DE102013207299A1 - Hydraulisches Wegeventil für das Hubwerk eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs - Google Patents

Hydraulisches Wegeventil für das Hubwerk eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs Download PDF

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Rainer Trucksess
Reiner Kunz
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wegeventil (10) mit einem Pumpenanschluss (P), einem Rücklaufanschluss (R) und einem ersten und einem zweiten Arbeitsanschluss (A; B), wobei der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A; B) mit einem Hydraulikzylinder (30) eines Hubwerks einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs verbindbar sind, wobei der Pumpenanschluss (P) mit einer Hydraulikpumpe (40) verbindbar ist,
wobei in einer ersten Schaltstellung (11) der Pumpenanschluss (P), der Rücklaufanschluss (R) und der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A; B) gesperrt sind,
wobei in einer zweiten Schaltstellung (12) der Pumpenanschluss (P) mit dem ersten Arbeitsanschluss (A) und der Rücklaufanschluss (R) mit dem zweiten Arbeitsanschluss (B) verbunden sind,
wobei in einer dritten Schaltstellung (13) der Pumpenanschluss (P) mit dem zweiten Arbeitsanschluss (B) und der Rücklaufanschluss (R) mit dem ersten Arbeitsanschluss (A) verbunden sind,
wobei in einer vierten Schaltstellung (14) der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A, B) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden sind, wobei der Pumpenanschluss (P) gesperrt ist.
Erfindungsgemäß ist eine sechste Schaltstellung (60) vorgesehen, in der der erste Arbeitsanschluss (A) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden ist, wobei der zweite Arbeitsanschluss (B) und der Pumpenanschluss (P) gesperrt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wegeventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • In der US 6 971 453 B2 wird das hydraulische Hubwerk eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs beschrieben. Das Hubwerk umfasst zwei Hydraulikzylinder zum Anheben und Absenken des Hubwerks. Diese sind mit dem ersten und dem zweiten Arbeitsanschluss eines hydraulischen Wegeventils verbunden. Das Wegeventil besitzt außerdem einen Pumpenanschluss, der mit einer Hydraulikpumpe verbunden ist, welche Hydraulikfluid aus einem Vorratstank zu den Hydraulikzylindern fördern kann. Weiter besitzt das Wegeventil einen Rücklaufanschluss, der mit dem Vorratstank verbunden ist.
  • Das hydraulische Wegeventil ist als Proportionalventil ausgeführt und besitzt vier Schaltstellungen. In der ersten Schaltstellung sind der Pumpenanschluss, der Rücklaufanschluss und der erste und der zweite Arbeitsanschluss gesperrt, so dass die Stellung des Hubwerks nicht verändert werden kann.
  • In der zweiten Schaltstellung sind der Pumpenanschluss mit dem ersten Arbeitsanschluss und der Rücklaufanschluss mit dem zweiten Arbeitsanschluss verbunden, so dass das Hubwerk abgesenkt wird, wobei das daran angebrachte Arbeitsgerät gegen den Untergrund gedrückt werden kann.
  • In der dritten Schaltstellung sind der Pumpenanschluss mit dem zweiten Arbeitsanschluss und der Rücklaufanschluss mit dem ersten Arbeitsanschluss verbunden, so dass das Hubwerk angehoben werden kann.
  • Weiter ist eine vierte Schaltstellung vorgesehen, die als Freigangstellung ausgebildet ist, d.h. der erste und der zweite Arbeitsanschluss sind mit dem Rücklaufanschluss verbunden, wobei der Pumpenanschluss gesperrt ist. In dieser Schaltstellung kann das Hubwerk durch von außen angreifende Kräfte frei angehoben und abgesenkt werden. Diese Schaltstellung wird verwendet, wenn an dem Hubwerk ein Arbeitsgerät angebracht ist, das während der Fahrt des landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf dem Untergrund abgestützt ist, wobei es diesem folgen soll. Bei dem Arbeitsgerät kann es sich beispielsweise um ein Mähwerk handeln.
