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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung für hydraulisch betätigbare Ventile.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei mobilen Arbeitsmaschinen können Maschinenelemente hydraulisch durch Hydraulikzylinder (z.B. ein Ausleger eines Baggers) und Hydraulikmotoren (z.B. ein Drehwerk eines Baggers) bewegt werden. Typischerweise pumpt eine Hydraulikpumpe, oft als Verstellpumpe ausgeführt, einen Druckmittelvolumenstrom zu einem z.B. modular aufgebauten Ventilblock, der die entsprechenden Durchflussmengen nach den Vorgaben eines Bedieners einstellt und an die entsprechenden hydraulischen Verbraucher (Hydraulikzylinder, Hydraulikmotor) weiterleitet. Die Schieber der Ventile des Ventilblocks können hydraulisch angetrieben werden. Dazu muss ein unter einem Steuerdruck stehendes Druckmittel bereitgestellt sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung für hydraulisch betätigbare Ventile mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung für hydraulisch betätigbare Ventile vor, die ein Speicherfüllventil zwischen einem mit einer Druckmittelquelle verbindbaren Pumpenkanal und einem mit einem Druckspeicher verbindbaren Speicherkanal aufweist und die dazu eingerichtet ist, bei einem Druckaufbau im Pumpenkanal das Speicherfüllventil druckabhängig, d.h. durch Druckbetätigung, zu verstellen, so dass der Druck im Speicherkanal zeitlich verzögert zu dem Druck in einem mit hydraulisch betätigbaren Ventilen verbindbaren Steuerkanal aufgebaut wird, bzw. in einen Steuerdruckbereich angehoben wird. Damit wird erreicht, dass nach einem Druckabfall, etwa bei Stillstand der Druckmittelquelle, das Steuerdruckmittel im Steuerkanal schnellstmöglich, ohne Verzögerung aufgrund eines Druckmittelvolumenstroms in den Druckspeicher, zur Betätigung hydraulisch betätigbarer Ventile zur Verfügung steht.
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Insbesondere kann das Speicherfüllventil eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweisen, die beispielsweise stetig ineinander überführbar sind, wobei ein Zulaufquerschnitt des Speicherfüllventils zum Speicherkanal in der zweiten Stellung größer als ein Zulaufquerschnitt des Speicherfüllventils zum Speicherkanal in der ersten Stellung ist. Die Vorrichtung ist so eingerichtet, dass bei dem Druckaufbau das Speicherfüllventil zunächst in die erste Stellung verstellt wird oder bleibt und dazu zeitlich verzögert in Richtung der zweiten Stellung verstellt wird. Das Speicherfüllventil weist etwa eine erste Betätigungsfläche, deren Druckbeaufschlagung eine Verstellung in Richtung der ersten Stellung bewirkt, und eine zweite Betätigungsfläche, deren Druckbeaufschlagung eine Verstellung in Richtung der zweiten Stellung bewirkt, auf. Die zeitlich verzögerte Verstellung aus der ersten Stellung in Richtung der zweiten Stellung wird erreicht, indem in, für verschiedene Ausgestaltungen verschiedenen, Verbindungen vom Pumpenkanal bzw. einem Zwischenkanal, vom Speicherkanal und/oder vom Steuerkanal zu den Betätigungsflächen teilweise hydraulische Elemente (z.B. Drosselstellen bzw. Blenden, Rückschlagventile, Wechselventile) vorgesehen sind, die beim Druckaufbau im Pumpenkanal zu einem für die Betätigungsflächen unterschiedlichen zeitlichen Ablauf der Druckbeaufschlagung führen.
