DE3805287C2 - Ventilanordnung für mindestens einen von einer Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen gespeisten hydraulischen Verbraucher - Google Patents

Ventilanordnung für mindestens einen von einer Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen gespeisten hydraulischen Verbraucher

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für mindestens einen von einer Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen gespeisten hydraulischen Verbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Der hydraulische Verbraucher, beispielsweise ein Stell­ zylinder, wird der Richtung und Geschwindigkeit nach von dem Wegeventil gesteuert. Dabei tritt ein Lastdruck auf, der in bekannter Weise am Wegeventil abgegriffen und dem Pumpenregler zugeführt wird. Für Pumpenregler sind ver­ schiedene Ausführungen bekannt, wie Leistungsregler, Druckregler und Förderstromregler. Die von einem Stell­ kolben beim Pumpendruck Null auf maximale Fördermenge ausgeschwenkte Pumpe wird vom Druckregler bei Erreichen des maximalen Betriebsdrucks auf den vom Verbraucher be­ nötigten Förderstrom zurückgeschwenkt.
Das Reglerventil für den Förderstromregler wird dagegen von der Druckdifferenz am Wegeventil, nämlich von der Differenz zwischen Pumpendruck und Lastdruck beaufschlagt und erzeugt einen den Stellkolben der Verstellvorrichtung beaufschlagenden Steuerdruck, um bei zu kleinem Förder­ strom zum Verbraucher die Pumpe auszuschwenken und bei zu großem Förderstrom die Pumpe auf kleineres Förder­ volumen zu verstellen.
Regler der beschriebenen Bauweise sind beispielsweise aus Mannesmann Rexroth Verstellpumpe A 10V Baureihe 1 RD 92 700 01.83 bekannt.
Aus JP 59-69 505 (A), in: Patents Abstracts of Japan, M- 317, Aug. 15, 1984, Vol. 8 No. 177, ist eine Fördermengenregelung einer Verstellpumpe bekannt, bei der das Reglerventil gegensinnig zum Pumpendruck vom Lastdruck, ferner vom Pumpendruck über eine Drossel und schließlich noch von einem an dem Vorsteuergeber eingestellten Vorsteuerdruck beaufschlagt ist, um die Pumpe in Richtung größerer Fördermenge zu verstellen. Aus DE 33 40 332 C2 ist eine Fördermengenregelung bekannt, bei der nicht der Lastdruck, sondern der Vorsteuerdruck auf das Reglerventil für die Stellvorrichtung der Pumpe geführt wird. Über ein druckabhängiges Ventil wird das Reglerventil im Sinne des Zurückschwenkens der Verstellpumpe nur dann vom Lastdruck beaufschlagt, wenn nur eine geringe Pumpenleistung benötigt wird. Schließlich ist aus DE 34 22 164 A1 eine Vorrangsteuerung bekannt, bei der über ein Wechselventil der Lastdruck des vorrangigen oder nachrangigen Verbrauchers auf das Reglerventil für die Pumpenverstelleinrichtung geführt wird.
Ist nun die Druckdifferenz am Wegeventil insbesondere beim Ansteuern der Bewegung eines Verbrauchers verhältnismäßig gering, so reicht der Lastdruck nicht aus, um die Pumpe auszuschwenken, so daß die gewünschte Bewegung nicht er­ folgt. Dieser Zustand kann in Situationen auftreten, bei denen auf Grund der kinematischen oder geometrischen Ver­ hältnisse der Lastdruck gering ist. Beispielsweise ist dies beim Auskippen der Laderschaufel bei Baggern am Stielzylinder der Fall.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ventilan­ ordnung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß auch bei kleinem Lastdruck die Pumpe zum Ausschwenken gebracht wird, um das nötige Fördervolumen zu liefern.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es wird so anstelle des Lastdrucksignals oder anstelle des Pumpendrucks der Vorsteuerdruck der Verstellvorrichtung der Pumpe derart aufgeschaltet, daß die Pumpe ausschwenkt, wenn über den Vorsteuerdruck die Einstellung des Wege­ ventils für die gewünschte Betätigung des Verbrauchers erfolgt. Auch wenn der Lastdruck bzw. der Pumpendruck hierbei infolge der Lastverhältnisse des Verbrauchers gering ist, erfolgt über den Vorsteuerdruck das Ausschwen­ ken der Pumpe. Die Ventilanordnung hat ferner den Vorteil, daß mit steigendem Lastdruck dann das Wechselventil um­ schaltet und die Regelung der Pumpe abhängig vom Last­ druck bzw. vom Pumpendruck in der bekannten Weise erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der eine Ventilanordnung schematisch dargestellt ist.
Eine Verstellpumpe 1 fördert über eine Druckleitung 2 Druckmittel zu einem Wegeventil 3, an welches über A und B ein Stellzylinder 4 angeschlossen ist. Die Verstellung des Wegeventils 3 erfolgt über Vorsteuerdruckleitungen 5 bzw. 6, die zu einem Vorsteuergeber 10 geführt sind. Bei Be­ tätigung des Vorsteuergebers 10 wird entweder in der Leitung 5 oder in der Leitung 6 ein Vorsteuerdruck ein­ gesteuert, der den Kolben des Wegeventils 3 beaufschlagt und damit das Wegeventil aus der Neutralstellung in eine der beiden Arbeitsstellungen verschiebt.
Das Wegeventil 3 kann Teil eines Ventilblocks sein, der aus mehreren Wegeventilen zur Betätigung hydraulischer Verbraucher dient.
Die Verstellung der Pumpe 1 erfolgt durch einen Stell­ kolben 12, der von einer Feder beaufschlagt ist. Dadurch wird die Pumpe in Richtung maximales Fördervolumen ver­ stellt. Ferner ist ein Stellkolben 14 vorgesehen, der mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Mit steigendem Steuer­ druck wird die Pumpe in Richtung kleineren Fördervolumens zurückgeschwenkt.
Zur Einstellung des Steuerdrucks ist ein Druckreglerventil 15 sowie ein Förderstromreglerventil 16 vorgesehen. Das Ventil 15 ist über eine verstellbare Feder 18 auf einen maximal zulässigen Pumpendruck eingestellt und ist vom Pumpendruck gegensinnig beaufschlagt. Die Pumpe schwenkt somit bei Erreichen des eingestellten maximalen Betriebs­ druckes auf den vom Stellzylinder 4 benötigten Förderstrom zurück.
Das Regelventil 16 für den Förderstrom ist ebenfalls vom Pumpendruck und gegensinnig von einer einstellbaren Feder und dem am Stellzylinder 4 bei dessen Betätigung auf­ tretenden Lastdruck beaufschlagt. Der Lastdruck wird am Wegeventil 3 über eine Leitung 19 abgegriffen und gelangt über eine Leitung 20 und den Anschluß X an das Regler­ ventil 16. Abhängig von der Druckdifferenz am Wegeventil 3 wird von dem Ventil 16 der Steuerdruck für den Stell­ kolben 14 so eingestellt, daß der Förderstrom unabhängig vom Lastdruck konstant geregelt wird, um eine konstante Geschwindigkeit am Stellzylinder 4 zu erzielen.
Der Lastdruckanschluß X ist über ein Wechselventil 22 an die Lastdruckleitung 20 und an eine Leitung 24 ange­ schlossen, die über ein weiteres Wechselventil 25 und eine Leitung 26 mit der Vorsteuerdruckleitung 5 verbunden ist. Damit gelangt der jeweils höhere Druck zum Anschluß X und auf das Förderstrom-Reglerventil 16. Ist somit bei einer Betätigung des Wegeventils 3 der am Stellzylinder 4 auftretende Lastdruck gering, so ist der Vorsteuerdruck in der Leitung 5 hinreichend hoch und gelangt über die Wechselventile 25 und 22 zum Reglerventil 16. Durch den dem Förderstrom-Reglerventil 16 aufgeschalteten Vorsteuer­ druck wird die Druckdifferenz am Ventil so weit erhöht, daß nunmehr die Regelung einsetzt und die Pumpe gezwungen wird, bis zum maximalen Fördervolumen auszuschwenken. Damit wird erreicht, daß auch im unteren Druckbereich, wenn beim Ansteuern einer Bewegung des Verbrauchers in­ folge der sehr geringen Druckdifferenz das Regelventil nicht wirksam wird, der Verbraucher mit Druckmittel versorgt wird.
