DE2656032B2 - Hydraulic system with at least two consumers - Google Patents
Hydraulic system with at least two consumersInfo
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- DE2656032B2 DE2656032B2 DE19762656032 DE2656032A DE2656032B2 DE 2656032 B2 DE2656032 B2 DE 2656032B2 DE 19762656032 DE19762656032 DE 19762656032 DE 2656032 A DE2656032 A DE 2656032A DE 2656032 B2 DE2656032 B2 DE 2656032B2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches System mit mindestens zwei Verbrauchern, mit einer gemeinsamen Pumpe, mit einem Mengenregler, der den Pumpendruck dem jewsils höchsten Lastdruck nachführt, mit je einer Steuervorrichtung für joden Verbraucher, die in dessen Zuflußpfad eine verstellbare Drossel aufweist, und mit einer der Steuervorrichtung vorgeschalteten Druckregelvorrichtung, die einen einerseits vom Druck vor der Drossel und andererseits vom Lastdruck hinter der Drossel und einer Feder belasteten Ventilschieber aufweist, der sich mit abnehmendem Druckabfall an der Drossel aus einer Stellung kleinerer Ventilöffnung in eine Stellung maximaler Ventilöffnung verschiebtThe invention relates to a hydraulic system with at least two consumers, with one common pump, with a flow regulator that tracks the pump pressure to the highest load pressure in each case, each with a control device for iodine Consumer, which has an adjustable throttle in its inflow path, and with one of the control device upstream pressure control device, one on the one hand from the pressure upstream of the throttle and on the other hand from the load pressure behind the throttle and a spring loaded valve slide, which moves with decreasing pressure drop across the throttle from one position smaller valve opening moves into a position of maximum valve opening
Ein solches hydraulisches System ist bekannt Die Druckregelvorrichtung bewirkt, daß der Druckabfall an der verstellbaren Drossel annähernd konstant ist, so daßSuch a hydraulic system is known. The pressure regulating device causes the pressure drop to decrease the adjustable throttle is approximately constant, so that jede Stellung der Drossel einer definierten Durchflußmenge entspricht Die Druckregelvorrichtung weist einen Schieber auf, der in einer Bohrung eines Gehäuses unter dem Einfluß des Druckabfalls an der Drossel und s einer Feder verschiebbar ist Der Schieber besitzt einen Ventilbund, dessen Siteuerkante eine eintrittsseitige, als Gehäuse-Ringnut ausgebildete Ventilöffnung übersteuert Von einer an die Steuerkante anschließenden Ringnut geht eine Axialbohrung aus, die zu der dereach position of the throttle corresponds to a defined flow rate a slide which in a bore of a housing under the influence of the pressure drop across the throttle and s a spring is displaceable The slide has a valve collar, the siteuerkante an inlet side, as Housing ring groove formed valve opening overridden by one adjoining the control edge Annular groove goes out from an axial bore that leads to that of the
;o Feder abgewandten Stirnseite des Schiebers führt, von wo aus der Vorlaufpfad zur Steuervorrichtung abgeht Die letztgenannte Stirnseite schlägt an einer gehäusefesten Wand an, wenn die Ventilöffnung ihre maximale Größe hat Der Mengenregler regelt die Pumpmenge; o Spring facing away from the end face of the slide leads from where the flow path leads to the control device. The last-mentioned face strikes a wall fixed to the housing when the valve opening is at its maximum The volume controller regulates the pump volume
η derart, daß der Pumpendruck jeweils um etwa den Druckabfall an der Drossel größer ist als der höchste Lastdruck im System. Auf diese Weise wird die Pumpenleistung so .gering wie möglich gehalten. Der Mengenregler kann beispielsweise durch ein sich beiη such that the pump pressure in each case by about Pressure drop across the throttle is greater than the highest load pressure in the system. In this way, the Pump performance kept as low as possible. The flow regulator can, for example, by a
2u steigendem Lastdruck schließendes Ventil in einer NebenschiuSieitung oder durch Verstellmittel an der Pampe selbst gebildet sein.2u increasing load pressure closing valve in one By-pass line or by adjusting means on the Pampe itself.
