DE3406781A1

DE3406781A1 - Verbesserungen an zu arbeitszylindern geschalteten hydraulikkreisen

Info

Publication number: DE3406781A1
Application number: DE3406781A
Authority: DE
Inventors: John Stephen Bergamo Marshall
Original assignee: Same SpA
Current assignee: Same SpA
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1984-08-30
Also published as: GB8404916D0; IT8319810A0; FR2541735B1; IT1161583B; GB2136055B; FR2541735A1; GB2136055A

Description

DIPL.-ING. SCHWA&E·· i)R.*E>Ä.-&ANl>NiAS

PATENTANWÄLTE Postfach 86 02 45 · 8000 München 86

Anwaltsakte 33

23. Februar 1984

SAME S. p. A. Viale F. Cassani 14 Treviglio (Bergamo) Italien

Verbesserungen an zu Arbeitszylindern geschalteten Hydraulikkreisen

Priorität:

Land: Italien Aktenzeichen: Nr. 19 81OA/83 Anmeldetag: 25. Februar 1983

Γ (089) 988272 98827.1 988274 983310

Telegramm·.·

BER(iV-iAl'f^:l'ATENT München TELlX 0524KiO Bl RG d

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swifi Code. HYPO DE MM Bayej Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Poslscheclc München 65343-808 (BLZ 70OI008O)

BESCHREIBUNG

Es sind Hydraulikkreise für Arbeitszylinder bekannt, die über eine Verdrängerpumpe gespeist werden, deren Volumenstrom bei nicht arbeitendem Arbeitszylinder zum Auslass und bei arbeitendem Arbeitszylinder zum Arbeitszylinder gefördert wird.

Ein Problem, das bei solchen Kreisen auftritt, ist die Begrenzung des Pumpenförderdruckes, wenn der Volumenstrom zum Auslass gefördert wird. Eine Lösung kann darin bestehen, dass der Volumenstrom der Pumpe mit dem Auslass über ein Druckminderventil verbunden wird, das durch ein von der Druckleitung zum Arbeitszylinder entnommenes Vorsteuersignal geschlossen wird.

Dabei entstehen jedoch Nachteile, weil eine Entnahme von Vorsteuerflüssigkeit erforderlich ist, um den Förderdruck zum Schliessen des Druckminderventils zu erhöhen, was einen ersten Abstieg der anzuhebenden Last verursachen kann.

Ausserdem haben relativ umfassende Strömungsregelelemente, und zwar sowohl Leistungsregel- als auch Steuerelemente, jedoch nicht die Möglichkeit, die Förderleistungs- und die Druckwerte mit der erforderlichen Genauigkeit und in der gewünschten Reihenfolge zu regeln.

Die Anpassungsfähigkeit solcher bekannter Kreislaufanordnungen ist auch sehr beschränkt, weil ihre Bestandteile und ihre Einstellwerte zur Abstimmung auf die verschiedenen Kreisleistungen stark verändert werden müssen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den bei den oben beschriebenen Hydrauliksystemen auftretenden Überschuss oder Verlust an

nicht wirkendem Druck zu verringern, und zwar ohne eine Minderung des wirkenden Arbeitsdruckes hervorzurufen, um Stabilität und Qualität des Antriebs nicht zu beeinträchtigen.

Es ist ausserdem Aufgabe der Erfindung, zwei bedeutende Nachteile der Kreise mit Druckausgleich und Kraftregelung einfach und wirksam zu beseitigen. Es handelt sich dabei um:

a) die Notwendigkeit, die Zeit der Anlaufbewegung des Druckausgleich bzw. Belastungsfühl-Signals - in der Regel durch Anwendung von teueren Spulenventilen - mit grosser Genauigkeit zu messen und die Regelmittel zum Leiten oder Begrenzen der durch die Regelmittel der Verstell- oder der Ausgleich-' pumpe erzeugten Strömung zur Verfügung zu haben;

b) die Notwendigkeit, aus dem Entnahmekreis tatsächlich ein Drucksignal aufzunehmen, was in der Praxis bedeutet, dass aus dem die Last tragenden Kreis eine gewisse Menge entnommen werden muss, wobei eine zwar kleine, aber unannehmbare Bewegung in die der gesteuerten Bewegung entgegengesetzte Richtung entsteht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herabsetzung der Fertigungs- und Betriebskosten der herkömmlichen Follow-up-Servosysteme, wie diejenigen, die sich zum Beispiel im Antriebssystem der Zusatzgeräte eines landwirtschaftlichen Schleppers leicht anwenden Hessen.

