DE3611974A1 - Hydraulische vorrangsteuereinrichtung fuer mindestens zwei servomotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrang­ steuereinrichtung für mindestens zwei Servomotoren mit den im Oberbegriff des Patentanspruch 1 angeführ­ ten Merkmalen.

Eine derartige Vorrangsteuereinrichtung ist bekannt (DE-OS 34 21 502). Solange das zum vorrangigen Servo­ motor gehörende Wegeventil nicht betätigt ist, ist ein oder mehrere nachrangige Servomotoren mit der Pumpe über das Vorrangsteuerventil verbunden. Sobald das Wegeventil des vorrangigen Servomotors in eine Arbeitsstellung ausgelenkt wird, wird der sich ein­ stellende Arbeitsdruck als Steuerdruck abgegriffen und schaltet das Prioritätsventil um, so daß der Zustrom zum nachrangigen Servomotor unterbrochen wird. Gleichzeitig beaufschlagt der Steuerdruck ein Umschalt­ ventil, um den Arbeitsdruck des vorrangigen Servo­ motors auf die Druckregeleinrichtung der Pumpe zu führen.

Es ergibt sich insofern eine Bedienungserleichterung, als sofort zur Einleitung der Bewegungsabläufe beider Servomotoren die zugehörigen Steuerschieber der Wege­ ventile betätigt werden können. In diesem Fall wird nur dem vorrangigen Servomotor Druckmittel zugeführt. Sobald dieser eine bestimmte Lage erreicht hat, kann das zugehörige Steuerventil automatisch in die Neutral­ stellung zurückgeführt werden, so daß dann sofort der Bewegungsvorgang des nachrangigen Servomotors erfol­ gen kann. Dabei wird stets das Verdrängungsvolumen der Verstellpumpe bzw. das von einer Konstantpumpe gelieferte Druckmittel lastunabhängig geregelt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei hydraulisch betätigten Wegeventilen, zumin­ dest bei einem hydraulisch betätigten Wegeventil für den vorrangigen Servomotor, die Vorrangsteuerein­ richtung funktionssicher und signallogisch auszuführen.

Die genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Es wird somit der Vorsteuerdruck des hydraulisch be­ tätigten Wegeventils zum Schalten des Vorrangsteuer­ ventils und des Umschaltventils für den Lastdruck zur Förderstromregelung benutzt. Damit wird nicht nur der Aufbau der Schaltung vereinfacht, sondern darüber hinaus auch sichergestellt, daß sofort bei Betätigung des Wegeventils für den vorrangigen Servomotor die Umschaltung erfolgt, ohne daß abgewartet werden muß, bis sich ein entsprechender Arbeitsdruck aufgebaut hat. Damit wird gleichzeitig sichergestellt, daß die Pumpe nur die Leistung abgibt, die entsprechend der Wege­ ventilstellung und dem dazugehörigen Lastdruck abver­ langt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrang­ steuereinrichtung für zwei Servomotoren und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein kombiniertes Vor­ rangsteuer- und Umschaltventil.

Ein vorrangiger Servomotor 1, beispielsweise zur Be­ tätigung des Kippzylinders der Schaufel eines Laders, ist über Arbeitsleitungen 2 und 3 und einem Wege­ ventil 4 mit einer Pumpendruckleitung 5 bzw. mit einer zum Tank T führenden Leitung 6 verbunden. Zwischen der Pumpendruckleitung 5 und dem Wegeventil 4 ist ein Lasthalte-Rückschlagventil 7 sowie eine Einstelldros­ sel 8 vorgesehen.

Ein nachrangiger Servomotor 10, beispielsweise der Hubzylinder der Schaufel des Laders, ist ebenfalls über Arbeitungsleitungen 12 und 13 und ein Wegeventil 14 mit der Pumpendruckleitung 5′ bzw. mit der zum Tank führenden Leitung 6′ verbunden. Zwischen dem Wege­ ventil 14 und der Pumpendruckleitung 5′ ist ebenfalls ein Lasthalte-Rückschlagventil 17 und eine Einstell­ drossel 18 vorgesehen.

