DE3222106A1

DE3222106A1 - Hydraulische steuereinrichtung

Info

Publication number: DE3222106A1
Application number: DE19823222106
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. 7123 Sachsenheim Olbrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1983-12-15
Also published as: DE3222106C2

Description

Esiraulische Steuereinrichtung
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung mit zwei Pumpen und wenigstens zwei über Wegeventile gesteuerte Servomotoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Steuereinrichtung aus der DE-PS 21 58 870 bekannt, bei der eine erste Pumpe Druckmittel über einen Neutralumlaufkanal, der über zwei Wegeventile geführt ist, zum Tank fördern kann. Eine zweite Pumpe, die bei nicht betätigten Wegeventilen über ein Schaltventil kurzgeschlossen ist, vereinigt ihren Förderstrom über ein Rückschlagventil mit dem Förderstrom der ersten Pumpe, wenn ein Wegeventil einen Druckmittelstrom zum Servomotor steuert und die Druckdifferenz über eine in dieser Verbraucherleitung liegende Drosselstelle das Schaltventil in seine Sperrstellung bringt. Diese Steuereinrichtung hat vor allem den Nachteil, daß die das Schaltventil steuernde Drosselstelle in der Verbraucherleitung zwischen Wegeventil und Servomotor liegt. Diese Anordnung führt zu einer unbefriedigenden Qualität beim Zu- und Abschalten des Förderstroms der zweiten Pumpe. Hierbei auftretende Drucksprünge führen zu Stößen und zu unerwünschten Schwingungen. Ferner hat diese Anordnung der Drossel den Nachteil, daß der Arbeitsstrom zum Servomotor beim Heben wie auch beim Senken gedrosselt wird, was insbesondere sich beim Senken mit kleiner Last nachteilig auswirken kann. Die Anordnung der Drossel in der Verbraucherleitung ergibt ferner eine ungünstige Kanalführung. Zudem ist für das Schaltventil mit der integrierten Drossel eine besondere Ventilbauart notwendig. Weiterhin ist bei dieser Steuereinrichtung kein Parallelbetrieb beider Wegeventile bei unterschiedlichen Drücken möglich.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß hier das Zu- und Abschalten des Förderstroms der zweiten Pumpe stoßfreier erfolgt. Durch die Lage der das Schaltventil steuernden Drossel im NeutralumlauCkanal und damit in einem ohnedies durchströmten Kanal kann der Förderstrom der zweiten Pumpe erheblich weicher zugeschaltet werden. Ferner wird der Senkenvorgang bei kleiner Last begünstigt, wenn in der zum Servomotor führenden Leitung keine zusätzliche Drosselstelle liegt. Außerdem erlaubt die Anordnung der Drosselstelle im Neutralumlauf eine günstigere Kanalanordnung im Wegeventil.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft läßt sich gemäß Anspruch 2 die ohnedies vorhandene Drosselstelle für die Funktion der Druckabschneidung ausnutzen. Eine Ausbildung gemäß den Ansprüchen 3 bis 5 begünstigt einen Parallelbetrieb zweier Wegeventile bei unterschiedlichen Druckniveaus.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figur zeigt eine Steuereinrichtung 10, die im wesentlichen aus einem ersten Wegeventil 11 für einen einfachwirkenden Servomotor, zwei Wegeventilen 12 und 13 jeweils für einen doppeltwirkenden Servomotor sowie einer Druckmittelversorgungseinrichtung 14 besteht, die eine erste (15) sowie eine zweite Pumpe 16 aufweist.
Von der ersten Pumpe 15, die wie die zweite Pumpe 16 Druckmittel aus einem Tank 17 ansaugt, führt von ihrem Druckanschluß ein Neutralumlaufkanal 18 nacheinander über die Wegeventile 11 bis 13 sowie über eine Endplatte 19 zurück zum Tank 17. An einem Verknüpfungspunkt 21 kann der von der zweiten Pumpe 16 erzeugte Förderstrom in den Neutralumlaufkanal 18 strömen. Der Druckanschluß der zweiten Pumpe 16 ist über ein erstes Rückschlagventil 22 abgesichert. Ferner ist der Druckanschluß 23 der zweiten Pumpe 16 über einen Ringkanal 24 zum Tank 17 entlastet, in dem ein 2/2-Schaltventil 25 liegt.
