DE2435602A1 - Elbsttaetige steuereinrichtung zur verteilung von druckfluessigkeit auf zwei hydrauliksysteme - Google Patents

Elbsttaetige steuereinrichtung zur verteilung von druckfluessigkeit auf zwei hydrauliksysteme

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Description

Selbsttätige Steuereinrichtung zur Verteilung von Druckflüssigkeit auf zwei Hydrauliksysteme
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Steuereinrichtung zur Verteilung von Druckflüssigkeit auf zwei Hy drauliksy steine, von denen eines gegenüber dem anderen Vorrang besitzt, bestehend aus einem Mengenregelventil mit einem in einer Längsbohrung eines Gehäuses zwischen zwei Endstellungen verschieblich gelagerten Schieberkolben, der über Steuerkammern von einer Druckflüssigkeitsquelle beaufschlagbar ist und einen ersten, mit dem vorrangigen System in Verbindung stehenden Auslaß und einen zweiten, mit dem nachrangigen System in Verbindung stehenden Auslaß steuert.
Derartige Steuereinrichtungen sind für Hydrauliksysteme geeignet, bei denen das vorrangige System einer hydraulischen Lenkeinrichtung und das zweite, nachrangige System einem hydraulischen Arbeitsgerät, wie z.B. einer Ladevorrichtung eines Schaufelladers zugeordnet ist. Hierbei muß sichergestellt sein, daß in dem mit Vorrang behandelten Lenksystem stets ausreichender Flüssigkeitsdruck und ausreichende Flüssigkeitsmenge vorhanden sind.
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Eine selbsttätige Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ist durch die deutsche Patentschrift 1 j!5o 342 bekanntgeworden. Der Kolbenschieber des bekannten Mengenregelventils wird durch die in den Steuerkammern vorhandenen Differenzdrücke gesteuert. Bei der bekannten Einrichtung ist es nicht möglich, die Druckini ttel ve rs orgung des vorrangigen Systems auch dann sicherzustellen, wenn bei nichtbetätigtem Lenksystem in dem nachrangigen Hydrauliksystem ein Leitungsbruch auftritt. In diesem Fall wird nämlich durch den entstehenden Druckabfall in der einen Steuerkammer der Kolbenschieber in eine solche Stellung gebracht, daß eine Verbindung zwischen der Druckflüssigkeitsquelle und dem nachrangigen Hydrauliksystem aufrechterhalten bleibt. Somit besteht die Gefahr, daß im Bedarfsfall nicht ausreichend'Druckflüssigkeit für das vorrangige Hydrauliksystem zur Verfügung steht, da die vorhandene Druckflüssigkeit über das Leck in. der Leitung entweichen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in jedem Fall bei Leitungsbruch im nachrangigen Hydrauliksystem eine ausreichende Druckmittelversorgung im vorrangigen Hydrauliksystem sicherstellt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein durch den Rücklaufdruck des nachrangigen Hydrauliksystems geschaltetes und dessen Zulauf mittelbar oder unmittelbar unterbindendes Abschaltventil erreicht.Mit den Mitteln nach der Erfindung wird sichergestellt, daß der Rücklaufdruck des nachrangigen Systems stets derart auf das Abschaltventil einwirkt, daß bei Fortfall des Rücklaufdrucks das Abschaltventil das nachrangige System von der Druckflüssigkeitsquelle abschaltet bzw. sicherstellt, daß Druckflüssigkeit von der Druckflüssigkeitsquelle bevorzugt an das vorrangige Hydrauliksystem geliefert wird, so daß dort immer ausreichend Druckflüssigkeit zur Verfügung steht. Da das nachrangige Hydrauliksystem
in der Neutralstellung einen offenen Durchfluß aufweist, wird die Umschaltung der gesamten Druckflüssigkeitsmenge auf das vorrangige System auch dann gewährleistet, wenn beispielsweise ein Leitungsbruch in der Zulaufleitung des nachrangigen Hydrauliksystems eintritt.
509897/005*.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht das Abschaltventil aus einem Drei-Wegeventil.
