DE102005022891A1 - Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock - Google Patents

Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock Download PDF

Info

Publication number
DE102005022891A1
DE102005022891A1 DE102005022891A DE102005022891A DE102005022891A1 DE 102005022891 A1 DE102005022891 A1 DE 102005022891A1 DE 102005022891 A DE102005022891 A DE 102005022891A DE 102005022891 A DE102005022891 A DE 102005022891A DE 102005022891 A1 DE102005022891 A1 DE 102005022891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
valve
consumer
return
flow
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005022891A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Dipl.-Ing. Fedde
Thorsten Dr.-Ing. Lang
Hans Heinrich Prof.Dr.-Ing. Dr.h.c. Harms
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.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
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 Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Priority to DE102005022891A priority Critical patent/DE102005022891A1/de
Priority to EP06007227A priority patent/EP1710446B1/de
Priority to AT06007227T priority patent/ATE418683T1/de
Priority to DE502006002405T priority patent/DE502006002405D1/de
Publication of DE102005022891A1 publication Critical patent/DE102005022891A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
    • F15B2211/3053—In combination with a pressure compensating valve
    • F15B2211/30535—In combination with a pressure compensating valve the pressure compensating valve is arranged between pressure source and directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/3057—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having two valves, one for each port of a double-acting output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/35—Directional control combined with flow control
    • F15B2211/351—Flow control by regulating means in feed line, i.e. meter-in control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/35—Directional control combined with flow control
    • F15B2211/353—Flow control by regulating means in return line, i.e. meter-out control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50563—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
    • F15B2211/50572—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using a pressure compensating valve for controlling the pressure difference across a flow control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/57—Control of a differential pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/634—Electronic controllers using input signals representing a state of a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6654—Flow rate control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6658—Control using different modes, e.g. four-quadrant-operation, working mode and transportation mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Vehicle Cleaning, Maintenance, Repair, Refitting, And Outriggers (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Offenbart sind eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers und ein mit zumindest einer derartigen Steueranordnung ausgeführter Mobilsteuerblock, wobei im Vorlauf zum Verbraucher und im Rücklauf vom Verbraucher jeweils ein Verntilschieber zur Einstellung des Zulauf- bzw. Ablaufquerschnitts angeordnet ist. Beiden Ventilschiebern ist pumpenseitig eine Individualdruckwaage vorgeschaltet, über die das Druckmittel zu einer von einem der Ventilschieber aufgesteuerten Zulaufmessblende strömt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Steuerblock zur Ansteuerung mehrerer Verbraucher, wobei jedem Verbraucher eine derartige Steueranordnung zugeordnet ist.
  • Die Bewegungssteuerung hydraulischer Verbraucher von mobilen Arbeitsgeräten erfolgt in der Regel über Proportionalwegeventile, über die die Druckmittelströmungsrichtung und der Druckmittelvolumenstrom zum und vom Verbraucher einstellbar ist. Ein Problem in der Mobilhydraulik sind sogenannte ziehende Lasten, bei der die Last in Bewegungsrichtung des Verbrauchers wirkt. Dies kann beispielsweise bei einem Hydraulikzylinder vorkommen, wenn die Kolbenstange ausgefahren wird und die ziehende Last in Richtung der Ausfahrbewegung wirkt. Dabei kann es zu einer Unterversorgung des unbelasteten Zylinderraums, d. h., bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange zu einer Unterversorgung des bodenseitigen Zylinderraums kommen, so dass in diesem Kavitationen auftreten können, über die der Hydraulikzylinder oder die Steueranordung geschädigt wird.