Da bei derartigen hydraulischen Systemen in der Regel nicht sämtliche Verbraucher gleichzeitig mitSince in such hydraulic systems not all consumers are usually at the same time
->ί höchster Leistung betrieben werden, besteht ein Interesse daran, die Pumpe nur fü-· einen Teil der Gesamtleistung aher Verbraucher auszulegen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei einem über die Pumpenmenge hinausgehenden Bedarf der Verbrau--> ί maximum power is operated, there is a Interest in designing the pump for only part of the total output of the consumer. this has however, the disadvantage that when there is a need beyond the pump quantity, the consumption
Ki eher Druckflüssigkeit unter dem Einfluß des Lastdrucks aus einem Verbraucher in einen anderen Verbraucher gedrückt werden kann. Wenn es sich bei dem Verbraucher beispielsweise um Motoren, insbesondere Stellmotoren, handelt, ergeben sich dadurch uner-Ki rather hydraulic fluid under the influence of the load pressure can be pressed from one consumer to another consumer. If the Consumers, for example motors, especially servomotors, result in un-
r> wünschte und ungewollte Verstellungen.r> Desired and unwanted adjustments.
Es ist bei hydraulischen Systemen ganz allgemein bekannt, einen unerwünschten Rückfluß von Druckmitteln durch ein Rückschlagventil zu verhindern. Derartige Rückschlagventile stelten jefcoch ein zusätzlichesIt is generally known in hydraulic systems to prevent an undesired backflow of pressure medium through a check valve. Such check valves are an additional one
w Bauelement dar, das einen erhöhten Aufwand mit sich bringt w component, which entails an increased effort
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches System der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem ohne zusätzliches Ventil sichergeThe invention is based on the object of providing a hydraulic system of the type described at the outset to be specified in which, without an additional valve, secure r> stellt ist, daß bei über die Pumpenleistung hinausgehen den Bedarf kein Druckmittel von einem Verbraucher zum anderen strömt r > is that if the demand goes beyond the pump capacity, no pressure medium flows from one consumer to the other
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilschieber mit abnehmenden DruckabfallAccording to the invention, this object is achieved by that the valve slide with decreasing pressure drop
r><> an der Drossel über die Stellung maximaler Ventilöffnung hinaus in eine Verschlußstellung verschiebbar ist r ><> is displaceable on the throttle beyond the position of maximum valve opening into a closed position
Bei dieser Ausbildung braucht lediglich die Druckregelvorrichtung geringfügig anders gestaltet zu werden, um die Funktion eines Rückschlagventils übernehmenWith this design, only the pressure control device needs to be designed slightly differently, to take over the function of a check valve
v, zu können. Die Steuerung erfolgt in Abhängigkeit vom Druckabfall an der nachgeschalteten Drossel. Wird dieser Druckabfall zu klein, weil nämlich nicht mehr genug Druckmittel von der Pumpe zum zugehörigen Verbraucher gefördert wird, oder versucht sogar derv, to be able to. The control takes place depending on the pressure drop at the downstream throttle. If this pressure drop becomes too small, namely because not enough pressure medium is being conveyed from the pump to the associated consumer, or even the
mj Druckabfall seine Richtung umzukehren« so nimmt der Ventilschieber seine Verschlußstellung ein.mj pressure drop to reverse its direction «so he takes Valve slide into its closed position.