Zweckmäßig ist ein Steuerschieber des Abschaltventils über eine stromaufwärts vor einem Vorspannventil mit einer Rücklaufleitung des nachrangigen Hydrauliksystems verbundene Steuerleitung beaufschlagbar.
Dabei kann das Abschaltventil entweder in einer eine Druckleitung der Druckflüssigkeitsquelle und eine der Steuerkammern des Schieberkolbens verbindenden Steuerleitung des Mengenregelventils angeordnet sein oder als dem Mengenregelventil nachgeschaltetes Überwachungsventil ausgebildet sein. Während im ersten Fall eine mittelbare Abschaltung des nachrangigen Hydrauliksystems erreicht wird, geschieht dies im zweiten Fall durch ein unmittelbares Abschalten des vom vorrangigen Hydrauliksystem dem nachrangigen Hydrauliksystem zusätzlich zuströmenden Druckmittels. Die Anordnung des Abschaltventils in einer Steuerleitung des Mengenregelventils hat den Vorteil, daß nur geringe Steuerströme und -drücke erforderlich sind, so daß sich im Bedarfsfall eine feinfühlige Umsteuerung ergibt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform.
Das in Fig. 1 dargesteile Hydrauliksystem besitzt ein Mengenregelventil 1, das über eine als Konstantpumpe ausgebildete Lenkpumpe mit einem Flüssigkeitstank 3 verbunden ist. Ein vorrangiges Hydrauliksystem 4, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lenksystem darstellt, besitzt ein nur symbolisch dargestelltes Wegeventil 5 mit offener Mittelstellung und einen nicht näher dargestellten doppeltwirkenden Hydrolenkzylinder, in welchem ein mit den zu lenken-
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den Teilen bzw. Rädern eines Fahrzeugs verbundener Kolben verschieblich gelagert ist. Das nachrangige Hydrauliksystem 6 besitzt ebenfalls ein nur symbolisch dargestelltes Wegeventil 7 mit offener Mittelstellung, so daß die von einer separaten Arbeitspumpe 8 über eine Druckleitung 9 geförderte Druckflüssigkeit
normalerweise über eine Rücklaufleitung 11 in den Flüssigkeitstank 3 abströmen kann. Beide Pumpen 2 und 8 werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor Io angetrieben. Zu einem weiter unten näher beschriebenen Zweck sitzt in der Rücklaufleitung 11 des nachrangigen Hydrauliksystems 6 ein Vorspannventil 12.
Das Mengenregelventil 1 weist ein Gehäuse 13 mit einer Längsbohrung 14 auf, in der ein Schieberkolben 15 verschieblich gelagert ist. In einer Druckleitung 16 der Lenkpumpe 2 sitzt eine Drossel 17. Zwischen der Drossel 17 und einem Einlaß 18 der Längsbohrung 14 zweigt eine Steuerleitung 19 ab, die zu einer ersten Steuerkammer 21 des Mengenregelventils 1 führt. Vor der Drossel 17 zweigt eine weitere Steuerleitung 22 ab, die zu einer auf der anderen Seite des Kolbenschiebers 15 gelegenen Steuerkammer 23 führt. Durch die in den Steuerkammern 21 und 23 befindlichen Drücke wird der Kolbenschieber 15 normalerweise in einer ersten, in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten, so daß über einen ersten Auslaß 24 ein Konstantstrom in das vorrangige Hydrauliksystem 4 und über einen zweiten Auslaß 25 ein Reststrom in das nachrangige Hydrauliksystem 6 abströmen kann.
In der Steuerleitung 22 ist ein Drei-Wegeventil als Abschaltventil 26 eingebaut. Das Abschaltventil 2 6 besitzt einen axial verschieblich gelagerten Steuerschieber 27, der über eine Rückdrucksteuerleitung 2 8 mit der Rücklaufleitung 11 des nachrangigen Hydrauliksystems 6 verbunden ist. Die Rückdrucksteuerleitung 2 8 mündet stromaufwärts des Vorspannventils 12 in die Rücklaufleitung 11.Die Rückdrucksteuerleitung 2 8 und die Steuerleitung 22 stehen über Drosselventile 29,31 mit einer in den Flüssigkeitstank mündenden
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Ablaufleitung'32 in Verbindung. Durch die Drosselventile 29,31 wird ständig ein geringer Durchlaß erreicht, so daß stets neue Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung eines Steuerdruckes nachströmt, d.h. es wird eine dynamische Regelung erreicht.