  • Weiter ist bei der US 6 971 453 B2 ein gesondertes Schaltventil vorgesehen, mit dem ein weiterer Schaltzustand realisiert wird, bei dem der erste Arbeitsanschluss mit dem Vorratstank verbunden ist. Dieses Schaltventil ist in den bereits erläuterten Schaltstellungen des Wegeventils gesperrt. In dem genannten weiteren Schaltzustand ist es geöffnet, wobei sich das Wegeventil in der zweiten Schaltstellung befindet. Die Hydraulikpumpe fördert also ohne Last in den Tank, so dass sich am Hydraulikzylinder kein Druck aufbaut. In diesem Schaltzustand kann das Hubwerk nur durch das Eigengewicht des angeschlossenen Arbeitsgerätes abgesenkt werden. Dieser Schaltzustand wird beispielsweise angewendet, um das Hubwerk abzusenken, bevor es in die bereits angesprochene Freigangstellung gebracht wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Wegeventil zu schaffen, mit dem das Hubwerk mit einer definierten Maximalkraft gegen den Untergrund gedrückt werden kann, ohne dass hierfür Druckfluid von der Pumpe gefördert werden muss. Diese Funktion soll mit minimalem Aufwand realisiert werden, so dass die Kosten gering sind. Ein mit einem solchen Wegeventil ausgestatteter Traktor arbeitet besonders energiesparend.
  • Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine sechste Schaltstellung vorgesehen ist, in der der erste Arbeitsanschluss mit dem Rücklaufanschluss verbunden ist, wobei der zweite Arbeitsanschluss und der Pumpenanschluss gesperrt sind.
  • Das Hydraulikventil ist vorzugsweise Bestandteil eines hydraulischen Antriebssystems, mit dem das Hubwerk bewegt wird, wobei der zweite Arbeitsanschluss über ein Druckbegrenzungsventil mit einem Vorratstank verbunden ist.
  • Im Ergebnis kann das Hubwerk abgesenkt werden, bis es auf dem Untergrund aufliegt. Wenn der Traktor nun in Bewegung versetzt wird, bewegt sich das Hubwerk zwangsweise aufgrund der Unebenheiten des Untergrunds nach oben. Hierdurch wird in der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss und dem Hydraulikzylinder des Hubwerks ein Fluiddruck aufgebaut, welcher durch das Druckbegrenzungsventil auf einen definierten Maximalwert begrenzt wird. Die Hydraulikpumpe braucht also kein Druckfluid zu fördern, um den genannten Druck aufzubauen. Die Energie für den Druckaufbau wird stattdessen durch den Fahrantrieb des Traktors bereitgestellt. Sobald sich das Hubwerk aufgrund der Bodenunebenheit nach unten beweg, sinkt der Druck in der genannten Verbindungsleitung, wobei das Hubwerk mindestens mit seinem Eigengewicht auf dem Untergrund aufliegt.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
  • Die dritte Schaltstellung kann eine Endstellung des Wegeventils sein, wobei die dritte und die sechste Schaltstellung unmittelbar benachbart angeordnet sind. Durch diese Anordnung der genannten Schaltstellungen muss am bekannten Ventil im Wesentlichen eine Abmessung wenig geändert werden, um die oben angesprochene Zusatzfunktion zu realisieren. Somit ist dieses Wegeventil besonders kostengünstig.
  • Der Bewegungsweg, über den sich die sechste Schaltstellung erstreckt, kann zwischen 30% und 100% des Bewegungsweges betragen, über den sich die dritte Schaltstellung erstreckt.
  • Es kann eine fünfte Schaltstellung vorgesehen sein, in der der Rücklaufanschluss mit dem zweiten Arbeitsanschluss verbunden ist, wobei der Pumpenanschluss und der erste Arbeitsanschluss gesperrt sind. Als Ersatz für das gesonderte Schaltventil wird das Wegeventil mit einer weiteren, fünften Schaltstellung ausgestattet. In dieser fünften Schaltstellung ist der Pumpenanschluss gesperrt. Im Gegensatz zur oben erläuterten Lösung wird der Pumpenförderstrom nicht über das Wegeventil zum Vorratstank abgeleitet. Der erste Arbeitsanschluss ist ebenfalls gesperrt. Durch diese Ausgestaltung des Wegeventils kann auf ein zusätzliches Schaltventil verzichtet werden.
  • Das hydraulische Wegeventil kann einen linearbeweglichen Ventilschieber aufweisen, bei dessen Bewegung die Schaltstellungen in der Reihenfolge
    • – dritte Schaltstellung;
    • – sechste Schaltstellung;
    • – erste Schaltstellung;
    • – fünfte Schaltstellung;
    • – zweite Schaltstellung; und
    • – vierte Schaltstellung
    durchlaufen werden. Mit dieser Ausführungsform kann das hydraulische Wegeventil besonders einfach realisiert werden. Im Unterschied zum bekannten Wegeventil muss nur die Lage einer einzigen Feinsteuerkerbe verändert werden, um die sechste bzw. fünfte Schaltstellung zu realisieren. Dies wird mit Bezug auf 3 noch näher erläutert.
