DE4311191A1 - Hydrauliksystem zur Versorgung offener oder geschlossener Hydraulikfunktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einer ver­ stellbaren Hydraulikpumpe, deren Ausgangsdruck in Abhängig­ keit eines an einem Lastmeldeanschluß anstehenden Drucks steuerbar ist, einem Vorratsbehälter, wenigstens einer Hy­ draulikfunktion mit einer Zuführleitung und einer zwischen Hydraulikpumpe, Vorratsbehälter und Hydraulikfunktion ange­ ordneten Ventilanordnung.

Moderne landwirtschaftliche Schlepper verfügen heute über Konstantdruck-Hydrauliksysteme, bei denen Steuerventile in ihrer Neutralstellung den Flüssigkeitsdurchfluß von der Pumpe sperren (geschlossenes oder Closed-Center-System). Ferner kann bei diesen Systemen die Hydraulikflüssigkeitsabgabemenge derart kompensiert werden, daß lediglich die benötigte Flüs­ sigkeitsmenge von der Pumpe geliefert wird (Power-on-Demand). Kernpunkt derartiger Systeme ist die sogenannte Lastmeldelei­ tung vom Verbraucher an den Lastmeldeanschluß der Hydraulik­ pumpe, mit deren Hilfe die Hydraulikpumpe jeder Zeit ihren Ausgangsdruck in Abhängigkeit des am Lastmeldeanschluß an­ stehenden Drucks einstellt und damit nur den notwendigen Be­ darf zur Verfügung stellt. Hierdurch läßt sich Energie in er­ heblichem Maße einsparen.

Die in der Landwirtschaft verwendeten Anbaugeräte sind ver­ mehrt mit eigenen Steuergeräten zur Ansteuerung ihrer Hydrau­ liksysteme ausgestattet. Um eine aufwendige Doppelbedienung von traktoreigenem Steuergerät und anbaugeräteseitigem Steu­ ergerät zu umgehen, wäre es vorteilhaft, wenn sich letztere ohne weitere Zusatzmaßnahmen unmittelbar an das traktoreigene Hydrauliksystem anschließen ließen. Da die anbaugerätesei­ tigen Steuergeräte jedoch meistens als Konstantstromventile, die in ihrer Mittelstellung offen sind (Open-Center-Bauwei­ se), oder als Konstantdruckventile, die in ihrer Mittelstel­ lung geschlossen sind (Closed-Center-Bauweise), ausgeführt sind, verfügen sie nicht immer über den notwendigen Lastmel­ deanschluß. Wird beispielsweise ein Steuerventil des oben be­ schriebenen Schlepperhydrauliksystems verwendet, um den Flüs­ sigkeitsstrom zu den Hydraulikfunktionen eines Anbaugerätes mit Konstantdruckanforderung zu steuern, so muß die Hydrau­ likpumpe des Schleppers ständig bei maximalem Betriebsdruck betrieben werden. Hierdurch entstehen höhere Leistungsver­ luste als erforderlich. Damit steigt auch der Treibstoffver­ brauch, und eine zusätzliche Wärmebelastung ist die Folge.

Eine Lösung dieses Problems könnte darin gesehen werden, auf dem Anbaugerät eine hydraulische Lastmeldeleitung zu instal­ lieren, die den Hydraulikdruck der Anbaugerätefunktion erfaßt und an den Lastmeldeanschluß der traktorseitigen Hydraulik­ pumpe meldet. Dieser Lösungsweg erfordert jedoch Veränderun­ gen an der Anbaugerätehydraulik (Hydraulikkreis und Ventil­ anordnung), was insbesondere dann sehr kompliziert und teuer werden kann, wenn mehrere Funktionen berücksichtigt werden müssen.

Eine andere Lösung erfordert die Verwendung von Ventilbausät­ zen, die üblicherweise für Anbaugeräte mit Konstantdruck-Hy­ drauliksystemen geliefert werden, um diese an Schleppern mit Konstantstrom-Hydrauliksystemen anschließen zu können. Bei einem derartigen Ventilbausatz wird ein elektrisches Steuer­ signal des Anbaugerätes verwendet, um ein Entlastungsventil des Ventilbausatzes anzusteuern. Bei dieser Betriebsweise muß die Bedienungsperson das Schlepperventil, das die Hydraulik­ flüssigkeit liefert, sorgfältig einstellen, um Leistungsver­ luste klein zu halten. Selbst mit einer solchen Einstellung herrscht auch dann ein ununterbrochener Flüssigkeitsstrom, wenn die Anbaugerätefunktion nicht betätigt wird, was uner­ wünschte Leistungsverluste zur Folge hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gese­ hen, für ein Hydrauliksystem der eingangs genannten Art eine Lösung anzugeben, durch die sich die geschilderten Probleme überwinden lassen. Insbesondere soll das Hydrauliksystem ein einfaches und effektives Interface zwischen unterschiedlichen Anbaugerätefunktion und einem Lastmelde-Hydrauliksystem mit kompensierter Flüssigkeitsmenge ermöglichen, bei der der Hy­ draulikpumpendruck auf das erforderliche Maß begrenzt wird. Dieses Interface soll keine extensiven Hydraulikinstalla­ tionsarbeiten oder Ventilmodifikationen erfordern, um bei Verwendung unterschiedlicher Anbaugerätefunktionen ein Last­ meldesignal zu gewinnen, durch das die Hydraulikpumpe steuer­ bar ist.

Die Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 dadurch gelöst, daß zwischen die Hydraulikfunktion und den Lastmeldeanschluß der Hydraulikpumpe eine Ventilan­ ordnung vorgesehen ist, die in einer Ruhestellung einen Durchgang zwischen der Hydraulikfunktion und dem Lastmeldean­ schluß schließt und in einer Betriebsstellung öffnet. Ein Ventil der Ventilanordnung enthält einen Steuerschieber, der durch eine Feder in seine Ruhestellung gedrängt wird. Ferner ist der Schieber einem Differenzdruck ausgesetzt und öffnet das Ventil bei Überschreiten eines der Federkraft entspre­ chenden Differenzdruckwertes. Welche Drücke zur Bildung des Differenzdrucks herangezogen werden, hängt von der verwende­ ten Hydraulikfunktion ab.

Durch ein derartiges Hydrauliksystem läßt sich für beliebige Hydraulikfunktionen ein Lastsignal erzeugen, durch das die Hydraulikpumpe ansteuerbar ist. Es stellt ein einfaches und effektives Interface zwischen Hydraulikpumpe und Hydraulik­ funktion dar, durch das sich der Hydraulikpumpenausgangsdruck auf das erforderliche Maß beschränken läßt. Um trotz eines Wechsels zwischen unterschiedlichen Hydraulikfunktionen ein brauchbares Lastmeldesignal zu gewinnen, sind keine extensi­ ven Hydraulikinstallationen oder Ventilmodifikationen erfor­ derlich.

Ist die Hydraulikfunktion als offenes Konstantstrom-Hydrau­ liksystem ausgebildet, bei dem das zugehörige Steuerventil in seiner Neutralstellung die Hydraulikflüssigkeit in den Vor­ ratsbehälter ableitet (Open-Center-Bauweise), so wird die federbelastete Seite des Steuerschiebers mit dem Vorratsbe­ hälter und seine andere Seite mit der zur Hydraulikfunktion führenden Zuführleitung verbunden. Befindet sich hierbei das Steuerventil der Hydraulikfunktion in seiner Neutralstellung, so kann die Hydraulikflüssigkeit aus der Zuführleitung frei in den Vorratsbehälter abfließen. Dabei sind beide Seiten des Steuerschiebers zum Vorratsbehälter druckentlastet, so daß der Steuerschieber infolge der Federkraft den Durchgang des Ventils (zwischen Zuführleitung und Lastmeldeanschluß) sperrt. Vorzugsweise steht der Lastmeldeanschluß über eine Drosselstelle mit dem Vorratsbehälter in Verbindung, so daß sich auch bei geschlossenem Ventil der am Lastmeldeanschluß anstehende Druck allmählich abbauen kann. Hierbei wird der Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe auf den Bereitschaftsdruck herunter geregelt.

Wird das Steuerventil der Hydraulikfunktion in eine Arbeits­ position geschaltet, so ist der freie Abfluß von der Zuführ­ leitung zum Vorratsbehälter unterbrochen. Für diesen Fall ist vorzugsweise der Pumpenausgang mit der Zuführleitung durch einen eine Blende enthaltenden Kanal verbunden, durch den ein permanenter Steuerstrom aufrecht erhalten wird. Durch diesen Steuerstrom steigt in der von dem Vorratsbehälter getrennten Zuführleitung der Druck bis auf den Pumpenausgangsdruck an. Dieser Druckaufbau teilt sich der der Feder gegenüberliegen­ den Seite des Steuerschiebers mit, wodurch sich der Steuer­ schieber gegen die Kraft der Feder verschiebt und das Ventil öffnet. Bei geöffnetem Ventil teilt sich der an der Hydrau­ likfunktion anstehende Druck dem Lastmeldeanschluß der Hy­ draulikpumpe mit und bildet das gewünschte Lastsignal zur Pumpenregelung.

Wird das Steuerventil der Hydraulikfunktion gegen einen Last­ druck geöffnet, so sollte ein Druckabfall vermieden werden. Hierfür ist vorzugsweise in der Zuführleitung ein Rückschlag­ ventil vorgesehen, das lediglich einen Flüssigkeitsfluß von dem Ventil zu der Hydraulikfunktion erlaubt, jedoch einen Rückfluß unterbindet. Dieses Rückschlagventil ist zweckmäßi­ gerweise durch einen gedrosselten Kanal überbrückt, um auch bei geschlossenem Rückschlagventil einen allmählichen Druck­ abbau in der Zuführleitung zu ermöglichen und den Lastmelde­ anschluß mit dem Druck der Hydraulikfunktion zu beaufschla­ gen.

