DE102010055716B4 - Hydraulic drive - Google Patents
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Abstract
Hydraulischer Antrieb mit einem Hydromotor (4), dessen Zulauf (8) mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe (2) verbunden ist und in dessen Rücklauf (10) ein Bremsventil (16) angeordnet ist, das von einem über eine Steuerleitung (22) abgegriffenen Steuerdruck oder einem elektrischen Steuersignal in Richtung einer Öffnungsstellung des Bremsventils (16) beaufschlagt ist und das bei einer Druckabsenkung im Zulauf (8) in Richtung einer Schließstellung des Bremsventils (16) verstellbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (46, 80; 70), über die der Steuerdruck oder das Steuersignal unabhängig vom Zulaufdruck einstellbar ist.Hydraulic drive with a hydraulic motor (4), the inlet (8) of which is connected to a pressure medium source, for example a pump (2) and in the return (10) of which a brake valve (16) is arranged, which is controlled by a control line (22) tapped control pressure or an electrical control signal is applied in the direction of an open position of the brake valve (16) and which is adjustable in the direction of a closed position of the brake valve (16) in the event of a pressure drop in the inlet (8), characterized by a control device (46, 80; 70) , via which the control pressure or the control signal can be set independently of the inlet pressure.
Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
Aus der
Um einen derartigen unerwünschten Druckabfall im Zulauf zu vermeiden, ist bei der aus der
Bei diesen bekannten Lösungen kann es insbesondere bei langen Zulaufleitungen und einem entsprechend großem Kapazitätsvolumen der Zuleitungen bei Druckänderungen im Zulauf und damit zu Druckschwankungen und entsprechenden Schwankungen des Kapazitätsvolumens der Schlauchleitungen kommen, so dass das Bremsventil aufgrund dieser Druckschwankungen entsprechend öffnet und schließt, so dass die Drehzahl des Hydromotors entsprechend schwankt und somit eine kontrollierte Bewegung der Last erschwert wird. Dieses Schwingungsverhalten des Hydromotors kann auch bei einer Fehlfunktion der Pumpe auftreten.With these known solutions, especially with long supply lines and a correspondingly large capacity volume of the supply lines, pressure changes in the supply and thus pressure fluctuations and corresponding fluctuations in the capacity volume of the hose lines can occur, so that the brake valve opens and closes accordingly due to these pressure fluctuations, so that the speed of the hydraulic motor fluctuates accordingly and thus a controlled movement of the load is made more difficult. This vibration behavior of the hydraulic motor can also occur if the pump malfunctions.
In der
Demgegenüber liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb zu schaffen, bei dem Drehzahlschwingungen aufgrund von Druckveränderungen im Zulauf verhindert oder zumindest verringert sind.In contrast, the invention is based on the object of creating a hydraulic drive in which speed oscillations due to pressure changes in the inlet are prevented or at least reduced.
Diese Aufgabe wird durch einen hydraulischen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a hydraulic drive with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß hat der hydraulische Antrieb einen Hydromotor, dessen Zulauf mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe verbunden ist, und in dessen Rücklauf ein Bremsventil angeordnet ist, das von einem über eine Steuerleitung abgegriffenen Steuerdruck in Richtung einer Öffnungsstellung beaufschlagt ist und das bei einer Druckabsenkung im Zulauf in Richtung einer Schließstellung verstellbar ist. Erfindungsgemäß wird die in Öffnungsrichtung des Bremsventils wirksame Steuerdruckdifferenz oder der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruck über eine Steuerventileinrichtung eingestellt, die in einer Steuerleitung angeordnet ist und über die der Steuerdruck unabhängig vom Zulaufdruck einstellbar ist. D.h. mit einer derartigen einstellbaren Steuerventileinrichtung kann der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruckdifferenz oder der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruck über eine Steuerventileinrichtung eingestellt, die in einer Steuerleitung angeordnet ist und über die der Steuerdruck unabhängig vom Zulaufdruck einstellbar ist. D.h. mit einer derartigen einstellbaren Steuerventileinrichtung kann der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruck in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des hydraulischen Antriebs während des Betriebs verändert werden, um die eingangs beschriebenen Drehzahlschwankungen des Hydromotors zu vermeiden. In der allgemeinsten Form der Erfindung kann die Steuerdruckerzeugung auch elektrisch durch Ansteuerung eines elektrisch betätigten Bremsventils mittels eines Mikrokontrollers erfolgen.According to the invention, the hydraulic drive has a hydraulic motor, the inlet of which is connected to a pressure medium source, for example a pump, and in the return of which a brake valve is arranged, which is acted upon by a control pressure tapped via a control line in the direction of an open position and that when the pressure in the inlet drops is adjustable in the direction of a closed position. According to the invention, the control pressure difference effective in the opening direction of the brake valve or the control pressure effective in the opening direction is set via a control valve device which is arranged in a control line and via which the control pressure can be set independently of the inlet pressure. That is, with such an adjustable control valve device, the control pressure difference effective in the opening direction or the control pressure effective in the opening direction can be set via a control valve device which is arranged in a control line and via which the control pressure can be set independently of the inlet pressure. That is, with such an adjustable control valve device, the control pressure effective in the opening direction can be changed as a function of the operating conditions of the hydraulic drive during operation in order to avoid the fluctuations in speed of the hydraulic motor described above. In the most general form of the invention, the control pressure can also be generated electrically by controlling an electrically operated brake valve by means of a microcontroller.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuerventileinrichtung als elektrisch oder hydraulisch verstellbares Druckbegrenzungsventil ausgeführt, dessen Öffnungsdruck in Abhängigkeit von einem Pilotsignal verstellbar ist. Bei einer alternativen Lösung wird anstelle eines derartigen Druckbegrenzungsventils ein Druckreduzierventil verwendet, über das ein Pilotdruck auf den jeweils gewünschten Steuerdruck für das Bremsventil reduzierbar ist.In one embodiment of the invention, the control valve device is designed as an electrically or hydraulically adjustable pressure limiting valve, the opening pressure of which can be adjusted as a function of a pilot signal. In an alternative solution, instead of such a pressure limiting valve, a pressure reducing valve is used, via which a pilot pressure can be reduced to the respectively desired control pressure for the brake valve.
Die Ansteuerung der Steuerventileinrichtung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem elektrischen oder hydraulischen Ansteuersignal oder eines Schwenkwinkels der als Verstellpumpe ausgeführten Druckmittelquelle oder in Abhängigkeit eines Stellsignals eines Wegeventils durch Steuerung der Druckmittelverbindung des Zulaufs mit einer Druckmittelquelle und des Rücklaufs mit einem Niederdruckanschluss der Pumpe oder einem Tank erfolgen.The control valve device can be controlled, for example, as a function of an electrical or hydraulic control signal or a swivel angle of the pressure medium source designed as a variable displacement pump or as a function of an actuating signal of a directional valve by controlling the pressure medium connection of the inlet with a pressure medium source and the return with a low pressure connection of the pump or a tank .
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Steuerleitung des Bremsventils ein elektrisch angesteuertes Sicherheitsventil vorgesehen, das bei einer Stromlosschaltung des Antriebs die Steuerleitung druckentlastet.In one embodiment of the invention, an electrically controlled safety valve is provided in a control line of the brake valve, which relieves the pressure of the control line when the drive is switched off.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, in einer Steuerleitung des Bremsventils ein hydraulisches Sicherheitsventil vorzusehen, das vom Druck im Zulauf in Richtung einer Öffnungsstellung beaufschlagt ist und das über eine Feder in Richtung einer Entlastungsstellung vorgespannt ist, in der die betreffende Steuerleitung mit einem Tank verbunden ist.Another embodiment of the invention provides for a hydraulic safety valve to be provided in a control line of the brake valve, which is acted upon by the pressure in the inlet in the direction of an open position and which is pretensioned by a spring in the direction of a relief position in which the control line in question is connected to a tank is.
Der hydraulische Antrieb kann mit einem elektrischen Druckschalter versehen sein, der bei Auftreten einer unerwünschten Druckänderung im Zulauf umschaltet, um ein elektrisches Steuersignal für das Bremsventil, dessen Steuerventileinrichtung oder ein Sicherheitsventil zu generieren.The hydraulic drive can be provided with an electrical pressure switch which switches over when an undesired pressure change occurs in the inlet in order to generate an electrical control signal for the brake valve, its control valve device or a safety valve.
Der hydraulische Antrieb kann mit einem Drehzahlsensor zur Erfassung der Hydromotordrehzahl und zur Abgabe eines Drehzahlsignals an einen Mikrokontroller ausgeführt sein.The hydraulic drive can be designed with a speed sensor for detecting the hydraulic motor speed and for outputting a speed signal to a microcontroller.
In einem Rücklauf vom Hydromotor kann eine Düse angeordnet werden, über die Änderungen im Rücklaufvolumenstrom in eine Änderung des Ablaufdrucks umgewandelt werden, der in Schließrichtung auf das Bremsventil wirkt.A nozzle can be arranged in a return from the hydraulic motor, via which changes in the return volume flow are converted into a change in the discharge pressure, which acts on the brake valve in the closing direction.
Das Bremsventil kann in Schließrichtung von dem Druck im Rücklauf vom Hydromotor beaufschlagt sein.The brake valve can be acted upon in the closing direction by the pressure in the return line from the hydraulic motor.
Der hydraulische Antrieb kann mit einem geschlossenen oder einem offenen Kreislauf ausgeführt sein.The hydraulic drive can be designed with a closed or an open circuit.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Hydromotor als Windenmotor ausgeführt.In one embodiment of the invention, the hydraulic motor is designed as a winch motor.
Zur hydraulischen Einspannung des Hydromotors kann im Rücklauf ein Vorspannventil vorgesehen werden.A preload valve can be provided in the return for hydraulic clamping of the hydraulic motor.
Zum Aufbau eines hinreichenden Rücklaufdrucks ist bei einer Variante der Erfindung eine Hilfspumpe vorgesehen.To build up a sufficient return pressure, an auxiliary pump is provided in a variant of the invention.
Bei einer Variante der Erfindung ist ein Mikrokontroller vorgesehen, über den Steuersignale für ein Wegeventil, das Bremsventil, die Steuerventileinrichtung, ein Sicherheitsventil oder ähnliche Ventileinrichtungen des hydraulischen Antriebs generierbar sind.In a variant of the invention, a microcontroller is provided via which control signals for a directional valve, the brake valve, the control valve device, a safety valve or similar valve devices of the hydraulic drive can be generated.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines hydraulischen Antriebs mit Bremsventil; -
2 ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Antriebs, bei dem zur Ansteuerung des Bremsventils ein Druckreduzierventil verwendet wird; -
3 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß2 mit einem elektrischen Sicherheitsventil; -
4 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß3 mit einem zusätzlichen hydraulischen Sicherheitsventil; -
5 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß3 mit einem Druckschalter; -
6 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß5 mit Druckschalter und einem hydraulischen Sicherheitsventil sowie einem Sensor zur Drehzahlüberwachung und -
7 einen hydraulischen Antrieb mit rein elektrisch angesteuertem Bremsventil.
-
1 a circuit diagram of a first embodiment of a hydraulic drive with a brake valve; -
2 an embodiment of a hydraulic drive in which a pressure reducing valve is used to control the brake valve; -
3 a variant of the embodiment according to2 with an electric safety valve; -
4th a development of the embodiment according to3 with an additional hydraulic safety valve; -
5 a variant of the embodiment according to3 with a push button switch; -
6th a development of the embodiment according to5 with pressure switch and a hydraulic safety valve as well as a sensor for speed monitoring and -
7th a hydraulic drive with a purely electrically controlled brake valve.
Der in
Der Antrieb
Die Verstellpumpe
Ein Ausgangsanschluss U des Bremsventils
Der größere der Drücke im Zulauf
Die mit dem Zulauf
Wie bereits erwähnt, mündet der Rücklauf
Die Ansteuerung des Elektromagneten
Der Druck in der Steuerleitung
Wie
Die Drehrichtung des Hydromotors
Die zwischen den beiden Einspeiseventilen
Das Druckreduzierventil
Die Drehzahl des Hydromotors
Beide Sicherheitsventile
Selbstverständlich können derartige Aufnehmer
Die Anmelderin behält sich vor, auf das Ausführungsbeispiel gemäß
Offenbart ist ein hydraulischer Antrieb mit einem Hydromotor, dem ein Bremsventil zugeordnet ist, das in Öffnungsrichtung von einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Dieser Steuerdruck ist im Wesentlichen unabhängig vom Druck im Zu- oder im Ablauf des Antriebs verstellbar.Disclosed is a hydraulic drive with a hydraulic motor, to which a brake valve is assigned, which is acted upon by a control pressure in the opening direction. This control pressure can be adjusted essentially independently of the pressure in the inlet or outlet of the drive.
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