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Die Begriffe „verbunden“ bzw. „Verbindung“ sind, soweit nichts anderes ausgeführt ist, im Sinne von „hydraulisch verbunden“ bzw. von „hydraulischen Verbindungen“ zu verstehen, d.h. im Sinne von Verbindungen, Kanälen, Durchgängen, o.Ä., über die ein Volumenstrom an Druckmittel zwischen über eine hydraulische Verbindung verbundenen Elementen erfolgen kann, wobei in hydraulischen Verbindungen hydraulische Elemente wie etwa Ventile, Drosselstellen, o.Ä. vorgesehen sein können, d.h. ob ein Volumenstrom über eine hydraulische Verbindung tatsächlich erfolgt und/oder wie groß dieser ist, kann von solchen hydraulischen Elementen und deren Schaltzustand abhängig sein. Der Ausdruck „Druck in einem Kanal“, o.Ä. (wobei Kanal für einen beliebigen Kanal stehen kann, z.B. Pumpenkanal, Steuerkanal, Speicherkanal, Rücklaufkanal, Zwischenkanal, Prioritätskanal) ist im Sinne von „Druck des im Kanal befindlichen Druckmittels“ zu verstehen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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- 1 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung gemäß einer möglichen Ausgestaltung aufweist.
- 2 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung aufweist.
- 3 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung.
- 4 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung aufweist.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung 2 zur Steuerdruckmittelbereitstellung, im Weiteren auch als Steuerdruckvorrichtung 2 bezeichnet, gemäß einer möglichen Ausgestaltung aufweist.
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Die dargestellte Steuerdruckvorrichtung 2 weist einen Pumpenkanal 4, einen Steuerkanal 6, einen Speicherkanal 8, einen Rücklaufkanal 10 und einen LS-Kanal 12 (Load-Sensing-Kanal bzw. Lasterfassungs-Kanal) auf.
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Der Pumpenkanal 4 ist mit einer verstellbaren Hydraulikpumpe 14 bzw. Hydraulikmaschine als Druckmittelquelle verbunden, die von einer elektrischen Maschine 16 angetrieben wird, welche wiederum über einen Inverter 18 (z.B. ein DC/AC-Wandler) mit elektrischer Leistung versorgt wird, so dass unter Druck stehendes Druckmittel (d.h. Hydraulikflüssigkeit, typischerweise ein Hydrauliköl) durch die Hydraulikpumpe 14 im Pumpenkanal bereitgestellt wird, d.h. die Hydraulikpumpe stellt eine Druckmittelquelle dar. Der Rücklaufkanal 10 ist mit einem Tank 20 verbunden. Der Speicherkanal 8 ist mit einem hydraulischen Druckspeicher 22 verbunden. Der LS-Kanal 12 kann z.B. mit einer Laststeuerung der Hydraulikpumpe verbunden sein (im Einzelnen nicht dargestellt.
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Der Steuerkanal 6 ist mit einem hydraulisch betätigbaren Ventil 24, z.B. wenigstens einem Wegeventil, bzw. dessen Betätigungseinrichtung verbunden, so dass das hydraulisch betätigbare Ventil 24 durch den Druck, der durch unter einem Steuerdruck stehendes Druckmittel im Steuerkanal 6 auf Betätigungsflächen (etwa Stirnflächen eines Schiebers) der Betätigungseinrichtung ausgeübt wird, betätigt bzw. verstellt werden kann, z. B. indem ein Schieber bzw. Kolben des Ventils verschoben wird. Das Ventil 24 ist mit der Hydraulikpumpe 14 verbunden, so dass durch Betätigen bzw. Verstellen des Ventils 24 der Fluss an Druckmittel zu und von einem hydraulischen Verbraucher (z.B. Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor) gesteuert werden kann (im Einzelnen nicht dargestellt). Das Ventil 24 ist z.B. elektro-hydraulisch betätigbar. Im Allgemeinen können mehrere hydraulisch betätigbare Ventile vorgesehen sein, die von der Steuerdruckvorrichtung 2 versorgt werden.
