DE3844400C2 - Ventilanordnung für ein hydraulisches System - Google Patents

Ventilanordnung für ein hydraulisches System

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für ein hydraulisches System gemäß dem Patent­ anspruch 1.
Bekannte Stromregelventile bzw. Druckwaagen dienen zum Konstanthalten des Volumenstroms zum Verbraucher trotz unterschiedlicher Belastungen. Bekannt ist ein Zweiwege-Stromregelventil, das in dem Druckmittelzulauf zu einem den Verbraucher nach Geschwindigkeit und Richtung steuernden Wegeventil angeordnet ist und dessen Kolben in Schließrichtung vom Druck stromauf des Wegeventils und in Öffnungsrichtung vom Druck stromab des Wegeventils, also dem Lastdruck zuzüglich der Kraft einer Feder beaufschlagt ist. Von der Druckwaage wird die Druckdifferenz am Wegeventil auch bei unterschiedlichem Lastdruck konstant gehalten, so daß auch der zugehörige Durchfluß konstant bleibt und die am Wegeventil eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit unabhängig vom Lastwiderstand konstant gehalten wird. In einem hydraulischen System, in dem von einer Regelpumpe mehrere Verbraucher über je ein Wegeventil und zugeordnete Druckwaage versorgt werden, wird in bekannter Weise über eine Ventilkette von Wechselventilen der jeweils höchste auftretende Lastdruck ausgewählt und an die Verstelleinrichtung der Pumpe geführt, um sicherzustellen, daß die Pumpe auf den höchsten abgeforderten Druckwert einstellbar ist. Ein druckschriftlicher Nachweis für diesen Stand der Technik erübrigt sich.
Dies gilt auch für den Fall, daß die Druckwaage stromab des Wegeventils angeordnet ist und der Kolben der Druckwaage in Öffnungsrichtung vom Pumpendruck und in Schließrichtung vom Druck stromab des Wegeventils und der Feder beaufschlagt ist. Bei doppelt wirkenden Verbrauchern muß in diesem Fall in jedem Verbraucherzulauf je eine Druckwaage vorgesehen sein.
Es ist ferner bekannt (DE 36 34 728 A1), daß Wegeventile in eine für die Geschwindigkeitssteuerung des Verbrauchers vorgesehene Meßdrossel und einen zur Richtungssteuerung des Verbrauchers dienenden Ventilteil zu unterteilen und dann die Druckwaage zwischen der Meßdrossel und der Richtungssteuerung vorzusehen. Dadurch ist die Druckwaage für beide Zulaufleitungen zu dem Verbraucher gemeinsam und kann somit jeweils eine Druckwaage eingespart werden. Dabei können alle Druckwaagen federseitig an eine den höchsten Lastdruck führende Signalleitung angeschlossen sein, die auch mit dem Pumpenregelventil verbunden ist. Der höchste Lastdruck wird an einer Wechselventilkette ausgewählt, von der der Ausgang des letzten Wechselventils der Wechselventilkette an die Signalleitung angeschlossen ist und jedes Wechselventil jeweils zwischen der Ablaufseite einer zugehörigen Druckwaage und dem Ausgang des nächstfolgenden Wechselventils der Kette angeschlossen ist. Es kann auch das Pumpenregelventil über eine Wechselventilkette mit dem jeweils höchsten stromauf der Druckwaage abgegriffenen Druck beaufschlagt sein.
Bei diesem System wird die Energie zum Erzeugen des LS- Signals in der Signalleitung von der zum Verbraucher führenden Leitung abgenommen. Dies kann insbesondere bei Anfahrvorgängen zu einem kurzen unerwünschten Absacken der Last führen, wenn der Pumpendruck noch unter dem Druckbedarf des Verbrauchers liegt.
