DE102012015286A1

DE102012015286A1 - Hydraulische Load-Sensing Steueranordnung

Info

Publication number: DE102012015286A1
Application number: DE102012015286A
Authority: DE
Inventors: Peter Büttner; Robert Rüppel; Timo Ikonen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-09-05
Also published as: CN104136783A; CN104136783B; US9695843B2; US20150013319A1; WO2013127523A1; DE102013003248A1

Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Load-Sensing Steueranordnung für einen ersten und zweiten hydraulischen Verbraucher. Hierbei ist eine Verstellpumpe mit einer Load-Sensing Regelung vorgesehen. An die Load-Sensing Regelung wird der jeweils höchste Load-Sensing Druck der Verbraucher gemeldet. Im Normalbetrieb hat hierbei der erste Verbraucher den höchsten Lastdruck und somit den höchsten vom Lastdruck abhängigen Load-Sensing Druck. Es ist weiter ein Druckreduzierventil vorgesehen, das im Druckmittelströmungspfad zwischen der Verstellpumpe und dem ersten Verbraucher angeordnet ist. Ein Ventilschieber dieses Druckreduzierventils wird in seiner Öffnungsrichtung von einer Federkraft einer Regelfeder und einem vom Lastdruck des ersten Verbrauchers abhängigen Regeldruck und in seiner Schließrichtung vom Druck unmittelbar stromabwärts des Druckreduzierventils beaufschlagt. Damit der Ventilschieber des Druckreduzierventils im Normalbetrieb vorteilhafter Weise vollständig geöffnet ist, sind ein Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder und der Regeldruck größer als ein Pumpendruck der Verstellpumpe.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Load-Sensing Steueranordnung für eine Mehrzahl von hydraulischen Verbrauchern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der US 7,654,337 B2 ist eine derartige Steueranordnung offenbart. Diese dient zum Steuern einer Bohreinheit mit einem ersten hydraulischen Verbraucher in Form einer hydraulischen Hammervorrichtung und mit einem zweiten hydraulischen Verbraucher in Form einer hydraulischen Vorschubvorrichtung. Über eine Versorgungsleitung ist der erste Verbraucher an eine Verstellpumpe angeschlossen. In der Versorgungsleitung ist ein elektrisch betätigbares Schaltventil zum Zu- und Wegschalten des ersten Verbrauchers vorgesehen. Stromabwärts des Schaltventils zwischen diesem und dem ersten Verbraucher ist ein Druckreduzierventil angeordnet. Ein Ventilkörper des Druckreduzierventils wird dabei in seiner Öffnungsstellung von einer Federkraft einer Ventilfeder und einem vom Lastdruck des ersten Verbrauchers abhängigen Load-Sensing Druck und in seiner Schließstellung vom Druck stromabwärts des Druckreduzierventils beaufschlagt. Der Load-Sensing Druck wird über eine Load-Sensing Leitung zwischen dem Druckreduzierventil und dem ersten Verbraucher über eine Steueröldüse abgeführt. Stromabwärts der Steueröldüse ist die Load-Sensing Leitung mit dem Druckreduzierventil – zum Beaufschlagen des Ventilkörpers mit dem Load-Sensing Druck –, mit einem Pilotventil beziehungsweise Druckbegrenzungsventil zum Begrenzen des Load-Sensing Drucks und mit einem Eingang eines Wechselventils verbunden. Eingangsseitig an das Wechselventil ist ebenfalls eine Load-Sensing Leitung des zweiten Verbrauchers angeschlossen. Ausgangsseitig ist das Wechselventil mit einer Load-Sensing Regelung der Verstellpumpe verbunden, womit dann über das Wechselventil der höchste Load-Sensing Druck der Verbraucher zu der Load-Sensing Regelung gemeldet ist. Durch die Load-Sensing Regelung wird ein Pumpendruck der Verstellpumpe an den höchsten Load-Sensing Druck angepasst.
