Die Erfindung bezieht sich auf eine
hydro-pneumatische Federungseinrichtung für Fahrzeuge mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a
hydro-pneumatic suspension device for vehicles with the features
the preamble of claim 1.
Eine hydro-pneumatische Federungseinrichtung
für Fahrzeuge
mit hohen Lastverhältnissen
und einer Load-Sensing-Pumpe als Druckversorgung ist aus der DE 42 42 448 C1 bekannt
und macht sich die Tatsache zunutze, daß größere Lastverhältnisse
ermöglicht
werden, wenn der Ringraum im Sinne einer Vorlast mit einem (im statischen
Zustand) konstanten Druck beaufschlagt wird. Um die notwendigen
Regelvorgänge
auf ein Minimum zu reduzieren und um die Load-Sensing-Pumpe (oder
kürzer
LS-Pumpe) nicht mit einem unnötig
hohen Druck laufen zu lassen, werden dynamische Belastungsänderungen
unterdrückt
und nur statische Belastungsänderungen
durch Auf- oder Abregelvorgänge
ausgeregelt. In den Zwischenzeiten bleibt sich die Federung ohne äußere Einflüsse selbst überlassen.
Es hat sich gezeigt, daß die
dynamischen Laständerungen
am einfachsten unterdrückt
werden können;
wenn man die Abstände
zwischen den gefederten und ungefederten Massen mit Hilfe elektrischer
Sensoren derart mißt,
daß jeweils
innerhalb einer Meßperiode
von beispielsweise 6 s eine Vielzahl von Messungen durchgeführt werden,
deren Mittelwert ggf. das Signal für das Niveauregelventil bestimmt.
Bei einer Erhöhung
der statischen Last findet ein Aufregelvorgang statt in der Weise,
daß der
Arbeitsraum über
die Niveauregeleinrichtung mit der LS-Pumpe verbunden wird. Auf
Grund ihrer Charakteristik liefert die LS-Pumpe einen Druck, der
um einen vorbestimmten, dem sogenannten Stand-by-Druck entsprechenden
Betrag höher
ist als der im Arbeitsraum eines Federzylinders geforderte. Die
Druckdifferenz zwischen Pumpe und Federzylinder ist dabei vergleichsweise
gering, so daß ein
Regelvorgang eine vergleichsweise lange Zeit benötigt, die in jedem Fall so
lang ist, daß hinreichend
genau gemessen werden kann. Wenn umgekehrt bei Lastverringerung
abgeregelt werden muß,
wird der Arbeitsraum mit dem Ablauf verbunden, so daß ein großes Druckgefälle vorhanden
ist. Der Regelvorgang benötigt
deutlich weniger Zeit, die bei vollen Strömungsquerschnitten in jedem
Fall viel kürzer
wäre als
die Dauer einer Meßperiode. Übersteuerungseffekte wären die
Folge. Man hat daher gemäß der erwähnten Patentschrift
in den Strömungsweg
zwischen Arbeitsraum und Niveauregeleinrichtung eine in beiden Strömungsrichtungen
durchströmbare
Drossel eingebaut. Damit gelingt zwar eine Anhebung der Mindestregelzeit,
jedoch wirken sich auch an einer Drossel die entstehenden Druckunterschiede
voll aus und resultieren nach wie vor in unterschiedlich langen
Regelzeiten.A hydro-pneumatic suspension device for vehicles with high load ratios and a load-sensing pump as pressure supply is out of the DE 42 42 448 C1 known and takes advantage of the fact that larger load ratios are made possible if the annular space is acted upon in the sense of a preload with a (in the static state) constant pressure. In order to reduce the necessary control processes to a minimum and so that the load-sensing pump (or shorter LS pump) does not run at an unnecessarily high pressure, dynamic changes in load are suppressed and only static changes in load are compensated for by regulating or regulating processes. In the meantime, the suspension is left to its own devices without external influences. It has been shown that the dynamic load changes are easiest to suppress; if the distances between the sprung and unsprung masses are measured with the aid of electrical sensors such that a large number of measurements are carried out within a measuring period of, for example, 6 s, the mean value of which may determine the signal for the level control valve. When the static load is increased, an adjustment process takes place in such a way that the work space is connected to the LS pump via the level control device. Due to its characteristics, the LS pump delivers a pressure that is higher by a predetermined amount, the so-called stand-by pressure, than that required in the working space of a spring cylinder. The pressure difference between the pump and the spring cylinder is comparatively low, so that a control process takes a comparatively long time, which is in any case so long that measurements can be carried out with sufficient accuracy. Conversely, if it is necessary to regulate when the load is reduced, the work space is connected to the drain so that there is a large pressure drop. The control process takes significantly less time, which would be much shorter than the duration of a measuring period in any case with full flow cross sections. Overdrive effects would result. Therefore, according to the mentioned patent specification, a throttle that can flow through in both flow directions has been installed in the flow path between the working space and the level control device. Although the minimum control time can be increased, the pressure differences that arise also have a full effect on a throttle and still result in control times of different lengths.
