DE3833999A1 - Hydraulische steuereinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung zur
lastdruckunabhängigen Steuerung wenigstens eines hydraulischen
Motors nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine solche hydraulische Steuereinrichtung aus der
US-PS 37 74 635, insbesondere Fig. 6 und 7, bekannt, die in der so
genannten LS-Technik ausgebildet ist und wahlweise im Zusammenhang
mit einer Konstantpumpe oder mit einer Verstellpumpe zur Druckmit
telversorgung verwendbar ist. Diese Steuereinrichtung weist bereits
ein als Druckwaage arbeitendes, in einen Nebenschlußkanal geschalte
tes 2-Wege-Drosselventil sowie einen Steuerdruckanschluß auf, von
dem ein maximaler Lastdruck extern zu einem Regler der Verstellpumpe
führbar ist. Solche Steuereinrichtungen werden auch bei gezogenen
Mobil-Maschinen, wie z.B. Erntemaschinen, verwendet, auf denen hy
draulische Steuerfunktionen installiert sind. Diese gezogenen Ma
schinen werden über Schlauchkupplungen hydraulisch mit der Zug
maschine, insbesondere einem Schlepper verbunden und von deren Pum
pensystem gespeist. Nun weisen verschiedene Schlepper auch verschie
dene Pumpensysteme auf. Dies kann eine Konstantpumpe mit Neutralum
lauf, eine bei LS-Technik verwendete Druck-Strom-geregelte Verstell
pumpe oder eine im Konstantdrucksystem verwendete druckgeregelte
Verstellpumpe sein. Werden also die Zugmaschinen gewechselt, so muß
eine auf der gezogenen Mobil-Maschine installierte Steuereinrichtung
durch möglichst geringe Maßnahmen für diese verschiedenen Pumpen
systeme umstellbar sein. Von Nachteil ist nun, daß bei der vorbe
kannten Steuereinrichtung für diese Umstellung Eingriffe in die
Steuereinrichtung notwendig sind, die einen relativ hohen Aufwand
erfordern. So muß bei einer Umstellung von einem Konstantpumpen
system auf eine Verstellpumpe anstelle des Drosselventils ein Druck
begrenzungsventil vorgesehen werden, wobei auch im Verlauf des
Steuer-Druckleitungssystems Änderungen notwendig sind. Zudem weist
diese Steuereinrichtung lediglich einen Rücklaufanschluß auf, der
nicht als Weiterlaufanschluß verwendbar ist.
Ferner sind aus der DE-OS 22 31 217 und der US-PS 39 89 062 hydrau
lische Steuereinrichtungen zur lastdruckunabhängigen Steuerung meh
rerer hydraulischer Motoren bekannt, bei denen als Druckmittelquelle
neben einer Konstantpumpe auch Verstellpumpen verwendet werden. Auch
hier sind Umstellungen von einem System auf das andere System nur
mit relativ aufwendigen Eingriffen in die Steuereinrichtung möglich,
so daß es sich zur Verwendung bei gezogenen Mobil-Maschinen schlecht
eignet.
Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor
teil, daß sie durch Verwendung von extern ansteuerbaren Sperrmit
teln auf einfache, sichere und kostengünstige Weise auf unterschied
liche Pumpensysteme umstellbar ist. Dabei kann durch extern oder
intern vorgesehene hydraulische Sperrmittel die Funktion des als
Druckwaage arbeitenden Drosselventils erhalten oder blockiert wer
den, um eine Anpassung an die unterschiedlichen Pumpensysteme zu er
reichen, ohne daß hierbei Eingriffe in den Wegeventilblock selbst
notwendig werden. Die umstellbare Steuereinrichtung eignet sich
daher besonders zum Einsatz im rauhen, landwirtschaftlichen Betrieb.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Steuereinrichtung möglich. Sie begünstigen eine Steuer
einrichtung, bei der die Umstellung mit geringen Maßnahmen, kosten
günstig und sicher gegen Bedienungsfehler durchführbar ist. Beson
ders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach Anspruch 2, da sich eine
Weiterlaufschaltung gut mit einem Baukastensystem realisieren läßt.