Eine Hammerfrequenz des als Hammervorrichtung eingesetzten ersten Verbrauchers ist abhängig vom am Verbraucher anstehenden Druck, weswegen, falls der Pumpendruck von der Last der des zweiten Verbrauchers (der Vorschubvorrichtung) bestimmt ist, dieser Pumpendruck über das Druckreduzierventil reduziert wird, damit der Druck für die Hammervorrichtung nicht zu hoch wird.
Bei dem Druckreduzierventil handelt es sich mit der Steueröldüse und dem Pilotventil um ein vorgesteuertes Druckreduzierventil, an dessen Ventilkörper üblicherweise nur sehr schwache Federn angreifen. Um eine hohe Dynamik der Steueranordnung zu ermöglichen, resultiert der Pumpendruck in der Regel aus dem Load-Sensing Druck zusammen mit einem vergleichsweise hohen Pumpen-Δp erhöht, das beispielsweise 30 bar beträgt.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass im Normalbetrieb, bei dem die Hammervorrichtung (erster Verbraucher) der lasthöchste Verbraucher ist, das Druckreduzierventil einen Druck entsprechend der Differenz zwischen den Pumpen-Δp und dem Druckäquivalent der Federkraft der Feder regelt. Da das Pumpen-Δp, in der Regel 30 bar, deutlich höher als das Durckäquivalent der Federkraft der Feder ist, das beispielsweise 15 bar beträgt, ist der Ventilkörper des Druckreduzierventils im Normalbetrieb der Steueranordnung in einem Regelbetrieb zwischen seiner Schließ- und Öffnungsstellung was zu Energieverlusten der Steueranordnung führt.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrund, eine Steueranordnung zu schaffen, die in einem Normalbetrieb äußerst geringe Energieverluste aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst, durch eine hydraulische Load-Sensing Steueranordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß hat eine hydraulische Load-Sensing Steueranordnung einen ersten und zweiten hydraulischen Verbraucher. Ein jeweils höchster vom Lastdruck eines jeweiligen Verbrauchers abhängiger Load-Sensing Druck wird zu einer Load-Sensing Regelung einer die Verbraucher versorgenden Hydropumpe, insbesondere zu einer Verstellpumpe, gemeldet. Hierbei ist vorgesehen, dass in einem Normalbetrieb der Steueranordnung der erste Verbraucher den höchsten Lastdruck hat. Im Durckmittelströmungspfad zwischen der Hydropumpe und dem ersten Verbraucher ist ein Druckreduzierventil angeordnet. Dieses hat einen Ventilschieber, der in seiner Schließrichtung von einem Druck stromabwärts des Druckreduzierventils und in seiner Öffnungsrichtung von einem von dem Lastdruck des ersten Verbrauchers abhängigen Regeldruck und einer Federkraft einer Regelfeder beaufschlagbar ist. Im Normalbetrieb ist hier vorteilhafterweise ein Druckäquivalent der Federkraft zusammen mit dem Regeldruck größer als ein Pumpendruck.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Druckreduzierventil im Normalbetrieb vollständig geöffnet ist, womit Energieverluste aufgrund des vorhandenen Druckreduzierventils hierbei äußerst gering sind.
Der Regeldruck kann einfach über eine Steuerleitung mit einer Düse vom Druckmittelströmungspfad zwischen dem Druckreduzierventil und dem ersten Verbraucher abgegriffen sein.
Zur Begrenzung des Pumpendrucks im Normalbetrieb ist der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers über ein Druckbegrenzungsventil beziehungsweise Pilotventil begrenzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Regeldruck der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers, der stromabwärts der Düse abgegriffen ist. Hierbei handelt es sich dann um eine übliche Steueranordnung, bei der dann die Federkraft der Regelfeder derart angepasst wird, dass erfindungsgemäß im Normalbetrieb ein Druckäquivalent der Federkraft zusammen mit dem Regeldruck größer als ein Pumpendruck ist.
