DE4313250C2

DE4313250C2 - Hydraulic control device

Info

Publication number: DE4313250C2
Application number: DE19934313250
Authority: DE
Inventors: Hartmut Sandau; Werner Steprath
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2013-04-24
Also published as: DE4313250A1

Description

State of the art

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.The invention is based on a hydraulic control device of the type of the main claim. A control device known from DE 39 22 517 A1 This type is designed for a very specific purpose and therefore in yours Range of applications limited. However, it is often desirable or even necessary that existing systems are modified so that they are also suitable for a suitable for a wider range of applications.

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.From DE 33 40 676 C2 is already a generic hydraulic Control device known. This also includes a pressure compensator and a Shuttle valve, through which a control side of the pressure compensator with the pressure chamber of the Working cylinder is connectable, in which the higher pressure prevails. The pressure compensator is used in conjunction with a directional valve with which both pressure chambers the working cylinder shut off or the one pressure chamber with a pump and the others can be connected to the tank.

Advantages of the invention

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. The hydraulic control device according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that already existing Components are used so that they can also be used for a very special Purpose can be used in a very advantageous embodiment. In In this particular case it is the case that an operating mode "clamped piston" of Pressure on the rod side of the piston is hardly higher than on the free one Piston side. This saves energy and handling hazardous.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.Further advantages of the invention emerge from the subclaims and the following description and drawing.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt, welche ein Schaltbild einer hydraulischen Steuereinrichtung zum Betätigen eines doppeltwirkenden Arbeitszylin ders beinhalten.An embodiment of the invention is in the following Drawing shown, which is a circuit diagram of a hydraulic Control device for actuating a double-acting working cylinder include it.

Description of the embodiment

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. In the drawing, 10 is a hydraulic control device, which contains several control means. The first control means 11 is a pressure compensator, which is connected via a line 12 to a pump line 13 and which line 12 leads to an electromagnetically actuated control valve 14 with the two switch positions I and II. Behind the control valve 14 is in the line 12 , which opens into a line 15 , a check valve 16 installed, which can open in the direction of the control valve 14 to line 15 . This opens on the bottom side of a double-acting working cylinder 17 , the piston of which is designated 18, its piston rod projecting upwards out of the cylinder at 19. The working cylinder is used, for example, to actuate a hoist on an agricultural tractor. The piston 18 divides the working cylinder into a lower pressure chamber 21 on the bottom side and into an upper pressure chamber 22 on the piston rod side. From this line 23 leads to an electromagnetically actuable control valve 24 with the switching positions I and II, where the switching position II can form a throttling passage, depending on the position of the control valve. The line 23 leads beyond the control valve 24 to a return line 26 leading to the container.

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.From the line 12 branches off behind the pressure compensator 11, a line 29 leading to an electromagnetically actuable control valve 30 , which is also referred to as a lift valve and has two switching positions I and II. The line 29 continues behind the control valve 30 and opens into the line 23 and also receives a check valve 31 which can open in the direction from the control valve 30 to the line 23 .

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.The connected to the pressure chamber 21 of the working cylinder 17 Lei device 15 leads to an electromagnetically actuated control valve 33 , the output of which is also connected to the line 23 . A pressure spring acts on all electromagnetically actuated control valves against the force of the electromagnets. These compression springs bear the designation of the respective control valve with 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. A line 36 is connected to line 23 , which leads to an exchange check valve 37 and opens into line 12 . From the alternating check valve 37 , a control line 38 leads to one end of the pressure compensator 11 , on the opposite side of which a compression spring 11 A acts, and the pressure from a control line 39 , which is connected to a line 40 , on which there are also two alternating check valves 41 , 42 are located. From the shuttle valve 41 leads a line 43 to the control valve 14 , while the shuttle valve 42 is connected to a pressure sensor line 44 . A line 46 also leads from the alternating check valve 41 to the control valve 30 . A suction valve 47 is also connected to a line 50 leading to the return line 26 and connected to the line 15 . In parallel, there is a pressure relief valve 49 in a line 48 which also leads to the return.

