DE4026849A1 - Producing control pressure in hydraulic plant - involves primary control valve to which control pressure conduit is connected - Google Patents
Producing control pressure in hydraulic plant - involves primary control valve to which control pressure conduit is connectedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Erzeugen eines Steuerdrucks nach dem Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for generating a control pressure according to the preamble of the claim 1.
Es ist bekannt, die Steuerdruckleitung für eine hydraulische Anlage über ein auf den Steuerdruck einstellbares Druckbe grenzungsventil an die Pumpenförderstromleitung anzu schließen. Solange die Verbraucher nicht betätigt sind, kann das von der Pumpe geförderte Arbeitsmittel drucklos zum Tank umlaufen, beispielsweise durch 6-Wegeventile, über die der Förderstrom zu Verbrauchern geführt wird und die in der Mit telstellung einen Kanal für den drucklosen Umlauf des Pum penfördermittels aufweisen. Diese Wegeventile sollen über Vorsteuerventile verstellbar sein. Um bei Betätigung der Vorsteuerventile einen Vorsteuerdruck zum Ansteuern der We geventile zu erhalten, muß den Vorsteuerventilen ein be stimmter Steuerdruck zugeführt werden. Dieser Steuerdruck wird in bekannter Weise dadurch erzeugt, daß der drucklose Umlauf durch Einbau eines Druckbegrenzungsventils soweit ge drosselt wird, daß sich ein Druck anstaut, der als Steuer druck ausreicht, um eines der Wegeventile zu betätigen, wozu mindestens der den Kolben des Wegeventils zentrierende Fe derdruck überwunden werden muß. Der sogenannte drucklose Um lauf ist somit in Wahrheit nicht drucklos. Vielmehr ist auch bei drucklosem Umlauf der Pumpe der erforderliche Mindest steuerdruck wirksam und verursacht einen erhöhten Verlust der Anlage.It is known the control pressure line for a hydraulic System via a pressure regulator adjustable to the control pressure limit valve to the pump flow line shut down. As long as the consumers are not operated, the working fluid conveyed by the pump to the tank without pressure circulate, for example by 6-way valves, via which the Flow is led to consumers and in the Mit position a channel for the unpressurized circulation of the pump Have pen funding. These directional valves are said to Pilot valves can be adjustable. To when the Pilot valves a pilot pressure to control the We To receive valves, the pilot valves must be correct control pressure can be supplied. This control pressure is generated in a known manner in that the unpressurized Circulation by installing a pressure relief valve as far as ge is throttled that a pressure builds up, which as a tax pressure is sufficient to operate one of the directional valves, for what at least the Fe centering the piston of the directional valve the pressure must be overcome. The so-called unpressurized order In reality, running is not without pressure. Rather it is the minimum required when the pump circulates without pressure control pressure effective and causes an increased loss the plant.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Verluste bei der Bereitstellung des Mindeststeuerdruckes zu verringern und hierfür einfache Mittel vorzusehen.The object underlying the invention is the losses in providing the minimum tax pressure to reduce and to provide simple means for this.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst. Weitere Fortbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The task is inventively by the features of Pa claim 1 solved. Further developments of the invention result from the subclaims.
