DE3919640C2 - Steuerventileinrichtung mit zwei Steuerblöcken und Pumpensteuerung für mehrere hydraulische Antriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung mit zwei Steuer­ blöcken und Pumpensteuerung für mehrere hydraulische Antriebe, insbesondere für Mobilgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei diesen bekannten Steuerventileinrichtungen schalten die Steuer­ schieber vor der Pumpenverstellung voll durch. Die Pumpe beginnt erst auszuschwenken, wenn die Steuerschieber ihre jeweilige Schalt­ stellung erreicht haben. Die Steuerung der Menge, d. h. die Fein­ steuerung, übernimmt die Pumpe. Die Pumpenverstellung erfolgt proportional entsprechend der Sollwertvorgabe von den Steuergeräten. Für einen Antrieb eines Steuerblockes wird so eine lastunabhängige Steuerung der Geschwindigkeit erreicht. Die Steuerschieber sind 6-Wege-Steuerventile, die ausschließlich die Bewegungsrichtung der Antriebe bestimmen. Abweichend von einer bekannten Drosselsteuerung werden die Schieberkolben ohne Feinsteuerungsphase in die jeweilige Endlage geschaltet (Richtungssteuerung). Der Steuerdruck von den Steuergeräten wirkt auf die Kolben der Steuerschieber und gleich­ zeitig auf die Verstellung der Pumpe. Bei dieser bekannten Steuer­ ventileinrichtung kann in einem Steuerblock aber nur jeweils ein Antrieb wirkungsvoll angesteuert werden. Werden mehrere Antriebe gleichzeitig angesteuert, wird sich nur der mit der niedrigsten Last bewegen, während die anderen mit höherer Last in ihrer Ausgangslage verbleiben.

Bei einer Steuerventileinrichtung steht nach der DE 30 07 787 A1 der Steuerdruck zum proportionalen Verstellen der Steuerschieber in keiner funktionellen Verbindung mit der Pumpenverstellung. Damit mehrere Antriebe eines Steuerblockes gleichzeitig wirkungsvoll ansteuerbar sind, müssen die Pumpen auf ihre volle Fördermenge eingestellt werden. Für den Fall, daß die Verbraucher diese Fördermenge nicht benötigen, wird die Restfördermenge über eine Drossel zum Tank abgeführt. Eine solche Steuerventileinrichtung arbeitet deshalb unwirtschaftlich.

Ferner sind durch die DE 24 40 251 A1 und die DE-OS 19 52 034 Steuer­ einrichtungen für hydraulische Anlagen bekanntgeworden, bei denen mechanisch miteinander gekoppelte Verstellpumpen vom jeweils höchsten Lastdruck verstellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Steuerventil­ einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mehrere Antriebe zumindest eines Steuerblockes gleichzeitig wirkungsvoll ansteuerbar sind.

Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Durch die Verwendung proportional ansteuerbarer Steuerschieber und die Verbindung des in bekannter Weise mit dem Pumpeneingang des anderen Steuerblockes verbundenen Parallelkanals mit dem Tank, wird die Möglichkeit einer wirkungsvollen proportionalen Drosselsteuerung mehrerer Antriebe gleichzeitig mit verschiedenen Lasten geschaffen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur erläutert.

In der Figur ist mit 1 der Steuerblock bezeichnet, der über einen Parallelkanal 20, ein Wegeventil 4, eine Verbindungsleitung 27 und ein Rückschlagventil 24 mit dem Eingang des Steuerblockes 2 verbunden ist. Der Steuerblock 2 steht über einen Parallelkanal 21, eine Verbindungs­ leitung 22 und ein Rückschlagventil 23 mit dem Eingang des Steuerblockes 1 in Verbindung. Die Pumpe P1 versorgt normalerweise den Steuerblock 1 mit Arbeitsflüssigkeit, während die Pumpe P2 den Steuerblock 2 mit Arbeits­ flüssigkeit versorgt. Der hydraulische Steuerdruck wird von den Geber­ geräten 6 über Wegeventile 7 zur Lastmomentenbegrenzung und über Steuerleitungen 30 bis 37 direkt mit den zugehörigen Steuerräumen der Steuerschieber 10, 11, 12, 13 verbunden. Der höchste an den Steuergeräten 6 eingestellte Steuerdruck eines jeden Steuerblocks wird über eine Wechsel­ ventilkette 3 mit den Pumpenverstellungen 25 bzw. 26 verbunden.

Die beiden Steuerleitungen DREHWERK RECHTS 38 und DREHWERK LINKS 39 am Steuergerät 6 führen zu einem nicht dargestellten Steuerblock für ein Drehwerk eines Mobilgerätes.

Bei Anwahl der Antriebe an den Steuergeräten 6 wird Steuerdruck über die geschalteten Wegeventile 7 und über die Steuerleitungen 30 bis 37 an die Steuerschieber 10, 11, 12 im Steuerblock 1 und gleichzeitig über die Wechselventilkette 3 am Anschluß X2 an das Wegeventil 4 gegeben. Die Wegeventile 7 sind zur Lastmomentbegrenzung in die Steuerleitungen zwischen Steuergeräten 6 und Steuerschiebern 10 bis 12 geschaltet.

Bei Überschreiten der an den Antriebsaggregaten eingestellten Höchstlast fallen die Wegeventile 7 durch die elektrische Überlastsicherung in die dargestellte Ruhelage zurück und entlasten die Steuerleitung zum Tank. Dadurch kann bei Überlast der entsprechende Antrieb nicht mehr angesteuert werden. Das Wegeventil 4 schaltet bei Anwahl eines Antriebes im Steuer­ block 1 die bestehende Verbindung des Parallelkanals 20 mit dem Steuer­ block 2 zum Tank. Die Verbindungsleitung 27 ist jetzt drucklos, so daß ein Parallelbetrieb der beiden Pumpen P1 und P2 für Steuerblock 2 nicht mehr möglich ist. Die Arbeitsflüssigkeit von Pumpe P1 steht damit nur noch den Antrieben zur Verfügung, die vom Steuerblock 1 angesteuert werden. Der gleiche Steuerdruck, der über die Wechselventilkette 3 das Wegeventil 4 ansteuert, steuert auch die Pumpenverstellung 25 für Pumpe P1 an. Durch die Entlastung des Parallelkanals 20 zum Tank werden an den Steuerkanten der Steuerschieber 10, 11, 12 definierte Verhältnisse geschaffen, so daß eine Rückkopplung des Pumpendruckes über das Rück­ schlagventil 24, den Parallelkanal 21 im Steuerblock 2, die Verbindungs­ leitung 22 und das Rückschlagventil 23 verhindert wird. Damit ist ein einwandfreies proportionales Ansteuern der Steuerschieber ohne Gegendruck der eigenen Pumpe P1 und somit auch ein Parallelbetrieb aller Antriebe des Steuerblockes 1 möglich.

Die Steuerschieber 10, 11, 12 werden proportional und zeitlich vorauseilend zu der proportionalen Pumpenverstellung von den Steuer­ geräten 6 angesteuert. Wird nur ein Antrieb angesteuert, erfolgt die Ausregelung der Geschwindigkeit lastunabhängig direkt von der Pumpen­ verstellung. Für den Parallelbetrieb der Antriebe im Steuerblock 1 über­ nimmt der Antrieb mit dem höchsten Steuerdruck, der über die Wechsel­ ventilkette 3 ausgewählt wird, die Pumpenansteuerung. Die angewählten Antriebe teilen sich den Pumpenstrom entsprechend ihrer Sollwertvorgabe wie bei einer Drosselsteuerung. Die Feinsteuerung wird global von der Pumpensteuerung übernommen, während die proportional ansteuerbaren Steuerschieber eine Verteilung der Arbeitsflüssigkeit entsprechend der Lastverhältnisse vornehmen. Die Antriebe werden nun lastabhängig gefahren. Der Bediener muß in diesem Falle von lastunabhängiger Betriebsart (ein Antrieb) auf lastabhängige Betriebsart umdenken.

Die dem Steuerdruck entgegenwirkende Federkraft im Wegeventil 4 ist kleiner als die Steuerkraft der Steuerschieber 10, 11, 12 und diese wiederum kleiner als die Steuerkraft der Pumpenverstellung 25. Da alle Geräte mit dem gleichen Steuerdruck angesteuert werden, ist die zeitliche Reihenfolge, daß zuerst das Wegeventil 4 schaltet, dann die Steuerschieber 10, 11, 12 proportional öffnen und danach die Pumpe P1 entsprechend ausschwenkt, vorgegeben. Die Einstellung der Schalt- und Steuerkräfte erfolgt über mechanische Federn.

Die Druckbegrenzungsventile 9 sind am Eingang eines jeden Steuerblockes vorgesehen und dienen dazu, einen evtl. auftretenden Überdruck der Pumpen P1 bzw. P2 zum Tank abzubauen.

Claims (7)

1. Steuerventileinrichtung mit zwei Steuerblöcken und Pumpen­ steuerung für mehrere hydraulische Antriebe, insbesondere für Mobil­ geräte, wobei jedem Antrieb ein von einem Steuergerät hydraulisch ansteuerbarer Steuerschieber in der Steuerventileinrichtung und jedem Steuerblock eine über einen Ansteuerdruck verstellbare Pumpe zugeordnet ist, wobei mindestens ein einem Steuerblock zugeordneter Antrieb vom Druckmittel beider Pumpen beaufschlagbar ist und in den Steuerblöcken je ein an die Pumpe angeschlossener ausschließlich dem Parallelbetrieb der Pumpen dienender Parallelkanal vorgesehen ist und jeder Steuerschieber zusätzlich zu seinen beiden den zugeordneten Antrieb gegensinnig beaufschlagenden Schaltstellungen eine dritte Schaltstellung für den Parallelbetrieb der Pumpen für einen oder mehrere Antriebe eines Steuerblocks aufweist und wobei eine Verbindungsleitung des aber zuzuschaltenden Pumpe zugeordneten Steuerblocks über ein Rückschlag­ ventil mit der Druckleitung der anderen Pumpe verbunden ist und zwei oder mehrere der Steuerschieber (10, 11, 12) zumindest des einen Steuerblocks proportional ansteuerbar sind dadurch gekennzeichnet, daß bei Ansteuerung der Parallelkanal (20) des betreffenden Steuer­ blocks (1) nach den proportional ansteuerbaren Steuerschiebern (10, 11, 12) mit dem Tank verbindbar ist und der jeweils größte Steuerdruck zum proportionalen Verstellen der Steuerschieber gleichzeitig den Ansteuerdruck für die Pumpenverstellung (25, 26) bildet.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Parallelkanals (20) mit dem Tank über ein Wegeventil (4) erfolgt.

3. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (4) hydraulisch vom Steuerdruck der Steuer­ geräte (6) für die Steuerschieber (10, 11, 12, 13) ansteuerbar ist.

4. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (4) vom gleichen Steuerdruck wie der für die Mengensteuerung der betreffenden Pumpe (P1 bzw. P2) ansteuerbar ist.

5. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber (10, 11, 12, 13) zeitlich vorauseilend proportional zur Pumpenverstellung (25, 26) ansteuerbar sind.

6. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuerdruck entgegenwirkende Schaltkraft des Wegeventils (4) kleiner als die Steuerkraft der Steuerschieber (10, 11, 12, 13) und diese wiederum kleiner als die Steuerkraft der Pumpenverstellung (25 bzw. 26) ist.

7. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- und Steuerkräfte von mechanischen Federn aufgebracht werden.