DE102009033645A1 - Hydraulic control arrangement - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung für mobile Arbeitsmaschinen mit mehreren doppelt wirkenden Verbrauchern. Ein erster Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame erste Hauptleitung mit einer ersten Hydromaschine verbunden werden, und ein zweiter Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame zweite Hauptleitung mit einer zweiten Hydromaschine verbunden werden.A hydraulic control arrangement for mobile working machines with several double-acting consumers is disclosed. A first working port of each consumer can be connected to a first hydraulic machine via a directional valve and a common first main line, and a second working port of each consumer can be connected to a second hydraulic machine via a directional valve and a common second main line.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung für mobile Arbeitsmaschinen.The The invention relates to a hydraulic control arrangement for mobile machines.
Bei hydraulischen Steueranordnungen für mehrere Verbraucher gibt es verschiedene Ansätze.at hydraulic control arrangements for multiple consumers There are different approaches.
In
der Druckschrift
Nachteilig an derartigen Steueranordnungen ist der vorrichtungstechnische Aufwand der beiden 3/3-Wegeventile mit je zwei Aktuatoren, die für jeden Verbraucher vorgesehen sind.adversely At such control arrangements is the device technical effort of the two 3/3-way valves with two actuators each for are provided for each consumer.
Die
Druckschrift
Dabei ist durch entsprechende Einstellung des Wegeventils in einer Rückleitung ein Einspeisen des zurück strömenden Druckmittels in eine Pumpenleitung möglich. Dadurch kann ein Volumenausgleich des Stangenvolumens oder eine Verringerung des zum anderen Zylinder zu fördernden Pumpenvolumens erfolgen.there is by appropriate adjustment of the directional control valve in a return line feeding the fluid flowing back possible in a pump line. This can be a volume compensation of the rod volume or a reduction of the other cylinder to be pumped pump volume.
Nachteilig an den vorbeschriebenen hydraulischen Steueranordnungen ist, dass die Energie des rückströmenden Druckmittels (insbesondere potenzielle Energie von angehobenen Teilen der mobilen Arbeitsmaschine) nicht regeneriert werden kann.adversely to the hydraulic control arrangements described above is that the energy of the backflowing pressure medium (in particular potential energy from lifted parts of the mobile work machine) can not be regenerated.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstige hydraulische Steueranordnung für mehrere doppelt wirkende Verbraucher zu schaffen, die einen geringen Energieverbrauch aufweist.the In contrast, the invention is based on the object, a inexpensive hydraulic control arrangement for to create multiple double-acting consumers who have a low Energy consumption.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Steueranordnung für mobile Arbeitmaschinen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved by a hydraulic control arrangement for mobile machines according to the Features of claim 1.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung für mobile Arbeitmaschinen hat mehrere doppelt wirkende Verbraucher. Ein erster Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame erste Hauptleitung mit einer ersten Hydromaschine verbunden werden, und ein zweiter Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame zweite Hauptleitung mit einer zweiten Hydromaschine verbunden werden. Damit kann die Energie des von einem ersten Arbeitsanschluss eines Verbrauchers zurück strömenden Druckmittels (z. B. potenzielle Energie von über einen Hubzylinder angehobenen Teilen des mobilen Arbeitsgerätes) regeneriert werden, in dem das Druckmittel zu einem über die erste Hauptleitung angeschlossenen ersten Arbeitsanschluss eines anderen zu versorgenden Verbrauchers gefördert wird. Dadurch kann die Leistung der an die erste Hauptleitung angeschlossenen und als Pumpe betriebenen ersten Hydromaschine verringert werden und Energie eingespart werden.The inventive hydraulic control arrangement for mobile work machines has several double-acting Consumer. A first work connection of each consumer can over depending on a directional control valve and a common first main line with a first hydraulic machine, and a second working port Each consumer can use one directional valve and over a common second main line with a second hydraulic machine get connected. This allows the energy of a first work connection a consumer back flowing pressure medium (eg, potential energy from being lifted by a lift cylinder Parts of the mobile implement) are regenerated, in which the pressure medium to one over the first main line connected first working connection of another to be supplied Consumer is encouraged. This can reduce the performance of the connected to the first main line and operated as a pump first hydraulic machine can be reduced and energy saved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent Claims described.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung hat ein Summierventil, das an die beiden Hauptleitungen angeschlossen ist, und über das die beiden Hauptleitungen miteinander verbunden werden können. Damit kann die Energie von zurück strömendem Druckmittel eines Verbrauchers für beide Bewegungsrichtungen des anderen Verbrauchers genutzt werden. Wenn der Arbeitsanschluss mit dem zurück strömenden Druckmittel nicht direkt über eine Hauptleitung mit dem zu versorgenden Arbeitsanschluss des anderen Verbrauchers verbunden ist, erfolgt die Regeneration der Energie gemäß dieser Weiterbildung über das geöffnete Summierventil und über die andere Hauptleitung.A Particularly preferred embodiment of the invention hydraulic control assembly has a summing valve connected to the connected to both main lines, and about the two Main lines can be interconnected. In order to can the energy of back flowing pressure medium one consumer for both directions of movement of the other Consumer be used. If the work connection with the back flowing pressure medium not directly via a main line with the working connection of the other consumer to be supplied is connected, the regeneration of energy is carried out according to this development the opened summing valve and over the other Main line.
Alternativ oder in Ergänzung zur Verbindungsleitung mit Summationsventil ist es von besonderem Vorteil, wenn beide Hydromaschinen über eine Welle miteinander verbunden sind, und jeweils als Pumpe oder als Motor betrieben werden können. Wenn aus einem an die erste Hauptleitung angeschlossen Arbeitsanschluss Druckmittel zurück strömt, kann die als Pumpe betriebene zweite Hydromaschine über die als Motor betriebene erste Hydromaschine regenerativ angetrieben werden.alternative or in addition to the connecting line with summation valve it is of particular advantage if both hydraulic machines have a Wave are connected to each other, and each as a pump or as Motor can be operated. If from one to the first Main line connected working port pressure medium back flows can be operated as a pump second hydraulic machine via powered as a motor first hydraulic machine powered by renewable energy become.
Dabei wird es bevorzugt, wenn die Welle mit einer Brennkraftmaschine, z. B. einem Dieselmotor, verbunden ist. Damit können die Verbraucher auch ohne den erfindungsgemäßen regenerativen Betrieb mit Druckmittel versorgt werden.there it is preferred if the shaft with an internal combustion engine, z. B. a diesel engine connected. So that can Consumers even without the regenerative invention Operation be supplied with pressure medium.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das Summationsventil ein 2/2-Wegeventil, durch das in einer federvorgespannten Grundstellung die beiden Hauptleitungen getrennt sind, und über das in einer Schaltstellung die beiden Hauptleitungen miteinander verbunden sind. Beide Anschlüsse jedes Verbrauchers sind dabei über das zugeordnete Wegeventil mit einem Tank verbindbar. Dadurch ist ein Volllastbetrieb jedes Verbrauchers möglich, bei dem auf eine Regeneration verzichtet wird, und bei dem das zurück strömende Druckmittel fast widerstandsfrei zum Tank abströmen kann.In a preferred embodiment, the summation valve is a 2/2-way valve, are separated by the spring in a basic position, the two main lines, and over in a Switching position, the two main lines are interconnected. Both connections of each consumer can be connected via the associated directional valve with a tank. As a result, a full-load operation of each consumer is possible, is waived in the regeneration, and in which the back flowing pressure medium can flow almost without resistance to the tank.
Vorzugsweise sind die beiden Hydromaschinen jeweils elektrisch über einen Proportionalmagneten verstellbare Verstelleinheiten. Damit lassen sich die Maschinen im Motorbetrieb bedarfsorientiert (insbesondere in Abhängigkeit vom lasthöchsten Verbraucher) steuern.Preferably The two hydraulic machines are each electrically over a proportional solenoid adjustable adjustment. In order to The machines can be demand-oriented in engine operation (in particular depending on the highest consumer) Taxes.
Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steueranordnung ist jedes Wegeventil ein stetig verstellbares 3/3-Wegeventil, von dem in einer federzentrierten Grundstellung der zugeordnete Arbeitsanschluss abgesperrt ist, und über das in Schaltstellungen der zugeordnete Arbeitsanschluss entweder mit einer der beiden Hauptleitungen oder mit dem Tank verbunden ist.at an embodiment of the invention Control arrangement, each directional valve is a continuously adjustable 3/3-way valve, of the associated in a spring-centered basic position Work connection is shut off, and about that in switch positions the assigned working connection either with one of the two main lines or connected to the tank.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steueranordnung ist jedes Wegeventil ein stetig verstellbares 3/2-Wegeventil, über das in einer federvorgespannten Grundstellung der zugeordnete Arbeitsanschluss mit dem Tank verbunden ist, und über das in Schaltstellungen der zugeordnete Arbeitsanschluss mit einer der beiden Hauptleitungen verbunden ist.at another embodiment of the invention Control arrangement, each directional control valve is a continuously adjustable 3/2-way valve, over the in a spring-biased basic position of the assigned work connection connected to the tank, and about that in switch positions the assigned working connection with one of the two main lines connected is.
Um ein Voreilen des Verbrauchers (z. B. beim Absenken eines Hubzylinders) ohne Regeneration zu verhindern, ist in einer jeweiligen Arbeitsleitung zwischen Arbeitsanschluss und Wegeventil ein Senkbremsventil angeordnet.Around a lead of the consumer (eg when lowering a lifting cylinder) without preventing regeneration is in a respective work line arranged between the working port and directional valve a lowering brake valve.
Dabei wird es bevorzugt, wenn jedes Senkbremsventil ein stetig verstellbares 2/2-Wegeventil ist, über das in einer federvorgespannten Grundstellung das Wegeventil mit dem Arbeitsanschluss über ein vom Wegeventil zum Druckraum öffnendes Rückschlagventil verbunden ist, und über das in Schaltstellungen der Arbeitsanschluss mit dem Wegeventil verbunden ist. Dabei ist jedes Senkbremsventil über eine Steuerleitung mit der jeweils anderen Arbeitsleitung des gleichen Verbrauchers verbunden, und ein Druck in der Steuerleitung beaufschlagt einen Ventilkörper des Senkbremsventils in Richtung seiner Schaltstellungen. Somit ist ein Voreilen des Verbrauchers wirksam verhindert, wobei jedes Senkbremsventil bei zunehmendem Druck in der anderen Arbeitsleitung des gleichen Verbrauchers öffnet, so dass die im Senkbremsventil umgesetzte Verlustleistung minimiert ist.there It is preferred if each lowering brake valve is a continuously adjustable 2/2-way valve is over that in a spring-biased Basic position, the directional control valve with the working port on a from the directional valve to the pressure chamber opening check valve is connected, and about that in switching positions of the working connection connected to the directional control valve. Each lowering brake valve is over one Control line with the other working line of the same Connected consumer, and a pressure in the control line acted upon a valve body of the lowering brake valve in the direction of its switching positions. Thus, a lead of the consumer is effectively prevented, wherein each lowering brake valve with increasing pressure in the other working line of the same consumer opens, so that in the lowering brake valve converted power loss is minimized.
An jedem verbraucherseitigen Arbeitsleitungsabschnitt kann eine Druckbegrenzungsleitung mit einem Druckbegrenzungsventil angeschlossen sein, das vom verbraucherseitigen Arbeitsleitungsabschnitt zum Tank entlastet.At Each consumer-side work line section can with a pressure limiting line be connected to a pressure relief valve, the consumer side Working line section relieved to the tank.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steueranordnung hat einen Microcontroller, der mit an den beiden Hauptleitungen angeordneten Drucksensoren und mit den Proportionalmagneten der Verstelleinheiten verbunden ist. Damit können die Schwenkwinkel der Verstelleinheiten in Abhängigkeit von dem in der jeweiligen Hauptleitung gemessenen Druck eingestellt werden.A preferred development of the invention Control arrangement has a microcontroller, which is connected to the two Main lines arranged pressure sensors and with the proportional magnets the adjustment units is connected. This allows the swivel angle the adjustment units depending on the in the respective Main measured pressure.
Die Verbraucher können Differenzial- oder Gleichgangzylinder sein, deren erster Druckraum mit dem ersten Arbeitsanschluss und deren zweiter Druckraum mit dem zweiten Arbeitsanschluss verbunden sind.The Consumers may use differential or synchronous cylinders be, whose first pressure chamber with the first working port and whose second pressure chamber is connected to the second working port are.