Das Schaltventil 25 wird von einer Feder 26 in Richtung einer Sperrstellung 27 belastet und weist zudem eine Offenstellung 28 auf. In dem Neutralumlaufkanal 18 im Bereich zwischen Verknüpfungspunkt 21 und erstem Wegeventil 11 liegt eine Drosselstelle 29, deren Druckdifferenz über zwei Steuerleitungen 31 und 32 zur Ansteuerung des Schaltventils 25 entgegen der Kraft der Feder 26 auf dessen Schaltglied einwirkt und es in Offenstellung 28 zu drücken sucht. Die Drosselstelle 29 ist so im Neutralumlaufkanal 18 angeordnet, daß der zum ersten Wegeventil 11 führende, erste Zulaufkanal 33 stromaufwärts von ihr vom Neutralumlaufkanal 18 abzweigt.
Weiterhin ist der Neutralumlaufkanal 18 im Bereich zwischen Drosselstelle 29 und erstem Wegeventil 11 durch ein erstes Druckbegrenzungsventil-34 zu einem Rücklaufkanal 35 hin abgesichert.
Die Wegeventile 11, 12 und 13 sind alle als Drei-Stellungs-Ventile ausgebildet und weisen neben einer Mittelstellung 36 zwei danebenliegende, erste und zweite Arbeitsstellungen 37 bzw. 38 auf. Während das erste Wegeventil 11 fünf Anschlüsse zur Steuerung eines einfachwirkenden Servomotors aufweist, haben die beiden anderen Wegeventile 12 und 13 entsprechend ihrer doppeltwirkenden Funktion jeweils sechs Anschlüsse.
In den Neutralumlaufkanal 18 ist ferner im Bereich zwischen dem Druckanschluß 20 der ersten Pumpe 15 und dem Verknüpfungspunkt 21 ein Differenzdruckventil 39 geschaltet, das von seiner zugeordneten Feder 41 in Richtung einer Offenstellung 42 belastet wird. Ferner wird das Steuerglied des Differenzdruckventils 39 über einen ersten Steuerkanal 43 vom Druck im Verknüpfungspunkt 21 in Richtung Offenstellung 42 belastet und in entgegengesetzter Richtung über einen zweiten Steuert kanal 44 vom Druck im Druckanschluß 20 der ersten Pumpe 15 in Richtung einer Sperrstellung 45 belastet. Zwischen das Differenzdruckventil 39 und den Verknüpfungspunkt 21 ist in den Neutralumlaufkanal 18 ein zweites Rückschlagventil 46 geschaltet, das die erste Pumpe 15 absichert.
Vom Neutralumlaufkanal 18 zweigt stromaufwärts vom Differenzdruckventil 39 ein Pumpenkanal 47 ab, von dem ein zweiter Zulaufkanal 48 zum zweiten Wegeventil 12 und parallel dazu ein dritter Zulaufkanal 49 zum dritten Wegeventil 13 führen. Der Pumpenkanal 47 ist im ersten Wegeventil 11 über ein zweites Druckbegre.nzungsventil 51 zum Tank 17 hin abgesichert.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert: Befinden sich alle Steuerschieber der Wegeventile 11, 12 und 13 in den gezeichneten Mittelstellungen 36, so ist der Neutralumlaufkanal 18 aufgesteuert. Der von der ersten Pumpe 15 geförderte Druckmittelstrom fließt über den Neutralumlaufkanal 18 und somit nacheinander über das in Offenstellung 42 befindliche Differenzdruckventil 39, das zweite Rückschlagvenilt 46, die Drosselstelle 29 sowie die Wegeventile 11 bis 13 zurück zum Tank 17. Die hierbei von der Drosselstelle 29 erzeugte Druckdifferenz, die möglichst klein ausgelegt wird und nur wenige bar beträgt, wirkt über die Steuerleitungen 31 und 32 auf das Schaltventil 25 und drückt dessen Steuerglied entgegen der Kraft der Feder 26 in die Offenstellung 28. Dadurch ist die zweite Pumpe 16 über den Ringkanal 24 und das geöffnete Schaltventil 25 kurzgeschlossen, wodurch die Energieverluste gering gehalten werden.
Wird nun das erste Wegeventil 11 allein betätigt, das in seiner zweiten Arbeitsstellung 38 einen großen Druckmittelstrom zu seinem zugeordneten Servomotor für eine Hebenfunktion steuert, so wird hierbei der Neutralumlaufkanal 18 vom Steuerschieber des ersten Wegeventils 11 zugesteuert. Damit verringert sich auch der Druckmittelstrom durch die Drossel 29 und somit das von ihr erzeugte Druckgefälle. Dementsprechend überwiegt die Kraft der Feder 26 am Schaltventil 25, das stetig den Ringkanal 24 zusteuert, wobei die zweite Pumpe 16 verstärkt Druckmittel über das erste Rückschlagventil 22 zum Verknüpfungspunkt 21 im Neutralumlaufkanal 18 fördert. In zunehmendem Maße gelangen somit die vereinigten Förderströme beider Pumpen 15 und 16 über den ersten Zulaufkanal 33 zum Steuerschieber des ersten Wegeventils 1 1 das somit die Hebenfunktion des angeschlossenen Servomotors schnell und sicher ausführen kann. Der hierbei zum Servomotor strömende Arbeitsstrom wird von der Drosselstelle 29 nicht mehr beeinflußt. Da das Absteuern des Neutralumlaufstroms über die Drosselstelle 29 und andererseits das Aufsteuern der Druckmittelverbindung zum Servomotor in stetiger Weise und gegenläufig erfolgt, kann das Zuschalten des Förderstroms von der zweiten Pumpe 16 ziemlich weich und stoßfrei erfolgen.
