DE102014219244A1 - Hydraulic circuit for supplying a consumer with differential character - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine hydraulische Schaltung zur Versorgung eines Verbrauchers mit Differentialcharakter, die eine bidirektionalen Druckmittelquelle, ein mittels einer ersten Feder federbelastetes Logikventil und ein mittels einer zweiten Feder federbelastetes Rückschlagventil enthält. Die Druckmittelquelle ist über eine erste Arbeitsleitung an einen für einen ersten Volumenstrom ausgelegten ersten Arbeitsanschluss des Verbrauchers anschließbar und über eine zweite Arbeitsleitung an einen für einen zweiten Volumenstrom ausgelegten zweiten Arbeitsanschluss des Verbrauchers anschließbar. Der erste Volumenstrom größer ist als der zweite Volumenstrom.Disclosed is a hydraulic circuit for supplying a differential load comprising a bi-directional pressure medium source, a spring loaded spring loaded logic valve, and a second spring spring loaded check valve. The pressure medium source can be connected via a first working line to a first working connection of the consumer designed for a first volume flow and can be connected via a second working line to a second working connection of the consumer designed for a second volume flow. The first volume flow is greater than the second volume flow.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung zur Versorgung eines Verbrauchers mit Differentialcharakter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a hydraulic circuit for supplying a load with differential character according to the preamble of patent claim 1.
Bei der Versorgung eines hydrostatischen Verbrauchers mit Differentialcharakter, insbesondere eines Differentialzylinders, müssen die unterschiedlichen Volumenströme der Hochdruckseite und der Niederdruckseite, insbesondere eines Kolbenbodenraums und eines Ringraums des Differentialzylinders, berücksichtigt werden. When supplying a hydrostatic load with differential character, in particular a differential cylinder, the different volume flows of the high pressure side and the low pressure side, in particular a piston head space and an annular space of the differential cylinder must be taken into account.
Bekannte Schaltungen enthalten elektrisch betätigte Schaltventile, Düsen und/oder Druckspeicher um die unterschiedlichen Volumenströme zu berücksichtigen beziehungsweise auszugleichen, was einen erhöhten Bauteileinsatz, Platzbedarf und Steuerungs- und/oder Regelungsaufwand bedeutet. Weiter können beim Umschalten einer Betätigungsrichtung des Verbrauchers mit Differentialcharakter, insbesondere des Differentialzylinders, mit elektrisch betätigten Schaltventilen Druckstöße entstehen. Darüber hinaus sinkt der Wirkungsgrad mit dem Einsatz von Düsen und ein durch einen Druckspeicher bedingtes hohes Druckmittelvolumen verschlechtert das Regelverhalten wegen der dadurch erhöhten Elastizität im System. Known circuits include electrically operated switching valves, nozzles and / or accumulator to account for the different flow rates or compensate, which means increased component use, space and control and / or regulatory effort. Further, when switching an operating direction of the consumer with differential character, in particular the differential cylinder, with electrically operated switching valves pressure surges. In addition, the efficiency decreases with the use of nozzles and caused by a pressure accumulator high pressure medium volume deteriorates the control behavior because of the increased elasticity in the system.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine vereinfachte hydraulische Schaltung zum Versorgen eines Verbrauchers mit Differentialcharakter zu schaffen. In contrast, the invention is based on the object to provide a simplified hydraulic circuit for supplying a consumer with differential character.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Schaltung zum Versorgen eines Verbrauchers mit Differentialcharakter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by a hydraulic circuit for supplying a consumer with a differential character with the features of patent claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen hydraulische Schaltung zum Versorgen eines derartigen Verbrauchers sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous developments of the hydraulic circuit according to the invention for supplying such a consumer are described in the subclaims.
