DE19930618A1 - Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Steueranordnung, die zur Druckmittelversorgung von vorzugsweise mehreren hydraulischen Verbrauchern dient und die eine bedarfsstromgeregelte (load-sensing-geregelte) Verstellpumpe, deren Einstellung in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher durch ein LS-Pumpenregelventil veränderbar ist, proportional verstellbare Wegeventile zwischen einer von der Verstellpumpe abgehenden Zulaufleitung, einer zu einem Tank führenden Ablaufleitung und den hydraulischen Verbrauchern und eine Lastmeldeleitung aufweist, über die das LS-Pumpenregelventil mit dem höchsten Lastdruck der gleichzeitig betätigten hydraulischen Verbraucher beaufschlagbar ist. DOLLAR A Eine solche Steueranordnung hat manchmal nicht die gewünschte Dynamik. Ziel ist es deshalb, die bekannte hydraulische Steueranordnung so weiterzuentwickeln, daß die Verstellpumpe zwar weiterhin in energiesparender Weise mit dem üblichen LS-Verhalten betrieben werden kann, daß aber, falls gewünscht, auch ein Betrieb mit höherer Dynamik möglich ist. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, daß willkürlich schaltbare Ventilmittel vorhanden sind, die in einen Schaltzustand gebracht werden können, in dem über die Ventilmittel von der Zulaufleitung her in der Lastmeldeleitung ein Druck aufbaubar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung, mit der vorzugsweise mehrere hydraulische Verbraucher mit Druckmittel vorsorgt werden und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.

Eine hydraulische Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist z. B. aus der EP 0 566 449 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um eine hy­ draulische Steueranordnung nach dem lastfühlenden (load-sensing) Prinzip, bei dem eine Verstellpumpe in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher jeweils so eingestellt wird, daß der Pumpendruck um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegt. Den hydrauli­ schen Verbrauchern fließt das Druckmittel über verstellbare Zumeßblenden zu, die zwischen einer von der Verstellpumpe abgehenden Zulaufleitung und den hy­ draulischen Verbraucher angeordnet sind. Durch den Zumeßblenden nachge­ schaltete Druckwaagen wird erreicht, daß bei von der Verstellpumpe ausreichend gelieferter Druckmittelmenge unabhängig von den Lastdrücken der hydraulischen Verbraucher eine bestimmte Druckdifferenz über die Zumeßblenden besteht, so daß die einem hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge nur noch vom Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Zumeßblende abhängt. Wird eine Zumeßblende weiter geöffnet, so muß mehr Druckmittelmenge über sie fließen, um die bestimmte Druckdifferenz zu erzeugen. Die Verstellpumpe wird jeweils so verstellt, daß sie die benötigte Druckmittelmenge liefert. Man spricht deshalb auch von einer Bedarfsstomregelung.

Die den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen werden in Öffnungsrich­ tung von dem Druck nach der jeweiligen Zumeßblende und in Schließrichtung von einem in einem rückwärtigen Steuerraum anstehenden Steuerdruck beaufschlagt, der üblicherweise dem höchsten Lastdruck aller von derselben Hydropumpe ver­ sorgten hydraulischen Verbraucher entspricht. Wenn bei einer gleichzeitigen Be­ tätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher die Zumeßblenden so weit aufge­ macht werden, daß die von der bis zum Anschlag verstellten Hydropumpe gelie­ ferte Druckmittelmenge kleiner ist als die insgesamt geforderte Druckmittelmenge, werden die den einzelnen hydraulischen Verbrauchern zufließenden Druckmittel­ mengen unabhängig vom jeweiligen Lastdruck der hydraulischen Verbraucher verhältnisgleich reduziert. Man spricht deshalb von einer Steuerung mit lastunab­ hängiger Durchflußverteilung (LUDV-Steuerung). Derart angesteuerte hydrauli­ sche Verbraucher werden kurz LUDV-Verbraucher genannt. Weil bei einer LUDV- Steuerung auch der höchste Lastdruck abgefühlt und von der Hydropumpe durch die Variation der geförderten Druckmittelmenge ein um eine bestimmte Druckdiffe­ renz über dem höchsten Lastdruck liegender Zulaufdruck erzeugt wird, ist eine LUDV-Steuerung ein Sonderfall einer lastfühlenden oder load-sensing Steuerung (LS-Steuerung).

Für mehrere hydraulische Verbraucher, denen Druckmittel jeweils über eine Zu­ meßblende mit vorgeschalteter Druckwaage zufließt, die in Schließrichtung nur vom Druck vor der Zumeßblende und in Öffnungsrichtung nur vom Lastdruck des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers und von einer Druckfeder beaufschlagt ist, erhält man keine lastunabhängige Durchflußverteilung. Man hat eine bloße LS- Steuerung und einen LS-Verbraucher. Eine solche Steuerung ist z. B. durch die DE 197 14 141 A1 bekannt. Bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer hydrau­ lischer Verbraucher und nicht ausreichend von der Verstellpumpe gelieferter Druckmittelmenge wird hier nur die dem lastdruckhöchsten hydraulischen Ver­ braucher zufließende Druckmittelmenge reduziert.

