DE3709504A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Ventileinrichtung (DE-AS 19 44 129), von der die Erfindung ausgeht, ist zwischen der Druck­ mittelquelle und dem Wegeventil für einen Arbeits­ zylinder eine Druckwaage vorgesehen, bei der der vom Lastdruck des Arbeitszylinders beaufschlagte Raum über ein Druckbegrenzungsventil mit einem Tank verbunden ist. Übersteigt der Lastdruck den Auslösedruck des Druckbegrenzungsventils und öffnet somit das Druck­ begrenzungsventil zum Tank, so drosselt die Druckwaage den Durchfluß des Druckmittels zum Wegeventil und wird ein zu hoher Druck am Arbeitszylinder vermieden.

Sind bei der Betätigung eines Arbeitskolbens oder eines anderen hydraulischen Antriebs, beispielsweise für den Drehwerksantrieb eines Baggers sehr hohe Arbeitswiderstände zu überwinden, beispielsweise in­ folge der Trägheit großer zu bewegender Massen, so kann mit dem mit der Druckwaage zusammenwirkenden Druckbe­ grenzungsventil ein zu hoher Druckaufbau vermieden werden, der zum Ansprechen von Sicherheitsventilen führen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Ventileinrichtung derart zu erweitern, daß eine viel­ seitige Verwendung ermöglicht ist.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß läßt sich somit der auf die Druckwaage wirkende Lastdruck auf jeden beliebigen und veränder­ lichen Wert einstellen. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Auslösedruck des Druckbegrenzungsventils abhängig von Betriebsparametern einzustellen. Bei hydraulisch angesteuerten Wegeventilen ist es sinnvoll, den jeweils an einem Gebergerät vorgewählten Steuerdruck auch auf den Geber des Druckbegrenzungsventils zu führen. Dadurch wird erreicht, daß mit zunehmender Auslenkung des Wege­ ventils zur Vergrößerung des Durchflusses proportional auch der Auslösedruck für das Druckbegrenzungsventil erhöht wird. Dadurch ergibt sich eine Abhängigkeit des beispielsweise von einem Arbeitskolben ausgeübten Last­ druckes von dem Steuerdruck bzw. der Stellung des Hauptkolbens im Wegeventil. Es kann somit jeder be­ liebige Lastdruck über den Steuerdruck des Wegeventils beliebig eingestellt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn beispielsweise Arbeitsgeräte mit einer bestimmten Kraft angedrückt werden sollen, beispiels­ weise wenn ein Mähwerk von einem Arbeitszylinder ge­ halten werden soll, die Schaufel eines Grabenbaggers an die zu bearbeitende Fläche angelegt werden soll oder eine Straßenkehrwalze auf den Boden gedrückt wer­ den soll.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So kann anstelle der hydraulischen Ansteuerung für das Druckbegrenzungsventil auch eine elektrische Ansteuerung vorgesehen werden. Außerdem kann das Druckbegrenzungsventil willkürlich oder automatisch auf unterschiedliche Auslösedrücke umgeschaltet werden. Das Umschalten auf verschiedene betriebsabhängige Drücke kann mittels eines elektrisch zu betätigenden Ventils erfolgen. Das Ventil kann aber auch selbsttätig beispielsweise bei Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz umgeschaltet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ventileinrichtung mit einem Wegeventil für einen Verbraucher, einer Druckwaage und einem fernbetätigbaren Druckbegrenzungs­ ventil,

Fig. 2 eine Ausführungsform mit einer automatischen Umschalteinrichtung für das Druckbegrenzungs­ ventil.

Ein Verbraucher 1, beispielsweise ein Arbeitskolben, wird über ein Wegeventil 2 und eine Druckwaage 3 von einer Pumpe 4 mit Druckmittel beaufschlagt. Die Druck­ waage 3 ist gegensinnig in bekannter Weise vom Druck in der Leitung 5 stromauf des Wegeventils 2 und von dem stromab des Wegeventils abgegriffenen Lastdruck in der Leitung 8 beaufschlagt.

An die Lastdruckleitung 8 ist ein Druckbegrenzungs­ ventil 10 angeschlossen, dessen Auslösedruck, bei dem die Leitung 8 zum Tank T hin geöffnet wird, von einer die Feder 11 des Druckbegrenzungsventils 10 vorspannen­ den Gebereinrichtung 12 verstellbar ist, die hydrau­ lisch beaufschlagt ist.

Hierzu dient ein Umschaltventil 14, das im vorliegen­ den Fall elektrisch betätigbar ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Wege­ ventil 2 hydraulisch ansteuerbar. Der hierzu auf den Anschluß a bzw. Anschluß b zu führende Steuerdruck, der zu einer entsprechenden Auslenkung des Wegeventil­ kolbens führt, wird an einem Gebergerät 16 eingestellt. Die Bauweise solcher Gebergeräte ist bekannt. Bei Ver­ stellung des Handhebels 17 wird am Anschluß a bzw. An­ schluß b des Gebergerätes ein Steuerdruck erzeugt, der eine entsprechende Verstellung des Wegeventils zur Folge hat, so daß ein bestimmter Durchfluß zum Ver­ braucher 1 einstellbar ist.