  • Es kann ein LS-Anschluss am hydraulischen Wegeventil vorgesehen sein, der mit dem Druckregler der Hydraulikpumpe verbindbar ist, wobei der LS-Anschluss in der zweiten und der dritten Schaltstellung mit dem Pumpenanschluss verbunden ist, wobei er in der ersten, der vierten und der sechsten Schaltstellung mit dem Rücklaufanschluss verbunden ist. Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Hubwerkssteuerungen, die nach dem Load-Sensing-Prinzip arbeiten, bekannt. Dabei wird der am Hydraulikzylinder wirkende Lastdruck an den Druckregler der Pumpe zurückgemeldet, um den Pumpendruck zu regeln. Hierdurch wird ein energiesparender Betrieb der Hydraulikpumpe ermöglicht. Mit der vorgeschlagenen Lösung wird die Anwendung des Load-Sensing-Prinzips auch im erfindungsgemäßen fünften Schaltzugstand ermöglicht.
  • Das Wegeventil kann als Proportionalventil ausgeführt sein, in dem sämtliche Fluidverbindungen kontinuierlich öffnen und schließen. Hierdurch kann das Hubwerk feinfühlig bewegt werden, d.h. je nach Wunsch des Bedieners können langsame und schnelle Bewegungsgeschwindigkeiten mit feiner Abstufung eingestellt werden.
  • Der Ventilschieber kann zwischen der zweiten und der vierten Schaltstellung einen ersten Übergangsbereich durchlaufen, in dem der Pumpenanschluss mit dem ersten Arbeitsanschluss verbunden ist, wobei die Fluidverbindung vom ersten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss gesperrt ist. Der Übergang zwischen der zweiten und der vierten Schaltstellung erfordert mehrere Änderungen hinsichtlich der Verschaltung der Anschlüsse des Wegeventils. Durch die Einführung des vorgeschlagenen Übergangsbereichs, der im Betrieb immer nur kurzzeitig durchfahren und für die Bewegungssteuerung im Wesentlichen nicht verwendet wird, können diese Verschaltungsänderungen besonders einfach realisiert werden.
  • Der Ventilschieber kann zwischen dem ersten Übergangsbereich und der vierten Schaltstellung einen zweiten Übergangsbereich durchlaufen, in dem die Fluidverbindung vom Rücklaufanschluss zum ersten Arbeitsanschluss kontinuierlich öffnet. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls eine einfache Realisierung des Wegeventils ermöglicht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
  • 1 ein hydraulisches Antriebssystem mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Wegeventil gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine zweite Ausführungsform des hydraulischen Wegeventils;
  • 3 ein Diagramm, in dem die Öffnungsquerschnittsfläche der verschiedenen Verbindungspfade des Wegeventils über dem Bewegungsweg des Ventilschiebers aufgetragen ist.
  • 1 zeigt ein hydraulisches Antriebssystem 1 mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Wegeventil 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Hydraulikzylinder 30 ist beispielsweise Bestandteil eines (nicht dargestellten) Hubwerks eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, beispielsweise eines Traktors. Durch Druckbeaufschlagung vom ringflächenseitigen Zylinderraum 32 her wird das Hubwerk abgesenkt. Der ringflächenseitige Zylinderraum 32 ist dabei am ersten Arbeitsanschluss A des Wegeventils 10 angeschlossen. Durch Druckbeaufschlagung vom gegenüberliegenden kolbenbodenseitigen Zylinderraum 31 her wird das Hubwerk angehoben. Der kolbenbodenseitige Zylinderraum 31 ist dabei am zweiten Arbeitsanschluss B des Wegeventils 10 angeschlossen. Die Funktion von kolbenbodenseitigem und ringflächenseitigem Zylinderraum 31; 32 kann auch vertauscht sein
  • Der Hydraulikzylinder 30 wird von einer Hydraulikpumpe 40 angetrieben, welche Hydraulikfluid aus einem Vorratstank 43 ansaugt und unter Druck zum Hydraulikzylinder 30 fördert. Die Hydraulikpumpe 40 ist an den Pumpenanschluss P des Wegeventils 10 angeschlossen. Der entsprechende Förderstrom wird in den Vorratstank 43 abgeleitet. Der Rücklaufanschluss R des Wegeventils 10 ist ebenfalls mit dem Vorratstank 43 verbunden.