Eine hydraulische Schaltung zum Versorgen eines Verbrauchers mit Differentialcharakter gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine bidirektionale Druckmittelquelle, ein mittels einer ersten Feder federbelastetes Logikventil und ein mittels einer zweiten Feder federbelastetes Rückschlagventil. Die Druckmittelquelle ist über eine erste Arbeitsleitung an einen für einen ersten Volumenstrom ausgelegten ersten Arbeitsanschluss des Verbrauchers anschließbar und ist über eine zweite Arbeitsleitung an einen für einen zweiten Volumenstrom ausgelegten zweiten Arbeitsanschluss des Verbrauchers anschließbar, wobei der erste Volumenstrom größer ist als der zweite Volumenstrom. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Arbeitsleitung mit einem Eingang des Logikventils fluidisch verbunden ist, wobei das Logikventil beispielsweise über eine mit der ersten Arbeitsleitung fluidisch verbundene erste Steuerleitung gegen eine erste Kraft der ersten Feder in eine Sperrstellung verstellbar ist und über eine mit der zweiten Arbeitsleitung fluidisch verbundene zweite Steuerleitung in eine Durchflussstellung verstellbar ist. Weiter ist ein Ausgang des Logikventils über das Rückschlagventil gegen eine zweite Kraft der zweiten Feder mit einer Druckmittelsenke fluidisch verbindbar, wobei eine zum Verstellen des Logikventils benötigte Druckdifferenz zwischen den beiden Arbeitsleitungen kleiner ist als ein Druckäquivalent der zweiten Feder, und damit insbesondere kleiner ist als der durch das Rückschlagventil vorgegebene Vorspanndruck. A hydraulic circuit for supplying a differential load according to the present invention includes a bi-directional pressure medium source, a spring loaded spring loaded logic valve, and a second spring spring loaded check valve. The pressure medium source can be connected via a first working line to a designed for a first volume flow first working port of the consumer and is connected via a second working line to a second volumetric flow designed second working port of the consumer, wherein the first volume flow is greater than the second flow. According to the invention, it is provided that the first working line is fluidically connected to an input of the logic valve, wherein the logic valve is adjustable for example via a first control line fluidly connected to the first control line against a first force of the first spring in a blocking position and a with the second working line fluidically connected second control line is adjustable in a flow position. Further, an output of the logic valve via the check valve against a second force of the second spring with a pressure medium sink is fluidly connected, wherein a pressure difference required for adjusting the logic valve between the two working lines is smaller than a pressure equivalent of the second spring, and thus in particular smaller than that by the check valve predetermined preload pressure.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen hydraulischen Schaltung ist die vereinfachte Steuerung mittels des rein hydraulisch betätigten Logikventils. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zum Versorgen des Verbrauchers mit Differentialcharakter keine weiteren Richtungsventile benötigt, die die unterschiedlichen Volumenströme berücksichtigen, insbesondere keine mittels Hilfsenergie betätigten Magnetventile. Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht ein Umschalten der Betätigungsrichtung des Verbrauchers mit Differentialcharakter lediglich durch eine Drehrichtungsänderung der bidirektionalen Druckmittelquelle. An advantage of the hydraulic circuit according to the invention is the simplified control by means of the purely hydraulically actuated logic valve. According to the present invention, no further directional valves are needed to supply the differential type consumer, taking into account the different volume flows, in particular no solenoid operated solenoid valves. The circuit according to the invention allows a switching of the actuating direction of the consumer with differential character only by a change in the direction of rotation of the bidirectional pressure medium source.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch den Verzicht auf Magnetventile zur Versorgung des Verbrauchers mit Differentialcharakter Druckstöße beim Umschalten der Betätigungsrichtung vermieden werden können. Darüber hinaus ist mit der erfindungsgemäßen hydraulische Schaltung deswegen ein verringerter Bauteileinsatz, ein reduzierter Platzbedarf und ein geringerer Steuerungsaufwand verbunden. Another advantage of the present invention is that by dispensing with solenoid valves to supply the load with differential character pressure surges when switching the direction of actuation can be avoided. In addition, with the hydraulic circuit according to the invention therefore a reduced component use, a reduced space requirement and a lower control effort is connected.
Weiter vorteilhaft ist, dass durch den Verzicht auf Düsen und/oder Blenden in der erfindungsgemäßen Schaltung deren Wirkungsgrad nicht negativ beeinflusst ist. It is also advantageous that the absence of nozzles and / or diaphragms in the circuit according to the invention whose efficiency is not adversely affected.
