DE102013002814A1 - Hydraulic system used in construction vehicle e.g. hydraulic excavator, has control device to hydraulically control inlet pressure of conveying device, and inlet pressure resting against loads to control moving direction of loads - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für eine Arbeitsvorrichtung.The invention relates to a hydraulic system for a working device.
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Hydrauliksystemen für Arbeitsvorrichtungen bekannt. Insbesondere sind unterschiedliche Hydrauliksteuerungssysteme zur Steuerung von Arbeitsvorrichtungen bekannt.A variety of different trained hydraulic systems for working devices is already known from the prior art. In particular, different hydraulic control systems for controlling work devices are known.
So kann eine hydraulische Steuerung als sogenannte Widerstandssteuerung ausgeführt werden. Bei der Widerstandssteuerung wird eine hydraulische Größe, wie beispielsweise ein Fluidvolumenstrom, mittels Ventilen verändert. Ein Vorteil der Widerstandssteuerung besteht darin, dass eine schnelle und genaue Verstellung von Volumenströmen und Druckdifferenzen möglich ist. Der schnellen und genauen Verstellung steht der Nachteil eines hohen, systembedingten Energieverbrauches gegenüber, da prinzipbedingt die Drosselverluste der Ventile zur Steuerung genutzt werden.Thus, a hydraulic control can be carried out as so-called resistance control. In resistance control, a hydraulic variable, such as a fluid flow, is changed by means of valves. An advantage of the resistance control is that a fast and accurate adjustment of flow rates and pressure differences is possible. The fast and accurate adjustment faces the disadvantage of a high, system-related energy consumption, as inherently the throttle losses of the valves are used for control.
Ferner kann eine hydraulische Steuerung als sogenannte Verdrängersteuerung ausgeführt werden. Der Vorteil der Verdrängersteuerung besteht darin, dass abgesehen von den Wirkungsgradverlusten der Bauelemente diese verlustfrei arbeitet. Dabei wird von der Pumpe nur soviel Energie abgegeben wie vom Verbraucher tatsächlich benötigt wird. Nachteilig an der Verdrängersteuerung ist, dass der Bauaufwand zur Realisierung der Verdrängersteuerung erheblich über dem der Widerstandssteuerung liegt.Furthermore, a hydraulic control can be carried out as so-called displacement control. The advantage of the displacement control is that, apart from the efficiency losses of the components, this works without loss. In this case, the pump delivers only as much energy as the consumer actually requires. A disadvantage of the displacement control is that the construction cost for the realization of the displacement control is considerably higher than that of the resistance control.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Hydrauliksystem vorzusehen, das wenigstens die oben genannten Nachteile nicht aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a hydraulic system which does not have at least the above-mentioned disadvantages.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß weist ein Hydrauliksystem für eine Arbeitsvorrichtung wenigstens eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Fluids, wenigstens einen Verbraucher, wenigstens eine der Fördereinrichtung nachgeschaltete Einstelleinrichtung, die die Bewegungsrichtung des Verbrauchers einstellt, und wenigstens eine Steuervorrichtung auf. Die Einstelleinrichtung kann der Fördereinrichtung fluidisch nachgeschaltet sein, so dass sichergestellt ist, dass das durch die Fördereinrichtung geförderte Fluid durch die Einstelleinrichtung strömt. Die wenigstens eine Steuervorrichtung steuert die Fördereinrichtung und die Einstelleinrichtung. Dabei kann die Steuerung der Fördereinrichtung hinsichtlich des durch die Fördereinrichtung zu fördernden Fluidvolumenstroms erfolgen. Die Steuerung der Einstelleinrichtung kann hinsichtlich der gewünschten Bewegungsrichtung des Verbrauchers erfolgen.According to the invention, a hydraulic system for a working device has at least one conveying device for conveying a fluid, at least one consumer, at least one adjuster downstream of the conveying device, which adjusts the direction of movement of the consumer, and at least one control device. The adjusting device can be connected fluidically downstream of the conveying device, so that it is ensured that the fluid conveyed by the conveying device flows through the adjusting device. The at least one control device controls the conveying device and the adjusting device. In this case, the control of the conveyor with respect to be carried out by the conveyor fluid volume flow. The control of the adjustment can be done in terms of the desired direction of movement of the consumer.