Ferner ist es nach Anspruch 9 zweckmäßig, das Drosselventil selbst
für die Sperrfunktion zu verwenden.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel eine Steuereinrichtung
für lastdruckunabhängige Steuerung zur Verwendung mit einer Kon
stantpumpe in vereinfachter Darstellung und
Fig. 2 die Steuerein
richtung nach Fig. 1 bei Verwendung einer Regelpumpe,
Fig. 3 einen
Teil einer zweiten Steuereinrichtung mit Konstantpumpe und
Fig. 4
die zweite Steuereinrichtung umgestellt auf einen Betrieb mit Ver
stellpumpe,
Fig. 5 einen Teil einer dritten Steuereinrichtung für
Konstantpumpen-Betrieb und
Fig. 6 die dritte Steuereinrichtung um
gestellt auf Regelpumpen-Betrieb.
Fig. 7 und 8 zeigen einen Teil
einer vierten Steuereinrichtung für Konstant- bzw. Regelpumpe, wo
bei das Drosselventil selbst die Sperrfunktion übernimmt.
Die Fig. 1 zeigt eine erste Steuereinrichtung 10, die im wesent
lichen aus einem Wegeventilblock 11 und einer als Druckmittelquelle
dienenden Konstantpumpe 12 besteht.
Der Wegeventilblock 11 ist zur lastdruckunabhängigen Steuerung
zweier Verbraucher ausgebildet und weist zu diesem Zweck ein ein
fachwirkendes, erstes Wegeventil 13 sowie ein doppeltwirkendes zwei
tes Wegeventil 14 auf, die zwischen eine Anschlußplatte 15 und eine
Endplatte 16 geflanscht sind. Die beiden Wegeventile 13, 14 sind mit
ihren Zulaufanschlüssen 17 parallel zueinander an einen Zulaufkanal
18 angeschlossen, der von einem mit P bezeichneten Pumpenanschluß 19
in der Anschlußplatte 15 ausgeht und den Wegeventilblock 11 durch
zieht. Ferner sind beide Wegeventile 13, 14 mit ihren Ablaufan
schlüssen 21 parallel an einen Rücklaufkanal 22 angeschlossen, der
zu einem mit R bezeichneten Rücklaufanschluß 23 in der Anschlußplat
te 15 führt.
In der Anschlußplatte 15 zweigt von dem Zulaufkanal 18 ein Neben
schlußkanal 24 ab, der zu einem mit W bezeichneten Weiterlaufan
schluß 25 in der Anschlußplatte 15 führt. In diesen Nebenschlußkanal
24 ist ein als Druckwaage arbeitendes 2-Wege-Drosselventil 26 ge
schaltet. Für die Funktion als Druckwaage ist das Drosselventil 26
in an sich bekannter Weise von einer Feder und in entgegengesetzter
Richtung von einer Druckdifferenz beaufschlagbar, die über eine Meß
drosselstelle in den jeweiligen Wegeventilen 13, 14 beim Steuern der
angeschlossenen hydraulischen Verbraucher wirksam ist. Zu diesem
Zweck sind die Wegeventile 13, 14 sowie das Drosselventil 26 in ein
an sich bekanntes Steuerleitungssystem 27 geschaltet, das im Betrieb
den jeweils maximalen Lastdruck auswählt und zum Drosselventil 26
führt. Dieser maximale Lastdruck steht auch in einem mit Y bezeich
neten Steuerdruckanschluß 28 zur Verfügung; dieser Steuerdruckan
schluß Y ist bei der Steuereinrichtung 10 mit einer Schraube 29 nach
außen hin abgesperrt.
Das Steuerleitungssystem 27 ist über die Endplatte 16 zum Rücklauf
kanal 22 entlastet. Ferner ist im Steuerleitungssystem 27 ein Druck
begrenzungsventil 31 vorgesehen, das zusammen mit dem Drosselventil
26 eine vorgesteuerte Druckbegrenzungsfunktion ausübt.