Das wegen des Verzichts auf einen Druckspeicher nicht erhöhte Druckmittelvolumen verschlechtert zudem nicht das Regelverhalten des Systems. Da während der Versorgung des Verbrauchers mit Differentialcharakter ein ständiger Druckmittelaustausch erfolgt, ist vorteilhafterweise eine Pflege und/oder Kühlung des Druckmittels während eines laufenden Betriebs möglich. The not increased because of the omission of an accumulator pressure medium volume also does not deteriorate the control behavior of the system. Since a constant exchange of pressure medium takes place during the supply of the consumer with a differential character, it is advantageously possible to care for and / or cool the pressure medium during a running operation.
Vorteilhafterweise ist der Verbraucher mit Differentialcharakter ein Differentialzylinder. Der erste Arbeitsanschluss ist mit dem Kolbenbodenraum des Differentialzylinders verbunden und der zweite Arbeitsanschluss ist mit dessen Ringraum verbunden. Advantageously, the differential type consumer is a differential cylinder. The first working connection is with the piston bottom space of the Connected differential cylinder and the second working port is connected to the annulus.
Vorteilhafterweise enthält die Druckmittelquelle eine bidirektional betreibbare Pumpe und einen drehrichtungsumkehrbaren und drehzahleinstellbaren Pumpenantrieb. Insbesondere die Kombination der erfindungsgemäßen hydraulischen Schaltung mit einer bidirektional betreibbaren Pumpe und einem drehrichtungsumkehrbaren und drehzahleinstellbaren Pumpenantrieb nutzt die Vorteile der Erfindung in einem dadurch vereinfachten und optimierten drehzahlvariablen Pumpenantrieb. Ein Ein- und Ausfahren des Differentialzylinders ist lediglich durch eine Umkehrung einer Drehrichtung des Pumpenantriebs – und damit einer Förderrichtung der Pumpe – ermöglicht und erfolgt quasi übergangslos. Advantageously, the pressure medium source includes a bidirectionally operable pump and a reversible and drehzahleinstellbaren pump drive. In particular, the combination of the hydraulic circuit according to the invention with a bidirectionally operable pump and a direction reversible and drehzahleinstellbaren pump drive uses the advantages of the invention in a simplified and optimized variable-speed pump drive. An extension and retraction of the differential cylinder is only possible by a reversal of a direction of rotation of the pump drive - and thus a conveying direction of the pump - and is virtually seamless.
Der Pumpenantrieb kann ein Elektromotor sein. Die Verwendung eines drehrichtungsumkehrbaren und drehzahleinstellbaren Pumpenantriebs, insbesondere eines Elektromotors, erlaubt die Verwendung einer vorrichtungstechnisch einfachen Konstantpumpe, was die erfindungsgemäße Schaltung weiter vereinfacht. The pump drive may be an electric motor. The use of a direction of rotation reversible and drehzahleinstellbaren pump drive, in particular an electric motor, allows the use of a device-technically simple constant pump, which further simplifies the circuit according to the invention.
Weiter vorteilhaft ist lediglich durch eine Drehrichtungsänderung und/oder Momentensteuerung am Elektromotor ein vorgespannter Kolbenbodenraum komprimierbar oder dekomprimierbar, wobei die Dekompressionsenergie des Kolbenbodenraums für eine Vorspannung eines Ringraums nutzbar ist und umgekehrt. Ein quasi stufenloses Umschalten auf die Änderung der Betätigungsrichtung ist so ermöglicht. Further advantageously, only by a change of direction and / or torque control on the electric motor, a preloaded piston head space compressible or decompressible, wherein the decompression of the piston head space is usable for a bias of an annulus and vice versa. A quasi-continuous switching to the change of the actuation direction is made possible.
Vorteilhafterweise ist das Logikventil stetig verstellbar, damit der Verbraucher, insbesondere der Differentialzylinder, besonders sanft und ohne Druckstoß ansteuerbar ist. Advantageously, the logic valve is continuously adjustable, so that the consumer, in particular the differential cylinder, is particularly gentle and without pressure surge can be controlled.
