DE102005005927A1 - Hydraulic control arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Drehschieberventil für eine hydraulische Steueranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The The invention relates to a hydraulic control arrangement for driving a consumer according to the generic term of claim 1 and a rotary valve for a hydraulic Control arrangement according to the preamble of claim 9.
Derartige hydraulische Steueranordnungen werden beispielsweise bei Ladekränen und anderen mobilen Arbeitsgeräten zur Ansteuerung von hydraulischen Verbrauchern, wie beispielsweise Hydrozylindern oder Hydromotoren verwendet.such hydraulic control arrangements are used, for example, in loading cranes and other mobile work tools for the control of hydraulic consumers, such as Hydraulic cylinders or hydraulic motors used.
In
der
Nachteilig bei derartigen hydraulischen Steueranordnungen ist, dass es nach dem Ausfall der elektrischen und/oder hydraulischen Versorgung nicht mehr möglich ist, das Wegeventil zu betätigen und damit den Verbraucher, beispielsweise einen Kran, in eine sichere Stellung zu bewegen, oder einen Notbetrieb zu gewährleisten.adversely in such hydraulic control arrangements is that after the failure of the electrical and / or hydraulic supply not more is possible is to operate the directional control valve and so that the consumer, for example, a crane, in a safe Move to position or to ensure emergency operation.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung und ein Drehschieberventil für eine hydraulische Steueranordnung zu schaffen, die einen Notbetrieb der Verbraucher ermöglichen.In contrast, lies The invention has the object, a hydraulic control system and a rotary valve for to provide a hydraulic control arrangement, the emergency operation of Enable consumers.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der hydraulischen Steueranordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Drehschieberventils durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst.These Task is with respect to the hydraulic control system through the features of claim 1 and in terms of the rotary valve solved by the features of claim 9.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines Verbrauchers, insbesondere eines mobilen Arbeitsgerätes, hat ein mittels einer Vorsteuerventilanordnung vorgesteuertes mit einer Pumpe oder Druckmittelsenke (Tanke) verbindbares Wegeventil. Der Vorsteuerventilanordnung ist zumindest ein Druckreduzierventil zum Einstellen eines Steuerdrucks in einem Steuerölströmungspfad zugeordnet, der bei Umschalten der Vorsteuerventilanordnung aus einer Grundposition mit einem Steuerraum des Wegeventils verbunden ist, um den Verbraucher zu betätigen. Erfindungsgemäß hat die hydraulische Steueranordnung im Steuerölströmungspfad ein von Hand betätigbares Notbetätigungsventil, über das das Wegeventil in der Grundposition der Vorsteuerventilanordnung in eine Position verstellbar ist, um den Verbraucher zu betätigen. Über das Notbetätigungsventil kann das Wegeventil auch bei einem Ausfall der elektrischen und/oder hydraulischen Versorgung betätigt werden. Dadurch ist es möglich, den Verbraucher, beispielsweise einen Ladekran, in eine sichere Stellung zu bewegen, oder einen Notbetrieb zu gewährleisten.The inventive hydraulic Control arrangement for controlling a consumer, in particular a mobile work tool, has a pre-controlled by means of a pilot valve arrangement with a pump or pressure fluid sink (tank) connectable directional control valve. The pilot valve arrangement is at least one pressure reducing valve assigned to set a control pressure in a control oil flow path, when switching the pilot valve assembly from a home position connected to a control chamber of the directional control valve to the consumer to press. According to the invention hydraulic control assembly in the control oil flow path a manually operated Emergency valve, over the the directional control valve in the basic position of the pilot valve assembly is adjustable to a position to operate the consumer. About the Notbetätigungsventil can the directional valve even in case of failure of the electrical and / or operated hydraulic supply become. This makes it possible for the Consumer, for example, a loading crane, in a safe position to move or to ensure emergency operation.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Vorsteuerventilanordnung zwei Vorsteuerventile, deren Ausgang jeweils über einen Steuerkanal und eine Vorsteuerleitung mit einem Steuerraum des Wegeventils verbunden sind, wobei das Notbetätigungsventil in einer Grundstellung die Verbindung zwischen den Vorsteuerventilen zu den Steuerräumen öffnet und in seinen Schaltpositionen absperrt und eine der Vorsteuerleitungen mit einer Druckmittelquelle verbindet.at a preferred embodiment of Invention, the pilot valve assembly has two pilot valves, whose output each over a control channel and a pilot control line with a control room the directional control valve are connected, wherein the emergency actuation valve in a basic position opens the connection between the pilot valves to the control rooms and shuts off in its switching positions and one of the pilot control lines connects with a pressure medium source.
