DE2625134A1

DE2625134A1 - Hydraulische steuereinrichtung zur verteilung von druckfluessigkeit auf zwei systeme

Info

Publication number: DE2625134A1
Application number: DE19762625134
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Zirps
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1977-12-15

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung zur Verteilung von Druckflüssigkeit auf zwei Systeme nach der Gattung des Hauptanspruchs (US-PS 3 142 962). Bei der bisher üblichen Steuereinrichtung ist als erstes System eine hydrostatische Lenkeinrichtung in eier Ausführung als offener Kreislauf vorgesehen, während als zweites System eine Bremseinrichtung mit Energiespeicher in einer Ausführung als geschlossener Kreislauf angeordnet ist. Die Verknüpfung zwischen den beiden Systemen mit je einer Pumpe geschieht in einer speziell hierfür ausgebildeten Ventilkombination aus 3Wege-Stromregler und Speicherladeventil. Nachteilig bei dieser Steuereinrichtung ist, daß sie sich nur für ein zweites system in einer Ausführung als geschlossener Kreislauf eignet. Außerdem besteht die Gefahr einer gegenseitigen, störenden Druckbeeinflussung beider Systeme, da die zweite Pumpe gleichzeitig in beide Systeme fördern kann. Die Funktion des Stromreglers kann hier nur von einer speziellen Bauart und nicht von einem handelsüblichen Ventil ausgeführt werden. Zudem kann der Fall eintreten, daß gerade zu dem Zeitpunkt, wo für den Verbraucher des ersten Systems eine größtmögliche Menge erforderlich wäre, die zweite Pumpe das bevorrechtigte erste System mit Druckmittel versorgt.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie sich für zwei Systeme mit offenen Kreisläufen eignet und eine gegenseitige störende Druckbeeinflussung weitestgehend ausgeschaltet ist. Dabei ist die Bevorrechtigung des zweiten Verbrauchers weiterhin gewahrt. Die Steuereinrichtung ermöglicht eine Zusammenfassung der Ströme beider Pumpen für das erste System in dem Augenblick, wo dort der höchste Bedarf auftritt, so daß die insgesamt zur Verfügung stehende Förderleistung optimal genutzt werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich. Vor allem kann durch die Ausgestaltung der Wirkverbindung gemäß Anspruch 2 eine Sicherheitsschaltung erreicht werden, welche die vorrangige Versorgung des zweiten Verbrauchers auch bei zusammengeschalteten Pumpen nach Sinken des Speicherdrucks auf einen bestimmten Mindestwert gewährleistet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Bescheibung und der Zeichnung.
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erste Ausführungsform der hydraulischen Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung und Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Steuereinrichtung.
Beschreibung der Erfindung In der Figur 1 ist die Steuereinrichtung mit 10 bezeichnet; sie hat ein erstes System 11 und ein zweites System 12. Das erste System 11 weist eine erste Pumpe 13 auf, die über eine erste Druckleitung 14 eine aus Wegeventil 15 und Arbeitszylinder 16 bestehende Hubeinrichtung sowie eine Pflugregelung 17 mit Druckmittel versorgt. Beide ersten Verbraucher 16, 17 sind somit in einen offenen Kreislauf geschaltet. Das zweite System 12 hat eine zweite Pumpe 18, die Druckmittel über eine zweite Druckleitung 19 zu einem Behälter 21 fördert, wobei in die zweite Druckleitung 19 stromabwärts von der Pumpe 18 nacheinander ein Schaltventil 22, ein Stromregler 23 sowie eine hydrostatische Lenkeinrichtung 24 mit dem eigentlichen Lenkventil 25 geschaltet sind. Während ein Konstantstrom-Auslaß 26 der Druckleitung 19 zugeordnet ist, führt von einem Restrom-Auslaß 27 eine Ladeleitung 28 über ein Speicherladeventil 29 und ein Rückschlagventil 31 zu einem Anschluß 32 eines hydropneumatischen Energiespeichers 33. Das Speicherladeventil 29 hat eine Ladestellung 34 in der es die Ladeleitung 28 offenhält und von einem Rücklauf-Anschluß 35 trennt sowie eine Entlastungsstellung 36, in der es die Ladeleitung 28 mit dem Rücklauf-Anschluß 