DE29515296U1 - Steuerventil für hydraulische Verbraucher - Google Patents

Steuerventil für hydraulische Verbraucher

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Description

HANSMANN *')ÖueK^WS ;:HÄ3VSMANN
PATENTANWÄLTE .;.·. ·.. «Ü^OrE*AisMP A IrSEJST li ATTORNEYS
DIPL.-ING. DIERK HANSMANN · DR.-ING. HANS-HENNING KLJCKOW ■ GEORG HANSMANN(tl977) JESSENSTRASSE 4 · 22767 HAMBURG · TEL. (040) 38 24 57/3 89 84 45 · FAX (040) 3 89 35
G.5682
Anmelder: Buchholz Hydraulik GmbH
Wasserwerksweg, 24147 Klausdorf-Schwentine
Steuerventil für hydraulische Verbraucher
Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Steuerventil, insbesondere für die Arbeitshydraulik von Gabelstaplern mit mehreren hydraulischen Verbrauchern, bei dem mindestens zwei Schieber mit Meßblende zur Ansteuerung jeweils eines Verbrauchers in getrennten Zweigen angeordnet sind und bei dem jedem der Schieber in Flußrichtung eine Zweiwegedruckwaage vorgeschaltet ist.
Zur Erhöhung des Bedienungskomforts im Bereich von Staplerfahrzeugen werden zunehmend manuell betätigte Ventile durch elektrisch gesteuerte Ventile ersetzt. Für einen Nutzer hat dies den Vorteil, daß geringere Betätigungskräfte erforderlich sind und daß kürzere Hebelwege durchlaufen werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine Einhebelbedienung vorzusehen. Konstruktiv bestehen Vorteile darin, daß das Ventil entfernt zum
Deutsche Bank AG 65 49 844 &iacgr;&Bgr;&Egr;&Zgr;!&Zgr;&sgr;&thgr;&Ggr;700 OW ·■* · PftStgiroatfit Hamburg 4234-206 (BLZ 200 100 20)
&igr;:
Fahrer angeordnet werden kann und daß deshalb flexiblere Einbaumöglichkeiten bestehen. Ebenfalls kann aufgrund der elektrischen Ansteuerung ein mechanisches Hebelgestänge entfallen.
Ein derartiges elektrisch betätigtes hydraulisches Modul wird beispielsweise in der DE-OS 42 39 321 beschrieben. Dieses Hubmodul ist jedoch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, eine voneinander unabhängige gleichzeitige Ansteuerung von mehreren hydraulischen Verbrauchern vorzunehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Steuerventil der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine gleichzeitige Betätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher ohne gegenseitige Beeinflussung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zweiwegedruckwaagen derart geschaltet sind, daß sie immer dann in geschlossener Stellung stehen, wenn ein momentaner Pumpendruck einer Hydraulikpumpe höher ist als der jeweils zugeordnete Verbraucherdruck und daß in einer geschlossenen Schaltstellung der Zweiwegedruckwaagen ein definierter Restquerschnitt offen ist und daß ein ÖffnungsVorgang der Druckwaage durch ein Verzögerungselement verzögert ist.
Durch die vorgeschlagene Merkmalskombination wird eine Entkopplung der Ansteuerung der jeweiligen Verbraucher gewährleistet. Insbesondere ist es auch möglich, eine Verwendung von drehzahlgesteuerten Hydraulikpumpen vorzusehen, die gegenüber von Konstantpumpen zu Geräuschreduzierungen und Energieeinsparungen führen.
Zur Anpassung an unterschiedliche Anwendungsanforderungen wird vorgeschlagen, daß die Meßblenden als verstellbare Drosseln ausgebildet sind.
Eine robuste Realisierung wird dadurch bereitgestellt, daß der Restquerschnitt durch eine Kerbe in einem Kolbenumfangsbereich eines Kolbens der Zweiwegedruckwaage bereitgestellt ist.
Fertigungstechnisch ist es von Vorteil, daß die Kerbe eingefräst ist.
Zur Bereitstellung eines bedienungsfreundlichen Steuerbereiches wird vorgeschlagen, daß die Zweiwegedruckwaagen eine große positive Überdeckung und einen großen Feinsteuerbereich aufweist, wobei die Summe der positiven Überdeckung und des Feinsteuerbereiches mindestens zwei Drittel des Kolbenhubes der Zweiwegedruckwaage entspricht.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Summe etwa drei Viertel des Kolbenhubes entspricht.
Eine Vermeidung von ruckartigen Bewegungen kann dadurch erfolgen, daß zur Dämpfung einer Hubbewegung der Kolben der Zweiwegedruckwaagen Dämpfungsdrosseln vorgesehen sind.
Eine einfache fertigungstechnische Realisierung erfolgt dadurch, daß die Drosseln als Kerben im Bereich eines Kolbenumfanges der Kolben der Zweiwegedruckwaagen ausgebildet sind.
Zur Verminderung von Wartungsarbeiten wird vorgeschlagen, daß die Kerben selbstreinigend sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1: ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der hydraulischen Verschaltung zur Ansteuerung von zwei Verbrauchern
und