  • Üblicherweise werden zur Vermeidung einer Unterversorgung von hydraulischen Verbrauchern sogenannte Senkbremsventile eingesetzt. Derartige Senkbremsventile sind drosselnde Ventile, die den vom Verbraucher abströmenden Druckmittelvolumenstrom eines Druckraums in Abhängigkeit vom Druck in dem zweiten, sich vergrößernden Druckraum regeln. Problematisch ist dabei das gegenseitige Beeinflussen der Drücke in den beiden Druckräumen bei gleich zeitiger schlechter Dämpfung. Weiterhin ist eine Bewegungssteuerung des Verbrauchers mit hoher Dynamik nur begrenzt möglich, die Abstimmung der Ventile ist in der Praxis äußerst problematisch. Die Abstimmung der Ventile sollte im Allgemeinen zusammen mit den jeweils angeschlossenen Verbrauchern erfolgen, so dass keine Möglichkeit besteht, mit einer universellen Senkbremseinheit beliebige Verbraucher zu betreiben.
  • In der US 5,138,838 ist eine Steueranordnung offenbart, bei der dem Zulauf und dem Ablauf getrennte Wegeventilschieber zur Einstellung eines Zulaufquerschnitts und eines Ablaufquerschnitts zugeordnet sind. Die Ansteuerung der beiden Ventilschieber erfolgt unabhängig voneinander über Pilotdruckreduzierventile, die in Abhängigkeit von den Drücken im Vorlauf zum und im Rücklauf vom Verbraucher angeordnet sind. Der Verbraucher ist bei der in der US 5,138,838 gezeigten Lösung ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder. Im Falle einer ziehenden Last wird der Druckabfall in der Vorlaufleitung über den Drucksensor erfasst und im Fall einer Unterversorgung, d. h., dann wenn der Druck im Rücklauf höher als derjenige im Vorlauf ist, der Rücklaufquerschnitt über den im Rücklauf angeordneten Ventilschieber angedrosselt, so dass eine Unterversorgung des sich vergrößernden Druckraums verhindert werden kann.
  • In der EP 0 809 737 ist eine ähnlich aufgebaute Lösung offenbart, bei der der Druckmittelvolumenstrom im Zulauf und im Ablauf über getrennte, elektrohydraulisch vorgesteuerte Ventilschieber steuerbar ist.
  • Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist, dass bei Änderungen des Lastdrucks eine sehr schnelle Reaktion der Regelung für die beiden Ventilschieber erforderlich ist, um die Geschwindigkeit des Verbrauchers konstant zu halten.
  • In der US 6,073,652 ist eine Steueranordnung offenbart, bei der ebenfalls die Einstellung des Zulauf- und Ablaufquerschnitts über getrennte Ventilschieber (aufgelöste Steuerkanten) erfolgt, wobei jedem Ventilschieber, d. h., sowohl dem zulaufseitigen als auch dem ablaufseitigen eine LUDV-Druckwaage nachgeschaltet ist, die in Schließrichtung vom jeweiligen Lastdruck beaufschlagt ist.
  • Eine derartige Lösung erfordert einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand.
  • In der WO 02/075162 A1 ist anhand der 12 und 13 eine Steueranordnung erläutert, bei der zulauf- und ablaufseitig jeweils ein Ventilschieber vorgesehen ist, denen jeweils eine LUDV-Druckwaage nachgeschaltet ist. Auch bei dieser Lösung ist der vorrichtungstechnische Aufwand erheblich.
  • Die US 5,568,759 offenbart ebenfalls eine Steueranordnung mit getrennten Ventilschiebern in Vorlauf und Rücklauf. Auch bei dieser Lösung muss regelungstechnisch ein hoher Aufwand getrieben werden, um im Fall einer Laständerung den Querschnitt der Ventilschieber so zu verstellen, dass die Geschwindigkeit des Verbrauchers konstant bleibt.
    •
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers und einen Steuerblock mit mehreren derartigen Steueranordnungen zu schaffen, bei denen mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand im Fall einer ziehenden Last eine Unterversorgung verhindert werden kann und darüber hinaus auch bei Laständerungen eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit des angesteuerten Verbrauchers gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der hydraulischen Steueranordnung durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Steuerblocks durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird der Druckmittelvolumenstrom im Vorlauf und im Rücklauf über jeweils getrennt voneinander ansteuerbare Ventilschieber eingestellt, denen pumpenseitig eine Individualdruckwaage zugeordnet ist, über die das Druckmittel zu einer von einem der Ventilschieber auf gesteuerten Zumessblende strömt.
