DE2910623A1 - Hydraulisches system - Google Patents

Hydraulisches system

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Description

DEERE & COMPANY
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Hydraulisches System
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches System mit einer Förderpumpe, einer Ladepumpe, deren Auslaß mit dem Einlaß der Förderpumpe über eine Druckleitung verbunden ist, einem Hydromotor mit einer Rücklaufleitung, der von der Förderpumpe beschickt wird, und einem Ventil, das zwischen die Rücklaufleitung und einen Sammelbehälter geschaltet und derart mit der Druckleitung verbunden ist, daß bei einem vorherbestimmten Druck die Rücklaufleitung mit der Druckleitung verbunden ist.
Bei diesem bekannten Hydrauliksystem (US-PS 3 973 398) ist zusätzlich ein Überdruckventil vorgesehen, das in Notfällen eine Verbindung des Bereichs zwischen der Lade- und der Förderpumpe zum Sammelbehälter ermöglicht.
Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, derartige hydraulische Systeme vorteilhafter auszubilden.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das Ventil mit dem Auslaß der Ladepumpe und mit dem Sammelbehälter derart verbunden ist, daß die Verbindung in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorherbestimmten Druckes an der Förderpumpe zustande kommt. Auf diese Weise ist nur ein einziges Ventil vorgesehen, das. derart ausgebildet ist, daß es, wenn der Bedarf des oder der Stellmotore gering ist, eine Verbindung der Ladepumpe mit dem Sammelbehälter herstellt.
Nach der Erfindung wird die Rücklaufleitung mit der Druckleitung verbunden, wenn der Druck in der Rücklauf leitung den in der Druckleitung übersteigt.
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Zweckmäßig entspricht der vorherbestimmte Druck dem am Einlaß der Förderpumpe.
Damit die verschiedenen Verbindungen in Abhängigkeit des Druckes am Einlaß der Förderpumpe hergestellt werden können, wird bei einem hydraulischen System mit dem eine Ventilbohrung aufweisenden Ventil, in dessen Ventilbohrung ein pilotgesteuerter, entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbarer Ventilschieber vorgesehen ist, vorgeschlagen, daß der Pilotraum des Ventilschiebers mit der Druckleitung verbunden ist.
Damit das Ventil kompakt ausgebildet werden kann, weist es einen Ladedruckkanal, der mit dem Auslaß der Ladepumpe verbunden ist, einen Rücklaufkanal, der mit dem Sammelbehälter verbunden ist, und eine Rücklaufbohrung auf, die mit der Rücklaufleitung verbunden ist, wobei Ladedruckkanal, Rücklaufkanal und Rücklaufbohrung anderenends in die Ventilbohrung münden.
Das Rücklauföl kann der Förderpumpe direkt wieder zugeführt werden dadurch, daß die Rücklaufbohrung über eine .Zuführbohrung mit dem Ladedruckkanal verbunden ist, wobei in der Zuführbohrung ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
Dieses Rückschlagventil weist erfindungsgemäß einen in einer Bohrung verschiebbaren Ventilschieber auf, dessen Stirnseite dem Druck in der Rücklaufbohrung entgegen der Wirkung einer Feder und dem Druck in dem Ladedruckkanal ausgesetzt ist.
Damit die erfxndungsgemäße Wirkung leicht zustande kommen kann, sind die Stege des Ventilschiebers derart angeordnet, daß die Verbindung zwischen Rücklaufkanal und Ladedruckkanal und zwischen Rücklaufbohrung und Rücklaufkanal möglich ist und die Verbindung zwischen Ladedruckkanal und Rücklaufkanal bereits unterbrochen ist, wenn die Verbindung zwischen Rücklaufbohrung und Rücklaufkanal noch besteht.
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Sind zusätzliche hydraulische Komponenten, wie beispielsweise ein Filter, vorgesehen, so kann über ein Signalventil leicht festgestellt werden, wenn eine Störung auftritt. Hierzu wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Auslaß der Ladepumpe mit einem Signalventil verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Pilotraum des Ventilschiebers verbunden ist, wobei zwischen der Verbindung des Pilotraumes mit der Druckleitung und dem Auslaß der Ladepumpe ein Filter vorgesehen ist. Zweckmäßig ist hierbei das Signalventil mit einem optisch zu erkennenden Stift versehen, der beispielsweise bei einer Verstopfung des Filters nach außen geschoben wird.