Das Abschaltventil 26 wird durch den Druck in der Rückdrucksteuerleitung normalerweise in seiner in Fig. 1 dargestellten Stellung gehalten, so daß ein Steuerdruck aus der Steuerleitung 22 in der Steuerkammer 23 wirkt. Wie oben bereits erläutert, befindet sich dann der Kolbenschieber 15 in seiner in Fig. 1 wiedergegebenen Lage, in der ein Konstantstrom zum vorrangigen Hydrauliksystem 4 und ein Reststrom zum nachrangigen Hydrauliksystem 6 geleitet wird. Fällt nun aus irgendeinem Grund, z.B. aufgrund eines Leitungsbruchs im nachrangigen Hydrauliksystem 6 der Flüssigkeitsdruck fort, so verringert sich infolge der Verbindung des Steuerschiebers 2 7 mit der Rücklaufleitung 11 über die Rückdrucksteuerleitung 2 8 auch der Druck am Steuerschieber 27, so daß das Abschaltventil 26 unter Federwirkung in seine zweite Stellung gelangt, so daß die Verbindung der Steuerleitung 22 zur Steuerkammer 2 3 unterbrochen wird. Aufgrund des in der Steuerkammer 2 3 fortfallenden Druckes und des vorhandenen Druckes in der anderen Steuerkammer 21 wird der Kolbenschieber 15 in seine linke Endstellung gedrückt, so daß der Einlaß 18 nur noch mit dem Auslaß 2 4 zum vorrangigen Hydrauliksystem 4 in Verbindung steht, mithin die gesamte Druckflüssigkeitsmenge aus der Lenkpumpe 2 ausschließlich nur noch in das vorrangige Hydrauliksystem 4 eingeleitet wird. Somit kann die Lenkung des Fahrzeugs selbst bei Bruch einer Leitung im nachrangigen Hydrauliksystem 6 voll aufrechterhalten werden.
Das Hydrauliksystem gemäß Fig. 2 arbeitet grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip. Übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Unterschied besteht zunächst darin, daß der Auslaß der Drossel 17 nicht zum Einlaß 18 des Mengenregelventils 1 führt, vielmehr der Einlaß 18 von einer zusätzlichen Schaltpumpe 33 Druckflüssigkeit erhält. Die Druckleitung 16 der Lenkpumpe
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2 führt über die Drossel 17 und eine weitere Drossel 34 unmittelbar zum vorrangigen Hydrauliksystem 4. Darüber hinaus sind im Mengenregelventil 1 hinter dem ersten Auslaß 24 und dem zweiten Auslaß 25 zusätzlich noch Rückschlagventile 35,36 angeordnet. Die Steuerleitung 22 zweigt hinter der zweiten Drossel 34 von der Drossel 34 von der Druckleitung 16 der Lenkpumpe 2 ab und geht wie beim ersten Ausführungsbeispiel zu der einen Steuerkammer 23.
