DE2158870C2 - Hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren Hydromotoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren, mit Wegeventile gesteuerten Hydromotoren als Verbraucher, z. B. solchen für die Verstellung des Hubmastes eines Hubladers, wobei der Förderstrom der ersten Pumpe über einen Ringkanal am Steuerschieber eines Schaltventils, das in einer von der zweiten Pumpe kommenden Verbraucherleitung angeordnet ist, bis zu einer vorbestimmten Durchflußmenge der zweiten Pumpe zum Hydraulikbehälter zurückfließt und wobei der vom Förderstrom der zweiten Pumpe im Verstellsinn zur Vereinigung der beiden Pumpenströme beaufschlagte Steuerschieber des Schaltventil^, bei Überschreiten der vorbestimmten Durchflußmenge den Rückfluß der ersten Pumpe zum Behältei unterbricht.

Bei mobilen Arbeitsmaschinen, wie Hubladern, ist es besonders wichtig, daß einerseits zum schnei lcn Ausfahren des Hubmastes eine große Fördermenge zur Verfügung stehen kann, andererse^;ts aln.·: auch weitere Hydromotoren, z. B. für die Neigung des Hubmastes, mit geringer Fördermenge oIhk Verwendung nachteiliger Schaltmittel, wie Drossel·, oder Mengenbegrenzuntisventile, versorgt wenki, kennen. In diesem Sinne ist bei einer bekannten Servoanlage der eingangs umrissenen Art (USA. Patentschrift 3 540 218) die letzterwähnte Möglich keit nicht gegeben, vielmehr kann dort einem Arbeitskreis mit gegebenenfalls mehreren Verbraucht·:r_; bei ein gewisses Maß überschreitender Durchnu« menge der kleinen Pumpe nur die von beiden Pum pen herrührende gesamte Fördermenge zugetcil werden. Demgemäß besteht die Notwendigkeit, Im die Verbraucher mit geringem Schluckvermögei Drosseln, Mengenbegrenzungsventile od. dgl. zwi schenzuschalten, was jedoch unerwünschte zusatz liehe thermische Be! istungen des Hydrauliksystem verursacht. Hinzu kommt, daß bei der bekannten Anlage eine exakte Steuerung deshalb nicht unlx dingt gewährleistet ist, weil der dortige Steuerschic ber des Schaltventils infolge der erst stromab dos Steuerschiebers erfolgenden Mischung der Pumpen ströme auch in geschaltetem Zustand lediglich vom Förderstrom der kleinen Pumpe gegen die Kraft einer Druckfeder gehalten werden kann. Hierdurch kann es dann bei variierender kleiner Fördermenge zu einer Schwimmstellung des Steuerschiebers kommen, welche bewirkt, daß der Förderstrom der großen Pumpe mehr oder weniger angedrosselt wird, d. h. der Fluß zu dem Arbeitskreis kann somit unkontrollierbar werden und dies in verstärktem Maße insbesondere durch die naturgemäß während des Betriebs der Anlage auftretenden hydraulischen Druckschwankungen.

Für Hublader ist eine weitere Servoanlage bekannt (USA.-Patentschrift 3071 926), die eine Pumpe und eine spezielle Ventilanordnung aufweist, bei der die Kolbenstangenseite eines als einfachwirkende Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Verbrauchers als Volumenspeicher benutzt wird, dessen Inhalt weuabhüngig entweder bis zu einer vorbestimm jn Druckhöhe der Beaufschlagungsseite dem Verbraucher zugeführt wird oder oberhalb dieser Druckhöhe zum Behälter zurückfließt. Damit ist das Heben von Lasten in zwei Geschwindigkeitsstufen ermöglicht, wobei die Pumpe mit Rücksicht auf die weiteren Verbraucher entsprechend gering dimensioniert sein kann. Bei dieser bekannten Anlage wird jedoch der Langsam- oder der Schnelihub von der Bclastungsgröße bei Ausschluß der willkürlichen Wählbarkeit bestimmt. Außerdem ist bei dem Schnellhub ein Feinsteuerbereich innerhalb eines Teilstcllweges der Wegeventilbetätigung, dem Teilstellweg für den Langsamhub entsprechend, nicht gegeben. Für den praktischen Betrieb resultiert daraus eine gewisse Bedienungsunsicherhett, da bei der Handhabung von Lasten mit unterschiedlichen und mitunter unbekannten Gewichten bei gleichbemessenem Stcllwcg des Betätigungshebels sich eine nicht vorhersehbare Hubgeschwindigkeit einstellen kann.