Vorzugsweise ist das Druckäquivalent der Federkraft der Feder größer als eine Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Load-Sensing Druck der Verbraucher (= Pumpen-Δp). Ein hohes Pumpen-Δp führt zu einer hohen Dynamik der Steueranordnung, weswegen für ein hohes Pumpen-Δp eine vergleichsweise große Feder, beispielsweise mit einem Druckäquivalent nahe 30 bar, eingesetzt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist stromabwärts der ersten Düse in der Steuerleitung eine zweite Düse vorgesehen. Die Düsen bilden dabei einen Druckteiler, wobei dann im Strömungspfad zwischen den Düsen der Regeldruck für das Druckreduzierventil abgegriffen ist. Ein Druck stromabwärts der zweiten Düse ist dann der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers. Somit liegt eine Größe des Regeldrucks zwischen dem Lastdruck des ersten Verbrauchers und dessen Load-Sensing Drucks. Der Regeldruck ist damit, im Vergleich einer Ausführung der Steueranordnung mit lediglich einer Düse, größer, weswegen die Federkraft der Regelfeder kleiner sein kann, damit erfindungsgemäß im Normalbetrieb ein Druckäquivalent der Federkraft zusammen mit dem Regeldruck insgesamt größer als der Pumpendruck ist. Eine geringere Federkraft führt zu einer kleineren Feder, die einen geringen Einbauraum benötigt und einfach, aufgrund der geringen Federkräfte, zu montieren ist.
Vorzugsweise ist der Druckteiler derart ausgestaltet, dass im Regelbetrieb des Druckreduzierventils, in dem der erste Verbraucher nicht lastdruckhöchster Verbraucher ist, der Druckabfall über die Düsen zwischen einem Druckabgriff der Steuerleitung stromaufwärts der Düsen und einem Eingang des Druckbegrenzungsventils zusammen mit dem Druckäquivalent der Regelfeder größer als die Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Load-Sensing Druck der Verbraucher, also das Pumpen-Δp ist. Dies führt dazu, dass ein Lastdruck des ersten Verbrauchers, trotz eines den Lastdruck des ersten Verbrauchers übersteigenden Lastdrucks des zweiten Verbrauchers, nicht ansteigt.
Mit Vorteil ist das Druckreduzierventil einfach als Druckwaage ausgestaltet, die in der Regel große Regelfedern, beispielsweise mit einem Druckäquivalent einer Federkraft von 15 bar, aufweisen.
Die Steueranordnung dient vorzugsweise zum Steuern einer hydraulischen Bohreinheit, wobei dann der erste Verbraucher eine Hammervorrichtung ist, die abhängig vom anstehenden Druck ist, und der zweite Verbraucher eine Vorschubvorrichtung ist.
Zum Zu- und Wegschalten des ersten Verbrauchers ist im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Druckreduzierventil und dem ersten Verbraucher einfach ein Steuerventil, insbesondere in der Form eines Logikventils, vorgesehen.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydraulischen Load-Sensing Steueranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform und
2 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydraulischen Load-Sensing Steueranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt einen Steuerblock 1 mit einer hydraulischen Load-Sensing Steueranordnung für einen ersten hydraulischen Verbraucher, der an einen Verbraucheranschluss A1 angeschlossen ist, einen zweiten hydraulischen Verbraucher, der an Verbraucheranschlüsse A2 und B2 angeschlossen ist, und einen dritten hydraulischen Verbraucher, der an Verbraucheranschlüsse A3 und B3 angeschlossen ist. Die in der 1 nicht dargestellten Verbraucher sind dabei Teil einer hydraulischen Bohreinheit beziehungsweise eines Bohrgeräts, wobei der erste Verbraucher eine Hammervorrichtung beziehungsweise eine Stoßvorrichtung, der zweite Verbraucher eine Vorschubvorrichtung und der dritte Verbraucher eine Drehvorrichtung der Bohreinheit ist. Der erste und zweite Verbraucher werden über eine nicht dargestellte Hydropumpe in Form einer Verstellpumpe, die am Pumpenanschluss P2 des Steuerblock 1 anschließbar ist, mit Druckmittel versorgt. Für den dritten hydraulischen Verbraucher ist eine separate nicht dargestellte Hydropumpe in Form einer Verstellpumpe vorgesehen, die am Pumpenanschluss P1 des Steuerblocks 1 angeschlossen ist.