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.To extend the working cylinder 17 or the piston rod 18 by acting on the pressure chamber 21 , the control valve 14 (lifting valve) is brought into switching position II, as shown, and the control valve 24 (lowering valve) into switching position II, also as shown. The outflowing from the pressure chamber 22 ge reaches more or less throttled via the control valve 24 and the line 23 to the return line 26th The pressure medium is metered via the pressure compensator 11 . These processes are shown in Fig. 1.

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.To retract the working cylinder 17 , the control valve 14 is switched into its switching position I, so that no pressure medium can get into the pressure chamber 21 , and the control valve 33 into its switching position I, so that now pressure medium from the pressure chamber 21 via the control valve 33 to the return line 26 can flow out. The pressure chamber 22 is acted upon via the control valve 30 in the switching position II and the line 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".There is now a third operating mode, namely the operating mode "a cocked piston", pressure prevailing in both pressure chambers 21 , 22 . Normally, the pressure in the pressure chamber 22 would now be greater than in the pressure chamber 21 , which is disadvantageous. This is now prevented with the invention. Here, the pressure compensator 11 is not used to control the volume flow, because now valves 24 and 33 (control valves) are only controlled with the valves. The pressure in the pressure chamber 22 is via lines 23 and 36 to the shuttle valve 37 and the pressure continues via line 38 to the pressure compensator 11 , which is now disconnected from the control of the feed flow and is only used to regulate the feed pressure. The shuttle valve 37 passes the higher of the two existing pressures that the pressures in the lines 36 and 12 horizontally to the side of the pressure, which is opposite the control spring 11 A. If the pressure in the rod side of the working cylinder 17 , ie in the pressure chamber 22 wants to be higher than the inlet pressure - which is unnecessary - the volume flow to the working cylinder 17 is throttled by the pressure compensator 11 . Thus, when the piston 18 is extended, the pressure that clamps the piston (rod side) can never be higher than the pressure that displaces the piston, ie the pressure in the pressure chamber 21 (bottom side). It should also be mentioned that the spring 11 A on the pressure compensator moves the same but a little to a slightly higher pressure in the pressure chamber 22 . This process takes place in the operating state "drive out of the piston".

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.The suction valve 47 in line 15 is provided in the event that when the piston 18 is extended when a high load is pulled on the piston rod and the pressure compensator 11 is closed and filling of the bottom side would be prevented. The pressure limiting valve 49 secures the pressure in the working cylinder in the usual way.

Claims

1. Hydraulic control device for a double-acting cylinder with a piston with two piston surfaces, one of which is reduced by a piston rod, in particular for a hoist on an agricultural vehicle, with control means for retracting and extending the working cylinder, characterized in that to a pump line ( 13 ) a pressure compensator ( 11 ) is connected, which regulates the pressure medium supply to the working cylinder, that each of the two pressure chambers ( 21 , 22 ) of the working cylinder has a control valve ( 14 , 30 ) for control and a control valve ( 24 , 33 ) for each Control of the pressure medium is assigned, which can be actuated alternately, and that the pressure compensator ( 11 ) is assigned a shuttle valve ( 37 ), via which it is acted upon by the higher of the two pressures prevailing in the pressure chambers ( 21 , 22 ), and thus then when the working cylinder is clamped, that is, the control valves ( 14 , 24 ) so ge are switched that there is pressure in both pressure chambers ( 21 , 22 ), the pressure compensator ( 11 ) is switched off from the regulation of the inlet flow to the working cylinder and is only used to regulate the pressure of the inlet pressure.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Control valves of electromagnets can be operated against spring force are.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the control valves to relieve the pressure chambers (sink valves) pro can be controlled proportionally.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the larger ( 21 ) of the two pressure chambers on Arbeitszy cylinder, a suction valve ( 47 ) is assigned, which is in a connec tion line to the return line ( 13 ).