DE29617735U1 - Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine - Google Patents
Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und ArbeitsmaschineInfo
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Description
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Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und
Lasthaltung rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher
einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine
Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung
rotatorischer und/oder translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine.
Für Steuerschieber, die nach dem Wirkprinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung
mit Sekundärdruckwaage arbeiten, gibt es unterschiedliche Anordnungen der Signalerzeugung
und -weiterleitung.
Die zur Zeit bekannten Systeme der !astdruckunabhängigen Durchflußverteilung weisen eine
funktionale und räumliche Trennung zwischen der Sekundärdruckwaage, die die Funktion der
Druckkompensation übernimmt, der Signalerzeugung und -weiterleitung sowie der Lasthaltefunktion
auf. Durch die funktionale und räumliche Trennung der Funktionseinheiten steigt die
Anzahl der Einzelkomponenten des Systems und somit auch der Kosten-, Montage- und Wartungsaufwand.
Bei Steuerschiebern nach dem Prinzip der lastdruckunabhängigen Durchflußverteilung (LUDV)
gibt es unterschiedliche Möglichkeiten des Abgriffes und der Weiterleitung des sogenannten
Load-Sensing (LS) -Signals. Einerseits gibt es die Möglichkeit, dieses Signal über ein aufwendiges
in die Schiebersektionen integriertes System von Meldeleitungen an den Pumpenregler
weiterzuleiten. Andererseits besteht die Möglichkeit, in die Kompensatorkolben weitere Kolben
einzubauen, die mit einer relativ schwachen Feder ausgerüstet sind. Die Kompensatorkolben
können auch so ausgebildet sein, daß sie über eine Steueröffnung das Load-Sensing-Signal
weiterleiten. Die erstgenannte Ausführung ist aufwendig, während die beiden letztgenannten
bezüglich der Signalabgabe derart empfindlich sind, daß über die Steuerkanten bei den kleinen
Ölströmen ein druckgenaues Weiterleiten des Load-Sensing-Signaies nicht immer gewährleistet
ist. Dies bewirkt eine ungenaue Ansteuerung des Pumpenreglers, was sich wiederum negativ
auf die Gesamtsteuerung, d.h. die Ansteuerung einzelner oder mehrerer Verbraucher
auswirkt.
Die DE-A 34 43 354 betrifft eine Hydraulikanlage, die über eine beispielsweise von einem Dieselmotor
angetriebene Pumpe verfügt, die Druckmittel über Wege-Ventile Verbrauchern zuleitet.
Der Drehzahlregier der Einspritzpumpe des Dieselmotors wird mit Hilfe eines druckbeaufschlagten
Steiizylinders beeinflußt, auf den der zwecks Drehzahianhebung der Brennkraftmaschine
erzeugte Druck in einer Steuerleitung einwirkt. Dieser Druck wird im Zusammenwirken
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eines der Wege-Ventile für einen einfach wirkenden Verbraucher und eines Druckregelventils
so gesteuert, daß beim Betätigen eines üblichen Wege-Ventils in der Leitung ein konstanter
Druck erzeugt wird. Beim Betätigen des anderen Wege-Ventils für den einfach wirkenden Verbraucher
kommt eine spezielle Steuerkante zur Wirkung, wodurch ein proportional zur Auslenkung
des Steuerschiebers ansteigender Druck in der Leitung erzeugt wird. Dadurch wird die
Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Pumpe erhöht und so eingestellt, daß die Verbraucher
gerade die benötigte Druckmittelmenge erhalten. Auf diese Weise ist ein wirtschaftlicher
Betrieb möglich.
Aus der US-A 2,892,312 ist eine hydraulische Anlage für Traktoren bekannt, die mit Arbeitszylindern
zum Betreiben von mehreren Arbeitsgeräten ausgerichtet ist, wobei diese Arbeitszylinder
von einer Pumpe gespeist werden, deren Förderdruck lastunabhängig gesteuert wird und
wobei die Arbeitszylinder unter Verwendung eines Steuerschiebers und eines Steuerventils
jeweils separat angesteuert werden.