Im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Pumpenanschluss P2 und dem ersten Verbraucheranschluss A1 ist ein Druckreduzierventil in Form einer Druckwaage 2 angeordnet. Ein Ventilschieber der Druckwaage 2 wird in seiner Schließrichtung von einem Druck beaufschlagt, der über eine Steuerleitung 4 stromabwärts der Druckwaage 2 abgegriffen ist. In seiner Öffnungsrichtung wird der Ventilschieber der Druckwaage 2 von einer Federkraft einer Regelfeder 6 und von einem Regeldruck von einer Regelleitung 8, die unten stehend näher erläutert ist, mit einem Regeldruck beaufschlagt.
Zum Zu- und Wegschalten des ersten am Verbraucheranschluss A1 angeschlossenen Verbrauchers ist ein Logikventil 10 stromabwärts der Druckwaage 2 und der Abgriffstelle der Steuerleitung 4 angeordnet. Dieses hat ein Sitzventil 12 mit einem über eine Federkraft einer Ventilfeder 14 auf einen Ventilsitz 16 vorgespannten Ventilkörper 18. Dieser ist gestuft ausgebildet, wobei er mit seinem einen kleinen Durchmesser aufweisendem Stufenabschnitt auf dem Ventilsitz 16 anlegbar ist. Durch die gestufte Ausbildung des Ventilkörpers 18 hat dieser eine Ringfläche 19, die in Richtung des Ventilsitzes 16 weist und die zusammen mit dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Stufenabschnitt im geschlossenen Zustand des Sitzventils 12 einen Ringraum begrenzt. An diesem ist eine erste Druckleitung 20 angeschlossen ist, die einen Abschnitt des Druckmittelströmungspfads zwischen dem Pumpenanschluss P2 und dem ersten Verbraucheranschluss A1 bildet und zwischen der Druckwaage 2 und dem Sitzventil 12 vorgesehen ist. Der einen kleineren Durchmesser aufweisende Stufenabschnitt begrenzt mit seiner zum Ventilsitz 16 weisenden Stirnfläche 21 einen Druckraum, an dem eine zweite Druckleitung 22 angeschlossen ist, die den anderen Abschnitt des Druckmittelströmungspfads bildet und im ersten Verbraucheranschluss A1 mündet. Die Ringfläche 19 und Stirnfläche 21 weisen somit beide in Richtung des Ventilsitzes 16. Eine von der Ring- und Stirnfläche 19 und 21 wegweisende Druckfläche 24 des Ventilkörpers 18 begrenzt einen Federraum. In diesem ist die Ventilfeder 14 angeordnet, wobei der Federraum über ein 2/2-Wegeventil 24 mit dem Pumpenanschluss P2 über eine Druckleitung 28, und somit mit der an diesem angeschlossenen Verstellpumpe, oder mit einer Tankleitung 26 zur Druckentlastung des Federraums verbindbar ist. Ein Ventilschieber des Wegeventils 24 ist seiner Grundstellung, in der der Federraum des Sitzventils 12 mit dem Pumpenanschluss P2 über die Druckleitung 28 verbunden ist, federvorgespannt und kann über einen elektromagnetischen Aktuator in eine Schaltstellung verschoben werden, in der der Federraum dann mit der Tankleitung 26 verbunden ist. Somit ist der Federraum in einem unbetätigten Zustand des Wegeventils 24 mit der Verstellpumpe verbunden, wodurch der Ventilkörper 18 am Ventilsitz 16 anliegt und der erste Verbraucher weggeschaltet ist.
