DE2024287B2

DE2024287B2 - Hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe

Info

Publication number: DE2024287B2
Application number: DE2024287A
Authority: DE
Inventors: Richard Cedar Falls Ia. Treichel (V.St.A.)
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1969-05-19
Filing date: 1970-05-19
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2024287C3; DE2024287A1; US3543516A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe, die von einer Ladepumpe über eine Versorgungsleitung mit Druckmittel versorgt werden, mit einseitig und doppelseitig beaufschlagbaren, an die Förderleitung der Hauptpumpe angeschlossenen hydraulischen Servomotoren, deren Rücklaufleitungen mit Hilfe eines einen Ventilschieber aufweisenden Steuerventils wahlweise mit der Versorgungsleitung oder über das Steuerventil mit dem Sammelbehälter in Strömungsverbindung gebracht werden können.

Bei einer derartigen hydraulischen Steueranlage, die auf einen internen Stand der Technik beim JOHN DEERE Ackerschlepper 3020 zurückgeht, wird das Steuerventil manuell wahlweise mit dem Sammelbehälter oder mit der Versorgungsleitung verbunden. Hierdurch kann das Steuerventil unbeabsichtigt in einer Stellung verbleiben, in der das Rücklauföl der Servomotoren in den Sammelbehälter und nicht in die Versorgungsleitung gelangt, so daß für die Niederdruckaggregate zu wenig Öl zur Verfügung steht, und, wenn diese der Kühlung dienen, sofort Schadensfälle auftreten können.

ίο Es liegt die Aufgabe vor, die eingangs angegebene hydraulische Steueranlage so auszubilden, diß während des gesamten Arbeitseinsatzes die hydraulischen Aggregate stets so ausreichend mit Druckmittel versorgt werden, daß keine durch Mangel an Druckmittel

ι⁵ bedingten Beschädigungen am hydraulischen System auftreten und wobei eine leistungsmäßig möglichst klein dimensionierte Ladepumpe Verwendung finden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die von der Hauptpumpe zu den Servomotoren führende Förderleitung ebenfalls durch das Steuerventil geführt ist und daß der Ventilschieber des Steuerventils vom Druckabfall zwischen dem Ein- und Ausgang des Steuerventils bei eingeschalteten Servomotoren selbsttätig in die den Rücklauf zum Sammelbehälter absperrende Stellung verschiebbar ist und daß in die Verbindung der Rücklaufleitungen mit der Versorgungsleitung ein zur Versorgungsleitung hin öffnendes Rückschlagventil eingebaut ist.

Somit entsteht beim Zuschalten eines Servomotors

jo ein das Verschieben des Ventilschiebers in die den Rücklauf zum Sammelbehälter absperrende Stellung veranlassender Druckabfall, wodurch das Rücklauföl der Versorgungsleitung ohne manuellen Eingriff zugeführt wird. Hierdurch wiederum steht der Hauptpumpe

)5 stets genügend Flüssigkeit zur Verfügung, so daß Druckmittel aus der Ladepumpe den Niederdruckaggregaten zugeführt werden kann. Deshalb braucht die Kapazität der Ladepumpe nur etwas über derjenigen für die Niederdruckaggregate erforderlichen Kapazität

■to liegen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei ist es bereits bekannt (US-PS 17 89 841), in einer selbsttätig gesteuerten Steueranlage ein Steuerventil vorzusehen, das eine Längsbohrung in seinem Ventilschieber und Ringnuten aufweist. Auch ist es bekannt (DE-AS 12 52 492, US-PS 32 22 865), daß Rücklauföl von Servomotoren der Hauptpumpe automatisch zugeführt wird.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Steueranlage für einen Ackerschlepper,

F i g. 2 das den Rücklauf zur Hauptpumpe bestimmende Steuerventil dieser Anlage im Schnitt mit sich in der einen Endstellung befindlichem Ventilschieber und

F i g. 3 das Steuerventil nach F i g. 2 mit sich in seiner anderen Endstellung befindlichem Ventilschieber.

