DE102014226182A1

DE102014226182A1 - Steuerventilanordnung und hydraulisches Antriebssystem damit

Info

Publication number: DE102014226182A1
Application number: DE102014226182.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Weickert; Julian Ewald; Philipp Riechel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Offenbart ist eine Steuerventilanordnung für ein Antriebssystem, bei dem über eine Verstellpumpe zumindest ein LUDV- und zumindest zwei LS-Verbraucher gemeinsam versorgt werden, von denen ein LS-Verbraucher Priorität hat. Dazu ist ein erstes Prioritätsventil vorgesehen, über das der oder die LUDV-Verbraucher minderversorgt werden kann oder können. Weiterhin ist ein zweites Prioritätsventil vorgesehen, über das der andere LS-Verbraucher minderversorgt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein hydraulisches Antriebssystem mit einer derartigen Steuerventilanordnung.
Über gattungsgemäße Steuerventilanordnungen werden verschiedene hydraulische Verbraucher von einer gemeinsamen Verstellpumpe versorgt, wobei jedem Verbraucher Ventile – z.B. in einer Ventilscheibe – zugeordnet sind, die aus einer gemeinsamen Pumpenleitung Druckmittel zu Versorgung des zugeordneten Verbrauchers abzweigt.
Die EP 0 566 449 A1 offenbart eine hydraulische Steuerventilanordnung nach dem lastfühlenden Prinzip, bei dem eine Verstellpumpe in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck zweier betätigter hydraulischer Verbraucher jeweils so eingestellt wird, dass der Pumpendruck um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegt. Den beiden Verbrauchern fließt das Druckmittel über zwei verstellbare Steuerblenden zu, von denen eine erste zwischen einer von der Verstellpumpe abgehenden Pumpenleitung und dem ersten Verbraucher und die zweite zwischen der Pumpenleitung und dem zweiten Verbraucher angeordnet ist. Durch den Steuerblenden nachgeschaltete Druckwaagen wird erreicht, dass bei ausreichend gelieferter Druckmittelmenge unabhängig von den Lastdrücken der Verbraucher eine bestimmte Druckdifferenz über die Steuerblenden besteht, so dass die einem Verbraucher zufließende Druckmittelmenge nur noch vom Öffnungsquerschnitt der zugeordneten Steuerblende abhängt. Wird eine Steuerblende weiter geöffnet, so muss mehr Druckmittelmenge über sie fließen, um die bestimmte Druckdifferenz zu erzeugen. Die Verstellpumpe wird jeweils so verstellt, dass sie die benötigte Druckmittelmenge liefert. Man spricht deshalb auch von einer Bedarfsstromregelung.
Die Druckschrift „LUDV-Steuerblock in Monoblock-/Scheibenbauweise M7-22“ RD 64295 der Anmelderin vom Juni 2012 zeigt mehrere Steuerblenden mit derartigen Druckwaagen, die in Öffnungsrichtung von dem Druck nach der jeweiligen Steuerblende und in Schließrichtung von einem in einem rückwärtigen Steuerraum anstehenden Steuerdruck beaufschlagt werden. Dieser Steuerdruck entspricht üblicherweise dem höchsten Lastdruck aller von derselben Verstellpumpe versorgten Verbraucher. Damit ist eine Steuerung mit lastunabhängiger Durchflussverteilung (LUDV-Steuerung) gegeben. Wenn bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer Verbraucher die Steuerblenden so weit geöffnet werden, dass die von der bis zum Anschlag verstellten Pumpe gelieferte Druckmittelmenge kleiner ist als die insgesamt geforderte Druckmittelmenge, werden die den einzelnen Verbrauchern zufließenden Druckmittelmengen unabhängig von ihrem jeweiligen Lastdruck verhältnisgleich reduziert. Weil bei einer LUDV-Steuerung auch der höchste Lastdruck abgefühlt und von der Verstellpumpe ein um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegender Zulaufdruck erzeugt wird, ist eine LUDV-Steuerung ein Sonderfall einer lastfühlenden oder load-sensing Steuerung (LS-Steuerung). Auch die US 5,305,789 zeigt eine LUDV-Steuerung.
Wenn den Verbrauchern das Druckmittel jeweils über eine Steuerblende mit vorgeschalteter Druckwaage zufließt, die in Schließrichtung nur vom Druck vor der Steuerblende und in Öffnungsrichtung nur vom Lastdruck des jeweiligen Verbrauchers und von einer Druckfeder beaufschlagt ist, erhält man keine lastunabhängige Durchflussverteilung, sondern eine so genannte LS-Steuerung. Eine solche Steuerung ist z. B. in der DE 197 14 141 A1 und in der Druckschrift „Load-Sensing-Steuerblock in Scheibenbauweise SB23-M“ RD 66130 der Anmelderin vom August 2013 gezeigt. Bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer Verbraucher und nicht ausreichend von der Verstellpumpe gelieferter Druckmittelmenge wird hier nur die dem lastdruckhöchsten Verbraucher zufließende Druckmittelmenge reduziert.
Wenn über eine gattungsgemäße Steuerventilanordnung mehrere Verbraucher versorgt werden, von denen ein Verbraucher z.B. aus Gründen der Sicherheit oder der Wichtigkeit seiner Funktion stets optimal versorgt werden muss, ist vorrichtungstechnisch weiterer Aufwand nötig. In der Druckschrift DE 10 2012 208 938 A1 ist eine Steuerventilanordnung für eine mobile Arbeitsmaschine gezeigt, über neben einem als Zylinder dargestellten Verbraucher auch eine hydraulische Lenkung versorgt wird. Diese muss aus Gründen der Sicherheit bevorzugt werden, wenn die Pumpe(n) der mobilen Arbeitsmaschine an ihre Leistungsgrenzen stoßen. Dazu ist ein Prioritätsventil vorgesehen, das als 3-Wege-Druckwaage ausgebildet ist.
Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, in einer Steuerventilanordnung LUDV-Steuerungen und LS-Steuerungen zu kombinieren, die an eine gemeinsame Verstellpumpe angeschlossen sind. Dabei werden die LS-Steuerung und damit der daran angeschlossene Verbraucher über ein Prioritätsventil priorisiert in dem die LUDV-Steuerungen gegebenenfalls minderversorgt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Steuerventilanordnung mit LUDV-Steuerung und priorisierter LS-Steuerung bereitzustellen, mit der ein weiterer Verbraucher mittels LS-Steuerung versorgbar ist, der ebenfalls minderversorgt werden kann, wenn die Gesamtversorgung der Steuerventilanordnung nicht ausreicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuerventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steuerventilanordnung dient zur Steuerung der Versorgung mehrerer hydraulischer Verbraucher. Die Steuerventilanordnung weist einen Pumpenanschluss oder eine Pumpenleitung auf, die über mehrere Steuerblenden mit einer entsprechenden Anzahl von Arbeitsanschlüssen verbindbar ist. Genauer gesagt ist der Pumpenanschluss oder die Pumpenleitung über eine erste Steuerblende mit einem ersten Arbeitsanschluss verbindbar, wobei in Reihe mit der ersten Steuerblende eine LUDV-Druckwaage angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der ersten Steuerblende und in Schließrichtung von einem in einer Steuerdruckleitung herrschenden Steuerdruck beaufschlagt ist. Weiterhin ist der Pumpenanschluss oder die Pumpenleitung über eine priorisierte Steuerblende mit einem priorisierten Arbeitsanschluss verbindbar, wobei in Reihe mit der priorisierten Steuerblende eine priorisierte LS-Druckwaage angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der priorisierten Steuerblende und in Schließrichtung vom Druck stromauf der priorisierten Steuerblende beaufschlagt ist. Der Pumpenanschluss oder die Pumpenleitung ist zusätzlich auch über eine weitere Steuerblende mit einem weiteren Arbeitsanschluss verbindbar, wobei in Reihe mit der weiteren Steuerblende eine weitere LS-Druckwaage angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der weiteren Steuerblende und in Schließrichtung vom Druck stromauf der weiteren Steuerblende beaufschlagt ist. Dabei ist ein erstes Prioritätsventil vorgesehen, über das der Pumpenanschluss oder die Pumpenleitung mit der Steuerdruckleitung verbindbar ist, wodurch die LUDV-Druckwaage zusteuerbar ist, um den ersten Arbeitsanschluss mit weniger Druckmittel zu versorgen. Über ein weiteres Prioritätsventil ist die weitere LS-Druckwaage zusteuerbar, um den weiteren Arbeitsanschluss mit weniger Druckmittel zu versorgen. Somit ist eine Priorisierung des priorisieren Arbeitsanschlusses über dem ersten Arbeitsanschluss und darüber hinaus auch über dem weiteren Arbeitsanschluss realisiert, wenn die Gesamtversorgung der Steuerventilanordnung nicht ausreichend für den priorisierten Arbeitsanschluss ist.
