DE19520451C1 - Hydraulic system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Pa tentanspruches.The invention relates to a hydraulic system according to the generic part of the first Pa entitlement.
Bei Steuerschiebern nach dem Prinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung (LUDV) gibt es unterschiedliche Möglichkeiten des Abgriffes und der Weiterleitung des sogenannten Load-Sensing (LS)-Signals. Einerseits gibt es die Möglichkeit, dieses Signal über ein aufwen diges in die Schiebersektionen integriertes System von Meldeleitungen das Load-Sensing- Signal an den Pumpenregler weiterzuleiten. Andererseits besteht die Möglichkeit, in die Kom pensatorkolben weitere Kolben einzubauen, die mit einer relativ schwachen Feder ausgerüstet sind. Die Kompensatorkolben können auch so ausgebildet sein, daß sie über eine Steueröff nung das Load-Sensing-Signal weiterleiten. Die erstgenannte Ausführung ist aufwendig, wäh rend die beiden letztgenannten bezüglich der Signalabgabe derart empfindlich sind, daß über die Steuerkanten bei den kleinen Ölströmen ein druckgenaues Weiterleiten des Load-Sensing- Signals nicht immer gewährleistet ist. Dies bewirkt eine ungenaue Ansteuerung des Pumpen reglers, was sich wiederum negativ auf die Gesamtsteuerung, d. h. die Ansteuerung einzelner oder mehrerer Verbraucher auswirkt.For spool valves based on the principle of flow pressure independent flow distribution (LUDV) there are different ways of tapping and forwarding the so-called Load sensing (LS) signal. On the one hand there is the possibility to spend this signal on a system of signaling lines integrated in the slide sections the load-sensing Forward the signal to the pump controller. On the other hand, there is the possibility of entering the com pensator piston to install additional pistons that are equipped with a relatively weak spring are. The compensator pistons can also be designed so that they have a control opening forward the load sensing signal. The first version is complex, wah rend the latter two are so sensitive to signaling that over the control edges with the small oil flows a pressure-accurate forwarding of the load-sensing Signal is not always guaranteed. This causes inaccurate activation of the pumps regulator, which in turn negatively affects the overall control, d. H. the control of individual or multiple consumers.
Die DE-A 34 43 354 betrifft eine Hydraulikanlage, die über eine beispielsweise von einem Die selmotor angetriebene Pumpe verfügt die Druckmittel über Wegeventile Verbrauchern zuleitet. Der Drehzahlregler der Einspritzpumpe des Dieselmotors wird mit Hilfe eines druckbeauf schlagten Stellzylinders beeinflußt, auf den der zwecks Drehzahlanhebung der Brennkraftma schine erzeugte Druck in einer Steuerleitung einwirkt. Dieser Druck wird im Zusammenwirken eines der Wegeventile für einen einfach wirkenden Verbraucher und eines Druckregelventils so gesteuert, daß beim Betätigen eines üblichen Wegeventils in der Leitung ein konstanter Druck erzeugt wird. Beim Betätigen des anderen Wegeventils für den einfach wirkenden Verbraucher kommt eine spezielle Steuerkante zur Wirkung, wodurch ein proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers ansteigender Druck in der Leitung erzeugt wird. Dadurch wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Pumpe erhöht und so eingestellt, daß die Verbraucher ge rade die benötigte Druckmittelmenge erhalten. Auf diese Weise ist ein wirtschaftlicher Betrieb möglich.DE-A 34 43 354 relates to a hydraulic system, for example, by a die selmotor driven pump supplies the pressure medium via directional valves to consumers. The speed controller of the injection pump of the diesel engine is pressurized impacted actuating cylinder on which the purpose of increasing the speed of the internal combustion engine the pressure generated in a control line. This pressure will work together one of the way valves for a single-acting consumer and a pressure control valve like this controlled that a constant pressure when operating a conventional directional valve in the line is produced. When operating the other directional valve for the single-acting consumer comes a special control edge, which is proportional to the deflection of the Control spool rising pressure is generated in the line. This will speed up the Internal combustion engine and thus the pump increased and set so that the consumer ge just get the required amount of pressure medium. This is an economical operation possible.