  • Über die beiden Ventilschieber ist es möglich, einen unterversorgungsfreien Vier-Quadrantenbetrieb des Verbrauchers bei freier Wahl des Flächen- bzw. Druckmittelvolumenstromverhältnisses zu gewährleisten. Es müssen keine die Dynamik vermindernde Drosseleinrichtungen zwischen dem Ventilschieber und dem Verbraucher vorgesehen werden, wobei durch das Zusammenwirken der Zumessblende und der dieser vorgeschalteten Individualdruckwaage der Druckabfall über der Zumessblende lastunabhängig konstant gehalten werden kann, so dass der Verbraucher auch bei Änderungen des Lastdrucks mit konstanter Geschwindigkeit verfahren werden kann.
  • In dem Fall, in dem der Druck im Vorlauf unter einen vorbestimmten Wert abfällt, kann über den im Rücklauf angeordneten Ventilschieber der Ablaufquerschnitt verringert werden, so dass durch dieses Androsseln des Rücklaufs eine Unterversorgung des unbelasteten Druckraums des Verbrauchers verhindert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt, wenn die beiden Wegeventilschieber unabhängig voneinander lagegeregelt sind.
  • Die beiden Ventilschieber können jeweils in einem elektrohydraulisch vorgesteuerten Wegeventil angeordnet werden, deren Druckanschlüsse mit einem Ausgang der gemeinsamen Individualdruckwaage verbunden sind.
  • Diese Individualdruckwaage wird vorzugsweise in Schließrichtung von einem Druck stromaufwärts der jeweils wirksamen Zumessblende und in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Druckwaagenfeder und dem Lastdruck des zugeordneten Verbrauchers beaufschlagt.
  • Dieser Lastdruck kann über ein Wechselventil vom Vorlauf zum und vom Rücklauf vom Verbraucher abgegriffen werden.
  • Im Vorlauf und im Rücklauf kann jeweils ein Drucksensor angeordnet werden, so dass auf einfache Weise erfasst werden kann, wenn der Druck im Vorlauf einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  • Die die Ventilschieber aufnehmenden Wegeventile sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Druckanschluss, einem Tankanschluss, einem Arbeitsanschluss sowie ein LS-Anschluss ausgeführt.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steueranordnung mit einer Steuereinheit ausgeführt, über die das im Rücklauf angeordnete Wegeventil so angesteuert wird, dass beim Abfallen des Drucks im Vorlauf unter den vorgenannten Stellwert der Rücklaufquerschnitt verringert wird. Dadurch wird der ablaufende Druckmittelvolumenstrom angedrosselt und entsprechend eine Unterversorgung verhindert.
  • In dem Fall, in dem eindeutig eine drückende Last vorliegt, d. h., wenn eine ziehende Last ausgeschlossen werden kann, kann die Ablaufmessblende zur Minimierung der Druckverluste vollständig auf gesteuert werden.
  • Der erfindungsgemäße LS-Steuerblock zur Ansteuerung mehrerer Verbraucher weist mehrere Ventilscheiben mit der Steueranordnung gemäß Patentanspruch 1 auf.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand sonstiger Unteransprüche.
    •
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer einzigen Figur erläutert, die einen stark vereinfachten Hydraulikschaltplan einer erfindungsgemäßen Steueranordnung zeigt. Eine derartige Steueranordnung kann beispielsweise durch eine Ventilscheibe 1 eines Mobilsteuerblocks realisiert sein, über die ein Verbraucher ansteuerbar ist. Die gestrichelt angedeutete Ventilscheibe 1 hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A, B, die über eine Vorlaufleitung 2 bzw. eine Rücklaufleitung 4 mit einem hydraulischen Verbraucher 6 verbunden sind, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgeführt ist. Die Vorlaufleitung 2 ist dabei an einen bodenseitigen Zylinderraum 8 und die Rücklaufleitung 4 an einen Ringraum des Zylinders 6 angeschlossen.