Vorzugsweise hat die priorisierte LS-Druckwaage und/oder die weitere LS-Druckwaage eine in Öffnungsrichtung wirkende Druckwaagenfeder.
Die LUDV-Druckwaage kann stromab der zugeordneten ersten Steuerblende angeordnet sein. Die LS-Druckwaagen können stromauf der zugeordneten Steuerblenden angeordnet sein. Dann ist der Druck stromab der jeweiligen Steuerblende der Lastdruck des jeweiligen Arbeitsanschlusses.
In den meisten Fällen ist die Steuerdruckleitung eine LS-Leitung, in der der höchste Lastdruck aller Arbeitsanschlüsse der Steuerventilanordnung wirkt. Dann wird es bevorzugt, wenn der priorisierte Arbeitsanschluss über ein zur LS-Leitung öffnendes Rückschlagventil mit dieser verbunden ist. Die Verbindungen der anderen Arbeitsanschlüsse mit der LS-Leitung können ebenfalls über ein jeweiliges zur LS-Leitung öffnendes Rückschlagventil realisiert sein. Alternativ kann die Verbindung des ersten Arbeitsanschlusses mit der LS-Leitung dadurch realisiert sein, dass zusätzlich zur Hauptverbindung der LUDV-Druckwaage eine Verbindung des ersten Arbeitsanschlusses zur LS-Leitung über die LUDV-Druckwaage aufgesteuert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist über das weitere Prioritätsventil ein in Öffnungsrichtung wirksamer Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage – z.B. zu einem Tank – entlastbar. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung verhält sich besonders stabil.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist über das weitere Prioritätsventil ein in Schließrichtung wirksamer Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage belastbar. Dazu kann der Steuerdruckraum über das weitere Prioritätsventil mit dem Pumpenanschluss oder mit der Pumpenleitung verbindbar sein.
Zur Bereitstellung einer Öffnungskraft des ersten Prioritätsventils und/oder des weiteren Prioritätsventils kann ein in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerdruckraum vorgesehen sein, der mit dem Druck des priorisierten Arbeitsanschlusses oder mit dem Druck stromab der priorisierten LS-Steuerblende beaufschlagt ist. Zusätzlich kann eine in Öffnungsrichtung wirkende Feder vorgesehen sein. Damit ist das betroffene Prioritätsventil drucklos geöffnet, so dass beim Start der an den Pumpenanschluss angeschlossenen Verstellpumpe oder bei Druckverlust durch einen Schaden der Steuerventilanordnung die Priorisierung des priorisierten Arbeitsanschlusses erfolgt bzw. wirkt (fail safe).
Über einen Unterschied der Kraft der beiden Federn kann eingestellt werden, welcher der beiden Arbeitsanschlüsse zunächst minderversorgt wird: Wenn die erste Feder des ersten Prioritätsventils schwächer als die weitere Feder des weitere Prioritätsventils ist, öffnet das weitere Prioritätsventil vor dem ersten Prioritätsventil und der erste Arbeitsanschluss hat Semi-Priorität vor dem weiteren Arbeitsanschluss. Wenn die weitere Feder des weiteren Prioritätsventils schwächer als die erste Feder des ersten Prioritätsventils ist, öffnet das erste Prioritätsventil vor dem weiteren Prioritätsventil und der weitere Arbeitsanschluss hat Semi-Priorität vor dem ersten Arbeitsanschluss.
Zur Bereitstellung einer Schließkraft des ersten Prioritätsventils und/oder des weiteren Prioritätsventils kann ein in Schließrichtung wirksamer Steuerdruckraum vorgesehen sein, der an den Pumpenanschluss oder an die Pumpenleitung angeschlossen ist. Dabei ist in einer Steuerleitung, die die den Pumpenanschluss oder die Pumpenleitung mit dem in Schließrichtung wirksamen Steuerdruckraum verbindet, vorzugsweise eine Dämpfungsdrossel angeordnet.
Vorrichtungstechnisch einfach ist es, wenn das erste Prioritätsventil und/oder das weitere Prioritätsventil ein 2/2 Wege Schaltventil ist. Dann kann das Prioritätsventil in Abhängigkeit der Druckdifferenz aus dem Druck des Pumpenanschlusses bzw. der Pumpenleitung und dem Lastdruck des priorisieren Arbeitsanschlusses schaltbar ausgeführt werden.