35 verbindet; ein Steuerkörper 40 ist von einer Feder 30 und vom Speicherdruck beaufschlagt. Das Rückschlagventil 31 sichert den Energiespeicher 33 ab. Von dem Anschluß 32 des Energiespeichers 33 führt eine Arbeitsleitung 37 zu einem vierten Anschluß 38 des Schaltventils 22, dessen erster Anschluß 39 mit der Pumpe 18, dessen zweiter Anschluß 41 mit dem Stromregler 23 und dessen dritter Anschluß 42 über eine Verbindungsleitung 43 mit der ersten Druckleitung 14 im Bereich zwischen Pumpe 13 und Wegeventil 15 verbunden sind. Das Steuerglied 44 des Schaltventils 22 hat eine erste Stellung 45> in der es die Druckleitung 19 offen hält und den dritten und vierten Anschluß 42, 38 absperrt, sowie eine zweite Stellung in der es den ersten (39) mit dem dritten Anschluß 42 sowie den vierten (38) mit dem zweiten Anschluß 41 verbindet. Von der Arbeitsleitung 37 geht eine Steuerleitung 47 ab, die über eine Drosselstelle 48 geführt ist und sich danach zur Pflugregelung 17 bzw. zum Wegeventil 15 verzweigt. Auf das Steuerglied 44 wirken die Kraft einer Feder 49 und der Druck stromabwärts der Drosselstelle 48 ein und versuchen es in seiner ersten Stellung 45 zu halten; entgegen wirkt der Druck stromaufwärts der Drosselstelle 48. Die Punpen 13 und 18 sind baugleich und haben damit die gleiche Fördermenge; sie werden gemeinsam vom Motor 51 eines Ackerschleppers angetrieben.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Solange im ersten und zweiten System 11, 12 kein Verbraucher betestigt wird, fließen von den Pumpen 13, 18 die jeweiligen Druckmittelströme über die Druckleitungen 14 bzw. 19 ganz bzw. teilweise zum Behälter 21.
Vom Stromregler 23 wird der über eine vorbestimmte EvOnstantmenge hinausgehende Reststrom über die Ladeleitung 28, das in Ladestellung 34 befindliche Speicherladeventil 29 und das Rückschlagventil 31 wenigstens zeitweise dem Energiespeicher 33 zugeführt. Ist der maximale Speicherdruck erreicht, so drückt er den Steuerkörper 40 in Entlastungsstellung 36 und der Rest strom wird dem Behälter 21 zugeleitet. Eine Betätigung der Lenkeinrichtung 24 kann jederzeit mit dem zum Lenkventil 25 fließenden Konstantstrom erfolgen. Der im Energiespeicher 33 herrschende Druck wirkt über die Arbeitsleitung 37 auch in der Steuerleitung 47, die jedoch sowohl durch die Pflugregelung 17 als auch durch das Wegeventil 15 blokkiert ist. Das druckausgeglichene Steuerglied 44 befindet sich in seiner ersten Stellung 45 und hält die Druckleitung 19 offen. Die Pflugregelung 17 benötigt relativ kleine Druckmittelmengen und kann mit Hilfe des von der Pumpe 13 geförderten Druckmittelstroms durchgeführt werden; bei ihrer Betätigung bleibt aber die Steuerleitung 47 blockiert; die erst beim Ausheben des Pfluges, bei der ein großer Druckmittelstrom erwünscht ist, zum Behälter 21 entlastet wird. Wird nun mit Hilfe des Wegeventils 15 z. B. der Arbeitszylinder 16 betätigt, so entlastet das Wegeventil 15 die Steuerleitung 47 zum Behälter 21. Nun fließt vom Speicher 33 über die Arbeitsleitung 37 und die Steuerleitung 47 ein Steuerstrom, wobei an der Drosselstelle 48 eine Druckdifferenz entsteht, die das Steuerglied 44 in seine zweite Stellung 46 drückt. Das Schaltventil 22 steuert nun die gesamte Fördermenge der zweiten Pumpe 18 über die Verbindungsleitung 43 in die erste Druckleitung 14, so daß für den Arbeitszylinder 16 die Fördermengen beider Pumpen 13, 18 zur Verfügung stehen. Gleichzeitig verbindet das Schaltventil 22 die Arbeitsleitung 37 mit dem zum Lenkventil 25 führenden Teil der zweiten Druckleitung 19. Nun strömt Druckmittel vom Energiespeicher 33 zum Lenkventil 25, wobei der Stromregler 23 diese Menge wiederum begrenzt. Somit snd Lenkeinrichtung 24 und Verbraucher 16 voneinander vollkommen getrennt, so daß keine gegenseitigen Druckbeeinflussungen stattfinden können. Wird das Wegeventil 15 wieder in seine Mittelstellung zurückgestellt, so wird die Steuerleitung 47 blockiert und das Schaltventil 22 steuert die Fördermenge der zweiten