Beim Inbetriebnehmen der Anlage wird die Steuerdruckleitung von der Pumpe auf Druck gebracht und dieser Druck schaltet das Vorrangsteuerventil entgegen der geringen Kraft einer Feder in eine Endstellung um, so daß der Pumpenförderstrom in die Leitung für den drucklosen Umlauf gelangt. Dabei ent fällt das Druckbegrenzungsventil zum Erzeugen des Stau drucks, vielmehr herrscht in der Leitung für den drucklosen Umlauf minimaler Druck, so daß die eingangs geschilderten Energieverluste vermieden sind. Soll nun Steuerdruck aufge baut werden, um die Wegeventile für die Verbraucher oder an dere Komponenten zu betätigen, so werden die beiden an den Enden des Kolbens des Vorrangsteuerventils liegende Steuer räume miteinander verbunden und damit druckausgeglichen. Durch die Feder kann jetzt der Kolben in die andere Endstel lung verschoben werden, in der die Pumpe über das Vorrang steuerventil mit der Steuerdruckleitung verbunden wird. An den federseitigen Steuerraum ist ein Druckbegrenzungsventil angeschlossen, an dem der gewünschte Steuerdruck einstellbar ist. Überschreitet der federseitige Steuerdruck den einge stellten Wert, so öffnet das Druckbegrenzungsventil, und der Zustrom von Arbeitsmittel in die Steuerdruckleitung wird ge drosselt. Schließt das Druckbegrenzungsventil, so wird wie derum der Beharrungszustand erreicht, indem in der Regel stellung des Vorrangsteuerventils der Hauptförderstrom zu den Verbrauchern fließt und soviel Steuerdruckmittel abge zweigt wird, daß der eingestellte Steuerdruck erreicht wird. Obwohl das Vorrangsteuerventil somit für das gesamte Volumen des Pumpenförderstroms ausgelegt werden muß, ergibt sich nicht nur die bereits erwähnte Energieeinsparung, sondern ist die Steuerdruckerzeugung vereinfacht, da ein an sich be kanntes Vorrangsteuerventil ohne Modifizierung verwendet werden kann und mehrere bei den bisherigen Anordnungen er forderliche Ventile entfallen.When the system is started up, the control pressure line brought to pressure by the pump and this pressure switches the priority control valve against the low force of one Spring into an end position so that the pump flow enters the line for unpressurized circulation. Ent drops the pressure relief valve to generate the jam pressure, rather there is in the line for the unpressurized Circulation minimal pressure, so that the above Energy losses are avoided. Control pressure should now be applied be built around the directional valves for the consumer or at to operate other components, the two are connected to the Control over the ends of the piston of the priority control valve rooms connected with each other and thus pressure balanced. The spring can now move the piston into the other end position tion in which the pump has priority Control valve is connected to the control pressure line. At the spring-side control chamber is a pressure relief valve connected to which the desired control pressure can be set is. If the control pressure on the spring side exceeds the set value, the pressure relief valve opens, and the The inflow of working fluid into the control pressure line is ge throttles. If the pressure relief valve closes, then how which is why the steady state is usually achieved by position of the priority control valve to the main flow flows to consumers and dispenses so much control pressure medium is branched that the set control pressure is reached. Although the priority control valve is therefore for the entire volume of the pump flow must be designed not just the energy saving already mentioned, but the control pressure generation is simplified because a be Priority control valve used without modification can be and he with the previous arrangements required valves are eliminated.
Ausführungbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung nähert erläutert. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing approaches explained. It shows:
Fig. 1 ein Vorrangsteuerventil für einen Steuerblock mit 6-Wegeventilen und Vorsteuerventilen, Fig. 1 shows a priority control valve for a control block with 6-way valves and pilot valves,
Fig. 2 ein Vorrangsteuerventil für eine Anlage mit druck losem Umlauf und mit einem druckabhängig oder elektrisch an steuerbaren Ventil. Fig. 2 shows a priority control valve for a system with pressure-less circulation and with a pressure-dependent or electrically controlled valve.
In Fig. 1 ist ein Vorrangsteuerventil 1 dargestellt, das einen Anschluß an die Pumpenförderleitung 2 und damit zur nicht dargestellten Pumpe P aufweist, sowie einen Anschluß in eine Steuerdruckleitung 3 und einen Anschluß an eine Pum penförderleitung 4, die über P1 zu einem Steuerblock 5 führt, der aus mehreren 6-Wegeventilen aufgebaut ist, von denen in der Darstellung zwei Ventile 6 und 7 dargestellt sind. Diese 6-Wegeventile sind bekannt und weisen in der Mittelstellung einen zusätzlichen Kanal für den drucklosen Umlauf des Förderstroms auf, der stromab des Steuerblocks zum Tank zurückgeführt wird.In Fig. 1, a priority control valve 1 is shown, which has a connection to the pump delivery line 2 and thus to the pump P, not shown, as well as a connection in a control pressure line 3 and a connection to a pump delivery line 4 , which via P 1 to a control block 5th leads, which is made up of several 6-way valves, of which two valves 6 and 7 are shown in the illustration. These 6- way valves are known and, in the middle position, have an additional channel for the unpressurized circulation of the flow, which is returned to the tank downstream of the control block.