Das Abschaltventil 26 ist nunmehr anschließend an den zweiten Auslaß 25 angeordnet. Das Abschaltventil 26 ist je nach axialer Stellung seines Steuerschiebers 2 7 über eine erste Verbindungsleitung 39 mit einer Ablaufleitung 37 des vorrangigen Hydrauliksystems 4 oder über eine weitere Verbindungsleitung 38 mit der Zulaufleitung 9 des nachrangigen Hydrauliksystems 6 in Verbindung bringbar. Das als Bedarfsventil ausgebildete Mengenregelventil 1 ist so gestaltet, daß bei niedrigen Drehzahlen des Antriebsmotors Io Druckflüssigkeit von der Lenkpumpe 2 und der Schaltpumpe 33 ausschließlich dem vorrangigen Hydrauliksystem 4 zugeführt wird, während bei mittleren Drehzahlen des Antriebsmotors 7 durch entsprechende axiale Verlagerung des Kolbenschiebers 15 die von der Schaltpumpe 33 geförderte Flüssigkeit über die Auslässe 2 4,25 teilweise dem vorrangigen und teilweise dem nachrangigen Hydrauliksystem zugeführt wird, während bei hohen Drehzahlen des Antriebsmotors Io die von der Schaltpumpe 33 geförderte Druckflüssigkeitsmenge über den zweiten Auslaß 25 nur noch dem nachrangigen Hydrauliksystem 6 zugeschaltet wird.
Das als Überwachungsventil ausgebildete Abschaltventil 26 nimmt infolge der Druckbeaufschlagung seines Steuerschiebers 27 durch die Rückdrucksteuerleitung 2 8 seine in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, so daß die zusätzliche Druckflüssigkeitsmenge aus dem vorrangigen Hydrauliksystem 4 dem nachrangigen Hydrauliksystem 6 zugeschaltet werden kann. Tritt nun im nachrangigen Hydrauliksystem 6 ein Leitungsbruch ein, so fällt augenblicklich der Druck in der Rückdrucksteuerleitung 2 8 ab, wodurch das Abschaltventil 26 seine zweite Stellung einnimmt, in welcher die Flüssigkeitsmenge von der Schälpumpe 33 über die Verbindungsleitung 39 in die Ablaufleitung 37 des vorrangigen Hydrauliksystems 4 einströmt.
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Um bei Bedarf eine ständige Förderung der Lenkpumpe 2 und der Schaltpumpe 33 zu ermöglichen, liegt deren Ansaugöffnung im Flüssigkeitstank 3 tiefer als die Ansaugöffnung der Arbeitspumpe 8.
509887/005A

Claims (6)

1265 PATENTANSPRÜCHE
1.,j Selbsttätige Steuereinrichtung zur Verteilung von Druckflüssigkeit auf zwei Hydrauliksysteme, von denen eines gegenüber dem anderen Vorrang besitzt, bestehend aus einem in einer Längsbohrung eines Gehäuses zwischen zwei Endstellungen verschieblich gelagerten Schieberkolben, der über Steuerkammern von einer Druckflüssigkeitsquelle beaufschlagbar ist und einen ersten, mit dem vorrangigen Hydrauliksystem in Verbindung stehenden Auslaß und einen zweiten, mit dem nachrangigen Hydrauliksystem in Verbindung stehenden Auslaß steuert, gekennzeichnet durch ein durch den Rücklaufdruck des nachrangigen Hydrauliksystems (6) geschaltetes und dessen Zulauf aus dem vorrangigen Hydrauliksystem (4) mittelbar oder unmittelbar unterbindendes Abschaltventil (26).
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (2 6) aus einem Drei-Wegeventil besteht.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerschieber (27) des Abschaltventils (26) über eine stromaufwärts vor einem Vorspannventil (12) mit einer Rücklaufleitung (11) des nachrangigen Hydrauliksystems (6) verbundene Rückdrucksteuerleitung (2 8) beaüfschlagbar ist.
4. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (26) in einer eine Druckleitung (16) der Druckflüssigkeitsquelle(2) und eine der Steuerkammern (2 3) des Schieberkolbens (15) verbindenden Steuerleitung (22) des Mengenregelventils (1) angeordnet ist.
509887/0054 '../9
5. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (26) als dem Mengenrege!ventil (1) nachgeschaltetes Überwachungsventil ausgebildet ist, welches in Abhängigkeit des Rücklaufdruckes des nachrangigen Hydrauliksystems (6) entweder mit dessen Zulaufleitung (9) oder mit der Ablaufleitung (37) des vorrangigen Hydrauliksystems (4) in Verbindung bringbar ist.
6. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (22) über Drosselventile (29,31) mit dem Flüssigkeitstank (3) verbunden ist.
509887/005 4
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