Damit läßt sich eine schwingungsarme Steuerung erzielen.
Beim Senken des am ersten Wegeventil 11 angeschlossenen Servomotors in der ersten Arbeitsstellung 37 wird der Neutralumlaufkanal 18 nicht unterbrochen. Der vom zugeordneten Servomotor zurückströmende Druckmittelstrom kann insbesondere bei kleinen Lasten nahezu ungedrosselt zum Tank 17 abströmen. Beim Senkenvorgang in der ersten Arbeitsstellung 37 des ersten Wegeventils 11 ist die zweite Pumpe 16 wiederum über das Schaltventil 25 kurzgeschlossen.
Fährt der am ersten Wegeventil 11 angeschlossene Servomotor beim Heben in der zweiten Arbeitsstellung 38 gegen einen Endanschlag, so wird der zu ihm fließende Druckmittelstrom unterbrochen. Der von den Pumpen 15 und 16 aufgebaute Druck kann -nun steigen bis auf einen am ersten Druckbegrenzungsventil 34 eingestellten Wert. Wird dieser Wert überschritten und öffnet das erste Druckbegrenzungsventil 34, so erzeugt der über die Drosselstelle 29 und das Druckbegrenzungsventil 34 zum Tank 17 abströmende Druckmittelstrom wiederum ein Druckgefälle, welches das Schaltventil 25 in seine Offenstellung 28 bringt und damit die zweite Pumpe 16 kurzschließt. Auf diese Weise wird eine Druckabschneidung erreicht, welche die Steuereinrichtung 10 gegen überhöhten Druck sichert.
Wird lediglich das zweite oder dritte Wegeventil 12 bzw. 13 allein betätigt, so kann sein zugeordneter Servomotor mit dem von der ersten Pumpe 15 geförderten Druckmittelstrom versorgt werden. Dabei wird der Neutralumlaufkanal 18 von dem betreffenden Wegeventil 12 bzw. 13 unterbrochen, so daß die zweite Pumpe 16 Druck aufbaut und die vom ersten Druckbegrenzungsventil 34 in Verbindung mit dem Schaltventil 25 durchführbare Druckabschneidung wirksam wird. Solange der Druck von der ersten Pumpe 15 niedriger liegt, als der von der zweiten Pumpe 16 erzeugte Druck, verhindert das zweite Rückschlagventil 46 ein Überströmen von Druckmittel vom Verknüpfungspunkt 21 über das in Offenstellung 42 befindliche Differenzdruckventil 39 zum Pumpenkanal 47. Ist dagegen der von der ersten Pumpe 15 erzeugte Druck um den am Differenzdruckventil 39 eingestellten Wert größer als der von der Pumpe 16 erzeugte Druck, so schaltet das Differenzdruckventil 39 in seine Sperrstellung 45 und verhindert, daß die erste Pumpe 15 Druckmittel zum Verknüpfungspunkt 21 fördern kann. Ein am zweiten bzw.
dritten Wegeventil 12, 13 angeschlossener Servomotor kann somit mit einem höheren Druck betrieben werden, wobei die Höhe des eingestellten Druckwerts vom zweiten Druckbegrenzungsventil 51 bestimmt wird.
Darüber hinaus ist ein Parallelbetrieb mit Betätigung beider Wegeventile 11 und 12 möglich. Dabei kann ein Hebenvorgang in der zweiten Arbeitsstellung 38 des ersten Wegeventils 11 durchgeführt werden, wobei dem Servomotor wenigstens die von der zweiten Pumpe 16 erzeugte Fördermenge zugeführt wird. Währenddessen kann der mit dem zweiten Wegeventil 12 gesteuerte Servomotor die von der ersten Pumpe 15 geförderte Druckmittelmenge erhalten. Solange hierbei der Druck im zweiten Wegeventil niedriger liegt, verhindert das zweite Rückschlagventil 46 ein Überströmen von Druckmittel. Liegt dagegen der Druck der ersten Pumpe 15 über demjenigen der zweiten Pumpe 16, aber noch innerhalb der Schaltdruckdifferenz des Differenzdruckventils 39, so kann von der ersten Pumpe 15 über das noch geöffnete Differenzdruckventil 39 Druckmittel zum Verknüpfungspunkt 21 überströmen. Dieses Überströmen wird erst unterbunden, wenn die Druckdifferenz zwischen beiden Pumpen 15 und 16 diese Schaltspanne des Differenzdruckventils 39 überschreitet.
Das zweite Wegeventil 12 kann somit einen Servomotor mit höherem Druck betreiben als das erste Wegeventil 11.
Das zweite (12) und das dritte Wegeventil 13 können in an sich bekannter Weise parallel betrieben werden.
Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Leerseite

Claims

Ansprüche (1.)Hydraulische Steuer einrichtung mit zwei Pumpen und für wenigstens zwei über Wegeventile gesteuerte Servomotoren, von denen eine erste Pumpe über einen über die Wegeventile geführten Neutralumlaufkanal zum Tank entlastet ist und über ein Rückschlagventil mit dem Druckanschluß der zweiten Pumpe Verbindung hat, wobei das Rückschlagventil den Druckanschluß der zweiten Pumpe absichert, der parallel zum Rückschlagventil über einen Ringkanal zum Tank entlastbar ist, in dem ein federbelastetes Schaltventil angeordnet ist, das abhängig vom Druckmittelstrom über eine Drosselstelle gesteuert wird und den Ringkanal sperrt oder aufsteuert, sowie mit einem den Druck im Neutralumlaufkanal absichernden Druckbegrenzungsventil und mit einem vom Neutralumlaufkanal abzweigenden und zum ersten Wegeventil führenden Zulaufkanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (29) im Neutralumlaufkanal (18) stromaufwärts vom ersten Wegeventil (11) und parallel zu dessen Zulaufkanal (33) liegt und daß das Schaltventil (25) von seiner Feder (26) in Richtung einer Sperrstellung (27) und von der Druckdifferenz der Drosselstelle (29) in Richtung einer Offenstellung (28) belastet ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Neutralumlaufkanal (18) absichernde Druckbegrenzungsventil (34) stromabwärts der Drosselstelle (29) angeschlossen ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Neutralumlaufkanal (18) ein Differenzdruckventil (29) so geschaltet ist, daß es parallel zum Rückschlagventil (22) liegt und daß vom Neutralumlaufkanal (18) stromaufwärts vom Differenzdruckventil (39) ein Zulaufkanal (47, 48) abzweigt und zu wenigstens einem zweiten Wegeventil (12) führt.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied des Differenzdruckventils (39) von einer Feder (41) und vom Druck im ersten Zulaufkanal (33) in Richtung einer Offenstellung (42) und vom Druck im zweiten Zulaufkanal (47, 48) in Richtung einer Sperrstellung (44) belastet wird.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Neutralumlaufkanal (18) ein die erste Pumpe (15) absicherndes, zweites Rückschlagventil (46) geschaltet ist, das parallel zum ersten Rückschlagventil (22) und stromabwärts von der Abzweigung des Pumpenkanals (47) liegt.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

mit einem die erste Pumpe absichernden zweiten Druckbegrenzungsventil, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Druckbegrenzungsventil (51) auf einen anderen Wert eingestellt ist als das erste Druckbegrenzungsventil (34).