In Fig. 1 ist eine hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten 10 und Servomotoren 12, 14 und 16 dargestellt. Hierbei sind die Niederdruckaggregate 10 über eine Leitung 17 an eine Versorgungsleitung 18 angeschlossen, die eine Ladepumpe 19 mit einer Haupipumpe 20 verbindet. Über eine Saugleitung 22 ist die Ladepumpe 19 an einen

Sammelbehälter 21 angeschlossen. Ein Überdruckventil 24 in der Versorgungsleitung 18 wird wirksam, wenn der Druck in der Versorgungsleitung 18 einen bestimmten Wert überschreitet. Zuführleitungen 26 und 28 des

Servomotors 12 und Zuführleitungen 32 und 34 des Servomotors 14 sind wahlweise an eine Förderleitung 40 und an eine Rücklaufleitung 42 über handbetätigbare Steuerschieber 43 und 44 anschließbar.

Die Steuerschieber 43 und 44 sind in F i g. 1 in ihrer Mitlenstellung eingezeichnet, in der die Verbindung zur Förder- bzw. Rücklaufleitung 40 bzw. 42 unterbrochen ist. Sie sind so einstellbar, daß die Zuführleitungen 26 und 32 mit der Förderleitung 40 und die Zuführleitunjen 28 und 34 mit der Rücklaufieitung 42 oder die Zuführleitungen 28 und 34 mit der Förderleitung 40 und die Zuführleitungen 26 und 32 mit der Rücklaufleitung 42 verbindbar sind.

Der Servomotor 16 zum Betätigen eines Frontladers 52 ist über eine Zuführleitung 46 an ein handbetätigbares Steuerventil 54 angeschlossen, das aus seiner Mittenstellung gemäß Fig. 1, in der kein Druckmittel zum Servomotor fließen kann, in eine Endstellung, in der die Zuführleitung 46 an die Förderleitung 40 angeschlossen ist, sowie in eine andere Endstellung verstellbar ist, in der die Zuführleitung 46 an die Rücklaufleitung 42 angeschlossen ist.

Ein in der hydraulischen Steueranlage vorgesehenes Steuerventil 56 ist mit seinem Eingang 57 an die Hauptpumpe 20 über eine Förderleitung 58 angeschlossen, während sein Ausgang 60 an die Förderleitung 40 angeschlossen ist. Die Rückiaufleitung 42 steht π it einer Rücklaufleitung 62 in Verbindung, deren eines Lnde an einen zweiten Eingang 64 im Steuerventil 56 und deren anderes Ende an die Versorgungsleitung 18 zwischen der Ladepumpe 19 und der Hauptpumpe 20 angeschlossen ist. Ein Rückschlagventil 63 in der Rücklaufleitung 62 gestattet nur den Durchfluß des Druckmittels von der Rücklaufleitung 42 in die Versorgungsleitung 18. Ein zweiter Ausgang 66 des Steuerventils 56 steht mit dem Sammelbehälter 21 in Verbindung.

Das Steuerventil 56 ist in vergrößerter Darstellung in F i g. 2 und 3 dargestellt. Hier läßt sich erkennen, daß der Ventilkörper 68 eine zylindrische Bohrung 70 hat. die den Eingang 57 mit dem Ausgang 60 an den Stirnseiten des Ventilkörpers 68 verbindet.

Der zweite Eingang 64 und der zweite Ausgang 66 schneiden die Bohrung 70 und münden in Ringnuten 72 und 74, die im Ventilkörper 68 eingearbeitet sind. Eine weitere Ringnut 76 ist im Bereich des rechten Endes der Bohrung 70 vorgesehen, in der ein rohrförmiger Ventilschieber 78 axial verschiebbar ist, dessen rechtes Ende eine Düse 8i) aufweist. Der Ventilschieber 78 wird normalerweise in einer ersten Stellung gemäß Fig. 2 durch eine Feder 82 gehalten, die gegen das rechte Ende des Ventilschiebers 78 und das rechte Ende der Bohrung 70 anliegt, so daß das linke Ende des Ventilschiebers 78 gegen das linke Ende des Ventilkörpers 68 zur Anlage kommt. Eine weitere Ringnut 84 im Ventilschieber 78 kann die Ringnuten 72 und 74 miteinander verbinden, wenn sich der Ventilschieber 78 in seiner ersten Stellung befindet. Aus dieser Stellung kann der Ventilschieber 78 gegen den Druck der Feder 82 in eine zweite Stellung gemäß Fig. 3 verstellt werden, in der die Ringnut 84 nichl langer mit den Ringnuten 72 und 74 in Verbindung steht. Zahlreiche radial verlaufende Nebenbohrungen 86 sind gemäß Fig. 2 und 3 am rechten F.nde im Ventilsehieber 78 vorgesehen und verbinden den inneren Teil des Ventilschiebers 78 mit der Ringnut 76, wenn sich der Ventilschieber in seiner zweiten Stellung befindet, so daß ein kleiner Teil des Druckmittels durch die Düse 80 und der größte Te^;l durch die Nebenbohrungen 86 strömt.