Zum Aufnehmen von Ladegut muß die Schaufel des Laders aus einer Lage, in der die Schaufel mit nach vorne gerichteter Öffnung Ladegut aufnimmt, in eine Lage geschwenkt werden, in der die Öffnung nach oben zeigt. Diese Schaufelverstellung erfolgt durch den Kippzylin­ der 1, worauf dann durch den Hubzylinder 10 die Schaufel gehoben wird, um beispielsweise ein Fahrzeug zu beladen. Es darf daher das Heben mittels des Hub­ zylinders 10 erst dann erfolgen, wenn die Schaufel mittels des Kippzylinders in die vorbestimmte Lage gelangt ist, in der beispielsweise die Schaufelöffnung nach oben zeigt.

Die Umschaltung erfolgt durch ein Wahlventil 20, das in Fig. 1 als 5/2-Wegeventil ausgebildet ist und das die zum Steuerventil 14 führende Leitung 5′ öffnet oder absperrt. Der Schieber des Wahlventils 20 ist in der Öffnungsrichtung von einer Feder 21 beaufschlagt und in der Schließrichtung von einem Vorsteuerdruck, der über ein Wechselventil 22 über Leitungen 23 bzw. 24 herangeführt wird. Das Wegeventil 4 für den vor­ rangigen Servomotor 1 wird hydraulisch mit einem Vor­ steuerdruck betätigt. Die dazugehörigen Vorsteuer­ ventile sind nicht dargestellt. Soll das Wegeventil aus der dargestellten Neutralstellung in eine der beiden Arbeitsstellungen verschoben werden, so wird der Vorsteuerdruck in bekannter Weise entweder dem Anschluß a 1 oder dem Anschluß b 1 aufgeschaltet. Das Wechselventil 22 wählt den jeweils anliegenden Vor­ steuerdruck aus und beaufschlagt das Wahlventil 20, so daß sofort bei Auftreten des Vorsteuerdruckes zur Betätigung des Wegeventils 4 das Wahlventil 20 in die Sperrstellung umschaltet. Damit strömt das von einer Pumpe 25 gelieferte Druckmittel über die Leitung 5 zum Wegeventil 4 und über dieses zum Kippzylinder 1.

Mit dem Wahlventil 20 erfolgt außerdem die Umschaltung des am Wegeventil 4 abgegriffenen Arbeitsdruckes des Kippzylinders 1 und des am Wegeventil 14 abgegriffe­ nen Arbeitsdruckes des Hubzylinders 10 auf die Druck­ regeleinrichtung 26 der Pumpe 25. Hierzu ist eine erste Steuerdruckleitung 30 und eine zweite Steuer­ druckleitung 31 an das Wahlventil 20 geführt und ist die Druckregeleinrichtung 26 über eine Leitung 32 mit dem Wahlventil 20 verbunden.

In der dargestellten Lage des Wahlventils ist somit der am nachrangigen Servomotor 10 auftretende Arbeits­ druck als Steuerdruck über die Leitungen 31 und 32 auf die Druckregeleinrichtung 26 geführt, während in der umgeschalteten Lage der am Kippzylinder 1 auf­ tretende Arbeitsdruck über die Leitung 30 und 32 auf die Druckregeleinrichtung 26 geschaltet wird.

In Fig. 1 ist die Pumpe 25 als Verstellpumpe ausge­ führt. In bekannter Weise bewirkt das Regel­ ventil 26 eine Konstanthaltung des Druckes in der Pumpendruckleitung 5. Die Verstellpumpe 25 fördert damit nur so viel Druckmittel, wie von den Servo­ motoren abgenommen wird. Es wird also unabhängig vom Arbeitswiderstand der Servomotor 1 mit gewünsch­ ter Geschwindigkeit verstellt, wozu die Pumpe das erforderliche Förderstromvolumen erzeugt.