Ferner ist es nach der Erfindung zweckmäßig, daß der Pilotraum des Ventilschiebers über eine Drosselbohrung mit dem Rücklaufkanal verbunden ist, wobei in der Verbindung von dem Pilotraum des Ventilschiebers zu der Druckleitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbexspiel der Erfindung dargestellt.
Das mit 10 bezeichnete hydraulische System weist einen Sammelbehälter 12, einen Filter 14 und eine Ladepumpe 16 auf, die Druckmedium aus dem Sammelbehälter 12 ansaugt. Des weiteren ist die Ladepumpe 16 über eine Druckleitung 18, in der ein Hauptfilter vorgesehen ist, mit einer Förderpumpe 22 verbunden, die wiederum Druckmedium in eine Förderleitung 24 abgibt.
In letzterer sind mehrere Wegeventile 26, 28 und 30 vorgesehen, die mit Hydromotoren in Verbindung stehen, wie bei einem bevorzugten Ausführungsbexspiel mit einem umkehrbaren Hydromotor 32, einem einseitig beaufschlagbaren Stellmotor 34 und einem doppelseitig beaufschlagbaren Stellmotor 36. Des weiteren sind die Wegeventile 26, 28 und 30 mit einer Rücklauf leitung 38 verbun-
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den, die wiederum in ein Ventil 40 mündet, das mit dem Sammelbehälter 12 in Verbindung steht.
Dieses Ventil 40 ist mit einem Ventilgehäuse 41 versehen, in das eine Rücklaufbohrung 42 eingearbeitet ist, die wiederum an die Rücklauf leitung 38 angeschlossen ist tind anderenends in eine Ventilbohrung 44 mündet, die an einem ihrer Enden durch einen Stopfen 46 verschlossen ist. Gegen diesen Stopfen 46 liegt eine Feder 48 an. Ober diese Feder 48 kann ein Ventilschieber 50 in dieser Ventilbohrung 44 gegen das abgelegene Ende der Ventilbohrung 44 gedrückt werden. In der Zeichnung heißt das, daß der Ventilschieber über die Feder 48 zur rechten Seite hin gedrückt wird.
Wenn man an der rechten Seite des Ventilschiebers 50 beginnt, so weist er einen ersten, zweiten und dritten Steg 52, 54 und 56 auf, die durch erste und zweite Eindrehungen 58 und 60 voneinander getrennt sind. Ein Durchgang 62 ist in dem dritten Steg 56 vorgesehen, so daß die federbelastete Seite des Ventilschiebers 50 mit einem Rücklaufkanal 64 verbunden werden kann, der parallel zur und in der Nähe der Rücklaufbohrung 42 vorgesehen ist. Der Rücklaufkanal 64 ist über eine Leitung mit dem Sammelbehälter 12 verbunden. Parallel zum und in der Nähe des Rücklaufkanals 64 ist ein Ladedruckkanal 66 in das Ventil eingearbeitet, der die Ventilbohrung 44 mit der Druckleitung 18 verbindet.
Der Ladedruckkanal 66 ist über eine Zuführbohrung 68 mit einem Rückschlagventil 70 versehen, dessen Bohrung an einem Ende über einen Stopfen 72 verschlossen ist. Gegen diesen Stopfen liegt eine Feder 74 an, die anderenends einen Ventilschieber 76 zum rechten Ende der Bohrung des Rückschlagventils 70 verschieben will. Im rechten Ende der Bohrung ist eine Öffnung 78 vorgesehen, die den Zugang zu der Rücklaufbohrung 42 gestattet. Der Ventilschieber 76 ist ferner mit Durchtritten 80 versehen, die eine
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Flüssigkeitsverbindung der Zuführbohrung 68 mit der federbelasteten Seite des Ventilschiebers ermöglichen.