Es ist ausserdem möglich, die Zu- und die Abnahme der zum Entnahmekreis geförderten Strömungen auf einer Zeitbasis zu regeln, wobei einfache, billige Ventilmittel auch bei Systemen mit hoher Trägheit praktisch zur Anwendung kommen, und zwar ohne die normalerweise bei solchen Regelsystemen auftretenden, unzulässigen Druckspitzen.

COPY

Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung die Ausführung eines hydraulischen Steuerkreises für einen hydraulischen Arbeitszylinder vor, bei dem eine Pumpe über eine mit Regelmittel der zum Arbeitszylinder geförderten Flüssigkeitsmenge eine Flüssigkeit unter Druck zum Arbeitszylinder fördert, und der ausserdem über eine durch ein Druckregelventil abgesperrte Ableitung mit dem Auslass verbunden ist, wobei das Öffnen des Druckfegelventils von einem Signal gesteuert wird, das gegen eine feste Vorspannung dem Pumpenförderdruck und ausserdem der Druckwirkung in einem Hilfsvorsteuerkreis verhältnisgleich ist, wobei dieser Hilfsvorsteuerkreis zur Entnahme von Flüssigkeit aus der Druckleitung durch die verstellbare Öffnung dient, die über ein Rückschlagventil abwechselnd mit dem Auslass und mit der Zuleitung zum Arbeitszylinder verbunden werden kann.

Um Aufgaben und Merkmale der Erfindung besser zu klären und ausserdem ihre praktische Ausführungsmöglichkeiten zu zeigen, werden nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnungen Kreise beschrieben, bei denen die Grundsätze der Erfindung zur Anwendung kommen. Es zeigen:

Fig. 1 den Plan eines Steuerkreises mit Verteilerventil,

Fig. 2 den Plan eines durch Wirkung auf die Vorsteuerströmungen gesteuerten Kreises,

Fig. 3 im Einzelnen einen Bestandteil des Plans nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Variante des in Fig. 3 dargestellten Bestandteiles und

Fig. 5 eine Variante des in Fig. 2 dargestellten Steuerkreises. ψ·

In Fig. 1 ist der hydraulische Steuerkreis eine*hydraulischen Arbeitszylinders 11, zum Beispiel eines eine Last 12 bewegenden Arbeitszylinders, dargestellt, der eine mit einem Tank 14 und einer Hauptdruckleitung 15 verbundene Pumpe 13 und ein Druckminderventil 16 umfasst.

Die Hauptdruckleitung 15 ist mit einer mit einem Sperrventil

18 versehenen Leitung 17 und mit einer Vorsteuerleitung 19 verbunden, an der eine erste Drosselstelle 20 vorgesehen ist.

Ein Dreiweg-Verteilerventil 21 mit Mengenregler 22 wird über einen Hebel 2 3 von Hand betätigt.

Das Ventil 21 regelt die Leitung 17, eine mit dem Arbeitszylinder 11 verbundene Leitung 24, eine mit Vorsteuerleitung

19 verbundene Vorsteuerleitung 2 7 und die Auslassleitungen 25 und 26.

Ein zweites Druckregelventil 2 8 wird von einer Feder 29 und vom Druck in der Vorsteuerleitung 19 geschlossen gehalten.

Eine Vorsteuerleitung 31 verbindet die Leitung 24 mit den Leitungen 19 und 27 und weist eine zweite Drosselstelle 32 sowie ein Rückschlagventil 33 auf.

In Fig. 1 ist der Kreis in Ruhestellung mit einer Konstantpumpe 13 dargestellt, die die Flüssigkeit zur Leitung 15 und anschliessend, über die erste Drosselstelle 20, zur Leitung 19 fördert.

Auf das Druckregelventil 28 wirkt ausser der wenig vorgespannten Feder 2 9 auch der Druck der Leitung 19, der in dieser Lage mit Null angleichbar ist, da diese Leitung über die Leitungen 2 6 und 2 7 mit dem Auslass in Verbindung steht.

COPY

In diesem Zustand ist das Druckregelventil 28 gegen den Druck in der Vorsteuerleitung 15 empfindlich und öffnet zum Auslass, wenn dieser Druck den von der Spannung der Feder 29 bestimmten Wert erreicht, wobei diese Spannung niedrig ist, um den Leistungsverlust in Ruhestellung zu begrenzen.

Wird nun der Hebel 23 nach links geschwenkt, so wird die Leitung 27 geschlossen und die von der Pumpe 13 in die Leitung 19 geförderte Flüssigkeit erzeugt einen wachsenden Druck, der in.Wirkverbindung mit der Spannung der Feder 29 das Ventil 28 zum Schliessen führt. Die Strömung fängt an, durch die Leitung 17 und durch das Ventil 21 zum Arbeitszylinder 11 geleitet zu werden und steuert dessen Aufwärtsbewegung an. Geschwindigkeit und Beschleunigung des Aufstieges - sind durch die Spannung der Feder des Rückschlagventils 33 und der Feder 29 sowie durch die Drosselstellen 2 0 und 32 geregelt, die das Λ^ρ zwischen Leitung 24 und Leitung 17 positiv verändern und senken, so dass sprunghafte Bewegungen vermieden werden.

