DE2440099C2

DE2440099C2 - Hydraulikanordnung

Info

Publication number: DE2440099C2
Application number: DE2440099A
Authority: DE
Inventors: Donald Alan Kalamazoo Mich. Sievenpiper
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1984-10-04
Also published as: GB1450874A; FR2242578B1; JPS5239997B2; US3878679A; FR2242578A1; SE398660B; CA1005730A; DE2440099A1; SE7410954L; IT1019135B; JPS5050572A

Description

und 17' durch eine Bewegung von Steuerschiebern 25 bzw. 25'. beispielsweise durch eine Bedienungskraft, über das Ventil 19 bzw. 19' in ihre jeweilige Stellung, in der sie eine Strömung zulassen oder verhindern, gedruckt.

Während die Leitung 21 mit dem Ausgleichsventil 17' in Reihe geschaltet ist, was bedeutet, daß jeder Arbeitsfunktionsbereich mit Ausnahme des letzten Arbeitsfunktionsbereiches über die Leitung 21 an das nächstfolgende Ausgleichsventil angeschlossen ist, führt die letzte Leitung 27 des letzten Ausgleichsventils 17' zu einer Vorrichtung für die Feststellung des Gesamtbedarfs der Anordnung an Hydraulikflüssigkeit und zum Einstellen der Abgabemenge der Pumpe auf diesen Bedarf. Diese Vorrichtung zum Feststellen des Gesamtbedarfs und zum Einstellen enthält eine Drosselstelle 29 und einen Steuerschieber 31. Dieser Steuerschieber 31 enthält einen verstellbaren Schieberkolben 33, der durch eine Feder 35 nach rechts gedrückt ist, Steuersignalanschlüsse 37 und 39, einen Tankanschluß 41, einen Ausgangsanschluß 43 und einen Druckanschluß 45. Der Steuersignalanschluß 39 erlaubt der Hydraulikflüssigkeit, den Schieberkolben 33 nach links gegen die Wirkung der Druckfeder 35 mit einem Wert zu drücken, der von dem Strom abhängig ist, der über die Leitung 47 an der Zuströmseite der Drosselstelle 29 festgestellt wird. In gleicher Weise ist der Schieberkolben 33 in der Wirkungsrichtung seiner Feder 35 durch ein Signal aus einer Leitung 49 beaufschlagt, das vom Strom auf der Abströmseite der Drosselstelle 29 abhängt.

Der Druckanschluß 45 nimmt den Druck aus der Pumpe über eine Leitung 55 auf. Der Ausgangsanschluß 43 ist über eine Leitung 53 an den Zylinder 9 angeschlossen, während der Tankanschluß 41 über eine Leitung 49 mit dem Tank Tin Verbindung steht. Ein Ventil 57 ist ein Entlastungsventil zur Begrenzung des maximalen Drukkes. Eine Leitung 5Γ führt vom Ventil 15' zu dem Tank T.

In einem typischen Betriebfall sei angenommen, daß zu Beginn die Anordnung keinerlei Belastung ausgesetzt ist und daß ein Leerlauf mit geringster Belastung und mit geringster Leistungszufuhr erwünscht ist. Dieser Zustand wird erreicht, indem der Pumpe 1 ermöglicht wird, eine ausreichende Hydraulikflüssigkeitsmenge durch die Anordnung zu pumpen, so daß der Druckabfall an der Anordnung, d. h. der Druckabfall an dem Schieberko'ben der Steuerschieber, .riit dem minimalen Druck aufrechterhalten wird, der nur zur Steuerung erforderlich ist. Bei den meisten Hydraulikkreisen erfolgt dies dadurch, daß durch die Drosselstelle 29 eine Hydraulikflüssigkeitsmenge von ca. 4 bis 7,5 l/min strömt. Somit wird, indem durch übliche konstruktive Maßnahmen bei eine beliebigen individuellen Anordnung die Größe der Drosselstelle 29 mit der Druckkraft der Feder 35 koordiniert wird, eine Anordnung für genau diesen Durchfluß geschaffen, wobei dies in der nachfolgend beschriebenen Weise erfolgen kann.