Aus der US-A 2, 892, 312 ist eine hydraulische Anlage für Traktoren bekannt, die mit Arbeitszy lindern zum Betreiben von mehreren Arbeitsgeräten ausgerichtet ist, wobei diese Arbeitszylin der von einer Pumpe gespeist werden, deren Förderdruck lastunabhängig gesteuert wird, und wobei die Arbeitszylinder unter Verwendung eines Steuerschiebers und eines Steuerventils jeweils separat angesteuert werden. From US-A 2, 892, 312 a hydraulic system for tractors is known, which with Arbeitszy alleviate for the operation of several tools, this working cylinder which are fed by a pump, the delivery pressure of which is controlled independently of the load, and the working cylinders using a control spool and a control valve can be controlled separately.
Einem Linde-Bericht aus "Technik und Wissenschaft", Nr. 63, 1969, Seiten 5-8 ist die Be schreibung der Linde-Synchro-Control (LSC) für mobile Hydraulik-Anwendungen zu entneh men. Das System arbeitet nach dem Load-Sensing-Prinzip. Es verbessert erheblich die gleich zeitige Betätigung verschiedener Funktionen von Hydraulik-Systemen im offenen Kreislauf. Die Linde-Synchro-Control (LSC)-Ventile sind einzelne Ventilsektionen. Die geeignete Kombination für verschiedene Maschinen wird dadurch erreicht, daß man die Einzelsektionen auf entspre chende Ventilplatten montiert. Die Ventilplatten beinhalten lediglich die Verbindungskanäle, wie z. B. den Eingangskanal von der Pumpe, Verbindungskanäle zu und von den Ventilen, die Rücklaufleitung und den Anschluß des Rücklaufs zum Tank. In den Ventilsektionen sind die eigentlichen Funktionselemente untergebracht. Die Ventile selbst sind in Kolbenbauart ausge führt, haben eine federzentrierte geschlossene Mittelstellung und werden hydraulisch betätigt. Der maximale Kolbenhub ist einstellbar, und da das Druckgefälle an den Steuerkanten kon stant gehalten wird, bedeutet dies, daß der maximale Ölstrom, der durch das Ventil fließen soll, an den Endanschlägen des Ventils begrenzt werden kann. Eine Druckwaage ist im Innern des Ventilkolbens angeordnet. Die Wechselventile für das LS-Signal befinden sich im Innern der Druckwaagen und bewegen sich mit diesem in den Ventilkolben.A Linde report from "Technik und Wissenschaft", No. 63, 1969, pages 5-8 is the Be description of the Linde Synchro-Control (LSC) for mobile hydraulic applications men. The system works on the load-sensing principle. It significantly improves the same early activation of various functions of hydraulic systems in an open circuit. The Linde Synchro Control (LSC) valves are individual valve sections. The right combination for different machines is achieved by corresponding to the individual sections Appropriate valve plates installed. The valve plates only contain the connecting channels, such as e.g. B. the input channel from the pump, connecting channels to and from the valves that Return line and the connection of the return to the tank. They are in the valve sections actual functional elements housed. The valves themselves are piston-type leads, have a spring-centered closed central position and are operated hydraulically. The maximum piston stroke is adjustable, and since the pressure drop at the control edges is con is kept constant, this means that the maximum oil flow that should flow through the valve can be limited at the end stops of the valve. A pressure compensator is inside the Valve piston arranged. The shuttle valves for the LS signal are located inside the Pressure compensators and move with them into the valve piston.
Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, eine Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Durch flußverteilung bei einem Steuerschieber für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen dahingehend weiterzubilden, daß sich eine kostengünstige, einfache und störungsunanfällige Lösung ergibt, bei welcher der benötigte Ölstrom zuverlässig und druckgenau an den Pumpenregler weiterge leitet wird.The object of the invention is to provide a device for load pressure independent passage Flow distribution in a spool for mobile construction and work machines to further develop that there is a cost-effective, simple and trouble-free solution, in which the required oil flow is reliably and precisely passed on to the pump controller is leading.
Dieses Ziel wird durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale erreicht.This aim is indicated by those in the characterizing part of the first claim Characteristics achieved.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu ent nehmen. Neben kugelförmigen Verschlußelementen können auch geometrisch anders geform te Elemente, wie z. B. Kegel, Verwendung finden.Advantageous further developments of the subject matter of the invention can be found in the subclaims to take. In addition to spherical closure elements, geometrically different shapes can also be used te elements such as B. cone, find use.
