DE2457451C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung mit einem
zum Steuern eines Verbrauchers geeigneten Wegeventils gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Eine solche hydraulische Steuereinrichtung ist aus der DE-OS 24 05 699
bekannt. Dort sind zwei Steuerleitungen vorgesehen, die beide vom
Steuerschieber eines Wegeventils beeinflußbar sind. Eine erste Steuer
leitung mit Drosselstelle ist von den Steuerschiebern aller Wege
ventile schaltbar und dient der Umschaltventilsteuerung, während die
zweite Steuerleitung der Rückleitung des Lastdrucks vom Verbraucher
dient. Infolge dieser zwei Steuerleitungen baut die Steuereinrichtung
aufwendig, vor allem hinsichtlich der Leitungsführung, und benötigt
zudem drei Steueranschlüsse an jedem Wegeventil. Nachteilig ist
ferner, daß bei gleichzeitiger Betätigung zweier Wegeventile über die
in die zweite Steuerleitung geschalteten Drosselrückschlagventile sich
die Verbraucher gegenseitig störend beeinflussen können. Außerdem ist
in der zweiten Steuerleitung ein Rückschlagventil vorgesehen, das
einen Rückfluß von Druckmittel vom Verbraucher zum Umschaltventil ver
hindert. Es kann nun vorkommen, daß ein mit diesem Rückfluß verbun
denes Sinken der Last in der Praxis vernachlässigbar gering ist, daß
aber der Druckaufbau zum Steuern des Umschaltventils infolge des Rück
schlagventils nur von der Pumpenseite her möglich ist und daher lang
samer abläuft als bei fehlendem Rückschlagventil.
Ferner wird in der Druckschrift DE-OS 19 44 129 eine Steuereinrichtung
dargestellt, bei der der durch die Last ausgeübte Steuerdruck abge
griffen wird und gegensinnig zur Pumpenleitung zum Umschaltventil
zurückgeführt wird. Dadurch ist es möglich, daß sich ein gewisser
Lastdruck über das Umschaltventil in den Behälter abbaut, wodurch eine
erhöhte Unfallgefahr besteht. Weiterhin weist diese Steuereinrichtung
ein Pendelventil mit drei Steueranschlüssen auf. Zwei dieser An
schlüsse sind jedoch nur mit den Anschlüssen von Wegeventilen und erst
über diese mit einem Behälter verbunden. Es weist keine definierte
Ruhestellung auf, und dient dazu, den jeweils höheren Druck an einem
doppeltwirkenden Verbraucher abzugreifen und über Leitungen in die
Steuerleitung zu führen. Vom Pendelventil wird somit nur der höchste
Verbraucherdruck in die Steuerleitung übertragen, um sicherzustellen,
daß von der Pumpe ein angemessener Druck bereitgestellt wird, um den
Anforderungen des Verbrauchers zu genügen, der den höchsten Arbeits
druck benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuerein
richtung zu schaffen, die sich das Prinzip der bekannten Steuerein
richtungen zunutze macht, jedoch mit weitaus geringerem Aufwand herzu
stellen ist. Sie soll mit einer einzigen Steuerleitung auskommen, die
sowohl der Umschaltventilsteuerung als auch der Lastdruckrückführung
dient.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die hydraulische Steuereinrichtung besonders einfach baut. Es genügt
eine einzige Steuerleitung, die sowohl der Umschaltventilsteue
rung als auch der Lastdruckrückführung dient. Dadurch baut das Wege
ventil beträchtlich einfacher, da anstelle dreier gesteuerter An
schlüsse ein einziger Steueranschluß ausreicht. Das Wegeventil selbst
baut damit auch kompakter. Ferner können sich bei gleichzeitiger
Betätigung zweier parallel geschalteter Wegeventile deren Verbraucher
nicht in diesem Maße gegenseitig störend beeinflussen. Vorteilhaft ist
ferner die Möglichkeit des schnellen Schaltens.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen und
aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels und aus
der zugehörigen Zeichnung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige Figur zeigt eine hy
draulische Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung.
Die Figur zeigt eine Steuereinrichtung 10 mit einer Pumpe 11,
die über eine Leitung 12 Druckmittel aus einem Behälter 13
saugt und in eine Pumpenleitung 14 fördert. Von letzterer
führen Zulaufleitungen 15, 16, 17 zu dem jeweiligen Zulauf-An
schluß 18 eines ersten, zweiten und dritten Wegeventils 19, 21,
22, die somit zueinander parallel geschaltet sind. Die Wege
ventile 19, 21, 22 sind untereinander gleich, so daß im fol
genden nur auf das erste Wegeventil 19 eingegangen wird. Das
Wegeventil 19 hat einen Rücklauf-Anschluß 23, einen ersten
und zweiten Verbraucher-Anschluß 24, 25 sowie einen Steuer
anschluß 26. In einer gezeichneten Neutralstellung 27 seines
zugehörigen Steuerschiebers 28 sind die Verbraucher-Anschlüsse
24, 25 und der Zulauf-Anschluß 18 blockiert und der Steuer
anschluß 26 mit dem Rücklauf-Anschluß 23 verbunden. In einer
ersten Arbeitsstellung 29 sind der Zulauf-Anschluß 18, der
erste Verbraucher-Anschluß 24 und der Steueranschluß 26 mit
einander verbunden, während der zweite Verbraucher-Anschluß 25
zum Rücklauf-Anschluß 23 entlastet ist. In einer zweiten Ar
beitsstellung 31 sind die Verbindungen der ersten Arbeits
stellung 29 vertauscht, wobei lediglich der Steueranschluß 26
mit dem zweiten Verbraucher-Anschluß 25 Verbindung hat.
In jeder Zulaufleitung 15 bis 17 ist ein den Zulauf-Anschluß 18
absicherndes Rückschlagventil 32, 33, 34 angeordnet. Von den
Verbraucher-Anschlüssen 24, 25 jedes Wegeventils 19, 21, 22
führen Leitungen 35, 36 zu einem ersten, zweiten bzw. dritten
Verbraucher 37, 38, 39. Der Rücklauf-Anschluß 23 jedes Wege
ventils 19, 21, 22 hat über Rücklauf-Leitungen 41, 42, 43 mit
einem gemeinsamen Rücklauf 44 Verbindung.
Von der Pumpenleitung 14 zweigt eine Umgehungsleitung 45 zum
Behälter 13 ab, in die ein Umschaltventil 46 geschaltet ist.
Stromaufwärts vom Umschaltventil 46 zweigt von der Umge
hungsleitung 46 eine Steuerleitung 47 ab, die über eine erste
Drosselstelle 48, ein erstes, zweites und drittes Wechselven
til 49, 51, 52 zum Rücklauf 44 führt. Das Umschaltventil 46
hat ein Schließglied 53, das von einer Feder 54 in Richtung
Schließstellung und von der an der ersten Drosselstelle 48
auftretenden Druckdifferenz entgegen der Federkraft in Rich
tung Öffnungsstellung beaufschlagt wird.
Die Wechselventile 49, 51, 52 sind untereinander gleich und
jeweils einem der Wegeventile 19, 21, 22 zugeordnet. Jedes
Wechselventil 49, 51, 52 hat eine von einer Feder 55 belaste
te Kugel 56, die in ihrer Ruhestellung einen ersten Sitzanschluß
57 absperrt, und damit einen Mittelanschluß 58 mit einem
zweiten Sitzanschluß 59 verbindet. Von jedem Wechselventil 49,
51, 52 ist der erste Sitzanschluß 57 jeweils über eine Leitung
61, 62, 63 mit dem Steueranschluß 26 der Wegeventile 19, 21
bzw. 22 verbunden, wobei in die Leitungen 61, 62, 63 jeweils
eine zweite Drosselstelle 64, 65, 66 geschaltet ist. Die Mittel
anschlüsse 58 aller Wechselventile 49, 51, 52 sind jeweils
mit dem zum Umschaltventil 46 führenden Teil und die zweiten
Sitzanschlüsse 59 jeweils mit dem zum Rücklauf 44 führenden
Teil der Steuerleitung 47 verbunden, gegebenenfalls über
zwischengeschaltete Wechselventile 49, 51, 52.
Die Pumpenleitung 14 ist über ein Druckbegrenzungsventil 67
abgesichert.
Der Steuerschieber 28 steuert bei einer Auslenkung von Neu
tralstellung 27 in eine seiner beiden Arbeitsstellungen 29,
31 die jeweilige Verbindung stufenlos von einem kleinsten bis
zu einem größten Wert, wodurch er eine verstellbare, dritte
Drosselstelle bildet. Der an dieser dritten Drosselstelle auf
tretende Druckabfall hat bei Nenndurchfluß eine bestimmte
Größe, z. B. 8 bar. Auf diese Größe sind die erste und zweite
Drosselstelle 48, 64, 65, 66 abgestimmt, da die Summe ihrer Druck
abfälle mindestens gleich oder größer als derjenige der
dritten Drosselstelle sein muß; ferner soll der Druckabfall
an der ersten Drosselstelle 48 möglichst klein sein, insbeson
dere kleiner als derjenige der zweiten Drosselstelle 64,
z. B. 2 bar an der ersten 48 und 6 bar an der zweiten Dros
selstelle 64.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 ist wie folgt:
In der gezeichneten Neutralstellung aller Steuerschieber 28
sind die Zulauf-Anschlüsse 18 der Wegeventile 19, 21, 22
blockiert. Das von der Pumpe 11 geförderte Öl fließt zu einem
kleinen Teil über die Steuerleitung 47 mit Wechselventilen
49, 51, 52 zum Rücklauf 44. Die dabei an der ersten Drossel
stelle 48 auftretende Druckdifferenz hält das Schließglied 53
des Umschaltventils 46 gegen die Kraft der Feder 54 in Öff
nungsstellung. Der größte Teil des Ölstroms fließt somit über
das Umschaltventil 46 und die Umgehungsleitung 45 zum Behäl
ter 13 ab, wobei am Umschaltventil 46 ein Druckabfall von
z. B. 2 bar auftritt.