Fig. 2: ein Übersichtsschaltbild zur Veranschaulichung der hydraulischen Verschaltung bei Ansteuerung einer Hauptfunktion sowie dreier Nebenfunktionen.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 werden von einer Hydraulikpumpe (1) zwei Verbraucher (2) versorgt, die in Zweigen (3) angeordnet sind, die jeweils an eine Versorgungsleitung (4) und einer Rückflußleitung (5) angeschlossen sind. Die Rückflußleitung (5) mündet in ein Reservoir (6) ein, aus dem die von einem Motor (7) angetriebene Hydraulikpumpe (1) Hydraulikflüssigkeit fördert. Der Motor (7) kann über eine Ansteuerung (8) in seiner Drehzahl festgelegt werden.
Die Verbraucher (2) können beispielsweise den Nebenfunktionen Schieben und Neigen eines Gabelstaplers zugeordnete sein. Eine Ansteuerung erfolgt über Schaltmagnete. Eine Hauptfunktion Senken, deren Realisierung in Fig. 1 nicht dargestellt ist, kann elektroproportional angesteuert werden.
Alle Verbraucher (2) werden von der drehzahlgeregelten Hydraulikpumpe (1) mit genau dem Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit versorgt, der einer Verfahrgeschwindigkeit von im Bereich der Verbraucher (2) angeschlossenen Hydraulikzylindern entspricht.
In jedem der Zweige (3) ist ein Wegeventilschieber (9) angeordnet, dem in Versorgungsflußrichtung der
Hydraulikflüssigkeit eine Zweiwegedruckwaage (10) vorgeschaltet und eine Drossel (11) nachgeschaltet ist. Durch die Kombination der Zweiwegedruckwaage (10) und der Drossel (11) wird ein Stromregelventil ausgebildet, das den Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit und somit die Kolbengeschwindigkeit der Hydraulikzylinder im Bereich der Verbraucher (2) begrenzt. Durch geeignete Dimensionierung von Querschnitten der Drosseln (11) können maximale Kolbengeschwindigkeiten richtungsunabhängig festgelegt werden.
Die Drosseln (11) können zur Anpassung an unterschiedliche Einsatzanforderungen verstellbar ausgebildet sein. Soll eine Mehrfachbedienung zur gleichzeitigen Ansteuerung mehrerer Verbraucher (2) durchgeführt werden, beispielsweise gleichzeitiges Heben und Neigen, so wird für jeden Verbraucher (2) eine angepaßte Geschwindigkeit ausgewählt. Aus der Summe dieser Sollwerte wird diejenige Ansteuerung für die Hydraulikpumpe (1) automatisch festgelegt, die den erforderlichen Summenvolumenstrom an Hydraulikflüssigkeit bereitstellt. Die ausgebildeten Stromregelventile tragen dafür Sorge, daß der Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit vorgegeben auf die Verbraucher (2) aufgeteilt wird.
Bei einer Betriebsart, bei der bereits einer oder mehrere der Verbraucher (2) in Betrieb sind und ein weiterer Verbraucher (2) zugeschaltet wird, werden zur Vermeidung eines Anfahrsprunges der versorgten Hydraulikzylinder spezielle Verschaltungen der Zweiwegedruckwaagen (10) realisiert. Die Verschaltungen erfolgen dabei derart, daß die Zweiwegedruckwaagen (10) solange in einer geschlossenen Ventilstellung verharren, wie ein momentaner Pumpendruck der Hydraulikpumpe (1) höher als ein jeweils zugeordneter Lastdruck der Verbraucher (2) ist. Diese Verschaltung hat darüber hinaus den Vorteil,
daß ein weiches Einregeln der Maximalgeschwindigkeit im Bereich der Verbraucher (2) gewährleistet ist.
Die Zweiwegedruckwaagen (10) sind mit einer relativ großen positiven Überdeckung und einem großen Feinsteuerbereich versehen.
Im Bereich der Zweiwegedruckwaagen (10) ist jeweils zusätzlich eine Dämpfungsdrossel (12) angeordnet. Diese Dämpfungsdrosseln (12) sorgen gemeinsam mit einem Restquerschnitt im Kolbenbereich zu einem sanften und druckfreien Anfahren der Verbraucher (2) im Bereich der Nebenfunktionen. Der Restquerschnitt kann beispielsweise als gefräste Kerbe ausgeführt sein. Durch diese konstruktive Realisierung wird die Zweiwegedruckwaage (10) aus einer geschlossenen Schaltstellung, die der Minimalgeschwindigkeit zugeordnet ist, langsam in die Regelposition überführt. Über die Kolben im Bereich der Zweiwegedruckwaagen (10) werden die jeweiligen Strömungsverhältnisse vorgegeben.
Die im Bereich der Zweiwegedruckwaagen (10) vorgesehene positive Überdeckung und der realisierte Feinsteuerbereich weisen in der Summe mindestens zwei Drittel des Kolbenhubes im Bereich der Zweiwegedruckwaagen (10) auf. Vorzugsweise ist daran gedacht, daß die Summe etwa drei Viertel des Kolbenhubes beträgt.
Fig. 2 zeigt schematisch den Anschluß von drei Verbrauchern (2) für Nebenfunktionen sowie einem Verbraucher (13) für eine Hauptfunktion, beispielweise das Heben, über einen Ventilblock (14) an die Versorgungsleitung (4) und die Rückflußleitung (5). Im Bereich des Ventilblockes (14) sind drei Ventilmodule (15) zur Ansteuerung der Nebenfunktionen und ein Ventilmodul (16) zur Ansteuerung der Hauptfunktion angeordnet. Die
Ventilmodule (15) bestehen jeweils aus dem Wegeventilschieber (9)/ der Zweiwegedruckwaage (10), der Drossel (11), der Dämpfungsdrossel (12) sowie in Fig. 1 dargestellten Wechselventilen (17).

