DE4423644C2 - Hydraulische Steuervorrichtung - Google Patents

Hydraulische Steuervorrichtung

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    • F15B11/05Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervor­ richtung zur Verwendung im Bereich von Hubeinrichtun­ gen, insbesondere für Hubmasten von Gabelstablern, die eine mit einem Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit verbundene Pumpe sowie einen an eine Rücklaufleitung angeschlossenen Regelkolben aufweist, der als Druck­ waage wirkt, und bei der die Rücklaufleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden ist und bei der der Regel­ kolben einen Einlaß aufweist, der in Förderrichtung der Pumpe hinter einem Rückschlagventil an eine die Pumpe mit der Hubeinrichtung verbindende Förderleitung ange­ schlossen ist und der über eine Steuerleitung derart an eine Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Rückschlagventil angeschlossen ist, daß der Regelkolben in Senkrichtung als Ablaufdruckwaage und in Hubrichtung als Umlaufdruckwaage ausgebildet ist.

Eine hydraulische Steuervorrichtung wird in der EP 0 219 052 B1 beschrieben. Zur Durchführung der erforder­ lichen Steuerfunktionen sind gemäß dem bekannten Stand der Technik eine Mehrzahl unterschiedlicher Ventile erforderlich, über deren Verschaltung vorgegeben wird, ob ein Hubvorgang oder ein Absenkvorgang durchgeführt wird und mit welcher Geschwindigkeit dieser Ablauf er­ folgt. Der erforderliche gerätetechnische Aufwand hat zum einen relativ hohe Fertigungskosten zur Folge, darüber hinaus wird auch ein entsprechend großes Ein­ bauvolumen benötigt.

Aus dem Buch "A. SCHMITT, Der Hydraulik-Trainer, Vogel Verlag, Würzburg, 2. Auflage 11/80 Seiten 136, 137, 144" ist es bekannt, einen Regelkolben als Zwei-Wege- Stromregler oder als Drei-Wege-Stromregler einzusetzen.

In dem Buch "H. EBERTSHÄUSER, Fluidtechnik von A-Z, Vereinigte Fachverlage, Mainz 1989, Seiten 92, 93, 333, 334" wird ebenfalls sowohl ein Zwei-Wege-Stromregler als auch ein Drei-Wege-Stromregler beschrieben. Eine Abfuhr von Flüssigkeit ist über ein Druckbegrenzungs­ ventil möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuer­ vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine kompakte Bauform bereitgestellt sowie eine Kostenreduzierung durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Regelkolben von einer Feder belastet ist, zu der gegensinnig wirkend eine Vorspannfeder angeordnet ist, die über ihre Federkraft eine Verschaltung des einen Regelkolbens als offene Druckwaage einerseits, bei der im Ruhezustand ohne äußere Einwirkung eine Durchlaß­ positionierung eingenommen wird, und als geschlossene Druckwaage andererseits, bei der im Ruhezustand ohne äußere Einwirkung eine Sperrpositionierung eingenommen wird, vorgibt, daß der Regelkolben in Senkrichtung der Hubeinrichtung als 2-Wege-Stromregler ausgebildet ist und daß der Regelkolben in Hubrichtung der Hubein­ richtung als 3-Wege-Stromregler ausgebildet ist, sowie daß für eine Umschaltung des Regelkolbens von der Funktion als Ablaufdruckwaage in die Funktion als Um­ laufdruckwaage eine Auswertung einer Druckdifferenz im Bereich des Rückschlagventiles vorgesehen ist, und daß zwischen dem Regelkolben und der Hubeinrichtung eine als Drosselventil ausgebildete Meßblende angeordnet ist sowie daß das Drosselventil als 2-Wege-Ventil ausge­ bildet ist.

Durch die Ausbildung der Druckwaage als Regelkolben, der in Senkrichtung als Ablaufdruckwaage und in Hub­ richtung als Umlaufdruckwaage ausgebildet ist, ist es möglich, einen einzigen Regelkolben zur Durchführung der Steuervorgänge einzusetzen. Es werden lediglich eine geringe Anzahl an Bauelementen benötigt, die äußerst kompakt angeordnet werden können. Die Bauteile weisen darüber hinaus einen relativ einfachen Aufbau auf, so daß lediglich geringe Materialkosten anfallen.