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In einer hydraulischen Verbindung zwischen dem Pumpenkanal 4 und dem Steuerkanal 6 ist ein einstellbares Druckminderungsventil 26 (als 3/2-Proportional-Wegeventil ausgeführt) angeordnet, durch das der Druck des Druckmittels im Pumpenkanal auf den gewünschten, einstellbaren Druck, als Steuerdruck bezeichnet, verringert werden kann. Hierfür positioniert sich der Schieber des Druckminderungsventils 26 entsprechend den anliegenden Druckwerten in dem Pumpenkanal 4 und in dem Rücklaufkanal 10 sowie den Volumenstromanforderungen der angesteuerten Druckregelelemente (hydraulisch betätigbare Ventile) sowie weiterer Steuerdruckmittelverbraucher in der Art, dass die resultierenden Blendenquerschnitte von Steuerkanal 6 zu Pumpenkanal 4 und Steuerkanal 6 zu Rücklaufkanal 3 einen entsprechenden für den erforderlichen Steuerdruck relevanten Widerstandsteiler bildet. Ein ausgangsseitiger Zwischenkanal 30, in dem das Druckmittel mit durch das Druckminderungsventil 26 auf den Steuerdruck vermindertem Druck vorliegt, ist über eine Blende bzw. Zwischenblende 32 (oder Zwischendrosselstelle) mit dem Steuerkanal 6 verbunden. Das Druckminderungsventil 26 weist zwei Endstellungen auf, zwischen denen es kontinuierlich verstellbar ist. In einer Endstellung, in die das Druckminderungsventil 26 vorgespannt ist, ist die Verbindung zwischen dem Zwischenkanal 30 und dem Pumpenkanal 4 geöffnet und die Verbindung zwischen dem Zwischenkanal 30 und dem Rücklaufkanal 10 geschlossen; in der anderen Endstellung ist die Verbindung zwischen dem Zwischenkanal 30 und dem Rücklaufkanal 10 geöffnet und die Verbindung zwischen dem Zwischenkanal 30 und dem Pumpenkanal 4 geschlossen. Im Zwischenkanal 30 ist außerdem ein Rückschlagventil 31 vorgesehen, um einen Rückfluss an Druckmittel zum Druckminderungsventil 26 zu verhindern. Der Zwischenkanal kann mit weiteren, nicht dargestellten Elementen verbunden sein (durch Punkte angedeutet), die mit dem unter Steuerdruck stehenden Druckmittel versorgt werden.
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Im Steuerkanal 6 ist weiterhin ein Steuerdruckmittelfreigabeventil 28 (als 3/2-Wegeventil ausgeführt) vorgesehen (d.h. der Steuerkanal weist zwei Abschnitte auf, die durch das Steuerdruckmittelfreigabeventil verbunden sind). Dieses weist einen geschlossenen Zustand (in 1 gezeigt), in dem kein Volumenstrom an Druckmittel durch den Steuerkanal 6 zu dem wenigstens einen hydraulisch betätigten Ventil 24 möglich ist, und einen offenen Zustand, in dem ein Volumenstrom an Druckmittel durch den Steuerkanal 6 zu dem wenigstens einen hydraulisch betätigten Ventil 24 möglich ist, auf. Das Steuerdruckmittelfreigabeventil 28 ist beispielsweise in den geschlossenen Zustand vorgespannt und kann durch einen elektrischen Strom über einen elektrischen Leiter 29 elektrisch bzw. elektro-magnetisch betätigt werden, um in den offenen Zustand zu schalten. Der elektrische Strom wird z.B. durch eine Freigabeeinrichtung erzeugt, die etwa ein Bedienelement (z.B. einen Hebel) einschließt, das von einem Bediener der Maschine, in der die hydraulische Anordnung verwendet wird, betätigt werden kann. Ein Steuerdruckmittelfreigabeventil ist zweckmäßig, um eine unbeabsichtigte Bewegung von Maschinenelementen, die durch hydraulische Verbraucher bewegt werden, die über das wenigstens eine hydraulisch betätigbare Ventil 24 mit Druckmittel versorgt werden, zu verhindern.