[·\ liegt die Aufgabe vor, eine h\dt aulische Servo_aiila^il>' ^^v eingangs genannten Art so auszubilden, daß unächst alle Verbraucher bis zu einer vorteil regulierbaren Fördermenge beaufschlagt

llullwider.Uand im Wege zum bestimm <-

erhöht. . _vorteilhaftcr Weise

Der Drosselschieber kann ,_{n Dro}sselblende

weiterhin mit einer sie η \uj b^ ^_{n Durch}|i_uU-ausgeiührt sein, so um - Drosselwirkung er-

ricluung die erwunsemt y _andcren Durchüuil-

p.bt, die D^elwirku. g^ m d r ^ _^ ^^ ^. richtung aber weitgthuiü gu ^ ^ _Huhmasl,s

es z. B für das Senk,_"*λ - _{d Uschcn} Zylineines Hubladers bevv kcnd.n N ders sehr erwuns cm.is .

ders sehr erwuns cm.is . Hrluulung ist nach-

Hin Austuhiungsb,.spu. Uu ^^ ^Mi.

stehend an Hand d,r A . .

Servoanlage gem a Ii

uiten regulierbaren Fördermenge beaufschlagt weiterhin mit einer i' können und dall dann ein bestimmter Ver- 5 ausgeiührt sein, so um .r eine über die Vorbestimmte Fordcrmeniie iluung die erwunsemt y Gehende reguherbare Fördermen«, erhalten
\sohei zur Vermeidung von DrosseKcrlusten
>._L. Einhaltung stabiler He.riebs/.i.stände der
- Wert gelegt werden soll.
,c Aufgabe wird Ix-i einer Servoanlage der
:.„s umrissenen An durch die Kombinalion
-Jcr Merkmale gelöst:

;,s Schaltventil ist einem cii/.iuen besiimmten ^ —eher zugeordnet;

bi ,iie Druckseiten der beiden Pumpen sind durch ,nc Vcrbindungslcitung über ein Rückschlag-,cntil miteinander verbundtn über das sich Λ7 Förderstrom der ersten Pumpe PMt dcrr.jeni-• cn der zweiten Pumpe beim Schließen des kingkanals des Schaltventils vereinigt, so dall nunmehr beide Pumpenströme den Sieuerschie-

„or in Schaltstellung halten; _aniage besteht im wesentlichen ^ζ^,^_{ηοη Pum}.

O _in der über das Schaltventil zum bestimmten _{25 von} einer Brennkraftmas ^ch|?^L .' _UleJbc,i_arf über Verbraucher führenden Leitung ist stromab der _pcn 2 und 3, die ihren uru ! _drauHkbeUaUvi i» S'elle au der sich die Förderströme der beiden Saugleitungen 4 und 5 aus un.ii j zwischen

Pumpen vereinigen, aber stromauf des Schalt- _dcckcn. Eine VerbmdungsUtuⁿ^^_utzsl-_omrichluI^ sentils das dem bestimmten Verbraucher zu- _den Pumpen 2 und J uj _{Dicsc Vcrt}y_m-

..eordnete Wegeventil angeordnet, dem die ₃₀ öffnendes Rückschlagventil » . · ^^ _Lcilung9 Wegeventile für die anderen Verbraucher in dungsleitung ^-'!i; in'Tor? und führt andererseits einem allen Wegeventilen gemeinsamen Ventil- _zu einem Ventilblück 10 fcjrt um _SchaUvent,i_{s 12}. block parallel geschaltet sind. zu einem ^^Ια"^Γ.~^ϋ^ sdiallventils 12 ist über

Auf Grund dteser Ausbildung können einerseits Ein Ab airfanjjhluß »des _R„ _h, _B « des

alle Verbraucher bis zu einer vorbestimmten Forder- 35 un ^ LxUung _{verbunden dcsst}„ _R,cklauflutu,_V men_Re beaufschlagt werden, andererseits jedoch kann ^nU w _Bdi.._{Uer fi mündct-}

die troße Fördermenge immer nur dem einen be- 16 *'«:der^ _{R u a cm Wc}gcvuU

_tttfstUniucncm Scliallxentil. et/tea " ^

^, _in Arbeitsstellung für die Betatifcunt

_mi_t nur einer Pumpe, und Arbeiisstel-

_{Fig 2} die Anlage genuiK l· 11 ' ' _{h ml},

_im^ _{fUr die} Betätigung eines vcrora

_zu£,eschalteter zweiter Pumpe. _riT1,„.._henc Servo-'_{Dic in dcn} ρ i g. 1 und 2 ^wlctU-^rj;^L>._h j_cn

_aniage besteht im wesentlichen ^ζ^,^_{ηοη Pum}. kf ^h|?^L

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ist hingegen nicht angesprochen.