Einem Linde-Bericht aus „Technik und Wissenschaft" Nr. 63,1969, Seiten 5-8 ist die Beschreibung
der Linde-Synchro-Control (LSC) für mobile Hydraulikanwendungen zu entnehmen. Das
System arbeitet nach dem Load-Sensing-Prinzip. Es verbessert erheblich die gleichzeitige
Betätigung verschiedener Funktionen von Hydrauliksystemen mit offenem Kreislauf. Die Linde-Synchro-Controi
(LSC)-Ventile sind einzelne Ventilsektionen. Die geeignete Kombination für verschiedene Maschinen wird dadurch erreicht, daß man die Einzeisektionen auf entsprechende
Ventilplatten montiert. Diese Ventilplatten beinhalten lediglich die Verbindungskanäle, wie
z.B. den Eingangskanal von der Pumpe, Verbindungskanäle zu und von den Ventilen, die
Rückiaufleitung und den Anschluß des Rücklaufs zum Tank. In den Ventilsektionen sind die
eigentlichen Funktionselemente untergebracht. Die Ventile selbst sind in Kolbenbauart ausgeführt,
haben eine federzentrierte geschlossene Mittelstellung und werden hydraulisch betätigt.
Der maximale Kolbenhub ist einstellbar und da das Druckgefälle an den Steuerkanten konstant
gehalten wird, bedeutet dies, daß der maximale Ölstrom, der durch das Ventil fließen soll, an
den Endanschlägen des Ventils begrenzt werden kann. Eine Druckwaage ist im Innern des
Ventilkolbens angeordnet. Die Wechselventile für das LS-Signal befinden sich im Innern der
Druckwaagen und bewegen sich mit diesen in den Ventilkolben.
Die EP-B 566 449 betrifft ein hydraulisches Druckkompensationsventil mit:
einem Ventilkörper,
einem Schieber, der in dem Körper angeordnet ist, um darin für eine selektive Übertragung
eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids zu in dem Körper vorgesehenen Arbeitsöffnungen
ausgehend von einer Einlaßöffnung für unter Druck stehendes Hydraulikfluid
in Längsrichtung verschoben werden zu können,
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einem Fluiddurchlaß in dem Körper, um mit den Arbeitsöffnungen eine Ventilkammer zu
verbinden, die mit dem Schieber verbunden und dazu geeignet ist, durch den verschobenen
Schieber wahlweise mit der Einlaßöffnung verbunden zu werden, einem Lastermitt!ungs(load sensing)-leitungskanal, der mit einer Höchstdruck-Wahleinrichtung
kombiniert ist, um in dem Kanal den ausgewählten Höchstdruck zwischen dem Druck, der in dem Kanal herrscht und dem Druck des unter Druck stehenden Fluids
des Ventils aufbauen zu können, und
einer Druckkompensationseinrichtung, die in dem Fluiddurchlaß angeordnet ist und auf die
Differenz zwischen dem Fluiddruck im Ventil und dem im Kanal herrschenden Druck anspricht,
um in dem unter Druck stehenden Fluid, das in Richtung der Arbeitsöffnungen strömt, ein im wesentlichen festes Druckgefälle zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckkompensationseinrichtung mit der Höchstdruck-Wahleinrichtung kombiniert
ist, und daß eine Selektiv-Verbindungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu geeignet ist,
selektiv eine Verbindung zwischen dem Kanal und dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung
derart zu erzeugen, daß:
wenn der Druck in dem Kanal größer oder gleich dem Druck des Fluids im Durchlaß
stromauf von der Druckkompensationseinrichtung ist, keinerlei Verbindung zwischen
dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung und dem Kanal vorhanden
ist und der Druck im Kanal seinen Wert beibehält oder auch
wenn der Druck in dem Kanal niedriger als der Druck des Fluids im Durchlaß stromauf
von der Druckkompensationseinrichtung ist, eine Verbindung zwischen dem Durchlaß stromauf von der Druckkompensationseinrichtung und dem Kanal aufgebaut
wird, und der Druck im Kanal den Druck des Fluids annimmt, der im Durchlaß stromaufwärts von der Druckkompensationseinrichtung herrscht.