Vorteilhafterweise ist das Logikventil als stetig verstellbares 2/2-Wegeventil ausgebildet, das einen in einer Ventilbohrung axial verschiebbar geführten Ventilschieber hat. Weiter hat das 2/2-Wegeventil einen Federraum, der mit der zweiten Steuerleitung verbunden ist. In dem Federraum ist die erste Feder angeordnet. Das 2/2-Wegeventil hat einen stirnseitig angeordneten Anschluss für die erste Arbeitsleitung und einen radial angeordneten Anschluss für die Druckmittelsenke, oder insbesondere zum Rückschlagventil. Insbesondere fällt die erste Steuerleitung mit dem Anschluss für die erste Arbeitsleitung zusammen. Advantageously, the logic valve is designed as a continuously adjustable 2/2-way valve, which has a valve slide axially displaceably guided valve slide. Next, the 2/2-way valve has a spring chamber which is connected to the second control line. In the spring chamber, the first spring is arranged. The 2/2-way valve has a frontally arranged connection for the first working line and a radially arranged connection for the pressure medium sink, or in particular to the check valve. In particular, the first control line coincides with the connection for the first working line.
Der erfindungsgemäße Aufbau der hydraulischen Schaltung, insbesondere in Verbindung mit dem Logikventil als stetig verstellbares 2/2-Wegeventil, ermöglicht eine sanfte Betätigung des Differentialzylinders ohne Druckstöße. The construction according to the invention of the hydraulic circuit, in particular in conjunction with the logic valve as a continuously adjustable 2/2-way valve, allows a gentle operation of the differential cylinder without pressure surges.
Vorteilhafterweise ist die zweite Arbeitsleitung über ein Saugventil mit der Druckmittelsenke fluidisch verbindbar. Damit ist bei Versorgung des Kolbenbodenraums mit Hochdruck das in der zweiten Arbeitsleitung fehlende Druckmittel unter Niederdruck ergänzbar. Advantageously, the second working line is fluidically connectable via a suction valve to the pressure medium sink. Thus, when supplying the piston head space with high pressure, the missing in the second working line pressure medium can be supplemented under low pressure.
Weiter vorteilhaft ist mittels des Saugventils ein Druckmittelfluss von der zweiten Arbeitsleitung zu der Druckmittelsenke gesperrt und von der Druckmittelsenke zu der zweiten Arbeitsleitung ermöglicht. Further advantageous means of the suction valve, a pressure medium flow is blocked from the second working line to the pressure medium sink and made possible by the pressure medium sink to the second working line.
Durch die erfindungsgemäße hydraulische Schaltung ist ein durch den Differentialcharakter entstehendes Verlustvolumen quasi automatisch zuführbar und ein durch den Differentialcharakter entstehendes Überschussvolumen quasi automatisch abführbar. As a result of the hydraulic circuit according to the invention, a loss volume resulting from the differential character can be fed virtually automatically and a surplus volume arising as a result of the differential character can be virtually automatically discharged.
Vorteilhafterweise ist der Pumpenantrieb derart steuerbar, dass zwischen der ersten Arbeitsleitung und der zweiten Arbeitsleitung ein geregelter Druckausgleich erfolgt. Advantageously, the pump drive is controllable such that between the first working line and the second working line a regulated pressure equalization takes place.
Über einen Stillstand des Pumpenantriebs kann der Druckausgleich zwischen der ersten Arbeitsleitung und der zweiten Arbeitsleitung verhindert sein. About a stoppage of the pump drive, the pressure compensation between the first working line and the second working line can be prevented.
Auf diese Weise ist beispielsweise eine Vorspannung der vorkomprimierten zweiten Arbeitsleitung für ein Einfahren des ausgefahrenen Differentialzylinders nutzbar. In this way, for example, a bias of the precompressed second working line for retraction of the extended differential cylinder can be used.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Schaltung zum Betätigen eines Differentialzylinders ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert. An embodiment of a hydraulic circuit according to the invention for actuating a differential cylinder is shown in the drawings. With reference to the figures of these drawings, the invention will now be explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Das in
Die hydraulische Schaltung
Die Pumpe
Die erste Arbeitsleitung
Das 2/2-Wegeventil
Über ein Saugventil
Beim Betrieb der Pumpe
Das durch die Kolbenstange
Die Pumpe
Durch einen Stillstand des Elektromotors
Beim Betrieb der Pumpe
Durch die oben beschriebene Dekompression des Kolbenbodenraums
Die zweite Feder
Das in
Das 2/2-Wegeventil
Offenbart ist eine hydraulische Schaltung zur Versorgung eines Verbrauchers mit Differentialcharakter, bei der ein Umschalten einer Betätigungsrichtung des Verbrauchers mittels eines rein hydraulisch betätigten und federbelasteten Logikventils erfolgt. Disclosed is a hydraulic circuit for supplying a consumer with differential character, in which switching over an operating direction of the consumer by means of a purely hydraulically operated and spring-loaded logic valve.