Weiter erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung in Abhängigkeit des Zulaufdruckes von wenigstens einer Fördereinrichtung zur Einstelleinrichtung hydraulisch steuerbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann weiter vorgesehen sein, dass die Einstelleinrichtung in Abhängigkeit des Verbraucherzulaufdruckes, d. h. des Zulaufdruckes von der Einstelleinrichtung zu wenigstens einem Verbraucher hydraulisch steuerbar ist. Die Einstelleinrichtung bzw. eine integrierte Ventillogik zur Schaltung der Bewegungsrichtung des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers wird hydraulisch angesteuert. Die Einstelleinrichtung arbeitet folglich selbsttätig in Abhängigkeit der anliegenden Druckverhältnisse, eine gezielte Ansteuerung der integralen Ventillogik ist nicht zwingend erforderlich.Further according to the invention it is provided that the adjusting device is hydraulically controllable in dependence on the inlet pressure of at least one conveyor to the adjusting device. Additionally or alternatively, it may further be provided that the setting device depends on the consumer inlet pressure, ie. H. the supply pressure from the adjusting device to at least one consumer is hydraulically controlled. The adjusting device or an integrated valve logic for switching the direction of movement of the at least one connected consumer is hydraulically controlled. The adjustment thus works automatically depending on the applied pressure conditions, a targeted control of the integral valve logic is not mandatory.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems besteht darin, dass dieses eine Kombination der Widerstandssteuerung und der Verdrängersteuerung darstellt. So weist das Hydrauliksystem die Vorteile beider Steuerungsarten auf, aber ohne deren Nachteile. So nutzt das Hydrauliksystem die Effizienzvorteile der Verdrängersteuerung, indem von der Fördereinrichtung exakt der Volumenstrom bereitgestellt wird, der für die gewünschte Verbrauchergeschwindigkeit benötigt wird. Dabei wird die Fördereinrichtung bzw. der durch die Fördereinrichtung geförderte Fluidvolumenstrom durch ein von der Steuervorrichtung abgegebenes Steuersignal gesteuert, so dass die gewünschte Geschwindigkeit des Verbrauchers erreicht wird.The advantage of the hydraulic system according to the invention is that it represents a combination of the resistance control and the displacement control. Thus, the hydraulic system has the advantages of both types of control, but without their disadvantages. Thus, the hydraulic system uses the efficiency advantages of the positive displacement control by providing exactly the volume flow required by the conveyor for the desired consumer speed. In this case, the conveyor or the funded by the conveyor fluid volume flow is controlled by a control signal output by the control device, so that the desired speed of the consumer is achieved.
Ferner nutzt das Hydrauliksystem die Vorteile der Widerstandssteuerung, da durch die Einstelleinrichtung die Fluidstromrichtung und damit die Bewegungsrichtung des Verbrauchers auf einfache Weise eingestellt wird. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Widerstandssteuerungen wird in dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem in der Einstelleinrichtung nicht mehr ein konstanter Volumenstrom angedrosselt, sondern lediglich der variable durch die Fördereinrichtung geförderte Fluidvolumenstrom auf die gewünschte Verbraucherseite zum Einstellen der Bewegungsrichtung des Verbrauchers geleitet. Somit reduzieren sich die durch die Einstellvorrichtung verursachten Druckverluste im Hydrauliksystem. Zudem entfallen die Umlaufkanten von sogenannten Open-Center Steuerungssystemen.Furthermore, the hydraulic system uses the advantages of the resistance control, since the setting device, the fluid flow direction and thus the direction of movement of the consumer is set in a simple manner. In contrast to the known from the prior art resistance controls in the hydraulic system according to the invention in the adjustment no longer throttled a constant volume flow, but only the variable conveyed by the conveyor fluid flow directed to the desired consumer side for adjusting the direction of movement of the consumer. Thus, the pressure losses caused by the adjusting reduce in the hydraulic system. In addition, the peripheral edges of so-called open-center control systems are eliminated.