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Es ist ein hier als 2/2-Proportional-Wegeventil ausgeführtes Speicherfüllventil 42 vorgesehen. Dieses ist einerseits mit dem Pumpenkanal 4 bzw. dem Zwischenkanal 30 (stromab des Rückschlagventils 31) und andererseits mit dem Speicherkanal 8 verbunden. Über das Speicherfüllventil 42 kann Druckmittel vom Pumpenkanal 4 bzw. Zwischenkanal 30 zum Speicherkanal 8 und in den Druckspeicher 22 geleitet werden. Der Speicherkanal 8 ist weiterhin über ein Rückschlagventil 34 mit dem Steuerkanal 6 verbunden, so dass, je nachdem welchen Drücke das Druckmittel im Speicherkanal bzw. im Steuerkanal aufweist, Druckmittel vom Speicherkanal 8 bzw. Druckspeicher 22 in den Steuerkanal 6 fließen kann. Dadurch kann beispielweise für den Fall, dass kein Druckmittel von der Hydraulikpumpe 14 gefördert wird oder dass volumenstrommäßig hohe Steuerdruckmittelanforderungen vom wenigstens einen hydraulisch betätigten Ventil 24 vorliegen, Druckmittel aus dem Druckspeicher 22 zur Aufrechterhaltung des Steuerdrucks in den Steuerkanal 6 fließen.
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Das Speicherfüllventil 42 weist eine erste (End-)Stellung a und eine zweite (End-)Stellung b auf, die stetig ineinander überführbar sind. In der ersten Stellung a weist das Speicherfüllventil einen ersten Zulaufquerschnitt zwischen dem Pumpenkanal 4 bzw. Zwischenkanal 30 und dem Speicherkanal 8 auf. In der zweiten Stellung b weist das Speicherfüllventil einen zweiten Zulaufquerschnitt bzw. Blendenquerschnitt zwischen dem Pumpenkanal 4 bzw. Zwischenkanal 30 und dem Speicherkanal 8 auf. Die Querschnittsfläche des ersten Zulaufquerschnitts ist kleiner als diejenige des zweiten Zulaufquerschnitts, z.B. ist in der ersten Stellung a eine Blende vorgesehen. Das Speicherfüllventil 42 ist in die zweite Stellung b vorgespannt, z.B. durch eine Feder. Die Verstellung des Speicherfüllventils 42, etwa durch Verschieben eines Schiebers, erfolgt durch Druckbetätigung. Dabei ist der Zwischenkanal 30 mit einer ersten Betätigungsfläche (etwa eine erste Stirnfläche des Schiebers) des Speicherfüllventils 42 verbunden, so dass Druckbeaufschlagung eine Verstellung in Richtung der ersten Stellung a bewirkt, und der Speicherkanal 8 mit einer zweiten Betätigungsfläche (etwa eine zweite Stirnfläche des Schiebers) des Speicherfüllventils 42 verbunden, so dass Druckbeaufschlagung eine Verstellung in Richtung der zweiten Stellung b bewirkt. Im Gleichgewicht stellt sich also eine Zwischenstellung (zwischen der ersten Stellung a und der zweiten Stellung b) ein, so dass der Druck im Speicherkanal 8 (und damit im Druckspeicher 22) etwas kleiner (aufgrund der Vorspannung) als der Druck (Steuerdruck) im Zwischenkanal 30 bzw. im Steuerkanal 6 ist. Um diesen kleinen Unterschied zu berücksichtigen, kann von einem Steuerdruckniveau bzw. Steuerdruckbereich um den nominellen Wert des Steuerdrucks gesprochen werden, das bzw. der so spezifiziert ist, dass im Gleichgewicht beide Drücke (im Steuerkanal und im Speicherkanal) eingeschlossen sind, d.h. der Druck im Steuerkanal 6 und der Druck im Speicherkanal 8 (bzw. Druckspeicher 22) liegen, wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat, beide auf Steuerdruckniveau bzw. im Steuerdruckbereich (etwa, nomineller Wert des Steuerdrucks plus/minus ein gewisser Druckbereich).
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Bei einem Stillstand der hydraulischen Anordnung, wobei insbesondere die Hydraulikpumpe 14 stillsteht, sinkt selbst bei geschlossenem Zustand des Steuerdruckmittelfreigabeventils 28 aufgrund von Leckage nach einer gewissen Zeit der Druck im Steuerkanal 6 und im Druckspeicher 22 auf einen Wert, der zu klein ist, um das wenigstens eine hydraulisch betätigte Ventil 24 ausreichend schnell und weit genug betätigen zu können.