Nachdem die Drosselstelle 29 und die Feder 35 eingebaut sind, wird die Pumpe 1 mit einem niedrigen Wert gedreht, so daß in der Anordnung eine Strömungsmenge gefördert wird, die üblicherweise über dem Wert liegt, der letztendlich als minimaler Wert erwünscht ist. Da keine Arbeitsfunktion durch den Bereich A oder durch den Bereich B ausgeführt wird, fließt die Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 1 über die Leitung 13 durch die Leitung 21 und nach außen über die Leitung 27 zu der Vorrichtung zur Feststellung des (Jcsamtbedurfs. Der auf der Zustroms' he der Drosselsielle 29 herrschende Druck wird durch die Leitung 47 festgestellt und an den Stcuersignalanschluß 39 weitergeleitet, wo er den Schieberkolben 33 gegen die Feder 35 drückt. Der Druckabfall an der Drosselstelle 29 wird dann über die Leitung 49 festgestellt und an den Steuersignalanschtuß 37 weitergeleitet, wo er den durch den höheren Druck an dem Steuersignalanschluß 39 bedingten Druck bis zum Betrag des Druckabfalles ausgleicht Dieser Druck bedingt eine solche Einstellung des Schieto berkolbens 33, daß die über die Leitung 53 und in den Zylinder 9 zum Bewegen des Kolbens 7 gegen den Druck der Feder 5 erforderliche Druckhöhe übertragen wird. Auf diese Weise wird die Pumpe 1 so eingestellt, daß beim Leerlauf die Leitung 13 zur Aufrechterhaltung einer minimalen Strömung durch die Drosselstelle 29 eine ausreichende Menge an Hydraulikflüssigkeit überträgt. Wie dies weiter oben angegeben ist, ist ein typisches Beispiel einer derartigen minimalen Menge ca. 4,0—7,5 l/min durch die Drosselstelle 29, wobei sich ein Druckabfall von ca. 7,0 kg/cm² ergibt

Bei einer Anordnung mit einer derartigen Leerlaufeinstellung kann die Bedienungsperson eine Funktion, beispielsweise das Anheben des Ausleg; rs eines Baggers, ausführen. Dies erfolgt durch Betätigen des von Hand zu bedienenden Steuerschiebers 25 um den Betrag, der zur Ausführung der Funktion erforderlich ist Dieses Verschieben des Schiebers 25 bewirkt die erforderliche Verschiebung in dem Steuerventil 15, so daß ein Signal über das Ventil 19 und die Leitung 59 an das .10 Ausgleichsventil 17 gegeben wird, so daß das Steuerventil 15 mit der erforderlichen Menge an Hydraulikflüssigkeit zur Ausführung der Funktion durch seine Arbeitsöffnungen versorgt wird. Auf diese Weise sorgt das Ausgleichsventil 17 für die Strömung, die zur Ausführung der Funktion in dem Arbeitsbereich A erforderlich ist und das Druckausgleichsventil teilt die restliche Menge der Hydraulikflüssigkeit, falls eine solche zur Verfügung steht, über die Leitung 21 dem Ausgleichsventil 17' zu. Wenn natürlich keine ausreichende Menge an Hydraulikflüssigkeit zur Ausführung der Funktion in dem Arbeitsbereich A vorhanden ist, stellt die Vorrichtung zur Feststellung des Gesamtbedarfs natürlich diesen Mangel fest und erhöht die Verdrängung der Pumpe 1 über die Leitung 13 so, daß die erforderliche Menge an Hydraulikflüssigkeit zur Ausführung der Arbeitsfunktion und zusätzlich zur Deckung des Druckabfalles an der Drosselstelle 29 in gleicher Weise wie im Leerlauffall geliefert wird.