  • In der Ventilscheibe 1 sind zwei Wegeventileinheiten, im Folgenden Wegeventile 12, 14 genannt, ausgebildet, die jeweils einen Druckanschluss P, einen Rücklaufanschluss R und einen Arbeitsanschluss A bzw. B aufweisen. Prinzipi ell können diese Wegeventileinheiten auch in einer gemeinsamen Ventilbohrung der Ventilscheibe aufgenommen sein. Das heißt, die Wegeventile müssen nicht getrennte Bauelemente sein, sondern können auch in ein Gehäuse oder dergleichen integriert sein.
  • Jedes der Wegeventile 12, 14 ist über elektrohydraulisch Vorsteuerventile 16, 18 bzw. 20, 22 aus seiner dargestellten Grundposition, in der die Anschlüsse P, R, A gegeneinander abgesperrt sind in Arbeitsstellungen (a) oder (b) zu verstellen. In den Positionen (a) ist der jeweilige Druckanschluss P mit dem zugeordneten Arbeitsanschluss A bzw. B verbunden, der Rücklaufanschluss R ist abgesperrt – es wird eine Zumessblende 26 bzw. 28 aufgesteuert, die den Druckmittelvolumenstrom zum Verbraucher 6 und damit dessen Geschwindigkeit bestimmt. Außerdem ist der jeweilige Arbeitsanschluss A bzw. B mit dem LS-Anschluss verbunden.
  • In den mit (b) gekennzeichneten Arbeitspositionen sind die beiden Arbeitsanschlüsse A oder B mit dem Rücklaufanschluss R verbunden, der Druckanschluss P ist jeweils abgesperrt. Der jeweilige Ventilschieber steuert dann einen Ablaufquerschnitt auf.
  • Wie der Figur entnehmbar ist, ist der Anschluss A des Wegeventils 12 über einen Vorlaufkanal 30 und der Anschluss B des Wegeventils 14 über einen Rücklaufkanal 32 mit dem Arbeitsanschluss B der Ventilscheibe 1 verbunden. Sowohl im Vorlaufkanal 30 als auch im Rücklaufkanal 32 ist jeweils ein Drucksensor 35 bzw. 37 vorgesehen, über den der Druck im jeweiligen Kanal erfassbar ist. Dieser Druck entspricht dem Lastdruck des Verbrauchers.
  • An den Druckanschluss P der beiden parallel geschalteten Wegeventile 12, 14 ist jeweils ein Zulaufkanal 34, 36 angeschlossen. Beide Zulaufkanäle 34, 36 münden in einen gemeinsamen Pumpenkanal 38 ein, der an den Ausgang C einer Individualdruckwaage 40 angeschlossen ist. Ein Eingangsanschluss P der Individualdruckwaage 40 ist über die Pumpenleitung 38 mit dem Druckanschluss P der Ventilscheibe 1 verbunden. An die beiden Rücklaufanschlüsse R der Wegeventile 12, 14 ist jeweils ein Ablaufkanal 42, 44 angeschlossen. Beide Ablaufkanäle 42, 44 münden in einer mit dem Tankanschluss T der Ventilscheibe 1 verbundenen Tankkanal 46. Die beiden Wegeventile 12, 14 haben – wie erwähnt – jeweils einen LS-Anschluss, dieser ist über jeweils einen LS-Zweigkanal 48, 50 mit dem Eingang eines Wechselventils 52 verbunden, dessen Ausgang über einen LS-Kanal 54 an den LS-Anschluss der Ventilscheibe 1 angeschlossen ist. Die Individualdruckwaage 40 ist in Schließrichtung von einem Druck stromaufwärts der beiden Zumessblenden 26, 28, im vorliegenden Fall vom Druck zwischen dem Druckanschluss P der Ventilscheibe 1 und dem Eingangsanschluss P der Individualdruckwaage 40 beaufschlagt. Dieser in Schließrichtung wirksame Steuerdruck wird über eine von der Pumpenleitung 38 abzweigende Steuerleitung 56 an eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche des Druckwaagenkolbens angelegt. In Öffnungsrichtung wirkt auf den Druckwaagenkolben die Kraft einer Druckwaagenfeder 58 und der Lastdruck im LS-Kanal, der über einen LS-Zweigkanal 60 zu einer in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerfläche des Druckwaagenkolbens geführt ist.
