DE2821505C2 - Steuereinrichtung zum Zu- und Abschalten von hydraulischen Geräten an eine hochdruckführende Sammelleitung - Google Patents

Description

a) das als Entlastungsventil (25) geschaltete Abschaltventil ist vom Zuschaltventil (3) gesondert;

b) fluidisch parallel zum Zuschaltventil (3) ist ein auf ο essen Schaltzustand einwirkender Differenzdruckschalter (J) angeordnet;

c) im Zulauf (Leitungsabschnitt 12) zu dem als Vorfüllspeicher ausgebildeten, bei jedem Geräte-Zuschalten erneut aufzuladenden Druckspeieher (18) ist ein Stromregler (8) mit Rückschlagventil (9) angeordnet;

d) fluidisch hinter dem Siromregler (8) ist in der Zuleitung (16) zum Druckspeicher (18) das als Wechselventil ausgebildete Speicherladeventil (13) angeordnet, welches in Ruhestellung den DruckTocicher (18) mit dem Hydrauliktank (15) und in Arbeitsstellung ihn mit dem Ausgang (Leitungsabschmtt 12) des Stromreglers (8) verbindet;

e) von dem Leitungsabschnl.t (12) zwischen dem Stromregler (8) und dem Speicherladeventil (13) zweigt jeweils eine durch jeweils ein Vorföllventil (U) mit geringem Durchgang verschließbare Vorfülleitung (6) zu jedem der hydraulisehen Geräte ab.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungsabschnitt (16) zwischen dem Speicherladeventil (13) und dem Druckspeicher (18) ein Drosselrückschlagventil (17) mit einer vorzugsweise einstellbaren Drossel (19) angeordnet ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (18) aus einem unter Druck gegen die Kraft einer Feder (22) verschiebbaren Kolben (21) besteht, bei dessen Bewegung ein Druck von Null aus in der angeschlossenen Leitung (16) aufbaubar ist

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Druck von etwa 280 bar in der Sammelleitung (2) der Differenzdruckschalter (7) bei einer Druckdifferenz zwischen der Sammelleitung und dem zugehörigen Verbraucher von etwa 5 bar schaltet. $0

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Zu- und Abschalten von hydraulischen Geräten an eine hochdruckführende Sammelleitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der

DE-OS 26 25 748 als bekannt hervorgeht

Bei der bekannten Steuereinrichtung werden unterschiedliche Verbraucher, die sich hinsichtlich Leistungsentnahme und hinsichtlich Wichtigkeit unterscheiden, an ein Druckversorgungssystem angeschlossen, welches den von einer Pumpe erzeugten Druck in einen Arbeitsspeicher zwischenspeichelt, um auch kurzfristig für höhere Leistungsentnahmen bereit zu sein. In der Zuleitung von der druckerzeugenden Pumpe zu dem Arbeitsspeicher sind fluidisch hintereinander zwei Mengenbegrenzungsventile angebracht, die zwar eine Aufladung des Speichers dank jeweils eines den Zulauf zum Arbeitsspeicher hin freigebenden Rückschlagventiles ermöglichen, die jedoch bei Druckabfall des gespeicherten Arbeitsdruckes unter eine bestimmte Druckgrenze eine weitere Druckentnahme aus dem Arbeitsspeicher verhindern. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß vor einer weiteren Leistungsentnahme durch einen hydraulischen Verbraucher zunächst der Arbeitsspeicher wieder aufgeladen wird. Die Zu- und Abschaltventile sind als kombinierte, zugleich den Zulauf als auch den Ablauf in den Pumpensumpf beeinflussende Ventile ausgebildet Der in der Sammelleitung bzw. im Arbeitsspeicher anstehende Arbeitsdruck wird durch diese kombinierten Zu- und Abschaltventile sofort voll auf die entsprechenden hydraulischen Verbraucher geschaltet, wodurch der Arbeitsdruck schkgartig zu den Verbrauchern durchschlägt Da die bekannte Steuereinrichtung für Ackerschlepper vorgesehen ist ist bei dieser Anwendung ein solcher Druckstoß beim Zuschalten der hydraulischen Verbraucher unschädlich; es handelt sich dabei z. B. um den Frontlader an einem Ackerschlepper, eine Pflugregeleinrichtung, eine Fahrersiteverstellung und eine hydraulische Sperre für das Differentialgetriebe des Ackerschleppers.

Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen ein Verbraucher, z. B. ein Servozylinder oder ein Hydromotor an eine hochdruckführende Sammelleitung vollkommen ruckfrei angeschlossen werden soll, damit keine unkontrollierten Bewegungen des Verbrauchers erfolgen können, welche durch Druckstöße hervorgerufen werden. Auf verschiedene Weise hat man bisher schon versucht derartige von Druckstößen freie Zuschaltungen von Verbrauchern vorzunehmen, jedoch ist dies bisher noch nicht in einer für die Praxis annehmbaren Weise gelungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung mit möglichst geringen und einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß mit ihr eine ruckfreie Zu- und Abschaltung mehrerer hydraulischer Geräte nacheinander vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst Dank des zeitlich definiert aufgeladenen Vorfallspeichers wird bei jedem Zuschaltvorgang ein zeitlich definiert ansteigender Druckverlauf erzeugt, mit dem der zuzuschaltende Verbraucher zunächst belastet wird; erst nach nahezu vollständigem Erreichen des Druckes in dem zuzuschaltenden Verbraucher wird völlig durchgeschaltet Dadurch kann aufgrund einer derartigen Steuereinrichtung ein hydraulischer Verbraucher völlig ruckfrei zugeschaltet werden. Dazu wird zunächst das normalerweise offene Entlastungsventil geschlossen und das in Ruhestellung geschlossene Vorfüllventil geöffnet; das Speicherladeventil schaltet auf Durchgang zum Druckspeicher. Aufgrund des begrenzten Mengendurchlasses des Stromreglers wird über das Vorfüll- und

das Speicherladeventil in den angeschlossenen Leitungen unter der Wirkung des Druckspeichers von Null an allmählich ein immer größer werdender Druck aufgebaut Im Laufe dieses Druckaufbaues wird ein Punkt erreicht, bei dem in den am Differenzdruckschalter beiderseits angeschlossenen Leitungsabschnitten nahezu Druckgleichheit herrscht, wodurch — ausgelöst durch den Differenzdruckschalter — das Zuschaltventil geöffnet und der volle Strömungsquerschnitt zum hydraulischen Gerät freigegeben wird. Danach schaltet das Vorfüll- und das Speicherladeventil in die Ruhestellung zurück und es kann sich der Speicher über das Speicherladeventil in den Pumpensumpf entladen, wodurch er für einen neuen Zuschaltvorgang eines anderen Verbrauchers wieder bereit ist Auch das Abschalten eines zugeschalteten Verbrauchers erfolgt ruckfrei; dazu werden zunächst das Zuschaltventil geschlossen und danach das Entlastungsventil geöffnet, so daß sich der in den Arbeitsleitungen und Räumen des Verbrauchers gespeicherte Druck ausschließlich in den Pumpensumpf entspannen kann; Kurzschlüsse und Dnickstö3e zu anderen Verbrauchern werden dadurch vermieden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem Speicherladeventil und dem Druckspeieher ein Drossel-Rückschlagventil mit vorzugsweise einstellbarer Drossel und in Speicherentleerungsrichtung sperrenden Rückschlagventil angeordnet sein, um eine sanfte Speicherentleerung sicherzustellen und somit auch bei diesem Vorgang einen Druckstoß zu vermeiden. Der Druckspeicher kann dabei aus einem an sich bekannten unter Druck gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Kolben bestehen, bei dessen Bewegung ein Druck in den angeschlossenen Leitungsabschnitten aufgebaut wird Hierdurch wird eine gute zeitliche Linearität des Druckaufbaues insbesondere gegen Ende erreicht. Der Stromregler ist für einen Durchfluß von etwa 0,5 bis 5 Liter pro Minute einstellbar. Der Differenzdruckschalter ist als »Schließer« geschaltet, d h. bei defektem Schalter kann kein Signal kommen «o und das ZuscMtventil wird nicht geöffnet

Die Steuereinheit kann dabei so geschaltet sein, daß bei einem Hochdruck von etwa 280 bar in dei Sammelleitungen der Differenzdruckschalter bei einer Druckdifferenz von etwa 5 bar schaltet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung in d?r folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können.

Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Steuereinheit geht von o^!ner Hydraulikstation 1 ein Druck von etwa 280 bar aus, der in den an die Hydraulikstrtion angeschlossenen Sammelleitungen 2 herrscht und über ein Zuschaltventil 3 zu einem hydraulischen Gerät als Verbraucher 4 geführt werden kann. Parallel zur Sammelleitung 2 verlaufen zwei Leitungen S und 6 zu dem hydraulischen Gerät dem Verbraucher 4 hin. In der einen Parallelleitung 5 befindet sich ein Differenzdruckschalter 7 und in der anderen Parallelleitung, der Vorfülleitung 6, sind ein Stromregler 8 mit einem Rückschlagventil 9 sowie ein Vorfüllventil 11 angeordnet Der Stromregler 8 dient zum Konstanthalten eines Vorfüllstromes, der nur so gering ist daß 0,5 bis 5 Liter pro Minute hindurchlaufen können.