Nun kann mit der überschüssigen Menge an Hydrau- ->o likflüssigkeit, die über die Leitung 21 dem Ausgleichsventils 17' zugeteilt ist, durch Betätigung des Steuerschiebers 25' die Funktion des Arbeitsbereiches B ausgeführt werden. Wenn dies erfolgt, leitet die Steuerleitung 59' über das Ventil 19' an das Ausgleichsventil 17' eiii Signal weiter, das anzeigt, daß den Arbeitsöffnungen des Steuerventils 15' zur Ausführung der erforderlichen Funktion über die Leitung 23' die notwendige Menge an Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung gestellt werden soll. Der Überschuß, falls ein solcher vorhanden ist, fließt über die Leitung 2~ durch die Drosselstelle 29, und der an der Drosselstelle 29 auftretende Differenzdruck wird erneut in der gleichen Weise wie für den oben erwähnten Arbeitsfunktionsbereich A über die Leitungen 49 und 47 festgestellt, um die Leistung der Pumpe 1 auszub5 gleichen und dadurch für die notwendige Strömung nicht nur für den Arbeitsbereich A, sondern auch für den Arbeitsbereich B zur Verfügung zu stellen. In gleicher Weise erfolgt natürlich eine Kompensation, wenn keine

Hydraulikflüssigkeit übrig ist oder wenn zur Ausführung der Arbeitsfunktion in dem Bereich B die Strömung der Hydraulikflüssigkeit nicht ausreicht. In gleicher Weise können zwischen den Bereichen A und ßsiur Ausführung weiterer Funktionen und zum gleichen Ausgleich weitere zusätzliche Arbeitsbereiche hinzugefügt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

JO

Claims

Patentanspruch:

Hydraulikanordnung zur Regelung der Fördermenge einer mittels eines Stellorgans in ihrer Verdrängung abhängig von dem jeweiligen Hydraulikflüssigkeitsbedarf jeder von wenigstens zwei hydraulischen Funktionen veränderlichen Pumpe, mit einem Steuerventil für jede der hydraulischen Funktionen, wobei jedes Steuerventil jeweils an ein zugehöriges Ausgleichsventil angeschlossen ist. das dem betreffenden Steuerventil die dem Bedarf entsprechende Menge an Hydraulikflüssigkeit und die restliche Hydraulikflüssigkeit dem jeweils nächstfolgenden Ausgleichsventil zuleitet, während mit dem von der Pumpe am weitesten entfernt liegenden Ausgleichsventil eine Vorrichtung zur Feststellung des Gesamtbedarfs der Anordnung an Hydraulikflüssigkeit ungeachtet der wechselnden Anforderungen der Funktionen und zur entsprechenden Regelung der Pumpenfördermenge verbunden ist, wobei die Aüsgieiciisventiie jeweils auf der Zusirömseite des zugehörigen Steuerventils angeordnet und durch eine direkte Leitung miteinander in Reihe geschaltet sind und wobei die Vorrichtung zur Feststellung des gesamten Hydraulikflüssigkeitsbedarfs eine Drosselstelle enthält, die in eine an die Abströmseite des letzten Ausgleichsventils der Reihe angeschlossene Leitung eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerschieber (31), der einen Schieberkolben (33) und eine diesen beaufschlagende Feder (35) enthält, über eine Leitung (47) zur Druckbeaufschlagung des Schieberkolbens (33) entgegen der Wirkrichtung der Feder (35) mit der Zuströmseite der DrosseiMelle /29) und über eine Leitung (49) zur Druckbeaufschiagung des Schicberkolbens (33) in Wirkrichtung der Feder (35) mit der Abströmseite der Drosselstelle (29) verbunden ist, und daß der Steuerschieber (31) über einen Eingangsanschluß (45) mit der Abströmseite der Pumpe (1) und über einen Ausgangsanschluß (43) mit dem Stellorgan (7,9) der Pumpe (1) verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Hydraulikanordnung ist aus der US-PS 65 519 bekannt. Bei der bekannten Anordnung werden von einer Pumpe mit veränderlicher Verdrängung mehrere Motoren mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Handbetätigte Steuerventile bieten dabei die Möglichkeit, jeden Motor mit gewünschter Geschwindigkeit zu betreiben, und zwar unabhängig von den Bclastungsbedienungen der anderen Motoren. In jedem Steuerventil ist ein Stromteiler vorhanden, der es erlaubt, den ganzen Pumpenstrom für die stromabwärts gelegenen Motoren verfügbar zu machen, wenn die Motoren mit höherer Priorität nicht betätigt werden. Die Pumpe mit variabler Verdrängung liefert dabei die hydraulische Flüssigkeit an ein Steuerventil, wo es durch eine öffnung eintritt, einen im Ventil vorhandenen Schieber überquert und schließlich in einen Strömungsteiler fließt. Von hier aus kann die Flüssigkeit dann entweder /u einem stromabwärts gelegenen Steuerventil oder durch einen Kanal und quer über den Schieber in einen Motor strömen. In dieser Anordnung kann die Verdrängung der Pumpe zwar jeweils entsprechend dem Gesamtbedarf des Systems an Hydraulikflüssigkeit eingestellt werden, jedoch ist wegen der dazu eingesetzten Mittel die Ansprechgeschwindigkeit, also das Reagieren der Pumpe auf eine Veränderung des Gesamtbedarfs, begrenzt. Außerdem resultieren diese Mittel in einem relativ aufwendigen Aufbau der Steuerschieber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs geschilderten Art s.a auszugestalten. daß der Gesamtbedarf an Hydraulikflüssigkeit mit wenig aufwendigen Mitteln festgestellt werden kann, die überdies ein schnelles Ansprechen auf wechselnde Anforderungen ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Verstellung der Pumpe zur Anpassung an sich ändernde Anforderungen unter Verwendung eines Steuerschiebers gesteuert, der von den zwei beiderseits der Drosselstelie abgegriffenen Drücken beaufschlagt wird. Der Schieberkolben im Steuerschieber reagiert sehr schnell und empfindlich auf Änderungen der an dcr Drosselstelle abgegriffenen Druckdifferenz, so daß demgemäß auch eine schnelle Verstellung der Pumpen-Verdrängung erzielt werden kann.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispicles beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt in der Figur eine Hydraulikanordnung zur gleichzeitigen Steuerung von zwei Funktionen.