Ist im Arbeitseinsau die Förderleitung 40 druckbeaufschlagt und befinden sich die Steuerschieber 43, 44 und das Steuerventil 54 in den Mittenstellungen gemäß Fig. 1, dann ist das Steuerventil 56 in seiner Normalstellur.g, in der der Venülschieber 78 eine Stellung gemäß Fig.2 einnimmt, so daß Druckmittel von dem Eingang 57 über die Düse 80 und den Ausgang 60 bis in die Förderleitung 40 fließt. In dieser Stellung ist der Eingang 64 mit dem Ausgang 66 über die Ringnuten 84, 72 und 74 verbunden, so daß die Rücklaufleitung 42 mit dem Sammelbehälter 21 über die Rücklaufleitung 62 verbunden ist. Wird nun einer der mit den Servomotoren 12 bzw. 14 verbundenen Steuerschieber 43 bzw. 44 derart verstellt, daß eine Verbindung des oder der

i> Servomotoren mit der Förderleitung 40 und der Rücklaufleitung 42 erfolgt, so fließt zunächst Druckmittel lediglich über die Düse 80 und ruft einen Druckabfall am Ventilschieber 78 hervor, so daß er gemäß F i g. 2 nach rechts in eine Stellung gemäß Fig.3 verschoben

χ wird, in der Druckmitte) ebenfalls über die Nebenbohrungen 86 zur Förderleitung 40 geleitet wird. In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen dem mit der Rücklaufleitung 62 verbundenen Eingang 64 und dem mit dem Sammelbehälter 21 verbundenen Ausgang 66

y, unterbrochen, wodurch in der Rücklaufleitung 62 ein Druckanstieg erfolgt. Dieser öffnet das Rückschlagventil 63, wodurch Druckmittel von den Servomotoren 12 und 14 zurück in die Versorgungsleitung 18 strömt. Das Rückführöl ermöglicht, daß ein großer Teil der für die Versorgung der Hauptpumpe 20 bestimmten Fördermenge der Ladepumpe 19 von der Hauptpumpe 20 nicht benötigt wird, so daß beinahe die gesamte Fördermenge der Ladepumpe 19 zur Beaufschlagung der Niederdruckaggregate zur Verfügung steht. Auf diese Weise ist

Γι es möglich, die Ladepumpe 19 so auszubilden, daß ihre maximale Kapazität nur etwas über derjenigen liegt, die notwendig ist. um die Niederdruckaggregate 10 mit öl /u versorgen.

Anstelle der Servomotoren 12 und 14 kann auch der als einfach wirkender Hubzylinder ausgebildete Servomotor 16 zur Betätigung des Frontladers 52 eingesetzt werden. Hierzu wird das Steuerventil 54 derart verstellt, daß die Förderleitung 40 mit der Zuführleitung 46 verbunden ist. Das Druckmittel, das zunächst über die

r. Düse 80 fließi, ruft wieder einen Druckabfall hervor, so daß der Ventilschieber wieder in eine Stellung gemäß Fig. 3 verschoben wird, in der Druckmittel relativ ungehindert in die Förderleitung 40 fließen kann. Das Druckmittel fließt dabei nicht nur zur Rücklaufleitung

ίο 42. Soll der Frontlader abgesenkt werden, so wird das Steuerventil 54 in eine Stellung gebracht, in der die Zuführleitung 46 mit der Rücklaufleitung 42 verbunden ist. In dieser Stellung fließt kein Druckmittel über die Ventilschieber, so daß dort auch kein Druckabfall

ν, entsteht, der eine Verstellung des Ventilschiebers nach rechts, bezogen auf Fig. 1, bewirken könnte. Vielmehr verbleibt der Ventilschieber in seiner Stellung gemäß F i g. 1. Das Druckmittel in der Rücklaufleitung 42 fließt zum Sammelbehälter 21 über die Rücklaufleitung 62 und

,ο den Ein- und Ausgang 64 und 66, so daß ein Absenken des Frontladers 52 erfolgen kann.