Ziel des Neuerungsgegenstandes ist es, die bei den derzeitigen Systemen verwirklichte funktionale
Trennung zwischen der Signalerzeugungs-, der Lasthalte- und der Druckkompensationsfunktion
durch Reduzierung externer Einzelkomponenten zu optimieren, um somit eine kostengünstige, montagegerechte und störungsunanfällige Konzeption herbeizuführen.
Dieses Ziel wird erreicht mit einer Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und
Lasthaltung rotatorischer und/oder translatorischer Verbraucher einer mobil-hydraulischen Bau-
und Arbeitsmaschinen mit mindestens einer, insbesondere druckgeregelten Pumpe sowie mindestens
einer einen federbelasteten Regelkolben beinhaltenden Sekundärdruckwaage, wobei die die Lasthaltefunktion erzeugenden Bauteile sowie sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung,
zum Signalvergleich und zur Signalweiterleitung im wesentlichen im Bereich des Regelkolbens vorgesehen sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den zugehörigen Unteransprüchen
zu entnehmen.
Anwendungen finden derart ausgeführte Systeme zur lastdruckunabhängigen Steuerung und
Regelung von Verbrauchergeschwindigkeiten bei mobilen Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z.B.
Bagger, Radlader, Grader oder dgl., bei denen mindestens zwei Verbraucher, z.B. Hydraulikzylinder,
eine von den jeweils von außen aufgeprägten Lastdrücken unbeeinflußte Arbeitsbewegung
ohne gegenseitige Beeinflussung aufweisen müssen.
Realisiert wird dieses Ziel im vorliegenden Fall durch eine Sekundärdruckwaage mit Lasthaltefunktion,
bei der entgegen der Funktion bei konventioneilen Lastkompensatoren mit separater
Lasthaltefunktion das lastdruckführende Signal in den verbraucherseitigen Kanälen nicht zur
Weiterleitung an den Druckregler der Förderpumpe benutzt wird, da es hierdurch ohne zusätzliche
in den Verbraucherkanälen angeordnete Lasthalteventile zu einem ungewollten Absinken
der Last infolge der Leckage des Druckreglers der Förderpumpe bzw. des Druckentlastungsventiis
der Load-Sensing-Leitung kommt. Dies wird durch die Zielsetzung des Neuerungsgegenstandes
dadurch vermieden, daß an den Druckregler der Förderpumpe und die Kompensatoren der jeweils niedriger belasteten Verbraucher ein Drucksignal gemeldet wird, das von der
Pumpe selbst erzeugt und aufrechterhalten wird und in seinem Druckniveau jeweils dem
!asthöchsten Verbraucherdruck entspricht.
Der Neuerungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt
und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 - Steuerungskonzept für drei translatorische Verbraucher Figur 2 - Einzelteildarsteliung einer in Figur 1 dargestellten Sekundärdruckwaage
Figur 3 - Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel im Verhältnis zur Zulaufdrossel.
Figur 1 zeigt beispielhaft für drei translatorische Verbraucher 16,17,18 (Hydraulikzylinder) den
schematischen Aufbau des neuerungsgemäßen Steuerungskonzeptes. Unter der Annahme,
daß zunächst nur Verbraucher 16 betätigt wird, stellt sich das Regel- und Steuerungskonzept
wie folgt dar:
Von der Pumpe 1 wird ein Druckniveau im System erzeugt, das um eine vorwählbare Regeldifferenz
Api_s über dem Eingangsdrucksignal des Druckreglers 2 der Pumpe 1 liegt. Dieses
Druckniveau steht bei geöffneter Zulaufdrossel 7 unter dem Kolbenboden 37 einer ersten Sekundärdruckwaage
75 an.