Dieser Nachteil ist bei einem anderen bekannten System vermieden (DE 36 05 312 A1). Dabei ist jeder Druckwaage ein Logikventil zugeordnet, das den jeweiligen am Ver­ braucher auftretenden Lastdruck grundsätzlich von dem in der LS-Leitung herrschenden Druck trennt. Überschreitet aber der Lastdruck den Druck in der LS-Signalleitung, d.h. wird der betreffende Verbraucher lastführend, dann schaltet das Logikventil um und führt den Lastdruck auf die zugeordnete Druckwaage des Verbrauchers und verbindet die Signalleitung über das Logikventil mit der Leitung stromab der Meßdrossel bzw. stromauf der Druckwaage. Die hierzu erforderliche Energie wird somit von der Pumpe selbst aufgebracht und nicht vom Verbraucher, so daß ein Absacken des Verbrauchers und der Last nicht möglich ist. Auch hier wird für jede Arbeitsseite des Verbrauchers je eine Druckwaage benötigt. Außerdem ist das Logikventil im Kolben der Druckwaage vorgesehen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs geschilderten Art zu vereinfachen, und insbesondere auf ein eigenes Umschalt­ ventil zu verzichten, um das Durchsacken der Last beim Öffnen des Wegeventils zu vermeiden.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male im Patentanspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben.
Mit der Erfindung werden mehrere Vorteile erzielt. Es entfällt das Umschaltventil für die Druckwaage, die somit sehr einfach aufgebaut sein kann. Trotzdem ist das Durch­ sacken der Last beim Öffnen des Wegeventils vermieden und ist nur eine Druckwaage für beide Arbeitsrichtungen des Wegeventils erforderlich, wenn das Wegeventil in den richtungssteuernden und geschwindigkeitssteuernden Teil aufgeteilt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei an eine Regelpumpe über Wegeventile und Druckwaagen ange­ schlossene Verbraucher dargestellt sind.
Eine Regelpumpe 1 fördert Arbeitsmittel in eine Druck­ leitung 2, an die Verbraucher 3 und 4 angeschlossen sind. Zum Anschluß dient jeweils ein Wegeventil 5, das jeweils in eine geschwindigkeitssteuernde Meßdrossel 6 und einen Richtungssteuerteil 7 aufgeteilt ist, die an einem gemein­ samen Kolben ausgebildet sind, wie dies beispielsweise in der DE 36 34 728 A1 dargestellt ist. Die Meßdrossel 6 liegt zulaufseitig stromauf des Richtungssteuerteils 7.
Zwischen Meßdrossel 6 und Richtungssteuerteil 7 liegt jeweils eine Druckwaage 10 mit einem Regelkolben, der vom Druck stromab der Meßdrossel 6 über den Zulauf oder Abgriff 11 und die Leitung 12 in Öffnungsrichtung und von einer Feder 14 und einem Druck in der Leitung 15 in Schließrichtung beauf­ schlagt ist. Der Druckwaage ist ein Wechselventil 16 zugeordnet, wobei der Ausgang des Wechselventils an die Leitung 15 zur Druckwaage 10 angeschlossen ist und der eine Eingang des Wechselventils über die Leitung 18 an den Abgriff 19 zwischen der Druckwaage und dem Richtungs­ teil 7 angeschlossen ist, also mit dem sich am Verbraucher 3 bzw. 4 einstellenden Lastdruck beaufschlagt ist.
Der andere Eingang aller Wechselventile 16 ist an eine gemeinsame LS-Signalleitung angeschlossen, die auf das Pumpenregelventil 22 geführt ist, wobei die Leitung über eine Entlastungsdrossel 23 zum Tank T hin entlastbar ist.
Das Pumpenregelventil 22 führt die bekannte Funktion aus, nämlich die hydraulische Verstellung 24 der Pumpe im Sinne einer größeren Fördermenge zu verstellen, wenn der LS- Druck in der Leitung 20 steigt, wenn also von den Ver­ brauchern her eine größere Fördermenge gefordert wird, bzw. die Fördermenge zu reduzieren, wenn der Signaldruck in der Leitung 20 fällt. Die Anschlüsse des Pumpen- bzw. Förderstromregelventils 22 an die Druckleitung 2 sind ebenfalls bekannt.
