DE10340505A1 - Ventilanordnung und Hydraulikantrieb - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steuerung eines Hydraulikantriebes, der einen ersten Arbeitsanschluss und einen zweiten Arbeitsanschluss aufweist, und der mit einer Druckquelle verbindbar und trennbar ist, wobei der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb separat steuerbar sind. Ferner betrifft die Erfindung einen Hydraulikantrieb, der mit einer Ventilanordnung steuerbar ist.
- Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Ventilanordnungen zur Steuerung von hydraulischen Antrieben bekannt, bei denen die Steueröffnungen zur Steuerung des Zu- und des Abflusses zum und vom Hydraulikantrieb mechanisch oder hydraulisch miteinander verbunden sind. Solche Ventilanordnungen haben jedoch den Nachteil, dass am Arbeitsanschluss, der dem Zufluss dient, eine Kavitation auftreten kann. Die Kavitation und eine zu hohe Geschwindigkeit des zuflussgesteuerten Antriebes wird bisher durch eine starke Drosselung des Abflusses des Hydraulikantriebes vermieden. Diese starke Drosselung hat jedoch einen schlechten energetischen Wirkungsgrad zur Folge. Zur Lösung dieser Probleme wurden Ventilanordnungen, mit denen der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb separat gesteuert werden können, in der
EP 0 809 737 B1 ,US 5 138 838 ,US 5 568 759 und derUS 5 960 695 vorgeschlagen. Diese Lösungen erfüllen jedoch nicht die hohen Anforderungen an niedrige Leckströme an den Arbeitsanschlüssen, wenn die Ventile nicht betrieben werden. Wenn eine von dem hydraulischen Antrieb zu bewegende Last und die Geschwindigkeit des Antriebes in dieselbe Richtung wirken, wird durch die in den genannten Veröffentlichungen vorgeschlagenen Lösungen die Geschwindigkeit dadurch kontrolliert, dass der Antrieb mit einem relativ hohen Öldruck beaufschlagt wird, was jedoch ebenfalls zu einem schlechten Wirkungsgrad führt. DieUS 4 840 111 und dieUS 6 467 264 versuchen dieses letztgenannte Problem dadurch zu lösen, dass sie auf einen hohen Öldruck aus der Versorgungsleitung verzichten. Jedoch erfordern diese Lösungsvorschläge einen unnötig hohen Druck in der Tankleitung, um die Kavitation beim Senken der Last zu vermeiden und gleichzeitig keine Hydraulikflüssigkeit aus der Pumpleitung zu benötigen. Aus dem hohen Druck in der Tankleitung ergibt sich jedoch durch Drosselverluste wieder ein schlechter energetischer Wirkungsgrad. - Die Erfindung hat die Aufgabe bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art den energetischen Wirkungsgrad deutlich zu verbessern.
- Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Arbeitsanschluss mit einem ersten Steuerventil und der zweite Arbeitsanschluss mit einem zweiten Steuerventil verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Steuerventile miteinander und jeweils mit einem mit einem Tank verbundenen dritten Steuerventil verbunden sind.