In bestimmten Anwendungsfällen dienen
Festdrosseln auch im Sinne einer Vorrangschaltung, wenn beispielsweise
auch die Ringräume
von Federzylindern in ihrer Füllung
geregelt werden müssen,
was z. B. über
Drei-Wege-Druckregelventile
erfolgt. Hierbei ist es wünschenswert,
daß diese
Regelung mindestens so schnell erfolgt wie das Auf- bzw. Abregeln.
Schließlich
wäre es äußerst ungünstig, wenn
in einem Ringraum statt eines vorbestimmten Druckes ein wesentlich
höherer
oder niedrigerer Druck herrschen würde oder sogar ein mangelhafter
Füllungsgrad
auftreten könnte.Serve in certain use cases
Fixed chokes also in the sense of a priority circuit, if for example
also the ring spaces
of spring cylinders in their filling
must be regulated
what z. B. about
Three-way pressure control valves
he follows. It is desirable here
that these
Regulation takes place at least as quickly as the up or down regulation.
Finally
it would be extremely inconvenient if
in an annulus instead of a predetermined pressure is essential
higher
or lower pressure, or even poor
fill factor
could occur.
In der DE 30 13 084 A1 wird ein Ventil behandelt,
das lediglich dann, wenn der Verbraucher entlastet werden soll,
eine Drosselung für
das Druckmittel ergibt. Hierdurch soll eine schlagartige Entlastung
des Verbrauchers verhindert werden. In umgekehrter Strömungsrichtung,
wenn die Pumpe Druckmittel in die Leitung fördert, soll das Ventil einen
ungedrosselten Durchfluss zum Verbraucher gewähren. Das in der Druckschrift behandelte
Ventil ist nicht in der Lage in beiden Strömungsrichtungen gleiche Volumentströme zu ermöglichen.In the DE 30 13 084 A1 a valve is treated which only results in a throttling of the pressure medium when the consumer is to be relieved. This is intended to prevent a sudden relief for the consumer. In the opposite direction of flow, when the pump delivers pressure medium into the line, the valve should allow an unrestricted flow to the consumer. The valve dealt with in the document is not able to enable the same volume flows in both flow directions.
Das in der DE 87 16 061 U1 gezeigte
Zwei-Wege-Ventil kann nur einseitig in nur einer Strömungsrichtung
den Druckmittelstrom konstant halten, Das Zwei-Wege-Stromregelventil ist so ausgebildet,
dass mit steigendem Zulaufdruck der Regelschieber entgegen der Kraft
der Feder nach links bewegt wird, wodurch der variable Drosselquerschnitt
der Regelblende stärker
angedrosselt wird. Auf diese Weise wird das Druckgefälle über die
Messblende konstant gehalten und damit auch der Durchflussstrom
zum Ablauf. Bei einer Umkehrung der Strömungsrichtung verschiebt die
Feder den Regelschieber in seine Ausgangsposition und eine Messblende
lässt lediglich
eine vorbestimmte Strömungsmenge
hindurch.That in the DE 87 16 061 U1 The two-way valve shown can only keep the pressure medium flow constant on one side in only one direction of flow is throttled more. In this way, the pressure drop across the orifice plate is kept constant and thus the flow rate to the outlet. When the direction of flow is reversed, the spring moves the control slide into its starting position and a measuring orifice only lets a predetermined amount of flow through.
Ausgehend von dieser Sachlage ist
es Aufgabe der Erfindung, die Drossel durch eine Anordnung zu ersetzen,
die in beiden Strömungsrichtungen
unabhängig
von den unterschiedlichen Druckgefällen einen im wesentlichen
gleichen Volumenstrom und damit im wesentlichen gleiche Zeiten für Auf- oder
Abregelvorgänge ermöglicht.
Die Anordnung soll einfach, billig, kleinbauend und funktionssicher
sein, keine externen Steuerenergien oder Steuerkreisläufe benötigen und
sich problemlos in die Gesamtanordnung einfügen. Schließlich soll die Anordnung aber
auch die Auf- und Abregelvorgänge
insgesamt so verzögern,
daß andere
Regelvorgänge, wie
z. B. das Nachspeisen in Ringräume
oder das Ablassen von Druckmittel aus Ringräumen der Federzylinder schneller
oder mit anderen Worten "bevorrechtigt" ablaufen.Based on this fact
it is an object of the invention to replace the throttle by an arrangement,
the in both flow directions
independently
one of the different pressure drops essentially
same volume flow and thus essentially the same times for opening or closing
Regulation processes enabled.
The arrangement should be simple, cheap, compact and reliable
be, need no external tax energy or tax cycles and
fit easily into the overall arrangement. Ultimately, however, the arrangement
also the up and down operations
overall so delay
that others
Control operations, such as
z. B. the dessert in annular spaces
or the release of pressure medium from annular spaces of the spring cylinders faster
or in other words "privileged".
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.This task is solved
with the features of the characterizing part of claim 1.