Aus der mittleren Regelstellung des Vorrangsteuerventils 1, in dem der Förderstrom aus der Leitung 2 in die Steuerdruck leitung 3 und über die Leitung 4 zum Steuerblock aufgeteilt wird, kann das Vorrangsteuerventil in eine linke und eine rechte Endstellung verschoben werden. In der linken darge stellten Endstellung befindet sich das Vorrangsteuerventil, wenn die an die Leitungen 10 und 11 angeschlossenen Steuer räume beidseits des Kolbens des Vorrangsteuerventils druck los sind und somit der Kolben durch eine schwache Feder 12, beispielsweise mit einem Druck von 3 bar in die gezeigte Endstellung verschoben ist, in der die Leitung 2 mit der Steuerdruckleitung verbunden ist.From the middle control position of the priority control valve 1 , in which the flow from line 2 is divided into the control pressure line 3 and via line 4 to the control block, the priority control valve can be moved to a left and a right end position. In the left Darge presented end position is the priority control valve when the control rooms connected to lines 10 and 11 are pressure free on both sides of the piston of the priority control valve and thus the piston by a weak spring 12 , for example with a pressure of 3 bar in the shown End position is shifted, in which the line 2 is connected to the control pressure line.
Ist der Steuerdruck in der Leitung 3 und damit in der An schlußleitung 11 für den rechten Steuerraum groß genug, um die Kraft der Feder 12 zu überwinden und herrscht in der Leitung 10 kein Druck, so wird der Kolben in die entgegenge setzte rechte Endstellung verschoben, in der die Förder stromleitung 2,4 durchgeschaltet ist, und somit der gesamte Förderstrom von der Pumpe P zum Steuerblock und damit zum Tank fließt.If the control pressure in line 3 and thus in connection line 11 for the right control chamber is large enough to overcome the force of spring 12 and there is no pressure in line 10 , the piston is shifted into the opposite right end position, in which the conveyor flow line 2.4 is switched through, and thus the entire flow flows from the pump P to the control block and thus to the tank.
In den Leitungen 10 und 11 sind noch Drosseln 14 bzw. 15 eingebaut. Der linke Steuerraum ist über eine Leitung 16 und ein Druckbegrenzungsventil 18 an den Tank T angeschlossen. An dem Druckbegrenzungsventil 18 wird der gewünschte Steuer druck eingestellt.Chokes 14 and 15 are also installed in lines 10 and 11 . The left control chamber is connected to the tank T via a line 16 and a pressure relief valve 18 . At the pressure relief valve 18 , the desired control pressure is set.
In Fig. 1 sind die 6-Wegeventile 6 und 7 hydraulisch betä tigt. Um den Vorsteuerdruck an den Anschlüssen a1, a2, b1 und b2 zu erzeugen, ist ein Vorsteuergerät 20 vorgesehen, das eine übliche Ausführung aufweist. Wird eines der Vor steuerventile 20 betätigt, so stellt sich ein Durchfluß von der Steuerdruckleitung 3 in die zugehörige Vorsteuerleitung 21 und damit zum Wegeventil ein, wobei die Verbindung der Vorsteuerdruckleitung 21 zum Tank T gedrosselt wird. Solange jedes Vorsteuerventil 20 unbetätigt ist, bleibt die Steuer druckleitung abgesperrt. Bei betätigtem Vorsteuergeber herrscht in der Vorsteuerdruckleitung der gleiche Druck wie in der Steuerdruckleitung 3. Die Vorsteuerdruckleitungen sind über eine Wechselventilkette 22 an eine Leitung 24 an geschlossen, über die bei betätigtem Vorsteuergeber der Vor steuerdruck über den Anschluß XS des Vorrangsteuerventils in den federseitigen Steuerraum 10 über die Drossel 14 gelangt. In Fig. 1, the 6-way valves 6 and 7 are hydraulically actuated. In order to generate the pilot pressure at the connections a1, a2, b1 and b2, a pilot control device 20 is provided, which has a conventional design. If one of the before control valves 20 is actuated, a flow is established from the control pressure line 3 into the associated pilot line 21 and thus to the directional control valve, the connection of the pilot pressure line 21 to the tank T being throttled. As long as each pilot valve 20 is not actuated, the control pressure line remains shut off. When the pilot control is actuated, the pressure in the pilot pressure line is the same as in the control pressure line 3 . The pilot pressure lines are connected via a shuttle valve chain 22 to a line 24 , via which, when the pilot transmitter is actuated, the control pressure comes via the connection XS of the priority control valve into the spring-side control chamber 10 via the throttle 14 .
Ist somit einer der Vorsteuergeber 20 betätigt, so wird über diesen Vorsteuergeber und die Wechselventilkette 22 sowie die Leitung 24 der gleiche Druck in den federseitigen Steuerraum eingesteuert wie in den gegenüberliegenden Steuerraum über die Leitung, die an die Steuerdruckleitung 3 angeschlossen ist. Somit sind die beiden Steuerräume des Vorrangsteuerventils miteinander verbunden, wenn einer der Vorsteuergeber betätigt wird.Thus, if one of the pilot transmitters 20 is actuated, the same pressure is introduced into the spring-side control chamber via this pilot control and the shuttle valve chain 22 and the line 24 as into the opposite control chamber via the line which is connected to the control pressure line 3 . The two control rooms of the priority control valve are thus connected to one another when one of the pilot control actuators is actuated.
Außerdem weist das Vorrangsteuerventil noch einen weiteren Kanal mit einem Anschluß 25 auf, über den die Steuerdruck leitung 3 mit einer zum Tank führenden Leitung 26 verbindbar ist, in der ein vorgespanntes Rückschlagventil 28 vorgesehen ist. Das Rückschlagventil ist auf einen Druck vorgespannt, der etwas größer ist als der Steuerdruck. Beträgt der Steuerdruck beispielsweise 40 bar, so kann der Vorspanndruck für das Ventil 28 50 bar betragen.In addition, the priority control valve has yet another channel with a connection 25 , via which the control pressure line 3 can be connected to a line 26 leading to the tank, in which a prestressed check valve 28 is provided. The check valve is biased to a pressure that is slightly greater than the control pressure. If the control pressure is 40 bar, for example, the preload pressure for the valve 28 can be 50 bar.
Die Wirksungsweise ist folgende:The mode of action is as follows:
Wird in der in der Fig. 1 dargestellten Anfangsstellung die Pumpe eingeschaltet, so baut sich in der an den Vorsteuer ventilen 20 abgesperrten Steuerdruckleitung 3 ein Druck auf, der über die Leitung 11 den rechten Steuerraum beaufschlagt und damit das Vorrangsteuerventil in die linke Endstellung entgegen der Kraft der Feder 12 verschiebt. In dieser End stellung wird der gesamte Pumpenförderstrom drucklos aus der Leitung 2 in die Leitung 4 und damit zum Steuerblock 5 und drucklos zum Tank geführt.If the pump is switched on in the initial position shown in FIG. 1, a pressure builds up in the control pressure line 3 shut off on the pilot control valve 20, which acts on the right control chamber via line 11 and thus the priority control valve in the left end position against the Force of the spring 12 shifts. In this end position, the entire pump flow is fed from line 2 into line 4 and thus to control block 5 and to the tank.
Soll nun eines der Wegeventile betätigt werden, so muß ein ausreichender Steuerdruck in der Leitung 3 für die Vor steuerventile 20 aufgebaut werden. Hierzu wird einer der Vorsteuergeber 20 geöffnet und gelangt damit ein geringer Steuerdruck aus der Leitung über die Wechselventilkette 22 und die Leitung 24 in den federseitigen Steuerraum des Vor rangsteuerventils. Damit sind die beiden Steuerräume, also die Leitungen 10 und 11 über das Vorsteuergerät miteinander verbunden, und der Kolben des Vorrangsteuerventils ist mit gleichem Druck beaufschlagt. Jetzt reicht die Kraft der Fe der 12 aus, die beispielsweise 3 bar beträgt, den Kolben in die linke Endstellung zu verschieben, in der von der Pumpe her der Steuerdruck in der Leitung 3 aufgebaut wird, der nun soweit ansteigt, bis der am Druckbegrenzungsventil 18 einge stellte Wert von beispielsweise 40 bar erreicht ist, worauf das Ventil 18 anspricht und die Leitung 10 und den federsei tigen Steuerraum entlastet, so daß das Vorrangsteuerventil in die mittlere Regelstellung gelangt, in der der Hauptstrom der Pumpe in die Leitung 4 und damit über den Steuerblock zu den Verbrauchern gelangt, während ein geringer Volumenstrom in die Steuerdruckleitung 3 abgezweigt wird.If one of the directional control valves is now to be actuated, a sufficient control pressure must be built up in line 3 for the control valves 20 before. For this purpose, one of the pilot transmitter 20 is opened and thus a low control pressure comes from the line via the shuttle valve chain 22 and line 24 into the spring-side control chamber of the priority control valve. The two control rooms, that is to say the lines 10 and 11 , are thus connected to one another via the pilot control unit, and the piston of the priority control valve is acted upon by the same pressure. Now the force of the Fe of 12 , which is, for example, 3 bar, is sufficient to move the piston into the left end position, in which the control pressure in line 3 is built up by the pump, which now rises until the pressure relief valve 18 is set value of, for example, 40 bar is reached, whereupon the valve 18 responds and the line 10 and the spring-loaded control chamber is relieved, so that the priority control valve reaches the central control position in which the main flow of the pump in line 4 and thus over the Control block reaches the consumers, while a low volume flow is branched into the control pressure line 3 .
In der rechten Endstellung des Vorrangsteuerventils, in der der gesamte Volumenstrom in die Leitung 4 für den drucklosen Umlauf fließt, kann durch in die Steuerdruckleitung 3 über tretendes Lecköl in der Steuerdruckleitung ein unzulässig hoher Druck angestaut werden, falls die Leitung 4 für den drucklosen Umlauf blockiert wird. Dies kann bei hydrauli schen Anlagen willkürlich oder unwillkürlich herbeigeführt werden. Es ist deshalb in dieser Endstellung der zusätzliche Anschluß 25 vorgesehen, über den der durch Lecköl entste hende Druck in der Steuerdruckleitung 3 auf den am Ventil 28 eingestellten Druck begrenzt wird. Wird dieser Druck über schritten, so öffnet sich das Ventil 28, und der Druck wird zum Tank hin abgebaut.In the right end position of the priority control valve, in which the entire volume flow flows in line 4 for the unpressurized circulation, an impermissibly high pressure can be accumulated in the control pressure line by leakage oil in the control pressure line 3 if the line 4 is blocked for unpressurized circulation becomes. In hydraulic systems, this can be brought about arbitrarily or involuntarily. It is therefore provided in this end position of the additional connection 25 , via which the pressure resulting from leakage oil in the control pressure line 3 is limited to the pressure set on the valve 28 . If this pressure is exceeded, the valve 28 opens and the pressure is reduced towards the tank.
In Fig. 2 ist wiederum ein Vorrangsteuerventil in gleicher Ausführung dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht jedoch darin, daß die hydraulische Verbindung der beiden Steuerräume des Vorrangsteuerventils, also die Ver bindung der Steuerleitungen 10 und 11 in unterschiedlicher Weise erfolgt.In FIG. 2, a priority control valve is again shown in the same embodiment, wherein like parts are designated by like reference numerals. The difference to Fig. 1, however, is that the hydraulic connection of the two control rooms of the priority control valve, that is, the United connection of the control lines 10 and 11 takes place in different ways.
In Fig. 1 erfolgt diese Verbindung über das Vorsteuergerät 20.In Fig. 1, this connection is made via the pilot control unit 20 .
In Fig. 2 läßt sich die Verbindung in einfacher Weise durch ein elektrisch betätigtes Ventil 30 oder wahlweise durch ein hydraulisch betätigtes Ventil 40 herbeiführen. Die Ausführung mit dem elektrisch betätigten Zwei-Wegeventil 30 ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn die Vorsteuerven tile nicht hydraulisch, sondern elektrisch angesteuert wer den. Dann kann das Signal für das betreffende Vorsteuerven til auch an das Zwei-Wegeventil 30 geführt werden, das um schaltet und damit die beiden Leitungen 10 und 11 über die Steuerdruckleitung 3 miteinander verbindet. In diesem Fall entfällt das Ventil 40 und ist die Steuerdruckleitung unmit telbar an den Anschluß S für den Steuerdruck geführt.In FIG. 2, the compound can in a simple manner by an electrically operated valve 30, or alternatively by a hydraulically operated valve bring 40th The version with the electrically operated two-way valve 30 is expedient, for example, when the pilot valves are not hydraulically actuated, but are actuated electrically. Then the signal for the respective pilot valve can also be passed to the two-way valve 30 , which switches over and thus connects the two lines 10 and 11 to one another via the control pressure line 3 . In this case, the valve 40 is omitted and the control pressure line is directly led to the connection S for the control pressure.
Anstelle des elektrisch ansteuerbaren Ventils 30 kann aber auch ein hydraulisch verstellbares Wegeventil 40 vorgesehen sein, das entweder vom Pumpendruck P1 oder von an einem der Wegeventile abgegriffenen Lastdruck LS umschaltbar ist. In der dargestellten Lage ist die Leitung 10 und damit der fe derseitige Steuerraum über das Ventil 40 mit dem Tank ver bunden. Sobald eines der nicht dargestellten Wegeventile von Hand, elektrisch oder elektrohydraulisch betätigt wird, baut sich in der Leitung P1 ein Druck auf, der zum Umschalten des Wegeventils 40 verwendet wird. Es kann aber auch der Last druck LS zum Umschalten benützt werden. Sobald die Umschal tung erfolgt ist, sind die beiden Steuerräume des Vorrang steuerventils wiederum miteinander verbunden, die Feder ver schiebt den Kolben in die Stellung zum Aufbauen des Steuer drucks in der Leitung 3. Wie in Fig. 1 ist wiederum eine Absicherung des Steuerdruck in der rechten Endstellung des Kolbens des Vorrangsteuerventils vorgesehen.Instead of the electrically controllable valve 30 , a hydraulically adjustable directional valve 40 can also be provided, which can be switched over either from the pump pressure P1 or from the load pressure LS tapped at one of the directional valves. In the position shown, the line 10 and thus the fe derseits control chamber via the valve 40 with the tank a related party. As soon as one of the directional control valves (not shown) is actuated by hand, electrically or electrohydraulically, a pressure builds up in the line P1, which pressure is used to switch over the directional control valve 40 . However, the load pressure LS can also be used to switch over. As soon as the switchover has taken place, the two control rooms of the priority control valve are in turn connected to one another, the spring pushes the piston into the position for building up the control pressure in line 3 . As in FIG. 1, protection of the control pressure in the right end position of the piston of the priority control valve is again provided.
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Owner name: MANNESMANN REXROTH AG, 97816 LOHR, DE |
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