Pumpe 18 wieder in das zweite System 12. Bei der Steuereinrichtung 10 ist der maximale Betriebsdruck für das erste System 11 nur wenig niedriger als der maximale Betriebsdruck der Pumpen 13, 18. Die Lenkeinrichtung 24 arbeitet demgegenüber mit wesentlich kleineren Drücken, so daß das verfügbare Druckgefälle entsprechend größer ist und damit der Speicher 33 gut ausgenutzt werden kann. Die Pumpen 139 18 sind auch bei reduzierter Drehzahl des Motors 51 noch so groß, daß für die Betätigung des Verbrauchers 16 oder für die Pflugregelung zum Ausheben eines Pfluges ausreichend bl zur Verfügung steht. Der ölstrom aus dem Speicher 33 ist auf die Betätigung der Zusatzeinrichtungen abgestimmt und zeitlich begrenzt. Um jedoch zu vermeiden, daß bei zu langer Betätigung eines ersten Verbrauchers sich der Speicher 33 zu stark entleert und die Lenkeinrinhtung 24 nicht mehr betätigt werden könnte, ist das Schaltventil 22 so ausgebildet, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Mindesdruckes das Steuerglied 44 auf jeden Fall in seine erste Stellung 45 zurückkehrt und die Lenkeinrichtung 24 vorrangig mit öl versorgt wird.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Steuereinrichtung 60, die sich von der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 vor allem durch die Verwendung von Magnetventilen als Schaltventil 61 und als Speicherladeventil 62 unterscheidet, zu deren Ansteuerung ein erster (63) und zweiter, elektrohydraulischer Druckschalter 64 am Anschluß 32 des Energiespeichers 33, bei der Pflugregelung 17 und dem Wegeventil 15 ein erster (65) bzw. zweiter wegabhängiger Endschalter 66 sowie eine erste (67) und eine zweite elektrische Leitung 68 vorgesehen sind.
Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Schaltventil 61 hat einen Elektromagnet 69, der in Serie mit dem ersten Druckschalter 63 liegt und zusammen mit dem ersten (65) und zweiten Endschalter 66 in die erste elektrische Leitung 67 geschaltet ist. Das Speicherladeventil 62 hat einen Elektromagnet 71, der zusammen mit dem zweiten Druckschalter 64 und dem ersten (65) und zweiten Endschalter 66 in die zweite elektrische Leitung 68 so geschaltet ist, daß Druckschalter 64 und Endschalter 65, 66 parallel zueinander liegen. Die Ladeleitung 28 ist über eine Querverbindung 72, in der ein das Schaltventil 61 absicherndes Rückschlagventil 73 geschaltet ist, mit der zweiten Druckleitung 19 im Bereich zwischen Stromregler 23 und Schaltventil 61 verbunden. Ein vierter Anschluß im Schaltventil 61 entfällt daher. Anstelle eines den Energiespeicher 33 absichernden Rückschlagventils 31 übernimmt diese Funktion das Speicherladeventil 62 in seiner Entlastungsstellung 36, in der es den Energiespeicher 33 hydraulisch blockiert.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 60 entspricht im Prinzip derjenigen der Steuereinrichtung 10, wobei zur Ansteuerung von Schaltventil 61 und Speicherladeventil 62 die Druckschalter 63 bzw. 64 und die Endschalter 65, 66 dienen. Der erste Druckschalter 63 ist geschlossen bei Drücken, die über einem unteren Schaltdruck (z. B. 160 bar) liegen, so daß bei einer Betätigung des Wegeventils 15 das Schaltventil 61 die Fördermenge der zweiten Pumpe 18 über die Verbindungsleitung 43 in die erste Druckleitung 14 steuert.
Gleichzeitig kann der Energiespeicher 33 über das Speicherladeventil 62, die Ladeleitung 28, die Querverbindung 72 mit Rückschlagventil 73, die zweite Druckleitung 19 und den Stromregler 23 die Lenkeinrichtung 24 mit Druckmittel versorgen. Der erste Druckschalter 63 öffnet bei Unterschreiten eines vorbestimmten Mindestdruckes (z. B. 70 bar), um ein zu starkes Entladen des Energiespeichers 33 zu vermeiden und die Druckmittelversorgung der bevorrechtigten Lenkeinrichtung 24 sicherzustellen. Der zweite Druckschalter 64 ist bei Drücken geschlossen, die kleiner sind als der untere Schaltdruck (160 bar), um in Ladestellung 34 des Steuerkörpers 40 ein Laden des Energiespeichers 33 durch die zweite Pumpe 18 zu ermöglichen.