  • Das Wegeventil 10 wird über die beiden in entgegengesetzter Richtung wirkenden Rückstellfedern 20 in der ersten Schaltstellung 11 gehalten. In der ersten Schaltstellung 11 sind der Pumpenanschluss P, der Rücklaufanschluss R und der erste und der zweite Arbeitsanschluss A; B gesperrt. Der Förderstrom der Hydraulikpumpe 40 mit verstellbarem Verdrängungsvolumen wird dabei auf Null eingestellt.
  • Zwecks Einstellung des dritten Schaltzustandes 13 wird der Ventilschieber mit der ersten elektromagnetischen Betätigung 21 nach rechts verfahren, so dass der Pumpenanschluss P mit dem zweiten Arbeitsanschluss B und der erste Arbeitsanschluss A mit dem Rücklaufanschluss R verbunden sind. Hierdurch wird das Hubwerk angehoben.
  • Zwischen der ersten und der dritten Schaltstellung 11; 13 ist die erfindungsgemäße sechste Schaltstellung 60 angeordnet. In dieser ist der erste Arbeitsanschluss A mit dem Rücklaufanschluss verbunden, wobei der zweite Arbeitsanschluss B und der Pumpenanschluss P gesperrt sind. Das stetig verstellbare Wegeventil 10 muss also nur in diese Zwischenstellung geschaltet werden, um seine erfindungsgemäße Funktion auszuführen.
  • Mit der zweiten elektromagnetischen Betätigung 22 wird der Ventilschieber nach links verschoben, wobei er nacheinander in die fünfte 15, die zweite 12 und die vierte Schaltstellung 14 gelangt.
  • In der fünften Schaltstellung 15 sind der Pumpenanschluss P und der erste Arbeitsanschluss A gesperrt, wobei der zweite Arbeitsanschluss B mit dem Rücklaufanschluss R verbunden ist. Das Hydraulikfluid in dem ringflächenseitigen Zylinderraum 32 wird von dem Gewicht des an dem Hubwerk angebrachten Arbeitsgeräts unter Druck gesetzt, wobei es über die im Wegeventil 10 eingestellte Öffnungsquerschnittsfläche kontrolliert in den Vorratstank 43 abfließen kann. Das Hubwerk senkt sich damit allein aufgrund seines Eigengewichts ab.
  • Wird der Ventilschieber nun weiter in die zweite Schaltstellung 12 bewegt, so ist der Pumpenanschluss P mit dem ersten Arbeitsanschluss A verbunden, so dass das Hubwerk mit dem Arbeitsgerät zusätzlich zum Eigengewicht mit hydraulischer Kraft nach unten gedrückt werden kann.
  • In der vierten Schaltstellung 14 sind der erste und der zweite Arbeitsanschluss A; B mit dem Rücklaufanschluss R verbunden, wobei der Pumpenanschluss P gesperrt ist.
  • In dieser Schaltstellung kann sich das Hubwerk frei aufgrund der von außen angreifenden Kräfte bewegen.
  • Weiter ist ein LS-Anschluss LS an dem Wegeventil 10 vorgesehen, welcher mit einem Druckregler 44, einer hydraulischen Verstelleinrichtung 45 und einer Hydraulikpumpe 40 mit verstellbarem Verdrängungsvolumen verbunden ist. In der zweiten und der dritten Schaltstellung 12; 13, in denen der Hydraulikzylinder 30 durch den Fluidstrom der Hydraulikpumpe 40 bewegt werden soll, ist der Pumpenanschluss P des Wegeventils mit dem LS-Anschluss LS verbunden. Das Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe 40 wird also entsprechend dem am Hydraulikzylinder 30 benötigten Volumenstrom eingeregelt, so dass kein überschüssiger Fluidstrom in den Vorratstank 43 abgeleitet werden muss.