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Ausgehend von einer solchen Situation, d.h. einem Zustand der hydraulischen Anordnung bzw. der Steuerdruckvorrichtung 2, in der das Druckniveau abgesunken ist, wird, bei einem bzw. nach einem Druckaufbau im Pumpenkanal 4 (aufgrund einer wieder laufenden Hydraulikpumpe 14) und damit im Zwischenkanal 30 die damit verbundene erste Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42, die dieses in die erste Stellung a verstellt, unmittelbar mit Druck beaufschlagt, während die mit dem Speicherkanal verbundene zweite Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42, die dieses in die zweite Stellung b verstellt, mit zeitlicher Verzögerung mit Druck beaufschlagt wird. Dies liegt einerseits am relativ hohen Volumen des Druckspeichers 22 (verglichen mit dem Volumen des Zwischenkanals 30 und des Steuerkanals 6). Andererseits kann zusätzlich, wie dargestellt, ein Rückschlagdrosselventil 44 vorgesehen sein, über das der Speicherkanal 8 mit der zweiten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42, die dieses in die zweite Stellung b verstellt, verbunden ist. Durch die Drosselstelle bzw. Blende im Rückschlagdrosselventil 44 erfolgt ein Druckanstieg an der zweiten Betätigungsfläche zeitlich verzögert zu einem Druckanstieg im Speicherkanal 8. Die Drosselstelle bzw. Blende im Rückschlagdrosselventil 44 kann entsprechend als Verzögerungsdrosselstelle 46 bzw. Verzögerungsblende bezeichnet werden. Das Rückschlagventil des Rückschlagdrosselventils 44, das parallel zur Drosselstelle angeordnet ist, ist so angeordnet, dass es einen ungehinderten Rückfluss an Druckmittel von der zweiten Betätigungsfläche in den Speicherkanal 8 ermöglicht. Die Verstellung in die erste Stellung a kann entsprechend relativ widerstandsfrei erfolgen.
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In der ersten Stellung a erfolgt die Befüllung des Speicherkanals 8 und des Druckspeichers 22 über den relativ kleinen ersten Zulaufquerschnitt. Der erste Zulaufquerschnitt wird geeignet gewählt, so dass dieser über einen kleineren Widerstand verfügt als die Zwischenblende 32, die den Zwischenkanal 30 mit dem Steuerkanal 6 verbindet. Ein Großteil des Druckmittels wird daher in den Steuerkanal 6 gefördert, so dass dort der zur Betätigung des wenigstens einen hydraulisch betätigten Ventils 24 benötigte Steuerdruck unmittelbar aufgebaut wird. Aufgrund des relativ kleinen ersten Zulaufquerschnitts wird im Vergleich dazu der Druck im Speicherkanal 8 verzögert aufgebaut. D.h. der Aufbau des Steuerdrucks im Steuerkanal wird gegenüber dem Befüllen des Druckspeichers priorisiert. Mit zunehmendem Druck im Speicherkanal 8 bzw. an der zweiten Betätigungsfläche erfolgt eine Verstellung des Speicherfüllventils 42 in Richtung der zweiten Stellung b, d.h. in Richtung des größeren zweiten Zulaufquerschnitts, so dass die Zulaufquerschnittsfläche vergrößert wird, bis das oben beschriebene Gleichgewicht erreicht ist.