Bei einem Ventilschieber, bei dem eine Stirnseite durch Anschlag an einer Gehäusewand eine Endlage bei sinkendem Druckabfall an der Drossel bestimmt, sollteIn the case of a valve slide with one end face an end position with a falling pressure drop at the throttle should be determined by a stop on a housing wall
h · die VerschluBstellung durch diese Endlage gegeben sein. Das bedeutet, daß der Ventilschieber unterhalb eines definierten Druckabfalls und erst recht bei einem negativen Druckabfall eine definierte Verschlußstellungh · the closed position can be given by this end position. This means that the valve slide is below a defined pressure drop and even more so with a negative pressure drop a defined closed position
Wenn der Ventilschieber einen Ventilbund aufweist, dessen Steuerkante mit einer Ventilöffnung in der den Ventilschieber aufnehmenden Bohrung zusammenwirkt, braucht lediglich auf der Seite der Steuerkante und mit Abstand von ihr ein Verschlußbund vorgesehen zu werden. Dieser VerschhiSbund behindert den normalen Betrieb nicht, übernimmt aber sofort seine Verschlußfunktion wenn der Druckabfall an der Drossel zu klein wird. ίοIf the valve slide has a valve collar, the control edge of which with a valve opening in the Cooperating valve slide receiving bore, only needs on the side of the control edge and with Distance from it to be provided a closure collar. This VerschhiSbund hinders the normal Does not operate, but immediately takes over its locking function if the pressure drop across the throttle becomes too small. ίο
Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Bohrung, axial gegeneinander versetzt und durch eine Ringnut zwischen Ventil- und Verschlußbund miteinander verbindbar, eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist, von denen die eine als Ventilöffnung i~> dient und die andere vom Verschlußbund abdeckbar ist Durch Ausnutzung von Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung ergeben sich verhältnismäßig kurze Schieberwege, um von der Stellung maximaler Ventilöffnung in die Verschlußstellung zu gelangen.It is particularly favorable here if the bore is axially offset from one another and through an annular groove Can be connected to one another between the valve collar and the closure collar, an inlet opening and an outlet opening has, one of which as a valve opening i ~> serves and the other can be covered by the closure collar By using the inlet opening and outlet opening, relatively short slide paths result, to move from the position of maximum valve opening to the closed position.
Wenn in bekannter Weise von einer Ringnut zwischen Ventilbund und Verschlußbund ebne Axialbohrung zu der Feder abgewandten Stirnseite des Ventilschiebers führt, um den dort anschließenden Raum mit dem Druck vor der Drossel zu versorgen, empfiehlt es sich, die Austrittsöffnung vom Verschlußbund abdeckbar zu machen. Auf diese Weise bleibt der genannte Druckraum immer unter dem Einfluß des Druckes in der Pumpenleitung, so daß bei Wiederherstellung normaler Verhältnisse sofort die normale Regelabhängigkeit wieder aufgenommen wird Dasselbe läßt sich auch dadurch erreichen, daß die Purapenleitung außerhalb der Druckregelvorrichtung mit dem genannten Druckraum verbunden wird.If in a known manner from an annular groove between the valve collar and the closure collar level axial bore leads to the end face of the valve slide facing away from the spring to the adjacent there To supply space with the pressure upstream of the throttle, it is advisable to use the outlet opening from the closure collar to make coverable. In this way, the said pressure chamber always remains under the influence of the Pressure in the pump line, so that when normal conditions are restored immediately normal Rule dependency is resumed The same can also be achieved in that the Purapen line is connected outside of the pressure regulating device with said pressure chamber.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächste- J5 hend anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Systems, bei dem die Druckregelvorrichtung schematisch konstruktiv angedeutet istAn embodiment of the invention will be described next- J5 Based on the drawing explained in more detail. This shows a circuit diagram of the system according to the invention in which the pressure control device is indicated schematically structurally