- Somit ist es möglich, die beiden Arbeitsanschlüsse durch entsprechende Schaltung des ersten und des zweiten Steuerventils hydraulisch miteinander zu verbinden, so dass die Hydraulikflüssigkeit von einem Arbeitsanschluss aus dem Hydraulikantrieb kommend zum anderen Arbeitsanschluss in den Hydraulikantrieb zurückgespeist wird. Dies ist besonders beim Senken einer auf den Hydraulikantrieb wirkenden Last von Vorteil, da dann kein Pumpendruck mehr auf den Hydraulikantrieb aufzubringen ist. Durch das dritte Steuerventil ist außerdem eine Steuerung der Geschwindigkeit des Hydraulikantriebes möglich. Möchte man die Absenkgeschwindigkeit reduzieren, so wird das dritte Steuerventil, das zur Tankleitung führt, etwas weiter geschlossen. Möchte man hingegen die Absenkgeschwindigkeit erhöhen, so wird das dritte Steuerventil etwas mehr geöffnet, so dass jetzt mehr Hydraulikflüssigkeit in den Tank abfließen kann, und stattdessen weniger Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikantrieb zurückgespeist wird. Das Rückspeisen der Hydraulikflüssigkeit von einem Arbeitsanschluss zum anderen Arbeitsanschluss ist jedoch auch beim Anheben einer auf den Hydraulikantrieb wirkenden Last vorteilhaft. Um die Last zu heben, wird der Hydraulikantrieb an dem entsprechenden Arbeitsanschluss mit einem be stimmten Druck durch die Pumpe beaufschlagt, so dass infolge der Bewegung des Hydraulikantriebs am anderen Arbeitsanschluss Hydraulikflüssigkeit abfließt, die über die ersten und zweiten Steuerventile zu dem für den Zufluss bestimmten Arbeitsanschluss zurückgespeist wird. Außerdem ist es möglich, die ersten oder zweiten Steuerventile entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit zu drosseln. Somit ist es durch die erfindungsgemäße Ventilanordnung möglich, sowohl beim Heben wie auch beim Senken einer Last infolge der Rückspeisung der Hydraulikflüssigkeit von einem Arbeitsanschluss an den anderen Arbeitsanschluss erheblich an Energie einzusparen, wodurch der energetische Wirkungsgrad deutlich verbessert wird. Alternativ zum dritten Steuerventil kann auch ein Druckentlastungsventil, das auf den Druck am ersten Arbeitsanschluss einstellbar ist, vorgesehen werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste, zweite und dritte Steuerventil ein 2/2-Wegeventil. Diese 2/2-Wegeventile sind einfache Standardkomponenten, so dass die Ventilanordnung preisgünstig zu realisieren ist.
- Zur Messung eines Druckes am ersten Arbeitsanschluss weist die Ventilanordnung zweckmäßigerweise einen ersten Drucksensor und am zweiten Arbeitsanschluss einen zweiten Drucksensor auf. Außerdem ist es sinnvoll, wenn das dritte Steuerventil mit einem Wegaufnehmer versehen ist und wenn in einer Tankleitung zwischen dem Tank und dem dritten Steuerventil ein dritter Drucksensor angeordnet ist. Somit können die jeweils erforderlichen Ventilöffnungen genau auf die jeweils erforderlichen Betriebsbedingungen eingestellt werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ventilanordnung ein den Zufluss steuerndes Steuerventil, das ein 3/3-Wegeventil ist, auf. Dieses 3/3-Wegeventil ist ebenso ein einfaches und somit kostengünstiges Standardbauteil, mit dem bestimmte Drosselstellungen zur genauen Einstellung der Ventilanordnung zuverlässig realisierbar sind.
- Zweckmäßigerweise ist das den Zufluss steuernde Steuerventil mit einem Wegeaufnehmer versehen. Außerdem kann in einer Pumpleitung zwischen der Pumpe und dem den Zufluss steuernden Steuerventil ein vierter Drucksensor angeordnet sein. Somit lässt sich durch das den Zufluss steuernde Steuerventil, durch den Wegaufnehmer und durch den vierten Drucksensor die Zuflussmenge zum Hydraulikantrieb entsprechend momentan gewünschten Betriebsbedingungen präzise einstellen.
- Die Ventilanordnung kann zwei Zuflussstränge aufweisen, durch die der Hydraulikantrieb mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Außerdem kann in jedem Zuflussstrang ein Rückflussverhinderer, der beispielsweise ein Rückschlagventil sein kann, angeordnet sein. Durch die Rückflussverhinderer werden ein unerwünschtes Absenken einer anzuhebenden Last durch Vermeiden eines unerwünschten Leckstroms von dem einen Arbeitsanschluss zum anderen Arbeitsanschluss verhindert.
- Vorteilhafterweise kann die Ventilanordnung zur Zuflusssteuerung mit einem mechanischen Differenzdruck regler oder einer elektronischen Mess- und Regeleinrichtung zur Regelung des hydraulischen Zuflusses zum Hydraulikantrieb versehen sein.
- Die Steuerventile können direkt und/oder durch eine Drucksteuerung und/oder durch eine Steuerung der Ventilstellung einstellbar sein. Dadurch eignet sich die Ventilanordnung besonders gut, um sie für bestimmte Betriebsarten programmieren zu können.