Schaltet das Steuerventil zurück in seine Neutralstellung, so wird die Zuführleitung wieder zum Vorratsbehälter entlastet, und der Steuerschieber kehrt durch die Kraft der Feder in die das Ventil schließende Stellung zurück. Der am Lastmeldean­ schluß der Hydraulikpumpe anstehende Druck wird über eine Drosselstelle in den Vorratsbehälter abgebaut, und der Aus­ gangsdruck der Hydraulikpumpe fällt auf den Bereitschafts­ druck ab.

Ist die Hydraulikfunktion als in seiner Mittelstellung ge­ schlossenes Konstantdruck-Hydrauliksystem ausgebildet, bei dem das zugehörige Steuerventil in seiner Neutralstellung die Zuführleitung sperrt (Closed-Center-Bauweise), so wird die fe­ derbelastete Seite des Steuerschiebers mit der zur Hydraulik­ funktion führenden Zuführleitung und die andere Seite des Steuerschiebers mit dem Pumpenausgang verbunden. Vorzugsweise steht die Zuführleitung über einen eine Blende enthaltenden Kanal mit dem Pumpenausgang in Verbindung. Befindet sich hierbei das Steuerventil der Hydraulikfunktion in seiner Neutralstellung, so ist die Zuführleitung blockiert. Über den Kanal erfolgt ein allmählicher Druckausgleich, so daß auf beiden Seiten des Steuerschiebers der Ausgangsdruck der Hy­ draulikpumpe ansteht und der Steuerschieber infolge der Fe­ derkraft seine Schließstellung einnimmt. Damit ist der Last­ meldeanschluß von der Zuführleitung getrennt. Vorzugsweise steht der Lastmeldeanschluß über eine Drosselstelle mit dem Vorratsbehälter in Verbindung, so daß sich auch bei geschlos­ senem Ventil der am Lastmeldeanschluß anstehende Druck all­ mählich abbauen kann. Hierbei wird der Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe auf den Bereitschaftsdruck herunter geregelt.

Wird das Steuerventil der Hydraulikfunktion in eine Arbeits­ position geschaltet, so fällt in der Zuführleitung der Druck ab. Dadurch wird die Federseite des Steuerschiebers druckent­ lastet, und der Steuerschieber wird durch den auf seiner anderen Seite anstehenden Pumpenausgangsdruck gegen die Fe­ derkraft in seine Öffnungsstellung verschoben. Bei geöffnetem Ventil teilt sich der an der Hydraulikfunktion anstehende Druck dem Lastmeldeanschluß der Hydraulikpumpe mit und bildet das gewünschte Lastsignal zur Pumpenregelung.

Vorzugsweise ist ein Wechselventil vorgesehen, durch das wahlweise der höhere der beiden Drücke des Pumpenausgangs oder der Zuführleitung an die der Feder gegenüberliegende Seite des Steuerschiebers anlegbar ist. Ist in der Zuführ­ leitung aufgrund einer Last der Hydraulikfunktion der Druck höher als der Pumpendruck, so wird dieser über das Wechsel­ ventil auf die der Feder gegenüberliegende, zweite Seite des Steuerschiebers gemeldet. Der Steuerschieber bewegt sich gegen die Kraft der Feder und den auf seiner ersten Seite herrschenden geringeren Druck in Öffnungsstellung des Ven­ tils, so daß der Pumpenausgangsdruck an dem Lastmeldeanschluß ansteht und die Pumpe aufregelt. Sobald der Pumpendruck den Druck in der Zuführleitung überschreitet, schaltet das Wech­ selventil wieder auf den Pumpenausgangsdruck um.

Auch bei der Anwendung einer Hydraulikfunktion mit einem in seiner Neutralstellung geschlossenen Steuerventil ist vor­ zugsweise in der Zuführleitung ein Rückschlagventil vorgese­ hen, das einen Flüssigkeitsrückfluß von der Hydraulikfunktion zu dem Ventil unterbindet. Auch hier dient das Rückschlagven­ til der Absicherung einer Last an der Hydraulikfunktion und vermeidet einen anfänglichen Druckabfall in der Hydraulik­ funktion, wenn das Steuerventil gegen einen Lastdruck geöff­ net wird. Das Rückschlagventil ist zweckmäßigerweise durch einen gedrosselten Kanal überbrückt, um für den Fall, daß das Steuerventil gegen einen hohen Lastdruck geschlossen und daher auch das Rückschlagventil gesperrt wird, einen allmäh­ lichen Druckabbau in der Zuführleitung zu ermöglichen und den Lastmeldeanschluß mit dem Druck der Hydraulikfunktion zu be­ aufschlagen.