Ein Lastdruck des ersten Verbrauchers wird stromabwärts des Logikventils 10 von der zweiten Druckleitung 22 über eine Steuerleitung 30 abgegriffen. In dieser ist ein Druckteiler mit einer ersten Düse 32 und einer stromabwärts von der Düse 32 angeordneten zweiten Düse 34 vorgesehen. Im Druckmittelströmungspfad zwischen den Düsen 32 und 34 zweigt die Regelleitung 8 zur Druckbeaufschlagung des Ventilschiebers der Druckwaage 2 mit dem Regeldruck ab. Des Weiteren zweigt zwischen den Düsen 32 und 34 eine Messleitung 36 zum Messen des Regeldrucks ab. Stromabwärts der zweiten Düse 34 ist an die Steuerleitung 30 eine Load-Sensing Meldeleitung 38 angeschlossen, die wiederum an einen Eingangsanschluss eines Wechselventils 40 angeschlossen ist. An einen zweiten Eingangsanschluss des Wechselventils 40 ist dann eine Load-Sensing Meldeleitung 42 des zweiten hydraulischen Verbrauchers, der an den zweiten Verbraucheranschlüssen A2 und B2 angeschlossen ist, verbunden, womit dann über das Wechselventil 40 der jeweils höchste Load-Sensing Druck des ersten und zweiten hydraulischen Verbrauchers an eine in der 1 nicht dargestellte Load-Sensing Regelung für die an dem Pumpenanschluss P2 angeschlossene Verstellpumpe gemeldet wird. Hierzu ist das Wechselventil 40 ausgangsseitig mit einer Load-Sensing Leitung verbunden, die in einen Load-Sensing Anschluss LS₂ mündet, der wiederum mit der Load-Sensing Regelung der Verstellpumpe verbunden ist. An die Load-Sensing Meldeleitung 38 des ersten Verbrauchers ist ein Pilotventil 46 in Form eines über einen elektromagnetischen Aktuator proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil 46 über eine Anschlussleitung 48 angeschlossen, die einen Load-Sensing Druck in der Load-Sensing Meldeleitung begrenzt, wobei das Pilotventil 46 elektromagnetisch betätigbar ist. Dieses öffnet dann ab einem vorbestimmten Druck eine Druckmittelverbindung zu einer Leckageleitung 50. Von der Anschlussleitung 48 zweigt eine weitere Messleitung 52 ab, die zur Messung des Load-Sensing Drucks in der Load-Sensing Meldeleitung 48 dient.
Der an die zweiten Verbraucheranschlüsse A2, B2 angeschlossene zweite hydraulische Verbraucher ist über ein Wegeventil 52 gesteuert, dessen Steuerkolben über Druckreduzierventile 54, 56 verstellbar ist. Dem Wegeventil 52 ist eine Druckwaage 58 zugeordnet, über die das Wegeventil 52 mit dem Pumpenanschluss P2 verbindbar ist, wobei zur Verbindung eine Druckleitung 60 vorgesehen ist, die vom Druckmittelströmungspfad zwischen dem Pumpenanschluss P2 und der Druckwaage 2 abzweigt. Eine derartige Ansteuerung zum Steuern des zweiten hydraulischen Verbrauchers ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2008 008 101 A1 offenbart, weswegen im folgenden nur die für die Erfindung wesentlichen Element beschrieben werden und für weitergehende Informationen auf die genannte Druckschrift verwiesen wird.
Das Druckreduzierventil 54 verbindet eine Steuerfläche des Steuerkolbens des Wegeventils 52 entweder mit der Leckageleitung 50 oder einer Steuerleitung 62. Die andere Steuerfläche des Steuerkolbens ist über das Druckreduzierventil 56 ebenfalls entweder mit der Leckageleitung 50 oder der Steuerleitung 62 verbindbar. Die Load-Sensing Meldeleitung 42 des zweiten hydraulischen Verbrauchers ist über das Wegeventil 52 und einer Düse mit einer mit dem zweiten Verbraucheranschluss A2 verbundenen Druckleitung 63 oder mit einer mit dem zweiten Verbraucheranschluss B2 verbundenen Druckleitung 64 verbindbar, um einen vom Lastdruck des zweiten Verbrauchers abhängigen Load-Sensing Druck abzugreifen. Über das Wechselventil 40 wird somit entweder der Load-Sensing Druck des ersten oder zweiten hydraulischen Verbrauchers an die Load-Sensing Regelung der Verstellpumpe über den zweiten Load-Sensing Anschluss LS₂ gemeldet, je nach dem welcher Druck der höhere ist.