Wird der Hebel 23 von der Neutralstellung nach rechts geschwenkt, so wird die Leitung 24 mit der Leitung 25 und dem Tank 14 verbunden und die durch die veränderlichen Öffnungen 22 geregelte Abwärtsbewegung des Arbeitszylinders 11 ausgelöst. Die Leitung 27 wird mit dem Auslass verbunden und das Ventil 28 geöffnet.

Weitere wirtschaftliche Vorteile lassen sich durch Austausch des Dreiweg-Verteilerventils 21 mit einfacheren Ventilmitteln erzielen, wie in Fig. 2 dargestellt.

Der hier dargestellte Kreis entspricht in vielfacher Hinsicht dem Kreis nach Fig. 1 und die gleichen Bestandteile sind da-

her mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet. Beim Kreis nach Fig. 2 kommt anstelle des Sperrventils 18 ein Rückschlagventil 34 zur~Anwendung, dessen Feder eine Kraft ausübt, die grosser als die von der Feder 29 auf das Ventil 28 ausgeübte Kraft ist.

An der Leitung 27 ist ein erstes Ventilelement 35 angeordnet, das durch einen Hebel 36 betätigt wird, der über ein zweites Ventilelement 37 auch die Vorsteuerströmungen' regelt.

Die Gruppe zum Auslass der Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder ist allgemein mit 46 bezeichnet.

Ein normalerweise von einer Feder 39 geschlossen gehaltenes Ventil 38 verbindet die Leitung 24 mit der Auslassleitung 25 und wird durch die Stange 4 0 des Kolbens 41 eines doppelwirkenden Zylinders 42 zum Öffnen geschaltet.

Der Kolben 41 wird von einem dem Druck des Arbeitszylinders 11 verhältnisgleichen und in einer Leitung 43 vorhandenen Druck und von einem durch das Ventilelement 37" geregelten und in einer Leitung 44 vorhandenen Druck in die eine oder in die andere Richtung bewegt, wobei zwischen den beiden Leitungen 43 und 44 eine Verbindung mit Drosselstelle 45 vorgesehen ist.

Diese einfachen Ventilelemente, die das Dreiweg-Verteilerventil 21 mit veränderlichen öffnungen 22 ersetzen, ermöglichen die gleichen, oben beschriebenen Funktionen.

In der in Fig. 2 dargestellten Lage mit Hebel 36 in Mittelstellung ist nämlich die Flüssigkeit der Leitung 27 mit dem Auslass verbunden, wobei in der Leitung 19 ein mit Null angleichbarer Druck erzeugt wird, der dem Druckregelventil 28 erlaubt, die gepumpte Flüssigkeit auszulassen.

406 781

Wird der

"^ibel 36 nach rechts geschwenkt/· so wird das Ventilele-

""*ändig geschlossen und eine Druckerhöhung in den ^Leitunge:-19, 27 ausgelöst, bis das Druckregelventil 28 wie^u **6Ssen wird und dadurch die durch die oben beschrie-

^x'^fil geregelte Aufwärtsbewegung des Arbeitszylinders wird.

Mn den Hebel 36 ganz nach links bis zum Anschlag,

SO WS3Tc3.6^r

Auslass geöffnet.

'^rtsbewegung des ArbeitsZylinders 11 zu bewirken,

"iowohl das Ventilelement 35 als auch das Ventilelement 37 ζ'

^f"-r Leitung 24 durch die Vorsteuerleitung 43 zurück- · Flüssigkeit löst"· die Bewegung des Kolbens 41 und

'"'■ des Ventils 38 zum Auslass durch die Leitung 25 aus.

'".ntilelement 37 durch den Hebel 36 wieder geschlos-

sGn ^o ί

^r -Aden diese Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge

statt uno .. , . ., , .-,Λ·^ -j -U-,

'las Ventilelement 38 wird wieder geschlossen.

"* " ist eine Verbesserung des Blocks 46 nach Fig. 2 dargestej_t,

'«•/linder 47 bewegt sich ein Hohlkolben 48 mit Queri/ der durch die Gegenkraft einer Feder 49 dazu ge-'■''rd, mit dem einen seiner Enden mit Fläche A < A

einen Sii, ,. ,..

>■ 50 zu schliessen.