Die Lösung geht von der Überlegung
aus, daß zum
Kostanthalten einer Volumenstromes in einer Strömungsrichtung üblicherweise
ein Stromregelventil mit einer Festdrossel und einer variablen,
durch einen Waagekolben bewirkten Drossel zum Erzeugen einer konstanten
Druckdifferenz über
der Festdrossel benutzt wird, wobei die Höhe der Druckdifferenz von der
Federvorspannung der den Waagekolben belastenden Regelfeder abhängt. Mit
Hilfe von vier in Form der sogenannten "Graetz-Schaltung" geschalteten Rückschlagventilen könnte nun
das Stromregelventil so geschaltet werden, daß es unabhängig von den äußeren Strömungsrichtungen
innerhalb der Schaltung immer in der gleichen Richtung durchströmt würde. Dieser
Aufwand läßt sich jedoch
mit der weiteren Überlegung
vermeiden, daß eine
LS-Pumpe prinzipiell eine gleichbleibende Druckdifferenz liefert
(zumindest solange, wie nicht andere Verbraucher die Druckanforderungen
bestimmen). Diese Druckdifferenz liegt beim Aufregeln an der Festdrossel
an, da der Waagekolben dann außer
Funktion ist. Wenn man nun die Regelfeder des Waagekolbens so gestaltet,
daß sie
genau die gleiche Druckdifferenz erzeugt, hat man in beiden Strömungsrichtungen,
gleiche Druckgefälle
und damit gleiche Volumenströme.The solution is based on consideration
from that to
Maintaining a volume flow in a flow direction usually
a flow control valve with a fixed throttle and a variable,
throttle caused by a balance piston to produce a constant
Pressure difference over
the fixed throttle is used, the amount of the pressure difference from the
Spring preload depends on the control spring loading the balance piston. With
Help from four check valves connected in the form of the so-called "Graetz circuit" could now
the flow control valve can be switched so that it is independent of the external flow directions
would always flow in the same direction within the circuit. This
Effort can, however
with further consideration
avoid a
LS pump always delivers a constant pressure difference
(at least as long as other consumers don't print requirements
determine). This pressure difference is due to the fixed throttle when adjusting
since the balance piston is then
Function is. If you now design the balance spring of the balance piston
that she
exactly the same pressure difference is generated in both directions of flow,
same pressure drop
and thus the same volume flows.
Anhand eines mit Hilfe von Symbolen
erstellten Schaltplans für
eine hydropneumatische Federung und einer gegenständlichen
Darstellung des Ventils wird die Erfindung näher erläutert.Using one with the help of symbols
created circuit diagram for
a hydropneumatic suspension and a figurative
Representation of the valve, the invention is explained in more detail.
Zwei Federzylinder 1 und 2 sind
zwischen nicht näher
dargestellten gefederten und ungefederten Massen angeordnet und
besitzen Kolbenräume 3 und 4,
die durch Kolben 5 und 6 von Ringräumen 7 und 8 getrennt
sind. Die Ringräume 7 und 8 umgeben
Kolbenstangen 9 und 10, die abgedichtet nach außen geführt sind.
Eine Verbindungsleitung 11, an die ein Hydrospeicher 12 angeschlossen
ist, verbindet die Ringräume 7 und 8.
Eine weitere Verbindungsleitung 13 verbindet die Kolbenräume 3 und 4.
Von der Verbindungsleitung 13 führt eine Leitung 14 zu
einem als Federglied dienenden Hydrospeicher 15. In die
Leitung
14 mündet
eine aus drei Abschnitten 16a, 16b und 16c bestehende
Zuleitung, in welche ein entsperrbares Rückschlagventil 17 zwischen
den Abschnitten 16 und 16c und ein doppelt wirkendes,
strombeeinflussendes Ventil 18 zwischen die Abschnitte 16a und 16b eingebaut
sind. In die Verbindungsleitung 11 mündet eine Zuleitung 19,
die zu einem Niederdruckanschluß A
eines Drei-Wege-Druckregelventils 20 führt und in die ein entsperrbares
Rückschlagventil 21 eingebaut
ist. Die entsperrbaren Rückschlagventile 17 und 21 öffnen selbsttätig in Richtung Kolbenräume 3, 4 bzw.