Im Ergebnis können im Hydrauliksystem systembedingte Verluste verringert werden. Somit erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad des Hydrauliksystems, wodurch die Produktivität der hydraulischen Verbraucher erhöht wird. Des Weiteren können aufgrund des hohen Wirkungsgrads auch die Betriebskosten maßgeblich gesenkt werden, da sich der Kraftstoffverbrauch, der zum Betreiben der Arbeitsvorrichtung benötigt wird, verringert.As a result, system-related losses can be reduced in the hydraulic system. Thus, the overall efficiency of the hydraulic system increases, thereby increasing the productivity of the hydraulic system Consumer is increased. Furthermore, due to the high efficiency, the operating costs can be significantly reduced, since the fuel consumption required to operate the working device is reduced.
Eine hydraulische Ansteuerung der Einstelleinrichtung bietet den Vorteil, dass für die Schaltung der Einstelleinrichtung bzw. einer innerhalb der Einstellvorrichtung vorgesehenen Ventilanordnung keine elektrischen Signale notwendig sind. Die Einstelleinrichtung kann beispielsweise selbstständig den entsprechenden Schaltvorgang ausführen, um den Bewegungsablauf des Verbrauchers gewährleisten zu können. Dies ermöglicht eine vereinfachte Konstruktion der Einstelleinrichtung, wobei gleichzeitig deren Wartungsaufwand reduziert wird. Zudem vereinfacht sich die Logik der Steuereinrichtung, da eine direkte Ansteuerung der Ventilanordnung der Einstelleinrichtung nicht erforderlich ist.A hydraulic control of the adjusting device has the advantage that no electrical signals are necessary for the circuit of the adjusting device or a valve arrangement provided within the adjusting device. The adjustment can, for example, independently perform the appropriate switching operation to ensure the movement of the consumer can. This allows a simplified construction of the adjustment, while reducing their maintenance costs. In addition, the logic of the control device simplifies, as a direct control of the valve assembly of the adjuster is not required.
Im Sinne der Erfindung kann die Arbeitsvorrichtung ein Bauteil und/oder eine Bauteilgruppe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Baufahrzeugs, sein, das hydraulisch angetrieben wird. So kann beispielsweise eine hydraulisch angetriebene Baggerschaufel oder ein ausfahrbarer Teleskopausleger eines Krans der Arbeitsvorrichtung entsprechen. Natürlich ist der Einsatz des Hydrauliksystems nicht auf Arbeitsvorrichtungen beschränkt, die an einem Fahrzeug angebracht sind. Es ist vielmehr vorstellbar, dass das Hydrauliksystem auch bei hydraulisch angetriebenen Arbeitsvorrichtungen eingesetzt wird, die Bestandteil einer nicht mobilen Vorrichtung sind. Bei dem Verbraucher kann es sich um einen Linear- oder einen Rotationsantrieb handeln, der zum Antrieb der Arbeitsvorrichtung eingesetzt wird.According to the invention, the working device may be a component and / or a component group of a vehicle, in particular a construction vehicle, which is hydraulically driven. For example, a hydraulically driven excavator bucket or an extendable telescopic boom of a crane can correspond to the working device. Of course, the use of the hydraulic system is not limited to work devices mounted on a vehicle. Rather, it is conceivable that the hydraulic system is also used in hydraulically driven working devices that are part of a non-mobile device. The consumer may be a linear or a rotary drive, which is used to drive the working device.
Die Einstelleinrichtung kann in einer aufgelösten Bauweise vier einzeln schaltbare Hauptventile aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung einem Längsschieberventil entsprechen. Für den Fall, dass die Einstelleinrichtung vier Ventile aufweist, können die Ventile die Zulauf- und Rücklaufkanten für die gewünschte Fluidstromrichtung und damit die Bewegungsrichtung des Verbrauchers realisieren. Die einzelnen Ventile können als 2/2-Wegeventile in Längsschieberbauweise oder als 2-Wege-Einbauventile, insbesondere Sitzventile, ausgeführt sein. Natürlich sind auch andere Ventilausbildungen möglich, die sich zur Realisierung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems eignen.The adjusting device may have four individually switchable main valves in a dissolved construction. Alternatively or additionally, the adjusting device may correspond to a longitudinal slide valve. In the event that the adjusting device has four valves, the valves can realize the inlet and return edges for the desired fluid flow direction and thus the direction of movement of the consumer. The individual valves can be designed as 2/2-way valves in longitudinal slide design or as 2-way cartridge valves, in particular seat valves. Of course, other valve designs are possible, which are suitable for the realization of the hydraulic system according to the invention.