Bei nicht geöffneter Zulaufdrossel 7 sinkt das Eingangsdruckniveau des Druckreglers 2 in der
Leitung 20 über ein Load-Sensing-Bypassventil 3 bis auf Tankdruckniveau &rgr;&tgr; ab.
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5/11
• t
• ·
Bei vereinfachender Annahme, daß Pt ~ O bar beträgt, bedeutet dies, daß bei Öffnungsbeginn
einer der dargestellten Zulaufdrossein 7,10,13 zunächst ein Druckniveau in Höhe der Regeldruckdifferenz
von &rgr; = Apls unter dem jeweiligen Kolbenboden 37,54,71 einer zugehörigen
Sekundärdruckwaage 75,76,77 ansteht.
Mit einer entsprechenden Phasenvoreilung zum Öffnungsbeginn der Zulaufdrossel 7 wird eine
Ablaufdrossel 9 geöffnet. Dadurch steht das verbraucherseitige Drucksignal pL1 im Ablaufkanal
22 der Sekundärdruckwaage 75 an und pflanzt sich über einen in der Sekundärdruckwaage 75
vorgesehenen Regelkolben 72 verlaufenden Kanal 26, ein Wechselventil 32 und den Kanal 31
bis auf den federbelasteten Kolbenkopf 27 der Sekundärdruckwaage 75 fort.
Durch das verbraucherseitige Drucksignal pi_i, das auf den federbelasteten Kolbenkopf 27 der
Sekundärdruckwaage 75 wirkt, wird der Regelkolben 72 auf seinem Ventilsitz 36 gehalten,
wodurch kein Leckagestrom aus dem druckführenden verbraucherseitigen Kanal 22 in den Zulaufkanal entweichen kann.
Mit zunehmendem Öffnungsweg des Hauptschieberkolbens 8 öffnet mit entsprechender Phasenverschiebung
auch die Zulaufdrossel 7, wodurch der sich zunächst in Höhe der Regeidruckdifferenz
ApLS befindende Pumpendruck pp an der Wirkfläche des Kolbenbodens 37 aufbaut.
Die Kolbenböden 37,54,71 und die Kolbenköpfe 27,44,61 der Regelkolben 72,73,74 der
Sekundärdruckwaagen 75,76,77 sind fiächenausgeglichen.
Über eine Einlaßdüse 21, ein Rückschlagventil 34 und die Kanäle 24 und 25 wird das Drucksignal
der Pumpe 1 im Zulaufkanal der Sekundärdruckwaage 75 an den Druckregler 2 der Pumpe
1 weitergeieitet.
Die Pumpe 1 liefert einen Ausgangsdruck pp der gegenüber dem Druckeingangssignal in der
Leitung 20 die vorgewählte Regeldifferenz ApLS aufweist.
Erreicht das von der Pumpe 1 erzeugte Drucksignal hinter der Einlaßdüse 21,im Kanal 35, das
Verbraucherdruckniveau pLi Im Ablaufkanal 22 der Sekundärdruckwaage 75, dann öffnet ein
weiteres Rückschlagventil 23 und gewährleistet somit, daß das Drucksignal im Kanal 35 den
Wert des Verbraucherdruckes pLi nicht übersteigt. Dadurch ist sichergestellt, daß das von der
Pumpe 1 erzeugte und an den Druckregler 2 der Pumpe 1 und die übrigen Sekundärdruckwaagen
76, 77 weitergeleitete Drucksignal durch das Niveau des jeweiligen Lastdruckes begrenzt
wird.
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Der Pumpenausgangsdruck pp in der Leitung 19, der um die vorgewählte Regeldifferenz ApLs
über dem Druckeingangssignal des Pumpenreglers 2 und somit um ApLs über dem Lastdrucksignal
Pu liegt, steht bei Bewegungsbeginn unter dem Kolbenboden 37 des Regelkolbens 72
der Sekundärdmckwaage 75 an und übertrifft somit die auf die Wirkfläche des Kolbenkopfes
wirkende Summe aus Lastdruck pLi und Äquivalenzdruck der Feder Pf1 um den Differenzbetrag
ÄPls- PF1.