Ringräume 7, 8 und
können über eine
sich in zwei Zweige 22 und 23 aufteilende Steuerleitung 24 für einen
Strom in Gegenrichtung entsperrt werden. Die Steuerleitung 24 zweigt
von einer Zuleitung 25 ab, die zu einem Anschluß P des
Drei-Wege-Druckregelventils 20 führt, das weiterhin einen Ablaufanschluß T besitzt,
an den eine Ablaufleitung 26 angeschlossen ist, die zum
Vorratsbehälter
zurückführt. Die Leitung 14 und
die Zuleitung 19 sind mit der Ablaufleitung 26 über Entleerungsleitungen 27 und 28 verbunden, in
die Absperrventile 29 und 30 eingebaut sind. Zwischen
die Leitung 14, und die Ablaufleitung 26 ist ein
Druckbegrenzungsventil 31 eingebaut. Der Zweig 16a und
die Zuleitung 25 führen
zu Arbeitsanschlüssen
A1 und B1 eines Niveauregelventils 32, das zwei weitere
Anschlüsse,
nämlich
einen Druckanschluß P1
und einen Ablaufanschluß T1
aufweist. Das Niveauregelventil 32 ist federzentriert und
magnetbetätigt
und besitzt eine mittlere Neutralstellung "0",
in welcher der Druckanschluß P1
gesperrt ist, während
die Arbeitsanschlüsse
A1 und B1 mit dem Ablaufanschluß T1
verbunden sind. In einer Abregelstellung "a" bestehen
die Verbindungen A1-T1 und P1-B1, während in einer Aufregelstellung "b" der Ablaufanschluß T1 gesperrt ist und die Arbeitsanschlüsse A1 und
B1 mit dem Druckanschluß P1
verbunden sind. Der Ablaufanschluß T1 steht mit der Ablaufleitung 26 in
Verbindung. Der Druckanschluß P1
wird über
eine Druckleitung 33 von einer Load-Sensing-Pumpe 34 versorgt,
die über
eine Steuerleitung 35 gesteuert wird, die an den Ablauf
Z eines Wechselventils 36 angeschlossen ist. Der Zulauf
zu einem ersten Zulaufanschluß X
erfolgt durch einen Abzweig 37 von der Zuleitung 19 im Bereich
zwischen dem entsperrbaren Rückschlagventil 21 und
dem Drei-Wege-Druckregelventil 20. Der Zulauf zu dem zweiten
Zulaufanschluß Y
erfolgt über
eine vom Zweig 16b zwischen Ventil 18 und entsperrbarem Rückschlagventil 17 abzweigende
Leitung 38. Über
ein Rückschlagventil 39 kann
die Steuerleitung 35 in die Zuleitung 25 entlastet
werden, wenn diese drucklos ist. Gesteuert wird das Drei-Wege-Druckregelventil 20 über eine
mit dem Niederdruckanschluß A
in Verbindung stehende Steuerleitung 40, wobei der Steuerdruck auf
nicht näher
dargestellte Weise innerhalb des Ventils über ein Ventilglied gegen eine
Regelfeder 41 wirkt. Bekanntlich wirkt ein Drei-Wege-Druckregelventil
so, daß eine
Verbindung zwischen dem Druckanschluß P und dem Niederdruckanschluß A solange
unter zunehmender Drosselung bestehen bleibt, bis ein vorbestimmter,
der Vorspannung der Regelfeder entsprechender Niederdruck erreicht
ist. Bei Überschreiten
dieses Niederdruckes wird eine Verbindung vom Niederdruckanschluß A zum
Rücklaufanschluß T hergestellt.
Das strombeeinflussende Ventil 18 ist im Prinzip ein Stromregelventil
mit einem Gehäuse 42 und
einer darin verlaufenden Gehäusebohrung 43,
in welcher ein Waagekolben 44 gleitbar angeordnet ist.
Der Waagekolben 44 besitzt zwei sich geenüberliegende
Stirnflächen 45 und 46,
zwischen denen sich im Innern eine Bohrung 47 erstreckt,
die sich in der Nähe
der Stirnfläche 45 zu
einer Festdrossel 48 verengt. Die Stirnfläche 45 wird
von einer Regelfeder 49 belastet, die sich an ihrem freien
Ende an einem Anschlag 50 in der Gehäusebohrung 43 abstützt. Sofern
keine hydraulischen Drücke
auf den Waagekolben 44 wirken, drückt die Regelfeder 49 diesen
mit seiner Stirnfläche 46 gegen
einen z. B. in Form eines Sprengringes ausgebildeten Anschlag 51.