Wenn sich bei den bekannten LS-Steueranordnungen die Wegeventile in der Neutralstellung befinden, wird kein Lastdruck in die Lastmeldeleitung gemeldet. Diese wird vielmehr von Druck entlastet, so daß die Verstellpumpe zurück­ schwenkt und nur noch soviel Druckmittel fördert, daß vorhandene Leckage aus­ geglichen und in der Zulaufleitung ein sogenannter Stand-by-Druck aufrechterhal­ ten wird, der im allgemeinen zwischen 10 bar und 20 bar liegt und durch die Ein­ stellung des LS-Pumpenregelventils betimmt ist. Soll ein hydraulischer Verbrau­ cher betätigt werden und wird dazu eines der Wegeventile aus der Neutralstellung heraus verstellt, so muß zunächst in der Lastmeldeleitung ein Druck aufgebaut werden, ehe das LS-Pumpenregelventil reagiert und die Verstellpumpe aus­ schwenkt. Dann erst baut sich auch in der Zulaufleitung ein Druck auf. Die für den Druckaufbau in den verschiedenen Leitungen benötigte Zeit macht sich in einer kleinen zeitlichen Verzögerung des Beginns der Bewegung des von dem hydrauli­ schen Verbraucher bewegten Geräts oder Geräteteils bemerkbar. Dies ist, insbe­ sondere wenn schnelle Änderungen der Bewegungsrichtung, zum Beispiel das Rütteln eines Baggerlöffels oder der Betrieb eines Hammers, gewünscht sind, von Nachteil.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Zielsetzung zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß die Verstellpumpe zwar weiterhin in energie­ sparender Weise mit dem üblichen LS-Verhalten betrieben werden kann, daß aber, falls gewünscht, auch ein Betrieb mit höherer Dynamik möglich ist.

Das angestrebte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer gat­ tungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 willkürlich schaltbare Ventilmittel vorhanden sind, die in einen Schaltzustand gebracht werden können, in dem über die Ventilmittel von der Zulaufleitung her in der Lastmeldeleitung ein Druck aufbaubar ist. In dem ge­ nannten Schaltzustand der Ventilmittel herrscht somit unabhängig von der Stel­ lung der Wegeventile in der Lastmeldeleitung ein hoher Druck, so daß das LS- Pumpenregelventil schnell reagiert. Dem Druckaufbau in der Lastmeldeleitung geht der Druckaufbau in der Zulaufleitung voran, so daß bei Beginn der Verstel­ lung eines Wegeventils in der Zulaufleitung schon Druck ansteht. Dies trägt auch zu einer schnellen Verstellung der Verstellpumpe bei. Insgesamt wir somit eine hohe Dynamik des Systems erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steueran­ ordnung kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Auf einfache Weise umfassen die Ventilmittel gemäß Patentanspruch 2 ein Schaltventil, das eine fluidische Verbindung von der Zulaufleitung zur Lastmelde­ leitung in einer ersten Schaltstellung sperrt und in einer zweiten Schaltstellung öffnet.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4, wonach der Eingangsanschluß eines einen großen hydraulischen Widerstand aufweisen­ den und mit einem Ausgangsanschluß an eine Ablaufleitung angeschlossenen Lastsimulierventils über eine zuschaltbare Düse mit der Zulaufleitung verbindbar und die Lastmeldeleitung mit dem am Eingangsanschluß des Ventils anstehenden Druck beaufschlagbar ist. Durch dieser Ausgestaltung kann in der Lastmeldelei­ tung ein Lastdruck simuliert werden, der niedriger ist als der Druck in der Zulauflei­ tung. Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung kann somit auch als LUDV-Steuerung mit den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen aus­ gebildet sein, bei der für den Zufluß von Druckmittel zu einem hydraulischen Ver­ braucher eine Druckdifferenz zwischen dem im rückwärtigen Steuerraum der Druckwaagen herrschenden Druck und dem in der Zulaufleitung herrschenden Druck vorhanden sein muß. Die Ausbildung gemäß Patentanspruch 4 ist natürlich auch bei einer LS-Steuerung möglich.

Grundsätzlich kann das Lastsimulierventil eine zweite Düse sein. Allerdings ist der hydraulische Widerstand einer Düse stark viskositätsabhängig. Zudem ist die Gefahr groß, daß eine Düse verstopft, insbesondere wenn ihr Durchflußquer­ schnitt im Sinne eines geringen Steuerölverbrauchs klein gewählt ist. Bevorzugt ist deshalb gemäß Patentanspruch 6 das Lastsimulierventil ein Druckbegren­ zungsventil. Gemäß Patentanspruch 7 liegt das Lastsimulierventil mit seinem Ein­ gangsanschluß an der Lastmeldeleitung und begrenzt den in dieser aufbaubaren Druck auf einen höchsten Wert. In einer erfindungsgemäß ausgebildeten LUDV- Steuerung wird somit das Druckbegrenzungsventil, durch das auch schon bei den heute bekannten LUDV-Steuerungen der Druck in der Lastmeldeleitung begrenzt wird, zur Lastsimulation genutzt, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung einer LUDV-Steuerung sehr wenig zusätzlichen Aufwand erfordert. Die Ausbildung ge­ mäß Patentanspruch 7 ist freilich auch für LS-Steuerungen vorteilhaft, da auch in diesen Steuerungen ein unmittelbar an die Lastmeldeleitung angeschlossen Druckbegrenzungsventil selbst dann vorhanden sein kann, wenn neben dem LS- Pumpenregelventil zur Steuerung der Verstellpumpe auch ein Druckregelventil vorgesehen ist, das als Sicherheitsventil ein Zurückschwenken der Verstellpumpe bewirkt, wenn der Druck in der Zulaufleitung einen am Druckregelventil eingestell­ ten Maximalwert erreicht.

Soll eine Last simuliert werden, deren Lastdruck unterhalb eines durch ein unmit­ telbar an die Lastmeldeleitung angeschlossenen Druckbegrenzungsventil festge­ legten maximalen Wertes liegt, so ist gemäß Patentanspruch 8 bevorzugt ein Lastsimulierventil vorgesehen, das mit seinem Eingangsanschluß über Druckaus­ wahlventilmittel fluidisch mit der Lastmeldeleitung verbindbar ist. Es wird somit wie die hydraulischen Verbraucher behandelt.

Ist die Steueranordnung eine LS-Steueranordnung, so erscheint die Ausbildung gemäß Patentanspruch 9 mit besonders wenig Aufwand verbunden, da kein Lastsimulierventil vorhanden ist. Es wird vielmehr die Funktion eines vorhandenen Pumpendruckregelventils ausgenutzt, das ein Zurückschwenken der Verstellpum­ pe und eine Druckbegrenzung in der Zulaufleitung bewirkt, auch wenn sich das LS-Pumpenregelventil in einer Stellung "Pumpe ausschwenken" befindet.

Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Steueranordnung sind in der Zeichnung dargestellt. An Hand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfin­ dung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes nach dem LUDV-Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel, bei dem ein unmittelbar an die Lastmeldeleitung angeschlossenes Druckbegren­ zungsventil als Lastsimulierventil verwendet wird,

Fig. 2 ein zweites nach dem LUDV-Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel, bei dem neben dem unmittelbar an die Lastmeldeleitung angeschlossenen Druckbe­ grenzungsventil ein zweites, niedriger eingestelltes Druckbegrenzungsventil als Lastsimulierventil vorhanden ist,

Fig. 3 ein erstes nach dem LS-Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel, bei dem ein unmittelbar an die Lastmeldeleitung angeschlossenes Druckbegrenzungsventil als Lastsimulierventil verwendet wird,

Fig. 4 ein zweites nach dem LS-Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel, bei dem der Eingangsanschluß eines als Lastsimulierventil dienenden Druckbegren­ zungsventils über ein Wechselventil mit der Lastmeldeleitung verbindbar ist, und

Fig. 5 ein drittes nach dem LS-Prinzip arbeitendes Ausführungsbeispiel, bei dem kein an die Lastmeldeleitung angeschlossenes oder mit der Lastmeldeleitung verbindbares Druckbegrenzungsventil vorhanden ist und die Lastmeldeleitung mit der Zulaufleitung kurzgeschlossen werden kann.

In allen gezeigten hydraulischen Steueranordnungen wird als Druckmittelquelle eine Verstellpumpe 10, zum Beispiel eine Axialkolbenpumpe nach dem Schräg­ scheibenprinzip, verwendet, die Druckmittel aus einem Tank 11 ansaugt und in eine Zulaufleitung 12 abgibt und deren durch einen Doppelpfeil angedeutete Schrägscheibe 13 im Zusammenspiel zweier Stellzylinder 14 und 15 verschwenkt werden kann. Beide Stellzylinder sind Differentialzylinder, die einen Kolben 16 bzw. 17 und jeweils eine Kolbenstange 18 haben, mit der sie an der Schrägschei­ be 13 angreifen. Von Druck beaufschlagt wird jeweils nur der kolbenstangenab­ seitige Druckraum der Stellzylinder. Die Kolbenfläche des Kolbens 17 des Stellzy­ linders 15 ist kleiner als die Kolbenfläche des Kolbens 16 des anderen Stellzylin­ ders 14. Ein Ausfahren der Kolbenstange 18 des Stellzylinders 14 bewirkt eine Verkleinerung und ein Ausfahren der Kolbenstange 18 des Stellzylinders 15 eine Vergrößerung des Schwenkwinkels der Schrägscheibe und damit des Hubvolu­ mens der Verstellpumpe 10. Zusätzlich zu dem Druck im Stellzylinder 15 übt eine Druckfeder 19 auf die Schrägscheibe eine Kraft in Richtung Vergrößerung des Schwenkwinkels aus.

Der Druckraum des Stellzylinders 15 ist dauernd mit der Zulaufleitung 12 verbun­ den. In diesem Druckraum herrscht also jeweils derselbe Druck wie in der Zulauf­ leitung. Der Zufluß und Abfluß von Druckmittel zum und vom Druckraum des Stellzylinders 14 wird von einer Pumpenregeleinheit 25 gesteuert, die auf die Verstellpumpe 10 aufgebaut ist, die einen Außenanschluß LS aufweist, an den eine Lastmeldeleitung 26 angeschlossen ist, und die im wesentlichen zwei 3/2- Proportional-Wegeventile umfaßt, von denen das eine das LS-Pumpenregelventil 27 und das andere das Druckregelventil 28 darstellt, das auf einen über den übli­ cherweise auftretenden Lastdrücken liegenden Druck eingestellt ist. Das Druckre­ gelventil 28 besitzt einen ersten Anschluß, der über eine Entlastungsleitung 29 mit dem Tank 11 verbindbar ist. Ein zweiter Anschluß des Druckregelventils 28 liegt an der Zulaufleitung 12. Der dritte Anschluß, der mit dem ersten oder dem zweiten Anschluß verbindbar ist, ist mit dem Druckraum des Stellzylinders 14 verbunden. Ein erster Anschluß des LS-Pumpenregelventils 27 liegt an der Entlastungsleitung 29, ein zweiter Anschluß an der Zulaufleitung 12. Der dritte Anschluß des Ventils 27 ist mit dessen ersten oder zweiten Anschluß verbindbar und dauernd mit dem ersten Anschluß des Ventils 28 verbunden. Ein nicht näher dargestellter Schieber des Ventils 28 wird von einer Druckfeder 30 im Sinne einer Vergrößerung des Schwenkwinkels und vom Zulaufdruck im Sinne einer Verkleinerung des Schwenkwinkels der Pumpe 10 beaufschlagt. Ein nicht näher dargestellter Schie­ ber des LS-Pumpenregelventils 27 schließlich wird in Sinne einer Vergrößerung des Schwenkwinkels der Pumpe 10 von einer Druckfeder 31 und vom in der Lastmeldeleitung 26 herrschenden Druck und im Sinne einer Verkleinerung des Schwenkwinkels vom Zulaufdruck beaufschlagt. Am Schieber des Ventils 27 herrscht ein Kräftegleichgewicht, wenn zwischen dem Zulaufdruck und dem Druck in der Lastmeldeleitung 26 eine Differenz besteht, die der Kraft der Feder 31 ent­ spricht. Üblicherweise liegt die Differenz zwischen 10 bar und 20 bar. Gleichge­ wicht am Schieber des Ventils 28 herrscht, wenn der Zulaufdruck eine Kraft er­ zeugt, die der Kraft der Feder 30 entspricht. Üblicherweise liegt bei einem Gleich­ gewicht der Zulaufdruck im Bereich von 350 bar.

Die Charakteristik als LUDV-Steueranordnungen erhalten die Ausführungsbeispie­ le nach den Fig. 1 und 2 durch die Art des vorhandenen Steuerblocks 35, der LUDV-Wegeventilsektionen enthält. In den Fig. 1 und 2 sind beispielhaft zwei Sektionen gezeigt, die völlig gleich aufgebaut sind. Selbstverständlich können weitere Sektionen vorhanden sein.

Der Steuerblock 35 weist einen Zulaufanschluß P, einen Tankanschluß T, einen Lastmeldeanschluß LS und verschiedenen Verbraucheranschlüsse A und B auf. Am Zulaufanschluß P beginnt als Teil der Zulaufleitung 12 ein Zulaufkanal 36 und am Tankanschluß T ein Tankkanal 37 des Steuerblocks. Im Steuerblock sind zwei LUDV-Wegeventile 38 mit geschlossener Mitte ausgebildet, mit denen zwei hy­ draulische Verbraucher, zum Beispiel zwei Differentialzylinder steuerbar sind. In den Wegeventilen 38 sind ein Geschwindigkeitssteuerteil und ein Richtungssteu­ erteil voneinander getrennt am selben Steuerschieber ausgebildet. Wenn ein We­ geventil 38 aus seiner Mittelstellung in eine seiner beiden seitlichen Arbeitsstel­ lungen gebracht worden ist, strömt vom Zulaufkanal 36 kommendes Druckmittel von einer Zulaufkammer 39 über eine Meßblende 40 in eine erste Zwischenkam­ mer 41, von dort über den Öffnungsquerschnitt einer Druckwaage 42 in eine zweite Zwischenkammer 43 und dann über den Richtungsteil des Wegeventils in eine Verbraucherkammer 44 oder 45. Von dort gelangt Druckmittel zum Verbrau­ cheranschluß A oder B. Der Regelkolben der Druckwaagen 42 wird in Öffnungs­ richtung vom Druck in der Zwischenkammer 41, also vom Druck nach der Meß­ blende 40 und in Schließrichtung vom Druck in einem als Teil der Lastmeldelei­ tung im Steuerblock verlaufenden Lastmeldekanal 46 sowie von einer schwachen Druckfeder 47 beaufschlagt. Der Regelkolben der Druckwaagen 42 ist so ausge­ bildet, daß er, wenn die Druckwaage ganz offen ist, eine gedrosselte Verbindung zwischen der Zwischenkammer 41 und dem Lastmeldekanal 46 schafft. Dies ist der Fall, wenn der jeweilige hydraulische Verbraucher allein betätigt wird oder wenn bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher der der jeweiligen Druckwaage zugeordnete hydraulische Verbraucher den höchsten Lastdruck hat.