Claims (9)

  1. HANSMANN . .
    PATENTANWÄLTE .!.* *,,*E U lV25PE,.£?N* P^IpEJVIJF ATTORNEYS
    DIPL.-ING. DIERK HANSMANN · DR.-ING. HANS-HENNING KLICKOW · GEORG HANSMANNf+1977) JESSENSTRASSE 4 ■ 22767 HAMBURG · TEL. (040) 38 24 57/3 89 84 45 ■ FAX (040) 3 89 35
    G.5682
    Anmelder: Buchholz Hydraulik GmbH
    Wasserwerksweg, 24147 Klausdorf-Schwentine
    Schutzansprüche
    Elektrohydraulisches Steuerventil, insbesondere für die Arbeitshydraulik von Gabelstaplern mit mehreren hydraulischen Verbrauchern, bei dem mindestens zwei Schieber mit Meßblende zur Ansteuerung jeweils eines Verbrauchers in getrennten Zweigen angeordnet sind und bei dem jedem der Schieber in Flußrichtung eine Zweiwegedruckwaage vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweiwegedruckwaagen (10) derart geschaltet sind, daß sie immer dann in geschlossener Stellung stehen, wenn ein momentaner Pumpendruck einer Hydraulikpumpe (1) höher ist als der jeweils zugeordnete Verbraucherdruck und daß in einer geschlossenen Schaltstellung der Zweiwegedruckwaagen (10) ein definierter Restquerschnitt offen ist und daß ein Öffnungs vor gang der Druckwaage durch ein Verzögerungselement verzögert ist.
    Deutsche Bank AG 65 49 844 CBUZ 2DOV0O OW* '"PoSfgiroafAt Hamburg 4234-206 (BLZ 200 100 20)
  2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßblenden (11) als verstellbare Drosseln ausgebildet sind.
  3. 3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Restquerschnitt durch eine Kerbe in einem Kolbenumfangsbereich eines Kolbens der Zweiwegedruckwaage (10) bereitgestellt ist.
  4. 4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe eingefräst ist.
  5. 5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweiwegedruckwaagen (10) eine große positive Überdeckung und einen großen Feinsteuerbereich aufweisen, wobei die Summe der positiven Überdeckung und des Feinsteuerbereiches mindestens zwei Drittel des Kolbenhubes der Zweiwegedruckwaage (10) entspricht.
  6. 6. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe etwa drei Viertel des Kolbenhubes entspricht.
  7. 7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung einer Hubbewegung der Kolben der Zweiwegedruckwaagen (10) Dämpfungsdrosseln (12) vorgesehen sind.
  8. 8. Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (12) durch die Kerben im Bereich des Kolbenumfanges der Kolben der Zweiwegedruckwaagen (10) ausgebildet sind.
    <■ · · w mm
  9. 9. Steuerventil nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Kerben selbstreinigend ausgebildet sind.
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