Auf der Federseite ist der Waagekolben 44 mit einer umlaufenden
Steuerkante 52 versehen, die im Bereich eines die Gehäusebohrung 43 quer
anschneidenden Strömungskanals 53 liegt
und einen als variable Drossel 54 dienenden Strömungsquerschnitt
zwischen dem als Federraum 55 bezeichneten Teil der Gehäusebohrung 43 und
dem Strömungskanal 53 öffnet oder
schließt,
der über
den Zweig 16a mit dem Anschluß A1 des Niveauregelventils 32 verbunden
ist. Der an die Stirnfläche 46 anschließende Bereich
der Gehäusebohrung 43 ist
mit dem Zweig 16b verbunden.Two spring cylinders 1 and 2 are arranged between unsprung and unsprung masses and have piston spaces 3 and 4 by piston 5 and 6 of annuli 7 and 8th are separated. The ring spaces 7 and 8th surround piston rods 9 and 10 that are sealed to the outside. A connecting line 11 to which a hydraulic accumulator 12 is connected, connects the annular spaces 7 and 8th , Another connecting line 13 connects the piston chambers 3 and 4 , From the connecting line 13 leads a line 14 to a hydraulic accumulator serving as a spring element 15 , On the line 14 ends in one of three sections 16a . 16b and 16c existing supply line, in which an unlockable check valve 17 between sections 16 and 16c and a double acting, current influencing valve 18 between the sections 16a and 16b are installed. In the connecting line 11 opens a supply line 19 leading to a low pressure connection A of a three-way pressure control valve 20 leads and into which an unlockable check valve 21 is installed. The unlockable check valves 17 and 21 open automatically towards the piston chambers 3 . 4 or annular spaces 7 . 8th and can be divided into two branches 22 and 23 dividing control line 24 unlocked for a current in the opposite direction. The control line 24 branches from a supply line 25 from that to a port P of the three-way pressure control valve 20 leads, which also has a drain port T to which a drain line 26 is connected, which leads back to the reservoir. The administration 14 and the supply line 19 are with the drain pipe 26 via drain lines 27 and 28 connected, in the shut-off valves 29 and 30 are installed. Between the line 14 , and the drain pipe 26 is a pressure relief valve 31 built-in. The branch 16a and the supply line 25 lead to work connections A1 and B1 of a level control valve 32 , which has two further connections, namely a pressure connection P1 and a drain connection T1. The level control valve 32 is spring-centered and magnetically actuated and has a middle neutral position "0", in which the pressure connection P1 is blocked, while the working connections A1 and B1 are connected to the drain connection T1. Connections A1-T1 and P1-B1 exist in a cut-off position "a", while in an open position "b" the drain connection T1 is blocked and the work connections A1 and B1 are connected to the pressure connection P1. The drain connection T1 is connected to the drain line 26 in connection. The pressure connection P1 is via a pressure line 33 from a load-sensing pump 34 supplied via a control line 35 is controlled, which at the outlet Z of a shuttle valve 36 connected. The inlet to a first inlet connection X takes place through a branch 37 from the supply line 19 in the area between the unlockable check valve 21 and the three-way pressure control valve 20 , The inflow to the second inflow connection Y takes place via one from the branch 16b between valve 18 and unlockable check valve 17 branching pipe 38 , Via a check valve 39 can the control line 35 into the supply line 25 be relieved when it is depressurized. The three-way pressure control valve is controlled 20 via a control line connected to the low pressure connection A. 40 , wherein the control pressure in a manner not shown within the valve via a valve member against a control spring 41 acts. As is known, a three-way pressure control valve acts in such a way that a connection between the pressure connection P and the low pressure connection A remains with increasing throttling until a predetermined low pressure corresponding to the prestressing of the control spring is reached. If this low pressure is exceeded, a connection from the low pressure connection A to the return connection T is established. The current influencing valve 18 is basically a flow control valve with a housing 42 and a housing bore running in it 43 in which a balance piston 44 is slidably disposed. The balance piston 44 has two facing end faces 45 and 46 , between which there is a bore 47 stretches that near the face 45 to a fixed throttle 48 narrows. The face 45 is from a rule spring 49 strained, which is at its free end at a stop 50 in the housing bore 43 supported. So no hydraulic pressures on the balance piston 44 act, presses the control spring 49 this with its face 46 against a z. B. formed in the form of a snap ring stop 51 , The balance piston is on the spring side 44 with a circumferential control edge 52 provided in the area of the housing bore 43 cross-cutting flow channel 53 lies and a variable choke 54 serving flow cross-section between the as a spring space 55 designated part of the housing bore 43 and the flow channel 53 opens or closes that over the branch 16a with connection A1 of the level control valve 32 connected is. The one on the face 46 subsequent area of the housing bore 43 is with the branch 16b connected.
Zur Erläuterung der Funktion seien
verschiedene Belastungsfälle
an einem Traktor angenommen.To explain the function
different load cases
accepted on a tractor.