Der jeweils am Gebergerät 16 anstehende Steuerdruck wird über ein Wechselventil 18 abgegriffen und wird über das Wegeventil 14 in dessen gezeigter Stellung auf die Gebereinrichtung 12 geführt. Somit wird der Auslösedruck des Druckbegrenzungsventils 10 proportio­ nal zu dem am Gebergerät 16 gewählten Steuerdruck ge­ ändert. Dies hat zur Folge, daß sehr kleine Lastdrücke am Verbraucher 1 einstellbar sind, weil beim Anspre­ chen des Druckbegrenzungsventils 10 die Druckwaage 3 in Richtung größerer Drosselung verstellt wird und damit die Durchflußmenge zum Verbraucher 1 verringert wird, bis die Druckwaage schließt und vom Verbraucher kein Druckmittel mehr abgenommen wird. Somit kann bei entsprechender Einstellung des Druckbegrenzungsventils 10 über den Steuerdruck für das Wegeventil 2 ein be­ stimmter Lastdruck am Verbraucher sich einstellen. Somit kann beispielsweise für ein Mähwerk oder eine Kehrwalze eine bestimmte Andruckkraft am Gebergerät 16 gewählt werden.

Soll dagegen das Mähwerk eingezogen oder ausgefahren werden, so wird das Ventil 14 umgeschaltet und ein konstanter Druck auf die Gebereinrichtung 12 geführt und damit das Druckbegrenzungsventil 10 auf einen be­ stimmten Lastdruck eingestellt. Solange der Lastdruck in der Leitung 8 den Auslösedruck des Druckbegrenzungs­ ventils 10 nicht übersteigt, arbeitet die Druckwaage 3 in bekannter Weise und regelt den Durchfluß abhängig von der Differenz des Arbeitsdruckes und des Last­ druckes. Steigt jedoch der Lastdruck über den Auslöse­ druck, so verstellt sich die Druckwaage in Schließrich­ tung und ein weiterer Druckaufbau am Verbraucher wird verhindert, ohne daß Sekundärventile zur Druckabsenkung ansprechen müssen. Es wird somit die vom Verbraucher 1 ausgeübte Kraft bzw. Drehmoment begrenzt.

In Fig. 2 sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugs­ zeichen bezeichnet. Das Umschaltventil 14′ ist aber von der Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsdruck stromauf des Wegeventils 2 und dem Lastdruck stromab des Wege­ ventils 2 automatisch umschaltbar.

Solange sich der Verbraucher 1 bewegt, also ein Durch­ fluß durch das Wegeventil 2 vorhanden ist, stellt sich eine bestimmte Druckdifferenz zwischen dem Arbeits­ und Lastdruck ein. Übersteigt diese Druckdifferenz einen bestimmten, durch die Feder 20 des Umschaltven­ tils 14′ vorgegebenen Wert, so schaltet das Ventil in die Stellung um, in der das Druckbegrenzungsventil mit dem maximalen Druck Pmax vorgespannt ist. In diesem Fall arbeitet die Druckwaage lastdruckabhängig in be­ kannter Weise.

Falls sich der Verbraucher nicht bewegen soll, sondern vielmehr nur einen bestimmten Druck, eine bestimmte Kraft oder ein bestimmtes Drehmoment ausüben soll, so wird die Druckdifferenz am Wegeventil gleich Null. Das Ventil 14′ schaltet um und beaufschlagt die Geber­ einrichtung 12 des Druckbegrenzungsventils 10 mit dem veränderlichen Steuerdruck, der entsprechend eingestellt wird, bis die gewünschte Kraft (Drehmoment) erreicht ist.

Claims (10)

1. Ventileinrichtung für die Steuerung der Druck­ mittelwege zwischen einer Druckmittelquelle, einem Verbraucher und einem Tank, mit einem Wegeventil, einer stromauf des Wegeventils angeordneten Druckwaage, die von der Differenz zwischen dem Druck stromauf des Wege­ ventils und dem Lastdruck betätigbar ist, und mit einem an die Lastdruckleitung angeschlossenen Druckbegrenzungs­ ventil zur Begrenzung des die Druckwaage beaufschlagen­ den Lastdruckes, um den Druck stromauf des Wegeventils auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösedruck des Druckbegrenzungsventils (10) fernverstellbar ist.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungs­ ventil mit einer hydraulischen Ansteuervorrichtung ver­ sehen ist.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druck­ begrenzungsventil betriebsabhängig ansteuerbar ist.

4. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil von einem veränderlichen, lastabhängigen Druck ansteuerbar ist.

5. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungs­ ventil von einem variablen Druck auf einen Festwert umschaltbar ist.

6. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil von einem das Wegeventil (2) betätigenden Steuerdruck ansteuerbar ist.

7. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch betätigbares Umschaltventil (14) vor­ gesehen ist.

8. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Druckdifferenz betätigbares Umschalt­ ventil (14′) vorgesehen ist.

9. Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (14′) von dem Druck stromauf und stromab des Wege­ ventils umschaltbar ist.

10. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Fernverstellung des Druckbegrenzungsventils vorge­ sehen ist.