Eine Pumpe 1 fördert aus einem Tank 2 Druckflüssig- -to keit in eine gemeinsame Pumpenleitung 3, von der mehrere Zuflußpfade 4,104 zu mehreren Verbrauchern 5,105 abzweigea Es können noch weitere Zuflußpfade 204 für weitere Verbraucher vorgesehen sein. Die Verbraucher sind hier als Stellmotor veranschaulicht, die jeweils einen in einem Zylinder 6 verschiebbaren Kolben 7 aufweisen. Der Verbraucher 5 ist über zwei Arbeitsleitungen 8 und 9 mit einer Steuervorrichtung 10 verbunden, die einerseits Ober eine Verbindungsleitung 11 und eine Druckregelvorrichtung 12 mit dem v> Zuflußpfad 4 und andererseits über eine Abflußleitung 13 mit dem Tank 2 verbunden ist Diese Steuervorrichtung kann mittels eines Handhebels 14 oder auf andere Weise verstellt werden. In den jeweiligen zuflußseitigen Pfaden befinden sich Drosseln 15, die bei der Verstellung ihre Drosselöffnung verändern. Lastdruck· fühllcanäle 16 und 17 gehen von den Arbeitsleitungen 8 und 9 aus. Sie werden von der Steuervorrichtung jeweils auf der Zuflußseite eingeschaltet Demzufolge herrscht in der Fühlleitung ig der Lastdruck, also der in der &o zuflußseitigen Arbeitsleitung herrschende Druck.A pump 1 conveys pressure fluid from a tank 2 into a common pump line 3, from which several inflow paths 4, 104 branch off to several consumers 5,105. Further inflow paths 204 can be provided for further consumers. The consumers are illustrated here as servomotors, each of which has a piston 7 that can be displaced in a cylinder 6. The consumer 5 is connected via two working lines 8 and 9 to a control device 10, which is connected on the one hand via a connecting line 11 and a pressure control device 12 to the inflow path 4 and on the other hand via an outflow line 13 to the tank 2. This control device can be controlled by means of a hand lever 14 or otherwise adjusted. In the respective inflow-side paths there are throttles 15 which change their throttle opening when they are adjusted. Load pressure sensing channels 16 and 17 emanate from the working lines 8 and 9. They are switched on by the control device on the inflow side. Accordingly, the load pressure prevails in the sensing line ig, i.e. the pressure prevailing in the working line on the inflow side.
Die Steuervorrichtung 110 für den zweiten Verbraucher 105 ist ähnlich aufgebaut Demzufolge herrscht in der Fühlleitung 118 der Lastdruck des Verbrauchers 105, also der dort in der zuflußseitigen Arbeitsleitung μ herrschende Druck. Ein Umschaltventil 19 verbindet den jeweils höheren Druck mit einer Fühlleitung 20. Diese führt daher den jeweils höheren Lastdruck.The control device 110 for the second consumer 105 has a similar structure. Accordingly, the load pressure of the consumer 105 prevails in the sensing line 118 , that is to say the pressure prevailing there in the working line μ on the inflow side. A switchover valve 19 connects the higher pressure in each case to a sensing line 20. This therefore carries the higher load pressure in each case.
Mit der Pumpenleitung 3 ist ein Arbeitsventil 21 verbunden, das über eine Fühlleitung 22 vom Druck in der Pumpenleitung 3 und auf der anderen Seite von dem höheren Lastdruck in der Fühlleitung 20 und einer Feder 23 belastet ist Die Feder 23 bestimmt den Betrag, um den der Pumpendruck höher gehalten wird als der höhere Lastdruck.With the pump line 3, a working valve 21 is connected, which via a sensing line 22 from the pressure in the pump line 3 and on the other hand of the higher load pressure in the sensing line 20 and one Spring 23 is loaded The spring 23 determines the amount by which the pump pressure is kept higher than the higher load pressure.