Bei Drücken über einem oberen Schaltdruck (z. B. 180 bar) ist der zweite Druckschalter 64 geschlossen, wodurch das Speicherladeventil 62 den ankommenden Reststrom zum Behälter 21 umleitet. Burch die parallelgeschalteten Endschalter 65, 66 ist sichergestellt, daß bei einer Betätigung z. B. des Wegeventils 15 das Speicherladeventil 62 auf jeden Fall seine Ladestellung 34 einnimmt. Auf diese Weise ist die zeitlich begrenzte Zuschaltung des Energiespeichers zum zweiten System 12 und 1ie Zusammenfassung beider Förderströme der Pumpen 13, 18 zum Erreichen einer möglichst großen Hubgeschwindigkeit eines zugehörigen Verbrauchers im ersten System 11 möglich, wobei eine gegenseitige Druckbeeinflussung weitestg.ehend verhindert wird und der Vorrang des zweiten Systems 12 gewahrt bleibt. Leerseite

Claims

PatentansprUche Hydraulische Steuereinrichtung zur Verteilung von Druckflüssigkeit auf-zwei Systeme, von denen ein erstes System eine erste Pumpe zum Versorgen hydraulischer Zusatzeinrichtungen hat und ein zweites System eine zweite Pumpe zum Versorgen eines zweiten Verbrauchers aufweist, und mit einem in das zweite System geschalteten Energiespeicher sowie einem Speicherladeventil zur Versorgung des zweiten Verbrauchers mi.t Druckmittel, und mit einem im zweiten System liegenden, dem Speicherladeventil vorgeschalteten Stromregler, der einen Konstantsbrom-Auslaß und einen Reststrom-Auslaß aufweist sowie mit im zweiten System angeordneten Mitteln, um von der zweiten Pumpe gefördertes Druckmittel dem ersten System zuzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß der am Konstantstrom-Auslaß (26) angeschlossene zweite Verbraucher (24) in einen offenen Kreis geschaltet ist und der Reststrom-Auslaß (27) Uber das Speicherladeventil (29; 62) mit den hydraulischen Anschluß (32) eines Energiespeichers (33) Verbindung hat, und daß in der zweiten Druckleitung (19) zwischen zweiter Pumpe (18) und Stromregler (23) ein Schaltventil (22; 61) angeordnet ist, das in einer ersten Stellung (45) die zweite Druckleitung (19) offen hält und in einer zweiten Stellung (46) die Druckleitung (19) unterbricht und die zweite Pumpe (18) mit der ersten Druckleitung (14) verbindet und daß das Schaltventil (22, 61) an eine von der Zusatzeinrichtung (15, 17) beeinflußbare Wirkverbindung (47; 67) angeschlossen ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung (47; 67) an den Ausgang (32) des Energiespei chers (33) angeschlossen ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang (32) des Energiespeichers (33) eine Arbeitsleitung (37) zu einen vierten Anschluß (38) des Schaltventils (22) führt, der in dessen erster Stellung (45) abgesperrt und in dessen zweiter Stellung (46) mit dem zum Stronregler (23) führenden Teil der zweiten Druckleitung (19) Verbindung hat.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Arbeitsleitung (37) eine Steuerleitung (47) über eine Drosselstelle (48) zu einem ersten Verbraucher (15, 17) führt und die von der Drosselstelle (48) gebildete Druckdifferenz gegen die Kraft einer Feder (49) dem Steuerglied (44) des Schaltventils (22) zugeleitet wird.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung als elektrische Leitung (67) ausgebildet ist, die von einem Elektromagnet (69) des Schaltventils (61) über einen dem Energiespeicher (33) zugeordneten, in Serie zum Elektromagnet (69) liegenden, elektrohydraulischen Druckschalter (63) zu einem Endschalter (65, 66) an der Zusatzeinrichtung (5, 17) geführt ist.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom Endschalter (65, 66) eine zweite elektrische Leitung (68) zu einem zweiten, dem Energiespeicher (33) zugeordneten, elektrohydraulischen Druckschalter (64) und zu einem dem Speicherladeventil (62) zugeordneten Elektromagnet (71) führt, in der Druckschalter (64) und Endschalter (65, 66) parallel zueinander geschaltet sind.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeleitung (28) und die zweite Druckleitung (19) über eine Querverbindung (72) miteinander verbunden sind, die parallel zum Stromregler (23) liegt und die ein die Druckleitung (19) absicherndes Rückschlagventil (73) aufnimmt.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet.durch die Verwendung des ersten Systems (11) für die Hubhydraulik eines Ackerschleppers und des zweiten'Systems (12) für seine hydrostatische Lenkeinrichtung.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung von Pumpen (13, 18) mit gleichen Fördermengen.