"'idflache des Hohlkolbens 4 8 ist eine verstellbare ^g " I ausgebildet, die eine rückwärtige Kammer 52 und ^v|/ire Kammer 5 3 miteinander verbinden. Die erste Karn-"·. über einen durch das Ventil 37 geregelten Auslass ^!"itung 44 und die zweite Kammer 53 ist mit der Druck-

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leitung 24 zum Arbeitszylinder 11 verbunden. Der Hohlkolben .48 verlängert sich mit einer Stange 54, die in einer dritten mit dem Auslass verbundenen Kammer 55 hineinragt und einen Kolben 56 trägt, der eine Kammer 57 bildet, in die die Flüssigkeit mit einem Vorsteuerdruck P aus der Leitung 58 gefördert wird.

Das Ventil 37 wird mit zwei Vorsteuersignalpegeln ausgeführt, wobei ein durch den Hebel 36 betätigter Kopf 59 vorgesehen ist, dessen Durchmesser etwas kleiner-als der Durchmesser der Leitung 60 des Ventils ist, um zwei Öffnungsstellungen zum Auslass zu erhalten. In der ersten Stellung öffnet sich das Ventil 37 und der Kopf 59 bleibt in der Leitung, um eine Drosselstelle zu bilden, während in der zweiten Stellung auch der Kopf 59 die Leitung verlässt, damit ein völlig freier Auslass erfolgen kann.

Bei einer einfacheren Ausführungsform des Kreises nach Fig. 3 kann ein dem Ventil nach Fig. 2 entsprechendes Ventil 37 vorgesehen werden und ausserdem kann die Leitung 58 einfach nach der Drosselstelle 47, und zwar bei P gleich Null, mit

P dem Auslass verbunden werden.

Die Funktion des Blocks 46 wird nachstehend näher geschildert.

Unbeachtet der Reibungskräfte und der Wirkung der Strömungskräfte , die beide mit auf diesem Gebiet wohlbekannten Methoden auf sehr kleine Werte herabgesetzt werden können, kann folgender statischer Gleichgewichtspunkt eines solchen Ventils 4 7 angenommen werden:

P (A. - A„) = P_A„ + Federkraft ο 1 2 11

Wenn also durch die verstellbare öffnung 51 keine Flüssigkeit fliesst, ist P. = P und das Ventil bleibt bei jedem

IO

Druckwert geschlossen. Eine Zunahme der Strömung von P durch

die verstellbare Öffnung 51 zum Auslass durch das vorgesteuerten Ventil 37 bringt P auf einen dem Offnen des Ventils entsprechenden Wert.

Die Verlängerung 56 des Kolbens 48 im Ventil stellt eine Art und Weise dar, mit der sich die" Veränderung der Gleichgewichtskräfte überwinden lässt, die entstehen, wenn die Fläche A eine Druckänderung stromabwärts in der Auslassleitung spürt, während - wenn erforderlich - die Drosselstelle 67 das Ventil 37 schliesst, wenn der Durchfluss durch die.öffnung 51 aufhört und dabei zweckmässig für eine Verlangsamung der Schliessgeschwindigkeit des Ventils 47 sorgt.

Es muss noch die Strömungsregelung bezüglich eines Vorsteuerventils und der Stabilität desselben sinnvoll beeinflusst werden, was normalerweise durch Anwendung einer grossen Federkraft oder eines kleinen Flächenunterschiedes (A - A) geschieht, so dass eine kleine Änderung in der Vorsteuerströmung, die eine kleine Änderung von P /P auslöst, das Schliessen des Ventils in seinem Sitz 50 nicht zu stark verändert. Diese grossen Differenzkräfte bzw. Federkräfte begrenzen den Mindestdruck, bei dem das Ventil öffnen kann.

Diese Leistungsgrenzen lassen sich in der nachstehend beschriebenen Art und Weise überwinden.

An Hand von Fig. 3 kann man die Zweckmässigkeit der vorgeschlagenen Massnahmen verstehen.

'Durch Anwendung eines gleichbleibenden Vorsteuerdruckes P

P an der linken Seite des Kolbens 56 kann man zum Schliessen

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des Ventils eine grössere Federkraft anwenden, so dass ein
grösseres Verhältnis P /P erforderlich ist und der Gewinn
des Ventils naclrBelieben geregelt werden kann.

Es wurde in der Praxis bewiesen, dass eine relativ starke,
mit einer kleinen Vorspannung eingebaute Feder 49 es gestattet, bei einem bescheidenen Regeldruck die Offnungs- und
Schliesskräfte in einer Lage auszugleichen, in der das Ventilelement kaum offen ist.

In diesem Zustand kann bei offenem Vorsteuerventil 37 aus
dem Betätigungskreis der Last jeder beliebige Unterdruck freigesetzt werden.

