DE2148502B2

DE2148502B2 - Ein- oder mehrkreisiges Hydrauliksystem

Info

Publication number: DE2148502B2
Application number: DE2148502A
Authority: DE
Inventors: Egon 8770 Lohr Zunzer
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1971-09-29
Filing date: 1971-09-29
Publication date: 1978-11-02
Also published as: DE2148502A1; US3817153A

Description

Die Erfindung betrifft ein ein- oder mehrkreisiges Hydrauliksystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Hydrauliksysteme werden mit Vorteil bei Mobilen, wie Baggern eingesetzt. Bei der Entnahme des Steueröls vom Arbeitsmittelstrom zwischen Arbeitsmittelpumpe und Hauptsteuerventil über eine Drossel in Verbindung mit einer Druckbegrenzungseinrichtung nach der DE-OS 18 09 473 muß die Druckbegrenzungseinrichtung auf einen Wert eingestellt werden, der dem maximalen Vorsteuerdruck entspricht. Eine solche Entnahme des Steueröls zur Betätigung der Steuerventile beeinflußt den Gesamtwirkungsgrad der Hydraulikanlagen im ungünstigen Sinne, da ein Großteil der angebotenen Steuerölmenge über die Druckbegrenzungseinrichtung ungenutzt zum Tank zurückströmt. Liegt kein Steuerölbedarf vor, muß sogar das gesamte Steueröl über die Druckbegrenzungseinrichtung zum Tank zurückströmen. Neben diesem Leistungsverlust muß die hiermit verbundene Verlustwärme vom Steueröl wieder abgeführt werden. Außerdem ist dieses bekannte Steuerölversorgungssystem nicht selbst anlaufend, d. h., es kann sich bei Inbetriebnahme nicht der zur Betätigung der Hauptsteuerventile erforderliche Steuerdruck aufbauen. Es ist deshalb erforderlich, bei Inbetriebnahme die HauDtsteuerventile zunächst mechanisch von Hand in ihre Arbeitsschaltung zu betätigen.

Es sind auch durch die Veröffentlichung in »ö + p«, 1968, Nr. 1, S. 16, Abb. 1, Druckerzeugungsanlagen bekannt, die aus einer Pumpe, einem Abschaltventil, einem Speicher und einem Rückschlagventil bestehen. Die Verwendung derartiger Druckerzeugungsanlagen als Steuerölversorgungssysteme wären durch die zusätzliche Pumpe sehr aufwendig. Außerdem würde ίο das über das Abschaltventil in den Tank zurückgeleitete nicht benötigte Steueröl den Leistungsgrad einer solchen Anlage ebenso stark herabsetzen, wie das bekannte System nach der DE-OS 18 09 473.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Hydrauliksystem mit einer verlustarmen und selbstanlaufenden Steuerölversorgung zu schaffen.

Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Dadurch, daß der durch den Durchflußwiderstand in der Nullstellung des oder der Hauptsteuerventile bewirkte Druck größer oder gleich dem Mindestdruck zur Einleitung der Steuerbewegung der Hauptsteuerventile ist, wird sichergestellt, daß die Hauptsteuerventile aus der Null- bzw. Ausgangsstellung heraus ansteuerbar sind. Der nach dem Ansteuern der Hauptsteuerventile erforderliche höhere Steuerdruck ergibt sich von selbst durch die mit dem Ansteuern der Hauptsteuerventile sich ergebende Drosselung des umlaufenden Arbeitsmittels, die einen höheren Arbeitsmitteldruck vor den Hauptsteuerventilen bewirkt. Dieser Druck reicht aus, die Hauptsteuerventile bis in die gewünschte Schaltstellung aufzusteuern. Hierbei begrenzt das Druckminderventil den Steueröldruck.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 den schaltungstechnischen Aufbau einer für einen Hydraulikbagger bestimmten Hydraulikanlage,
■to F i g. 2 d^;e, die Steuer-, Druck- und Speicherelemente tragende der Steuerölversorgung dienende Gehäuseeinheit entsprechend dem Schnitt H-II der F i g. 3 und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III der Fig. 2.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Pumpeneinheit und 2 die die Steueröleinheit bildende Gehäuseeinheit. Die Pumpeneinheit wird von den Pumpen 3 und 4 gebildet, die über einen Stellzylinder 5 in ihrer Fördermenge verstellbar sind. Angetrieben werden diu Pumpen von der elektrischen Antriebsmaschine 6. Die Druckleitung 7 der Pumpe 3 führt zu einem drei Hauptsteuerventile 8, 9 und 10 aufweisenden Steuerblock 11 und die Druckleitung 12 der Pumpe 4 führt zu dem die Hauptsteuerventile 13, 14 und 15 aufweisenden Steuerblock 16. Von dem Hauptsteuerventil 8 führen die Arbeitsleitungen A und B zu dem linken Fahrwerksantrieb 17. Von dem Hauptsteuerventil 9 führen die Arbeitsleitungen A und B zu dem den Ausleger betätigenden Hydrozylinder 18 und vom Hauptsteuerventil 10 führen die Arbeitsleitungen A und B zum den μ) Löffel betätigenden Hydrozylinder 19.

Die Arbeitsleitungen A und S des Hauptsteuerventils 13 des Steuerblockes 16 führen zum rechten Fahrwerksantrieb 20. Die Arbeitsleitungen A und B des Hauptsteuerventils 14 führen zum Drehwerksantrieb 21 t>'> und die Arbeitsleitungen A und ßdes Hauptsteuerventils 15 führen schließlich zum den Stiel betätigender Hydrozylinder 22. In der gezeigten Ausgangsstellung der Hauptsteuerventile sind die Arbeitsleitungen A und

B abgesperrt bzw. bei dem Hauptsteuerventil 14 über eine Drossel 14c kurzgeschlossen. Die Leitungsabschnitte 23, 24, 25 und 26 sind in der gezeigten Ausgangsstellung der Hauptsteuerventile untereinander verbunden, so daß das über die Druckleitung 7 bei P\ ■> zugeführte Arbeitsmittel durch den Steuerblock 11 hindurch und von Ti über die Tankleitung 27, sowie über die Ablaufleitung 27a zum Tank Γ zurückströmt. Auch bei dem Steuerblock 16 sind in der gezeigten Ausgangsstellung der Hauptsteuerventile 13,14 und 15 die Leitungsabschnitte 28, 29, 30 und 31 untereinander verbunden, so daß das Arbeitsmittel der Pumpe 4 über die Druckleitung 12 durch den Steuerblock 16 hindurch zur Tankleitung 32 strömt und von dort weiter über die Ablaufleitung 27a zum Tank zurückströmt. ι ■>

Von der Druckleitung 7 der Pumpe 3 führt eine Abzweigleitung 7a zu einem druckabhängig schaltenden Wechselventil 33 der Gehäuseeinheit 2 und von der Druckleitung 12 der Pumpe 4 führt eine Abzweigleitung 12a ebenfalls zu diesem Wechselventil 33. Die Austrittsleitung 33a des Wechselventils 33 führt zu einem Druckminderventil 34 und von dort führt die Abgangsleitung 35 über ein Rückschlagventil 36 zu den Vorsteuerventileinheiten 37,38 und 39.

Die Vorsteuerventileinheit 37 wird von den als 2:> Druckregelventile ausgebildeten Vorsteuerventilen 40, 41, 42 und 43, die Vorsteuerventileinheit 38 von den Vorsteuerventilen 44, 45, 46 und 47 und die Vorsteuerventileinheit 39 von den Vorsteuerventilen 48, 49, 50 und 51 gebildet. Von den Vorsteuerventilen 40 und 43 m führt jeweils eine Steuerölleitung 40a, 43a zu den aneinander gegenüberliegenden Steuerräumen 9a, '-i>b des dem Hydrozylinder 18 zugeordneten Hauptsteuerventils 9. Von den Vorsteuerventilen 41 und 42 derselben Vorsteuerventileinheit 37 führen die Steueröl- v> leitungen 41a, 42a zu den Steuerräumen 10a, 10Z> des dem Hydrozylinder 19 zugeordneten Hauptsteuerventils 10. Die Vorsteuerventile 44 und 45 der Vorsteuerventileinheit 38 stshen über die Steuerölleitungen 44a, 45a mit den Steuerräumen 8a, 8b des dem linken Fahrwerksantrieb 17 zugeordneten Hauptsteuerventils 8 in Wirkverbindung und die Vorsteuerventile 46 und 47 derselben Vorsteuerventileinheit 38 sind über die Steuerölleitungen 46a, 47a mit den Steuerräumen 13a, 13/) des Hauptsteuerventils 13 verbunden, das zur v, Steuerung des rechten Fahrwerksantriebes 20 dient. Die Vorsteuerventile 48, 51 der Vorsteuerventileinheit 39 stehen über die Steuerölleitungen 48a, 51a mit den Steuerräumen 15i>, 15/) des dem Hydrozylinder 22 für den Stiel zugeordneten Hauptsteuerventils 15 in >o Verbindung und die Vorsteuerventile 49 und 50 stehen über die Steuerölleitungen 49a, 50a mit den entsprechenden Steuerräumen 14a, 14/) des dem Drehwerksantrieb 21 zugeordneten Hauptsteuerventils 14 in Verbindung. ' y>

In der gezeigten Umlaufstellung der Hauptsteuerventile eines jeden Steuerblockes 11, 16 baut sich infolge der in den Leitungsabschnitten und in den Steuerkanälen der Steuerblöcke auftretenden Strömungsverluste, in den Druckleitungen 7 bzw. 12 zur Überwindung ωι dieser Verluste ein entsprechend hoher Druck auf. Dieser Druck entspricht in der Regel dem erforderlichen Steuerdruck im Anfangssteuerbereich der Hauplsteuerventile. Mit Beginn der Steuerbewegung eines Hauptsteuerventils aus der gezeigten Umlaufstellung in Richtung einer seiner Endstellungen tritt eine Drosselung des Durchgangsquerschnittes auf, der eine weitere Druckerhöhung in der betreffenden Druckleitung der Pumpe 3,4 bewirkt. Diese Druckerhöhung reicht für ein '.veiteres Aufsteuern des betreffenden Hauptsteuerventils in die eine oder andere Endstellung aus. In der jeweiligen Endstellung der Hauptsteuerventile werden die Drehantriebe 17, 20, 21 bzw. Hydrozylinder 18, 19, 22 vom Arbeitsmittel beaufschlagt, wobei sich ein Arbeitsmitteldruck entsprechend der abgegebenen Leistung der Arbeitsgeräte ergibt. Das in der Gehäuseeinheit 2 angeordnete Druckminderventil 34 hält den Steueröldruck unabhängig von der Größe des Druckes der Arbeitsflüssigkeit auf den eingestellten Wert. Mit dem Zuführen des unter Druck stehenden Steueröles in die Steuerölleitung 35 wird gleichzeitig der mit der die Steueröleinheit bildenden Gehäuseeinheit vereinigte Speicher 52 aufgeladen. Beim Ausfall der Pumpen 3, 4 beispielsweise infolge einer Störung der Antriebsmaschine wird durch das Rückschlagventil 36 eine Entleerung des Speichers 52 in Richtung der Druckleitungen 7, 12 unterbunden und damit ein Druckmittelvorrat für eine Notbetätigung der Hauptsteuerventile in den einzelnen Steuerblöcken 11,16 aufrechterhalten.

Das dem Druckminderventil 34 nachgeschaltete Druckbegrenzungsventil 53 ist gegenüber dem Druckminderventil etwas höher eingestellt. Dadurch ist die Steuerölversorgung einschließlich der Vorsteuerventileinheiten wirkungsvoll abgesichert und gleichzeitig während des normalen Betriebes ein Abspritzen von Steueröl wirkungsvoll unterbunden.

Für den Fall, daß die in den einzelnen Leitungsabschnitten, sowie in den Steuerkanälen der einzelnen Hauptsteuerventile bzw. Steuerblöcke in der Umlauf-Stellung derselben auftretenden Strömungsverluste nicht ausreichen, um den die Hauptsteuerventile aus ihrer gezeigten Umlaufstellung in Richtung einer ihrer Endstellungen bewegenden Druckaufbau zu bewirken, wird durch Anordnung eines Vorspannventiles 55 in der Ablaufleitung 27a der noch erforderliche Restdruck erzeugt. Dieses Vorspannventil bewirkt somit lediglich den restlichen von den Strömungsverlusten in den Steuerblöcken U, 16 nicht bewirkbaren Druckaufbau.

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigte die Steueröleinheit bildende Gehäuseeinheit besteht aus einem Gehäuseteil 54, in dem durch entsprechende Bohrungen und Ausnehmungen das Druckminderventil 34, das Druckbegrenzungsventil 53, das Rückschlagventil 36, sowie das druckabhängig schaltende Wechselventil 33 eingebaut und der Speicher 52 aufgeschraubt sind. Dadurch ergibt sich eine Baueinheit, an die lediglich die zu den Druckleitungen 7, 12 führenden Abzweigleitungen 7a, 12a, sowie die zu den einzelnen Vorsteuereinheiten führende Steuerölleitung 35 und die Tankleitung T anzuschrauben sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ein- oder mehrkreisiges Hydrauliksystem, bei dem jedem Kreis eine Pumpe und ein oder mehrere durch Vorsteuerventile gesteuerte in der Nullstellung einen Umlauf zum Tank freigebenden Hauptsteuerventile zur Ansteuerung von Hydromotoren zugeordnet sind und wobei von der Druckmittelleitung zwischen Pumpe und Hauptsteuerventilen eine eine Druckbegrenzungseinrichtung aufweisende Steuerölleitung zu den Vorsteuerventilen abzweigt, zwischen Druckbegrenzungseinrichtung und Vorsteuerventilen ein zu den Vorsteuerventilen hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist und zwischen Rückschlagventil und Vorsteuerventilen ein Speicher an die Steuerölleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Durchflußwiderstand in der Nullstellung des oder der Hauptsteuerventile (8, 9,10,13,14 15) bewirkte Druck größer/gleich dem Mindeststeuerdruck zur Einleitung der Steuerbewegung der Hauptsteuerventile ist, und daß der Steuerdruck nach oben durch ein vor dem Rückschlagventil (36) angeordnetes Druckminderventil (34) festgelegt ist.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufleitung (27a) von den Hauptsteuerventilen zum Tank (T) ein Vorspannventil (55) angeordnet ist.

3. Mehrkreisiges Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Druckminderventils (34) über ein Wechselventil (33) mit den Druckleitungen (7, 12) zweier Pumpen (3,4) verbunden ist.

4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Druckminderventil (34), Wechselventil (33), Rückschlagventil (36), Speicher (52) und Druckbegrenzungseinrichtung (53) zu einer Gehäuseeinheit (2) vereinigt sind.