- Vorzugsweise weist die Ventilanordnung mindestens eine elektronische Einrichtung zur Regelung des Durchflusses auf. Somit können mehrere gewünschte Betriebsarten der Ventilanordnung programmiert und bei Bedarf ausgeführt werden.
- Zweckmäßigerweise können in der elektronischen Einrichtung folgende Programmschritte ablaufen:
- – Bestimmung eines Differenzdruckes zwischen einem Druck in der Pumpleitung und einem Druck am Arbeitsanschluss;
- – Rückführung des Differenzdruckes an ein inverses Ventilmodell zur Bestimmung der gewünschten Ventilöffnung;
- – Berechnung einer Differenz zwischen einer gewünschten und einer gemessenen Ventilöffnung.
- Die Ventilanordnung kann mindestens einen Mikroprozessor, der mit dem Drucksensor am ersten Arbeitsanschluss und mit dem dritten Steuerventil zusammenarbeitet, zur Regelung des Abflusses zum Tank aufweisen. Durch den Mikroprozessor kann die Ventilanordnung ebenfalls für bestimmte Betriebsarten programmiert werden, insbesondere um eine Kavitation am ersten Arbeitsanschluss zu vermeiden. Der Mikroprozessor kann selbstverständlich auch mit anderen Sensoren und Ventilen zusammenarbeiten. Es hängt von der gewählten Anwendung ab, welche Verbindungen zwischen dem Mikroprozessor, den Ventilen und den Sensoren zweckmäßig sind.
- Um den gesamten Aufbau der Ventilanordnung möglichst einfach zu gestalten, kann die Ventilanordnung in einem oder mehreren Ventilblöcken zusammengefasst sein.
- Die Aufgabe wird mit einem Hydraulikantrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass er eine Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist, so dass der Hydraulikantrieb mit einem erheblich verbesserten energetischen Wirkungsgrad betrieben werden kann.
- Vorteilhafterweise kann der Hydraulikmotor ein Rotations- oder ein Translationsmotor sein.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
- Im Einzelnen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung; -
2 eine schematische Darstellung einer elektronischen Einrichtung zur Ventilregelung. -
1 zeigt eine Ventilanordnung100 zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs1 . Die Ventilanordnung100 weist ein Steuerventil2 , das ein 3/3-Wegeventil ist, und Steuerventile5 ,6 und7 , die 2/2-Wegeventile sind, auf. Über eine Pumpe P wird durch das Steuerventil2 und Rückflussverhinderer3 , die als Rückschlagventile ausgebildet sind, Hydraulikflüssigkeit zu den Arbeitsanschlüssen A oder B des Hydraulikantriebes1 gefördert. Der Rückfluss aus dem Hydraulikantrieb1 zurück zu einem Tank4 erfolgt durch die Steuerventile5 ,6 und7 . Die Steuerventile5 und6 sind in beiden Fließrichtungen als Rückschlagventile steuerbar, um einen unerwünschten Leckstrom vom Arbeitsanschluss A zum Arbeitsanschluss B und von den Arbeitsanschlüssen A und B zum Tank4 zu verhindern. Zusammen mit den Rückschlagventilen3 ist der Leckstrom an den Arbeitsanschlüssen A und B vernachlässigbar gering. Ferner verhindern die Rückflussverhinderer3 , dass die Last beim Anheben plötzlich absinken kann. Die Steuerventile2 ,5 ,6 und7 sind beispielsweise mit einem Magnetspulenantrieb ausgestattet. Es sind jedoch auch andere Antriebsmöglichkeiten für die Steuerventile2 ,5 ,6 und7 möglich. Ebenso können die Steuerventile2 ,5 ,6 und7 beispielsweise durch einen hydraulischen Steuerdruck betätigt werden. Sie können also als pilotgesteuerte hydraulische Ventile ausgebildet sein. Außerdem sind die Steuerventile2 ,5 ,6 und7 mit einer Rückstellfeder versehen, um bei einem Ausfall des Ventilantriebes den Durchfluss zu unterbrechen. Ferner ist das Steuerventil2 mit einem Wegaufnehmer9 und das Steuerventil7 mit einem Wegaufnehmer8 versehen. Zwischen der Pumpe P und dem Steuerventil2 ist ein Drucksensor14 , an den Arbeitsanschlüssen A und B ein Drucksensor11 und12 und zwischen dem Tank4 und dem Steuerventil7 ein Drucksensor13 angeordnet. Ein Mikroprozessor10 arbeitet zur Ansteuerung des Steuerventils7 mit dem Drucksensor11 zusammen. Der Mikroprozessor kann auch mit anderen Sensoren zusammenarbeiten, beispielsweise mit allen Sensoren. Allerdings sind nicht immer alle in der Figur gezeigten Sensoren notwendig. Welche Sensoren sinnvoll sind, hängt von der gewählten Anwendung ab. -