Das Schliessen des Vorsteuerventils 37 gleicht P und P, aus

ο 1

und das Ventil schliesst unter den Einfluss eines sehr kleinen Belastungsdruckes P .

Bei der Erfindung hat man es für vorteilhaft gehalten, durch den Kopf 50 zwei Pegel von Vorsteuer- oder Abstiegregelsignalen vorzusehen.

Wird der Hebel 38 in die gesenkte Zwischenstellung geschwenkt und ist daher die Abstiegsteuerung dem Vorsteuerventil 37
vorbehalten, so wird zwar die Bewegung zum Anheben der Kugel aus dem Ventilsitz ausgelöst, aber der Kopf 59 des Betätigungsstiftes bleibt in der Leitung 60 des Vorsteuerventils,
um die Strömung vom Arbeitszylinder 11 der Last 12 durch die Drosselstelle 51 im Ventil 47 zu begrenzen, so dass P nicht ausreichend abfällt, um das Hauptventil zu öffnen. Die kleine Strömung fliesst durch die Leitung 44 und die Leitung 26 bis zum Tank.

Diese kleine Strömung ist für eine Feinregelung der Lage des

Arbeitszylinders 11 sowie zur Dämpfung von Beschleunicrungs- bzw. Verzögerungsstössen im Entnahmekreis brauchbar.

Wird das Vorsteuerventil 37 vom Hebel 36 in der vollständig gesenkten Stellung betätigt, so tritt der Kopf 59 des Betätigungsstiftes aus der Leitung 60 heraus und die jetzt durch die Öffnung 51 des Ventils 47 zum Tank fliessende Flüssigkeit ist ausreichend, -um P. zu senken und das Ventil zu öffnen.

Der nach dem jetzigen Stand der Technik gestaltete Kopf 59 des Betätigungsstiftes ermöglicht im wesentlichen verwirbelte oder gegen die Viskosität an dieser Stelle unempfindliche Flüssigkeitsverhältnisse sowie eine Modulation der Strömung, um für ein sanftes Schliessen bzw. Öffnen des Hauptventils zu sorgen.

In zahlreichen Anwendungsfällen wird ein Regelmittel erforderlich sein, um die Höchstgeschwindigkeit bei der Abwärtsbewegung oder beim Auslass unabhängig vom Wert der bewegten Last oder vom Abstiegsignalmittel zu begrenzen.

Nach dem in dieser Branche wohlbekannten Grundsatz wird ein Mengenregelventil mit Druckausgleich verwendet, das mit der Last in Reihe geschaltet wird, so dass im wesentlichen die ganze Strömung aus dem Entnahmekreis in geregelter Höchstmenge durch dieses Ventil fliessen muss.

Die Anwendung eines solchen Ventils ist bei der vorliegenden Erfindung dem eigenen Ermessen überlassen und jedenfalls in Verbindung mit der Anwendung eines Regelventils 4 7 der Abwärtsbewegung vorgesehen, das im wesentlichen von einem stromabwärts, d.h. zwischen dem Abstiegventil 47 und dem Tank, 'angeordneten Mengenregelventil nicht beeinflusst wird. Ein weiteres für die Anpassungsfähigkeit und die Kostenherab-

setzung bedeutendes Neuheitsmerkmal stellt jedoch die Möglichkeit dar, die Funktion des vorgesteuerten Abstiegventils mit der Funktion eines Mengenregelventils so zu kombinieren, dass das Abstiegventil'durch das damit kombinierte Ventil ohne Änderung des Regelmittels sofort abgelöst werden kann.

In der Fig. 4 ist dieses Neuheitsmerkmal dargestellt, das folgendermassen wirkt:

Zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Abstiegventil 47 ist eine Durchlasstrecke 61 vorgesehen, die den in der Leitung 62 zwischen dem Sitz 50 und einer öffnung 63 wirkenden Druck mit der Kammer 52 des Ventils 47 mit Querschnitt A verbindet.

Eine Drosselstelle 64 begrenzt die Strömung von der Leitung 62 zu A und der Durchlass 61 ist geschlossen, um die aus dem Entnahmekreis unter Druck durch die Drosselstelle 51 fliessende Flüssigkeit über ein von einer Feder 66 fest gehaltenes Kugelventil 65 auszulassen. Bei offenem Vorsteuerventil erfolgt die Senkung folgendermassen:

Wie oben beschrieben, ist eine kleine Strömung durch das Ventil 37 ohne Öffnen des Hauptventils 47 zulässig, wenn jedoch das Vorsteuerventil 37 ganz offen ist, öffnet sich das Ventil 47 in der oben beschriebenen Art und Weise.

Erreicht nun die Strömung aus dem Entnahmekreis zum Tank durch das Ventil 4 7 in einer Öffnung 6 3 den vorbestimmten Pegel nicht, so erlaubt der Differenzdruck durch die Öffnung 63, d.h. P - P , dem Wert P nicht, den Wert P in der Kammer A zu überschreiten, und das Rückschlagventil 65 bleibt geschlossen.

Oberhalb eines gewissen Druckwertes P , d.h. oberhalb einer gewissen Belastung des Arbeitszylinders 11 der Last 12, überschreitet der ,Wert P den Wert P , so dass sich das Rückschlagventil 65 öffnet und die am Vorsteuerventil erlaubte Strömung bewirkt eine Erhöhung des Druckes P , der beginnt, das Ventil 47 gegen den Sitz 50 so lange zu schliessen, bis P , die Wirkung der Feder 66 und die Öffnung 28 der Wirkung von P gemeinsam gleichkommen.

Die Erfindung schliesst keine Mittel zur Veränderung des Wertes der Öffnung 63 seitens der Bedienungsperson des Systems aus, so dass je nach Bedarf ein begrenzender Geschwindigkeitsbereich zur Anwendung kommen kann.

Wenn es vorteilhaft erscheint, kann die Ventilkombination auch für eine andere Art und Weise eine kontinuierliche Modulation zu erzielen benutzt werden, und zwar folgendermassen:

Lässt man das Rückschlagventil 65 und die Feder 66 weg, schliesst man die Leitung zum Vorsteuerventil 37 und lässt man das Ventil 37 weg, so kann die Öffnung 63 durch bekannte Mittel veränderlich gemacht werden und der Schliessdruch P des Ventils 47 durch die Strömung aus dem Entnahmekreis über die Öffnungen 51 und 60 geregelt werden.

Dadurch hält bei P-P jeder öffnungswert der öffnung 63 ein Gleichgewicht Δ P aufrecht und die Abstieggeschwindigkeit bleibt unabhängig von der Belastung konstant.

Diese Verbesserungen lassen sich bei Servosysteinen für Zusatzgeräte von Schleppern oder bei Hebesystemen vorteilhaft anwenden, wo es heute sehr wichtig ist, die Kosten herabzu-'setzen und gleichzeitig mehr Zuverlässigkeit, Anpassungsfähigkeit und Leistung zu gewähren.

..Da auf ein Signal Oder auf mehrere kombinierte Signale aus verschiedenen Quellen ein Schlepper-Hebesystem durch Anheben oder Senken einer Masse' mittels eines Arbeitszylinders, in der Regel mittels eines einfach wirkenden Kolbens, anspricht, liegt es auf der Hand, dass der Regelkreis in der Regelströmung einbezogen ist.

Diese Strömung wird gewöhnlich durch eine Konstantpumpe erzeugt, so dass die Strömung, die nicht wirklich zur Bewegung der Last benutzt wird, zum Tank zurückgeschickt wird, wobei eine Energie vergeudet wird, die dem für die Regelmittel zum Anheben der Last erforderlichen Druck verhältnisgleich ist, der bei einem System, wo der gepumpte Druck relativ und durch den Druck der Last begrenzt ist, der Zeit, während der die Pumpe unter Druck ist, und der verlorenen Kraft verhältnisgleich ist.

Fig. 5 stellt das Servosystem eines landwirtschaftlichen Schleppers dar.

Hier ist der Eingang zum System mechanisch und wird durch ein Spulenventil 68 und die Öffnungen 69 und 70 in den Zuleitungen aus einer Quelle von: niedrigem Druck P in ein

P Hydraulikdrucksignal umgeformt. Es können jedoch auch andere

Kombinationen für die gleichen Eingangssignale sorgen.

Bei dieser Ausführungsform werden die Funktionen der gesteuerten Ventile 35 und 37 der vorhergehenden Beispiele von Gruppen 75 bzw. 84 übernommen, die von einem Kreis mit sehr nie-

95 drigem Druck über das Reduzierventil vorgesteuert werden.

In der Ruhestellung fliesst die Flüssigkeit von der Niederdruckquelle durch die Öffnungen 69 und 70 und gelangt zum

71 und 72 zum Tank durch weite Durchlässe/im Gehäuse des Spulenventils

Wird das Ventil 68 mit dem Hebel 73 nach einer Lage A nach ' links hin bewegt _t so steigt der Druck in der Kammer 74 eines Zylinders 75 aufgrund der Drosselstelle oder des Verschlusses

77 des Durchlasses 71 an und ein Kolben beginnt, sich gegen die Kraft einer Feder 76 zu bewegen. Der Kolben 77 weist eine verstellbare, bis zum Ventilsitz 79 durchgehende Öffnung 78 auf. Die Flüssigkeit tritt in die Kammer 74 ein und fliesst zur Öffnung 78 über, die aus dem Ventilsitz 79 austretende und zum Tank fliessende Flüssigkeit begrenzt den Druck in der Kammer 74 auf den Wert des durch die Reaktion der aus der Leitung 27 kommenden Flüssigkeit erzeugten Druckes, und zwar durch einen Stift 80, da die Sitze 79 und 81 gleich sind.