Die Druckregelvorrichtung weist in einer Bohrung 24 einen Ventilschieber 25 auf. Die Bohrung besitzt eine Eintrittsöffnung 26 und versetzt davon eine Austrittsöffnung 27. Diese Offnungen können in der Praxis als Ringnuten ausgebildet sein. Der Ventilschieber 25 besitzt einen Ventilbund 28 mit einer Steuerkante 29, welche die Eintrittsöffnung 26 zu übersteuern vermag, so daß sich eine Ventilöffnung veränderbarer Größe ergibt Mit Abstand davon weist der Ventilschieber einen Verschlußbund 30 auf, der durch Abdecken der Austrittsöffnung 27 den Zuflußpfad abzusperren vermag. Von einer Kingnut 31 zwischen Ventilbund 28 und Verschlußbund 30 geht über eiv„~: Querbohrung eine Axiaibohning 32 zur Stirnseite 33. Auf diese Weise wird ein dahinter befindlicher Druckraum 34 mit dem Druck vor der Drossel 15 versorgt Die Stirnfläche 33 kann an der Wand 35 zu Anlage kommea In der so gebildeten Endlage liegt der Verschlußbund 30 vor der Austrittsöffnung 27, wie es für die Druckregelvorrichtung 112 veranschaulicht ist Die andere Stirnseite ist einem Druckraum 37 zugewandt, in weichen die Fühlleitung 18 mündet und in welchem eine Feder 38 angeordnet ist Der Ventilschieber 25 steht daher im Raum 34 unter dem Einfluß des Drucks vor der Drossel 15 und im Raum 37 unter dem Einfluß des Drucks hinter der Drossel 15 und der Feder 3aThe pressure regulating device has a valve slide 25 in a bore 24. The hole has a Inlet opening 26 and offset therefrom an outlet opening 27. These openings can in practice as Be formed annular grooves. The valve slide 25 has a valve collar 28 with a control edge 29, which is able to override the inlet opening 26, so that a valve opening of variable size At a distance therefrom, the valve slide has a closure collar 30 which, by covering the Outlet opening 27 is able to shut off the inflow path. From a Kingnut 31 between valve collar 28 and Closure collar 30 goes over eiv "~: transverse bore a Axiaibohning 32 to face 33. In this way a pressure chamber 34 located behind it is supplied with the pressure upstream of the throttle 15 the wall 35 comes to abutment. In the end position thus formed, the closure collar 30 lies in front of the outlet opening 27, as illustrated for the pressure regulating device 112. The other end face is a Facing pressure chamber 37, into which the sensing line 18 opens and in which a spring 38 is arranged The valve slide 25 is therefore in the space 34 under the influence of the pressure in front of the throttle 15 and in the space 37 under the influence of the pressure behind the throttle 15 and the spring 3a
Es sei angenommen, daß die Steuereinrichtung 10 nach rechts verschoben ist und die Steuereinrichtung 110 und alle weiteren Steuereinrichtungen ihre Neutralstellung einnehmen. Dann wird mittels des durch das Ableitventil 21 gebildeten Mengenregler;, der Druck der Pumpe 1 so geregelt, daß er immer um einen vorbestimmten Betrag größer ist als der Lastdruck in der Arbeitsleitung 8. Der Ventilschieber 25 nimmt hierbei annähernd die veranschaulichte Stellung an, in der sowohl die Eintrittsöffnung 26 als auch die Austrittsöffnung 27 ganz oder weitgehend frei sind. Der Druckabfall an der Druckregelvorrichtung 12 ist daher vernachlässigbar. Ein konstanter Druckabfall an der Drossel 15 wird durch das Ableitventil 21 hervorgerufen. Dieser konstante Druckabfall bewirkt, daß jeder Stellung des Handhebels 14 eine definierte Durchflußmenge zugeordnet istIt is assumed that the control device 10 has been shifted to the right and the control device 110 and all other control devices assume their neutral position. Then, by means of the flow regulator formed by the discharge valve 21, the pressure of the pump 1 is regulated so that it is always greater than the load pressure in the working line 8 by a predetermined amount both the inlet opening 26 and the outlet opening 27 are completely or largely free. The pressure drop across the pressure regulating device 12 is therefore negligible. A constant pressure drop across the throttle 15 is caused by the diverting valve 21. This constant pressure drop has the effect that each position of the hand lever 14 is assigned a defined flow rate
Wird nun auch die Steuervorrichtung 110 verstellt, hat der Verbraucher 105 aber einen geringeren Laittiruck als der Verbraucher 5, so übernimmt die Druckregelvorrichtung 112 eine Vordrosselung derart, daß der höhere Druck in der Pumpenleiüing 3 in der Verbindungsleitung 111 auf einen Wert herabgesetzt ist, der wiederum einen annähernd konstanten Druckabfall an der Drossel 115 bewirktIf the control device 110 is now also adjusted, but the consumer 105 has a lower load jerk than the consumer 5, the pressure regulating device 112 takes over a throttling in such a way that the higher pressure in the pump line 3 in the connecting line 111 is reduced to a value which in turn causes an approximately constant pressure drop across the throttle 115
Übersteigt der Lastdruck des Verbrauchers 105 denjenigen des Verbrauchers S, so schaltet das Umschaltventil 19 die Fühlerleitungen 18 u,.d 118 um. Das Ableitventil 21 wird dann von dem höheren Lastdruck des Verbrauchers 105 gesteuert Die Druckregelvorrichtung 112 drosselt praktisch nicht mehr. Die Druckregelvorrichtung 12 übernimmt eine Vordrosselung. If the load pressure of the consumer 105 exceeds that of the consumer S, the switching valve 19 switches the sensor lines 18 u, .d 118 over. The diverting valve 21 is then controlled by the higher load pressure of the consumer 105. The pressure regulating device 112 practically no longer throttles. The pressure control device 12 takes over a throttling.