Niveaulage:Level position:
Ein Traktor werde bei konstanter
statischer Belastung bei laufender Load-Sensing-Pumpe 34 von einem
Fahrer gelenkt. Vorhergegangene Belastungsänderungen seien bereits ausgeregelt,
so daß sich
das Niveauregelventil 32 sich in seiner Neutralstellung "0" befindet. Es ist leicht ersichtlich,
daß in
dieser Stellung nicht nur der Zweig 16a über den
Arbeitsanschluß A1
mit dem Ablaufanschluß T1
verbunden ist, sondern über den
Arbeitsanschluß B1
auch die Zuleitung 25 und damit auch die Steuerleitung 24 mit
ihren beiden Zweigen 22 und 23. Durch den somit
fehlenden Steuerdruck können
die entsperrbaren Rückschlagventile 17 und 21 nicht
mehr entsperrt werden, so daß sie
schließen
und sowohl die Kolbenräume 3 und 4 als
auch die Ringräume 7 und 8 von
jeglicher Zu- oder Ableitung trennen. Die Verbindungen zu den Hydrospeichern 12 und 15 bleiben
jedoch erhalten, so daß die
Federung des Traktors gewährleistet
ist. Durch den drucklosen Zustand der Zuleitung 25 wird
auch die Steuerleitung 35 zur LS-Pumpe 34 drucklos, da sie sich über das
Rückschlagventil 39 in
die Zuleitung 25 entlasten kann. Die LS-Pumpe 34 kann
daher, sofern nicht andere Verbraucher zu versorgen sind, im Stand-by-Betrieb
mit vergleichsweise geringem Leistungsbedarf laufen.A tractor becomes a constant static load with the load-sensing pump running 34 driven by a driver. Previous changes in load are already corrected, so that the level control valve 32 is in its neutral position "0". It is easy to see that in this position not only the branch 16a is connected to the drain connection T1 via the working connection A1, but also the feed line via the working connection B1 25 and with it the control line 24 with their two branches 22 and 23 , Due to the lack of control pressure, the unblockable check valves can 17 and 21 can no longer be unlocked so that they close and both the piston chambers 3 and 4 as well as the annuli 7 and 8th separate from any supply or discharge. The connections to the hydraulic accumulators 12 and 15 remain, however, so that the suspension of the tractor is guaranteed. Due to the pressure-free condition of the supply line 25 will also be the control line 35 to the LS pump 34 depressurized as it is above the check valve 39 into the supply line 25 can relieve. The LS pump 34 can therefore, unless other consumers are supplied, run in standby mode with a comparatively low power requirement.
Aufregeln:Aufregeln:
Es sei nun angenommen, daß sich die
statische Belastung aus irgendeinem Grunde erhöht. Diese Laständerung
wird eine Einfederung zur Folge haben und den Abstand zwischen den
hier nicht dargestellten gefederten und ungefederten Massen verkleinern.
Das bedeutet, daß sich
die Kolbenräume 3 und 4 verkleinern, während die
Ringräume 7 und 8 sich
unter Verringerung ihres Vordruckes und einer partiellen Entleerung
des Hydrospeichers 12 vergrößern. Die Abstandsänderung
wird über
Sensoren dedektiert und nach dem Herausfiltern eventueller dynamischer
Anteile in ein Signal umgewandelt, welches das Niveauregelventil 32 in
seine Aufregelstellung "b" schaltet. In dieser
Schaltstellung werden beide Arbeitsanschlüsse A1 und B1 und damit der
Zweig 16a und die Zuleitung 25 mit dem Druckanschluß P1 verbunden
und anfänglich
etwa mit dem Stand-by-Druck beaufschlagt. Der Stand-by-Druck liegt
auch an der Steuerleitung 24 an und reicht auf Grund des
inneren Flächenverhältnisses
der entsperrbaren Rückschlagventile 17 und 21 aus,
diese zu entsperren. Dadurch pflanzt sich der erhöhte Druck
der Kolbenräume 3 und 4 rückwärts in alle
kommunizierende Leitungsabschnitte fort. Insbesondere wird der Druck über die
Leitung 38 dem Zulaufanschluß Y des Wechselventils 36 zugeführt, welches
ihn als Steuerdruck über
die Steuerleitung 35 der Load-Sensing-Pumpe 34 mitteilt,
die dadurch unverzüglich
einen beispielsweise um 30 bar höheren
Ausgangsdruck liefert. Das Druckmittel gelangt über die Verbindung P1-A1 des
Niveauregelventils 32 auch in den Zweig 16a und
von dort zum Strömungskanal 53.
Selbst wenn der Druck im Zweig 16c den Waagekolben 44 gegen
die Kraft der Regelfeder 49 bewegt hätte, wird der Strömungsquerschnitt 54 auf
Dauer nicht ganz geschlossen werden. Da der Druck im Zweig 16a um
einen vorbestimmten, durch die Charakteristik der LS-Pumpe 34 bedingten
Betrag höher
ist als jener im Zweig 16b, von dem ja der Steuerdruck
für die
LS-Pumpe 34 abgegriffen wird, sorgt der Druckunterschied in
Verbindung mit er Kraft der Regelfeder 49 für eine volle Öffnung der
variablen Drossel 54. Als wirksamer Strömungsquerschnitt bleibt damit
allein die Festdrossel 48 übrig. An dieser liegt nun die
im wesentliche konstante Druckdifferenz an, die sich aus der Charakteristik
der LS-Pumpe 34 ergibt. Diese Druckdifferenz wird hier
der Einfachheit halber dem Stand-by-Druck gleichgesetzt, wobei klar
ist, daß bereits
im Niveauregelventil 32 oder auch an anderer Stelle des
Systems Druckverluste gegenüber
dem tatsächlichen
Druck am Pumpenausgang entstehen können. Da diese Druckverluste
jedoch immer die gleichen sein werden, kann man mit hinreichender
Genauigkeit davon ausgehen, daß die
Druckdifferenz über
der Festdrossel 48 konstant ist und damit einen konstanten
Volumenstrom bewirkt, der in Richtung Arbeitsräume 3 und 4 fließt. Das
Nachregeln der Ringräume 7 und 8 erfolgt
dadurch, daß Druckmittel
gleichzeitig über
die Zuleitung 25 zum Drei-Wege-Druckregelventil 20 strömt und dort über die
druckregelnde Verbindung P-A zu den Ringräumen 7 und 8 geleitet
wird. Da diese Verbindung im wesentlichen ungedrosselt ist, erfolgt
das Nachfüllen
sehr schnell, so daß ggf.
durch die Vergrößerung der
Kolbenräume 3 und 4 und
der damit verbundenen Verkleinerung der Ringräume 7 und 8 Druckmittel
aus diesen über
die Verbindung A-T verdrängt
werden muß.