In seinen Schaltpositionen sperrt das Notbetätigungsventil vorzugsweise die Verbindung zu dem Druckreduzierventil ab, so dass ein Druckmittelverlust im Notbetrieb der Steueranordnung verhindert wird.In his switching positions, the emergency operating valve locks preferably the connection to the pressure reducing valve, so that a loss of pressure medium is prevented during emergency operation of the control arrangement.
Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, das Notbetätigungsventil als 6/3-Wegeventil, insbesondere als Drehschieberventil auszubilden. Dadurch ist das Ventil ohne großen Kraftaufwand von Hand und im Notfall in kürzester Zeit verstellbar.It becomes according to the invention preferred, the emergency valve form as a 6/3-way valve, in particular as a rotary valve. As a result, the valve is without big Effort by hand and in an emergency in the shortest time adjustable.
Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Steueranordnung unabhängig von der Art der Pumpe. Zur Begrenzung des Drucks im Steuerölströmungspfad kann die Vorsteuerventilanordnung vorzugsweis zumindest ein Druckbegrenzungsventil aufweisen.Basically the control arrangement according to the invention independently on the type of pump. To limit the pressure in the control oil flow path the pilot valve arrangement may preferably have at least one pressure relief valve.
Als Druckquelle findet vorzugsweise eine Konstantpumpe bei Bypassdruckwaage Verwendung.When Pressure source is preferably a constant pump at bypass pressure balance Use.
Bei einem Ausfall der elektrischen und hydraulischen Versorgung, kann eine von Hand betätigbare Hilfspumpe als Druckquelle angeschlossen werden. Über die Hilfspumpe ist es möglich, den zur Betätigung der Verbraucher erforderlichen hydraulischen Druck zu erzeugen und dadurch einen Notbetrieb zu ermöglichen.at a failure of the electrical and hydraulic supply, can a hand-operated Auxiliary pump can be connected as a pressure source. About the Auxiliary pump it is possible the one for operation the consumer to produce required hydraulic pressure and thereby enabling an emergency operation.
Das erfindungsgemäße Drehschieberventil weist eine Vielzahl von Anschlüssen und Schaltpositionen auf, wobei an einem in einem Ventilgehäuse geführten Drehschieber Ringnuten ausgebildet sind, in die jeweils eine Vielzahl von an Umfangsabschnitten ausgebildeten Längstaschen münden, die durch Verdrehen des Drehschiebers mit unterschiedlichen Anschlüssen in Überdeckung bringbar sind, um in Abhängigkeit von der Schaltposition über die Ringnuten und Längstaschen eine Druckmittelverbindung zwischen den Ringnuten und Anschlüssen herzustellen. Erfindungsgemäß beträgt der Winkelabstand der an einem Umfangsabschnitt angeordneten Längstaschen zumindest 90°. Dadurch wird eine große Dichtfläche zwischen den benachbarten Längstaschen und damit eine maximale Dichtwirkung ermöglicht, um die Leckageverluste zu verringern.The inventive rotary valve has a variety of connections and switching positions, wherein on a guided in a valve housing rotary valve Ring grooves are formed in each of a plurality of Perimeter sections formed longitudinal pockets open, the by turning the rotary valve with different connections in coverage can be brought to depend on from the switching position via the annular grooves and lengthwise pockets to establish a pressure medium connection between the annular grooves and terminals. According to the invention, the angular distance the arranged on a peripheral portion longitudinal pockets at least 90 °. Thereby will be a big one sealing surface between the adjacent longitudinal pockets and thus allowing a maximum sealing effect to the leakage losses to reduce.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Drehschieberventil ein Ventilgehäuse mit einem Druckanschluss, zwei Steuereingangsanschlüssen, zwei Steuerausgangsanschlüssen und einem Steuerdruckanschluss. In einer Grundposition des Drehschieberventils ist der Druckanschluss mit dem Steuerdruckanschluss und jeweils ein Steuereingangsanschluss mit einem Steuerausgangsanschluss verbunden. Der Steuerdruckanschluss und der Steuereingangsanschluss sind in einer ersten Schaltposition gesperrt und der Druckanschluss mit dem Steuerausgangsanschluss und der Steuereingangsanschluss mit dem Steuerausgangsanschluss verbunden. In einer zweiten Schaltposition sind der Steuerdruckanschluss und der Steuereingangsanschluss gesperrt und der Druckanschluss mit dem Steuerausgangsanschluss und der Steuereingangsanschluss mit dem Steuerausgangsanschluss verbunden. Ein Anschluss mündet stirnseitig und die anderen Anschlüsse umfangsseitig in eine den Drehschieber aufnehmende Ventilbohrung ein. Dadurch ist es möglich, beide Steuerräume des Wegeventils mit Druckmittel zu versorgen, dieses in seine Schaltpositionen zu verstellen und die angeschlossenen Arbeitsgeräte und dergleichen in eine sicherer Stellung zu bewegen, oder einen Notbetrieb zu gewährleisten.at a preferred embodiment the invention, the rotary valve has a valve housing with a pressure port, two control input ports, two control output ports and a control pressure connection. In a basic position of the rotary valve is the pressure connection with the