DE4313250C2 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine aus der DE 39 22 517 A1 bekannte Steuereinrichtung dieser Art ist für einen ganz bestimmten Zweck ausgelegt und damit in ihrem Einsatzspektrum begrenzt. Häufig ist es jedoch erwünscht oder sogar erforderlich, daß bereits vorhandene Anlagen so modifiziert werden, daß sie sich auch für ein weiteres Einsatzspektrum eignen.

Auch aus der DE 33 40 676 C2 ist schon eine gattungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung bekannt. Diese umfaßt auch eine Druckwaage und ein Wechselventil, über das eine Steuerseite der Druckwaage mit dem Druckraum des Arbeitszylinders verbindbar ist, in dem der höhere Druck herrscht. Die Druckwaage wird im Zusammenwirken mit einem Wegeventil benutzt, mit dem beide Druckräume des Arbeitszylinders abgesperrt oder der eine Druckraum mit einer Pumpe und der andere mit Tank verbunden werden können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß bereits vorhandene Komponenten so eingesetzt werden, daß sie auch noch für einen ganz speziellen Zweck in einer sehr vorteilhaften Ausführungsform verwendet werden können. In diesem besonderen Fall ist es so, daß einer Betriebsart "eingespannter Kolben" der Druck auf der Stangenseite des Kolbens kaum höher wird als auf der freien Kolbenseite. Auf diese Weise wird Energie gespart und die Handhabung ungefährlicher.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt, welche ein Schaltbild einer hydraulischen Steuereinrichtung zum Betätigen eines doppeltwirkenden Arbeitszylin­ ders beinhalten.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Zeichnung ist mit 10 eine hydraulische Steuereinrichtung be­ zeichnet, die mehrere Steuermittel enthält. Als erstes Steuermittel ist mit 11 eine Druckwaage bezeichnet, die über eine Leitung 12 an eine Pumpenleitung 13 angeschlossen ist und wobei die Leitung 12 weiterführt zu einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil 14 mit den beiden Schaltstellungen I und II. Hinter dem Steuerventil 14 ist in die Leitung 12, welche in eine Leitung 15 mündet, ein Rück­ schlagventil 16 eingebaut, welches sich in Richtung vom Steuerventil 14 zur Leitung 15 hin zu öffnen vermag. Diese mündet an der Boden­ seite eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders 17, dessen Kolben mit 18 bezeichnet ist, seine nach oben aus dem Zylinder herausragende Kolbenstange mit 19. Der Arbeitszylinder dient beispielsweise zur Betätigung eines Hubwerks an einem Ackerschlepper. Der Kolben 18 unterteilt den Arbeitszylinder in einen unteren Druckraum 21 an der Bodenseite und in einen oberen Druckraum 22 an der Kolbenstangen­ seite. Von dieser führt eine Leitung 23 zu einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil 24 mit den Schaltstellungen I und II, wo­ bei die Schaltstellung II einen drosselnden Durchgang bilden kann, je nach Stellung des Steuerventils. Die Leitung 23 führt über das Steuerventil 24 hinaus zu einer zum Behälter führenden Rückleitung 26.

Von der Leitung 12 zweigt hinter der Druckwaage 11 eine Leitung 29 ab, die zu einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil 30 führt, das auch als Hebenventil bezeichnet ist und zwei Schalt­ stellungen I und II aufweist. Die Leitung 29 setzt sich hinter dem Steuerventil 30 fort und mündet in die Leitung 23 und nimmt außerdem ein Rückschlagventil 31 auf, das sich in Richtung vom Steuerventil 30 zur Leitung 23 hin zu öffnen vermag.

Die an den Druckraum 21 des Arbeitszylinders 17 angeschlossene Lei­ tung 15 führt zu einem elektromagnetisch betätigbaren Steuerventil 33, dessen Ausgang ebenfalls an die Leitung 23 angeschlossen ist. Auf sämtliche elektromagnetisch betätigbaren Steuerventile wirkt entgegen der Kraft der Elektromagneten jeweils eine Druckfeder ein. Diese Druckfedern tragen die Bezeichnung des jeweiligen Steuerven­ tils mit dem Index A.

An die Leitung 23 ist eine Leitung 36 angeschlossen, die zu einem Wechselrückschlagventil 37 führt und in die Leitung 12 mündet. Vom Wechselrückschlagventil 37 führt eine Steuerleitung 38 an die eine Stirnseite der Druckwaage 11, auf deren entgegengesetzte Seite eine Druckfeder 11A einwirkt, sowie der Druck aus einer Steuerleitung 39, welche an eine Leitung 40 angeschlossen ist, an der sich auch zwei Wechselrückschlagventile 41, 42 befinden. Vom Wechselventil 41 führt eine Leitung 43 zum Steuerventil 14, während das Wechselrückschlag­ ventil 42 an eine Druckfühlerleitung 44 angeschlossen ist. Vom Wechselrückschlagventil 41 führt außerdem eine Leitung 46 zum Steuerventil 30. In eine zur Rücklaufleitung 26 führende und an die Leitung 15 angeschlossene Leitung 50 ist noch ein Nachsaugventil 47 eingeschaltet. Parallel dazu befindet sich in einer ebenfalls zum Rücklauf führenden Leitung 48 ein Druckbegrenzungsventil 49.