Der Ventilsitz 36 des Regelkolbens 72 der Sekundärdmckwaage 75 öffent infoige des Drucküberschusses
auf der Kolbenbodenfläche 37, wodurch ein Volumenstrom Qvi über die Zulaufdrossel
7, den geöffneten Ventilsitz 36 und eine Ablaufdrossel 9 zum Verbraucher 16, fließt.
Der sich hierbei einstellende Volumenstrom Qvi ist durch den veränderbaren Öffnungsquerschnitt
Adi der Zulaufdrossel 7 und den hierüber abfallenden Differenzdruck ApLs - Pfi entsprechend
nachstehender Gleichung bestimmt.
Qv1 = K °AD1°
Gleichzeitig wird das im Kanal 35 anstehende, auf Verbraucherdruckniveau Pu begrenzte
Pumpendmcksignal über das Rückschlagventil 34 die Kanäle 24, 25 und die Leitung 4 an die
übrigen Sekundärdruckwaagen 76, 77 weitergeleitet.
Bei der Betätigung eines zweiten Verbrauchers 17 bzw. 18 mit dem Lastdruck pu2 bzw. pL3
können die drei folgenden Failunterscheidungen gemacht werden.
Fall I: Der zuerst betätigte Verbraucher 16 hat einen Lastdruck pu der größer ist, als der
des nachfolgend betätigten Verbrauchers 17 mit dem Lastdruck pl2- (Pu >
Pl2)·
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdmckwaage
76 das Lastdrucksignal pu an, das über die Kanäie 41, 50, ein Wechselventil 49
und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den
Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält. Bei der Betätigung des Verbrauchers
17 wird zunächst die Ablaufdrossel 12 geöffnet, wodurch der Lastdruck pL2 durch den
Kanal 43 in der oberen Kammer 46 des Wechselventils 49 wirksam wird. Der größere
Lastdruck pLi in der unteren Kammer des Wechselventiis 49 setzt sich jedoch gegenüber dem
Lastdruck pL2 durch und wirkt somit weiterhin auf den Kopf 44 des Regelkolbens 73, wodurch
über die Zulaufdrossel 10 mit der Fläche AD2 die Druckdifferenz Api_s - pF2wirksam wird und
sich der Volumenstrom Qv2 zum Verbraucher 17 wie folgt errechnet.
Qv2 = K · A02 V ApLS - pF2:
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• ·*
Das Differenzdruckgefälle pLi - Pi_2 zwischen dem auf den Kolbenboden 54 wirkenden Pumpendrucksignal
pp = pL1 und dem im Verbraucherkanal 39 vorherrschenden Lastdruck pL2 wird
an der Steuerkante 79 des Regelkolbens 73 abgebaut.
Fall I!: Der zuerst betätigte Verbraucher 16 hat einen Lastdruck Pli der dem des
nachfolgend betätigten Verbrauchers 17 mit dem Lastdruck Pl2 entspricht:
(Pu = Pu).
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdruckwaage
76 das Lastdrucksignal Pli an, daß über die Kanäle 41, 50, das Wechselventii 49
und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den
Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält.
Bei der Betätigung des Verbrauchers 17 wird zunächst die Ablaufdrossel 12 geöffnet, wodurch
der Lastdruck Pl2 durch den Kanal 43 in der oberen Kammer 46 des Wechselventils 49 wirksam
wird. Da der Lastdruck Pl2 dem Lastdruck pL1 entspricht, nimmt das Wechselventil 49 eine indifferente
Stellung ein, wodurch der Lastdruck pL1 = Pl2 über den Kanal 48 auf den Kopf 44 des
Regelkolbens 73 wirkt. Über die Zulaufdrossel 10 wird somit auch in diesem Fall der Differenzdruck
Apls - Pf2 wirksam, womit sich der Volumenstrom Qv2 zum Verbraucher 17 wie folgt
errechnet:
QV2 = K · Ao2 V APLS - PF2 '
Da bei beiden Verbrauchern 16,17 das gleiche Lastdruckniveau pu = Pl2 vorhanden ist, wird
über den Ventilsitz 79 kein Differenzdruck abgebaut.