2 zeigt eine Einrichtung200 zur Messung und Regelung des Durchflusses, die hier zur Messung und Regelung des Zuflusses zum Hydraulikantrieb1 verwendet wird. Die Drucksensoren11 und14 messen am Arbeitsanschluss A einen Druck Pa und am Druckanschluss P einen Druck Pp. In einer Auswerteeinheit201 wird der Differenzdruck aus den beiden Drücken Pp und Pa ermittelt. Der ermittelte Differenzdruck wird an ein inverses Ventilmodell zur Bestimmung der gewünschten Ventilöffnung zurückgeführt, damit die gewünschte Ventilöffnung Ar für einen gewünschten Durchfluss Qr berechnet werden kann. Eine Größe k stellt eine Ventilkonstante dar. Aufgrund der inversen Fließcharakteristik xr=f(AT) ist es möglich, die gewünschte Ventilstellung xr zu bestimmen. Eine Einrichtung202 zur Veränderung der Ventilstellung verwendet eine Differenz zwischen der gewünschten Ventilstellung xr und der gemessenen Ventilstellung x. Wenn x=xr, dann ist unabhängig von dem durch eine Last L erzeugten Druck der Referenzdurchfluss Qr gleich dem zu regelnden Durchfluss Q. Für diese Regelung der Ventilstellung werden die Drucksensoren11 und14 und der Wegeaufnehmer9 benötigt. Wenn eine Last L am Hydraulikantrieb1 entgegen der Bewegungs richtung wirkt, wird auch der Drucksensor12 (1 ) benötigt. - Mit der relativ einfachen Ventilanordnung
100 und der Ventilsteuerung200 sind eine Reihe vielfältiger Betriebsarten möglich. In einer ersten Betriebsart kann die Hydraulikflüssigkeit von P zum Arbeitsanschluss A und vom Arbeitsanschluss B nach T fließen. Bei einer ersten Möglichkeit zur Steuerung der Durchflussmenge wird das den Zufluss steuernde Steuerventil2 entsprechend der gewünschten Durchflussmenge eingestellt, um den Zufluss zum Arbeitsanschluss A zu bestimmen. Das Steuerventil7 kann entsprechend der gewünschten Abflussmenge ebenfalls entsprechend eingestellt werden, um die Menge, die in den Tank4 zurückfließen soll festzulegen. Das Steuerventil5 ist in dieser Betriebsart geschlossen und das Steuerventil6 ist geöffnet, um einen direkten Durchfluss vom Arbeitsanschluss B zum Tank4 zu ermöglichen. Bei dieser Betriebsart kann der Durchfluss beispielsweise durch eine Durchflussmengensteuerung, eine Steuerung der Stellung des Hydraulikantriebs und eine Drucksteuerung erfolgen. Weitere dem Fachmann geläufige Steuerungsmöglichkeiten sind jedoch mit der Ventilanordnung100 ebenfalls möglich. Hier werden im folgenden die Durchflussmengensteuerung, die Steuerung der Ventilstellung und die Drucksteuerung beschrieben. - Die Steuerung der Durchflussmenge wird häufig bei mobilen Anwendungen, wie beispielsweise bei Baggern oder Kranen, bevorzugt verwendet, weil dann ein Bediener die Geschwindigkeit unabhängig von der zu hebenden oder zu senkenden Last verändern kann. Bei der Durchflussmen gensteuerung wird der zum Arbeitsanschluss A strömende Durchfluss gesteuert. Die Steuerung der Auflussmenge kann entweder auf konventionelle Weise durch eine hier nicht näher dargestellte mechanische Differenzdrucksteuerung erfolgen, oder, wie in