control pressure connection and respectively a control input terminal connected to a control output terminal. The pilot pressure port and the control input port are in a first switching position locked and the pressure port with the Control output terminal and the control input terminal with the Control output connection connected. In a second switching position the control pressure connection and the control input connection are blocked and the pressure port to the control output port and the control input port connected to the control output terminal. A connection opens at the front and the other connections on the circumference in a valve bore receiving the rotary valve one. This makes it possible both control rooms supply the directional control valve with pressure medium, this in its switching positions to adjust and the connected implements and the like in one safe position or to ensure emergency operation.
Das Drehschieberventil hat vorzugsweise zwei Ringnuten, die mit der Ventilbohrung zwei Ringkanäle begrenzen, wobei in einem ersten Ringkanal der Druckanschluss und in dem anderen zweiten Ringkanal ein erster Steuereingangsanschluss mündet und die anderen umfangsseitig einmündenden Anschlüsse im Axialabstand zu den Ringkanälen in die Ventilbohrung einmünden und in Abhängigkeit von der Stellposition des Drehschiebers über die am Umfang des Drehschiebers angeordneten Längstaschen mit den Ringkanälen verbindbar sind.The Rotary valve preferably has two annular grooves, with the Valve bore two ring channels limit, wherein in a first annular channel of the pressure port and in the other second ring channel, a first control input terminal ends and the other peripherally opening connections in the axial distance to the ring channels open into the valve bore and depending on the setting position of the rotary valve on the circumference of the rotary valve arranged longitudinal pockets with the ring channels are connectable.
Der zweite Steuereingangsanschluss mündet als Axialanschluss in einem zum zweiten Ringkanal benachbarten rückseitigen, von einer Stirnfläche des Drehschiebers begrenzten Endabschnitt der Ventilbohrung und die anderen Anschlüsse sind vorzugsweise als Radialanschlüsse ausgebildet. Ein erster Steuerausgangsanschluss mündet im Bereich zwischen den Ringkanälen, der zweite Steuerausgangsanschluss und der dazu um 90° versetzte Steuerdruckanschluss münden in einem zum ersten Ringkanal benachbarten vorderen Endabschnitt ein.Of the second control input terminal opens as an axial connection in a rear side adjacent to the second annular channel, from an end face of the Rotary valve limited end portion of the valve bore and the other connections are preferably designed as radial connections. A first Control output connection opens in the area between the ring channels, the second control output port and the control pressure port offset by 90 ° flow in a front end section adjacent to the first annular channel one.
Vorzugsweise mündet in der Stirnfläche des Drehschiebers ein Axialkanal, der über zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Radialbohrungen im Umfang des vorderen Endabschnitts des Drehschiebers mündet. Die Radialbohrungen sind in der Grundposition und in einer ersten Stellposition hydraulisch mit dem zweiten Steuerausgangsanschluss verbunden.Preferably ends in the frontal area of the rotary valve an axial channel, which extends over two mutually perpendicular Radial holes in the periphery of the front end portion of the rotary valve empties. The radial bores are in the basic position and in a first Setting position hydraulically connected to the second control output terminal.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich zwei Längstaschen von der ersten Ringnut in den vorderen Endabschnitt hinein. Eine erste Längstasche ist in der Grundposition mit dem Steuerdruckanschluss und die zweite Längstasche in einer zweiten Stellposition mit dem zweiten Steuerdruckausgangsanschluss hydraulisch verbunden. Von der ersten Ringnut zur zweiten Ringnut hin erstreckt sich eine dritte Längstasche, die in der ersten Stellposition mit dem ersten Steuerausgangsanschluss verbunden ist. Eine vierte und eine fünfte Längstasche erstrecken sich von der zweiten Ringnut hin zur ersten Ringnut. Die vierte Längstasche ist in der Grundposition und die fünfte Längstasche in der zweiten Schaltposition mit dem ersten Steuerausgangsanschluss verbunden.at an advantageous embodiment According to the invention, two longitudinal pockets extend from the first annular groove into the front end section. A first length pocket is in the home position with the pilot pressure port and the second longitudinal pocket in a second parking position with the second control pressure output port hydraulically connected. From the first annular groove to the second annular groove extends a third longitudinal pocket, in the first setting position with the first control output terminal connected is. A fourth and a fifth longitudinal pocket extend from the second annular groove towards the first annular groove. The fourth longitudinal pocket is in the basic position and the fifth longitudinal pocket in the second switching position connected to the first control output terminal.