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In einer ähnlichen nicht dargestellten Ausgestaltung kann der erste Zulaufquerschnitt des Speicherfüllventils gleich null sein, d.h. in der ersten Stellung ist kein Volumenstrom in den Speicherkanal möglich. Beispielsweise kann der Steuerkanal über das Speicherfüllventil mit dem Speicherkanal verbunden sein (stromab der Zwischenblende), wobei das Speicherfüllventil in der ersten Stellung ein Rückschlagventil einschließt, dass einen Volumenstrom an Druckmittel vom Speicherkanal zum Steuerkanal ermöglicht (wenn der Druck im Speicherkanal höher als im Steuerdruckmittelkanal ist), jedoch einen Volumenstrom vom Steuerkanal zum Speicherkanal unterbindet (erster Zulaufquerschnitt gleich null). Ein solches Speicherfüllventil kann in die erste Stellung vorgespannt sein. In der zweiten Stellung ist ein Zulaufquerschnitt durch das Speicherfüllventil vorgesehen (d.h. vergrößert gegenüber null), etwa über eine Blende oder Drosselstelle im Speicherfüllventil, die einen größeren Widerstand bietet als die Verbindung vom Speicherkanal zum Steuerkanal über das Rückschlagventil in der ersten Stellung. Die zweite Betätigungsfläche, die das stetig verstellbare Speicherfüllventil in Richtung der zweiten Stellung verstellt, kann mit dem Zwischenkanal verbunden sein (stromauf der Zwischenblende), so dass, wenn der Druck im Zwischenkanal die Vorspannung überwindet (d.h. mit zeitlicher Verzögerung), eine Verstellung in Richtung der zweiten Stellung erfolgt. Die erste Betätigungsfläche, die das stetig verstellbare Speicherfüllventil in Richtung der ersten Stellung verstellt (zusätzlich zur Vorspannung), kann mit dem Speicherkanal verbunden sein, so dass letztendlich, nach erfolgtem Druckaufbau im Druckspeicher, die Druckverhältnisse zwischen Speicherkanal und Steuerkanal durch das Speicherfüllventil geregelt werden.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausgestaltung ist statt der Verbindung des Zwischenkanals 30 über die Zwischenblende 32 mit dem Steuerkanal 6 (parallel zum Speicherfüllventil 42) auch denkbar, den Zwischenkanal 30 durch ein Speicherfüllventil, das dann etwa als 3/2-Wegeventil ausgeführt sein könnte, mit dem Steuerkanal 6 zu verbinden. In der ersten Stellung könnte dann der Zwischenkanal über einen (relativ großen) Zulaufquerschnitt mit dem Steuerkanal verbunden sein und über einen weiteren Zulaufquerschnitt, in dem eine Drosselstelle bzw. Blende vorgesehen ist, mit dem Speicherkanal verbunden sein. In der zweiten Stellung könnte der Zulaufquerschnitt vom Zwischenkanal zum Steuerkanal gegenüber demjenigen in der ersten Stellung verkleinert oder unverändert sein, während der Zulaufquerschnitt vom Zwischenkanal zum Speicherkanal gegenüber demjenigen in der ersten Stellung vergrößert ist (ähnlich der ersten und der zweiten Stellung des Speicherfüllventils 62 der 4).
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2 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung 2 (Steuerdruckvorrichtung) gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung aufweist. Die hydraulische Anordnung und die Steuerdruckvorrichtung 2 der 2 sind im Wesentlichen identisch zu den in 1 gezeigten, so dass lediglich Unterschiede erläutert werden.
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In der Anordnung der 2 ist eine gesonderte Hydraulikpumpe 14, als Konstant-Hydraulikpumpe ausgeführt, für die Steuerdruckmittelversorgung vorgesehen. Eine weitere, gemeinsam mit der Hydraulikpumpe 14 angetriebene, verstellbare Verbraucher-Hydraulikpumpe 50 ist vorgesehen, um den Volumenstrom an Druckmittel bereitzustellen, der von dem wenigstens einen hydraulisch betätigbaren Ventil 24 zu Verbrauchern geleitet und von diesen weggeleitet wird.
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Weiter ist statt eines Druckminderungsventils ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 52 vorgesehen, das zwischen dem Pumpenkanal 4 und dem Rücklaufkanal 10 angeordnet ist, so dass der Druck im Pumpenkanal 4 auf den am Druckbegrenzungsventil 52 eingestellten Druck, d.h. den Steuerdruck, geregelt wird. Der Pumpenkanal 4 ist weiter direkt mit dem Zwischenkanal 30 verbunden, so dass in diesem ebenfalls der Steuerdruck vorliegt. Ein LS-Kanal ist hier, bei Verwendung einer Konstant-Hydraulikpumpe, nicht vorgesehen.