Ferner ist an jedem Abgriff 11 der Verbraucherzuleitun­ gen stromauf der Druckwaage ein Sperrventil 30 vorgesehen, das mit einer Feder 31 vorgespannt ist und das sich in Richtung zur Leitung 20 öffnet.
Über die jeweiligen Wechselventile 16 wird somit die Federseite des Kolbens jeder Druckwaage 10 entweder mit dem Arbeitsdruck des lastführenden Verbrauchers über den Eingang der Leitung 18 oder mit dem Druck in der Leitung 20 beaufschlagt, je nachdem, welcher Druck höher ist. Ist der Druck auf beiden Seiten der Druckwaage gleich, so wird die Druckwaage durch die Feder 14 in Schließ­ richtung gedrückt. Um die Druckwaage zu öffnen, muß der Druck am Abgriff 11 in der Leitung 12 um den Vorspann­ druck der Feder 14 höher sein. Steigt somit der Druck am Abgriff 11 stromauf der Druckwaage, so öffnet das federvorbelastete Sperrventil 30 und Arbeitsmittel strömt in die Signalleitung 20 und zum Pumpenregelventil 22. Damit wird die Energie zur Speisung der Signalleitung direkt von der Pumpe stromab der Geschwindigkeitssteuerung des Wegeventils aufgebracht und nicht vom jeweiligen Verbraucher. Der Vorspannwert der Feder 31 muß über dem Wert der Vorspannung der Feder 14 der Druckwaage liegen. Beträgt beispielsweise die Kraft der Feder 14 4 bar, so kann die Kraft der Feder 31 5 bar betragen.
In Fig. 1 ist die Anordnung so getroffen, daß die Druck­ waage 10 dem Richtungssteuerteil 7 vorgeschaltet ist und stromab der Meßdrossel 6 liegt. Das Richtungssteuerteil 7 wird im weiteren Verlauf auch als Wegeventil bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der die Druckwaage 10 den Drosselwert an der Zulaufsteuerkante 6a, 6b des Wegeventils 7 abnimmt. Durch den dargestellten Umsteuer­ mechanismus im Wegeventil 7 wird hier bei Umschaltung des Wegeventils auch die Druckwaage derart umgeschaltet, daß sie ebenfalls im Zulauf hinter der Zulaufdrossel­ kante des Wegeventils 7 angeordnet ist. Damit ist die Installation einer separat angeordneten Meßdrossel über­ flüssig. Die Sperrventile 30 für beide Arbeitsrichtungen sind in das Wegeventil eingebaut. Der Druck stromab der Zulaufsteuerkante 6a, 6b wird je nach Durchfluß­ richtung über die Signalleitung 12 oder 12′ und ein Wechselventil 13 auf die Druckwaage geführt. Das Wege­ ventil 7 ist in Fig. 2 von Vorsteuerventilen 34, 35 verstellbar.

Claims (2)

1. Ventilanordnung für ein hydraulisches System, bestehend aus:
  • a) einer Regelpumpe (1) mit mehreren Verbrauchern (3, 4), wobei jedem Verbraucher ein Wegeventil (5) und eine Druckwaage (10) zugeordnet ist, die durch Federkraft und Lastdruck abhängig in Schließrichtung und gegensinnig vom Zulaufdruck in Öffnungsrichtung verstellbar ist;
  • b) einem Pumpenregelventil (22), das von der Druckhöhe des lastführenden Verbrauchers beeinflußt wird;
  • c) einem zwischen der Ablaufseite jeder Druckwaage (10) und dem Pumpenregelventil (22) angeordneten Wechselventil (16), dessen Ausgang mit der von der Kraft der Feder (14) beaufschlagten Steuerseite der Druckwaage verbunden ist; und
  • d) einem zwischen dem Zulauf (11) jeder Druckwaage (10) und dem Pumpenregelventil (22) angeordneten, in Richtung Pumpenregelventil öffnenden, federbeaufschlagten Sperrventil (30), wobei die Öffnungsdruckdifferenz am Sperrventil größer ist als die an der Druckwaage.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpenregelventil (22) eine Entlastungsdrossel (23) vorgesehen ist.
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