Der Erfindungsgegenstand ist anwendbar für eine beliebige Anzahl von Verbrauchern, die über einen nach dem Prinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung arbeitenden Steuerschieber angesteuert werden. Wesentlicher Vorteil eines kugel- oder kegelförmigen Ver schlußelementes gegenüber einem Kolben ist, daß das kugel- oder kegelförmige Verschluße lement lediglich zwei definierte Stellungen kennt, nämlich "offen" oder "geschlossen", während bei dem Einsatz eines Kolbens infolge der sich ständig ändernden Richtungswechsel sich le diglich ein sogenanntes Anschnäbeln an den Steuerkanten einstellt, was sich letztendlich in der ungünstigen Abgabe des benötigten Ölstromes widerspiegelt. Dieser Nachteil wird durch das als Rückschlagventil ausgebildete Verschlußelement wirksam behoben, da es nun möglich ist, durch den durch die Kugel- oder Kegelstellung "offen" freigegebenen Querschnitt einen ausrei chenden Ölstrom an den Pumpenregler sowie die weiteren Kompensatoren abzugeben.The subject of the invention is applicable to any number of consumers who Via a flow distribution that works according to the principle of load pressure independent Control spool can be controlled. Significant advantage of a spherical or conical Ver closing element against a piston is that the spherical or conical closure element only knows two defined positions, namely "open" or "closed", while when using a piston due to the constantly changing direction le diglich a so-called nibbling on the control edges, which is ultimately in the reflects unfavorable delivery of the required oil flow. This disadvantage is caused by the Closure element designed as a check valve is effectively eliminated since it is now possible through the cross-section released by the ball or cone position "open" the appropriate oil flow to the pump controller and the other compensators.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.The object of the invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment and is described as follows.
Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze den schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems mit einer beliebigen Anzahl von Verbrauchern; in diesem Beispiel aus gebildet als Arbeitszylinder 1, 2, 3. Die Arbeitszylinder 1, 2, 3 werden über einen Steuerschieber angesteuert, der nach dem Prinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung aufgebaut ist, von dem lediglich die Steueröffnungen 4, 5, 6 dargestellt sind. Diese Steueröffnungen 4, 5, 6 sind durch den Fahrer veränderbar.The single figure shows a schematic diagram of the schematic structure of the hydraulic system according to the invention with any number of consumers; in this example formed from working cylinders 1 , 2 , 3 . The working cylinders 1 , 2 , 3 are controlled via a control slide, which is constructed according to the principle of flow pressure-independent flow distribution, of which only the control openings 4 , 5 , 6 are shown. These control openings 4 , 5 , 6 can be changed by the driver.
Unter der Annahme, daß der Arbeitszylinder 1 dem höchsten Lastdruck pz1 unterworfen ist, wird die Verstellpumpe 7 den Förderstrom mit einem um den Load-Sensing-Differenzdruck ΔpLS ihrer Verstelleinrichtung 8 höheren Druck ausgeben. Es gilt: pp = pz1 + ΔpLS.Assuming that the working cylinder 1 is subjected to the highest load pressure p z1 , the variable displacement pump 7 will output the delivery flow at a pressure higher by the load-sensing differential pressure Δp LS of its adjusting device 8 . The following applies: p p = p z1 + Δp LS .