Fail III: Der zuerst betätigte Verbraucher 1 hat einen Lastdruck Pli der kleiner ist als der
des nachfolgend betätigten Verbrauchers 2 mit dem Lastdruck Pl2 (Pli <
Durch die Betätigung des Verbrauchers 16 steht in der Druckmeldeleitung 5 der Sekundärdruckwaage
76 das Lastdrucksigna! Pl1 an, das über die Kanäle 41 und 50, das Wechselventil
49 und den Kanal 48 auf der Wirkfläche des Regelkolbenkopfes 44 wirksam wird und somit den
Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 sicher verschlossen hält.
Bei der Betätigung des Hauptschieberkolbens 11 des Verbrauchers 17 wird zunächst die Ablaufdrossel
12 geöffnet, wodurch der Lastdruck Pu2 über den Kanal 43 in der oberen Kammer
46 des Wechselventils 49 wirksam wird. Da voraussetzungsgemäß gilt, daß Pu <
Pl2 ist, überwiegt der Lastdruck pL2 in der oberen Kammer des Wechselventils 49 und
wirkt über den Kanal 48 auf den Kopf 44 des Regeikolbens 73. Bei weiterem Durchschalten des
Hauptschäeberkolbens 11 des Verbrauchers 17 wird die Zulaufdrossel 10 mit dem Querschnitt
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geöffnet. Dadurch wird das von der Pumpe 1 angebotene Druckpotential pu + ApLs unter
dem Kolbenboden 54 des Regelkoibens 73 der Druckwaage 76 wirksam. Da die auf den Kolbenkopf
44 wirkende Summe aus aktuellem Lastdruck pL2 und Äquivalenzdruck Pf2 der Feder
größer ist, als das von der Pumpe 1 am Kolbenboden 54 wirksam werdende Drucksignal pLi +
Api_s, bleibt der Ventilsitz 53 des Regelkolbens 73 zunächst geschlossen.
Durch Öffnen der Zuiaufdrossel 10 wird das Pumpendrucksignal Pu + Api_s über die
Düse 38, das Rückschlagventil 51 und die Lastmeldeleitung 41, 42 und 5 an den Pumpenregler
2 weitergeleitet, der daraufhin mit einer Druckerhöhung des Pumpenausgangsdruckes pp in der
Leitung 19 reagiert.
Der Druck in der Kammer 52 und in der Lastmeldeleitung 41 kann maximal das Lastdruckniveau
Pl2 erreichen, da dies zum Öffnen des Rückschlagventils 40 und damit zur Verbindung
mit dem lastführenden Verbraucherkanal 39 führt.
Das Druckniveau am Pumpenausgang 19 erhöht sich somit auf Pl2 + ApLs-
Über die Lastmeldeleitung 5 wird das Lastdrucksignal pu ebenfalls an die Sekundärdruckwaagen
75,77 der Verbraucher 16 und 18 weitergeleitet.
Da voraussetzungsgemäß gilt, daß pi_2
> Pu ist, wirkt über die Kanäle 24 und 33, das Wechselventii 32 und den Kanal 31 das Lastsigna! Pl2 ebenfalls auf den Kolbenkopf 27 des Regelkolbens
72 der Sekundärdruckwaage 75.
