DE4324177A1 - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrich
tung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Derartige hydraulische Steuervorrichtungen werden bei
spielsweise in Kränen oder Mobilkränen und bei anderem
Hebezeug mit mehreren zu bewegenden Komponenten verwen
det, um die Hydroverbraucher in ihrer Arbeitsgeschwin
digkeit und Richtung über die Wegesteuerventile entspre
chend zu steuern. Als Druckquelle dient eine Regelpumpe,
deren Fördermenge mittels des den Lastdruck repräsentie
renden Steuerdrucks an den jeweiligen Bedarf angepaßt
wird. Regelpumpen haben jedoch die Eigenart, daß sie in
abgeregeltem Betriebszustand einen Grunddruck von bei
spielsweise 20 Bar im System aufrechterhalten. Bei einer
Not-Aus-Betätigung wird bei noch verstelltem Wegesteuer
ventil die Regelpumpe abgeregelt. Es kann dann jedoch in
unerwünschter Weise der Grunddruck der Regelpumpe aus
reichen, über das Wegesteuerventil den Hydroverbraucher
noch zu verstellen, was eine Beschädigung oder eine Ge
fahrensituation herbeiführen kann. Ist ein Zulaufregler
vorgesehen, dann kann dieser bei noch aktivem Steuer
kreis Druckmittel in das Wegesteuerventil und von diesem
zum Hydroverbraucher gelangen lassen.
Hydraulische Steuervorrichtungen für ähnliche Anwen
dungsfälle sind bekannt aus: DE-C-37 10 699 und
EP-A-0 170 815.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrauli
sche Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei der bei einer Not-Aus-Betätigung uner
wünschte oder gefährliche Nachlaufbewegungen eines oder
mehrerer Hydroverbraucher vermieden werden.
Die gestellte Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei einer Not-Aus-Betätigung wird die Regelpumpe vom
Trennventil von der Pumpenleitung getrennt. Der Pumpen
grunddruck kann den Hydroverbraucher nicht mehr unge
wollt oder unkontrolliert betätigen. Eine Einflußnahme
des Trennventils auf das normale Steuerverhalten ist
ausgeschlossen, da das Trennventil nur dann eingreift,
wenn tatsächlich eine Not-Aus-Betätigung erfolgt ist,
nach der die Steuervorrichtung ohnedies inaktiv bzw. hy
draulisch blockiert ist.
Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2
hervor. Da das Not-Aus-Magnetventil in einer eigenen
Hilfssteuerleitung angeordnet ist, arbeitet es zur Betä
tigung des Trennventils unabhängig von den Betriebszu
ständen in der Steuervorrichtung bzw. im Steuerkreis. Da
das Trennventil zusätzlich auch den Regelanschluß der
Regelpumpe abtrennt, wird eine ungewolltes Verstellen
der abgeregelten Betriebsstellung der Regelpumpe vermie
den. Eine Erhöhung des Steuerdrucks im Steuerkreis, die,
z. B., aus dem Anhalten eines Hydroverbrauchers bei der
Not-Aus-Betätigung resultiert, hat keinen Einfluß auf
die Regelpumpe.
Eine baulich einfache, funktionssichere und kostengün
stige Ausführungsform geht aus Anspruch 3 hervor. Das
Not-Aus-Magnetventil spricht nicht nur bei einer auf
grund einer Notsituation willkürlich herbeigeführten Be
tätigung an, sondern auch aufgrund eines Stromausfalls.