  • Der höchste Lastdruck aller Ventilscheiben 1 des Mobilsteuerblocks wird über eine Wechselventilkaskade (nicht dargestellt) abgegriffen und zum Pumpenregler einer Verstellpumpe geführt, die derart angesteuert wird, dass in der Pumpenleitung 38 stets ein Druck anliegt, der um ein vorbestimmtes Pumpen-Δp über diesem höchsten Lastdruck liegt (LS-Steuerung).
  • Die beiden Wegeventile 12, 14 sind jeweils mit einer Lageregelung (nicht dargestellt) ausgeführt, über die der Öffnungsquerschnitt der Zumessblenden und der Ablaufquerschnitte (je nach Durchströmungsrichtung) exakt regelbar ist.
  • Zum Ausfahren des Zylinders 6 wird das Wegeventil 12 in eine seiner mit (a) und das Wegeventil 14 in eine seiner (b) gekennzeichneten Positionen verstellt. Das Druckmittel wird dann von der Pumpe über den Druckanschluss P der Ventilscheibe 1, die Pumpenleitung 38, die Individualdruckwaage 40, den Zulaufkanal 34, die Zumessblende 26, den Vorlaufkanal 30 und die Vorlaufleitung 2 in den bodenseitigen Zylinderraum 8 gefördert, so dass der Kolben des Zylinders ausgefahren wird. Das aus dem Ringraum 10 verdrängte Druckmittel strömt über die Rücklaufleitung 4, den Rücklaufkanal 32, den Ablaufquerschnitt des Wegeventils 14, den Ablaufkanal 44 und den Tankkanal 46 zum Tankanschluss T und von dort zum Tank hin ab. Über die Individualdruckwaage 40 wird der Druckabfall über der Zumessblende 26 lastunabhängig konstant gehalten, so dass auch bei Änderungen des Lastdrucks eine konstante Ausfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 6 gewährleistet ist.
  • Mit Hilfe eines Steuerungs- und Regelkonzepts wird der Öffnungsgrad der beiden Ventilschieber der Wegeventile 12, 14 mit Hilfe der sich einstellenden und über die Drucksensoren 35 und 37 erfassten Lastdrücke geregelt. Dabei wird bei Ansteuerung des Verbrauchers 6 die jeweils wirksame Zulaufmessblende 26 (oder 28) entsprechend der durch den Benutzer vorgegebenen Ventildurchfluss-Sollgröße geöffnet und somit ein fest vorgegebener Druckmittelvolumenstrom zugeführt. Die Öffnung des im Rücklauf gelegenen Ventilschiebers (im vorliegenden Wegeventil 14) wird durch eine angepasste Aufschaltung der Öffnung der Zulaufmessblende 26 im Sinne einer Führungsgrößenaufschaltung realisiert. Zusätzlich wird der aktuelle Lastdruck des zum Verbraucher strömenden Druckmittelvolumenstroms überwacht. Sinkt nun aufgrund einer ziehenden Last (Pfeil am Verbraucher 6) der Lastdruck im Zylinderraum 8 und damit im Vorlaufkanal 30 unterhalb einen in der Steuereinheit abgespeicherten Schwellwert ab, so erfolgt aufgrund eines Signals der Steuereinheit über das Wegeventil 14 eine zusätzliche Androsselung des vom Ringraum 10 abströmenden Druckmittelvolumenstroms durch Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts des Wegeventils 14 – der ablaufende Druckmittelvolumenstrom wird angedrosselt und eine Unterversorgung des Zylinderraums 8 und dadurch auftretende Kavitationen werden verhindert.
  • Beim Einfahren des Hydraulikzylinders 6 erfolgt ein Wechsel der Regelungsstrategie, da die beiden Wegeventile 12, 14 dann ihre Funktion als Zumess- und Ablaufmessblende wechseln.
  • Durch die guten dynamischen Eigenschaften der Individualdruckwaage 40 ist es möglich, mit Hilfe eines konventionellen Schieberventils vergleichsweise geringer Dynamik die Regelung des Drucks auf der Zulaufseite zu betreiben. Die pumpenseitige Anordnung der Individualdruckwaage 40 hat gegenüber verbraucherseitigen Individualdruckwaagen (LUDV-Systeme) den Vorteil, dass nur eine einzige Druckwaage vorgesehen werden muss, dadurch ist die erfindungsgemäße Lösung wesentlich einfacher aufgebaut als die eingangs beschriebenen LUDV-Systeme.
  • In dem Fall, in dem die Last eindeutig der Bewegung des Zylinders entgegenwirkt (drückende Last) ist eine Verringerung der Druckverluste durch eine vollständige Öffnung der im Rücklauf gelegenen Steuerkante des Wege ventils 14 (oder bei Umkehrung der Druckmittelvolumenstromrichtung des Wegeventils 12) möglich.
  • Das anhand der Figur erläuterte Ventilkonzept ermöglicht es auch, zwei einfach wirkende Verbraucher an die Anschlüsse A, B anzuschließen und separat zu betreiben.
  • Der Steuerblock muss nicht notwendigerweise als LS-Steuerblock ausgeführt sein. Die Pumpe kann eine Verstellpumpe oder eine Konstantpumpe mit Bypassdruckwaage sein.
  • Offenbart sind eine hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers und ein mit zumindest einer derartigen Steueranordnung ausgeführter Mobilsteuerblock, wobei im Vorlauf zum Verbraucher und im Rücklauf vom Verbraucher jeweils ein Ventilschieber zur Einstellung des Zulauf- bzw. Ablaufquerschnitts angeordnet ist. Beiden Ventilschiebern ist pumpenseitig eine Individualdruckwaage vorgeschaltet, über die das Druckmittel zu einer von einem der Ventilschieber aufgesteuerten Zulaufmessblende strömt.
    • 1
    Ventilscheibe
    2
    Vorlaufleitung
    4
    Rücklaufleitung
    6
    Zylinder
    8
    Zylinderraum
    10
    Ringraum
    12
    Wegeventil
    14
    Wegeventil
    16
    Vorsteuerventil
    18
    Vorsteuerventil
    20
    Vorsteuerventil
    22
    Vorsteuerventil
    24
    Vorsteuerventil
    26
    Zumessblende
    28
    Zumessblende
    30
    Vorlaufkanal
    32
    Rücklaufkanal
    34
    Zulaufkanal
    35
    Drucksensor
    36
    Zulaufkanal
    37
    Drucksensor
    38
    Pumpenleitung
    40
    Individualdruckwaage
    42
    Ablaufkanal
    44
    Ablaufkanal
    46
    Tankkanal
    48
    LS-Zweigkanal
    50
    LS-Zweigkanal
    52
    Wechselventil
    54
    LS-Kanal
    56
    Steuerleitung
    58
    Druckwaagenfeder
    60
    LS-Zweigkanal

Claims (10)

  1. Hydraulische Steueranordnung zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers (6), mit einer stetig verstellbaren Wegeventilanordnung (12, 14), die einen Vorlauf-Ventilschieber zum Einstellen eines Druckmittelvolumenstroms zum Verbraucher und einen Rücklauf-Ventilschieber hat, über den der Rücklaufquerschnitt für den vom Verbraucher (6) abströmenden Druckmittelvolumenstrom einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beiden Ventilschiebern pumpenseitig eine gemeinsame Individualdruckwaage (40) vorgeschaltet ist, über die Druckmittel zu einer von einem der Ventilschieber aufgesteuerten Zulaufmessblende (26, 28) strömt.
  2. Hydraulische Steueranordnung, wobei die Ventilschieber unabhängig voneinander lagegeregelt sind.
  3. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Ventilschieber in jeweils einem Wegeventil (12, 14) angeordnet sind, dessen Druckanschluss (P) mit einem Ausgangsanschluss (C) der Individualdruckwaage (40) verbunden ist.