Durch den um den Steuerdruckabfall in der Steueröffnung 4 verminderten Pumpendruck, der in einem Druckraum 9 (zweiter Druckraum) wirkt, wird der als Steuerkolben 10 ausgebildete Kompensator, dessen Schiebersektion dem Arbeitszylinder 1 zugeordnet ist, aufgesteuert, so daß sein Ölstrom diesem Arbeitszylinder 1 zufließen kann. Gleichzeitig pflanzt sich der Zylin derdruck pz1, der als LS-Signal zu dienen hat, über quer verlaufende Kanäle 11 im Steuerkol ben 10 unter Anheben des hier kugelförmig ausgebildeten, ein Rückschlagventil bildenden Verschlußelementes 12 über die Leitung 13, an welcher in Parallelschaltung auch die übrigen Steuerkolbenkolben 14, 15 liegen, zur Verstelleinrichtung 8 der Verstellpumpe 7 fort. Wie be reits dargelegt, können auch geometrisch anders geformte Rückschlagventile, wie z. B. Kegel, zur Anwendung gelangen. Dieser Druck wirkt über einen in Längsrichtung verlaufenden Ver bindungskanal 16 auch im Federraum 17 (erster Druckraum). Damit wirken der Lastdruck pz1 und der Äquivalenzdruck der Feder 18 dem Druck im zweiten Druckraum 9 entgegen, so daß sich der Steuerkolben 10 selbsttätig so einstellt, daß über die sich bildende Drosselstelle 19 der Förderstrom auf den Lastdruck pz1 vermindert wird. Der Druckabfall an der Drosselstelle 19 entspricht hierbei dem Äquivalenzdruck der Feder 18 (dieser ist relativ gering, 1 bis 8 bar).Due to the reduced pump pressure in the control opening 4 pump pressure, which acts in a pressure chamber 9 (second pressure chamber), the compensator designed as a control piston 10 , the slide section of which is assigned to the working cylinder 1 , is opened so that its oil flow can flow to this working cylinder 1 . At the same time, the cylin derdruck p z1 , which has to serve as an LS signal, plants across transverse channels 11 in the control piston 10 ben by lifting the spherical, here a check valve-forming closure element 12 via the line 13 , on which in parallel also the remaining control piston pistons 14 , 15 lie to the adjustment device 8 of the adjustment pump 7 . As already explained, check valves with different geometries can also be designed, e.g. B. cone, apply. This pressure acts via a longitudinal connection channel Ver 16 also in the spring chamber 17 (first pressure chamber). Thus, the load pressure p z1 and the equivalent pressure of the spring 18 counteract the pressure in the second pressure chamber 9 , so that the control piston 10 adjusts itself automatically so that the flow rate to the load pressure p z1 is reduced via the throttling point 19 which is formed. The pressure drop at the throttle point 19 corresponds to the equivalent pressure of the spring 18 (this is relatively low, 1 to 8 bar).
Der Lastdruck pz1 des Arbeitszylinders 1 wird über die Leitung 13 auch den weiteren Steuerkol ben 14, 15 zugeführt. Über die in Längsrichtung verlaufenden Verbindungskanäle 20, 21 steht dieser Druck auch in den Federräumen 22, 23 (erste Druckräume) der Steuerkolben 14 und 15 an. In den Druckräumen 24, 25 wirkt der gleiche um den Druckabfall durch die Steueröffnungen 5, 6 verminderte Pumpendruck pp, wobei entsprechend dem LUDV-Prinzip die Druckabfälle in den Steueröffnungen 4, 5, 6 aller Arbeitszylinder 1, 2, 3 gleich sind. Dadurch wird der Druck in den zweiten Druckräumen 24, 25 durch die sich nach dem Druckwaagenprinzip einstellenden Drosselöffnungen 26, 27 auf die gegenüber dem Druck pz1 im Arbeitszylinder 1 niedriger liegen den Drücke pz2 bzw. pz3 in den Arbeitszylindern 2, 3 vermindert. Da in den zu den Kugelsitzen 28, 29 führenden quer verlaufenden Kanälen 42, 44 nur die Zylinderdrücke pz2 und pz3 herrschen, werden die kugelförmigen Rückschlagelemente 30, 31 durch den über die Leitung 13 einge steuerten höheren Druck pz1 auf ihre Sitze 28, 29 gedrückt, so daß ein Ölfluß von der Leitung 13 zu den Arbeitszylindern 2 und 3 verhindert wird. Das kugelförmige Rückschlagelement 12 ist in diesem Beispiel infolge des in diesem Steuerkolben 10 herrschenden höheren Druckes von seinem Ventilsitz 32 abgehoben und liegt an einem Anschlag 33 eines von oben in den Steuer kolben 10 eingeführten Abschlußelementes 34 an, das gleichzeitig im Federraum 17 die Feder 18 führt. Das kugelförmige Rückschlagelement 12, 30, 31 ist somit in Abhängigkeit des sich am jeweiligen Steuerkolben 10, 14, 15 einstellenden höheren Druckes zwischen seinen beiden defi nierten Stellungen 32, 33; 28, 35; 29, 36 hin und her bewegbar. Jeder Steuerkolben 10, 14, 15 ist - wie bereits dargelegt - mit in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 37, 38, 39 sowie jeweils zwei quer dazu verlaufenden Kanälen 11, 41; 42, 43; 44, 45 