  • In den verbleibenden Schaltstellungen eins 11, vier 14, fünf 15 und sechs 60, in denen die Hydraulikpumpe 40 das Hubwerk nicht antreibt, ist der LS-Anschluss LS mit dem Rücklaufanschluss R verbunden, so dass das Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe 40 im Wesentlichen auf Null verstellt wird. Die Hydraulikpumpe 40 fördert damit im Wesentlichen kein Hydraulikfluid und benötigt dementsprechend sehr wenig Antriebsleistung.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des hydraulischen Wegeventils 10. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform allein dadurch, dass der LS-Anschluss weggelassen wurde. Es ist für ein sogenanntes Open-Center-System vorgesehen, bei dem die Hydraulikpumpe ein konstantes Verdrängungsvolumen aufweist, wobei in den Schaltstellungen 11; 15; 14; 60, in denen der Pumpenanschluss P gesperrt ist, Förderstrom der Hydraulikpumpe über ein gesondertes Bypassventil in den Vorratstank 43 zurück geleitet wird. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Energieverluste höher, wobei die Kosten für die Hydraulikpumpe geringer als bei der ersten Ausführungsform sind.
  • 3 zeigt ein Diagramm, in dem die Öffnungsquerschnittsfläche Q der verschiedenen Verbindungspfade des Wegeventils über dem Bewegungsweg s des Ventilschiebers aufgetragen ist. Nicht dargestellt sind die Fluidverbindungen zum LS-Anschluss, da hier nur sehr geringe Volumenströme fließen, so dass die Gestaltung der entsprechenden Schaltübergänge wenig kritisch ist.
  • In der Horizontalen ist der Bewegungsweg s des Ventilschiebers aufgetragen. In der Vertikalen ist die Öffnungsquerschnittsfläche Q der entsprechenden Fluidverbindung aufgetragen. Der Koordinatenursprung entspricht der Stellung des Ventilschiebers, der durch die beiden Rückstellfedern (Nr. 20; 1; 2) eingestellt wird.
  • Die erste Schaltstellung 11 ist im Bereich des Koordinatenursprungs angeordnet. In der ersten Schaltstellung 11 sind alle Fluidverbindungen im Wesentlichen vollständig geschlossen. Es finden allenfalls durch unvermeidbare Leckage bedingte Volumenströme statt.
  • Wenn der Ventilschieber in Richtung der dritten Schaltstellung 13 bewegt wird, öffnet sich die Fluidverbindung A-R vom ersten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss, wobei der zweite Arbeitsanschluss und der Pumpenanschluss gesperrt sind. Dies ist die erfindungsgemäße sechste Schaltstellung 60. Am Ende der sechsten Schaltstellung 60 wird die Fluidverbindung vom P-B Pumpenanschluss zum zweiten Arbeitsanschluss stetig geöffnet, so dass die dritte Schaltstellung 13 gegeben ist. Die dritte Schaltstellung 13 liegt vor, bis der Ventilschieber am ersten Endanschlag 63 anstößt. Die dritte Schaltstellung 13 ist also eine Endstellung des Ventilschiebers. Der Bewegungsweg 62 des Ventilschiebers, über den sich die sechste Schaltstellung erstreckt, beträgt beispielsweise 50% des Bewegungsweges 61 des Ventilschiebers, über den sich die dritte Schaltstellung 13 erstreckt. Die beiden Bewegungswege 61 und 62 betragen zusammen genommen beispielsweise 3 mm.
  • Die Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung A-R ist immer größer als die Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung P-B, so dass das in den Vorratstank zurückfließende Hydraulikfluid in der dritten Schaltstellung 13 einem geringen Gegendruck ausgesetzt ist. Noch ehe der Ventilschieber den ersten Endanschlag 63 erreicht, ist die Fluidverbindung A-R vollständig geöffnet, wobei die Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung P-B weiter bis zum ersten Endanschlag 63 stetig zunimmt.
  • Die Graphen der beiden Verbindungen P-B und A-R zeigen einen Feinsteuerbereich 51 mit geringerer Steigung, welcher der feinfühligen Bewegung des Hubwerks dient. Der verbleibende Bereich mit größerer Steigung wurde eingeführt, um große Volumenströme auch durch kleine Änderungen des Schieberwegs s einstellen zu können. In der Folge kann der Gesamtschieberweg und damit die Baugröße des Wegeventils klein gehalten werden.