An die Druckleitung 60 zur Druckmittelversorgung des zweiten hydraulischen Verbrauchers ist ein Druckbegrenzungsventil 65 angeschlossen, über das eine Druckmittelverbindung zur Tankleitung 26 aufsteuerbar ist. Des Weiteren ist an die Druckleitung 60 eine Steuerölversorgung 66 angeschlossen, die ein Druckreduzierventil 68, ein Druckbegrenzungsventil 70 und einen Filter 72 aufweist, die an die Steuerleitung 62 angeschlossen ist.
Die Druckleitungen 63 und 64 sind jeweils über ein Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil 74 beziehungsweise 76 mit der Tankleitung 26 verbunden.
Der dritte hydraulische Verbraucher, der an die Verbraucheranschlüsse A3 und B3 angeschlossen ist wird unabhängig von der Verstellpumpe des Pumpenanschlusses P2 von der weiteren Verstellpumpe, die an den Pumpenanschluss P1 angeschlossen ist, versorgt. Ein von seinem Lastdruck abhängiger Load-Sensing Druck wird an eine an einen Load-Sensing Anschluss LS₁ angeschlossene Load-Sensing Regelung der an dem Pumpenanschluss P1 angeschlossenen Verstellpumpe gemeldet. Den Verbraucheranschlüssen A3 und B3 ist entsprechend dem zweiten Verbraucher ein Wegeventil 78, eine Druckwaage 80 und zwei den Steuerkolben des Wegeventils 78 steuernde Druckreduzierventile 82, 84 zugeordnet. Des Weiteren ist ein mit dem Pumpenanschluss P1 verbundenes Druckbegrenzungsventil 86 vorgesehen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung anhand des ersten und zweiten hydraulischen Verbrauchers erläutert, da diese von einer gemeinsamen, an dem Pumpenanschluss P2 angeschlossene Verstellpumpe versorgt sind und die Load-Sensing Regelung dieser Verstellpumpe vom Lastdruck dieser Verbraucher abhängt.
Mit dem an die Load-Sensing Regelung gemeldeten höchsten Load-Sensing Druck wird die an den Pumpenanschluss P2 angeschlossene Verstellpumpe derart eingestellt, dass ein Pumpendruck eine bestimmte Druckdifferenz Δp beziehungsweise Pumpen-Δp über diesen gemeldeten Load-Sensing Druck liegt. Je höher das Pumpen-Δp ist, desto höher ist die Dynamik der Steueranordnung für den ersten und zweiten Verbraucher. Ein Pumpen-Δp von etwa 30 bar hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Im Normalbetrieb der hydraulischen Steueranordnung 1 ist der an den ersten Verbraucheranschluss A1 angeschlossene erste Verbraucher der lasthöchste Verbraucher. Da im Normalbetrieb die Druckverluste der Steueranordnung 1 gering sein sollen, ist erfindungsgemäß die Druckwaage 2 vollständig geöffnet. Hierfür wird, im Unterschied zum eingangs erläuterten Stand der Technik, der Ventilschieber der Druckwaage 2 nicht vom Lastdruck des ersten Verbrauchers abhängigen Load-Sensing Drucks beaufschlagt, sondern von einem Regeldruck der zwischen den Düsen 32 und 34 abgegriffen ist und somit zwischen dem Lastdruck und dem Load-Sensing Druck liegt. Beispielsweise beträgt der Lastdruck des ersten Verbrauchers in der zweiten Druckleitung 22 etwa 230 bar und der Load-Sensing Druck der Load-Sensing Meldeleitung 8, etwa 200 bar, wobei dieser Druck durch das Druckbegrenzungsventil 46 auf etwa 200 bar begrenzt sein soll. Über die Düsen 32 und 34 wird dann der Lastdruck um etwa 30 bar auf den Load-Sensing Druck reduziert. Hierbei wird angenommen, dass die erste Düse 32 den Lastdruck um etwa 14 bar auf den Regeldruck von dann etwa 216 bar reduziert und die zweite Düse 34 dann den Regeldruck um etwa 16 bar auf den Load-Sensing Druck reduziert. Druckwaagen 2 weisen in der Regel Regelfedern mit einer hohen Federkraft auf. Es wird angenommen, dass ein Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder 6 etwa 15 bar beträgt, da Druckwaagen in der Regel Regelfedern mit einer hohen Federkraft aufweisen, wodurch in Öffnungsrichtung des Ventilschiebers der Druckwaage 2 ein Druck von etwa 231 bar wirkt. An der am Pumpenanschluss P2 angeschossenen Verstellpumpe wird über die Load-Sensing Regelung, an die der Load-Sensing Druck der Meldeleitung 38 in Höhe von 200 bar gemeldet ist, ein Druck von 230 bar eingestellt. Diese Druck liegt unterhalb des in Öffnungsrichtung auf den Ventilschieber der Druckwaage 2 wirkenden Drucks, der sich aus dem Regeldruck mit 216 bar und dem Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder 6 von 15 bar zusammensetzt, weswegen die Druckwaage 2 vollständig geöffnet ist. Die in Öffnungsrichtung auf den Ventilschieber der Druckwaage 2 wirkenden Drücke sind nur geringfügig größer als die in Schließrichtung wirkenden Drücke.