Besonders bevorzugt ist die Einstelleinrichtung bzw. deren integrale Ventillogik derart aufgebaut, so dass wenigstens ein Hauptventilpaar für die Ausführung einer Verbraucherbewegungsrichtung geschaltet ist. In diesem Fall gibt ein Hauptventil den Verbraucherzulauf und ein Ventil den Verbraucherrücklauf frei.Particularly preferably, the adjusting device or its integral valve logic is constructed such that at least one main valve pair is connected for the execution of a consumer movement direction. In this case, a main valve releases the consumer inlet and a valve releases the consumer return.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Hauptventile in Abhängigkeit des Zulaufdruckes von wenigstens einer Fördereinrichtung zur Einstelleinrichtung bzw. in Abhängigkeit des Verbraucherzulaufdruckes, d. h. in Abhängigkeit des von der Einstelleinrichtung ausgehenden und am Verbraucher anliegenden Druckes, hydraulisch schaltbar. Demnach muss nicht für jedes der Hauptventile eine elektrische Leitung zur Ventilbetätigung vorgesehen sein. Statt dessen lassen sich diese komfortabel in Abhängigkeit der Druckverhältnisse hydraulisch selbstständig schalten.In a particularly preferred embodiment of the invention, the main valves are in dependence on the inlet pressure of at least one conveyor to the adjusting device or in dependence of the consumer inlet pressure, d. H. in response to the outgoing from the adjustment and applied to the consumer pressure, hydraulically switchable. Accordingly, an electric line for valve actuation need not be provided for each of the main valves. Instead, these can be switched independently hydraulically depending on the pressure conditions.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Zulaufdruck als Vorsteuerdruck an den entsprechenden Hauptventilen anliegt. Insbesondere kann dabei der Zulaufdruck von wenigstens einer Fördereinrichtung zur Einstelleinrichtung an wenigstens zwei Hauptventilen als Steuerdruck anliegen, während der Zulaufdruck von der Einstelleinrichtung zu wenigstens einem Verbraucher an den verbleibenden Hauptventilen als Steuerdruck anliegt.A particularly advantageous embodiment provides that the inlet pressure is applied as pilot pressure to the corresponding main valves. In particular, the supply pressure of at least one delivery device to the setting device can be applied to at least two main valves as the control pressure, while the supply pressure from the setting device to at least one consumer is applied to the remaining main valves as the control pressure.
In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn die als Zulaufventile agierenden Hauptventile durch den an der Einstelleinrichtung anliegenden Druck der Fördereinrichtung schaltbar und die als Rücklaufventile agierenden Hauptventile durch den Verbraucherzulaufdruck schaltbar sind.In this case, it is particularly preferred if the main valves acting as inlet valves can be switched by the pressure applied to the adjusting device of the conveyor and the main valves acting as return valves can be switched by the consumer inlet pressure.
Ergänzend lassen sich zusätzlich wenigstens zwei hydraulische Schaltventile in die Einstelleinrichtung integrieren. Beispielsweise ist jeweils ein Schaltventil für die Freigabe einer Bewegungsrichtung des angeschlossenen Verbrauchers verantwortlich. In diesem Fall wird durch die Betätigung wenigstens eines Schaltventils eine Bewegungsrichtung freigegeben und ein Öffnen der entsprechenden Hauptventile für den Verbraucherzulauf- und Rücklaufdruck in Abhängigkeit des jeweiligen anliegenden Zulaufdrucks ermöglicht. Ein Teil bzw. alle Schaltventile können elektrisch betätigbar sein, so dass die Freigabe der Hauptventile über die Steuervorrichtung per elektrische Signalisierung erfolgen kann.In addition, at least two hydraulic switching valves can additionally be integrated into the adjusting device. For example, a switching valve is responsible for the release of a direction of movement of the connected consumer. In this case, the actuation of at least one switching valve releases a direction of movement and makes it possible to open the corresponding main valves for the consumer intake and return pressures as a function of the respective applied intake pressure. A part or all switching valves can be electrically actuated, so that the release of the main valves via the control device can be done by electrical signaling.