  4. Hydraulische Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Individualdruckwaage (40) in Schließrichtung von einem Druck stromaufwärts der jeweiligen Zumessblende (26, 28) und in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Druckwaagenfeder (58) und dem Lastdruck des Verbrauchers (6) beaufschlagt ist.
  5. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 4, wobei der Lastdruck über ein Wechselventil (52) vom Vorlauf zum Verbraucher (6) und vom Rücklauf vom Verbraucher (6) abgegriffen ist.
  6. Hydraulische Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Vorlauf und im Rücklauf jeweils ein Drucksensor (35, 37) angeordnet ist.
  7. Hydraulische Steueranordnung nach einem der auf Patentanspruch 3 zurückbezogenen Patentansprüche, wobei die Wegeventile (12, 14) jeweils einen Druckanschluss (P), einen Tank (R) und einen Arbeitsanschluss (A, B) sowie einen LS-Anschluss (LS) haben.
  8. Hydraulische Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Steuereinheit, über die an die Wegeventile (12, 14) ein Signal zum Verringern des Rücklaufquerschnitts abgebbar ist, wenn der Druck im Vorlauf unter einem Schwellwert, vorzugsweise unter dem Druck im Rücklauf absinkt.
  9. Hydraulische Steuereinheit nach Patentanspruch 8, wobei über die Steuereinheit in dem Fall, dass der Druck im Vorlauf eindeutig höher als im Rücklauf ist, der rücklaufseitige Öffnungsquerschnitt vollständig auf gesteuert wird.
  10. Steuerblock zur Ansteuerung mehrerer Verbraucher, wobei jedem Verbraucher eine Steueranordnung gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche zugeordnet ist.
DE102005022891A 2005-04-05 2005-05-18 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock Withdrawn DE102005022891A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005022891A DE102005022891A1 (de) 2005-04-05 2005-05-18 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock
EP06007227A EP1710446B1 (de) 2005-04-05 2006-04-05 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock
AT06007227T ATE418683T1 (de) 2005-04-05 2006-04-05 Hydraulische steueranordnung und steuerblock
DE502006002405T DE502006002405D1 (de) 2005-04-05 2006-04-05 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005015689.4 2005-04-05
DE102005015689 2005-04-05
DE102005022891A DE102005022891A1 (de) 2005-04-05 2005-05-18 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005022891A1 true DE102005022891A1 (de) 2006-10-12

Family

ID=36649291

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005022891A Withdrawn DE102005022891A1 (de) 2005-04-05 2005-05-18 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock
DE502006002405T Active DE502006002405D1 (de) 2005-04-05 2006-04-05 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE502006002405T Active DE502006002405D1 (de) 2005-04-05 2006-04-05 Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1710446B1 (de)
AT (1) ATE418683T1 (de)
DE (2) DE102005022891A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007054134A1 (de) * 2007-11-14 2009-05-20 Hydac Filtertechnik Gmbh Hydraulische Ventilvorrichtung
DE102009047035A1 (de) 2009-11-24 2011-06-09 Technische Universität Dresden Steuerungssystem mit aufgelösten Steuerkanten
DE102011114241B4 (de) * 2011-06-09 2014-09-04 Sms Meer Gmbh Hydraulische Antriebsvorrichtung, Hydraulische Endstufe eines hydraulischen Servo-Regelventils, Servo-Regelventil und Pulverpresse
US10337532B2 (en) 2016-12-02 2019-07-02 Caterpillar Inc. Split spool valve
US10737764B2 (en) 2018-04-13 2020-08-11 The Boeing Company Base flight control member orientation mechanism and control
US10947997B2 (en) 2018-04-13 2021-03-16 The Boeing Company Aircraft hydraulic system with a dual spool valve and methods of use
US11072418B2 (en) 2018-04-13 2021-07-27 The Boeing Company Hydraulic system for an aircraft
US10723441B2 (en) 2018-04-13 2020-07-28 The Boeing Company High-speed-deployed, drum-brake, inertia disk for rack and pinion rotational inerter
US10793261B2 (en) 2018-04-13 2020-10-06 The Boeing Company Electro-mechanically biased supercritical flight control surface loading to reduce high pressure actuation cycles
US10526071B2 (en) 2018-04-13 2020-01-07 The Boeing Company Hydraulic systems and methods to control a member
US10711809B2 (en) * 2018-04-13 2020-07-14 The Boeing Company Aircraft hydraulic system with a dual spool valve and methods of use
US11274752B2 (en) * 2020-01-08 2022-03-15 Sun Hydraulics, Llc Flow control valve with load-sense signal generation
CN116164003A (zh) * 2023-03-07 2023-05-26 浙江大学 一种用于分布式液压系统的负载口独立控制阀及其控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138838A (en) * 1991-02-15 1992-08-18 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit and control system therefor
GB9503854D0 (en) 1995-02-25 1995-04-19 Ultra Hydraulics Ltd Electrohydraulic proportional control valve assemblies
US5568759A (en) 1995-06-07 1996-10-29 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit having dual electrohydraulic control valves
US6073652A (en) 1999-04-01 2000-06-13 Husco International, Inc. Pilot solenoid control valve with integral pressure sensing transducer
DE50203452D1 (de) 2001-03-21 2005-07-28 Bucher Hydraulics Gmbh Wegeventil
DE10138389A1 (de) * 2001-08-04 2003-02-20 Bosch Gmbh Robert Elektrohydraulische Einrichtung zur Steuerung eines doppelt wirkenden Motors
DE10334056A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-10 Bosch Rexroth Ag Wegeventil

Also Published As

Publication number Publication date
EP1710446A2 (de) 2006-10-11
EP1710446A3 (de) 2007-03-21
DE502006002405D1 (de) 2009-02-05
ATE418683T1 (de) 2009-01-15
EP1710446B1 (de) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1710446B1 (de) Hydraulische Steueranordnung und Steuerblock
EP1701042B1 (de) Hydraulische Steueranordnung
EP0016719B1 (de) Vorrichtung zum Steuern eines Hydromotors
DE4036720C2 (de) Steuerschaltung für die lastunabhängige Aufteilung eines Druckmittelstromes
EP2636908A2 (de) Steueranordnung
EP1200743B1 (de) Hydraulische steueranordnung zur bedarfstromgeregelten (load-sensing-geregelten) druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren, hydraulischen verbrauchern
DE19615593A1 (de) Hydrostatisches Antriebssystem
WO2008116451A1 (de) Hydraulische steueranordnung
DE19930618A1 (de) Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern
EP1616997A1 (de) Hydraulische Steueranordnung
EP1643138B1 (de) Hydraulische Steueranordnung
EP1170510B1 (de) Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern
DE10216119A1 (de) Hydraulische Steueranordnung in Load-Sensing Technik
EP2891805A2 (de) Steueranordnung und Steuerventil für eine derartige Steueranordnung
EP2157320B1 (de) Hydrauliksteuerung für einen Hydromotor
DE19646427A1 (de) Ventilanordnung
WO2016091528A1 (de) Hydraulische ventilanordnung, hydraulischer ventilblock mit einer derartigen ventilanordnung, und hydraulischer antrieb mit einem derartigen ventilblock
WO1997028374A1 (de) Hydraulische steuervorrichtung zur druckmittelversorgung mehrerer hydraulischer verbraucher
DE10114042B4 (de) Hydraulikanlage für zwei Konstantpumpen
EP2220383B1 (de) Hydraulische steueranordnung
EP1704332B1 (de) Stromventil und stromteiler mit mehreren stromventilen
DE102007045802A1 (de) Hydraulische Steueranordnung
DE10035575A1 (de) Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern
DE19749639A1 (de) Hydraulische Schaltung
WO2002025118A2 (de) Verfahren und steueranordnung zur ansteuerung von hydraulischen verbrauchern

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20120519