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3 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung 2 (Steuerdruckvorrichtung) gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung. Die Steuerdruckvorrichtung 2 der 2 entspricht größtenteils derjenigen der 1, so dass lediglich Unterschiede erläutert werden.
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Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Steuerdruckvorrichtung ist in der Ausgestaltung der Steuerdruckvorrichtung 2 entsprechend 3 die zweite Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42, deren Druckbeaufschlagung eine Verstellung in Richtung der zweiten Stellung b bewirkt, nicht mit dem Speicherkanal 8, sondern mit dem Zwischenkanal 30 verbunden. In dieser Verbindung des Zwischenkanals 30 mit der zweiten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42 ist eine Verzögerungsdrosselstelle 46 bzw. eine Verzögerungsblende vorgesehen, so dass der Druckaufbau an der zweiten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42 zeitlich verzögert zu einem Druckaufbau im Zwischenkanal 30 erfolgt. Insbesondere erfolgt, vorausgesetzt in der Verbindung des Zwischenkanals 30 mit der ersten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42 ist keine Drosselstelle bzw. ein größer Querschnitt als derjenige der Verzögerungsdrosselstelle 46 bzw. Verzögerungsblende vorgesehen, der Druckaufbau an der zweiten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42 auch zeitlich verzögert zu dem Druckaufbau an der ersten Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42. Bei einem Druckaufbau im Pumpenkanal 4 und in der Folge im Zwischenkanal 30 erfolgt also, wie auch bei der Speicherdruckvorrichtung der 1, zunächst eine Verstellung des Speicherfüllventils 42 in die erste Stellung a und dazu zeitlich verzögert eine Verstellung (mit zunehmendem Zulaufquerschnitt vom Zwischenkanal 30 zum Speicherkanal 8) in Richtung der zweiten Stellung b, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Um eine möglichst widerstandfreie anfängliche Verstellung in die erste Stellung a zu ermöglichen (d.h. um den Abfluss an Druckmittel zu ermöglichen), ist die zweite Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 42 weiterhin über eine weitere Drosselstelle 48 mit dem Steuerkanal 6 verbunden. Die Querschnittsflächen der Verzögerungsdrosselstelle 46 bzw. Verzögerungsblende und der weiteren Drosselstelle 48 sind geeignet gewählt, um die vorstehend beschriebene Funktion zu ermöglichen.
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Selbstverständlich kann in der Steuerdruckvorrichtung 2 der 3 statt des Druckminderungsventils 26 auch ein Druckbegrenzungsventil 52 analog zu 2 vorgesehen sein.
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4 zeigt eine hydraulische Anordnung, die eine Vorrichtung zur Steuerdruckmittelbereitstellung 2 (Steuerdruckvorrichtung) gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung aufweist. Nachfolgend wird auf die Unterschiede zur in der 1 dargestellten Steuerdruckvorrichtung eingegangen.
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Im Unterschied zu den Steuerdruckvorrichtungen der 1 bis 3 ist in der Steuerdruckvorrichtung 2 der 4 die Regelungsfunktion für den Steuerdruck nicht durch ein Druckminderungsventil oder Druckbegrenzungsventil realisiert, sondern ist im Speicherfüllventil 62 integriert.