Was die Ventilbohrung 44 anbelangt, so ist ihr rechtes Ende mit einem Kanal 82 verbunden, der mit einem Rückschlagventil 84 versehen ist. Letzteres ist mit einem herkömmlichen Halter 86, einer Feder 88 und einer Kugel 90 versehen und derart angeordnet, daß Druckflüssigkeit von der Druckleitung 18 zu dem Kanal 82 gelangen kann, aber nicht in umgekehrter Richtung.
Der Kanal 82 ist des weiteren mit einem ersten und zweiten Kanal 92 und 94 versehen, die zueinander Abstand aufweisen und in eine Ventilbohrung 96 eines Signalventils münden, das in dem Ventilgehäuse 41 vorgesehen ist. Die Ventilbohrung 96 des Signalventils ist an einem Ende über einen Stopfen 98 verschlossen, der einen gegenüber dem Stopfen abgedichteten Kolben 100 aufnimmt. Gegen den Stopfen 98 liegt des weiteren eine Feder 102 an, die anderenends gegen einen Distanzstift 104 anliegt. Gegen letzteren liegt wiederum eine Feder 106 an, deren anderes Ende einen Ven— tilschieber 108 des Signalventils gegen das rechte Ende der Ventilbohrung 96 des Signalventils drücken will. Das rechte Ende der Ventilbohrung 96 ist des weiteren über einen Ladekanal 110 mit der Ventilbohrung 44 und somit mit dem Ladedruckkanal 66 verbunden.
Der erste und zweite Kanal 92 und 94 und der Kanal 82 des Rückschlagventils 84 sind gemeinsam über eine Drosselbohrung 112 mit dem Rücklaufkanal 64 verbunden.
Während des Einsatzes des hydraulischen Systems 10 wird, wenn sich alle Wegeventile 26, 28 und 30 in ihrer geschlossenen Position befinden, die Ladepumpe 16 unter Druck befindliche Flüssigkeit in die Druckleitung 18 fördern. Der Druck dieser Flüssigkeit wird dann einen vorherbestimmten Maximalwert einnehmen, da der
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Flüssigkeicsfluß durch das Rückschlagventil 84, abgesehen von den Verlusten durch die Drosselbohrung 112 und den Rücklaufkanal $4r einen Druck auf der rechten Seite in der Ventilbohrung 44 erzeugt, wodurch die Feder 48 zusammengedrückt und der Ventilschieber 50 bis in sein extremes linkes Ende verschoben wird.
Befindet sich nun der Ventilschieber 50 in seiner äußersten linken Stellung, dann sind die Rücklaufbohrung 42 und der Ladedruckkanal 66 mit dem Rücklaufkanal 6 4 über die Eindrehungen 58 und 60 verbunden. In dieser Stellung wird Rücklauföl aus den Wegeventilen in den Sammelbehälter 12 gelangen und lediglich der Druck, der an der Förderpumpe 22 erforderlich ist, wird beibehalten und der übrige durch den Ladedruckkanal 66 in den Rücklaufkanal 64 gelangen. Wenn nun einer der Verbraucher Flüssigkeit von der Förderpumpe 22 benötigt, beispielsweise der doppelseitig beaufschlagbare Stellmotor 36, dann wird der Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung 18 etwas reduziert. Diese Reduzierung unter den maximalen vorherbestimmten Druckwert bewirkt eine Reduzierung des Druckes in dem Kanal 82 des Rückschlagventxls 84, wodurch sich der Ventilschieber 50 nach rechts bewegen kann. Diese Bewegung bewirkt ein Abmessen der Flüssigkeit von dem Ladedruckkanal 66 über den zweiten Steg 54 des Ventilschiebers 50 und außerdem einen entsprechenden Druckanstieg in der Druckleitung 18, um der Druckreduzierung entgegenzuwirken, die durch den Bedarf des Verbrauchers an der Förderpumpe 22 entstanden ist.
