mit der Lastdruckmeldeleitung (5) in Verbindung steht.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastdruckmeldeleitung (5) eine Druckbegrenzungseinrichtung (25) zugeordnet ist.
Steuerventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstelldruck der Druckbegrenzungseinrichtung (25) in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Wegeventils (2) veränderbar ist.
Steuerventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (10) in die Druckwaage (4) integriert ist.
Verwendung einer Steuerventileinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einem hydrostatischen Antriebssystem mit mehreren Verbrauchern.
Verwendung einer Steuerventileinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einer Arbeitsmaschine, insbesondere einem Bagger, zur Steuerung eines bevorzugten Verbrauchers, insbesondere einem Drehwerk.