Wenn die Niveaulage wieder erreicht ist, wird das Niveauregelventil 32 wieder
in seine Neutralstellung 0 geschaltet. Das System bleibt
sich dann solange selbst überlassen,
bis eine erneute Schaltung des Niveauregelventils 32 erfolgt.It is now assumed that the static load increases for some reason. This change in load will result in deflection and reduce the distance between the sprung and unsprung masses not shown here. That means that the piston spaces 3 and 4 downsize while the annuli 7 and 8th themselves by reducing their admission pressure and partially emptying the hydraulic accumulator 12 enlarge. The change in distance is detected by sensors and, after filtering out any dynamic components, is converted into a signal which is sent to the level control valve 32 switches to its opening position "b". In this switch position, both working connections A1 and B1 and thus the branch 16a and the supply line 25 connected to the pressure port P1 and initially subjected to approximately the stand-by pressure. The stand-by pressure is also on the control line 24 and is sufficient due to the internal area ratio of the unlockable check valves 17 and 21 out to unlock this. This causes the increased pressure in the piston chambers to be planted 3 and 4 backwards into all communicating line sections. In particular, the pressure on the line 38 the inlet port Y of the shuttle valve 36 fed, which it as control pressure via the control line 35 the load-sensing pump 34 reports, which immediately provides a 30 bar higher output pressure. The pressure medium passes through connection P1-A1 of the level control valve 32 even in the branch 16a and from there to the flow channel 53 , Even if the pressure in the branch 16c the balance piston 44 against the force of the control spring 49 would have moved, the flow cross-section 54 not be closed completely in the long run. Because the pressure in the branch 16a by a predetermined one, by the characteristic of the LS pump 34 contingent amount is greater than that in the branch 16b , of which the control pressure for the LS pump 34 tapped, the pressure difference in conjunction with the force of the control spring ensures 49 for a full opening of the variable throttle 54 , Only the fixed throttle remains as an effective flow cross-section 48 left. This is the reason for the essentially constant pressure difference resulting from the characteristics of the LS pump 34 results. For the sake of simplicity, this pressure difference is equated to the stand-by pressure, it being clear that it is already in the level control valve 32 or elsewhere in the system pressure losses can occur compared to the actual pressure at the pump outlet. However, since these pressure losses will always be the same, it can be assumed with sufficient accuracy that the pressure difference across the fixed throttle 48 is constant and thus causes a constant volume flow in the direction of the work area 3 and 4 flows. The readjustment of the ring spaces 7 and 8th takes place in that pressure medium simultaneously via the supply line 25 to the three-way pressure control valve 20 flows and there via the pressure regulating connection PA to the annular spaces 7 and 8th is directed. Since this connection is essentially unthrottled, the refilling takes place very quickly, so that, if necessary, by increasing the piston spaces 3 and 4 and the associated reduction in the size of the annular spaces 7 and 8th Pressure fluid must be displaced from this via the connection AT. When the level is reached again, the level control valve 32 back to its neutral position 0 connected. The system remains then leave it yourself until the level control valve is switched again 32 he follows.
Abregeln:abregeln:
Es ist klar, daß ausgehend von der Niveaulage
auch eine Belastungsverminderung stattfinden kann, was üblicherweise
zur einer Vergrößerung der
Kolbenräume 3 und 4 bzw.
zu einer Vergrößerung des
Abstandes zwischen den gefederten und ungefederten Massen sowie
einer Teil-Entleerung des Hydrospeichers 15 führt. (Bemerkung:
Mit Laständerungen
sind immer diejenigen gemeint, welche direkt auf das Federungssystem
wirken.It is clear that, starting from the level position, a reduction in load can also take place, which usually leads to an enlargement of the piston chambers 3 and 4 or to increase the distance between the sprung and unsprung masses and to partially empty the hydraulic accumulator 15 leads. (Note: changes in load always mean those that act directly on the suspension system.