Vorzugsweise sind die erste Längstasche und die zweite Längstasche um 180°, die dritte Längstasche und die vierte Längstasche um 90° und die vierte und fünfte Längstasche um 90° versetzt zueinander angeordnet, wobei die erste Längstasche und die dritte Längstasche koaxial zueinander verlaufen. Erfindungsgemäß beträgt der Winkelabstand der an einem Umfangsabschnitt angeordneten Längstaschen zumindest 90°. Dadurch wird eine große Dichtfläche zwischen den benachbarten Längstaschen und damit eine maximale Dichtwirkung ermöglicht, um die Leckageverluste zu verringern.Preferably are the first longitudinal pocket and the second longitudinal pocket around 180 °, the third longitudinal pocket and the fourth longitudinal pocket around 90 ° and the fourth and fifth vertical pocket offset by 90 ° arranged to each other, wherein the first longitudinal pocket and the third longitudinal pocket coaxial with each other. According to the invention, the angular distance of the a peripheral portion arranged longitudinal pockets at least 90 °. Thereby will be a big one sealing surface between the adjacent longitudinal pockets and thus allows a maximum sealing effect to the leakage losses to reduce.
Das Drehschieberventil hat vorzugsweise eine Sicherheitseinrichtung, die ein Verstellen des Drehschiebers aus der Grundposition anzeigt. Dadurch wird die erstmalige Betätigung des Notbetätigungsventils signalisiert, weitere Anwender der hydraulischen Steuerung gewarnt und das Wartungspersonal auf den vorliegenden Fehler der Steuerungsanordnung aufmerksam gemacht.The Rotary valve preferably has a safety device, which indicates an adjustment of the rotary valve from the home position. This will be the first time operation of the emergency valve signals warned more users of the hydraulic control and the maintenance personnel on the present error of the control arrangement made aware.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Sicherheitseinrichtung einen Scherstift aufweist, der bei dem Verstellen des Drehschiebers abgeschert wird.It has proved to be particularly advantageous if the safety device has a shear pin has, which is sheared off during the adjustment of the rotary valve.
An dem vorderen Endabschnitt des Drehschiebers ist vorzugsweise eine Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtelements, insbesondere eines Dichtungsrings ausgebildet, um die Leckageverluste zu verringern.At the front end portion of the rotary valve is preferably a Circumferential groove for receiving a sealing element, in particular a sealing ring designed to reduce the leakage losses.
Vorzugsweise begrenzt die rückseitige Stirnfläche des Drehschiebers mit einer benachbarten Stirnseite der Ventilbohrung einen Leerraum.Preferably limits the back face the rotary valve with an adjacent end face of the valve bore a white space.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following will be a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
Die
Druckmittelversorgung der Ventilscheibe
Von
der Pumpenleitung
Über das
4/3-Wegeventil
Die
Ansteuerung des 4/3-Wegeventils
Erfindungsgemäß ist im
Steuerölströmungspfad,
d.h. zwischen den Vorsteuerventilen
Hierzu
ist das Notbetätigungsventil
In
der dargestellten Grundposition (
Bei
einem Ausfall der Vorsteuerventile
Dadurch wird eine Verbraucherbetätigung verhindert und eine Not-Aus-Funktion erreicht.Thereby a consumer operation is prevented and achieves an emergency stop function.
Um
den Verbraucher, beispielsweise einen Kran auch bei einem Ausfall
der Vorsteuerventile
Zur
Notbetätigung
des Wegeventils
Der
wesentliche Unterschied der vorbeschriebenen Lösung zu dem Stand der Technik
liegt somit darin, dass das Wegeventil
An
dem Drehschieber
Der
zweite Steuerausgangsanschluss X2 mündet als Axialanschluss in
einem zum zweiten Ringkanal
In
der Stirnfläche
Ausgehend
von der ersten Ringnut
Die
erste Längstasche
Prinzipiell können die Anschlüsse und die Längstaschen auch mit anderen Winkelabständen im Ventilgehäuse bzw. im Drehschieber angeordnet sein.in principle can the connections and the lengthwise pockets also with other angular distances in the valve housing or be arranged in the rotary valve.