Besonders bevorzugt sind die Schaltventile als hydraulische Schaltventile ausgeführt, die den Zulauf des anliegenden Pumpendrucks zu einem der Hauptventile bzw. den anliegenden Zulaufdruck zu wenigstens einem Verbraucher zu den entsprechenden Hauptventilen bzw. deren Vorsteuereingänge schalten bzw. unterbinden. Insbesondere öffnen bzw. schließen die Schaltventile den Zulauf des Pumpendrucks bzw. Rücklaufdrucks zu wenigstens zwei Hauptventilen.Particularly preferably, the switching valves are designed as hydraulic switching valves, which switch the supply of the applied pump pressure to one of the main valves or the applied inlet pressure to at least one consumer to the corresponding main valves or their pilot inputs or prevent. In particular, the switching valves open or close the inlet of the pump pressure or return pressure to at least two main valves.
In einer bevorzugten Ausführung kann das Hydrauliksystem als ein offener Kreislauf ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass das Hydrauliksystem derart ausgebildet ist, dass das aus dem Verbraucher strömende Fluid in ein Fluidsammelbehältnis gelangt. Das Hydrauliksystem kann wenigstens zwei Hydraulikkreise aufweisen und somit als Mehrkreissystem ausgebildet sein. Dabei kann jeder Hydraulikkreis wenigstens eine Fördereinrichtung, wenigstens eine Einstelleinrichtung und wenigstens einen Verbraucher aufweisen. Durch das Vorsehen von mehreren Hydraulikkreisen ist es möglich, dass mehrere Verbraucher parallel betrieben werden können.In a preferred embodiment, the hydraulic system may be designed as an open circuit. This means that the hydraulic system is designed such that the out of the Consumer flowing fluid enters a fluid collection container. The hydraulic system may have at least two hydraulic circuits and thus be designed as a multi-circuit system. In this case, each hydraulic circuit can have at least one delivery device, at least one adjustment device and at least one consumer. By providing several hydraulic circuits, it is possible that several consumers can be operated in parallel.
Die Hydraulikkreise können im Hydrauliksystem parallel geschaltet sein, wobei die einzelnen Hydraulikkreise durch wenigstens eine Trenneinrichtung voneinander getrennt sein können. Durch das Vorsehen der Trenneinrichtung kann der Fluidvolumenstrom gesteuert werden, der aus einem ersten Hydraulikkreis einem zweiten Hydraulikkreis zugeführt wird. Natürlich kann mittels der Trenneinrichtung auch gesteuert werden, ob ein Fluidvolumenstrom aus dem ersten Hydraulikkreis dem zweiten Hydraulikkreis zugeführt wird. Somit kann durch das Vorsehen der Trenneinrichtung ein Fluidvolumenstrom von einer oder mehreren Fördereinrichtungen für einen Verbraucher bereitgestellt werden. Daher ist es möglich, dass in einem Hydraulikkreis der durch die dem Hydraulikkreis zugeordnete Fördereinrichtung maximal bereitgestellte Fluidvolumenstrom erhöht wird, wodurch sich die Verbrauchergeschwindigkeit ebenfalls erhöht. Im Ergebnis wird durch das Vorsehen von wenigstens einer Trenneinrichtung erreicht, dass der dem Verbraucher zur Verfügung gestellte Fluidvolumenstrom auf einfache Weise in einem großen Volumenstrombereich variiert werden kann.The hydraulic circuits may be connected in parallel in the hydraulic system, wherein the individual hydraulic circuits may be separated from each other by at least one separating device. By providing the separation device, the fluid volume flow can be controlled, which is supplied from a first hydraulic circuit to a second hydraulic circuit. Of course, it can also be controlled by means of the separating device, if a fluid volume flow from the first hydraulic circuit is supplied to the second hydraulic circuit. Thus, by providing the separator, a fluid volume flow from one or more conveyors to a consumer can be provided. It is therefore possible that in a hydraulic circuit the maximum volume of fluid flow provided by the conveyor assigned to the hydraulic circuit is increased, as a result of which the consumer speed also increases. As a result, the provision of at least one separating device ensures that the fluid volume flow provided to the consumer can be varied in a simple manner in a large volume flow range.
Die Trenneinrichtung kann zwischen der Fördereinrichtung und der Einstelleinrichtung angeordnet sein. Die Trenneinrichtung kann ein Schaltventil aufweisen, das als Wegeventil oder Sitzventil ausgeführt ist. Das Öffnungs- und/oder Schließverhalten der Trenneinrichtung, insbesondere des Schaltventils, kann proportional schaltbar sein. Natürlich kann das Schaltventil auch derart ausgebildet sein, dass die Trenneinrichtung nur einen vollständig offenen oder geschlossenen Zustand einnehmen kann. Die Ansteuerung der Trenneinrichtung kann durch eine Steuervorrichtung erfolgen. Dabei kann jeweils eine Trenneinrichtung zwei Hydraulikkreise voneinander trennen. Insbesondere können die Hydraulikkreise derart ausgebildet sein, dass jeder Hydraulikkreis mit allen anderen Hydraulikkreisen verbunden ist, wobei die beiden Hydraulikkreise durch eine Trenneinrichtung voneinander getrennt sind.The separating device can be arranged between the conveying device and the adjusting device. The separator may comprise a switching valve, which is designed as a directional control valve or seat valve. The opening and / or closing behavior of the separating device, in particular of the switching valve, may be proportionally switchable. Of course, the switching valve may also be designed such that the separating device can only assume a fully open or closed state. The control of the separator can be done by a control device. In this case, a separating device can separate two hydraulic circuits from each other. In particular, the hydraulic circuits may be designed such that each hydraulic circuit is connected to all other hydraulic circuits, wherein the two hydraulic circuits are separated by a separating device.
In einer bevorzugten Ausführung kann die Trenneinrichtung neben dem Schaltventil, das die beiden Hydraulikkreise voneinander trennt, auch ein weiteres Ventil, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil, aufweisen. Das Ventil kann in einer Abzweigungsleitung vorgesehen sein, wobei die Abzweigungsleitung mit dem Hydraulikkreis und an einem von dem Hydraulikkreis entfernten Ende mit einem Fluidsammelbehältnis verbunden ist.In a preferred embodiment, the separating device in addition to the switching valve, which separates the two hydraulic circuits from each other, also a further valve, in particular a pressure relief valve, have. The valve may be provided in a branch line, the branch line being connected to the hydraulic circuit and to a fluid collection container at an end remote from the hydraulic circuit.
Die Fördereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass diese abhängig von einer Steuerdruckvorgabe zwischen einem Wert, bei dem kein Fluidvolumenstrom gefördert wird, und einem Wert, bei dem ein maximaler Fluidvolumenstrom gefördert wird, proportional verstellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Fördereinrichtung derart ausgebildet sein, dass durch Vorgabe eines Steuerdrucks die maximale Leistungsabgabe der Fördereinrichtung begrenzt werden kann. Diese Leistungsregelung der Fördereinrichtung kann zur Anpassung der maximalen hydraulischen Leistung der Fördereinrichtung an die maximale Leistung des Verbrauchers benutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fördereinrichtung derart ausgebildet sein, dass durch Vorgabe des Steuerdrucks und durch eine geregelte Verstellung der Fördereinrichtung ein vorgegebener maximaler Druck im Hydrauliksystem nicht überschritten wird.The delivery device may be designed such that it can be adjusted proportionally depending on a control pressure specification between a value at which no fluid volume flow is conveyed and a value at which a maximum fluid volume flow is delivered. Alternatively or additionally, the conveying device may be designed such that by specifying a control pressure, the maximum power output of the conveyor can be limited. This capacity control of the conveyor can be used to adjust the maximum hydraulic power of the conveyor to the maximum power of the consumer. Alternatively or additionally, the conveyor may be designed such that a predetermined maximum pressure in the hydraulic system is not exceeded by setting the control pressure and by a controlled adjustment of the conveyor.