Um Schwingungen in der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung zu vermeiden, sollten die beiden Prioritätsventile derart ausgelegt sein, dass sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten schalten. Dazu können die beiden Federn derart ausgelegt sein, dass die beiden Prioritätsventile bei unterschiedlichen Druckdifferenzen schalten.
Die LUDV-Druckwaage und/oder die LS-Druckwaagen können vorrichtungstechnisch einfach als stetig verstellbare 2/2-Wegeventile ausgebildet sein.
Die LUDV-Druckwaage kann auch ein stetig verstellbares 3/3-Wegeventil sein, wobei an dessen dritten Anschluss die LS-Leitung angeschlossen ist, um so die Meldung des Lastdrucks des ersten Arbeitsanschlusses in die LS-Leitung zu ermöglichen.
Die priorisierte Steuerblende kann in einem Wegeventil (z.B. in einem 7/3-Wegeventil) gebildet sein, das zwei über eine rückführende Arbeitleitung miteinander verbundene Arbeitsanschlüsse hat, wobei an die rückführende Arbeitsleitung eine Steuerdruckleitung angeschlossen ist, über die der in Öffnungsrichtung der zugeordneten priorisierten LS-Druckwaage wirksame Steuerdruck abgegriffen ist. Erfindungsgemäß kann an die rückführende Arbeitleitung der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruckraum des ersten Prioritätsventils und/oder des weiteren Prioritätsventils angeschlossen sein.
Auch die weitere Steuerblende kann in einem Wegeventil (z.B. in einem 7/3-Wegeventil) gebildet sein, das zwei über eine rückführende Arbeitleitung miteinander verbundene Arbeitsanschlüsse hat, wobei an die rückführende Arbeitsleitung eine Steuerdruckleitung angeschlossen ist, über die der in Öffnungsrichtung der zugeordneten weiteren LS-Druckwaage wirksame Steuerdruck abgegriffen ist.
Die beiden Prioritätsventile sind vorzugsweise in eine priorisierte Ventilscheibe integriert, in der auch die priorisierte Steuerblende und die priorisierte LS-Druckwaage angeordnet sind und an der auch der priorisierte Arbeitsanschluss gebildet ist.
Das erfindungsgemäße hydraulische Antriebssystem hat eine vorbeschriebene Steuerventilanordnung, wobei an den Pumpenanschluss eine Verstellpumpe angeschlossen ist, und wobei an den weiteren Arbeitsanschluss ein Hydromotor angeschlossen ist. Der Hydromotor kann ein Drehwerk einer mobilen Arbeitsmaschine antreiben.
Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung und eines erfindungsgemäßen Antriebssystems sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
1 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems mit Verbrauchern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 einen Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebssystems mit Verbrauchern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 einen Ausschnitt eines Schaltplans einer erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
4 einen Ausschnitt eines Schaltplans einer erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Antriebsystems mit drei Verbrauchern 2, 3, 4 eines Baggers, wobei ein erster nach dem LUDV-Konzept angesteuerter Verbraucher 2 ein Zylinder ist, während ein zweiter nach dem LS-Konzept angesteuerter Verbraucher 3 ein Hydromotor eines Drehwerks des Baggers ist, und wobei ein dritter priorisierter Verbraucher 4 ein Zylinder ist. Die drei Verbraucher 2, 3, 4 sind bidirektional betreibbar, wozu ein jeweiliges Wegeventil 6 vorgesehen ist, über das die Bewegungsrichtung des Verbrauchers 2, 3, 4 wählbar ist. Die Steuerventilanordnung hat zwei erste Arbeitsanschlüsse 8, wobei über einen der ersten Arbeitsanschlüsse 8 der erste Verbraucher 2 mit Hochdruck versorgt werden kann, und zwei weitere Arbeitsanschlüsse 10, wobei über einen der weiteren Arbeitsanschlüsse 10 der weitere Verbraucher 3 mit Hochdruck versorgt werden kann, und zwei priorisierte Arbeitsanschlüsse 12, wobei über einen der priorisierten Arbeitsanschlüsse 12 der priorisierte Verbraucher 4 mit Hochdruck versorgt werden kann. Niederdruckseitig kann das Druckmittel von den Verbrauchern 2, 3, 4 zu einem gemeinsamen Tank T zurückströmen, aus dem eine Verstellpumpe 12 das Druckmittel ansaugt und über die erfindungsgemäße Steuerventilanordnung zu den Arbeitsanschlüssen 8, 10, 12 fördert.