Es ist unwesentlich, ob das Vorsteuerventil 68 eine Druckerhöhung in der Kammer 74 mehr oder weniger langsam bewirkt, weil an einem gewissen Zeitpunkt die Strömung durch die Öffnung 78 aufgrund des Verschlusses des Sitzes 79 mit dem Stift 80 aufhört und der Druck in der Kammer 74 sofort ansteigt, ohne Modulationsmöglichkeit, um den höchsten Vorsteuerdruck zu erreichen, der auf den Kolben 77 eine Kraft ausübt, die ausreichend ist, um den Stift 80 dazu zu veranlassen, den Sitz 81 zu schliessen, wobei der positive Rückflussdruck anfängt, anzusteigen, um das Ventil 2 8 wie oben beschrieben zu belasten.

Schwenkt man den Hebel 73 in die neutrale Ruhestellung zurück, so lässt das Ventil 68 den Durchlass 71 frei und die Strömung zum Tank fängt an, der Druck in Kammer 7 4 lässt allmählich nach, bis der Sitz 81 offen ist und das durch die Belastung des Ventils 28 gesteuerte Drucksignal auf einen Wert sinkt, der unterhalb des Druckwertes der Last liegt, so dass die

Strömung aufhört.

Durch die allmähliche Druckminderung in der Kammer 74 bis zu Null wird gewährleistet, dass die Strömung durch den Sitz 81 und den Stift 80 ebenfalls einen Druck hat, der im wesentlichen gleich Null ist.

Indem es die Abstiegbewegung (Hebel 73 in Stellung B) steuert, sperrt das Vorsteuerventil 68 den Durchlassweg 72 zum Tank teilweise ab, wobei ein Zwischendruck entsteht, der niedriger als der Vorsteuerdruck ist, der verhältnisgleich zu den Bereichen der Drosselstelle 70 und einer im. Spulenkörper des Ventils 68 ausgebildeten Drosselstelle 82 erzeugt werden soll.

Dieser eine Kammer 83 eines Zylinders 84 beaufschlagende Zwischendruck genügt, um einen Kolben 85 und eine Stange 86 gegen einen Stift 87 zu treiben, der seinerseits auf die Kugel des Ventilelementes 37 drückt. Es ist vorgesehen, dass der Stift 88 der Kugel-des Ventilelementes 37 grosser als der Durchmesser des Stiftes 87 ist.

Wenn daher der auf den Kolben 85 ausgeübte Druck stärker als die auf den Durchmesser des Sitzes 88 von der Last ausgeübte Kraft wird, lässt die Wirkung des Lastdruckes sofort nach und wirkt nur auf den unteren Bereich des Stiftes 87, wodurch gewährleistet wird, dass .eine relative Eingangsmodulation weder beim Öffnen noch beim Schliessen möglich ist. Bei einer solchen Öffnungsart ist die Strömung vom Arbeitszylinder 11 der Last 12 durch die Öffnung 51 in das Ventil 4 7 unterhalb der zum Senken des Druckes erforderlichen Strömung begrenzt, und zwar ausreichend, um das Ventil 47 aufgrund der begrenzenden Wirkung des Kopfes 59 des Stiftes 87

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zu öffnen, der in der Drosselstelle 60 bleibt.

Bei dieser Verbindung genügt eine vorgespannte Feder 89, die gegen eine gegen einen Anschlag 91 gedrückte Scheibe 90 wirkt, um der Bewegung in Richtung eines weiteren Offnens der Kugel des Ventilelementes 37 entgegenzuwirken.

Wird die Spule des Vorsteuerventils 68 weiter bewegt (Stellung C des Hebels 73), um den Durchlass 72 zum Auslass ganz zu schliessen, so wirkt der höchste Vorsteuerdruck auf den Kolben 85. Die Druckerhöhung überwindet den Widerstand der vorgespannten Feder 89 und die Stange 86 verschiebt sich innerhalb der gegen den Anschlag 91 fest gedrückten Scheibe 90.

Die Stange 86 treibt sich mit dem Stift 87 weiter vor, bis der Kopf 59 die Drosselstelle 60 ganz frei lässt und dadurch eine starke Strömung durch das Ventilelement 37 gestattet.