In
der dargestellten Grundposition (
Zur
Notbetätigung
des Wegeventils
Gemäß
An
dem vorderen Endabschnitt
Der
Drehschieber
In
dem Handhabungsabschnitt
Offenbart
ist eine hydraulische Steueranordnung
- 11
- Steueranordnungcontrol arrangement
- 22
- Vorsteuerventilpilot valve
- 44
- Vorsteuerventilpilot valve
- 66
- Wegeventilway valve
- 88th
- DrehschieberventilRotary valve
- 1010
- Pumpenleitungpump line
- 1212
- Bypassleitungbypass line
- 1313
- Tankkanaltank channel
- 1414
- EingangsdruckwaageInlet pressure
- 1616
- Federfeather
- 1818
- WechselventilkaskadeCascade of shuttle valves
- 2020
- LastmeldeleitungLoad-sensing line
- 2222
- Bypassleitungbypass line
- 2424
- PrimärdruckbegrenzungsventilPrimary pressure relief valve
- 2626
- SteuerdruckleitungControl pressure line
- 2828
- SteuerdruckquelleControl pressure source
- 3030
- DruckreduzierventilPressure reducing valve
- 3131
- RücklaufleitungReturn line
- 3232
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 3333
- Regelfedercontrol spring
- 3434
- RegelausgangsleitungControl output line
- 3636
- SteuerdruckversorgungsleitungControl pressure supply line
- 3838
- SteuerdruckentlastungsleitungControl pressure relief line
- 4040
- Messblendeorifice
- 4242
- Arbeitskanalworking channel
- 4444
- Arbeitskanalworking channel
- 4646
- Dämpfungsdrosseldamping throttle
- 4747
- VorsteuerventilanordnungPilot valve arrangement
- 4848
- SteuerölzuführleitungSteuerölzuführleitung
- 5050
- SteueröltankleitungPilot oil tank line
- 5252
- Steuerkanalcontrol channel
- 5454
- Steuerkanalcontrol channel
- 5656
- Vorsteuerleitungpilot line
- 5858
- Vorsteuerleitungpilot line
- 6060
- Steuerraumcontrol room
- 6262
- Steuerraumcontrol room
- 6464
- Tankleitungtank line
- 6666
- Ventilgehäusevalve housing
- 6868
- Ventilbohrungvalve bore
- 7070
- Drehschieberrotary vane
- 7272
- vorderer Endabschnittfront end
- 7474
- Umfangsnutcircumferential groove
- 7676
- Dichtungsringsealing ring
- 7878
- Handhabungsabschnitthandling section
- 8080
- rückseitige Stirnflächerear face
- 8282
- Stirnseitefront
- 8484
- Leerraumwhitespace
- 8686
- erste Ringnutfirst ring groove
- 8888
- zweite Ringnutsecond ring groove
- 9090
- Ringkanalannular channel
- 9292
- Ringkanalannular channel
- 9494
- rückseitiger Endabschnittback end
- 9696
- Axialkanalaxial
- 9898
- Radialbohrungradial bore
- 100100
- Radialbohrungradial bore
- 102102
- erste Längstaschefirst vertical pocket
- 104104
- zweite Längstaschesecond vertical pocket
- 106106
- dritte Längstaschethird vertical pocket
- 108108
- vierte Längstaschefourth vertical pocket
- 110110
- fünfte Längstaschefifth long pocket
- 112112
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 114114
- Betätigungsvorrichtungactuator
- 116116
- Betätigungsgriffoperating handle
- 118118
- Grundkörperbody
- 120120
- Gehäusedeckelhousing cover
- 122122
- Endabschnittend
- 124124
- Haltabschnittmaintenance section
- 126126
- Innenumfanginner circumference
- 128128
- Vorsprunghead Start
- 130130
- Vorsprunghead Start
- 132132
- Ringraumannulus
- 134134
- Entlüftungsbohrungvent hole
- 136136
- Federfeather
- 138138
- KugelBullet
- 140140
- SacklochbohrungBlind hole
- 142142
- Ausnehmungrecess
- 144144
- Scherstiftshear pin
- 146146
- Nutgroove
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