Wird die Steueranordnung 1 nicht im Normalbetrieb betrieben, so hat der zweite, an den Verbraucheranschlüssen A2 und B2 angeschlossene Verbraucher den höheren Lastdruck, der beispielsweise 260 bar beträgt. Sein von dem Lastdruck abhängiger Load-Sensing Druck wird über die Load-Sensing Meldeleitung 42 und das Wechselventil 40 zur Load-Sensing Regelung der an den Pumpenanschluss P2 angeschlossenen Verstellpumpe gemeldet und liegt dabei etwa 30 bar unter dem Lastdruck, womit der Load-Sensing Druck etwa 230 bar beträgt. Zusammen mit dem Pumpen-Δp von 30 bar stellt sich an der Verstellpumpe ein Pumpendruck von 260 bar ein. Diesen wirkt bei der Druckwaage 2 der Regeldruck in Höhe von 216 bar und dem Druckäquivalent der Regelfeder 6 in Höhe von 15 bar entgegen, weswegen der Druck über die Druckwaage 2 auf 231 bar im Regelbetrieb der Druckwaage 2 reduziert wird.
Durch die erfindungsgemäße Steueranordnung 1 ist somit die Druckwaage 2 vollständig geöffnet, wenn der erste hydraulische Verbraucher, dem diese Druckwaage 2 zugeordnet ist, der lastdruckhöchste Verbraucher ist. Die Druckwaage 2 gelangt erst in ihren Regelbetrieb, wenn der erste Verbraucher nicht mehr der lastdruckhöchste Verbraucher ist.
In 2 hat die Steueranordnung 1 im Unterschied zur 1 nur eine Düse 88 zwischen der zweiten Druckleitung 22 und der Load-Sensing Meldeleitung 38. Die Regelleitung 8 greift den Regeldruck stromabwärts der Düse 88 ab, weswegen der Regeldruck in diesem Fall dem Load-Sensing Druck in der Load-Sensing Meldeleitung 38 entspricht. Geht man von den gleichen Druckwerten wie im ersten Ausführungsbeispiel in der 1 aus, so ist der Regeldruck der Regelleitung 8 geringer und beträgt 200 bar. Damit nun der Ventilschieber der Druckwaage 2 im Normalbetrieb vollständig geöffnet ist, ist ein Druckäquivalent der Federkraft der Ventilfeder 6 der Druckwaage 2 höher als im ersten Ausführungsbeispiel und beträgt beispielsweise 31 bar, weswegen dann insgesamt auf den Ventilschieber der Druckwaage 2 in Öffnungsrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel 1 etwa 31 bar wirken.