Die Steuerventilanordnung hat eine gemeinsame Hochdruck- bzw. Pumpenleitung P, von der das Druckmittel über eine erste Steuerblende 14 und über eine LUDV-Druckwaage 16 zum ersten Arbeitsanschluss 8 und über eine LS-Druckwaage 18 und über eine weitere Steuerblende 20 zum weiteren Arbeitsanschluss 10 und über eine priorisierte LS-Druckwaage 22 und eine priorisierte Steuerblende 24 zum priorisierten Arbeitsanschluss 12 strömen kann.
Der höchste Lastdruck an den Arbeitsanschlüssen 8, 10, 12 der drei Verbraucher 2, 3, 4 wird über ein jeweiliges Rückschlagventil 23 in eine load-sensing- bzw. LS-Leitung 26 gemeldet. Dieser Steuerdruck wird an einen Pumpendruckregler 28 übertragen, der den Pumpendruck P der Verstellpumpe 12 durch Verstellung ihres Verdrängungsvolumens so einstellt, dass er um eine vorgegebene Druckdifferenz oberhalb des Steuerdrucks der LS-Leitung 26 ist.
Der Steuerdruck der LS-Leitung 26 wirkt gemäß dem LUDV-Konzept auch in Schließrichtung aller LUDV-Druckwaagen, wobei bei einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur eine LUDV-Druckwaage 16 vorgesehen ist. Dem entgegen in Schließrichtung wirkt an der LUDV-Druckwaage 16 der Druck stromab der ersten Steuerblende 14 und damit stromauf der LUDV-Druckwaage 16. Die LUDV-Druckwaage 16 regelt die Druckdifferenz zwischen der LS-Leitung 26 und dem Druck stromab der ersten Steuerblende 14 auf einen Wert ein, der etwas größer als 0 ist.
Die beiden LS-Druckwaagen 18, 22 des weiteren Arbeitsanschlusses 10 und des priorisierten Arbeitsanschlusses 12 sind stromauf der jeweiligen Steuerblende 20, 24 angeordnet. Beide LS-Druckwaagen 18, 22 sind in Öffnungsrichtung von einer Druckwaagenfeder 30 und dem Lastdruck des zugeordneten Arbeitsanschlusses 10, 12 stromab der zugeordneten Steuerblende 20, 24 beaufschlagt. In Schließrichtung sind die beiden LS-Druckwaagen 18, 22 vom Druck stromauf der zugeordneten Steuerblende 20, 24 beaufschlagt. Die beiden LS-Druckwaagen 18, 22 regeln den Druckabfall an der zugeordneten Steuerblende 20, 24 auf einen Wert ein, der dem Äquivalent der zugeordneten Druckwaagenfeder 30 entspricht.
Der weitere Arbeitsanschluss 10 und der priorisierte Arbeitsanschluss 12 sind über ein jeweiliges Druckbegrenzungsventil 32 abgesichert.
Erfindungsgemäß hat der priorisierte Arbeitsanschluss 12 und damit der priorisierte Verbraucher 4 absolute Priorität gegenüber den anderen Arbeitsanschlüssen 8, 10 bzw. den anderen Verbrauchern 2, 3. Dies bedeutet, dass bei einer nicht ausreichenden Versorgung der drei Verbraucher 2, 3, 4 über die Verstellpumpe 13 stets die optimale Versorgung des priorisierten Verbrauchers 4 angestrebt wird, während eine Mangelversorgung der anderen Verbraucher 2, 3 hingenommen wird. Dazu sind ein erstes Prioritätsventil 50 und ein weiteres Prioritätsventil 51 vorgesehen, die beide als 2/2-Wege-Schaltventile ausgebildet sind. Beide Prioritätsventile 50, 51 sind in Öffnungsrichtung durch eine Feder 54, 56 und durch den Lastdruck des priorisierten Arbeitsanschlusses 12 und in Schließrichtung über eine jeweilige Dämpfungsdrossel 52 vom Pumpendruck P beaufschlagt.
Das erste Prioritätsventil 50 verbindet in seiner Öffnungsstellung die Pumpenleitung P über ein Rückschlagventil mit der LS-Leitung 26, wodurch die LUDV-Druckwaage 16 (weiter) geschlossen wird, wodurch die Versorgung des ersten Verbrauchers 2 verringert wird. Das weitere Prioritätsventil 51 entlastet den in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage 18, so dass die weitere LS-Druckwaage 18 (weiter) geschlossen wird, wodurch die Versorgung des weiteren Verbrauchers 3 verringert wird.