Wird noch mehr Flüssigkeit von der Forderpumpe 22 gefordert, beispielsweise wenn der doppelseitig beaufschlagbare Stellmotor 36 sowie der umkehrbare Hydromotor 32 zugeschaltet werden, dann wird der Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung 18 weiter reduziert, wodurch der Druck im rechten Ende der Ventilbohrung 44 einen Wert erreicht, bei dem der zweite Steg 54 des Ventilschiebers 50 den Ladedruckkanal 66 von dem Rücklaufkanal 64 trennt, wodurch die gesamte Leistung der Ladepumpe 16 der Druckleitung 18
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zugefügt wird. An dieser Stelle wird darauf hingeweisen, daß die Rücklaufleitung 38 dann immer noch mit dem Rücklaufkanal 64 über die Rücklaufbohrung 42 in Verbindung steht, wodurch Rücklauföl in den Sammelbehälter gelangen kann.
Wird nun die volle Leistung der Förderpumpe 22 verlangt, wenn alle Verbraucher im Einsatz sind, beispielsweise beide Stellmotore 34 und 36 und auch der umkehrbare Hydromotor 32, dann wird der Druck der Druckflüssigkeit in der Druckleitung 18 über einen vorherbestimmten Mindestdruckwert weiter reduziert. Die Reduzierung des Druckes in der Druckleitung 18 bewirkt wiederum, daß der Ventilschieber 50 soweit nach rechts bewegt wird, bis der dritte Steg nur noch einen begrenzten Zufluß zuläßt und dann die Rücklaufbohrung 42 von dem Rücklaufkanal 64 vollständig trennt. Als Resultat dieser Trennung ergibt sich, daß der Druck in der Rücklaufleitung 38 ansteigt. Wenn nun dieser Druck ein vorherbestimmtes unteres Druckniveau erreicht, das eine Funktion des Unterschiedes zwischen dem Druck in der Rücklaufleitung und dem Druck in der Druckleitung 18 plus der Kraft der Feder 74 ist, dann wird die öffnung 78 von dem Ventilschieber 76 freigegeben, so daß Druckflüssigkeit aus der Rücklaufbohrung 42 in die Zuführbohrung 68 eintreten kann und schließlich in den Ladedruckka— nal 66 gelangt.
Hat nun der Ventilschieber 76 die öffnung 78 freigegeben, so wird Rücklaufflüssigkeit von den verschiedenen Verbrauchern direkt der Druckleitung 18 zugeführt, so daß die Ladepumpe 16 lediglich so viel Flüssigkeit zuzuführen hat, wie von dem einseitig beaufschlagbaren Stellmotor 34 erfordert wird.
Sind nun die verschiedenen Verbraucher abgeschaltet, so ist die Folge der Arbeitsabläxife umgekehrt, so daß bei einem Minimumdruckniveau die Rückläufe der Verbraucher mit dem Sammelbehälter verbunden sind und dann bei einem maximalen Druckniveau die Lade-
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pumpe ebenfalls mit dem Sammelbehälter 12 verbunden ist. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Systems ist, daß die Flüssigkeit größtenteils wieder zu dem Sammelbehälter 12 geführt wird, so daß es von der Ladepumpe 16 durch den Filter 14 als auch durch den Hauptfilter 20 gefördert wird, wodurch die Lebensdauer des Hauptfilters 20 verlängert und das System sauberer gehalten werden kann.
Das Ventil 40 ist ferner mit dem Hauptfilter 20 verbunden, so daß ein optisches Zeichen gegeben werden kann, wenn der Hauptfilter verstopft ist, wodurch die Verbraucher außer Funktion gesetzt werden könnten. Wenn der Hauptfilter 20 sich verstopft, dann wird der Druck an der Ladepumpe ansteigen, wodurch ein Druckanstieg in dem Ladedruckkanal 66 und in dem Ladekanal 110 erfolgt. Bei einem vorherbestimmten Unterschied beiderseits des Hauptfilters 20, der erreicht wird, wenn der Druck in dem Ladekanal größer ist als der in dem ersten Kanal plus der Kraft der Feder 106, dann wird der Ventilschieber 108 sich derart verschieben, daß die Feder 102 zusammengepreßt wird, wodurch der Distanzstift 104 den Kolben 100 nach links verschiebt, wodurch der Stößel des Kolbens 100 ausgefahren wird, was bedeutet, daß der Filter verstopft ist. Die unter Druck befindliche Flüssigkeit aus dem Ladekanal 110 wird dann über die ersten und zweiten Kanäle 92 und 94 zu dem Kanal 82 weitergeleitet, wodurch der Ventilschieber 50 wiederum nach links in eine Position verschoben wird, in der der Ladedruckkanal 66 mit dem Rücklaufkanal 64 verbunden ist.