Die Außenanschlüsse P, T und LS des Steuerblocks 35 befinden sich an einer Eingangssektion 48, durch hindurch die Kanäle 36, 37 und 46 zu den Wegeventil­ sektionen führen. Innerhalb der Eingangssektion ist ein Druckbegrenzungsventil 50 mit seinem Eingangsanschluß 51 an den Lastmeldekanal 46 und mit seinem Ausgangsanschluß 52 an den Tankkanal 37 angeschlossen. Durch das Ventil 50 ist der in der Lastmeldeleitung aufbaubare Druck auf einen maximalen Wert, zum Beispiel auf 230 bar begrenzt. Parallel zum Druckbegrenzungsventil 50 liegt in der Eingangssektion 48 ein kleines Stromregelventil 53 zwischen dem Lastmeldeka­ nal 46 und dem Tankkanal 37.

Bei den beiden Steueranordnungen nach den Fig. 1 und 2 sind außerdem ein durch einen Elektromagneten 59 betätigbares, als Sitzventil ausgebildetes 2/2 Wege-Schaltventil 60 und eine dazu in Reihe liegende Düse 61 vorhanden. Das Schaftventil ist zwischen dem Steuerblock 35 und der Verstellpumpe 10 mit einem Eingang an die Zulaufleitung 12 angeschlossen. In der Ruhestellung sperrt es. Nach einer Betätigung verbindet es die eine Seite der Düse 61 mit der Zulauflei­ tung 12.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist die andere Seite der Düse 61 unmittelbar an die Lastmeldeleitung 26 angeschlossen.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 dagegen ist die andere Seite der Düse 61 an den Eingangsanschluß 51 eines neben dem Druckbegrenzungsventil 50 vorhan­ denen weiteren Druckbegrenzungsventils 62 angeschlossen, das auf einen nied­ rigeren Wert als das Druckbegrenzungsventil 50, zum Beispiel auf 200 bar einge­ stellt ist. Mit seinem Ausgangsanschluß 52 liegt das Druckbegrenzungsventil 62 an einer von Tankanschluß T des Steuerblocks 35 zum Tank 11 führenden Tan­ kleitung 63. Der Eingangsanschluß 51 des Druckbegrenzungsventils 62 und damit die eine Seite der Düse 61 ist über ein Rückschlagventil 64 mit der Lastmeldelei­ tung 26, zu der hin das Rückschlagventil öffnet, verbindbar.

Wenn sich das Schaltventil 60 in der Ruhestellung befindet, sind die beiden Steu­ eranordnungen nach den Fig. 1 und 2 wie übliche LUDV-Steuerungen be­ treibbar. Deren Funktionsweise ist allgemein bekannt, so daß hier nicht weiter darauf eingegangen werden muß.

Ist allerdings das Schaltventil 60 durch den Elektromagneten 59 nach der Betäti­ gung eines elektrischen Schalters von Hand in seine Durchgangsstellung ge­ bracht, so fließt von der Zulaufleitung 12 Steueröl über die Düse 61 der Lastmeldeleitung 26 zu. Der Durchflußquerschnitt der Düse 61 ist dabei so ge­ wählt, daß bei der durch die Einstellung des LS-Pumpenregelventils 27 vorgege­ benen Druckdifferenz über die Düse 61 die über diese der Lastmeldeleitung zu­ fließende Druckmittelmenge größer ist als die über das Stromregelventil 53 aus der Lastmeldeleitung abfließende geregelte Druckmittelmenge. Somit baut sich in der Lastmeldeleitung ein Druck auf, bis bei der Ausführung nach Fig. 1 das Druckbegrenzungsventil 50 und bei der Ausführung nach Fig. 2 das Druckbe­ grenzungsventil 62 anspricht. Der Druck in der Zulaufleitung ist um die am Ventil 27 eingestellte Druckdifferenz höher als der am Druckbegrenzungsventil 50 bzw. 62 eingestellte Druck. Da der in der Lastmeldeleitung anstehende Druck auch in den rückwärtigen Steuerräumen der Druckwaagen 42 herrscht, können die hy­ draulischen Verbraucher mit derselben Druckdifferenz über die Meßblenden 40 betrieben werden, wie im normalen LUDV-Betrieb. Die größere Differenz zwischen dem Druck in der Zulaufleitung und den Lastdrücken wird durch erhöhte Drosse­ lung an den Steuerkanten der Druckwaagen ausgeglichen, wobei unter einem Gewinn an Dynamik allerdings höhere Energieverluste als im normalen LUDV- Betrieb auftreten.