Die Öffnung des ersten Prioritätsventils 50 erfolgt, wenn der Lastdruck des priorisierten Arbeitsanschlusses 12 mindestens einen Wert erreicht hat, der um das Äquivalent der Feder 54 geringer als der Pumpendruck ist. Das weitere Prioritätsventil 51 öffnet, wenn der Arbeitsdruck des priorisierten Arbeitsanschlusses 12 mindestens einen Wert erreicht hat, der um den Wert des Äquivalents der Feder 56 untern den Pumpendruck P liegt. Damit kann über die Auswahl der Stärken der Federn 54, 56 ausgewählt werden, ob bei einer drohenden Untersättigung des Systems zuerst der erste Verbraucher 2 oder zuerst weitere Verbraucher 3 vermindert versorgt werden soll.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsystems. Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist darin zu sehen, dass das weitere Prioritätsventil 151 die weitere LS-Druckwaage 18 zusteuert, in dem es den in Schließrichtung wirksamen Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage 18 belastet. Dazu verbindet das weitere Prioritätsventil 151 in seiner Öffnungsstellung die Pumpenleitung P mit dem Steuerdruckraum.
Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die LUDV-Druckwaage 160 als 2/3-Wegeventil ausgebildet. In der in 2 gezeigten Öffnungsstellung der LUDV-Druckwaage 160, in der die erste Steuerblende 14 mit dem ersten Arbeitsanschluss 8 ungedrosselt verbunden ist, ist zusätzlich auch der erste Arbeitsanschluss 8 über eine Drossel mit LS-Leitung 26 verbunden, um so den Lastdruck des ersten Arbeitsanschlusses 8 in die LS-Leitung 26 zu melden.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung, wobei auf die Darstellung der Ventile zur Versorgung des ersten Arbeitsanschlusses verzichtet wurde. Dargestellt ist eine priorisierte Ventilscheibe 158 und eine weitere Ventilscheibe 160, wobei an der priorisierten Ventilscheibe 158 die beiden priorisierten Arbeitsanschlüsse 12 und an der weiteren Ventilscheibe 160 die beiden weiteren Arbeitsanschlüsse 10 angeordnet sind. Die beiden Ventilscheiben 158, 160 haben eine durchgehende Pumpenleitung P, die über jeweilige Pumpenanschlüsse P mit der benachbarten Ventilscheibe verbunden werden. Auf vergleichbare Weise ist die LS-Leitung 26 mit den LS-Anschlüssen LS und eine Tankleitung T mit den Tankanschlüssen T gebildet.
In jeder Ventilscheibe 158, 160 ist ein als 7/3-Wegeventil ausgebildetes Wegeventil 162 angeordnet, das die zugeordnete Steuerblende 20, 24 ausbildet und die Zuordnung von Hoch- und Niederdruck zu den beiden zugeordneten Arbeitsanschlüssen 10, 12 steuert. Zwischen der Funktion der Steuerblende 20, 24 und der Funktion der Richtungsauswahl ist an jedem Wegeventil 162 eine rückführende Arbeitsleitung 164 vorgesehen, die das Druckmittel von einem Ausgang zu einem Eingang des Wegeventils 162 führt. Von jeder rückführenden Arbeitsleitung 164 zweigt eine jeweilige Lastdruck-Meldeleitung 166 ab, über die der Lastdruck des zugeordneten Arbeitsanschlusses 10, 12 an die zugeordnete LS-Druckwaage 18, 22 gemeldet wird.
Die beiden Prioritätsventile 50, 51 sind in die priorisierte Ventilscheibe 158 integriert. Dabei sind die beiden Prioritätsventile 50, 51 an die Lastdruck-Meldeleitung 166 der priorisierten Ventilscheibe 158 derart angeschlossen, dass der Lastdruck des priorisierten Arbeitsanschlusses 12 in Öffnungsrichtung der beiden Prioritätsventile 50, 51 wirkt. Das zweite Prioritätsventil 51 des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 3 entlastet bei seiner Öffnung den in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage 18 der benachbarten Ventilscheibe 160 über eine Prioleitung 168. Dazu ist im Anlagebereich zwischen den beiden Ventilscheiben 158, 160 an gleicher Stelle ein jeweiliger Prioanschluss (Prio) vorgesehen.