Wie voranstehend beschrieben besteht die Möglichkeit, dass wenigstens eine Fördereinrichtung mittels eines Vorsteuersignals direkt verstellbar ist. Die Steuervorrichtung kann mit entsprechenden Mitteln zur Analyse der an die Fördereinrichtungen übertragenen Vorsteuersignale ausgeführt sein. In Abhängigkeit des Analyseergebnisses kann die Steuervorrichtung ein oder mehrere Trenneinrichtungen passend ansteuern. Die Vorsteuersignale korrelieren beispielsweise mit einem vom Bediener des Hydraulikkreislaufs gewünschten Bewegungsablauf für die einzelnen Verbraucher. Damit lässt die Analyse einen Rückschluss auf den vom Bediener gewünschten Bewegungsablauf zu, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, in Abhängigkeit des Analyseergebnisses ein oder mehrere Trenneinrichtungen bzw. die darin integrierten Ventilanordnungen anzusprechen. Die vorhandenen Fördereinrichtungen lassen sich gezielt in Abhängigkeit des benötigten Volumenstroms einstellen bzw. summieren, um einen höheren Volumenstrom bereitstellen zu können. Es wird also vorab abgeschätzt, welcher Volumenstrom für die Betätigung der einzelnen Verbraucher notwendig ist. In Kenntnis des benötigten Volumenstroms kann die Steuervorrichtung eine entsprechende Summierung der Fördereinrichtungen vorsehen, um den notwendigen Pumpenvolumenstrom bereitstellen zu können. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit der Vorsteuersignale zwei oder mehr Fördereinrichtungen zur Pumpensummation zusammenzuschalten.As described above, there is the possibility that at least one conveying device can be directly adjusted by means of a precontrol signal. The control device can be designed with corresponding means for analyzing the pilot control signals transmitted to the conveyors. Depending on the analysis result, the control device can control one or more separation devices appropriately. The pilot signals correlate, for example, with a movement sequence desired by the operator of the hydraulic circuit for the individual consumers. Thus, the analysis allows a conclusion on the movement desired by the operator, whereby the possibility is opened, depending on the analysis result, to address one or more separation devices or the valve assemblies integrated therein. The existing delivery devices can be adjusted or added in a targeted manner as a function of the required volume flow in order to be able to provide a higher volume flow. It is therefore estimated in advance, which volume flow is necessary for the actuation of the individual consumers. With knowledge of the required volume flow, the control device can provide a corresponding summation of the delivery devices in order to be able to provide the necessary pump volume flow. For example, it is possible to interconnect two or more conveying devices for pump summation as a function of the pilot control signals.
Die Einstelleinrichtung kann in einem stromaufwärtigen Bereich des Verbrauchers angeordnet sein und/oder nach einer 4/3 Ventillogik arbeiten. Ferner kann die Einstelleinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie die Bewegungsrichtung des Verbrauchers durch eine Fluidzufuhr in den Verbraucher und/oder eine Fluidabfuhr aus dem Verbraucher einstellt. So kann die Einstelleinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Fluidanschluss des Verbrauchers, insbesondere unmittelbar, verbunden sein. Zudem kann die Einstelleinrichtung mit einem Fluidsammelbehältnis als auch der Fördereinrichtung, insbesondere unmittelbar, verbunden sein. Dabei kann wenigstens eine Einstelleinrichtung einem Verbraucher zugeordnet sein.The adjuster may be located in an upstream portion of the load and / or operate on a 4/3 valve logic. Furthermore, the adjusting device can be designed such that it controls the direction of movement of the Consumer sets by a fluid supply to the consumer and / or fluid removal from the consumer. Thus, the adjustment can be connected to a first and a second fluid connection of the consumer, in particular directly. In addition, the adjusting device can be connected to a fluid collection container as well as to the delivery device, in particular directly. In this case, at least one adjusting device can be assigned to a consumer.
Die Einstelleinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass diese in wenigstens drei Stellungen geschaltet werden kann. Die Schaltung der Einstelleinrichtung kann durch eine Steuervorrichtung erfolgen. So kann die Einstelleinrichtung in einer ersten Stellung derart geschaltet werden, dass kein von der Fördereinrichtung geförderter Fluidvolumenstrom zum Verbraucher strömen kann. Ferner kann die Einstelleinrichtung in einer zweiten Stellung derart geschaltet werden, dass der von der Fördereinrichtung geförderte Fluidvolumenstrom über den ersten Fluidanschluss in den Verbraucher einströmt und über den zweiten Fluidanschluss aus dem Verbraucher ausströmt und in das Fluidsammelbehältnis gelangt. In einer dritten Stellung kann die Einstelleinrichtung derart geschaltet werden, dass der von der Fördereinrichtung geförderte Fluidvolumenstrom über den zweiten Fluidanschluss in den Verbraucher einströmt und über den ersten Fluidanschluss aus dem Verbraucher ausströmt und in das Fluidsammelbehältnis gelangt. Im Ergebnis kann die Fluidstromrichtung und damit die Bewegungsrichtung durch einen einfachen Aufbau der Einstelleinrichtung des Verbrauchers gesteuert werden.The adjusting device can be designed such that it can be switched in at least three positions. The circuit of the adjustment can be done by a control device. Thus, the adjustment can be switched in a first position such that no funded by the conveyor fluid flow can flow to the consumer. Furthermore, the adjustment device can be switched in a second position such that the fluid volume flow conveyed by the delivery device flows into the consumer via the first fluid connection and flows out of the consumer via the second fluid connection and into the fluid collection container. In a third position, the setting device can be switched such that the fluid volume flow conveyed by the conveyor flows into the consumer via the second fluid connection and flows out of the consumer via the first fluid connection and enters the fluid collection container. As a result, the fluid flow direction, and hence the direction of movement, can be controlled by a simple structure of the consumer's adjuster.