Auf der Wirkfläche des Koibenbodens 37 der Sekundärdruckwaage 75 wirkt das erhöhte
Drucksignal der Pumpe 1, womit sich über die Zulaufdrossel 7 wiederum das konstante Druckgefälle
ApLS - Pfi einstellt. Das Differenzdruckgefälle pL2 - Pu zwischen dem auf den Kolbenboden
37 wirkenden Pumpendrucksignal pp = Pu2 und dem im Verbraucherkanal 22 vorherrschenden
Lastdruck Pu wird an der Steuerkante 78 des Regeikolbens 72 abgebaut.
Das dargestellte Steuerungskonzept ist somit in der Lage, unabhängig von den jeweils anliegenden
Lastdrücken, die über die Zulaufdrosseln 7,10,13 vorgewählten Verbrauchergeschwindigkeiten
konstant zu halten.
Darüber hinaus beinhalten die dargestellten Sekundärdruckwaagen 75,76,77 neben der
Lasthaltefunktion sämtliche signalerzeugenden und signalvergleichenden Funktionen, wodurch
keine externen Logikelemente wie Rückschlag- oder Wechselventile mehr notwendig sind.
A-1 .GBM/da/11.10.96 08:33
9/11
• * I
Die in die Regelkolben 72,73,74 integrierte Sitzventiifunktion realisiert die bei mobilhydrauiischen
Bau- und Arbeitsmaschinen oft geforderte Lasthaltefunktion ohne zusätzliche externe
Bauteile.
Figur 2 zeigt eine einzelne Sekundärdruckwaage 75, die im wesentlichen folgende Bauteile
beinhaltet:
einen Regelkolben 72, der einen Kolbenboden 37 und einen Kolbenkopf 27 beinhaltet, wobei
im Bereich des Kolbenkopfes 27 eine Feder 28 vorgesehen ist. Über die Einlaßdüse 21, das
Rückschlagventil 34 und die Kanäle 24 und 25 wird das Drucksignal der nicht dargestellten
Pumpe an den Druckregler der Pumpe weitergeleitet. Im Bereich des Regelkolbens 72 sind
weitere Kanäle 22,26,31,35 und 33 vorgesehen, wobei der Kanal 22 den Ablaufkanal bildet.
Erreicht das von der Pumpe erzeugte Drucksignal hinter der Einlaßdüse 21 im Kanal 35 das
Verbraucherdruckniveau pu im Ablaufkanal 22 der Sekundärdruckwaage 75, dann öffnet ein
weiteres Rückschlagventil 23 und gewährleistet somit, daß das Drucksignal im Kanal 35 den
Wert des Verbraucherdruckes pLi nicht übersteigt. Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein Wechselventil,
mit 36 der Ventilsitz des Regelkolbens 72 und mit 78 ist die Steuerkante des Regelkolbens
72 bezeichnet.
Figur 3 zeigt anhand eines Diagramms die Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel im Verhältnis
zur Zulaufdrossel, wobei auch die Phasenverschiebung in Abhängigkeit der angegebenen
Parameter dargestellt ist.