Nun steigt die Strömung vom Arbeitszylinder 11 der Last 12 durch die Öffnung 51 an, so dass - wie bereits erklärt - P vermindert wird und sich das Hauptventil 47 öffnen kann.

Bei umgekehrter Bewegung des Vorsteuerkolbens 86 findet die Arbeitsfolge umgekehrt statt.

Die in den oben geschilderten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele zu verstehen und die leitenden Grundsätze der vorliegenden Erfindung können auch bei anderen Kreisen dem jeweiligen Anwendungszweck angepasst werden.

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Claims

Patentanmeldung * .*:.:.* * ** ,· - *♦-*♦·

SAME S.p.A.

Verbesserungen an zu Arbeitszylindern geschalteten Hydraulikkreisen

PATENTANSPRÜCHE

/ 1 Λ Hydraulikkreis zum Steuern eines hydraulischen Arbeitszylin-' ders, der eine Pumpe umfasst, die über eine mit Regelmitteln der Flüssigkeitsströmung versehene Leitung Flüssigkeit unter Druck zum Arbeitszylinder fördert, und der ausserdem über eine durch ein Druckregelventil abgesperrte Ableitung mit dem Auslass in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckregelventil durch ein dem Pumpenförderdruck verhält: nisgLeiches Signal zum Offnen gesteuert wird, und zv/ar gegen eine feste Vorspannung sowie gegen die Druckwirkung eines
Hilfsvorsteuerkreises, der aus der Druckleitung Flüssigkeit, durch eine Öffnung entnimmt, die verstellbar ist und über
ein Rückschlagventil abwechselnd mit dem Auslass und mit der

'Ί COPY

Zuleitung zum Arbeitszylinder verbunden werden kann.
2. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil im Hilfskreis gegen eine vorbestimmte Spannung öffnet und ausserdem einer Drosselstelle zugeordnet ist.
3. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmittel der zum Arbeitszylinder geförderten Flüssigkeitsmenge ein -Ventil mit Verschlusselement und Mengenregler ist.
4. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelmittel der zum Arbeitszylinder geförderten Flüssigkeitsmenge aus einem ersten Ventilelement, das die Verbindung mit dem Auslass oder mit der Zuleitung zum Arbeitszylinder des Hilfsvorsteuerkreises regelt, und aus einem zweiten Ventilelement bestehen, das die Verbindung mit dem Auslass der Zuleitung zum Arbeitszylinder regelt.
5. Hydraulikkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventilelement ein Ventil umfasst, das durch eine Vorspannung zum Schliessen gebracht und durch einen zweiten Hilfsvorsteuerkreis gesteuert wird, der eine erste, mit der Zuleitung zum Arbeitszylinder verbundene Leitung umfasst, die gegen die Wirkung des Druckes in einer Leitung, die ab-, wechselnd, mit de*¹". Auslass und, .über eine Drosselstelle, mit der Zuleitung zum Arbeitszylinder verbunden werden kann, ein Öffnungsdrucksignal liefert.
6. Hydraulikkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventilelement aus einem Differenzventil besteht, bei dem ein Körper mit grösserem Durchmesser von einer Feder in einem Zylinder verschoben wird, um ein Verschlussele-

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ment mit kleinerem Durchmesser gegen den entsprechenden Sitz zu treiben, wobei der Körper mit grösserem Durchmesser eine rückwärtige und eine vordere Kammer aufweist, in der sich das Verschlusselement bewegt und die mit der Zuleitung zum Arbeitszylinder verbunden ist, wobei die vordere und die rückwärtige Kammer über eine verstellbare öffnung miteinander verbunden sind und sich die rückwärtige Kammer durch die Regelmittel der zum Arbeitszylinder zu fördernden Flüssig-... keitsmenge zum Auslass öffnen lässt.
7. Hydraulikkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Zylinder mit einem in einem Sitz beweglichen Kolben mechanisch verbunden ist, um eine weitere Kammer zu bilden, in die durch eine Leitung mit Drosselstelle Flüssigkeit gefördert wird.
8. Hydraulikkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der in die weitere Kammer geförderten Flüssigkeit den Kolben dazu treibt, auf den Zylinder gegen die Kraft der Federmittel zu wirken.
•9. Hydraulikkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement den Auslass durch eine Drosselstelle regelt und dass der Auslass zwischen Verschlusselement und Drosselstelle über ein Rückschlagventil mit der rückwärtigen Kammer verbunden ist.
10. Hydraulikkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rückwärtige Kammer über ein Ventil mit von Hand veränderlicher öffnungsweite zum Auslass öffnen lässt.

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