Steigt nun der Lastdruck der Verbrauchers 105 weiter an, so schließt das Ableitventil 21 immer stärker, damitIf the load pressure of the consumer 105 increases further, the diverting valve 21 closes more and more, thus
der Druck in der Pumpenleitung 3 ansteigen kann. Ist das Ableitventil 21 vollständig geschlossen, kann der Pumpendruck dem Lastdruck nicht mehr nachgeführt werden. Die Druckdifferenz zwischen Lastdruck und Pumpendruck wird kleiner. Die Kraft der Feder 138 überw'egt und schiebt den Ventilschieber 125 in die veranschaulichte Endlage. In dieser Bndlage Qberdeckt der VerschluBbund 130 die Austrittsöffnung 127. Damit wird verhindert, daB bei einem weiteren Ansteigen des Lastdrucks Druckflüssigkeit aus dem Verbraucher 105 über die Zuflußleitung 104 zum Verbraucher 5 befördert wird. Das System arbeitet mit dem höchsten Pumpendruck weiter, wobei die Druckregelvorrichtung 12 nach wie vor eine Vordrosselung bewirktthe pressure in the pump line 3 can rise. If the diverting valve 21 is completely closed, the pump pressure can no longer track the load pressure. The pressure difference between load pressure and pump pressure becomes smaller. The force of the spring 138 overcomes and pushes the valve slide 125 into the illustrated end position. In this band position, the closure collar 130 covers the outlet opening 127. This prevents hydraulic fluid from being conveyed from the consumer 105 via the supply line 104 to the consumer 5 in the event of a further increase in the load pressure. The system continues to operate at the highest pump pressure, the pressure regulating device 12 still causing a throttling
Ähnliches gilt, wenn der Lastdruck des Verbrauchers 5 so wf.it ansteigt, daB der Pumpendruck in der Pumpenleitung 3 nicht mehr nachgeführt werden kann. Dann geht der Ventilschieber 25 in seine Verschluß-Endlage. The same applies if the load pressure of the consumer 5 rises so wf.it that the pump pressure in the Pump line 3 can no longer be tracked. Then the valve slide 25 goes into its closed end position.
■"> Es ist durchaus möglich, daB während des Betriebes der Bedarf des Verbrauchers 105 sinkt Dann vermag in der Pumpenleitung 3 der Druck zu steigen, so daB schließlich wieder Bedingungen gegeben sind, bei denen der Ventilschieber 25 die veranschaulichte StellungIt is entirely possible that the demand of the consumer 105 falls during operation. Then the pressure in the pump line 3 is able to rise, so that finally conditions are again given in which the valve slide 25 is in the illustrated position
in einnehmen kann. Diese Druckerhöhung macht sich sofort im Druckraum 34 bemerkbar, weil die Ventilöffnung 26 in der Endlage offensteht und eingangsseitig angeordnet ist, sowie die Ringnut 3t mit dem Druckraum 34 über die Axialbohrung 32 in Verbindungin can take. This pressure increase is immediately noticeable in the pressure chamber 34 because the valve opening 26 is open in the end position and is arranged on the input side, as well as the annular groove 3t with the Pressure chamber 34 via the axial bore 32 in connection
ir> stehti r > stands
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Legal Events
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