So kann bei einem Traktor mit Heckanbaugeräten an der
Vorderachse eine Belastungsverminderung stattfinden, obwohl die äußere Last
am Heck erhöht
wird). Das Niveauregelventil würde
dann in seine Abregelstelung "a" geschaltet. Da in
dieser Schaltstellung die Verbindung P1-B1 besteht, ist sichergestellt,
daß alle Steuerleitungen
und die Zuleitung zum Drei-Wege-Druckregelventil 20 von
der Load-Sensing-Pumpe 34 mit Druck versorgt werden. Die
entsperrbaren Rückschlagventile 17 und 21 werden
entsperrt. Druckmittel kann daher aus den Kolbenräumen 3 und 4 über den
Zweig 16c zum Zweig 16b und von dort in die Gehäusebohrung 43 strömen. Da
in der Abregelstellung a auch die Verbindung A1-T hergestellt wird,
ist das System 16a, 53, 54, 45 drucklos.
Der Druck auf der Stirnfläche 46 bewegt
den Waagekolben daher gegen die Kraft der vorgespannten Regelfeder 49 und
verkleinert dabei den Querschnitt der variablen Drossel 54.
Gleichzeitig strömt Druckmittel über die
Bohrung 47 und die Festdrossel 48 in den Federraum 55.
Da der Abfluß aus
dem Federraum 55 nicht vollkommen ungedrosselt erfolgt,
baut sich ein gewisser, die Regelfeder 49 unterstützender
Zwischendruck auf. Durch die variable Drossel 54 wird dieser
Zwischendruck so geregelt, daß die
Differenz gegenüber
dem Druck im Zweig 16b konstant gehalten wird. Eine konstante
Druckdifferenz über
der Konstantdrossel 48 ergibt daher auch beim Abregeln
einen konstanten Volumenstrom. Die Höhe der Druckdifferenz hängt dabei
von der Vorspannung der Regelfeder 49 bei Erreichen des
wirksamen Regelbereiches ab. Erfindungsgemäß wird die Vorspannung so gewählt, daß sich beim
Abregeln die gleiche Druckdifferenz einstellt wie bei Aufregeln,
so daß in
beiden Strömungsrichtungen
sich jeweils der gleiche Volumenstrom ergibt. Sofern beim Abregeln
in die Ringräume 7 und 8 nachgespeist
werden muß,
erfolgt dies über
die Verbindung P-A des Drei-Wege-Druckregelventils 20 mit "Vorrang", d. h. mit ausreichender
Schnelligkeit, bevor das Niveauregelventil 32 wieder in
seine Neutralstellung 0 geschaltet wird.In a tractor with rear attachments on the front axle, a load reduction can take place, although the external load at the rear is increased). The level control valve would then be switched to its cut-off position "a". Since the connection P1-B1 exists in this switch position, it is ensured that all control lines and the supply line to the three-way pressure control valve 20 from the load sensing pump 34 be supplied with pressure. The unlockable check valves 17 and 21 are unlocked. Pressure fluid can therefore come from the piston chambers 3 and 4 over the branch 16c to the branch 16b and from there into the housing bore 43 stream. Since the connection A1-T is also established in the cut-off position a, the system is 16a . 53 . 54 . 45 depressurized. The pressure on the face 46 therefore moves the balance piston against the force of the preloaded control spring 49 and reduces the cross section of the variable choke 54 , At the same time, pressure medium flows over the bore 47 and the fixed throttle 48 in the spring chamber 55 , Because the drain from the spring chamber 55 is not completely unthrottled, a certain one is built, the control spring 49 supporting intermediate pressure on. With the variable throttle 54 this intermediate pressure is regulated so that the difference compared to the pressure in the branch 16b is kept constant. A constant pressure difference across the constant throttle 48 therefore results in a constant volume flow even when curtailed. The level of the pressure difference depends on the preload of the control spring 49 when the effective control range is reached. According to the invention, the pretension is selected so that the same pressure difference is established during the regulation as when the regulation is performed, so that the same volume flow results in both flow directions. Provided when curtailing into the ring spaces 7 and 8th must be replenished, this is done via the connection PA of the three-way pressure control valve 20 with "priority", ie with sufficient speed before the level control valve 32 back to its neutral position 0 is switched.
In der Ausgestaltung des Ventils 18 sind
auch andere Ausführungsformen
denkbar. So kann z. B. die Festdrossel in ihrer Größe austauschbar
oder einstellbar sein, was sich besonders leicht bewerkstelligen
läßt, wenn
sie im Gehäuse
angeordnet ist. Waagekolben können
als Stufenkolben ausgeführt
sein. Der Strömungsverlauf
kann in weiten Grenzen geändert
werden. Bei Bedarf kann selbstverständlich auch eine Verstellung
für die
Regelfeder vorgesehen werden, was aber nur sinnvoll wäre, wenn
Einsätze
mit verschiedenen Stand-by-Drücken geplant
wären. BEZUGSZEICHENLISTE In the design of the valve 18 other embodiments are also conceivable. So z. B. the fixed throttle can be exchangeable or adjustable in size, which can be accomplished particularly easily if it is arranged in the housing. Balance pistons can be designed as stepped pistons. The course of the flow can be changed within wide limits. If necessary, an adjustment for the control spring can of course also be provided, but this would only make sense if operations with different standby pressures were planned. LIST OF REFERENCE NUMBERS