Die mobile Arbeitmaschine kann ein Bagger, Radlader oder Backhoe-loader sein.The Mobile work machine can be an excavator, wheel loader or backhoe loader be.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:in the Below are various embodiments with reference to the figures the invention described in detail. Show it:
Jeder
Arbeitsanschluss
Weiterhin
sind die beiden Wegeventile
Die
erste Hauptleitung
An
jeder Hauptleitung
Jedes
3/3-Wegeventil
Das
Summierventil
Weiterhin
weist die erfindungsgemäße Steueranordnung einen
(nicht gezeigten) Microcontroller auf, der über elektrische
Leitungen mit den Drucksensoren
Im
Folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen
hydraulischen Steueranordnung gemäß
Soll über
den Differentialzylinder
Wenn
zusätzlich und gleichzeitig die (nicht gezeigte) Schaufel
des Baggers über den Zylinder
Zum
Absenken des Baggerarms besteht die herkömmliche Möglichkeit,
bei der der bodenseitige Druckraum des Zylinders
Oder
das das Wegeventil
Wenn
gleichzeitig die Schaufel über eine Versorgung des Ringraums
des Differenzialzylinders
If at the same time the blade over a supply of the annulus of the
Wenn
hingegen die Schaufel über eine Versorgung des bodenseitigen
Druckraums des Differenzialzylinders
Bei
einer dritten Variante der regenerativen Nutzung des aus dem Bodenraum
des Differenzialzylinders
Statt
der 3/3-Wegeventile sind beim zweiten Ausführungsbeispiel
3/2-Wegeventile
Weiterhin
ist in jeder Arbeitsleitung
Jeder
Arbeitsleitungsabschnitt
Wie
weiterhin in
Die
Druckbegrenzungsleitungen
Die
Senkbremsventile
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann die erfindungsgemäße Steueranordnung auch mehr als 2 Verbraucher aufweisen. Die Verbraucher können auch Gleichgangzylinder oder hydrostatische Motoren sein. So kann der regenerativ genutzte Verbraucher z. B. ein Drehwerksmotor sein, der bei der Beendigung einer Drehbewegung des Oberwagens Druckmittel in die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung fördert.deviant Of the embodiments shown, the inventive Control arrangement also have more than 2 consumers. The consumers can also use synchronized cylinders or hydrostatic motors be. Thus, the regeneratively used consumer z. B. a slewing motor be, the pressure medium at the completion of a rotary motion of the upper carriage in the hydraulic control arrangement according to the invention promotes.
Abweichend
von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Pumpe
Die erfindungsgemäße Regeneration der Energie des zurück strömenden Druckmittels kann nur dann erfolgen, wenn der Druck im entsprechenden Verbraucher z. B. durch die Last des Baggerarms oder durch die Abbremsung des drehenden Oberwagens höher ist als in dem Verbraucher, dem das Druckmittel zugeführt werden soll.The Regeneration of the energy of the invention back flowing pressure medium can only be done if the pressure in the corresponding consumer z. B. by the load the excavator arm or by braking the rotating superstructure is higher than in the consumer, which supplied the pressure medium shall be.
Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung für mobile Arbeitmaschinen mit mehreren doppelt wirkenden Verbrauchern. Ein erster Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame erste Hauptleitung mit einer ersten Hydromaschine verbunden werden, und ein zweiter Arbeitsanschluss jedes Verbrauchers kann über je ein Wegeventil und über eine gemeinsame zweite Hauptleitung mit einer zweiten Hydromaschine verbunden werden.Disclosed is a hydraulic control arrangement for mobile work machines with several double-acting consumers. A first work connection Each consumer can use one directional valve and over a common first main line with a first hydraulic machine can be connected, and a second working connection of each consumer can over one directional control valve and a common second main line be connected to a second hydraulic machine.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 21, 2
- Differenzialzylinderdifferential cylinders
- 4, 6, 8, 104, 6, 8, 10
- Arbeitsanschlussworking port
- 14, 16, 18, 2014 16, 18, 20
- Arbeitsleitungworking line
- 24, 26, 28, 3024 26, 28, 30
- 3/3-Wegeventil3/3-way valve
- 34, 36, 38, 4034 36, 38, 40
- Tankleitungtank line
- 4141
- Tanktank
- 4242
- erste Hauptleitungfirst main
- 4444
- zweite Hauptleitungsecond main
- 4646
- erste Hydromaschinefirst hydromachine
- 4848
- Pumpepump
- 5050
- Wellewave
- 5252
- Dieselmotordiesel engine
- 54, 5654 56
- Drucksensorpressure sensor
- 5858
- Summierventilsumming
- 124, 126, 128, 130124 126, 128, 130
- 3/2-Wegeventil3/2-way valve
- 14a, 14b, 18a, 18b14a, 14b, 18a, 18b
- ArbeitsleitungsabschnittWorking line section
- 16a, 16b, 20a, 20b16a, 16b, 20a, 20b
- ArbeitsleitungsabschnittWorking line section
- 134, 136, 138, 140134 136, 138, 140
- Senkbremsventillowering valve
- 134a, 136a, 138a, 140a134a, 136a, 138a, 140a
- Steuerleitungcontrol line
- 144, 146, 148, 150144 146, 148, 150
- DruckbegrenzungsleitungPressure relief line
- 154, 156, 158, 160154 156, 158, 160
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 102007029358 A1 [0005] - DE 102007029358 A1 [0005]
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Applications Claiming Priority (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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