  • Wenn der Ventilschieber von der ersten Schaltstellung 11 in die fünfte Schaltstellung 15 bewegt wird, öffnet zuerst die Fluidverbindung B-R vom zweiten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss. Dieser Punkt markiert den Beginn der fünften Schaltstellung 15. Auch hier ist ein Feinsteuerbereich 52 mit geringer Steigung vorgesehen. Wenn das Ende des Feinsteuerbereichs 52 der Fluidverbindung B-R erreicht ist, öffnet auch die Fluidverbindung P-A vom Pumpenanschluss zum ersten Arbeitsanschluss. Diese Stelle markiert den Beginn der zweiten Schaltstellung 12.
  • Wird der Ventilschieber nun noch weiter in Richtung des zweiten Endanschlages 64 bewegt, so erreicht die Fluidverbindung B-R ihre maximale Öffnungsquerschnittsfläche, die bis zum zweiten Endanschlag 64 konstant geöffnet bleibt. Kurz nachdem die Fluidverbindung B-R ihre maximale Öffnungsquerschnittsfläche erreicht hat, erreicht auch die Fluidverbindung P-A ihre maximale Öffnungsquerschnittsfläche 50, wobei diese bei der weiteren Bewegung des Ventilschiebers wieder auf Null absinkt. Dabei ist die maximale Öffnungsquerschnittsfläche 50 der Fluidverbindung P-A kleiner als die maximale Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung B-R, so dass auch hier das zum Vorratstank zurückfließende Hydraulikfluid einem geringen Gegendruck ausgesetzt ist.
  • Spätestens das Maximum 50 der Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung P-A markiert das Ende der zweiten Schaltstellung 12. Bevorzugt endet die zweite Schaltstellung 12 jedoch etwas früher. Der hier beginnende erste Übergangsbereich 16 reicht bis zu dem Punkt, an dem die Fluidverbindung P-A vollständig geschlossen ist. Daran schließt sich ein zweiter Übergangsbereich 17 an, in dem die Fluidverbindung A-R vom ersten Arbeitsanschluss zum Rücklaufanschluss schnell aber kontinuierlich bis zu einer maximalen Öffnungsquerschnittsfläche öffnet. Die maximalen Öffnungsquerschnittsflächen der Fluidverbindungen A-R und B-R sind gleich groß. An diesem Punkt beginnt die vierte Schaltstellung 14, in der die Öffnungsquerschnittsflächen der Fluidverbindungen A-R und B-R konstant bleiben.
  • Anzumerken ist, dass der erste und der zweite Übergangsbereich 16; 17 beim Betrieb des Wegeventils nur kurzzeitig durchfahren werden.
  • Bezugszeichenliste
  • P
    Pumpenanschluss
    R
    Rücklaufanschluss
    A
    erster Arbeitsanschluss
    B
    zweiter Arbeitsanschluss
    LS
    LS-Anschluss
    P-A
    Fluidverbindung vom Pumpenanschluss zum ersten Arbeitsanschluss
    P-B
    Fluidverbindung vom Pumpenanschluss zum zweiten Arbeitsanschluss
    A-R
    Fluidverbindung vom ersten Arbeitsanschluss zum Vorratstank
    B-R
    Fluidverbindung vom zweiten Arbeitsanschluss zum Vorratstank
    Q
    Öffnungsquerschnittsfläche
    s
    Bewegungsweg des Ventilschiebers
    1
    hydraulisches Antriebssystem
    10
    hydraulisches Wegeventil
    11
    erste Schaltstellung
    12
    zweite Schaltstellung
    13
    dritte Schaltstellung
    14
    vierte Schaltstellung
    15
    fünfte Schaltstellung
    16
    erster Übergangsbereich
    17
    zweiter Übergangsbereich
    20
    Rückstellfeder
    21
    erste elektromagnetische Betätigung
    22
    zweite elektromagnetische Betätigung
    30
    Hydraulikzylinder
    31
    kolbenbodenseitiger Zylinderraum
    32
    ringflächenseitiger Zylinderraum
    40
    Hydraulikpumpe
    41
    Pumpenleitung
    42
    Druckbegrenzungsventil
    43
    Vorratstank
    44
    Druckregler
    45
    Verstelleinrichtung
    50
    Maximum der Öffnungsquerschnittsfläche der Fluidverbindung P-A
    51
    Feinsteuerbereich
    52
    Feinsteuerbereich
    60
    sechste Schaltstellung
    61
    Bewegungsweg, über den sich die dritte Schaltstellung erstreckt
    62
    Bewegungsweg, über den sich die sechste Schaltstellung erstreckt
    63
    erster Endanschlag
    64
    zweiter Endanschlag
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6971453 B2 [0002, 0007]

Claims (10)