Von den in der Anschlußplatte 15 liegenden Anschlüssen steht der
Pumpenanschluß 19 über eine Druckleitung 32 mit der Druckseite der
Konstantpumpe 12 in Verbindung, während vom Rücklaufanschluß 23 eine
Rücklaufleitung 33 zu einem Tank 34 führt. Der Weiterlaufanschluß 25
steht über eine hydraulische Querverbindung 35 mit der Rücklauflei
tung 33 in Verbindung, wobei in diese Querverbindung 35 ein Zwei
wege-Hahn 36 geschaltet ist, der seine in Fig. 1 gezeichnete
Auf-Stellung einnimmt.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert,
wobei die grundsätzliche Funktion der lastdruckunabhängigen Steue
rung als an sich bekannt vorausgesetzt wird.
Befinden sich die Steuerschieber der beiden Wegeventile 13 und 14
jeweils in ihren gezeichneten Mittelstellungen 37, so sind die Zu
laufanschlüsse 17 blockiert und die federbelastete Stirnseite eines
Drosselschiebers im Drosselventil 26 über das Steuerleitungssystem
27 zum Rücklaufkanal 22 entlastet. Das von der Konstantpumpe 12 in
den Zulaufkanal 18 geförderte Druckmittel öffnet das Drosselventil
26, so daß der gesamte Druckmittelstrom über den Nebenschlußkanal 24
und den Weiterlaufanschluß 25 sowie die Querverbindung 35 mit dem
geöffneten Hahn 36 zum Tank 34 abströmen kann. Die Konstantpumpe
fördert dabei gegen einen relativ niedrigen, vom Drosselventil 26
beeinflußten Umlaufdruck.
Wird einer der Steuerschieber der Wegeventile 13, 14 in eine seiner
Arbeitsstellungen 38 bzw. 39 ausgelenkt, so fließt ein Druckmittel
strom von der Konstantpumpe 12 über einen der Motoranschlüsse 41 zu
einem der nicht näher gezeichneten hydraulischen Motoren. Der je
weils herrschende Lastdruck wird dabei über das Steuerleitungssystem
27 zum Drosselventil 26 zurückgeführt, so daß es als Druckwaage ar
beiten kann, indem es den über den Nebenschlußkanal 24 abströmenden
Teilstrom entsprechend androsselt. Durch den in seiner offenen Stel
lung befindlichen 2-Wege-Hahn 36 wird dabei gewährleistet, daß die
Funktion der Druckwaage erhalten bleibt. Vom Motor über ein Wegeven
til 13 bzw. 14 zurückströmendes Druckmittel kann dabei unabhängig
von der Querverbindung 35 über den Rücklaufkanal 22 zum Tank 34 ab
strömen.
Die Fig. 2 zeigt nun die erste Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1
nach ihrer Umstellung auf ein anderes Pumpensystem, wenn anstelle
einer Konstantpumpe eine Verstellpumpe 45 benutzt wird. Für diese
Umstellung wird lediglich am Steuerdruckanschluß Y die Verschluß
schraube 29 entfernt und dieser Anschluß 28 über eine Steuerlei
tung 46 mit der Regeleinrichtung der Verstellpumpe 45 verbunden.
Ferner wird der in der Querverbindung 35 liegende Hahn 36 in seine
gezeichnete Sperrstellung gedreht. Mit diesen einfachen und kosten
günstig durchführbaren Maßnahmen wird erreicht, daß durch die Ab
sperrung des Nebenschlußkanals 24 das Drosselventil 26 in seiner
Funktion blockiert ist. Eine lastdruckkompensierte Steuerung kann
nun in an sich bekannter Weise mit den Wegeventilen 13 und 14 in
Verbindung mit der lastdruckgeregelten Verstellpumpe 45 vorgenom
men werden. Ein besonderer Eingriff oder ein Umbau im Wegeventil
block 11 selbst ist für diese Umstellung auf ein anderes Pumpen
system nicht erforderlich.