4 zeigt einen Ausschnitt der priorisierten Ventilscheibe 158 und der weiteren Ventilscheibe 160 gemäß eine vierten Ausführungsbeispiel, wobei der wesentliche Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 darin zu sehen ist, dass das zweite Prioritätsventil 151 bei seiner Öffnungsstellung die Pumpenleitung P über die Prioleitung 168 und den Prioanschluss (Prio) mit dem in Schließrichtung wirkenden Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage 18 verbindet, und so die weitere LS-Druckwaage 18 schließt.
Bei allen abgebildeten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung bzw. des erfindungsgemäßen Antriebssystems ist die Feder 54 des ersten Prioritätsventils 50 schwächer (z.B. äquivalent zu 12 bar) gewählt, als die Feder 56 des weiteren Prioritätsventils 51; 151 (z.B. äquivalent zu 19 bar). Damit hat der Hydromotor 3 des Drehwerks Semi-Priorität und der priorisierte Verbraucher 4 absolute Priorität.
Offenbart ist eine Steuerventilanordnung für ein Antriebssystem, bei dem über eine Verstellpumpe zumindest ein LUDV- und zumindest zwei LS-Verbraucher gemeinsam versorgt werden, von denen ein LS-Verbraucher Priorität hat. Dazu ist ein erstes Prioritätsventil vorgesehen, über das der oder die LUDV-Verbraucher minderversorgt werden kann oder können. Weiterhin ist ein zweites Prioritätsventil vorgesehen, über das der andere LS-Verbraucher minderversorgt werden kann. Das erste Prioritätsventil schließt die LUDV-Druckwaage(n) des zumindest einen untergeordneten LUDV-Verbrauchers, und das zweite Prioritätsventil schließt eine LS-Druckwaage des anderen LS-Verbrauchers, wenn der Lastdruck des priorisierten Verbrauchers und die Kraft einer jeweilgen Feder größer werden als der Pumpendruck. Über die Auslegung der beiden Federn kann gewählt werden, ob bei einer Mangelversorgung des priorisierten Verbauchers zunächst die LUDV-Verbaucher oder zunächst der andere LS-Verbraucher minderversorgt werden soll.
Bezugszeichenliste

2: erster Verbraucher/Zylinder
3: weiterer Verbraucher/Hydromotor
4: priorisierter Verbraucher/Zylinder
6: Wegeventil
8: erster Arbeitsanschluss
10: weitere Arbeitsanschluss
12: priorisierter Arbeitsanschluss
13: Verstellpumpe
14: erste Steuerblende
16; 160: LUDV-Druckwaage
18: weitere LS-Druckwaage
20: weitere Steuerblende
22: priorisierte LS-Druckwaage
23: Rückschlagventil
24: priorisierte Steuerblende
26: LS-Leitung
28: Pumpendruckregler
30: Druckwaagenfeder
32: Druckbegrenzungsventil
50: erstes Prioritätsventil
51; 151: weiteres Prioritätsventil
52: Dämpfungsdrossel
54: erste Feder
56: weitere Feder
158: priorisierte Ventilscheibe
160: weitere Ventilscheibe
162: Wegeventil
164: rückführende Arbeitleitung
166: Lastdruck-Meldeleitung
168: Prioleitung
LS: LS-Anschluss
Prio: Prioanschluss
P: Pumpenanschluss/Pumpenleitung
T: Tankanschluss/Tankleitung

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

EP 0566449 A1 [0003]
US 5305789 [0004]
DE 19714141 A1 [0005]
DE 102012208938 A1 [0006]

Claims

Hydraulische Steuerventilanordnung mit einem Pumpenanschluss (P), der über mehrere Steuerblenden (14, 20, 24) mit mehreren Arbeitsanschlüssen (8, 10, 12) verbindbar ist, an die mehrere Verbraucher (2, 3, 4) anschließbar sind, wobei der Pumpenanschluss (P) über eine erste Steuerblende (14) mit einem ersten Arbeitsanschluss (8) verbindbar ist, wobei in Reihe mit der ersten Steuerblende (14) eine LUDV-Druckwaage (16, 160) angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der ersten Steuerblende (14) und in Schließrichtung von einem in einer Steuerdruckleitung (26) herrschenden Steuerdruck beaufschlagt ist, und wobei der Pumpenanschluss (P) über eine priorisierte Steuerblende (24) mit einem priorisierten Arbeitsanschluss (12) verbindbar ist, wobei in Reihe mit einer priorisierte Steuerblende (24) eine priorisierte LS-Druckwaage (22) angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der priorisierten Steuerblende (24) und in Schließrichtung vom Druck stromauf der priorisierten Steuerblende (24) beaufschlagt ist, und mit einem ersten Prioritätsventil (50), über das der Pumpenanschluss (P) mit der Steuerdruckleitung (26) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenanschluss (P) über eine weitere Steuerblende (20) mit einem weiteren Arbeitsanschluss (10) verbindbar ist, wobei in Reihe mit der weiteren Steuerblende (20) eine weitere LS-Druckwaage (18) angeordnet ist, die in Öffnungsrichtung vom Druck stromab der weiteren Steuerblende (20) und in Schließrichtung vom Druck stromauf der weiteren Steuerblende (20) beaufschlagt ist, und mit einem weiteren Prioritätsventil (51, 151), über das die weitere LS-Druckwaage (18) zusteuerbar ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuerdruckleitung eine LS-Leitung (26) ist, in der der höchste Lastdruck aller Arbeitsanschlüsse (8, 10, 12) wirkt, und wobei der priorisierte Arbeitsanschluss (12) über ein Rückschlagventil (23) mit der LS-Leitung (26) verbindbar ist.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über das weitere Prioritätsventil (51) ein in Öffnungsrichtung wirksamer Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage (18) entlastbar ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruche 1 oder 2, wobei über das weitere Prioritätsventil (151) ein in Schließrichtung wirksamer Steuerdruckraum der weiteren LS-Druckwaage (18) belastbar ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 4, wobei der in Schließrichtung wirksame Steuerdruckraum über das weitere Prioritätsventil (151) mit dem Pumpenanschluss (P) verbindbar ist.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Prioritätsventil (50) und/oder das weitere Prioritätsventil (51; 151) einen in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerdruckraum haben/hat, der mit dem Lastdruck des priorisierten Arbeitsanschlusses (12) beaufschlagt ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 6, wobei das erste Prioritätsventil (50) und/oder das weitere Prioritätsventil (51; 151) eine Feder (54, 56) haben/hat, die in die Öffnungsrichtung wirkt.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Prioritätsventil (50) und/oder das weitere Prioritätsventil (51; 151) einen in Schließrichtung wirksamen Steuerdruckraum haben/hat, der an den Pumpenanschluss (P) angeschlossen ist.
Steuerventilanordnung nach Anspruch 8, wobei in einer Steuerleitung, die den Pumpenanschluss (P) mit dem in Schließrichtung wirksamen Steuerdruckraum verbindet, eine Dämpfungsdrossel (52) vorgesehen ist.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Prioritätsventil (50) und/oder das weitere Prioritätsventil (51; 151) ein 2/2-Wege-Schaltventil sind/ist.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Prioritätsventil (50) und/oder das weitere Prioritätsventil (51; 151) in Abhängigkeit der Druckdifferenz aus dem Druck des Pumpenanschlusses (P) und dem Lastdruck des priorisieren Arbeitsanschlusses (12) schaltbar sind/ist.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Prioritätsventile (50, 51; 151) derart ausgelegt sind, dass sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten schalten.
Steuerventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die die LS-Druckwaagen (18, 22) stetig verstellbare 2/2-Wegeventile sind, und wobei die LUDV-Druckwaage (16; 160) ein stetig verstellbares 2/2-Wegeventil oder ein stetig verstellbares 3/3-Wegeventil ist.
Steuerventilanordnung nach den Anspruch 6, wobei die priorisierte Steuerblende (24) in einem Wegeventil (162) gebildet ist, das zwei über eine rückführende Arbeitleitung (164) miteinander verbundene Arbeitsanschlüsse hat, wobei an die rückführende Arbeitsleitung (164) eine Steuerdruckleitung angeschlossen ist, über die der in Öffnungsrichtung der priorisierten LS-Druckwaage (22) wirksame Steuerdruck abgegriffen ist, und wobei an die rückführende Arbeitleitung (164) der in Öffnungsrichtung wirksame Steuerdruckraum des ersten Prioritätsventils (50) und/oder des weiteren Prioritätsventils (51; 151) angeschlossen ist.
Hydraulisches Antriebssystem mit einer Steuerventilanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den Pumpenanschluss eine Verstellpumpe (13) angeschlossen ist, und wobei an den weiteren Arbeitsanschluss (10) ein Hydromotor (3) angeschlossen ist.