Zur Bereitstellung eines beeinflußbaren Gleichgewichts­ zustandes im Bereich der Druckwaage ist vorgesehen, daß der Regelkolben von einer Feder belastet ist, zu der gegensinnig wirkend eine Vorspannfeder angeordnet ist, die über ihre Federkraft eine Verschaltung des Regel­ kolbens als offene Druckwaage einerseits und als ge­ schlossene Druckwaage andererseits vorgibt.

Eine Beeinflussung des Gleichgewichtszustandes an der Druckwaage kann dadurch erfolgen, daß die Vorspannfeder von einem Stellkolben positioniert ist, der in einem Stellzylinder geführt ist, der über die Steuerleitung an die Verbindungsleitung angeschlossen ist.

Eine einfach zu realisierende Vorrichtung wird dadurch bereitgestellt, daß die Vorspannfeder als Druckfeder angeordnet ist.

Zur Ermöglichung einer feinfühligen Durchführung der Bewegungsvorgänge im Bereich der Hubeinrichtung wird vorgesehen, daß zwischen dem Regelkolben und der Hubeinrichtung eine als Drosselventil ausgebildete Meß­ blende angeordnet ist.

Eine einfache Realisierung erfolgt dadurch, daß das Drosselventil als 2-Wege-Ventil ausgebildet ist.

Eine zweckmäßige Verschaltung des Regelkolbens erfolgt dadurch, daß der Regelkolben in Senkrichtung der Hubeinrichtung als 2-Wege-Stromregler ausgebildet ist.

Eine andere Betriebsart besteht darin, daß der Regel­ kolben in Hubrichtung der Hubeinrichtung als 3-Wege- Stromregler ausgebildet ist.

Eine äußerst einfache Steuerung wird dadurch bereitge­ stellt, daß für eine Umschaltung des Regelkolbens von der Funktion als Ablaufdruckwaage in die Funktion als Umlaufdruckwaage eine Auswertung einer Druckdifferenz im Bereich des Rückschlagventiles vorgesehen ist.

Eine Steuerung komplexer hydraulischer Einrichtungen kann dadurch erfolgen, daß mehrere Hubeinrichtungen an eine gemeinsame Druckwaage angeschlossen sind.

Bei einer Versorgung von mehreren Verbrauchern über eine gemeinsame Druckwaage ist es insbesondere zweck­ mäßig, daß jeder der Hubeinrichtungen ein separates Drosselventil sowie ein zwischen eine Steuerleitung des Drosselventiles und die Rücklaufleitung geschaltetes Ventil zugeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung, bei der über eine gemeinsame Druckwaage eine Mehrzahl von Verbrauchern mit Hydraulikflüssigkeit ver­ sorgt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist die Steuer­ vorrichtung eine als Regelkolben (1) ausgebildete Druckwaage auf. Der Regelkolben (1) ist über eine Vor­ spannfeder (2) mit einem Stellkolben (3) verbunden, der in einem Stellzylinder (4) geführt ist. Der Stellzy­ linder (4) ist über eine Steuerleitung (5) an eine Ver­ bindungsleitung (6) angeschlossen, die sich zwischen einer Pumpe (7) und einem Rückschlagventil (8) er­ streckt. Das Rückschlagventil (8) besteht im wesent­ lichen aus einem Ventilsitz (9), in den eine Kugel (10) von einer Feder (11) hineingedrückt wird. Das Rück­ schlagventil (8) ermöglicht einen Durchlaß von Hydrau­ likflüssigkeit in Förderrichtung der Pumpe (7).

Die Pumpe (7) ist im Bereich ihres dem Rückschlagventil (8) abgewandten Anschlusses mit einem Vorratsbehälter (12) verbunden. In den Vorratsbehälter (12) mündet ebenfalls eine Rücklaufleitung (13) ein, die über den Regelkolben (1) an eine Verbindungsleitung (14) zwischen dem Rückschlagventil (8) und einem Drossel­ ventil (15) angeschlossen ist. Auf den Regelkolben (1) wirkt zusätzlich eine Feder (16) ein.

Das Drosselventil (15) wird von einer Feder (17) vorge­ spannt. Das Drosselventil (15) verkoppelt die Ver­ bindungsleitung (14) mit einem Verbraucher, das der zu versorgenden Hubeinrichtung (18) zugeordnet ist.

Der Regelkolben (1) wird in Senkrichtung der Hubein­ richtung in Form einer Ablaufdruckwaage als 2-Wege- Stromregler eingesetzt. In Hubrichtung erfolgt ein Einsatz des Regelkolbens (1) in Form einer Umlaufdruck­ waage als 3-Wege-Stromregler. Die Umschaltung von der Funktion als 2-Wege-Stromregler in die Funktion als 3-Wege-Stromregler erfolgt über ein Drucksignal, das im Bereich der Verbindungsleitung (6) in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil (8) abgegriffen wird. Durch die Einwirkung der Federn (2, 16) und die über den Stellkolben (3) erfolgte Spannung der Vorspannfeder (2) wird der jeweilige Gleichgewichtszustand des Regel­ kolbens (1) vorgegeben.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden eine Mehr­ zahl von Hubeinrichtungen über einen gemeinsamen Regel­ kolben (1) gespeist. Jeder Hubeinrichtung wird ein se­ parates Drosselventil (15) zur Vorgabe der Hub- be­ ziehungsweise Senkgeschwindigkeit zugeordnet. Jeder der Hubeinrichtungen ist darüber hinaus entsprechend der Verschaltung in Fig. 2 ein Ventil (19) zugeordnet. Das Ventil (19) ist dabei jeweils zwischen die Rücklauf­ leitung (13) sowie eine Steuerleitung (20) der Drosselventile (15) geschaltet. Die Drosselventile (15) können als 2-Wege-Ventile ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Hydraulische Steuervorrichtung zur Verwendung im Bereich von Hubeinrichtungen, insbesondere für Hubmasten von Gabelstablern, die eine mit einem Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit verbundene Pumpe sowie einen an eine Rücklaufleitung ange­ schlossenen Regelkolben aufweist, der als Druck­ waage wirkt, und bei der die Rücklaufleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden ist und bei der der Regelkolben einen Einlaß aufweist, der in Förder­ richtung der Pumpe hinter einem Rückschlagventil an eine die Pumpe mit der Hubeinrichtung verbindende Förderleitung angeschlossen ist und der über eine Steuerleitung derart an eine Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Rückschlagventil ange­ schlossen ist, daß der Regelkolben in Senkrichtung als Ablaufdruckwaage und in Hubrichtung als Umlauf­ druckwaage ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (1) von einer Feder (16) be­ lastet ist, zu der gegensinnig wirkend eine Vorspannfeder (2) angeordnet ist, die über ihre Federkraft eine Verschaltung des einen Regelkolbens (1) als offene Druckwaage einerseits, bei der im Ruhezustand ohne äußere Einwirkung eine Durchlaß­ positionierung eingenommen wird, und als ge­ schlossene Druckwaage andererseits, bei der im Ruhezustand ohne äußere Einwirkung eine Sperr­ positionierung eingenommen wird, vorgibt, daß der Regelkolben (1) in Senkrichtung der Hubeinrichtung als 2-Wege-Stromregler ausgebildet ist und daß der Regelkolben (1) in Hubrichtung der Hubeinrichtung als 3-Wege-Stromregler ausgebildet ist, sowie daß für eine Umschaltung des Regelkolbens (1) von der Funktion als Ablaufdruckwaage in die Funktion als Umlaufdruckwaage eine Auswertung einer Druck­ differenz im Bereich des Rückschlagventiles (8) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Regelkolben (1) und der Hubeinrichtung eine als Drosselventil (15) ausgebildete Meßblende angeordnet ist sowie daß das Drosselventil (15) als 2-Wege-Ventil ausge­ bildet ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannfeder (2) von einem Stellkolben (3) positioniert ist, der in einem Stellzylinder (4) geführt ist, der über die Steuer­ leitung (5) an die Verbindungsleitung (6) ange­ schlossen ist.
3. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (2) als Druckfeder angeordnet ist.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hubeinrichtungen an eine gemeinsame Druckwaage an­ geschlossen sind.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Hubein­ richtungen ein separates Drosselventil (15) sowie ein zwischen eine Steuerleitung (20) des Drossel­ ventiles (15) und die Rücklaufleitung (13) ge­ schaltetes Ventil (19) zugeordnet ist.
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