Anstelle der Verstellpumpe 25 kann auch eine Konstant­ pumpe vorgesehen sein, wobei dann in nicht darge­ stellter Weise die Pumpendruckleitung 5 über ein Druckregelventil mit dem Tank T verbunden ist und der Schieber des Druckregelventils in bekannter Weise entgegen dem Pumpendruck von dem Steuerdruck in der Leitung 32 und der Kraft einer Feder in Schließstel­ lung beaufschlagt ist. Mit steigendem Arbeitsdruck erhöht sich somit der Druck in der Pumpendruckleitung.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das kombinierte Wahlventil 20 dargestellt. In einer Bohrung 35 ist ein Schieber 36 angeordnet, der mit Bunden 37, 38, 39, 40 und 41 versehen ist. Ein Kanal 42 ist an die Pumpen­ druckleitung 5 sowie an die zum Wegeventil 4 für den vorrangigen Servomotor 1 führende Leitung angeschlos­ sen, während ein Kanal 43 mit der zum Wegeventil 14 für den nachrangigen Servomotor 10 führenden Leitung 5′ verbunden ist. In der dargestellten Lage des Schiebers 36 strömt das Pumpendruckmittel somit in die Kanäle 42 und 43 und damit zu beiden Wegeventi­ len 4 und 14.

Der Schieber wird vom Vorsteuerdruck im Raum 44 in Schließstellung gedrückt, die erreicht ist, wenn der Bund 38 nach rechts wandert, bis die Kanäle 42 und 43 voneinander abgesperrt sind. Der Raum 44 ist über einen Kanal 45 an das Wechselventil 22 in Fig. 1 angeschlossen. Das Wechselventil 22 kann in nicht dargestellter Weise in dem Gehäuse des Wahlventils 20 integriert sein. Entgegen dem Vorsteuerdruck wirkt die Feder 21 auf den Schieber 36.

Die Umschaltung des Steuerdruckes erfolgt über den Steg 40, von dem wahlweise der in der Lei­ tung 31 oder der Leitung 30 herrschende Lastdruck in die zum Pumpenregler 26 führende Leitung 32 ge­ leitet wird. Der Federraum 48 ist über einen Kanal 49 mit dem Tank T verbunden, so daß aus den Kanälen 42 bzw. den den Steuerdruck führenden Leitungen über­ tretendes Lecköl die Stellung des Wahlventils nicht beeinflussen kann.

Die Umschaltung des jeweiligen Steuerdrucks auf den Pumpenregler kann auch in einer nicht-darge­ stellten Ausführungsform über ein separates Umschalt­ ventil erfolgen. Ferner können im Bund 38 des Schie­ bers 36 Nuten vorgesehen sein, so daß hei Betätigung des Wegeventils 4 der Zustrom von Druckmittel zum nachrangigen Servomotor nicht völlig, sondern nur teilweise abgesperrt wird.

Claims (5)

1. Hydraulische Vorrangsteuereinrichtung für min­ destens zwei Servomotoren, bestehend aus je einem Wegeventil zur Wegesteuerung des Pumpendruckmittels über Arbeitsleitungen zum und vom zugehörigen Servo­ motor und zum Abgriff des Arbeitsdruckes des vorran­ gigen Servomotors als erster Steuerdruck und des Arbeitsdruckes mindestens eines nachrangigen Servo­ motors als zweiter Steuerdruck, einem Schaltventil als Vorrangsteuerventil, das in der den Pumpendruck zum Wegeventil des nachrangigen Servomotors führenden Leitung angeordnet ist, und einem Umschaltventil, von dem der zweite Steuerdruck an ein Druckregelventil einer Pumpe geführt wird, wenn das Vorrangsteuer­ ventil in der Offenstellung ist, und von dem der erste Steuerdruck an das Druckregelventil geführt wird, wenn das Vorrangsteuerventil in der Schließstellung ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines vorgesteuerten Wegeventils (4) für den vorrangigen Servomotor (1) der dem Wegeventil zugeführte Vorsteuerdruck das Schaltventil (20) in Schließ­ stellung umschaltet und das Umschaltventil betätigt.

2. Vorrangsteuereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schalt- und Umschaltventil in einem Wahlventil (20) vorgesehen ist.

3. Vorrangsteuereinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wahl­ ventil ein 5/2-Wegeventil ist.

4. Vorrangsteuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerdruck über ein Wechselventil (22) an das Wahlventil (20) geführt ist.

5. Vorrangsteuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum des Schiebers (36) des Wahlventils (20) über einen Entlastungskanal an einen Tank ange­ schlossen ist.