Wird nun der Steuerschieber 28 des Wegeventils 19 aus Neu
tralstellung 27 in Richtung erste Arbeitsstellung 29 bewegt,
und wirkt auf die Kolbenstange des Verbrauchers 37 eine äu
ßere Last, so wirkt in der Leitung 36, dem ersten Verbraucher-
24 und dem Zulauf-Anschluß 18 ein entsprechender Lastdruck.
Dieser ist normalerweise größer als der Umlaufdruck von 2 bar,
wodurch das Rückschlagventil 32 gesperrt ist. Infolge des
bestehenden Druckunterschieds fließt anfänglich vom Verbrau
cher 37 über den Steueranschluß 26, die Leitung 61, das erste
Wechselventil 49 und die erste Drosselstelle 48 ein sehr ge
ringer Ölstrom zur Umgehungsleitung 45. Das Umschaltventil 46
drosselt dabei sehr schnell die Umgehungsleitung 45 an oder
sperrt diese Verbindung, wodurch die Pumpe 11 Druck aufbauen
kann. Die Kugel 56 sperrt unter dem Einfluß des Lastdruckes
den zweiten Sitzanschluß 59 im Wechselventil 49, so daß der
Lastdruck nicht über den stromabwärts liegenden Teil der Steu
erleitung 47 zum Rücklauf 44 abgebaut werden kann. Hat nun die
Pumpe 11 mindestens den Lastdruck erreicht, so strömt Öl über
die Pumpenleitung 14, Leitung 15, Rückschlagventil 32, Wegeventil
19 und Leitung 36 zum Verbraucher 37. Nenndurchfluß wird erst
erreicht, wenn der Pumpendruck mindestens die Summe aus Last
druck und Druckabfall an der dritten Drosselstelle (im Wegeven
til 19) erreicht. Gleichzeitig strömt Öl vom Verbraucher 37 über
Leitung 35, Wegeventil 19, Rücklauf-Leitung 41 zum Rücklauf 44
ab. Außerdem strömt zu gleicher Zeit ein kleiner Teilstrom von
der Pumpe 11 über die erste Drosselstelle 48, das Wechselventil
56, zweite Drosselstelle 64, Steueranschluß 26 zum ersten Ver
braucher-Anschluß 24. Der an der ersten Drosselstelle 48
dabei auftretende Druckabfall wirkt auf das Schließglied 53
des Umschaltventils 46, das die vom Verbraucher 37 nicht benö
tigte Druckmittelmenge zum Behälter 13 abfließen läßt. Bei
zunehmender Last am Verbraucher 37 drosselt das Schließglied 53
die Verbindung zum Behälter 13 stärker und bei abnehmender
Last entsprechend weniger stark an, so daß bei einer bestimm
ten Stellung des Steuerschiebers 28 der über die dritte Dros
selstelle auftretende Druckabfall konstant gehalten und da
mit der Verbraucher 37 unabhängig vom jeweiligen Lastdruck
gesteuert wird.
Die Größe der dritten Drosselstelle kann durch den Steuerschie
ber 28 kontinuierlich von Null bis zu einem maximalen Wert
gesteuert werden, wodurch die Größe des Stroms zum Verbraucher
37 proportional zur Auslenkung des Steuerschiebers 28 gere
gelt wird. Bei einer Auslenkung des Steuerschiebers 28 in
Richtung seiner zweiten Arbeitsstellung 31 wird der Verbrau
cher 37 in entsprechend umgekehrter Weise gesteuert, wobei
seine Kolbenstange in den Zylinder einfährt.
Werden zwei parallelgeschaltete Wegeventile, z. B. das erste
und das zweite Wegeventil 19, 21, gleichzeitig betätigt, so
wird der jeweils größere Lastdruck über die Steuerleitung 47
und die Wechselventile 49, 51 zum Umschaltventil 46 zurück
gemeldet und ein entsprechender Pumpendruck angedrosselt.
Während der Verbraucher mit der höheren Last lastdruckunab
hängig gesteuert wird, ist bei dem Verbraucher mit der klei
neren Last die Steuerung einem lastdruckabhängigen Einfluß
unterworfen, dessen Größe von dem Unterschied der beiden
auftretenden Lastdrücke abhängt.