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß fehlerhaftes Funktionieren des Steuerventils 56 keinen solchen Verlust im ölrücklauf hervorruft, daß für die Nieder-

>■-, druckaggregate 10 nicht genügend Druckmittel zur Verfügung stehen würde. Wird unterstellt, daß die Feder 82 nicht einwandfrei funktioniert, so wird der Ventilschieber 78 nach rechts verschoben und dadurch ein

Rückfluß des Druckmittels aus der Rücklaufleitung 62 zum Sammelbehälter 21 verhindert. Hierdurch wiederum strömt der Rückfluß des Druckmittels in den Ladehydraulikkreislauf, so daß den Niederdruckaggregaten 10 ausreichend viel öl zur Verfügung steht. Geht man davon aus, daß die Nebenbohrungen 86 geöffnet bleiben, so wird dadurch das Einfahren des Servomotors 16 und somit das Absenken des Frontladers 52 verhindert.

Außerdem ist es möglich, daß der Ventilschieber 78 klemmt. Ein Klemmen in der Stellung nach Fig. 3 hat zur Folge, daß die Rücklaufleitung 62 vom Sammelbehälter 21 abgesperrt ist. Wenn der Ventilschieber 78 in seiner in Fig. 2 dargestellten Stellung klemmt, in der der ölrückfluß zum Sammelbehälter 21 gewährleistet ist, wird die durch die Düse 80 strömende Ölmenge für die Beaufschlagung einer der Servomotoren 12, 14 und 16 nicht ausreichen, wodurch der Verlust der Rückflußmenge gering wäre.

> Aus vorstehendem geht hervor, daß das Steuerventil 56 in einer Steueranlage eingebaut ist, in dem die Servomotoren 12,14 und 16 wahlweise betätigt werden. Sollten dagegen die Servomotoren gleichzeitig beaufschlagt werden, so kann zumindest für den als einseitig ίο beaufschlagbaren Zylinder ausgebildeten Servomotor 16 ein zweites Steuerventil vorgesehen sein, damit der einseitig beaufschlagbare Zylinder nicht gegen den Druck im Ladesteuerkreis eingefahren wird, was beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steueranlage mit hydraulischen Niederdruckaggregaten und einer Hauptpumpe, die von einer Ladepumpe über eine Versorgungsleitung mit Druckmittel versorgt werden, mit einseitig und doppelseitig beaufschlagbaren, an die Förderleitung der Hauptpumpe angeschlossenen hydraulischen Servomotoren, deren Rücklaufleitungen mit Hilfe eines einen Ventilschieber aufweisenden Steuerventils wahlweise mit der Versorgungsleitung oder über das Steuerventil mit dem Sammelbehälter in Strömungsverbindung gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Hauptpumpe (20) zu den Servomotoren (12, 14, 16) führende Förderleitung (58, 40) ebenfalls durch das Steuerventil (56) geführt ist und daß der Veniilschiebor (78) des Steuerventils (a6) vom Druckabfall zwischen dem Ein- (57) und Ausgang (60) des Steuerventils (56) bei eingeschalteten Servomotoren (12, 14, 16) selbsttätig in die den Rücklauf zum Sammelbehälter (21) absperrende Stellung verschiebbar ist und daß in die Verbindung der Rücklaufleitungen (42, 62) mit der Versorgungsleitung (18) ein zur Versorgungsleitung (18) hin öffnendes Rückschlagventil (63) eingebaut ist.

2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (78) des Steuerventils (5b) eine durchgehende Längsbohrung für den Druckmittelstrorr zu den Servomotoren (12, 14,16) aufweist, die an ihrem stromabwärtigen Ende in eine Düse (80) und in Nebenbohrungen (86) mündet, wobei die Nebenbohrungen (86) nur in der Arbeitsstellung des gegen eine Feder (82) verstellbaren Ventilschiebers (78) offen sind.

3. Steueranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) und die ihn aufnehmende Bohrung (70) miteinander verbindbare Ringnuten (72, 74, 84) aufweisen, über die in der arbeitsjnwirksamen Stellung des Steuerventils (56) der Druckmittelrücklauf zum Sammelbehälter (21) herstellbar ist.

4. Steueranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ventilschieber (78) des Steuerventils (56) vorgesehene Düse (80) in Richtung der Längsachse des Ventilschiebers (78) und die Nebenbohrungen (86) radial hierzu verlaufen, wobei die den Ventilschieber (78) aufnehmende Bohrung (70) eine weitere Ringnut (76) zur Freigabe des Druckmittelstromes aus den Nebenbohrungen (86) besitzt.