Unter Bestromung des Not-Aus-Magnetvetils wird das
Trennventil bei normalem Betrieb über die Vorsteuerlei
tung in einer Stellung gehalten, in der die Regelpumpe
mit der Pumpenleitung und der Regelanschluß mit dem
Steuerkreis verbunden sind. Bei einer Not-Aus-Betätigung
wird die Vorsteuerleitung zum Rücklauf entlastet, so daß
das Trennventil selbsttätig in seine Trennstellung ge
langt und die Regelpumpe und deren Regelanschluß iso
liert.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 ist das Trenn
ventil ein schnellansprechendes, kleinbauendes und funk
tionssicheres 4/2-Wegeschaltventil. In dessen erster
durch Federkraft bewirkten Schaltstellung (bei einer
Not-Aus-Betätigung) werden die Regelpumpe von der Pum
penleitung und der Regelanschluß vom Steuerkreis ge
trennt. In der bei Bestromung des Not-Aus-Magnetventils
über die Vorsteuerleitung eingestellten anderen Schalt
stellung ist die Regelpumpe hingegen über das Trennven
til mit der Pumpenleitung und der Regelanschluß mit dem
Steuerkreis verbunden. Die Fördermenge der Regelpumpe
richtet sich, z. B., nach dem jeweiligen Steuerdruck im
Steuerkreis.
Wichtig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 5,
weil über die Leckageleitungen eventuell durchleckendes
Druckmittel abströmt und keine ungewollte Verstellung
des Not-Aus-Magnetventils und/oder des Trennventils be
wirken kann.
Ein weiterer, zweckmäßiger Gesichtspunkt geht aus An
spruch 6 hervor. Die Handbetätigung ermöglicht zur Probe
oder in einem Notfall auch eine Handbetätigung des
Trennventils.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 steht am
Not-Aus-Magnetventil stets genügend Druck zum ordnungs
gemäßen Betätigen des Trennventils an, weil die Hilfs
steuerleitung direkt von der Regelpumpe versorgt wird.
Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise und einfache Mon
tage ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 8 vorteil
haft, bei der für die verbesserte Sicherheitsfunktion
nur eine einzige Ventileinheit in der Steuervorrichtung
vorgesehen ist.
Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Er
findungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teils
einer hydraulischen Steuervor
richtung.
Eine hydraulische Steuervorrichtung 1 für einen Kran,
einen Mobilkran oder ein anderes Hebezeug weist mitein
ander verbundene und kommunizierende Anschlußblöcke 2, 3
und gegebenenfalls 4 auf. In den Anschlußblöcken 3 und 4
ist jeweils ein Wegesteuerventil 5, 6 enthalten, bei
spielsweise ein sogenanntes Proportional-Schiebersteuer
ventil mit Magnetbetätigung und/oder Handbetätigung
und/oder Druckvorsteuerung. An das Wegesteuerventil 5
ist ein Hydroverbraucher 7, z. B. ein doppeltwirkender
Hydraulikzylinder angeschlossen; an das Wegesteuerventil
6 ist ein Hydroverbraucher 8, z. B. ein doppeltwirkender
Hydraulikzylinder angeschlossen, und zwar jeweils über
zwei Verbraucherleitungen 9, 10 bzw. 11, 12. An der an
deren Seite jedes Wegesteuerventils 5 ist eine Pumpen
leitung 13 und eine Rücklaufleitung 14 angeschlossen,
die parallel mit einer Hauptpumpenleitung 15 und einer
Hauptrücklaufleitung 16 zu einem Rücklauf 41 verbunden
sind. In jeder Pumpenleitung 13 ist bei dieser Ausfüh
rungsform der Steuervorrichtung 1 ein Zulaufregler 37
angeordnet. Dem Wegesteuerventil 6 ist ferner eine
Sicherheits-Abschalt-Ventilgruppe 38 zugeordnet, die bei
Überschreiten einer Last/Hubgrenze anspricht und den in
Richtung auf die Last/Hubgrenze bewegten Hydroverbrau
cher 8 stillsetzt.
An die Hauptpumpenleitung 15 ist eine Regelpumpe 19 an
geschlossen, die einen Regelanschluß 20 aufweist, an dem
die Fördermenge der Regelpumpe 19 eingestellt wird.
In den Verbraucherleitungen 9, 10; 11, 12 sind Last
druckanzapfstellen 21, 22 vorgesehen, aus denen ein
Steuerkreis 23′, 23′′, 23 mit einem dem höheren Lastdruck
entsprechenden Steuerdruck versorgt wird. Der Regelan
schluß 20 der Regelpumpe 19 ist über eine Leitung 25 an
den Steuerkreis 23, 23′, 23′′ angeschlossen, wobei in den
Steuerkreis 23, 23′, 23′′ integrierte Wechselventile 24
den jeweils höheren Lastdruck in den Teil 23 des Steuer
kreises 23, 23′, 23′′ einspeisen. Im Anschlußblock 2 sind
die Regelpumpe 19 an eine Nebenpumpenleitung 15a und der
Rücklauf 41 an eine Nebenrücklaufleitung 16a angeschlos
sen. Ferner ist im Anschlußblock 2 ein Not-Aus-Magnet
ventil 17 und ein diesem zugeordnetes Trennventil 18 an
geordnet. Zwischen den Nebenleitungen 15a und 16a ist
ein System-Druckbegrenzungsventil 39 vorgesehen. Zum
Einstellen eines vorbestimmten Hilfssteuerdrucks in ei
ner Hilfssteuerleitung 27 kann ein Druckminderventil 40
vorgesehen und an die Nebenleitung 15a angeschlossen
sein. Gegebenenfalls ist die Nebenleitung 15a aber nur
durch eine Querverbindung 20′ mit der Hilfssteuerleitung
27 verbunden.
Eine zum Rücklauf 41 führende Hilfsrücklaufleitung 26
ist mit Leckageleitungen 32 beispielsweise vom
Not-Aus-Magnetventil 17, vom Trennventil 18 und vom
Druckminderventil 20 verbunden.
Das Not-Aus-Magnetventil 17 ist ein 3/2-Wegeventil 29
mit einem Betätigungsmagneten 30 und einer diesem entge
genwirkenden Rückstellfeder 31. Das Not-Aus-Magnetventil
17 ist über die Leckageleitung 32 mit der Rücklaufs
hilfsleitung 26 einerseits und mit der Hilfssteuerlei
tung 27 andererseits verbunden, die von der Regelpumpe
19 direkt mit Steuerdruck versorgt ist. Eine Ausgangs-
Vorsteuerleitung 33 führt vom Not-Aus-Magnetventil 17
zur Steuereingangsseite des Trennventils 18, das als
4/2-Wegeventil 34 ausgebildet ist, eine Handbetätigung
35 aufweist und durch eine Rückstellfeder 36 entgegen
dem Vorsteuerdruck in der Vorsteuerleitung 33 belastet
ist.
Das Not-Aus-Magnetventil 17 nimmt im nichtbestromten Zu
stand die in Fig. 1 dargestellte Schaltstellung ein, in
der die Vorsteuerleitung 33 mit der Hilfsrücklaufleitung
26 verbunden und demzufolge das Trennventil 18 durch die
Rückstellfeder 36 in der gezeigten Schaltstellung gehal
ten ist. In dieser Schaltstellung trennt das Trennventil
18 die Regelpumpe 19 von der Pumpenleitung 15. Die Lei
tung 25 ist an die Rücklaufhilfsleitung 26 angeschlossen
und entlastet. Der Steuerkreis 23, 23′, 23′′ ist vom Re
gelanschluß 20 getrennt.
Wird das Not-Aus-Magnetventil 17 bestromt (normaler Be
trieb), dann geht es in seine zweite Schaltstellung, in
der die Hilfssteuerleitung 27 mit der Vorsteuerleitung
33 zum Trennventil 18 verbunden ist. Der aufkommende
Steuerdruck verstellt das Trennventil 18 in seine zweite
Schaltstellung, in der die Regelpumpe 19 mit der Pumpen
leitung 15 und der Regelanschluß 20 über die Leitung 25
mit dem Steuerkreis 23, 23′, 23′′ verbunden ist.
Bei einer Not-Aus-Betätigung kehrt das Not-Aus-Magnet
ventil 17 in die in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung zu
rück, so daß die Vorsteuerleitung 33 zur Hilfsrücklauf
leitung 26 entlastet und das Trennventil 18 durch die
Rückstellfeder 36 in die dargestellte Schaltstellung
verstellt wird, in der die Regelpumpe 19 wieder vom
Steuerkreis 23 und von der Pumpenleitung 15 getrennt
ist. Nach einer Not-Aus-Betätigung kann das von der Re
gelpumpe 19 geförderte Druckmittel selbst bei noch offe
nen Zulaufreglern 37 und noch verstellten Wegesteuerven
tilen 5, 6 nicht zu den Hydroverbrauchern 7, 8 gelangen.
Das Not-Aus-Magnetventil 17 kann mit dem Trennventil 18
zu einer einfachen Baueinheit zusammengefaßt und in den
Anschlußblock 2 eingesetzt sein. Es ist auch denkbar,
das Not-Aus-Magnetventil 17 mit dem Trennventil 18 di
rekt an die Regelpumpe 19 anzubauen.
Claims (8)
1. Hydraulische Steuervorrichtung (1) mit wenigstens ei
nem Wegesteuerventil (5, 6), das an eine Pumpen- und ei
ne Rücklaufleitung (13, 15; 14, 16) angeschlossen ist
und von dem wenigstens eine Verbraucherleitung (9, 10,
11, 12) zu einem Hydroverbraucher (7, 8) führt, mit ei
ner die Pumpenleitung (13, 15) versorgenden Regelpumpe
(19) und einem gegebenenfalls in der Pumpenleitung (13,
15) stromauf des Wegesteuerventils (5, 6) angeordneten
Zulaufregler (37), mit einem an einen Regelanschluß (20)
der Regelpumpe (19) und den Zulaufregler (37) ange
schlossenen Steuerkreis (23, 23′, 23′′), in dem ein dem
Lastdruck in der Verbraucherleitung (9-12) entspre
chender Steuerdruck aufbaubar ist, und mit einem im Be
trieb bestromten Not-Aus-Magnetventil (17) zum Abregeln
der Regelpumpe (19), dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen der Regelpumpe (19) und zumindest der Pumpenlei
tung (15, 13) ein Trennventil (18) vorgesehen ist, und
daß das Not-Aus-Magnetventil (17) als Druck-Vorsteuer
ventil für das Trennventil (18) ausgebildet ist.
2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das Not-Aus-Magnetventil (17)
an eine Hilfssteuerleitung (27) angeschlossen ist, und
daß das Trennventil (18) auch zwischen dem Regelanschluß
(20) der Regelpumpe (19) und dem Steuerkreis (23, 23′,
23′′) eingeordnet ist.
3. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Not-Aus-Magnet
ventil (17) ein 3/2-Wegeschaltventil (29) ist, das in
der bestromten einen Schaltstellung die Hilfssteuerlei
tung (27) mit einer Vorsteuerleitung (33) zum Trennven
til (18) und in der unbestromten, durch Federkraft (31)
hergestellten anderen Schaltstellung die Vorsteuerlei
tung (33) mit dem Rücklauf (26, 41) verbindet.
4. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (18)
ein 4/2-Wegeschaltventil (34) ist, das in seiner ersten,
durch Federkraft (36) bewirkten Schaltstellung die Re
gelpumpe (19) von der Pumpenleitung (15, 13) trennt und
den Regelanschluß (20) mit dem Rücklauf (26, 41) verbin
det, und das in seiner durch den Vorsteuerdruck in der
Vorsteuerleitung (33) bewirkten zweiten Schaltstellung
die Regelpumpe (19) mit der Pumpenleitung (15, 13) und
den Regelanschluß (20) mit dem Steuerkreis (23, 23′,
23′′) verbindet.
5. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Not-Aus-Magnet
ventil (17) und das Trennventil (18) jeweils betäti
gungsseitig über Leckageleitungen (32) mit dem Rücklauf
(26, 41) verbunden sind.
6. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (18) eine
Handbetätigung (35) aufweist.
7. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerleitung (27)
stromauf des Trennventils (18) aus der Regelpumpe (19)
versorgbar ist.
8. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Not-Aus-Magnet
ventil (17) mit dem Trennventil (18) baulich zu einer
Ventileinheit zusammengefaßt ist.
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