Die Öffnungscharakteristik der Ventile kann proportional verstellbar sein. Insbesondere kann der Öffnungsquerschnitt des dem Verbraucher nachgeschalteten Rücklaufventils proportional verstellbar sein. Das dem Verbraucher vorgeschaltete Zulaufventil kann so ausgebildet sein, dass es entweder vollständig geöffnet oder geschlossen ist. Mittels der Ansteuerung der einzelnen Ventile einer Einstelleinrichtung kann das Öffnungsverhalten der Ventile getrennt voneinander beeinflußt werden, so dass der aus dem Verbraucher ausströmende Fluidvolumenstrom unabhängig von dem in den Verbraucher eingeströmten Fluidvolumenstrom angedrosselt werden kann. Dadurch kann ein erforderlicher Mindestdruck im Zulauf des Verbrauchers eingehalten werden.The opening characteristic of the valves can be proportionally adjustable. In particular, the opening cross section of the consumer downstream return valve may be proportionally adjustable. The upstream of the consumer inlet valve may be formed so that it is either fully open or closed. By means of the control of the individual valves of an adjusting device, the opening behavior of the valves can be influenced separately from one another, so that the fluid volume flow flowing out of the consumer can be throttled independently of the fluid volume flow that has flowed into the consumer. As a result, a required minimum pressure in the inlet of the consumer can be maintained.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung wenigstens ein Längsschieberventil aufweisen. Das Längsschieberventil kann einen Kolben aufweisen, wobei der Kolben über die notwendigen Steuerkanten zur Realisierung der 4/3-Ventillogik besitzt und damit zur Steuerung der Bewegungsrichtung des Verbrauchers dient. Der Öffnungsquerschnitt des Längsschieberventils kann proportional verstellt werden.Alternatively or additionally, the adjusting device may comprise at least one longitudinal slide valve. The longitudinal slide valve may have a piston, wherein the piston has the necessary control edges for the realization of the 4/3-valve logic and thus serves to control the direction of movement of the consumer. The opening cross section of the longitudinal slide valve can be adjusted proportionally.
Das Hydrauliksystem kann in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Insbesondere kann das Hydrauliksystem in Baufahrzeugen, wie beispielsweise Hydraulikbagger, Radlader, Raupen, Kranen, etc., eingesetzt werden.The hydraulic system can be used in a vehicle. In particular, the hydraulic system can be used in construction vehicles, such as hydraulic excavators, wheel loaders, caterpillars, cranes, etc.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
Es zeigt:It shows:
Das in
Der erste Hydraulikkreis
Zudem weist die Trenneinrichtung
Die Fördereinrichtung
Die Einstelleinrichtung
Die Einstelleinrichtung
Der Verbraucher
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Hydrauliksystems
Durch die Steuervorrichtung wird ein Steuersignal an die Fördereinrichtung
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass das erste Ventil
Für den Fall, dass das von der Fördereinrichtung
Prinzipiell werden die Geschwindigkeiten der Verbraucher
Durch eine Analyse dieser Vorsteuersignale der Vorsteuergeräte durch die Steuervorrichtung kann ein Rückschluss auf den vom Fahrer gewünschten Bewegungsablauf für die einzelnen Verbraucher
Bei geöffnetem Schaltventil
Für die entgegengesetzte Ansteuerung des Verbrauchers
Die Hauptventile
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