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Behälter 6 über die Sauglcitung 4 und über den ihr Wie Fig. 2 zeigt, bewirkt eine aus der Pumpe 2

durch das Rückschlagventil 8 zugeordneten Teil der resultierende, gesteigerte Durchflußmenge in Rich-

Verbindungsleitung 7 über die Leitung 9 zum Wege- tung auf den Verbraucher 20 bei noch gegen den

vcntilblock 10, über dessen Neutralumlaufwege das Dichtsitz 32 gesetztem Drosselschieber 36, daß eine

Druckmittel über die Rücklaufleitung 16 wieder dem 5 größere Vcrstellkraft den Steuerschieber 29 gegen

Behälter 6 zufließt, während zugleich die Pumpe 3 die Kraft der Rückstellfeder 28 aus der durch den

über die Sauglcitung 5 Druckmittel aus dem Bchäl- Anschlußdeckel 24 begrenzten Lage in die durch

icr 6 fördert, das über den anderen Teil der Ver- den Anschlußdeckel 25 begrenzte Lage verschiebt,

bindungsleitung 7 das Schaltventil 12 über den Zu- Die hiermit am Zulaufanschluß 11 gegenüber dem

laufanschluß 11, über den Ringkanal 30 und über io Behälter 6 erfolgte Absperrung der Pumpe 3 bewirkt

den Ablaufanschluß 13 passiert und gleichfalls dem jetzt deren Nutzförderung über das Rückschlagven-

Bchälter 6 über die Leitung 14 und über den Rück- til 8, wonach der Drosselschieber 36 mengenbedingt

laufanschluß 15 des Wcgcventilblocks 10 durch Ver- gegen die Kraft der Feder 35 ausweicht und ein Teil

cinigung der Rücklaufströme zugeführt wird. der Fördermenge nunmehr über den Durchtnttsraum

Die Stellung des Schaltventils 12 und damit die 15 31 und über die Durchtrittsöffnungen 38 geleitet

Abschaltung der Pumpe 3 bleiben erhalten, wenn wird, wodurch eine unzulässige Zunahme des

das Wegeventil 21 oder weitere für andere Vcrsor- Drosselwiderstandes ausgeschlossen isL

gungsstcllcn in gleicher Weise angeschlossene Wege- Bei einer nachfolgenden bestimmten Mengen-

vcntilc betätigt werden, da hierbei kein die Stellung reduzierung bei dem gesperrten Rücklauf oder bei

des Steuerschiebers 29 beeinflussendes Druckmittel 20 dem Rücklauf des Druckmittels stellen die auf den

das Schaltventil 12 in Längsrichtung durchfließt. Steuerschieber 29 und auf den Drosselschieber 36

Das gleiche gilt auch dann, wenn bei betätigtem einwirkenden Rückstellkräfte die mit Fig. 1 dar-Wcgevcntil 17 vom Arbeitsanschluß 18 her dem Ver- gelegte Ausgangssituation wieder her.
brauchcr 20 über die Leitung 19 Druckmittel in Der bei dem Absenken des Kolbens des Vergering gehaltener Menge zugeführt wird, da der da- .25 brauchers 20 entstehende Rückstrom des Druckbei im Steuerschieber 29 auftretende Durchflußwider- mittels ist bei zweckentsprechender Ausbildung der stand noch keine ausreichende Verstellkraft für sich verjüngenden Drosselbtsnde 37 des Drosseldcnsclbcn erzeugt. Schiebers 36 in nur geringem Maße gedrosselt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Servoanlage mit zwei Pumpen und mehreren, über Wegeventile gesteuerten Hydromotoren als Verbraucher, z. B. solchen für die Verstellung des Hubmastes eines Hubladers, wobei der Förderstrom der ersten Pumpe über einen Ringkanal am Steuerschieber eines Schaltventil*, das in einer von der zweiten Pumpe kommenden Verbraucherleitung angeordnet ist, bis zu einer vorbestimmten Durchfiußmenge der zweiten Pumpe zum Hydraulikbehälter zurückfließt '.ind wobei der vom Förderstrom der zweiten Pumpe im Verstellsinn zur Vereinigung der beiden Pumpenströine beaufschlagte Steuerschieber des Schallventils bei Überschreiten der vorbestimmten Difchflußmenge den Rückfluß der ersten Pumpe /um Behälter unterbricht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Schaltventil (12) ist einem einzigen bestimmten Verbraucher (20) zugeordnet;

b) die Druckseiten der beide-:! Pumpen (2,3) sind durch eine Verbindungsleitung (7) über ein Rückschlagventil (8) miteinander verbunden, über das sich der Förderstrom der ersten Pumpe (3) mit demjenigen der zweiten Pumpe (2) beim Schließen des Ringkanals (30) des Schultvent.,s(12) vereinigt, so daß nunmehr beide Pumpcnströmc den Steuerschieber (29) in SchalUtellung hallen;

c) in der über das Schaltventil (12) zum bestimmten Verbraucher (20) führenden Leitung (9, 19) ist stromab der Stelle, an der sich die Förderströme der beiden Pumpen (2, 3) vereinigen, aber stromauf des Schaltventils (12) das dem bestimmten Verbraucher (20) zugeordnete Wegeventil (17) angeordnet, dem die Wegeventile (21) für die anderen Verbraucher in einem allen Wegeventilen (17,21) gemeinsamen Ventilblock (10) parallel geschallet sind.

2. Servoanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (29) des Schaltventils (12) einen federbelasteten, zum bestimmten Verbraucher (20) hin öffnenden Drosselschieber (36) aufweist.

3. Servoanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber (36) eine sich verjüngende Drosselblende (37) aufweist.

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