Das Logikventil ist über ein federbelastetes Rückschlagventil mit einem Tank verbunden, wobei eine Verbindung des Kolbenbodenraums mit dem Rückschlagventil durch das Logikventil sperrbar ist. Das Logikventil wird durch die Druckdifferenz in den Kammern beziehungsweise den Arbeitsanschlüssen des Verbrauchers gesteuert. Ein höherer Druck an der Seite des Kolbenbodens führt zum Sperren des Logikventils um den Aufbau eines Drucks zu ermöglichen. The logic valve is connected via a spring-loaded check valve to a tank, wherein a connection of the piston head space can be blocked with the check valve by the logic valve. The logic valve is controlled by the pressure difference in the chambers or the working ports of the consumer. A higher pressure on the side of the piston crown leads to the locking of the logic valve to allow the build-up of a pressure.
Die zum Schalten des Logikventils benötigte Druckdifferenz – vorgegeben durch die Federkraft des federbelasteten Logikventils – ist geringer als ein Äquivalent der Federkraft des federbelasteten Rückschlagventils. The pressure difference required to switch the logic valve - dictated by the spring force of the spring loaded logic valve - is less than one equivalent of the spring force of the spring loaded check valve.
Die erfindungsgemäße hydraulische Schaltung ermöglicht in Kombination mit einer bidirektional betreibbaren Pumpe und einem drehrichtungsumkehrbaren und drehzahleinstellbaren Pumpenantrieb eine Vereinfachung und eine Optimierung eines drehzahlvariablen Pumpenantriebs. The hydraulic circuit according to the invention, in combination with a bidirectionally operable pump and a reversible and drehzahleinstellbaren pump drive simplification and optimization of a variable-speed pump drive.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Hydraulische Schaltung Hydraulic circuit
- 2 2
- Verbraucher mit Differentialcharakter/Differentialzylinder Consumers with differential character / differential cylinder
- 4 4
- Druckmittelquelle Pressure medium source
- 6 6
- Pumpe pump
- 8 8th
- Pumpenantrieb/Elektromotor Pump drive / electric motor
- 10 10
- Steuerungseinrichtung control device
- 12 12
- erste Förderrichtung first conveying direction
- 14 14
- zweite Förderrichtung second conveying direction
- 16 16
- erste Arbeitsleitung first line of work
- 18 18
- erster Arbeitsanschluss first work connection
- 20 20
- zweite Arbeitsleitung second working line
- 22 22
- zweiter Arbeitsanschluss second work connection
- 24 24
- Kolbenbodenraum Piston head space
- 26 26
- Ringraum annulus
- 28 28
- Logikventil/2/2-Wegeventil Logic valve / 2/2-way valve
- 30 30
- erste Steuerleitung first control line
- 32 32
- Ventilschieber valve slide
- 34 34
- erste Feder first spring
- 36 36
- zweite Steuerleitung second control line
- 38 38
- zweite Feder second spring
- 40 40
- Rückschlagventil check valve
- 42 42
- Druckmittelsenke/Tank Pressure medium sink / Tank
- 44 44
- Saugventil suction
- 46 46
- Kolbenstange piston rod
- 48 48
- Ventilbohrung valve bore
- 50 50
- Federraum spring chamber
- 52 52
- erster Anschluss first connection
- 54 54
- zweiter Anschluss second connection
Claims (10)
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-
2014
- 2014-09-24 DE DE102014219244.7A patent/DE102014219244A1/en active Pending
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2015
- 2015-09-21 AT ATA50804/2015A patent/AT516317B1/en active
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Also Published As
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