Zum Ausfahren des Arbeitszylinders 17 bzw. der Kolbenstange 18 durch Beaufschlagung des Druckraums 21 wird das Steuerventil 14 (Heben­ ventil) in Schaltstellung II gebracht, wie dargestellt und das Steuerventil 24 (Senkenventil) in Schaltstellung II, ebenfalls wie dargestellt. Das aus dem Druckraum 22 abfließende Druckmittel ge­ langt also mehr oder weniger stark gedrosselt über das Steuerventil 24 und die Leitung 23 zur Rücklaufleitung 26. Die Zumessung des Druckmittels erfolgt über die Druckwaage 11. Diese Vorgänge sind in Fig. 1 dargestellt.

Zum Einfahren des Arbeitszylinders 17 wird das Steuerventil 14 in seine Schaltstellung I geschaltet, so daß kein Druckmittel in den Druckraum 21 gelangen kann, und das Steuerventil 33 in seine Schalt­ stellung I, so daß nun Druckmittel aus dem Druckraum 21 über das Steuerventil 33 zur Rückleitung 26 abströmen kann. Der Druckraum 22 wird beaufschlagt über das sich in Schaltstellung II befindliche Steuerventil 30 und die Leitung 29.

Es gibt nun eine dritte Betriebsart und zwar die Betriebsart "ein­ gespannter Kolben", wobei in beiden Druckräumen 21, 22 Druck herrscht. Normalerweise wäre nun der Druck im Druckraum 22 größer als im Druckraum 21, was nachteilig ist. Dies wird nun mit der Er­ findung verhindert. Hierbei wird die Druckwaage 11 nicht zur Steue­ rung des Volumenstroms benutzt, weil jetzt nur mit den Steuerven­ tilen 24 und 33 (Senkenventile) gesteuert wird. Der Druck im Druck­ raum 22 wird über die Leitungen 23 und 36 zum Wechselventil 37 und der Druck weiterhin über die Leitung 38 an die Druckwaage 11 ge­ leitet, die nun von der Regelung des Zulaufstroms weggeschaltet und nur noch zur Regelung des Zulaufdrucks benutzt wird. Das Wechsel­ ventil 37 leitet den höheren der beiden anliegenden Drücke d. h. den Drücken in den Leitungen 36 bzw. 12 an diejenige Seite der Druck­ waage, welche der Regelfeder 11A gegenüberliegt. Wenn der Druck in der Stangenseite des Arbeitszsylinders 17, d. h. im Druckraum 22 höher werden möchte als der Zulaufdruck - was ja unnötig ist - wird der Volumenstrom zum Arbeitszylinder 17 durch die Druckwaage 11 ge­ drosselt. Somit kann beim Ausfahren des Kolbens 18 der Druck, der den Kolben einspannt (Stangenseite), nie höher werden als der Druck, der den Kolben verschiebt, d. h. der Druck im Druckraum 21 (Boden­ seite). Es sei noch erwähnt, daß die Feder 11A an der Druckwaage dieselbe aber ein wenig zu einem geringfügig höheren Druck im Druck­ raum 22 verschiebt. Dieser Vorgang gschieht im Betriebszustand "Aus­ fahren des Kolbens".

Das Nachsaugventil 47 in der Leitung 15 ist für den Fall vorgesehen, daß dann, wenn beim Ausfahren des Kolbens 18 eine hohe Last an der Kolbenstange zieht und die Druckwaage 11 dadurch geschlossen wird und ein Befüllen der Bodenseite verhindert würde. Das Druckbegren­ zungsventil 49 sichert in üblicher Weise den Druck im Arbeitszylin­ der ab.

Claims (4)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder mit einem Kolben mit zwei Kolbenflächen, von denen eine durch eine Kolbenstange reduziert ist, insbesondere für ein Hubwerk an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug, mit Steuermitteln zum Ein- und Ausfahren des Arbeitszylinders, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Pumpenleitung (13) eine Druckwaage (11) angeschlossen ist, welche den Druckmittelzulauf zum Arbeitszylinder reguliert, daß jedem der beiden Druckräume (21, 22) des Arbeitszylinders jeweils ein Steuerventil (14, 30) zum Einsteuern und jeweils ein Steuerventil (24, 33) zum Aussteuern des Druckmittels zugeordnet ist, die im Wechsel betätigbar sind, und daß der Druckwaage (11) ein Wechselventil (37) zugeordnet ist, über das sie vom höheren der beiden in den Druckräumen (21, 22) herrschenden Drücken beaufschlagt ist, und daß somit dann, wenn der Arbeitszylinder eingespannt ist, das heißt die Steuerventile (14, 24) so geschaltet sind, daß in beiden Druckräumen (21, 22) Druck herrscht, die Druckwaage (11) von der Regelung des Zulaufstroms zum Arbeitszylinder weggeschaltet ist und nur zur Druckregelung des Zulaufdruckes dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile von Elektromagneten entgegen Federkraft betätigbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile zum Entlasten der Druckräume (Senkenventile) pro­ portional steuerbar sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem größeren (21) der beiden Druckräume am Arbeitszy­ linder ein Nachsaugventil (47) zugeordnet ist, das in einer Verbin­ dungsleitung zur Rücklaufleitung (13) liegt.