In der Zeichnung ist eine Pumpe 1 mit veränderlicher Verdrängung dargestellt. Die Verdrängung der Pumpe 1 wird durch einen federbelastetcn Hebel 3 verändert. der durch eine Bewegung eines in einem Zylinder 9 angeordneten Kolbens 7 gegen den Druck der Feder 5 betätigt wird. Die Pumpe 1 ist mit einer Tankauslaßleitung 11 und einer Abgabeleitung 13 für die Hydraulikflüssigkeit versehen. Die Leitung 11 kommt vor, dem mit T bezeichneten Tank, während die Leitung 13 zu zwei mit A und B bezeichneten ArLj-isfunkiionsbereichen führt.

Während die Figur nur zwei Arbeitsfunktionsbereiche A und B zeigt, können auch mehr als zwei Bereiche vorhanden sein, indem lediglich derartige Bereiche zwisehen A und B und in Reihe mit diesen vorgesehen werden. Die Begrenzung der Anzahl der Arbeitsfunklionsberciche hängt in erster Linie von der Begrenzung durch die Pumpe 1 ab. da die Pumpe 1 den Gesamtbedarf an Hydraulikflüssigkeit für alle Funktionen decken muß.

In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel können die Funktionsbereiche A und ßgetrennte und unterschiedliche Funktionen ausführen. Beispielsweise kann der Funktionsbereich A für das Anheben des Auslegers eines Baggers dienen, während der Funklionsbercich B dessen Kübel bewegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Funktionsbereich A dann mit einem Steuerventil 15 mit geschlossener Mittelstellung, einem Ausgleichsventil 17 und einem Ventil 19 für zwei Siellungen versehen. Der Arbeitsfunktionsbereich Bist mit gleichen Komponenten verschen, die mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, jedoch zusätzlich durch einen Strich gekennzeichnet sind.

Das Ausgleichsvcntil 17 ist mit dem Ventil 17' über b5 eine Leitung 21 in Reihe geschaltet. |edes der Ausgleichsventilc 17 und 17' ist mit dem entsprechenden Steuerventil 15 h/w. 15' über eine Leitung 23 b/.w. 23' verbunden. Zusätzlich werden die Ausglcichsvcntile 17