Schaltet das Steuerventil zurück in seine Neutralstellung, so wird die Zuführleitung wieder gesperrt. Da die Zuführleitung über einen eine Blende enthaltenden Kanal mit dem Pumpenaus­ gang in Verbindung steht, erfolgt ein allmählicher Druckaus­ gleich, so daß auf beiden Seiten des Steuerschiebers der Aus­ gangsdruck der Hydraulikpumpe ansteht und der Steuerschieber infolge der Federkraft seine Schließstellung einnimmt. Bei geschlossenem Ventil wird der am Lastmeldeanschluß der Hy­ draulikpumpe anstehende Druck über eine Drosselstelle in den Vorratsbehälter abgebaut, und der Ausgangsdruck der Hydrau­ likpumpe fällt auf den Bereitschaftsdruck ab.

Das Ventil steuert vorzugsweise einen zweiten Durchgang, durch den der Pumpenausgang mit der Zuführleitung verbindbar ist. Dieser Durchgang, der der Druck- und Hydraulikflüssig­ keitsversorgung der Hydraulikfunktion dient, wird gleichzei­ tig mit der Verbindung zwischen der Zuführleitung und dem Lastmeldeanschluß geschlossen bzw. geöffnet. In diesem Durch­ gang ist zweckmäßigerweise eine verstellbare Drosselstelle enthalten, die durch einen einstellbaren Drehschieber gebil­ det sein kann. Dieser ermöglicht bei geöffnetem Ventil eine Stromregelung der von der Hydraulikpumpe zu der Hydraulik­ funktion fließenden Hydraulikflüssigkeit unter Beibehaltung der Vorteile des erfindungsgemäßen Lastmeldesystems. Ferner kann insbesondere bei Verwendung einer Hydraulikfunktion mit in seiner Mittelstellung geschlossenem Steuerventil der über der Drosselstelle erzeugte Druckabfall zur Stabilisierung des Systems dienen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vor­ teile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Hydrauliksystems, an das eine Open-Center-Hydraulikfunktion angeschlossen ist,

Fig. 2 die schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Hydrauliksystems, an das eine Closed-Center-Hydraulikfunktion angeschlossen ist und

Fig. 3 die Schnittdarstellung einer zwischen einer Hydraulikpumpe und einer Hydraulikfunktion anzuordnenden Ventilanordnung.

Aus Fig. 1 geht im wesentlichen eine Hydraulikpumpe 10, ein Steuerventil 12 mit nachgeordnetem Hydraulikzylinder 14 und eine zwischen der Hydraulikpumpe 10 und dem Steuerventil 12 angeordnete Ventilanordnung 16 hervor.

Bei der Hydraulikpumpe 10 handelt es sich um eine Hydraulik­ pumpe eines nicht dargestellten Schleppers, die als Ver­ stellpumpe ausgebildet ist und deren Ausgangsdruck in Abhän­ gigkeit eines an ihrem Lastmeldeanschluß 18 anstehenden Drucks gesteuert wird. Der Pumpenausgangsdruck liegt dabei beispielsweise immer um 30 bar über dem Lastmeldedruck, so­ fern der Systemdruck von 200 bar noch nicht erreicht ist. Der Lastmeldeanschluß 18 steht über eine Drosselstelle 20 mit einem Vorratsbehälter 22 in Verbindung. Über diese Drossel­ stelle 20 kann sich der Lastmeldedruck langsam abbauen. Liegt kein Lastmeldedruck vor, so regelt die Hydraulikpumpe 10 ab und gibt beispielsweise einen Bereitschaftsdruck von 30 bar ab.

Die Ventilanordnung 16 kann als ein am Schlepper fest mon­ tierbarer Ventilblock mit Hydraulikanschlüssen ausgebildet sein. Das Steuerventil 12 und der Hydraulikzylinder 14 können hingegen Bestandteile eines nicht dargestellten Anbaugerätes sein, das wahlweise an dem Schlepper befestigbar ist. Zur Herstellung der Hydraulikverbindung werden die Eingänge des Steuerventils 12 über flexible Leitungen und nicht darge­ stellte Schnellverschlüsse mit entsprechenden Hydraulikan­ schlüssen des Ventilblocks verbunden. Bei dem Steuerventil 12 der Fig. 1 handelt es sich um ein 4/3-Wegeventil, dessen einer Eingang mit dem Ausgang der Ventilanordnung 16 und dessen anderer Eingang mit dem Vorratsbehälter 22 in Verbin­ dung steht. In der mittleren Neutralstellung des Steuerven­ tils 12 sind dessen beide Eingänge miteinander verbunden, so daß sich ein Konstantstrom-Hydraulikkreis (Closed-Center- Kreis) ausbildet. Durch Umschalten des Steuerventils 12 las­ sen sich wahlweise die beiden Zylinderräume des Hydraulik­ zylinders 14 an den Ausgangsdruck der Ventilanordnung 16 anschließen.

Kernstück der Ventilanordnung 16 ist ein Ventil 24, durch das sich zwei Durchgänge jeweils sperren oder öffnen lassen. Diese beiden Ventilfunktionen lassen sich zwar grundsätzlich auch durch Anwendung zweier separater Ventile realisieren, die Verwendung lediglich eines Steuerschiebers 26 läßt jedoch einen einfachen und kompakten Aufbau zu.