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Das Speicherfüllventil 62 (z.B. ein 4/3-Proportional-Wegeventil) weist eine erste (End-)Stellung a, eine zweite (Zwischen-)Stellung b und eine dritte (End-)Stellung c auf und ist über die zweite Stellung b zwischen der ersten Stellung a und der dritten Stellung c kontinuierlich verstellbar. Das Speicherfüllventil 62 ist mit dem Pumpenkanal 4, dem Rücklaufkanal 10, dem Speicherkanal 8 und einem Prioritätskanal 64 verbunden. Das Speicherfüllventil 62 ist in die erste Stellung a vorgespannt (z.B. durch eine Feder) und hydraulisch betätigbar. Eine erste Betätigungsfläche (z.B. erste Stirnfläche eines Schiebers) des Speicherfüllventils 62 ist mit dem Rücklaufkanal 10 verbunden. Eine zweite Betätigungsfläche (z.B. zweite Stirnfläche des Schiebers) des Speicherfüllventils 62 ist mit einem ersten Wechselventil 68 verbunden, welches mit dem Prioritätskanal 64 und dem Speicherkanal 8 verbunden und so eingerichtet ist, dass der höhere Druck von dem Druck im Prioritätskanal 64 und dem Druck im Speicherkanal 8 auf die zweite Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 62 wirkt. Der Prioritätskanal 64 und der Speicherkanal 8 sind weiterhin über ein zweites Wechselventil 66 mit dem Steuerkanal 6 verbunden, wobei das zweite Wechselventil 66 so eingerichtet ist, dass, je nachdem wo der höhere Druck vorliegt, Druckmittel vom Prioritätskanal 64 oder vom Speicherkanal 8 zum Steuerkanal 6 fließen kann.
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In der ersten Stellung a besteht eine direkte Verbindung zwischen dem Pumpenkanal 4 und dem Prioritätskanal 64, während in einer Verbindung zwischen Pumpenkanal 4 und dem Speicherkanal 8 eine Blende oder Drosselstelle vorgesehen ist. Der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Prioritätskanal 64 ist also größer als der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Speicherkanal 8 (in der ersten Stellung a). Wieder ausgehend von einem Zustand, in dem der Druck während eines Stillstands abgesunken ist, wird bei einem Druckaufbau im Pumpenkanal 4 also zunächst Druckmittel größtenteils in den Prioritätskanal 64 und von dort über das zweite Wechselventil 68 in den Steuerkanal 6 geleitet. Der Druckaufbau im Speicherkanal 8 erfolgt verzögert zu dem Druckaufbau im Prioritätskanal 64. Über das erste Wechselventil 68 wirkt entsprechend der Druck im Prioritätskanal 64 auf die zweite Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 62, so dass dieses bei ausreichend hohem Druck im Prioritätskanal 64 (insbesondere hoch genug, um die Vorspannung zu überwinden) in Richtung der zweiten Stellung b verstellt wird.
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In der zweiten Stellung b besteht eine direkte Verbindung zwischen dem Pumpenkanal 4 und dem Speicherkanal 8, während in der Verbindung zwischen Pumpenkanal 4 und dem Prioritätskanal 64 eine Blende oder Drosselstelle vorgesehen ist. Der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Prioritätskanal 64 ist also kleiner als der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Speicherkanal 8 (in der zweiten Stellung b). Beim Verstellen von der ersten Stellung a in die zweite Stellung b wird also der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Prioritätskanal 64 verkleinert und der Zulaufquerschnitt vom Pumpenkanal 4 zum Speicherkanal 8 vergrößert. Hierbei kann nun die Befüllung des Druckspeichers 22 erfolgen, bis der Druck im Speicherkanal 8 sowie in dem Druckspeicher 22 soweit steigt, dass dieser über das erste Wechselventil 68 an die entsprechende Betätigungsfläche des Speicherfüllventils 62 weitergeleitet wird und dieser dann den entsprechenden Ist-Wert für die Steuerdruckmittelregelung vorgibt.
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Steigt der Druck noch weiter an, so geht das Speicherfüllventil 62 in die dritte Stellung c über. In der dritten Stellung c des Speicherfüllventils 62 erfolgt eine Verbindung des Speicherkanals 8 über eine Blende oder Drosselstelle zum Rücklaufkanal 10 und überschüssiges Druckmittel kann entsprechend in den Rücklaufkanal 10 geleitet werden. Um zusätzliche Steuerdruckmittelverbraucher versorgen und den Steuerdruck als Signal in den LS-Kanal 12 melden zu können, wird in der dritten Stellung c des Weiteren eine Verbindung des Speicherkanals 8 in den Prioritätskanal 64 hergestellt.