Nachdem der Hauptfilter 20 gereinigt worden ist, wird das Ventil^ 40 selbständig seine normale Betriebsstellung wieder einnehmen.
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Claims (11)

DEERE & COMPANY case No. 11402 GFR EUROPEAN OFHCE Patentansprüche
1. Hydraulisches System mit einer Förderpumpe, einer Ladepumpe, deren Auslaß mit dem Einlaß der Förderpumpe über eine Druckleitung verbunden ist, einem Hydromotor mit einer Rücklaufleitung, der von der Förderpumpe beschickt wird, und einem Ventil, das zwischen die Rücklaufleitung und einen Sammelbehälter geschaltet und derart mit der Druckleitung verbunden ist, daß bei einem vorherbestimmten Druck die Rücklaufleitung mit der Druckleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (40) mit dem Auslaß der Ladepumpe (16) und mit dem Sammelbehälter (12) derart verbunden ist, daß die Verbindung in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorherbestimmten Druckes an der Förderpumpe (22) zustande kommt.
2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (38) mit der Druckleitung (18) verbunden wird, wenn der Druck in der Rücklaufleitung den in der Druckleitung übersteigt.
3. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Druck der am Einlaß der Förderpumpe (22) ist.
4. Hydraulisches System nach Anspruch 3 mit dem eine Ventilbohrung aufweisenden Ventil, in dessen Ventilbohrung ein pilotgesteuerter, entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbarer Ventilschieber
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vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotraum des Ventilschiebers (50) mit der Druckleitung {18} verbunden ist.
5. Hydraulisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil {40) einen Ladedruckkanal (66), der mit dem Auslaß der Ladepumpe (16) verbunden ist, einen Rücklaufkanal (64), der mit dem Sammelbehälter (12) verbunden ist, und eine Rücklaufbohrung (42) aufweist, die mit der Rück^ laufleitung (38) verbunden ist, wobei Ladedruckkanal, Rücklaufkanal und Rücklaufbohrung anderenends in die Ventilbohrung (44) münden.
6. Hydraulisches System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufbohrung (42) über eine Zuführbohrung (68) mit dem Ladedruckkanal (66) verbunden ist, wobei in der Zuführbohrung ein Rückschlagventil (70) vorgesehen ist.
7. Hydraulisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (70) einen in einer Bohrung verschiebbaren Ventilschieber (76) aufweist, dessen Stirnseite dem Druck in der Rücklaufbohrung (42) entgegen der Wirkung einer Feder (74) und dem Druck in dem Ladedruckkanal (66) ausgesetzt ist.
8. Hydraulisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (52, 54, 56) des Ventilschiebers (50) derart angeordnet sind, daß die
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Verbindung zwischen Rücklaufkanal (64) und Ladedruckkanal (66) und zwischen Rücklaufbohrung (42) und Rücklaufkanal möglich ist und die Verbindung zwischen Ladedruckkanal und Rücklaufkanal bereits unterbrochen ist, wenn die Verbindung zwischen Rücklaufbohrung und Rücklaufkanal noch besteht.
9. Hydraulisches System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der Ladepumpe (16) mit einem Signalventil verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Pilotraum des Ventilschiebers (50) verbunden ist, wobei zwischen der Verbindung des Pilotraumes mit der Druckleitung (18) und dem Auslaß der Ladepumpe ein Filter (20) vorgesehen ist.
10. Hydraulisches System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotraum des Ventilschiebers (50) über eine Drosselbohrung (112) mit dem Rücklaufkanal (64) verbunden ist.
11. Hydraulisches System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung von dem Pilotraum des Ventilschiebers (50) zu der Druckleitung (18) ein Rückschlagventil (84) vorgesehen ist.
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DE2910623A 1978-03-24 1979-03-17 Steuervorrichtung für ein hydraulisches System Expired DE2910623C2 (de)

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