Offenbart ist eine hydraulische Load-Sensing Steueranordnung für einen ersten und zweiten hydraulischen Verbraucher. Hierbei ist eine Verstellpumpe mit einer Load-Sensing Regelung vorgesehen. An die Load-Sensing Regelung wird der jeweils höchste Load-Sensing Druck der Verbraucher gemeldet. Im Normalbetrieb hat hierbei der erste Verbraucher den höchsten Lastdruck und somit den höchsten vom Lastdruck abhängigen Load-Sensing Druck. Es ist weiter ein Druckreduzierventil vorgesehen, das im Druckmittelströmungspfad zwischen der Verstellpumpe und dem ersten Verbraucher angeordnet ist. Ein Ventilschieber dieses Druckreduzierventils wird in seiner Öffnungsrichtung von einer Federkraft einer Regelfeder und einem vom Lastdruck des ersten Verbrauchers abhängigen Regeldruck und in seiner Schließrichtung vom Druck unmittelbar stromabwärts des Druckreduzierventils beaufschlagt. Damit der Ventilschieber des Druckreduzierventils im Normalbetrieb vorteilhafter Weise vollständig geöffnet ist, sind ein Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder und der Regeldruck größer als ein Pumpendruck der Verstellpumpe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7654337 B2 [0002]
DE 102008008101 A1 [0028]

Claims

Hydraulische Load-Sensing Steueranordnung für einen ersten und zweiten hydraulischen Verbraucher (A1; A2, B2), wobei ein jeweils höchster vom Lastdruck abhängiger Load-Sensing Druck der Verbraucher (A1; A2, B2) zu einer Load-Sensing Regelung einer die Verbraucher (A1; A2, B2) versorgenden Hydropumpe (P2) gemeldet ist, wobei in einem Normalbetrieb der Steueranordnung (1) der erste Verbraucher (A1) den höchsten Lastdruck hat, wobei ein Druckreduzierventil (2) in einem Druckmittelströmungspfad zwischen der Hydropumpe (P2) und dem ersten Verbraucher (A1) vorgesehen ist, das einen Ventilschieber hat, der in seiner Schließrichtung von einem Druck stromabwärts des Druckreduzierventils (2) und in seiner Öffnungsrichtung von einem von dem Lastdruck des ersten Verbrauchers (A1) abhängigen Regeldruck und einer Federkraft einer Regelfeder (6) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb ein Druckäquivalent der Federkraft zusammen mit dem Regeldruck größer als ein Pumpendruck ist.
Steueranordnung nach Anspruch 1, wobei der Regeldruck über eine Steuerleitung (30; 38) mit einer Düse (32; 88) vom Druckmittelströmungspfad zwischen dem Druckreduzierventil (2) und dem ersten Verbraucher (A1) abgegriffen ist.
Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers (A1) über ein Druckbegrenzungsventil (46) begrenzt ist.
Steueranordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Regeldruck der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers (A1) ist, der stromabwärts der Düse (88) abgegriffen ist.
Steueranordnung nach Anspruch 4, wobei das Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder (6) größer einer Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Load-Sensing Druck der Verbraucher (A1; A2, B2) ist.
Steueranordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei stromabwärts der ersten Düse (32) der Steuerleitung (30) eine zweite Düse (34) vorgesehen ist, wobei die Düsen (32, 34) einen Druckteiler bilden, und wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen den Düsen (32, 34) der Regeldruck für das Druckreduzierventil (2) abgegriffen ist, wobei ein Druck stromabwärts der zweiten Düse (34) der Load-Sensing Druck des ersten Verbrauchers (A1) ist.
Steueranordnung nach Anspruch 6, wobei der Druckteiler (32, 34) derart ausgestaltet ist, dass im Regelbetrieb des Druckreduzierventils (2) der Druckabfall über die Düsen (32, 34) zwischen einem Druckabgriff der Load-Sensing Meldeleitung (38) und einem Eingang des Druckbegrenzungsventils (46) zusammen mit dem Druckäquivalent der Federkraft der Regelfeder (6) größer als die Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Load-Sensing Druck der Verbraucher (A1; A2, B2) ist.
Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckreduzierventil eine Druckwaage ist.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese zum Steuern einer hydraulischen Bohreinheit dient und der erste Verbraucher (A1) eine hydraulische Hammervorrichtung und der zweite Verbraucher (A2, B2) eine hydraulische Vorschubvorrichtung ist.
Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Druckreduzierventil (2) und dem ersten Verbraucher (A1) ein Steuerventil (10) vorgesehen ist, mit dem eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckreduzierventil (2) und dem ersten Verbraucher (A1) auf- und zusteuerbar ist.