  1. Hydraulisches Wegeventil (10) mit einem Pumpenanschluss (P), einem Rücklaufanschluss (R) und einem ersten und einem zweiten Arbeitsanschluss (A; B), wobei der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A; B) mit einem Hydraulikzylinder (30) eines Hubwerks einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs verbindbar sind, wobei der Pumpenanschluss (P) mit einer Hydraulikpumpe (40) verbindbar ist, wobei in einer ersten Schaltstellung (11) der Pumpenanschluss (P), der Rücklaufanschluss (R) und der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A; B) gesperrt sind, wobei in einer zweiten Schaltstellung (12) der Pumpenanschluss (P) mit dem ersten Arbeitsanschluss (A) und der Rücklaufanschluss (R) mit dem zweiten Arbeitsanschluss (B) verbunden sind, wobei in einer dritten Schaltstellung (13) der Pumpenanschluss (P) mit dem zweiten Arbeitsanschluss (B) und der Rücklaufanschluss (R) mit dem ersten Arbeitsanschluss (A) verbunden sind, wobei in einer vierten Schaltstellung (14) der erste und der zweite Arbeitsanschluss (A, B) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden sind, wobei der Pumpenanschluss (P) gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine sechste Schaltstellung (60) vorgesehen ist, in der der erste Arbeitsanschluss (A) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden ist, wobei der zweite Arbeitsanschluss (B) und der Pumpenanschluss (P) gesperrt sind.
  2. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schaltstellung (13) eine Endstellung des Wegeventils (10) ist, wobei die dritte und die sechste Schaltstellung (13; 60) unmittelbar benachbart angeordnet sind.
  3. Hydraulisches Wegeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsweg (62) über den sich die sechste Schaltstellung (60) erstreckt, zwischen 30% und 100% des Bewegungsweges (61) beträgt, über den sich die dritte Schaltstellung (13) erstreckt.
  4. Hydraulisches Wegeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Schaltstellung (15) vorgesehen ist, in der der Rücklaufanschluss (R) mit dem zweiten Arbeitsanschluss (B) verbunden ist, wobei der Pumpenanschluss (P) und der erste Arbeitsanschluss (A) gesperrt sind, wobei eine sechste Schaltstellung (60) vorgesehen ist.
  5. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Wegeventil (10) einen linearbeweglichen Ventilschieber aufweist, bei dessen Bewegung die Schaltstellungen (1115) in der Reihenfolge – dritte Schaltstellung (13); – sechste Schaltstellung (60); – erste Schaltstellung (11); – fünfte Schaltstellung (15); – zweite Schaltstellung (12); und – vierte Schaltstellung (14) durchlaufen werden.
  6. Hydraulisches Wegeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein LS-Anschluss (LS) vorgesehen ist, der mit dem Druckregler (44) der Hydraulikpumpe (40) verbindbar ist, wobei der LS-Anschluss (LS) in der zweiten und der dritten Schaltstellung (12; 13) mit dem Pumpenanschluss verbunden ist, wobei er in der ersten, der vierten und der sechsten Schaltstellung (11; 14; 60) mit dem Rücklaufanschluss (R) verbunden ist.
  7. Hydraulisches Wegeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (10) als Proportionalventil ausgeführt ist, in dem sämtliche Fluidverbindungen (P-A, P-B; A-R; B-R) kontinuierlich öffnen und schließen.
  8. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 7, rückbezogen auf Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber zwischen der zweiten und der vierten Schaltstellung (12; 14) einen ersten Übergangsbereich (16) durchläuft, in dem der Pumpenanschluss (P) mit dem ersten Arbeitsanschluss (A) verbunden ist, wobei die Fluidverbindung (A-R) vom ersten Arbeitsanschluss (A) zum Rücklaufanschluss (R) gesperrt ist.
  9. Hydraulisches Antriebssystem mit einem Wegeventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arbeitsanschluss (B) über ein Druckbegrenzungsventil (42) mit einem Vorratstank (43) verbunden ist.
  10. Hydraulisches Wegeventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber zwischen dem ersten Übergangsbereich (16) und der vierten Schaltstellung (14) einen zweiten Übergangsbereich (17) durchläuft, in dem die Fluidverbindung (A-R) vom Rücklaufanschluss (R) zum ersten Arbeitsanschluss (A) kontinuierlich öffnet.
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