Durch das Rückschlagventil 64 wird bei der Ausführung nach Fig. 2 verhindert, daß im normalen LUDV-Betrieb das Druckbegrenzungsventil 62 anspricht.

Die Charakteristik als LS Steueranordnungen erhalten die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 3, 4 und 5 durch die Art des vorhandenen Steuerblocks 65, der aus LS-Wegeventilsscheiben zusammengesetzt ist und wie der Steuerblock aus den Fig. 1 und 2 einen Zulaufanschluß P, einen Ablaufanschluß T und einen Lastmeldeanschluß LS aufweist. In den Fig. 3 bis 5 sind beispielhaft zwei We­ geventilscheiben 66, die völlig gleich aufgebaut sind, gezeigt. Selbstverständlich können weitere Scheiben vorhanden sein.

Jede Wegeventilscheibe 66 dient als Gehäuse für ein Wegeventil 67. Beide We­ geventilscheiben 66 sind völlig identisch zueinander und enthalten dieselben Komponenten und Kanäle. Zu jedem Wegeventil 67 gehört ein Steuerschieber 68, der in einer nicht näher bezeichneten Ventilbohrung axial verschiebbar ist und unter der bloßen Wirkung zweier Zentrierfedern 69 eine mittlere Neutrallage ein­ nimmt. In dieser Lage sind ein Verbraucherkanal 70, der zu einem Verbraucher­ anschluß B führt, ein Verbraucherkanal 71, der zu einem Verbraucheranschluß A führt, der Zulaufkanal 36 sowie der Ablaufkanal 37 voneinander getrennt.

Durch Druckbeaufschlagung eines Steuerdruckraums 72 wird der Steuerschieber 68 eines Wegeventils aus der Neutrallage heraus in die eine Richtung und durch Druckbeaufschlagung eines Steuerdruckraums 73 in die andere Richtung ver­ schoben. Je nach Verschieberichtung wird entweder der Verbraucherkanal 70 oder der Verbraucherkanal 71 mit dem Zulaufkanal 36 und der jeweils andere Verbraucherkanal mit dem Ablaufkanal 37 verbunden. Bei einer Verschiebung aus der Neutrallage öffnet der Steuerschieber eine Meßblende zwischen einem Zu­ laufeingang am Wegeventil und einem Verbraucherkanal, deren Öffnungsquer­ schnitt die Druckmittelmenge bestimmt, die zum hydraulischen Verbraucher fließt. Es wird nämlich die Druckdifferenz über die Meßblende konstant gehalten, so daß die über die Meßblende strömende Druckmittelmenge allein vom Öffnungsquer­ schnitt abhängt. Dazu ist in dem zum Zulaufeingang des Wegeventlis führenden Teil des Zulaufkanals 36 eine Druckwaage 75 angeordnet, die in Schließrichtung vom Druck vor der Meßblende und in Öffnungsrichtung vom Druck nach der Meßblende und von einer Druckfeder 76 beaufschlagt wird. Der Druckabfall über die Meßblende ist der Kraft der Druckfeder 76 äquivalent und auf einen Wert zwi­ schen 10 bar und 20 bar eingestellt.

Der Druck nach der Meßblende entspricht dem Lastdruck des jeweiligen hydrauli­ schen Verbrauchers. Dieser Druck steht außerdem auch an einem Eingang eines Wechselventils 77 an, wobei der andere Eingang des Wechselventils 77 der einen Wegeventilscheibe mit dem Ausgang des Wechselventils 77 der anderen Wege­ ventilscheibe verbunden ist. Der andere Eingang des Wechselventils 77 von letz­ terer Wegeventilscheibe ist über eine Endplatte 78 mit dem Ablaufkanal 37 ver­ bunden. Vom Ausgang des Wechselventils 77 der ersteren Wegeventilscheibe führt ein Kanal zum Lastmeldeanschluß LS dieser Scheibe. An diesem Anschluß LS steht der höchste Lastdruck der mit den beiden Wegeventilen betätigbaren hy­ draulischen Verbraucher an. Der Druck im Zulaufkanal 36 liegt um eine vorgege­ bene Druckdifferenz von z. B. 15 bar über dem höchsten Lastdruck. Das Druckäquivalent zur Kraft der Druckfeder 76 einer Druckwaage 75 kann ebenfalls 15 bar betragen, so daß unabhängig davon, ob nun ein hydraulischer Verbraucher den höchsten Lastdruck erzeugt oder nicht, der Druckabfall über die Meßblende des jeweiligen Wegeventils derselbe ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 liegen genauso wie bei der Ausführung nach Fig. 1 zwischen einer vom Anschluß LS des Steuerblocks 65 zum Anschluß LS der Regeleinheit 25 führenden Lastmeldeleitung 26 und einer Tankleitung 63 parallel zueinander ein kleines Stromregelventil 53 und ein Druckbegrenzungsventil 50.

Gleich zur Ausführung nach Fig. 1 ist auch die Reihenschaltung des 2/2-Wege- Schaltventils 60 und der Düse 61 zwischen der Zulaufleitung 12 und der Lastmeldeleitung 26. Zwischen der Anbindung der Düse 61, dem Druckbegren­ zungsventil 52 und dem Stromregelventil 53 an die Lastmeldeleitung 26 und dem Anschluß LS des Steuerblocks 65 ist noch ein Rückschlagventil 79 angeordnet, das zum genannten Anschluß LS hin sperrt, so daß die Druckwaagen 75 auf der einen Seite auch dann vom individuellen Lastdruck beaufschlagt werden, wenn das Ventil 60 geschaltet ist, und die einem hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge allein vom Durchflußquerschnitt der jeweiligen Zumeßblende abhängt.

Befindet sich bei der Ausführung nach Fig. 3 das Schaltventil 60 in der gezeigten Stellung, so zeigt die Steueranordnung das übliche LS-Verhalten. In der geöffne­ ten Stellung des Schaltventils 60 steigt durch Zufluß von Steueröl über die Düse 61 der Druck in dem Abschnitt der Lastmeldeleitung zwischen dem Rückschlag­ ventil 79 und dem Anschluß LS der Regeleinheit 25 bis auf den am Druckbegren­ zungsventil 50 eingestellten Wert an. Der Druck in der Zulaufleitung liegt dann un­ abhängig von den Lastdrücken der betätigten hydraulischen Verbraucher um die am Pumpenregelventil 27 eingestellten Druckdifferenz höher als der Druck am Eingangsanschluß des Druckbegrenzungsventils 50 und am Anschluß LS der Re­ geleinheit 25. Dabei ist der Durchflußquerschnitt der Düse 61 ist auch hier so groß, daß die bei der eingestellten Druckdifferenz über die Düse fließende Druckmittelmenge größer ist als die Regelmenge des Stromregelventils 53.

Bei der Steueranordnung nach Fig. 3 ist wie bei derjenigen aus Fig. 1 der Ma­ ximaldruck in der Lastmeldeleitung 26 im üblichen LUDV- bzw. LS-Betrieb und im Betrieb mit erhöhter Dynamik durch dasselbe Druckbegrenzungsventil bestimmt. Demgegenüber ähnelt die Ausführung nach Fig. 4 der Ausführung nach Fig. 2 insofern, als dort der für die Betriebsart mit der höheren Dynamik in der Lastmeldeleitung 26 vorgesehene Druck kleiner als der in der Lastmeldeleitung mögliche maximale Druck ist. Bei der Steueranordnung nach Fig. 4 ist der Aus­ gang der Düse 61 mit dem Eingangsanschluß eines Druckbegrenzungsventils 62 verbunden. An den Verbindungskanal ist mit einem seiner beiden Eingänge ein Wechselventil 80 angeschlossen, zu dessen anderem Eingang ein erster, vom Wechselventil 77 des Steuerblocks 65 abgehender Abschnitt der Lastmeldeleitung 26 führt. Vom Ausgang des Wechselventils 80 führt ein zweiter Abschnitt der Lastmeldeleitung zum Anschluß LS der Regeleinheit 25.

Im üblichen LS-Betrieb nimmt das Schaltventil 60 die in Fig. 4 gezeigte Stellung ein. Über die Wechselventile 77 und 80 wird dann der höchste an den betätigten hydraulischen Verbrauchern auftretende Lastdruck an die Regeleinheit 25 gemel­ det. In der Zulaufleitung stellt sich ein um die am LS-Pumpenregelventil eingestell­ te Druckdifferenz höherer Zulaufdruck ein. Steigt der Lastdruck eines hydrauli­ schen Verbrauchers und mit ihm der Druck in der Zulaufleitung 12 zum Beispiel, weil der hydraulische Verbraucher gegen einen Anschlag gefahren ist, auf den am Druckregelventil 28 eingestellten Wert an, so spricht dieses Ventil an und die Verstellpumpe 10 schwenkt zurück. Der Druck in der Lastmeldeleitung steigt noch bis auf den Druck in der Zulaufleitung an.