2 beschrieben, durch eine elektronische Einrichtung200 zur Messung und Regelung der Durchflussmenge. Um zu vermeiden, dass die zu bewegende Last L selbständig davoneilt, und eine Kavitation hervorruft, muss der Druck am Arbeitsanschluss A durch das den Abfluss steuernde Steuerventil7 auf einem bestimmten Niveau gehalten werden. Dies kann entweder elektronisch durch den Drucksensor11 und den Mikroprozessor10 erfolgen, oder alternativ durch ein hier nicht näher dargestelltes mechanisch wirkendes Druckentlastungsventil, das das Steuerventil7 ersetzt. Bei dem Druckentlastungsventil wird der am Arbeitsanschluss A wirkende Druck Pa voreingestellt. - Eine zweite Möglichkeit zur Steuerung der Durchflussmenge kann durch das Steuerventil
7 geschehen. In diesem Fall muss der am Arbeitsanschluss B herrschende Druck Pb hoch genug sein, um den erforderlichen Durchfluss durch das Ventil7 sicherzustellen. Deshalb steuert das Steuerventil2 den am Arbeitsanschluss B herrschenden Druck Pb mittels des Drucksensors12 und dem Mikroprozessor10 . Um eine Kavitation am Arbeitsanschluss A zu vermeiden, wird das den Zufluss steuernde Steuerventil2 ebenfalls dazu verwendet, den am Arbeitsanschluss A herrschenden Druck Pa auf einem bestimmten Niveau zu halten. Die Abflussmenge aus dem Hydraulikantrieb1 kann entsprechend der in2 dargestellten Regelung erfolgen. In diesem Fall ergibt sich der Differenzdruck aus der Differenz zwischen dem am Arbeitsanschluss B herrschenden Druck Pb und dem mit dem Drucksensor13 gemessenen Druck Pt. Die Ventilstellung des Steuerventils7 wird durch den Wegaufnehmer8 ermittelt. Wenn Pt niedrig, bekannt oder konstant ist, dann kann der Drucksensor13 entfallen. Die Drucksensoren11 und12 sind jedoch erforderlich, um die Durchflussmenge in beide Fließrichtungen zu steuern. - Bei automatisch gesteuerten Hydraulikeinrichtungen wird häufig eine Steuerung der Stellung des Hydraulikantriebs verwendet. Dabei wird die Geschwindigkeit indirekt über die Steigung eines Referenz-Stellungs-Profils gesteuert. Um zu verhindern, dass die Last selbständig davoneilt und eine Kavitation auslöst, kann das den Zufluss steuernde Ventil
2 die Stellung des Hydraulikantriebes1 steuern, und das den Abfluss steuernde Ventil7 den Druck, der am Arbeitsanschluss B herrscht. Alternativ ist es zur Steuerung der Stellung des Hydraulikantriebes1 auch möglich, dass das den Abfluss steuernde Ventil7 die Stellung des Hydraulikantriebes1 steuert, und das den Zufluss steuernde Ventil2 verwendet wird, um den Druck am Arbeitsanschluss B auf einem ausreichenden Druckniveau zu halten. Um ein Davoneilen der Last L und eine Kavitation am Arbeitsanschluss A zu vermeiden, wird das den Zufluss steuernde Steuerventil2 ebenfalls dazu verwendet, um den am Arbeitsanschluss A herrschenden Druck Pa auf einem bestimmten Niveau zu halten. - Bei einer Drucksteuerung ist es möglich, sowohl den Druck Pa am Arbeitsanschluss A und den Druck Pb am Arbeitsanschluss B zu steuern. Wenn der Differenzdruck aus Pb und Pa zum Antreiben des Hydraulikantriebes
1 gesteuert wird, kann Pa oder Pb niedrig gehalten werden, um Energie zu sparen und somit den energetischen Wirkungsgrad günstig zu halten. - Wenn in der Ventilanordnung
100 (1 ) die Hydraulikflüssigkeit von P nach B und von A nach T fließt, können die für einen Durchfluss von P nach A und B nach T beschriebenen Steuermöglichkeiten ebenfalls angewendet werden. Der einzige Unterschied ist nur, dass dann das Steuerventil2 den Durchfluss zum Arbeitsanschluss B und das den Abfluss steuernde Steuerventil7 den Abfluss vom Arbeitsanschluss A zurück zum Tank4 steuert. Das Steuerventil5 ist dann geöffnet und das Steuerventil6 geschlossen, um einen Abfluss vom Arbeitsanschluss A zum Tank4 zu ermöglichen. - In einer weiteren Betriebsart werden unerwünschte Leckströme vermieden. Leckströme sind beispielsweise dann unerwünscht, wenn der Hydraulikantrieb
1 die Last L für eine längere Zeit in einer bestimmten Position halten soll. Dies wird durch die Rückflussverhinderer3 und die ebenfalls als Rückflussverhinderer einstellbaren Steuerventile5 und6 erreicht, indem sie den Durchfluss sperren. Die Steuerventile2 und7 sind ebenfalls geschlossen. - In einer alternativen Betriebsart, bei der der Hydraulikantrieb
1 nicht unter einem durch die Pumpe P erzeugten Druck steht, kann die Hydraulikflüssigkeit durch das Eigengewicht der zu senkenden Last L durch die Hydraulikleitungen gedrückt werden. Dazu unterbricht das Steuerventil2 den Zufluss und die Steuerventile5 ,6 und7 sind geöffnet. Dadurch sind die Ar beitsanschlüsse A und B miteinander und mit dem Tank4 verbunden, so dass an den Arbeitsanschlüssen A und B gemeinsam der niedrige Tankdruck herrscht. - Eine andere Betriebsart, beispielsweise bei einer ruckartigen Zugbewegung, wird erreicht, indem man die Zylinderstellung des Hydraulikantriebs
1 steuert und eine Druckentlastung vorsieht. Eine derartige Betriebsart tritt beispielsweise bei einem Traktor auf, insbesondere bei der Steuerung der Ackerschiene eines Traktors, die z.B. einen Pflug trägt. Für die Steuerung der Zylinderstellung wird zum Heben der Last L dem Hydraulikantrieb1 am Arbeitsanschluss A Hydraulikflüssigkeit zugeführt und zum Senken der Last L Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitsanschluss A über die Steuerventile5 und6 dem Arbeitsanschluss B zurückgeführt. Eine Drucksteuerung hält den Druck Pb mittels des Steuerventils7 unterhalb eines bestimmten Druckniveaus. Das Steuerventil2 führt dem Hydraulikantrieb1 Hydraulikflüssigkeit zu, wobei der Druck Pa auf einem unteren Druckniveau gehalten wird, um eine Kavitation zu vermeiden. Für diese Betriebsart werden ebenfalls die Drucksensoren11 und12 und die Wegaufnehmer8 und9 benötigt. - Bei einer ebenfalls möglichen Betriebsart wird zum Absenken einer Last L weder ein von der Pumpe erzeugter Durchfluss noch ein von der Pumpe erzeugter Druck benötigt, so dass Energie gespart wird. Der Durchfluss wird direkt durch Verbinden der Arbeitsanschlüsse A und B mittels Öffnen der Ventile
5 und6 sichergestellt. Die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikantriebs1 wird durch eine Abflusssteuerung mittels des Ventils7 beeinflusst. Das Steuerventil2 ist während dieses Vor ganges geschlossen. Für diese Betriebsart werden der Drucksensor11 und, wenn der Durchfluss sehr genau gesteuert werden soll, auch der Drucksensor13 benötigt, zusammen mit dem Wegaufnehmer8 , um die Abflussmenge zu steuern. Um einen zu starken Druckabfall zu vermeiden, können die Steuerventile5 und6 gedrosselt werden. - Die Rückspeisung von einem Arbeitsanschluss an den anderen Arbeitsanschluss kann ebenfalls beim Anheben der Last L verwendet werden. Durch die Verbindung des Arbeitsanschlusses A mit dem Arbeitsanschluss B wird die Zylindergeschwindigkeit erhöht, da zusätzlich zum Rückfluss vom Arbeitsanschluss B zum Arbeitsanschluss A durch Öffnen oder Drosseln des Steuerventils
2 der von der Pumpe geförderte Durchfluss am Arbeitsanschluss A hinzukommt. Bei dieser Betriebsart wird das Ventil7 geschlossen. Wenn eine niedrigere Geschwindigkeit gewünscht wird, kann das Steuerventil7 in einer Drosselstellung geöffnet werden, so dass Hydraulikflüssigkeit zum Tank4 fließt. Um zu vermeiden, dass die Last L nicht selbständig davoneilt, können die Steuerventile5 oder6 gedrosselt werden. Durch die Verwendung der Steuerventile5 und6 , des Mikroprozessors10 und des Drucksensors11 ist es möglich, den Druck Pa am Arbeitsanschluss A auf einem bestimmten Druckniveau zu halten.