Übersteigt der Lastdruck in der Leitung 19 bzw. 20 den Vorsteuerdruck, so schaltet das Wechselventil 22 um und der Lastdruck gelangt auf den X-Anschluß des Förderstrom- Reglerventils 16.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Stellkolben 12 der Pumpe 1 unmittelbar mit dem Vorsteuerdruck zu beauf­ schlagen. Normalerweise ist der Stellkolben 12 mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Anstelle des Pumpendrucks kann nun über ein Wechselventil 28 der Vorsteuerdruck in der Leitung 29 auf den Stellkolben 12 geführt werden. In diesem Fall ist die Leitung 29 für den Vorsteuerdruck mit der Leitung 24 verbunden. Dabei entfällt das Wechsel­ ventil 22 und ist die Lastdruckleitung 20 unmittelbar an den X-Anschluß des Förderstromreglers geführt. Das Aus­ schwenken der Pumpe bei kleiner Druckdifferenz am Wege­ ventil 3 erfolgt nun ebenfalls über den Vorsteuerdruck in der Leitung 29, der zum Umschalten des Wechselventils 28 führt, so daß der Stellkolben 12 mit dem Vorsteuer­ druck beaufschlagt wird und die Pumpe ausgeschwenkt wird.
Über das Wechselventil 25 kann die Pumpe bzw. der Pumpen­ regler von mehreren Verbrauchern angesteuert werden. Die Vorsteuerdruckleitung 26 kann auch an die Leitung 6 ange­ schlossen sein, wenn der geringe Druckunterschied in der anderen Bewegungsrichtung des Stellzylinders 4 auftritt. Die Leitung 26 kann auch über ein Wechselventil an beide Leitungen 5 und 6 angeschlossen sein, wenn der geringe Druckunterschied in beiden Arbeitsrichtungen auftreten kann.

Claims (3)

1. Ventilanordnung für mindestens einen von einer Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen gespeisten hydrau­ lischen Verbraucher, bestehend aus einem richtungs- und geschwindigkeitssteuernden Wegeventil für den Verbraucher, einem das Wegeventil hydraulisch betätigenden Vorsteuer­ geber und aus mindestens einem Reglerventil, zur Steuerung einer der Pumpe zugeordneten Verstellvorrichtung, wobei das Reglerventil vom Pumpendruck und vom am Verbraucher auftretenden Lastdruck einstellbar ist, und die Verstellvorrichtung der Pumpe vom Pumpendruck und vom am Reglerventil eingestellten Steuerdruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der am Vorsteuergeber (10) eingestellte Vorsteuerdruck über ein Wechselventil (22; 28) auf das Reglerventil (16) oder die Verstellvorrichtung (12, 14) derart aufschaltbar ist, daß bei geringer Druckdifferenz am Wegeventil (3) die Pumpe (1) auf größeres Fördervolumen verstellt wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselventil (22) in der Lastdruckleitung (20) für das Reglerventil (16) angeordnet ist, wobei der jeweils höhere Druck von Vorsteuerdruck und Lastdruck das Reglerventil (16) beaufschlagt, um die Pumpe (1) auszuschwenken.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselventil (28) in der den Stellkolben (12) der Verstellvorrichtung (12, 14) mit dem Pumpendruck beaufschlagenden Leitung angeordnet ist, wobei der jeweils höhere Druck von Vorsteuerdruck und Pumpendruck den Stellkolben (12) beaufschlagt, um die Pumpe (1) auszuschwenken.
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