Ist das Schaltventil 60 in die andere Stellung gebracht, so wird über das Wechsel­ ventil 80 der am Druckbegrenzungsventil 62 eingestellte Druck über das Wech­ selventil 80 in den zur Regeleinheit 25 führenden Abschnitt der Lastmeldeleitung gemeldet, solange die Lastdrücke der betätigten hydraulischen Verbraucher un­ terhalb des eingestellten Wertes liegen. Natürlich ist auch hier der Durchfluß durch die Düse 61 größer als der Durchfluß durch das Stromregelventil 53, das zwischen dem besagten Abschnitt der Lastmeldeleitung und der Tankleitung an­ geordnet ist. Übersteigt ein Lastdruck den am Druckbegrenzungsventil 62 einge­ stellten Druck, so gelangt dieser höhere Lastdruck über das Wechselventil 80 zur Regeleinheit 25. Ein weiterer Anstieg des höchsten Lastdruckes läßt schließlich wie im normalen LS-Betrieb das Druckregelventil 28 ansprechen.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist ähnlich wie bei derjenigen nach Fig. 3 zwi­ schen zwei Abschnitten der Lastmeldeleitung 26 ein Rückschlagventil 79 einge­ fügt, das vom Anschluß LS der Regeleinheit 25 zum Anschluß LS des Steuer­ blocks 65 sperrt. Zwischen dem Anschluß LS der Regeleinheit 25 und der Zulauf­ leitung 12 ist das Schaltventil 60 und zwischen dem Anschluß LS der Regeleinheit 25 und der Ablaufleitung 63 das Stromregelventil 53 angeordnet.

In der in Fig. 5 gezeigten Schaltstellung des Schaltventils 60 ist normaler LS- Betrieb möglich, in dem der Druck in der Zulaufleitung um die am LS- Pumpenregelventil 27 eingestellte Druckdifferenz höher als der Druck in der Lastmeldeleitung 26 ist. Nach dem Schalten des Ventils 60 sind die Zulaufleitung und der an der Regeleinheit 25 liegende Abschnitt der Lastmeldeleitung kurzge­ schlossen. In dem Abschnitt herrscht derselbe Druck wie in der Zulaufleitung, so daß der Druck darin unabhängig von den Lastdrücken der hydraulischen Verbrau­ cher bis auf den an dem Druckregelventil 28 eingestellten Wert ansteigt. Das Rückschlagventil 79 verhindert ein Druckmittelfluß über die Lastmeldeleitung zu den Druckwaagen 75 und zu den hydraulischen Verbrauchern.

Claims (9)

1. Hydraulische Steueranordnung zur Druckmittelversorgung von vorzugs­ weise mehreren hydraulischen Verbrauchern mit einer bedarfsstromgeregelten (load-sensing-geregelten) Verstellpumpe (10), deren Einstellung in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher durch ein LS- Pumpenregelventil (27) veränderbar ist,
mit proportional verstellbaren Wegeventilen (38) zwischen einer von der Verstell­ pumpe (10) abgehenden Zulaufleitung (12), einer zu einem Tank (11) führenden Ablaufleitung (63) und den hydraulischen Verbrauchern,
und mit einer Lastmeldeleitung (26), über die das LS-Pumpenregelventil (27) mit dem höchsten Lastdruck der gleichzeitig betätigten hydraulischen Verbraucher beaufschlagbar ist,
gekennzeichnet durch willkürlich schaltbare Ventilmittel (60; 60, 61) mit einem Schaltzustand, in dem über die Ventilmittel (60, 61) von der Zulaufleitung (12) her in der Lastmeldeleitung (26) ein Druck aufbaubar ist.

2. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die schaltbaren Ventilmittel (60; 60, 61) ein Schaltventil (60) umfassen, das eine fluidische Verbindung von der Zulaufleitung (12) zur Lastmeldeleitung (26) in einer ersten Schaltstellung sperrt und in einer zweiten Schaltstellung öffnet.

3. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaltventil ein 2/2-Wege-Sitzventil (60) ist.

4. Hydraulische Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß (51) eines einen großen hy­ draulischen Widerstand aufweisenden und mit einem Ausgangsanschluß (52) an eine Ablaufleitung (63) angeschlossenen Lastsimulierventils (50; 62) über eine zuschaltbare Düse (61) mit der Zulaufleitung (12) verbindbar und die Lastmeldelei­ tung (26) mit dem am Eingangsanschluß (51) des Lastsimulierventils (50; 62) an­ stehenden Druck beaufschlagbar ist.

5. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düse (61) in Serie zu einem Schaltventil (60) angeordnet ist, das die fluidische Verbindung zwischen der Zulaufleitung (12) über die Düse (61) zum Eingangsanschluß (51) des Lastsimulierventils (50; 62) in einer ersten Schaltstel­ lung sperrt und in einer zweiten Schaltstellung öffnet.

6. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lastsimulierventil ein Druckbegrenzungsventil (50; 62) ist.

7. Hydraulische Steueranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Lastsimulierventil (50) mit seinem Eingangsanschluß (51) an der Lastmeldeleitung (26) liegt und den in dieser aufbaubaren Druck auf einen höch­ sten Wert begrenzt.

8. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Lastsimulierventil (62) mit seinem Eingangsan­ schluß (51) über Druckauswahlventilmittel (64; 80) fluidisch mit der Lastmeldelei­ tung (26) verbindbar ist.

9. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verstellpumpe (10) ein Druckregelventil (28) zur Begrenzung des Druckes in der Zulaufleitung (12) zugeordnet ist und daß in der Lastmeldeleitung (26) über die schaltbaren Ventilmittel (60) derselbe Druck wie in der Zulaufleitung (12) aufbaubar ist.