Die gegenseitige Abstimmung der Drosselstellen 48, 64 bzw. 19
aufeinander ermöglicht trotz lastdruckunabhängiger Steuerung
einerseits einen sehr niedrigen Neutralumlaufdruck bei nicht
betätigten Wegeventilen 19, 21, 22 und andererseits eine re
lativ große Durchflußmenge bei betätigtem Wegeventil, wenn über
die dritte Drosselstelle 19 eine relativ große Druckdifferenz besteht.
Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne vom Gedanken
der Erfindung abzuweichen. So kann die erfindungsgemäße
Steuereinrichtung z. B. auch auf einfach wirkende Verbrau
cher angewandt werden, indem die Wegeventile entsprechend aus
gebildet werden. Selbstverständlich kann an die Umgehungslei
tung 45 auch ein anderes Wegeventil angeschlossen und diese
nicht in den Behälter 13 geleitet werden. Unter bestimmten Um
ständen kann es vorteilhaft sein, auch in die Steuerleitung
47 nahe der Drossel 48 ein Rückschlagventil zu schalten, um
einen Rückfluß von Druckmittel von dem Verbraucher in die Pum
penleitung 14 zu verhindern, aber den Druckaufbau am Umschalt
ventil 46 nicht zu stören.
Claims (7)
1. Hydraulische Steuereinrichtung (10) mit einem zum Steuern
eines Verbrauchers (37) geeigneten Wegeventil, dessen Steuer
schieber (28) in einer Neutralstellung (27) mindestens eine zum
Verbraucher (37) führende Leitung (35, 36) absperrt und in
zwei Arbeitsstellungen (29, 31) wechselweise mit einem Zulauf
(15) oder einem Rücklauf (41) verbindet, und dessen Steueran
schluß (26) in mindestens einer Arbeitsstellung (29, 31) mit
dem mit dem Zulauf (15) verbundenen Verbraucheranschluß (24,
25) Verbindung hat, mit einem Umschaltventil (46) zur unmit
telbaren Rückleitung des in den Zulauf (15) geförderten
Druckmittels in den Rücklauf ( 45) und mit einer dem Umschalt
ventil (46) zugeordneten Steuerleitung (47), die von einer
Druckmittelquelle (11) zum Steueranschluß (26) des Wegeven
tils (19) und zum Behälter (13) führt und in die eine Dros
selstelle (48) geschaltet ist, deren Druckdifferenz an ei
nem Schließglied (53) des Umschaltventils (46) entgegen der
Kraft einer Feder (54) wirksam werden kann, und mit einer Einrichtung
zur lastdruckunabhängigen Steuerung des Verbrauchers (37),
dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (47) strom
abwärts von der Drosselstelle (48) ein Wechselventil (49)
geschaltet ist, dessen Schließglied (56) in einer definier
ten Ruhestellung den ersten Sitzanschluß (57) absperrt,
der mit dem Steueranschluß (26) des Wegeventils (19) Ver
bindung hat, daß der Mittelanschluß (48) des Wechselventils (49)
mit dem zum Umschaltventil (46)
führenden Teil der Steuerleitung (47) verbunden ist, und
daß der zweite Sitzanschluß (59) mit einem zum
Behälter (13) führenden Teil der Steuerleitung (47) Verbin
dung hat.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem ersten Sitzanschluß (57) und dem Steueranschluß (26)
eine zweite Drosselstelle (64) geschaltet ist, deren Druck
abfall größer ist als derjenige der ersten
Drosselstelle (48).
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer durch
den Steuerschieber im Wegeventil gebildeten, verstellbaren,
dritten Drosselstelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Sum
me der Druckabfälle an der ersten (48) und zweiten Drossel
stelle (64) mindestens gleich oder größer ist als der Druck
abfall der dritten Drosselstelle (19), bezogen auf Nenndurch
flußmenge.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem Wegeventil (19) mindestens ein zweites
Wegeventil (21) parallel geschaltet ist, dadurch
gekennzeichnet,
daß das dem zweiten Wegeventil (21) zugehörige
Wechselventil (51) mit seinem Mittelanschluß (58) an den zwei
ten Sitzanschluß (59) des zum ersten Wegeventil (19) gehören
den Wechselventils (49) angeschlossen ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge
kennzeichnet, daß in Neutralstellung (27) des Steuerschiebers (28)
der Steueranschluß (26) mit dem Behälter (13) Verbindung hat.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schließglied (56) des Wechselventils (49) von einer Feder
belastet ist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Sitzanschluß (59) des zweiten Wechselventils (51)
mit dem zum Behälter (13) führenden Teil der Steuerleitung (47)
Verbindung hat.
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