Zwischen dem Stromregler 8 und dem Vorfüllventil 11 zweigt ein Leitung.«abschnitt 12 zu einem Speicherladeventil 13 ab. Dieses Speicherladeventil kann entweder so geschaltet werden, daß es über eine Leitung 14 mit dem Hydrauliktank 15 verbunden ist oder so, daß es über die Zuleitung 16, in der sich ein Drosselrückschlagventil 17 befindet, mit einem Druckspeicher 18 als Vorfüllspeicher verbunden ist Dieser wird also je nach der Schaltstellung des Speicherladeventils 13 entweder wie dargestellt mit dem Hydrauliktank 15 oder mit dem Leitungsabschnitt 12 verbunden. Die Drossel 19 im Drosselrückschlagventil 17 ist einstellbar, so daß damit die Langsamkeit des Abflusses vom Vorfüllspeicher eingestellt werden kann. Im übrigen weist der Druckspeicher 18 als Vorfüllspeicher einen Kolben 21 auf, der unter dem Druck des im System befindlichen Mediums gegen eine Feder 22 verschiebbar ist, die sich einerseits am Kolben 21 und andererseits am Boden 23 des Zylinders 24 des Druckspeichers 18 abstützt

Beim Abschalten des Verbrauchers 4 wird wie dargestellt das Zuschaltventil 3 geschlossen. Außerdem wird ein Entlastungsventil 25, das in einer Leitung 26 vom Verbraucher 4 zum Hydrauliktank 15 liegt geöffnet Dadurch kann die Leitung 26 entlastet werden, indem Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 26 in den Hydrauliktank 15 abfließen kann.

Bei einem von einem elektrischen Steuerpult aus gegebenen Befehl »Verbraucher zuschalten« wird das Entlastungsventil 25 angesteuert und geschlossen. Dadurch «rird der Verbraucher 4 vom Hydrauliktank 15 getrennt Gleichzeitig werden das Vorfüllventil 11 geöffnet und das Speicherladeventil 13 auf Durchgang von dem Leitungsabschnitt 12 auf die Leitung 16 geschaltet Dadurch strömt ein am Strcmregler 8 vorwählbarer, kleiner, differenzdruckunabhängiger Volumenstrom sowohl direkt zum Verbraucher 4 als auch zum Druckspeicher ?8 als Vorfüllspeicher, dessen im Hydraulikzylinder 24 befindlicher Kolben 21 stangenseitig gegen eine als Federpaket ausgeführte Feder 22 drückt Dieser Kolben 21 fährt mit einer dem vorgewählten Volumenstrom entsprechenden Geschwindigkeit langsam zurück und drückt dabei das Federpaket der Feder 22 zusammen. Dadurch baui sich vor dem Kolben 21 in der Leitung 16 sowie in den Leitungen 6 und 12 und dem Verbraucherkreis langsam ein hydraulischer Druck von Null aus auf. Das am Verbraucher 4 angebaute Servoventil erfährt somit keinen hydraulischen Druckstoß, welcher ein kurzzeitiges öffnen und damit eine unzulässige Bewegung des Verbrauchers bewirken könnte.

Wird aus irgendeinem Grunde, wenn z. B. die Verbraucherleitung offen ist, innerhalb einer einstellbaren Zeit kein Druckaufbau erreicht so wird der gesamte Vorfüllvorgang automatisch abgebrochen, ohne daß die Hauptleitung geöffne? wird.

Liegt der Vorfülldruck im Verbraucherkreis mit der Leitung 5, 6 etwa 5 bar unter dem Systemdruck von 280 ba. in der Leitung 2, so spricht der Differenzdruckschalter 7 an, so daß dadurch das Zuschaltventil 3 geöffnet wird Damit wird ein großer Strömungsquerschnitt freigegeben. Kurz danach werden das Vorfüllventil 11 und das Speicherladeventil 13 wieder entregt und der Kolben 21 des Druckspeichers 18 fährt durch Entspannen der Feder 22 wieder in Bereitschaftsstellung zum Zuschalteinsatz bei einem anderen Verbraucher. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist nämiich die Möglichkeit gegeben, das System in der dargestellten Weise so zu erweitern, daß nacheinander weitere hydraulische Geräte ^;η erfindungsgemäßer Weise, d. h. ohne einen hydraulischen Druckstoß zugeschaltet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Steuereinrichtung zum Zu- und Abschalten von hydraulischen Geräten an eine hochdruckführende Sammelleitung, mit einer auf die Sammelleitung arbeitenden Druckquelle, einem über ein Speicherladeventil an die Sammelleitung anschlieBbaren Druckspeicher sowie je einer von der Sammelleitung ausgehenden, zu jeweils einem der hydraulischen Geräte führenden Arbeitsleitung und je einer von jedem der hydraulischen Geräte zum Hydrauliktank zurückführenden Ruheleitung, welche Leitungen jeweils durch Zu- und Abschaltventile verschließbar sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: