DE3929466C2 - - Google Patents
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- DE3929466C2 DE3929466C2 DE3929466A DE3929466A DE3929466C2 DE 3929466 C2 DE3929466 C2 DE 3929466C2 DE 3929466 A DE3929466 A DE 3929466A DE 3929466 A DE3929466 A DE 3929466A DE 3929466 C2 DE3929466 C2 DE 3929466C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen mit
einer Verstellpumpe betriebenen hydraulischen Kraftheber
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bereits eine Steuerschaltung für einen mit einer
Verstellpumpe betriebenen hydraulischen Kraftheber be
kannt, die ein zumindest für Senkbewegungen des Kraft
hebers entsperrbares Sperrventil, eine den Lastdruck
führende Lastmeldeleitung sowie eine das Sperrventil auf-
und zuschaltende Steuereinrichtung aufweist, die den
Volumenstrom aus einer Pumpenleitung in eine zum Kraft
heber führende Arbeitsleitung bzw. vom Kraftheber in eine
zum Tank führende Tankleitung regelt.
In einer derartigen Steuerschaltung ist ein Servoventil
vorgesehen, das mit einer Steuerkante das Sperrventil bzw.
den Sperrblock betätigt, über eine andere Steuerkante ein
hydraulisches Bauteil beaufschlagt, das die ein Hydraulik
system speisende Verstellpumpe in unterschiedliche Be
triebszustände schaltet, mit einer weiteren Steuerkante
mit variierbarer Öffnungsfläche einen Pumpenförderstrom
zwischen einer Pumpenleitung und einer zum Kraftheber
führenden Verbraucherleitung regelt, in der der Sperrblock
sitzt, und mit einer vierten Steuerkante mit variierbarer
Öffnungsfläche einen Entlastungs-Ölstrom zwischen der
Verbraucherleitung und einer Tankleitung regelt.
Diese herkömmliche Steuerschaltung war für ein von einer
Konstantpumpe gespeistes Hydrauliksystem erforderlich, da
in derartigen Systemen in der Neutralstellung des Servo
ventils die Konstantpumpe ausgeschaltet und der Sperrblock
geschlossen werden mußte, um die Verlustleistungen so
gering wie möglich zu halten. Eine derartige Steuer
schaltung wird auch für Hydrauliksysteme verwendet, die
zur weiteren Herabsetzung von Verlustleistungen zunehmend
mit Verstellpumpen betrieben werden.
Das Servoventil hat somit eine Schalt- und eine Volumen
stromregelfunktion, so daß zwangsläufig eine Verknüpfung
dieser beiden Funktionen im Servoventil gegeben ist.
Hierdurch ergibt sich das Problem, die Dynamik und die
Genauigkeit der Steuerschaltung trotz dieser Verknüpfung
der beiden Funktionen zu optimieren.
Aus der DE 37 33 679 A1 ist zu diesem Zweck eine Steuer
schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
bekannt. Die Verwendung der Verstellpumpe in Verbindung
mit der Steuereinrichtung erlaubt es, die Schaltfunktionen
der Steuerschaltung von den Volumenstromregelfunktionen
derart zu trennen, daß sich ein gutes Ansprechverhalten
der Steuerschaltung ergibt, insbesondere der Nachteil
eines erst allmählichen Druckaufbaus in der Verbraucher
leitung bei deren Aufsteuerung vermieden wird. Diese
Steuerschaltung eröffnet daher Möglichkeiten, auf unter
schiedliche, dem Kraftheber abverlangte Betriebsanforde
rungen unterschiedlich zu reagieren. Werden Genauigkeit
und Reaktionsschnelligkeit gefordert, wird die Verstell
pumpe im Load-Sensing-Mode betrieben und der Sperrblock
bleibt geöffnet. In Betriebsphasen mit geringeren Anforde
rungen, beispielsweise beim Fahren eines mit einem hydrau
lischen Kraftheber ausgerüsteten Fahrzeugs unter Last,
läßt sich die Verstellpumpe durch Anschließen der Lastmel
deleitung am Tankdruckniveau in den sogenannten Standby-
Betrieb schalten, wobei der Sperrblock automatisch ge
schlossen und damit die Last gesichert wird. Da die Ver
stellpumpe immer auf Lastdruck geschaltet ist, bevor der
Sperrblock öffnet, kann auch bei einem hohen Lastdruck auf
eine Vorsteuerung des Sperrblocks verzichtet werden. Das
heißt, der Sperrblock kann konstruktiv sehr viel weniger
aufwendig gestaltet werden, wobei zusätzlich diverse
hydraulische Steuerleitungen und -elemente der herkömm
lichen Steuerschaltung nicht länger erforderlich sind.
Dabei ergibt die Verknüpfung des Load-Sensing-Betriebs mit
der Betätigung des Sperrblocks ohne Zuhilfenahme einer
Vorsteuerung automatisch eine Sicherheitsfunktion für
gesteuerte und geregelte Hydrauliksysteme mit einer
Massenlast. Da das Steuerdruckniveau im Vergleich zum
Lastdruck niedrig ist, kann das Absenken einer großen Last
immer nur aus der Neutralstellung des Servoventils heraus
erfolgen. Somit ist das plötzliche oder kurzzeitige
Herunterfallen einer großen Last beim Anlaufen der Steuer
schaltung auch dann ausgeschlossen, wenn das Servoventil
aus irgendwelchen Gründen versehentlich in seiner Senk
stellung steht bzw. stand. Dabei ist es möglich, die
Volumenstromregelung durch das Servoventil und die Schalt
funktion, durch die die Entsperrung des Sperrventils bzw.
des Sperrblocks bewerkstelligt wird, mittels eines ein
zigen Steuerdrucks durchzuführen, wobei vorzugsweise ein
Teilbereich des Steuerdruckspektrums für die Schaltfunk
tion reserviert und dafür gesorgt ist, daß die Stellein
heit bei einem geringeren Steuerdruckniveau anspricht als
das Servoventil.
Die bekannte Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 zeichnet sich somit durch ein verbesser
tes Ansprechverhalten des Krafthebers bei vereinfachtem
Aufbau der Steuerschaltung aus, wobei durch die Trennung
der Schaltfunktionen der Steuerschaltung von den Volumen
stromregelfunktionen die Möglichkeit eröffnet wird, in
verschiedenen Betriebsphasen des Krafthebers unterschied
liche Prioritäten zu setzen. So kann beispielsweise in
Betriebsphasen mit geringen Anforderungen, beispielsweise
beim Fahren eines mit einem hydraulischen Kraftheber aus
gerüsteten Fahrzeugs unter Last, die Verstellpumpe durch
Anschließen der Lastmeldeleitung am Tank in den Standby-
Betrieb geschaltet werden, wobei der Sperrblock automa
tisch geschlossen und damit die Last gesichert wird.
Werden Genauigkeit und Reaktionsschnelligkeit gefordert,
wird die Verstellpumpe im Loadsensing-Mode betrieben und
der Sperrblock bleibt geöffnet.
Aus der DE 37 33 677 A1 ist ebenfalls eine Steuerschaltung
bekannt, bei der die Volumenstromregelung zum Verbraucher
mittels eines Servoventils durchgeführt wird und die Ansteuerung
des Sperrventils von einer eigenen Steuereinheit
übernommen wird, so daß die Schaltfunktion für das Sperrventil
und die Volumenstromregelfunktion voneinander getrennt
sind.
Bei diesen bekannten Steuerschaltungen gelingt es allerdings
nur durch optimierte Abstimmung der Steuerungscharak
teristik des Servoventils einerseits und der Stelleinheit
andererseits auf das Sperrventil, beim Abschalten des
Steuerdrucks in der Neutralstellung des Servoventils Reak
tionen in der Arbeitsleitung stromab des Sperrventils
einzudämmen. Derartige Reaktionen beim Zu- und/oder Ab
schalten des Steuerdrucks aus der Neutralstellung des
Servoventils heraus können sich sicherheitsmindernd aus
wirken.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,
die Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit möglichst
einfachen schaltungstechnischen Maßnahmen dafür gesorgt
wird, daß beim Zu- und Abschalten des Steuerdrucks aus der
Neutralstellung des Servoventils heraus Reaktionen in der
Arbeitsleitung stromab des Sperrventils verhindert werden,
ohne dabei die Funktionsweise des Sperrventils selbst
negativ zu beeinflussen.
In der DE-OS 22 11 404 ist ein hydraulisch entsperrbares
Sperrventil gezeigt, wie es zur leckölfreien Absperrung eines
Verbrauchers, bspw. eines Krafthebels, verwendbar ist.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung erhält die Stelleinheit zwei einander
entgegenwirkende Steuerseiten, die durch eine Druckaus
gleichseinrichtung miteinander gekoppelt sind. Dadurch,
daß die Druckausgleichseinrichtung in der Mittelstellung
des Servoventils dafür sorgt, daß sich die Drücke auf den
beiden Steuerseiten mit zeitlicher Verzögerung ausglei
chen, kann die Rückstellfeder des Sperrventils dann, wenn
das Servoventil eine längere Zeit in der Neutralstellung
gehalten bleibt, das zugehörige Ventilelement mit einer
Stellgeschwindigkeit auf Sitz bringen, die durch die
Charakteristik der Druckausgleichseinrichtung vorbestimmt
wird. Durch sprungartiges Abschalten des Vorsteuerdrucks
für das Servoventil und bei gleichzeitigem sprungartigen
Abschalten des Steuerdrucks der Stelleinheit kann die
gesamte Einheit in den abgeschalteten Zustand gebracht
werden, ohne daß Druckreaktionen in der Arbeitsleitung
stromab des Sperrventils auftreten, das heißt, ohne daß
aus dieser Arbeitsleitung Öl zum Tank entweichen kann.
Gleichzeitig ist dafür gesorgt, daß beim schnellen
Durchfahren der Mittelstellung des Servoventils das Ven
tilelement des Sperrventils abgehoben bleibt, weil über
die Druckausgleichseinrichtung eine Dämpfung im Druckauf
bau in der in Schließrichtung des Sperrventils wirkenden
Steuerseite erfolgt. Die Lastmeldeleitung bleibt somit
auch beim schnellen Durchfahren der Mittelstellung des
Servoventils auf Lastdruck. Dabei ist von zusätzlichem
Vorteil, daß in den Arbeitsstellungen des Servoventils
kein permanenter Steuerölverbrauch vorliegt, wodurch Ener
gie eingespart werden kann.
Zu einer besonders vorteilhaften Weiterbildung und insbe
sondere zu einer zusätzlichen Verringerung des schaltungs-
und vorrichtungstechnischen Aufwandes gelangt man mit der
Weiterbildung gemäß Patentanspruch 2. Hierbei wird die
gleichzeitige Ansteuerung der Stelleinheit und des Servo
ventils andererseits durch eine gemeinsame Steuerleitung
bewirkt. Durch geeignete Abstimmung der Geometrien des
Ventilkörpers des Servoventils einerseits und der Stell
einheit andererseits kann zuverlässig dafür gesorgt
werden, daß mit einem einzigen Steuersignal die Verstell
pumpe immer dann auf Lastdruck geschaltet wird, bevor der
Sperrblock öffnet. Zusätzlich kann durch geeignete Wahl
der Geschwindigkeit, mit der das Steuersignal aufgebaut
wird, die Verbraucherleitung zusätzlich vor Druckverlust
abgesichert werden.
Eine vorteilhafte Variante der Druckausgleichseinrichtung
ist Gegenstand der Patentansprüche 3 bis 5. Zur Realisie
rung der Druckausgleichsvorrichtung ist hierbei lediglich
ein sehr geringer schaltungstechnischer Aufwand erforder
lich, was insbesondere dann zutrifft, wenn das Servoventil
die Funktion des Ventils der Druckausgleichseinrichtung
mit übernimmt.
Die Drossel gemäß Patentanspruch 4 sorgt für den oben
angesprochenen verzögerten Druckaufbau auf der das Sperr
ventil in Schließstellung beaufschlagenden Steuerseite.
Diese Ausführungsform hat gegenüber der Steuerschaltung
entsprechend der eigenen älteren Patentanmeldung P 39 11
022.2 den Vorteil, daß ausschließlich in der Mittelstel
lung des Servoventils ein permanenter Steuerölverbrauch
vorliegt. Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 kann
der Steuerölstrom auch in der Mittelstellung eliminiert
werden.
Es hat sich gezeigt, daß ein Steuerdrucksignal ausreichen
der Qualität vorzugsweise durch ein elektrisch angesteuer
tes Druckregelventil bereitgestellt werden kann, indem das
Steuerstromspektrum dieses Druckregelventils in vorbe
stimmte Bereiche aufgeteilt wird, in denen die verschie
denen Betriebsarten der Steuerschaltung aufrechterhalten
werden können. So ist es beispielsweise mit der Weiter
bildung gemäß Patentanspruch 10 möglich, die Trägheit des
Sperrventils dazu auszunutzen, daß das Servoventil schnell
genug in die Neutrallage gelangt, bevor der Lastdruck am
Servoventil spürbar wird.
Eine besonders einfache Ausgestaltung der Stelleinheit ist
Gegenstand des Patentanspruchs 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der übrigen Unteransprüche.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen
mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu
tert. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Steuer
schaltung;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Steuerschal
tung; und
Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Volumenstrom durch das
Servoventil über dem auf den maximalen Steuer
strom bezogenen Steuerstromverlauf eines
elektrisch angesteuerten Druckregelventils auf
getragen wird.
Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Steuerstrom
verlaufs in den verschiedenen Betriebsarten der
Steuerschaltung.
In Fig. 1 ist ein Hydraulikkreis mit einer Steuerschaltung
2 zur Steuerung eines nicht dargestellten hydraulischen
Krafthebers gezeigt, zu dem eine Verbraucherleitung Z
führt. Der Hydraulikkreis wird von einer Verstellpumpe 4
versorgt, die über ein Getriebe 6 angetrieben wird und
Strömungsmittel aus einem Tank 8 ansaugt. Es ist eine
Differenzdruckregeleinrichtung vorgesehen, die dafür
sorgt, daß die Druckdifferenz Δpx über ein 5/5-Servoven
til 10 konstant bleibt. Der Hydraulikkreis arbeitet demge
mäß nach dem sog. Load-Sensing- bzw. Stromregler-Prinzip,
bei dem über die Öffnungsflächen der Steuerkante des Ser
voventils der Volumenstrom lastunabhängig dosiert wird.
Zu diesem Zweck ist eine Lastmeldeleitung 12 vorgesehen,
die von einer Arbeitsleitung 16 stromab des Servoventils
10 abzweigt und über ein zur Arbeitsleitung 16 hin öffnen
des Rückschlagventil 14 auf eine Federseite 18 eines 3/2-
Servoventils 20 geführt ist, dessen der Federseite abge
wandte Steuerseite 22 mit dem Pumpendruck P stromauf des
Servoventils 10 beaufschlagt ist. Das 3/2-Servoventil
steuert den Druck in einer Steuerleitung 24 zu einem
Verstellzylinder 26 der Verstellpumpe 4, um das Stellglied
der Verstellpumpe 4 entsprechend den Volumenstromanforde
rungen des Verbrauchers Z zu steuern. Mit dem Bezugszei
chen 28 ist ein Druckbegrenzungsventil bezeichnet, das den
Hydraulikkreis gegen Überdruck absichert.
Fig. 1 zeigt den Betrieb der Verstellpumpe 4 im sog.
"Standby-Betrieb", in dem der Lastmeldedruck XLS unterhalb
eines Schwellwertes liegt. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die Lastmeldeleitung XLS an die Arbeitsleitung 16
angeschlossen ist, die in der Ausgangsschaltstellung B des
5/5-Servoventils 10 an eine Tankleitung 30 angeschlossen
ist.
Das 5/5-Servoventil 10 der Steuerschaltung 2 wird durch
eine Feder 32 in die Ausgangsschaltstellung B vorgespannt.
Der Steuerkolben des Servoventils 10 weist auf der der
Feder 32 abgewandten Seite ein Stellglied 34 auf, durch
dessen Beaufschlagung der Steuerkolben des Servoventils 10
über eine Schaltstellung E hinweg in eine Neutral- oder
Mittelstellung C und von dort über eine weitere Schalt
stellung F in die andere Endstellung D gegen die Kraft der
Feder 32 verschiebbar ist.
Zur Beaufschlagung des Stellgliedes 34 dient eine Steuer
leitung 36, die die Ausgangsdruckleitung eines elektrisch
angesteuerten Druckregelventils 40 darstellt. Das Druckre
gelventil 40 hat einen an die den Pumpendruck P führende
Druckleitung 38 angeschlossenen Eingangsanschluß 42, einen
Ausgangsanschluß 44 und einen Tankanschluß 46. Mit 48 ist
die Druckrückführungsleitung bezeichnet, die auf eine
Feder-Steuerseite 50 einwirkt, die dem elektrisch betätig
ten Stellglied 52 des Druckregelventils 40 entgegenwirkt.
Der Steuerstrom ist mit I angedeutet. Zwischen der Ar
beitsleitung 16 und der Verbraucherleitung Z sitzt ein
Sperrblock 60, der ein Ventilelement 62 aufweist, das
mittels einer Feder 64 zur Sperrung der Verbraucherleitung
Z gegen einen Ventilsitz 66 gedrückt wird.
Zur Entsperrung des Sperrblocks 60 dient eine als Kolben-
Zylinderanordnung ausgebildete Stelleinheit 70, deren
Stellkolben 72 den Zylinderinnenraum in eine erste und
eine zweite Steuerkammer 74 und 76 unterteilt. Die erste
Steuerkammer ist über eine Zweigsteuerleitung 78 an die
Steuerleitung 36 angeschlossen. Zur zweiten Steuerkammer
76 führt ein erster Druckausgleichsleitungsabschnitt 82,
der über das 5/5-Servoventil 10 geführt ist. Ein zweiter
Druckausgleichsleitungsabschnitt ist mit 84 bezeichnet und
zweigt von der gemeinsamen Steuerleitung 36 ab. Man er
kennt aus der Darstellung, daß die beiden Druckausgleichs
leitungsabschnitte 82 und 84 in der Neutralstellung C des
5/5-Servoventils 10 in Verbindung stehen, ansonsten jedoch
voneinander getrennt sind.
Zur Druckentlastung der zweiten Steuerkammer 76 dient eine
Entlastungsleitung 86, die an die Tankleitung 30 ange
schlossen ist. In dieser Entlastungsleitung 86 ist eine
Drossel 88 vorgesehen, deren Funktion nachstehend näher
erläutert werden soll.
Aus Fig. 1 geht hervor, daß in der Ausgangsschaltstellung
B die Tankleitung 30 mit der Arbeitsleitung 16 verbunden
ist und die übrigen Anschlüsse gesperrt sind. In der
Zwischenschaltstellung E sind sämtliche Anschlüsse ge
sperrt. In der Neutral- bzw. Mittelstellung C sind die
beiden Druckausgleichsleitungsabschnitte 82 und 84
durchgeschaltet. In der nächsten Zwischenschaltstellung F
sind wiederum alle Anschlüsse geschlossen. In der End
schaltstellung D, die beispielsweise der Hebestellung
eines Krafthebers entspricht, ist die Druckleitung 38 zur
Arbeitsleitung 16 durchgeschaltet, wohingegen die übrigen
Anschlüsse geschlossen sind. Damit ergibt sich folgende
Wirkungsweise der Steuerschaltung:
In seiner Ausgangsschaltstellung B ist die Lastmeldelei
tung 12 auf Tank geschaltet und somit entspannt, so daß
die Verstellpumpe im Standby-Betrieb arbeitet. Die Aus
gangsschaltstellung B des 5/5-Servoventils 10 wird durch
die Feder 32 aufrechterhalten, solange der Druck in der
Steuerleitung 36 einen gewissen ersten Grenzschwellwert
nicht übersteigt. Der Sperrblock 60 bleibt durch die Ein
wirkung der Feder 64 geschlossen. Der Schwelldruckwert in
der Steuerleitung 36 wird so eingestellt, daß er bis zu
einem Steuerstrom I, der etwa 25% des maximalen Steuer
stroms Imax entspricht, nicht überschritten wird. Dies ist
mit der Anfangsstromgröße IA in Fig. 3 angedeutet.
Um in die elektrohydraulische Neutralstellung C des Servo
ventils 10 zu gelangen, wird der Steuerstrom I sprungartig
auf etwa 62,5% des Maximalstroms Imax angehoben, was in
Fig. 4 für den Zeitpunkt T0 angedeutet ist. Wie aus Fig. 3
ersichtlich ist, ist in einem Steuerstrombereich IT
zwischen 50% und 75% des maximalen Stroms Imax noch kein
Volumenstrom zum und vom Verbraucher Z steuerbar. Das
hydraulisch betätigte Sperrventil 60 öffnet erst bei einem
Steuerstrom 75% des maximalen Steuerstroms Imax und
bleibt dann offen. Die Drossel 88 in der Entlastungslei
tung 86 steuert bzw. begrenzt die Stellgeschwindigkeit der
hydraulischen Betätigung des Sperrblocks 60. Damit wird
vermieden, daß bei schnellem Durchsteuern des Steuerstrom
bereichs IB (siehe Fig. 3) der Sperrblock 60 schließt.
Allerdings bewirkt das Servoventil 10 in der Schaltstel
lung C innerhalb eines Steuerstrombereichs IB ein
Schließen des Sperrblocks 60 immer dann, wenn die Mittel
stellung C lange genug eingenommen wird. Dies ist auf die
in der Mittelstellung C vorgesehene Kopplung der beiden
Druckausgleichsleitungsabschnitte 82 und 84 bedingt, über
die ein zeitverzögerter Druckausgleich der beiden Steuer
kammern 74 und 76 der Stelleinheit 70 erfolgt.
In Fig. 4 ist mit T1 der Zeitpunkt bezeichnet, zu dem der
Sperrblock 60 geöffnet wird. Bei Steuerstromwerten
zwischen 75% und 100% des maximalen Steuerstroms Imax
erfolgt eine Stromregelfunktion mit einer Strömungsrich
tung zum Verbraucher Z, während in einem Steuerstrombe
reich zwischen 25% und 50% eine Stromregelfunktion mit
Strömungsmittelrückfluß aus dem Verbraucher Z stattfindet.
Mit T3 ist in Fig. 4 der Zeitpunkt dargestellt, zu dem der
Rückfluß aus dem Verbraucher Z beginnt. Wie vorstehend
bereits angedeutet, ist es wichtig, die Geschwindigkeit
des Durchfahrens des Steuerstrombereichs I zwischen 75%
und 50% so schnell zu gestalten, daß der Druckausgleich
in den beiden Steuerkammern 74 und 76 in diesem Zeitpunkt
noch nicht stattfinden kann, so daß das Ventilelement 62
in der abgehobenen Stellung verbleibt.
Bis zum Zeitpunkt T7 in Fig. 4 bleibt der Sperrblock 60
geöffnet. Die Zeitspanne ΔT zwischen T6 und T7 ist
ausreichend groß, um einen Druckausgleich auf den beiden
Steuerseiten des Stellkolbens 72 herbeizuführen. Der
Sperrblock 60 geht somit in die Sperrstellung, aus der
heraus der Steuerstrom I abgeschaltet werden kann, ohne
daß Volumenstrom von der Last Z zum Tank fließt. Es können
auf diese Weise mit verhältnismäßig geringem schaltungs
technischen Aufwand Reaktionen in der Verbraucherleitung Z
beim Aus- und Einschalten des Steuerdrucks in der Steuer
leitung 36 verhindert werden.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform hat den beson
deren zusätzlichen Vorteil, daß ein permanenter Steueröl
verbrauch nur in der Mittelstellung C des Servoventils 10
vorliegt. Im Vergleich zu früheren Vorschlägen (vergleiche
ältere Patentanmeldung P 39 11 022.2) arbeitet diese Steuer
schaltung mit geringerem Energieverbrauch. Die Drossel 88
begrenzt in diesem Fall den Steuerölverbrauch und defi
niert die Stellgeschwindigkeit des Sperrblocks 60. Um die
Druckausgleichseinrichtung ausschließlich im Hinblick auf
die Begrenzung der Stellgeschwindigkeit des Sperrblock-
Betätigungskolbens optimieren und den Steuerölverbrauch
weiter verringern zu können, ist die Ausführungsform gemäß
Fig. 2 vorgesehen. Aus Gründen der Vereinfachung ist in
dieser Darstellung lediglich noch die Steuerschaltung
dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 102 versehen ist.
Bei dieser Ausführungsform wird die Funktion der Drossel
88 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 von einer zusätzlichen
Steuerkante 111 des 5/5-Servoventils 110 übernommen, das
wiederum lediglich in der Mittelstellung C eine Verbindung
der beiden Druckausgleichsleitungsabschnitte 182 her
stellt. Um bei Aufsteuerung der Verbindung zwischen den
beiden Druckausgleichsabschnitten 182 und 184 einen
Druckausgleich in den Steuerkammern 174 und 176 nur mit
zeitlicher Verzögerung zuzulassen, ist in dem Druckaus
gleichsabschnitt 184 stromab des Servoventils 110 eine
Drossel 188 eingegliedert. Ansonsten entspricht die
Steuerschaltung derjenigen gemäß Fig. 1, was durch die
Vergabe identischer Bezugszeichen für das Druckregelventil
40, den Sperrblock 60 und die Lastmeldeleitung 12 zum
Ausdruck gebracht wird. Bei dieser Ausführungsform kann
die Drossel 188 ausschließlich für die Begrenzung der
Stellgeschwindigkeit des Sperrblockbetätigungskolbens 72
optimiert werden. Ansonsten ist die Funktionsweise mit
derjenigen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 übereinstim
mend, so daß zur Vereinfachung der Beschreibung nicht mehr
gesondert darauf eingegangen wird.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform ist es
möglich, den Steuerdruck für das Stellglied 34 bzw. 134
und die Steuerkammer 74 bzw. 174 auf unterschiedliches
Niveau zu legen, wenn nur die Druckversorgung gleichzeitig
erfolgt. Es ist schließlich ferner möglich, anstelle eines
5/5-Servoventils ein 5/3-Servoventil zu verwenden.
Die Erfindung schafft somit eine Steuerschaltung für einen
mit einer Verstellpumpe betriebenen hydraulischen Krafthe
ber, die ein zumindest für Senkbewegungen des Krafthebers
entsperrbares Sperrventil, eine das Sperrventil auf- und
zuschaltende Steuereinrichtung zur Regelung des Volumen
stroms aus einer Pumpenleitung in eine zum Kraftheber
führende Arbeitsleitung und umgekehrt, und eine den
Lastdruck führende und an die Arbeitsleitung angeschlos
sene Lastmeldeleitung aufweist, mit der die Verstellpumpe
ansteuerbar ist. Die Steuereinrichtung weist eine das
Sperrventil auf- und zuschaltende Stelleinheit sowie ein
gleichzeitig angesteuertes und den Volumenstrom zum bzw.
vom Kraftheber regelndes Servoventil mit mindestens drei
Schaltstellungen auf. In der Ausgangsstellung der Steuer
einrichtung verbindet diese die Lastmeldeleitung und die
Arbeitsleitung über das Servoventil mit dem Tank sowie
nach Durchfahren einer Mittelstellung die Arbeitsleitung
mit der Pumpenleitung. Um dafür zu sorgen, daß beim Ein-
und Ausschalten des Steuerdrucks aus der Neutralstellung
des Servoventils heraus Druckreaktionen in der Arbeitslei
tung stromab des Sperrblocks auftreten, weist die Stell
einheit zwei einander entgegenwirkende Steuerseiten auf,
von denen die das Sperrventil in Schließrichtung beauf
schlagte Steuerseite in den Endstellungen des Steuerkol
bens des Servoventils entlastet ist. Es ist ferner eine
Druckausgleichseinrichtung vorgesehen, die in der Mittel
stellung des Servoventils dafür sorgt, daß sich die Drücke
auf den beiden Steuerseiten mit zeitlicher Verzögerung
ausgleichen können.
Claims (12)
1. Steuerschaltung für einen mit einer Verstellpumpe be
triebenen hydraulischen Kraftheber, mit einem zumindest für
Senkbewegungen des Krafthebers entsperrbaren Sperrventil,
einer das Sperrventil auf- und zuschaltenden Stelleinheit,
einer den Lastdruck führenden und an eine zum Kraftheber
führende Arbeitsleitung angeschlossenen Lastmeldeleitung,
mit der die Verstellpumpe ansteuerbar ist und einem mit der
Stelleinheit gleichzeitig angesteuerten und den Volumenstrom
zum bzw. vom Kraftheber regelnden Servoventil mit zumindest
drei Schaltstellungen, welches in seiner Ausgangsschaltstellung
die Lastmeldeleitung und die Arbeitsleitung
mit dem Tank verbindet sowie nach Durchfahren einer Mittel-
bzw. Sperrstellung die Arbeitsleitung mit der Pumpenleitung
verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stell
einheit (70; 170) zwei einander entgegenwirkende Steuer
seiten (74, 76; 174, 176) hat, von denen die das Sperrventil
(60) in Schließrichtung beaufschlagende Steuerseite
(76; 176) in den Endstellungen (B; D) des Servoventils (10;
110) druckentlastet ist, und daß eine Druckausgleichsein
richtung (84, 10, 82, 86, 88; 182, 110, 184, 188) vorgese
hen ist, die in der Mittel- bzw. Sperrstellung (C) des Servoventils
(10; 110) dafür sorgt, daß sich die Drücke auf
den beiden Steuerseiten (74, 76; 174, 176) der Stelleinheit
(70; 170) mit zeitlicher Verzögerung ausgleichen.
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Servoventil (10; 110) und die Stelleinheit
(70; 170), auf der das Sperrventil (60) in Öffnungsrichtung
beaufschlagenden Steuerseite (74; 174) über eine gemeinsame
Steuerleitung (36) angesteuert sind.
3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckausgleichseinrichtung eine die
entgegenwirkenden Steuerseiten (74, 76; 174, 176) der
Stelleinheit (70; 170) verbindende Druckausgleichsleitung
(82, 84; 182, 184) aufweist, die durch ein Ventil in zwei
Leitungsabschnitte (82 und 84; 182 und 184) unterteilt ist,
welches in der Mittel- bzw. Sperrstellung (C) des Servoventils
(10; 110) öffnet und die Leitungsabschnitte miteinander
verbindet.
4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Druckausgleichsleitung (182, 184) eine
Drossel (188) angeordnet ist und derjenige Leitungsabschnitt
(184) stromab des Servoventils (110), der mit der das
Sperrventil (60) in Schließrichtung beaufschlagenden Steuerseite
(176) verbunden ist, in der Ausgangsschaltstellung
(B) sowie nach Durchfahren der Mittel- bzw. Sperrstellung
(C) des Servoventils (110) zum Tank (8) entlastet ist.
5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drossel (188) in dem Leitungsabschnitt (184)
stromab des Servoventils (110) angeordnet ist.
6. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die das Sperrventil (60) in Schließrichtung beaufschlagende
Steuerseite (76) über eine Entlastungsleitung
(86) mit integrierter Drossel (88) zum Tank (8) eine ständige
Verbindung hat.
7. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das die Druckausgleichsleitung
(82, 84; 182, 184) trennende Ventil in das Servoventil (10;
110) integriert ist.
8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Servoventil (10; 110) von einem 5/5-Servoven
til gebildet ist.
9. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (36) die Ausgangsleitung
eines elektrisch angesteuerten Druckregelventils
(40) ist.
10. Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerstrom (I) des Druckregelventils (40)
sprungartig auf ein vorbestimmtes Niveau (IB) anhebbar ist,
um das Servoventil (10; 110) aus der Ausgangsschaltstellung
(B) in die Mittel- bzw. Sperrstellung (C) zu verschieben.
11. Steuerschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Schwell-Steuerstrombereich (IA) von
etwa 25% des Maximal-Steuerstroms (Imax) für die Entsperrung
des Sperrventils (60) reserviert ist, und daß die Mittel-
bzw. Sperrstellung (C) des Servoventils (10; 110) mit
einem Steuerstromwert von etwa 62,5% des maximalen Steuerstroms
(Imax) erreichbar ist, wobei zu diesem Zweck die
Rückstellfedern des Servoventils (10; 110) einerseits und
des Sperrventils (60) andererseits aufeinander abgestimmt
sind.
12. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinheit (70; 170) von
einer Kolben-Zylinderanordnung gebildet ist, deren Kolben
(72) den Zylinder in zwei Räume unterteilt, die die Steuerseiten
(74, 76; 174, 176) der Stelleinheit ausbilden.
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