2337A-1.GBM/da/11.10.98 08:33
Claims (9)
1. Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer
und/oder translatorischer Verbraucher (16,17,18) einer mobil-hydraulischen Bau-
und Arbeitsmaschine mit mindestens einer, insbesondere geregelten Pumpe (1) sowie
mindestens einer einen federbelasteten Regelkolben (72,73,74) beinhaltenden Sekundärdruckwaage
(75,76,77), wobei die die Lasthaltefunktion erzeugenden Bauteile sowie
sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung, zum Signalvergleich und zur Signalweiterieitung im wesentlichen im Bereich des Regelkolbens (72,73,74) vorgesehen
sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lasthaitefunktion
erzeugenden Bauteile und sämtliche Steuerungselemente zur Signalerzeugung, zum Signalvergleich
sowie zur Signalweiterieitung im Regelkolben (72,73,74) integriert sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Pumpenansteuerung
und den internen Druckvergleich notwendige Drucksignal durch die in den Regelkolben
(72,73,74) integrierte Anordnung und entsprechende Dimensionierung von Drosseln (21,38,55), Rückschlagventilen (23,40,57,34,51,68), Wechselventilen (32,49,66)
sowie des insbesondere externen LS-Bypass-Ventils (3) aus dem Pumpendrucksignal
unter dem Kolbenboden (37,54,71) abgeleitet wird.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein in den Regelkolben (72,73,84) integriertes Kegelsitzventil (36,53,70) für die
Lasthaltefunktion vorgesehen ist, das durch das auf die Wirkfläche (27,44,61) des Regelkolbenkopfes
wirkende, verbraucherseitige Lastdrucksignal in den Kanälen (22,39,56)
und über die Kräfte der Federn (28,45,62) beim Öffnen der Ablaufdrossel (9,12,15) wirksam
verschließbar ist.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der in den Regelkolben (72,73,74) der Sekundärdruckwaage (75,76,77) integrierte
Verbindungskanal (35,24,25 bzw. 52,41,42 bzw. 69,58,59) zwischen dem mit der Pumpe
(1) verbundenen Kolbenboden (37,54,71) und der die weitere Sekundärdruckwaagen (75,76,77) sowie der den Pumpenregler (2) versorgenden Lastmeldeleitung (4,5,6) eine
Verbindung in der Richtung vom Kolbenboden (37,54,71)zur Lastmeldeleitung aufweist,
und die entgegengesetzte Durchflußrichtung von der Lastmeldeleitung zum Kolbenboden
durch ein Rückschlagventil (34,51,69) verschließbar ist.
2367A-1 .GSM/da/11.10.96 08:33
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6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das im Bypass zum Verbindungskanal (35,52,69) vom Kolbenboden
(37,54,71) zum Lastmeldekanal (25,42,59) angeordnete und mit dem lastführenden Verbraucherkanal
(22,39,56) in Verbindung stehende Rückschlagventil (23,40,57) der an den Lastmeldekanal (25,42,59) weitergeleitete Pumpendruck auf das Niveau des jeweiligen
Verbraucheriastdruckes (Pli,2,3) begrenzbar ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der den Druckraum des federbelasteten Kolbenkopfes (27,44,61) versorgende Kanal
(31,48,65) eine Dämpfungsdüse bzw. ein Drosselrückschlagventil (30,47,64) zur Beeinflussung
der Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Regelkolbens (72,73,74) beinhaltet.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablaufdrossel (9,12,15) der Hauptschieberachse (8,11,14) gegenüber einer zugeordneten
Zulaufdrossel (7,10,13) eine definierte Phasenvoreilung aufweist, so daß die
Ablaufdrossel (9,12,15) früher öffnet bzw. später schließt als die Zulaufdrossel (7,10,13).
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungscharakteristik der Ablaufdrossel (9,12,15) im Verhältnis zur Zulaufdrossel
(7,10,13) einer Hauptschieberachse (8,11,14) einen vorgebbaren Verlauf aufweist,
wobei s/smax den normierten Weg der Hauptschieberachse (8,11,14) und A/Amaxdie auf
den Öffnungsquerschnitt der Zulaufdrossel (7,10,13) normierten Öffnungsverlauf der Zu-
bzw. Ablaufdrosseln (7,10,13; 9,12,15) darstellen.
2367A-1 .GBM/da/11.10.96 08:33
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29617735U DE29617735U1 (de) | 1996-07-04 | 1996-10-12 | Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| DE29617735U DE29617735U1 (de) | 1996-07-04 | 1996-10-12 | Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE29617735U1 true DE29617735U1 (de) | 1997-11-06 |
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ID=8026041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29617735U Expired - Lifetime DE29617735U1 (de) | 1996-07-04 | 1996-10-12 | Einrichtung zur lastdruckunabhängigen Steuerung und Lasthaltung mehrerer rotatorischer bzw. translatorischer Verbraucher einer mobilhydraulischen Bau- und Arbeitsmaschine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29617735U1 (de) |
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1996
- 1996-10-12 DE DE29617735U patent/DE29617735U1/de not_active Expired - Lifetime
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