Die Fig. 3 zeigt einen Teil einer zweiten Steuereinrichtung 50, die
ebenfalls für einen Betrieb mit Konstantpumpe vorgesehen ist und die
sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1 wie folgt un
terscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen
verwendet werden:
Bei der zweiten Steuereinrichtung 50 sind in die Druckleitung 32,
die Rücklaufleitung 33 und die Querverbindung 35 untereinander
gleiche, erste Steckkupplungen 51 eingesetzt, über welche offene
Druckmittelverbindungen in den betreffenden Leitungen hergestellt
werden. Der 2-Wege-Hahn 36 bei der ersten Steuereinrichtung 10
entfällt bei der zweiten Steuereinrichtung 50. Anstelle einer Ver
schlußschraube übernimmt eine extern angeordnete zweite Steckver
bindung 52 das Absperren des Steuerdruckanschlusses Y. Die Funktion
dieser zweiten Steuereinrichtung 50 entspricht derjenigen der ersten
Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1.
Die Fig. 4 zeigt nun die zweite Steuereinrichtung 50 nach ihrer Um
stellung für einen Betrieb mit Verstellpumpe 45. Dies läßt sich ein
fach dadurch erreichen, daß der Steuerdruckanschluß Y ebenfalls über
eine erste Steckkupplung 51 und die Steuerleitung 46 mit der Regel
einrichtung der Verstellpumpe 45 verbunden wird, während die Quer
verbindung 35 durch eine dritte Steckkupplung 53 blockiert wird. Die
dritte Steckkupplung 53 läßt sich sehr einfach durch eine doppelte
Anordnung der zweiten Steckkupplung 52 erreichen, so daß die Umstel
lung lediglich durch Öffnen bzw. Verbinden von Steckkupplungen
durchführbar ist. Die Funktion der zweiten Steuereinrichtung 50 mit
Verstellpumpe 45 entspricht derjenigen der ersten Steuereinrichtung
10 nach Fig. 2. Auch diese Umstellung mit Hilfe von außerhalb des
Wegeventilblocks 11 angeordneten Steckverbindungen läßt sich durch
die Verwendung von Normteilen kostengünstig sowie einfach und sicher
vornehmen.
Die Fig. 5 zeigt einen Teil einer dritten Steuereinrichtung 60, die
sich von den vorhergehenden Steuereinrichtungen 10, 50 wie folgt un
terscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen
verwendet werden.
Bei der dritten Steuereinrichtung 60 ist die Querverbindung 35 vom
Weiterlaufanschluß 25 zum Rücklaufanschluß 23 in die Anschlußplatte
15 hinein verlegt. In diese intern im Wegeventilblock 11 verlaufende
Querverbindung 35 ist der 2-Wege-Hahn 36 geschaltet. In der Druck
leitung 32, der Rücklaufleitung 33 sind wiederum erste Steckkupplun
gen 51 angeordnet, während der Steuerdruckanschluß Y durch eine
zweite Steckkupplung 52 abgesperrt wird. Ferner ist nun der Weiter
laufanschluß 25 durch einen Verschlußstopfen 61 nach außen abge
sperrt. Die Funktion der dritten Steuereinrichtung 60 nach Fig. 5
entspricht der ersten Steuereinrichtung 10 nach Fig. 1.
Die Fig. 6 zeigt die dritte Steuereinrichtung 60 umgestellt auf
einen Betrieb mit Verstellpumpe 45. Zu diesem Zweck wird der intern
angeordnete 2-Wege-Hahn 36 in seine Sperrstellung gebracht und der
Steuerdruckanschluß Y über eine erste Steckkupplung 51 und eine
Steuerleitung 46 mit der Regeleinrichtung der Verstellpumpe 45 ver
bunden. Auch die dritte Steuereinrichtung 60 nach Fig. 6, deren
Funktion der Funktion der ersten Steuereinrichtung 10 nach Fig. 2
entspricht, läßt sich mit wenigen und geringen Handgriffen auf
unterschiedliche Pumpensysteme mit Konstantpumpe oder Verstellpumpe
umstellen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen jeweils einen Teil einer vierten Steuer
einrichtung 70 für Konstant- bzw. Verstellpumpen-Betrieb, die sich
von der zweiten Steuereinrichtung 50 wie folgt unterscheiden, wobei
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Bei der vierten Steuereinrichtung 70 ist anstelle einer Weiterlauf
schaltung der Ausgang 71 des Drosselventils 26 mit dem Rücklaufan
schluß 23 verbunden. In die Steuerverbindung 72 ist ein 3/2-Magnet
ventil 73 geschaltet, das eine Druckkammer des Drosselventils 26 zum
Rücklaufanschluß 23 entlasten kann. Das 3/2-Magnetventil 73 wird
über einen elektromechanischen Schalter 74 angesteuert, der den
Steckverbindungen 51, 52 am Steueranschluß 28 zugeordnet und von
diesem betätigbar ist. In Fig. 7 bei Konstantpumpen-Betrieb befin
det sich das Magnetventil 73 in seiner Ruhestellung und das Drossel
ventil 26 kann normal als Druckwaage arbeiten. In Fig. 8 bei Regel
pumpen-Betrieb wird der Schalter 74 und das Magnetventil 73 betä
tigt, wodurch die Funktion des Drosselventils 26 gesperrt ist.
Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderun
gen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann
bei den Verstellpumpen neben einem LS-System auch ein Konstantdruck
system Verwendung finden.
Claims (9)
1. Hydraulische Steuereinrichtung zur lastdruckunabhängigen Steue
rung wenigstens eines hydraulischen Motors mit wenigstens einem
Wegeventil, dessen Zulaufanschluß in einer Mittelstellung gesperrt
ist und bei dem mindestens ein Motoranschluß in Arbeitsstellungen
abwechselnd mit dem Zulaufanschluß oder mit einem Tank verbindbar
ist und mit einem vom Zulaufanschluß des Wegeventils zu einem Pum
penanschluß führenden Zulaufkanal, von dem ein Nebenschlußkanal ab
zweigt und zu einem als Druckwaage arbeitenden Drosselventil führt,
das zum lastdruckkompensierten Steuern eines Volumenstroms zum Motor
dient und über ein Steuerleitungssystem mit dem Lastdruck des Motors
beaufschlagbar ist, wobei das Steuerleitungssystem einen Steuer
druckanschluß aufweist, und mit einem Rücklaufanschluß in der
Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß extern ansteuerbare,
das Drosselventil (26) hydraulisch blockierende Sperrmittel (36; 51,
53; 73, 74) angeordnet sind.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein vom Rücklaufanschluß (23) getrennter Weiterlaufanschluß (25)
vorgesehen ist, zu dem der Nebenschlußkanal (24) stromabwärts vom
Drosselventil (26) geführt ist, daß eine hydraulische Querverbindung
(35) vom Weiterlaufanschluß (25) zum Rücklaufanschluß (23) angeord
net ist und in diese Querverbindung hydraulische Sperrmittel (36;
51, 53) geschaltet sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrmittel als 2-Wege-Hahn (36) ausgebildet sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrmittel als Steckverbindung (51, 53) ausgebildet sind, mit
denen die Querverbindung (35) wahlweise offen oder blockierbar ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Drosselventil (26) ein 2-Wege-2-Stellungs-Ventil
ist.
6. Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Querverbindung (35) in
einer Anschlußplatte (15) angeordnet ist, die den Pumpenanschluß
(19), den Rücklaufanschluß (23), den Steuerdruckanschluß (28) und
den Weiterlaufanschluß (25) aufweist.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Konstantpumpe (12) ist,
die Sperrmittel (36; 51) ihre offene Stellung aufweisen und der
Steuerdruckanschluß (28) blockiert ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Verstellpumpe (45) ist,
deren Regeleinrichtung mit dem Steuerdruckanschluß (28) Verbindung
hat und die Sperrmittel (36; 53) ihre geschlossene Stellung aufwei
sen.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Ausgang des
Drosselventils mit dem Rücklaufanschluß verbunden ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sperrmittel als ein das Drosselventil (26)
vorsteuerndes 3/2-Magnetventil (73) und als elektrischer Schalter
(74) ausgebildet sind, der von einer dem Steueranschluß (28) zuge
ordneten Steckverbindung (51, 52) betätigbar ist.
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