Claims (18)
- Ventilanordnung (
100 ) zur Steuerung eines Hydraulikantriebes (1 ), der einen ersten Arbeitsanschluss A und einen zweiten Arbeitsanschluss B aufweist, und der mit einer Druckquelle (P) verbindbar und trennbar ist, wobei der Zu- und der Abfluss zum und vom Hydraulikantrieb (1 ) separat steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arbeitsanschluss (A) mit einem ersten Steuerventil (5 ) und der zweite Arbeitsanschluss (B) mit einem zweiten Steuerventil (6 ) verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Steuerventile (5 ,6 ) miteinander und jeweils mit einem mit einem Tank (4 ) verbundenen dritten Steuerventil (7 ) verbunden sind. - Ventilanordnung (
100 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (5 ,6 ,7 ) 2/2-Wegeventile sind. - Ventilanordnung (
100 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Drucksensor (11 ) zur Messung eines Druckes am ersten Arbeitsanschluss (A) aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Drucksensor (12 ) zur Messung eines Druckes am zweiten Arbeitsanschluss (B) aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Tankleitung zwischen dem Tank (4 ) und dem dritten Steuerventil (7 ) ein dritter Drucksensor (13 ) angeordnet ist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Steuerventil (7 ) einen Wegaufnehmer (8 ) aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein den Zufluss steuerndes Steuerventil (2 ), das ein 3/3-Wegeventil ist, aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das den Zufluss steuernde Steuerventil (2 ) einen Wegaufnehmer (9 ) aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Pumpleitung zwischen einer Pumpe (P) und dem den Zufluss steu ernden Steuerventil (2 ) ein vierter Drucksensor (14 ) angeordnet ist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Zuflussstränge durch die der Hydraulikantrieb (1 ) mit Hydraulikflüssigkeit versorgbar ist, aufweist, und in jedem Zuflussstrang ein Rückflussverhinderer (3 ) angeordnet ist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (2 ,5 ,6 ,7 ) direkt und/oder durch eine Drucksteuerung und/oder durch eine Wegesteuerung einstellbar sind. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mechanischen Differenzdruckregler zur Regelung des Zuflusses zum Hydraulikantrieb aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektronische Einrichtung (200 ) zur Regelung des Zuflusses zum Hydraulikantrieb aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen der folgenden Programmschritte durchführt: – Bestimmung eines Differenzdruckes zwischen einem Druck in einer Pumpenleitung und einem Druck am Arbeitsanschluss (A); – Rückführung des Differenzdruckes an ein inverses Ventilmodell zur Bestimmung der gewünschten Ventilöffnung; – Berechnung einer Differenz zwischen einer gewünschten und einer gemessenen Ventilöffnung. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Mikroprozessor (10 ), der mit dem Drucksensor (11 ) zusammenarbeitet, zur Regelung des Abflusses zum Tank (4 ) aufweist. - Ventilanordnung (
100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem oder mehreren Ventilblöcken zusammengefasst ist. - Hydraulikantrieb (
1 ) mit einer Ventilanordnung (100 ), dadurch gekennzeichnet, dass er eine Ventilanordnung (100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufweist. - Hydraulikantrieb (
1 ) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Rotations- oder ein Translationsmotor ist.
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