versehen. Im jeweiligen Abschlußelement 34, 46, 47 sind ebenfalls in Längsrichtung verlaufende Kanäle 16, 20, 21 zur Verbindung der Ar beitszylinder 1, 2, 3 mit der zugehörigen Federkammer 17, 22, 23 eingearbeitet.The load pressure p z1 of the working cylinder 1 is also fed via line 13 to the further control piston 14 , 15 . This pressure is also present in the spring chambers 22 , 23 (first pressure chambers) of the control pistons 14 and 15 via the longitudinally extending connecting channels 20 , 21 . In the pressure chambers 24 , 25 , the pump pressure p p reduced by the pressure drop through the control openings 5 , 6 , the pressure drops in the control openings 4 , 5 , 6 of all working cylinders 1 , 2 , 3 being the same, according to the LUDV principle. As a result, the pressure in the second pressure chambers 24 , 25 is reduced by the throttle openings 26 , 27 which are set according to the pressure compensator principle and to which the pressures p z2 and p z3 in the working cylinders 2 , 3 are lower than the pressure p z1 in the working cylinder 1 . Since only the cylinder pressures p z2 and p z3 prevail in the transverse channels 42 , 44 leading to the ball seats 28 , 29 , the spherical non-return elements 30 , 31 are pressed onto their seats 28 by the higher pressure p z1 controlled via the line 13 . 29 pressed so that an oil flow from the line 13 to the working cylinders 2 and 3 is prevented. The spherical non-return member 12 is lifted in this example, as a result of the pressure prevailing in the control piston 10 of higher pressure from its valve seat 32 and bears on a stop 33 of a top in the control piston 10 inserted closure element 34, which simultaneously guides the spring 18 in the spring chamber 17 . The spherical non-return element 12 , 30 , 31 is thus dependent on the higher on the respective control piston 10 , 14 , 15 higher pressure between its two defined positions 32 , 33 ; 28 , 35 ; 29 , 36 movable back and forth. As already explained, each control piston 10 , 14 , 15 is provided with channels 37 , 38 , 39 running in the longitudinal direction and two channels 11 , 41 ; 42 , 43 ; 44 , 45 provided. In the respective end element 34 , 46 , 47 are also longitudinal channels 16 , 20 , 21 for connecting the Ar beits cylinder 1 , 2 , 3 with the associated spring chamber 17 , 22 , 23 incorporated.
Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:The advantages of the subject of the invention are characterized by the following features:
- - die Querschnitte in den Load-Sensing-Meldeleitungen 11, 42, 44 sowie die von den kugel förmigen Rückschlagventilen 12, 30, 31 freigegebenen Querschnitte 37, 38, 39 können ohne nennenswerten Druckabfall den durch die Verstelleinrichtung 8 der Verstellpumpe 7 und/oder durch die Entspannungsblende 48 in den Tank 49 abfließenden Ölstrom durchleiten.- The cross-sections in the load-sensing signal lines 11 , 42 , 44 and the cross-sections 37 , 38 , 39 released by the spherical check valves 12 , 30 , 31 can without significant pressure drop by the adjusting device 8 of the variable displacement pump 7 and / or Pass the expansion orifice 48 into the oil flow flowing into the tank 49 .
- - die Signalgabe ist absolut präzise und zuverlässig, da das kugelförmige Rückschlagventil 12, 30, 31 lediglich zwei definierte Stellungen 32, 33; 28, 35 sowie 29, 36 (offen - geschlos sen) aufweist und der LS-Strom nicht über Steuerkanten sich einregelnder Kolben abfließt.- The signal is absolutely precise and reliable, since the spherical check valve 12 , 30 , 31 only two defined positions 32 , 33; 28 , 35 and 29 , 36 (open - closed) and the LS current does not flow out via control edges of the adjusting pistons.
- - die Leitungsführung ist stark vereinfacht.- The cable routing is greatly simplified.
Claims (8)
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Publications (1)
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Citations (2)
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US2892312A (en) * | 1958-01-27 | 1959-06-30 | Deere & Co | Demand compensated hydraulic system |
DE3443354A1 (en) * | 1984-11-28 | 1986-05-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | HYDRAULIC SYSTEM |
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1995
- 1995-06-03 DE DE19520451A patent/DE19520451C1/en not_active Revoked
-
1996
- 1996-02-27 DE DE59602308T patent/DE59602308D1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft, Nr. 63/1969, S. 5-8 * |
Also Published As
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DE59602308D1 (en) | 1999-08-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |