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