Ein erster Eingang 1 des Ventils 24 steht über eine als Dreh­ schieber ausgebildete verstellbare Drosselstelle 28, die der Stromregelung dient, mit dem Pumpenausgang in Verbindung, während ein zweiter Eingang 2 des Ventils 24 mit dem Lastmel­ deanschluß 18 der Hydraulikpumpe 10 verbunden ist. Die beiden zu den Eingängen 1 und 2 korrespondierenden Ausgänge 3 und 4 des Ventils 24 sind miteinander verbunden. Sie stehen gemein­ sam über ein Rückschlagventil 30 und eine hierzu parallel angeordnete Drosselstelle 32 mit einer Zuführleitung 34 in Verbindung, die die Ventilanordnung 16 mit dem Steuerventil 12 verbindet. Ferner sind die Ausgänge 3 und 4 über einen Kanal 36, der eine Blende 38 enthält, mit dem Pumpenausgang verbunden.

Der Steuerschieber 26 des Ventils 24 ist einseitig durch eine Feder 40 belastet, die den Steuerschieber 26 in seine Schließstellung drängt, in der beide Durchgänge versperrt sind. Ferner ist jedes der beiden Enden des Steuerschiebers 26 einem Steuerdruck ausgesetzt, der den Steuerschieber 26 in die jeweils gegenüberliegende Stellung zu drängen versucht. Die Steueranschlüsse des Ventils 24 stehen je mit einem Um­ schaltventil 42, 44 in Verbindung. Die beiden Umschaltventile 42, 44 sind jeweils 3/2-Wegeventile. Sie sind miteinander mechanisch gekoppelt, was durch die Stange 46 angedeutet ist, und lassen sich auf beliebige Weise (z. B. elektrisch, hy­ draulisch oder mechanisch) durch ein Betätigungselement 48 gemeinsam umschalten. Die beiden Umschaltventile 42, 44 wer­ den zweckmäßigerweise durch einen gemeinsamen Ventilschieber realisiert. Sie wurden lediglich wegen der besseren Anschau­ lichkeit als zwei gesonderte Teile dargestellt.

Die in Fig. 1 dargestellte Stellung der Umschaltventile 42, 44 entspricht dem Open-Center-Betrieb, bei der eine in Mit­ telstellung offene Hydraulikfunktion, die für einen Konstant­ strombetrieb ausgelegt ist, an die Ventilanordnung 16 ange­ schlossen ist. In dieser Stellung ist der Steueranschluß des Ventils 24, der auf der Seite der Feder 40 liegt, mit dem Vorratsbehälter 22 und der andere Steueranschluß mit der zum Steuerventil 12 führenden Zuführleitung 34 verbunden.

Die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Hydrauliksy­ stems ist folgende:

Befindet sich das Steuerventil 12 in seiner Neutralstellung, so ist die Zuführleitung 34 mit dem Vorratsbehälter 22 ver­ bunden und drucklos. Damit sind die beiden Steueranschlüsse des Ventils 24 mit dem Vorratsbehälter 22 verbunden, so daß sich der Steuerschieber 26 infolge der Kraft der Feder 40 in seine in Fig. 1 dargestellte Lage schiebt und beide Durchgän­ ge sperrt. Die Hydraulikpumpe 10 liefert keine Hydraulikflüs­ sigkeit an die Hydraulikfunktion 12, 14. Falls am Lastmelde­ anschluß 18 noch ein Druck ansteht, baut sich dieser über die Drosselstelle 20 zum Vorratsbehälter 22 ab. Die Hydraulikpum­ pe 10 regelt auf ihren Bereitschaftsdruck runter.

Wird das Steuerventil 12 in eine Arbeitsstellung verschoben, so ist der Abfluß von der Zuführleitung 34 zum Vorratsbehäl­ ter 22 gesperrt. Über die Blende 38 und den Kanal 36 fließt ein permanenter Steuerstrom, durch den sich ein Druck in der Zuführleitung 34 aufbaut. Dieser Druck teilt sich über das Umschaltventil 44 dem der Feder 40 gegenüberliegenden Steuer­ anschluß des Ventils 24 mit und verschiebt den Steuerschieber 26 in seine Öffnungsstellung, in der die beiden Durchgänge geöffnet sind. Jetzt liefert die Hydraulikpumpe 10 über die Drosselstelle 28, das Ventil 24, das Rückschlagventil 30, die Zuführleitung 34 und das Steuerventil 12 Hydraulikflüssigkeit an den Hydraulikzylinder 14, so daß dieser die gewünschte Bewegung ausführt. Ferner ist der Lastmeldeanschluß 18 der Hydraulikpumpe 10 mit dem Druck der Zuführleitung 34 verbun­ den, so daß die Hydraulikpumpe 10 aufregelt und ihren maxima­ len Systemdruck zur Versorgung der Hydraulikfunktion zur Verfügung stellt.

Wird das Steuerventil 12 wieder in seine Mittelstellung ge­ bracht, um die Betätigung des Hydraulikzylinders zu unterbre­ chen, so wird die Zuführleitung 34 wieder drucklos, das Ven­ til 24 schließt und die Hydraulikpumpe 10 regelt auf ihren Bereitschaftsdruck runter.

Wird das Steuerventil 12 gegen einen Lastdruck des Hydraulik­ zylinders 14 geöffnet, so verhindert das Rückschlagventil 30 einen Lastabfall. Die zu dem Rückschlagventil 30 parallellie­ gende Drosselstelle 32 ermöglicht jedoch einen Leckstrom ent­ gegen der Sperrichtung des Rückschlagventils 30, so daß ein allmählicher Druckausgleich erfolgen kann. Für die Open-Cen­ ter-Anwendung ist diese Drosselstelle 32 jedoch nicht erfor­ derlich.

Für den Fall, daß das Steuerventil 12 gegen einen Unterdruck im Hydraulikzylinder 14 geöffnet wird, ist zwischen der Zu­ führleitung 34 und dem Vorratsbehälter 22 ein Rückschlagven­ til 50 angeordnet, das im Bedarfsfall ein Nachsaugen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 22 ermöglicht.

Das in Fig. 2 dargestellte Hydrauliksystem ist in wesentli­ chen Einzelheiten identisch mit dem in Fig. 1 dargestellten. Daher wurden für gleiche Bauteile die selben Bezugsziffern verwendet.

Ein wesentlicher Unterschied der beiden Hydrauliksysteme ist in ihrer Anwendung zu sehen. Während gemäß Fig. 1 das Hydrau­ liksystem der Versorgung einer Konstantstrom-Hydraulikfunk­ tion dient, die ein Open-Center-Steuerventil 12 enthält, ist in Fig. 2 als Abnehmer eine Konstantdruck-Hydraulikfunktion mit einem Closed-Center-Steuerventil 13 dargestellt. Ent­ sprechend befinden sich die in Fig. 2 dargestellten Umschalt­ ventile 42, 44 in ihrer Stellung für den Closed-Center-Be­ trieb. Ferner ist zwischen dem Pumpenausgang und der Zuführ­ leitung 34 ein Wechselventil 52 angeordnet, dessen Mittelan­ schluß über das Umschaltventil 44 mit dem der Feder 40 gegen­ überliegenden Steueranschluß des Ventils 24 verbindbar ist. Dieses Wechselventil 52 ist zwar auch in Fig. 1 dargestellt, wurde jedoch noch nicht beschrieben, da es für den Open-Cen­ ter-Betrieb keine Bedeutung hat.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Hydrauliksy­ stems ist folgende:

Befindet sich das Steuerventil 13 in seiner Neutralstellung, so ist die Zuführleitung 34 blockiert. In ihr steht der Pum­ penausgangsdruck an, der sich über die Blende 38, den Kanal 36 und die Blende 32 bzw. das Rückschlagventil 30 mitteilt. Der Pumpenausgangsdruck steht über die Blende 38 und das Um­ schaltventil 42 bzw. über das Wechselventil 52 und das Um­ schaltventil 44 auch an den beiden Steueranschlüssen des Ven­ tils 24 an. Der Steuerschieber 26 des Ventils 24 wird daher infolge der Kraft der Feder 40 in seiner dargestellten Schließstellung gehalten, in der beide Durchgänge geschlossen sind. Falls am Lastmeldeanschluß 18 noch ein Druck ansteht, baut sich dieser über die Drosselstelle 20 zum Vorratsbehäl­ ter 22 ab. Die Hydraulikpumpe 10 regelt auf ihren Bereit­ schaftsdruck runter.

Wird das Steuerventil 13 in eine Arbeitsstellung geschaltet, so fällt in der Zuführleitung 34 der Druck ab, und der auf der Seite der Feder 40 liegende Steueranschluß des Ventils 24 wird über den Kanal 36 und das Umschaltventil 42 entlastet. Der Steuerschieber 26 wird durch den an dem anderen Steuer­ anschluß anstehenden Pumpenausgangsdruck in seine Öff­ nungsstellung bewegt, in der ein freier Durchfluß von der Hydraulikpumpe 10 zu dem Steuerventil 13 gegeben ist. Ferner steht an dem Lastmeldeanschluß der Druck der Zuführleitung 34 an, so daß das zur Pumpenregelung erforderliche Lastsignal gegeben ist und die Hydraulikpumpe 10 aufregelt. Der über der einstellbaren Drosselstelle 28 erzeugte Druckabfall dient zur Stabilisierung des Systems.

Mit dem Zurückfahren des Steuerventils 13 in seine mittlere Stellung wird die Zuführleitung 34 wieder gesperrt. Über die Blende 38 erfolgt ein Druckausgleich. Damit stellt sich wie­ der an beiden Steueranschlüssen des Ventils 24 der gleiche Druck, nämlich der Pumpenausgangsdruck ein, und der Steuer­ schieber 26 des Ventils 24 bewegt sich infolge der Kraft der Feder 40 in seine Schließstellung.

Herrscht in der Zuführleitung 34 aufgrund einer Last des Hy­ draulikzylinders 14 ein höherer Druck als der Pumpenausgangs­ druck, so schaltet der Druck in der Zuführleitung 34 das Wechselventil 52 aus seiner dargestellten Stellung um, so daß die Zuführleitung 34 über das Wechselventil 52 und das Um­ schaltventil 44 mit dem der Feder 40 gegenüberliegenden Steu­ eranschluß des Ventils 24 in Verbindung steht. Das Wechsel­ ventil 52 sorgt dafür, daß jeweils der höhere der Drücke des Pumpenausgangs oder der Zuführleitung an dem Steueranschluß ansteht. Somit öffnet das Ventil 24 auch dann, wenn beim Um­ schalten des Steuerventils 13 in seine Arbeitsstellung der Druck im Hydraulikzylinder 14 höher ist als der Pumpenaus­ gangsdruck. Das Rückschlagventil 30 dient auch hier der Absi­ cherung einer am Hydraulikzylinder 14 anstehenden Last. Die Drosselstelle 32 läßt einen Druckabbau in der Zuführleitung 34 zu, falls das Steuerventil 13 gegen einen hohen Lastdruck geschlossen wird. Die Durchtrittsöffnung der Drosselstelle 32 wird in der Regel kleiner bemessen als die der Blende 38, so daß der Druck an dem auf der Federseite liegenden Steueran­ schluß des Ventils 24 in erster Linie durch den Pumpenaus­ gangsdruck beeinflußt wird.

Aus Fig. 3 geht ein Ventilblock 60 hervor, der im wesentli­ chen die Elemente der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ventilanordnung 16 enthält. Gleichwirkende Elemente wurden daher mit den selben Bezugszeichen belegt.

Der Ventilblock 60 hat einen mit einer Hydraulikpumpe 10 ver­ bindbaren Pumpenanschluß 62, einen mit einem Vorratsbehälter 22 verbindbaren Tankanschluß 64, einen über eine Zuführlei­ tung 34 mit einer Hydraulikfunktion verbindbaren Arbeitsan­ schluß 66 und einen mit dem Lastmeldeanschluß 18 der Hydrau­ likpumpe 10 verbindbaren Meldeanschluß 68. In einer Bohrung 70 des Ventilblocks 60 ist ein Steuerschieber 26 verschiebbar geführt, der zwei Steuerabschnitte 72, 74 enthält und durch die Kraft einer Feder 40 in seine gemäß Fig. 3 linke Stellung gedrängt wird. Der erste Steuerabschnitt 72 öffnet oder ver­ schließt eine Passage 76 zwischen dem Pumpenanschluß 62 und dem Arbeitsanschluß 66, während der zweite Steuerabschnitt 74 eine Passage 78 zwischen einem Kanal 36 und dem Meldeanschluß 68 öffnet oder verschließt. Der Steuerschieber 26 ist in seiner rechten Stellung dargestellt, in der beide Passagen 76, 78 geöffnet sind.

Die rechte Stirnseite des Steuerschiebers 26 ist mit einem Umschaltventil 42 verbunden, durch das sie wahlweise mit dem Tankanschluß 64 oder über einen eine Blende 38 enthaltenden Kanal 36 mit dem Pumpenanschluß 62 verbindbar ist. Die linke Stirnseite des Steuerschiebers 26 ist durch ein Wechselventil 52 wahlweise mit dem Arbeitsanschluß 66 oder über ein Um­ schaltventil 44 mit dem Pumpenanschluß 62 verbindbar. Das Wechselventil 52 ist derart ausgelegt, daß es jeweils den hö­ heren der beiden Drücke, die am Arbeitsanschluß 66 oder am Pumpenanschluß 62 wirken, an die linke Stirnseite des Steuer­ schiebers 26 anlegt. Die beiden Umschaltventile 42, 44 sind in ihrer Closed-Center-Stellung dargestellt. Durch Verdrehen lassen sie sich in ihre Open-Center-Stellung bringen.

Es sei hervorgehoben, daß an Stelle der Umschaltventile 42, 44 auch andere Mittel zur Umschaltung zwischen Konstantdruck- und Konstantstrom-Betrieb eingesetzt werden können. Bei­ spielsweise können einfache Stopfen verwendet werden, um die für den jeweiligen Betrieb nicht erforderlichen oder stören­ den Kanäle zu verschließen.

In die Bohrung des Arbeitsanschlusses 66 ist ein Ventilein­ satz 80 eingesetzt, der durch die Kraft einer Feder 82 gegen eine Austrittsöffnung gedrückt wird, um diese zu verschlie­ ßen. Dieser Ventileinsatz 80 bildet das Rückschlagventil 30. Er weist eine zentrale Bohrung 84 auf, die als Drosselstelle 32 dient und einen allmählichen Druckausgleich zuläßt.

Im Bereich des Pumpenanschlusses 62 ist eine als Drehschieber ausgebildete Drosselstelle 28 vorgesehen. Durch diese Dros­ selstelle 28 läßt sich zum einen ein Druckabfall einstellen, so daß das Lastmeldesignal um einen bestimmten Betrag, bei­ spielsweise um 30 bar, kleiner ist als der Pumpenausgangs­ druck. Zum anderen läßt sich durch die Drosselstelle 28 eine Stromeinstellung vornehmen.

Claims (13)

1. Hydrauliksystem mit einer verstellbaren Hydraulikpumpe (10), deren Ausgangsdruck in Abhängigkeit eines an ei­ nem Lastmeldeanschluß (18) anstehenden Drucks steuerbar ist, einem Vorratsbehälter (22), wenigstens einer Hy­ draulikfunktion (12, 14) mit einer Zuführleitung (34) und einer zwischen Hydraulikpumpe (10), Vorratsbehälter (22) und Hydraulikfunktion (12, 14) angeordneten Ven­ tilanordnung (16), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuführleitung (34) und dem Lastmeldeanschluß (18) ein Ventil (24) angeordnet ist und daß ein Steuerschie­ ber (26) des Ventils (24) durch die Federkraft sowie einen auf seine erste Seite wirkenden Druck in eine Schließstellung und durch einen auf seine zweite Seite wirkenden Druck in eine Öffnungsstellung gedrängt wird, in der eine Steuerverbindung zwischen der Zuführleitung (34) und dem Lastmeldeanschluß (18) geöffnet ist.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hydraulikfunktion (12, 14) als offenes Hy­ drauliksystem ausgebildet ist und daß der Steuerschie­ ber (26) des Ventils (24) einerseits der Kraft einer Feder (40) sowie dem im Vorratsbehälter (22) herrschen­ den Druck ausgesetzt ist und durch diesen in eine Schließstellung gedrängt wird und andererseits dem Druck in der Zuführleitung (34) ausgesetzt ist und durch diesen in eine Öffnungsstellung gedrängt wird, in der eine Steuerverbindung zwischen der Zuführleitung (34) und dem Lastmeldeanschluß (18) geöffnet ist.

3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hydraulikfunktion (13, 14) als geschlosse­ nes Hydrauliksystem ausgebildet ist und daß der Steuer­ schieber (26) des Ventils (24) einerseits der Kraft ei­ ner Feder (40) sowie dem in der Zuführleitung (34) herrschenden Druck ausgesetzt ist und durch diesen in eine Schließstellung gedrängt wird und andererseits dem Pumpendruck ausgesetzt ist und durch diesen in eine Öffnungsstellung gedrängt wird, in der eine Steuerver­ bindung zwischen der Zuführleitung (34) und dem Last­ meldeanschluß (18) geöffnet ist.

4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß Mittel (42, 44) vorgesehen sind, durch die an die erste und zweite Seite des Steuerschiebers (26) wahlweise unterschiedliche Drücke anlegbar sind.

5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Verwendung einer Hydraulikfunktion (12, 14) mit einem offenen Hydraulikkreis durch die Mittel (42, 44) die erste Seite des Steuerschiebers (26) mit dem Vorratsbehälter (22) und die zweite Seite des Steu­ erschiebers (26) mit der Zuführleitung (34) und daß bei Verwendung einer Hydraulikfunktion (13, 14) mit einem geschlossenen Hydrauliksystem durch die Mittel (42, 44) die erste Seite des Steuerschiebers (26) mit der Zu­ führleitung (34) und die zweite Seite des Steuerschie­ bers (26) mit dem Pumpenausgang verbindbar ist.

6. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Pumpenausgang mit der Zuführleitung (34) über einen eine Blende (38) enthal­ tenden Kanal (36) verbunden ist.

7. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Wechselventil (52) vor­ gesehen ist, an dem der Pumpendruck und der Druck der Zuführleitung (34) anliegt und das wahlweise den höhe­ ren der beiden Drücke an die zweite Seite des Steuer­ schiebers (26) anlegt.

8. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lastmeldeanschluß (18) mit dem Vorratsbehälter (22) über eine Drosselstelle (20) verbunden ist.

9. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil (24) in seiner Öffnungsstellung eine Verbindung (76) zwischen Pumpen­ ausgang und der Zuführleitung (34) öffnet und in seiner Schließstellung diesen Durchgang sperrt.

10. Hydrauliksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Verbindung zwischen Pumpenausgang und der Zuführleitung (34) eine verstellbare Drosselstelle (28) angeordnet ist.

11. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Ven­ tils (24) und der Zuführleitung (34) ein Rückschlagven­ til (30) vorgesehen ist, das lediglich einen Flüssig­ keitsstrom von dem Ventil (24) zu der Zuführleitung (34) zuläßt.

12. Hydrauliksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückschlagventil (30) durch eine Drossel­ stelle (32) überbrückt ist.

13. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuführleitung (34) und dem Vorratsbehälter (22) ein Rückschlagventil (50) vorgesehen ist, das lediglich einen Flüssigkeits­ strom von dem Vorratsbehälter (22) zu der Zuführleitung (34) erlaubt.