DE69121908T2

DE69121908T2 - Auslassdrucksteuerung fuer ein fluidsystem

Info

Publication number: DE69121908T2
Application number: DE69121908T
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Moreland Hills Oh 44022 Budzich
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2011-01-23
Also published as: WO1992008055A1; AU1651492A; EP0565645A4; US5044256A; DE69121908D1; CA2082931A1; EP0565645B1; EP0565645A1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezietsich a gemein auf ein hydraulisches Strömungsmittelsystem und insbesondere auf eine Auslaßdrucksteuerung für ein Strömungsmittelsystem.

Technischer Hintergrund

Strömungsmittelsysteme besitzen normalerweise Steuerventile, die selektiv bzw. wahlweise unter Druck gesetztes Strömungsmittel an einen Strömungsmittelmotor leiten und wobei das Auslaßströmungsmittel vom Strömungsmittelmotor über das Steuerventil zurück zu einem Reservoir bzw. Tank geleitet wird. In Anwendungen, in denen die Verringerungsrate einer Last so schnell ist, daß ausreichendes Strömungsmittel nicht verfügbar ist, um das andere Ende des Zylinders zu füllen, folgt eine kavitation im anderen Ende des Zylinders. Kavitation ist dabei definiert als die Abwesenheit eines positiven Druckes und die Anwesenheit eines Vakuums oder eines negativen Drucks. Um diese Problem zu überwinden, wurden herkömmliche Nachfüllventile (make up valves) den Zylinderleitungen hinzugefügt, um zu gestatten, daß Strämungsmittel vom Resevoir das mit Kavitation versehende Ende des Zylinders füllt. Eine solche Anordnung ist in US-Patent Nummer 3.472.127 dargestellt, das am 14 Oktober 1969 an J. P. Scheidt ausgegeben wurde. Auch wenn diese Anordnung hilft, die Kavitationsprobleme im Zylinder zu erleichtern, überwindet sie nicht das Problem. US-Patent Nummer 4.099.379, ausgegeben am 11 Juli 1978 an Tadeusz Budzich, lehrt eine Anordnung, wobei ein Druckbegrenzungsventil in der Strömungsmittelflußrückkehrleitung zum Reservoir bzw. Tank gelegen ist. Das Entlastungsventil stellt sicher, daß immer ein positiver Druck in der Rückkehr- bzw. Rückleitung vorgesehen ist, folglich ist unter Druck gesetztes Strömungsmittel immer am anderen Ende des Zylinders zu jeder Zeit verfügbar. In dieser Anordnung ist es dem Zylinder niemals gestattet, während des Absenkens einer Last eine Kavitation aufzuweisen, weil der positive Druck in der Rückleitung immer für den Zylinder verfügbar ist, und zwar durch die Nachfüllventile oder umgekehrt durch den Einlaß des Steuerventils. In der in Figur 3 des erwähnten Patentes beschriebenen Anordnungen wird die Rück leitung unter Druck gesetzt, auch wenn für den Zylinder keine Tendenz besteht, Kavitation aufzuweisen. Folglich wird extra Energie verwendet, um den Strömungsmittelfluß zu zwingen, zum Reservoir zurückzukehren, um über das Entlastungs- bzw. Begrenzungsventil zu fließen, was für den Gesamtwirkungsgrad des Systems schädlich ist.
Verschiedene Anordnungen sind in der Vergangenheit beschrieben worden, wobei ein Entlastungsventil oder ein variables Begrenzungsventil in der Rückleitung verwendet worden sind. In diesen Anordnungen ist das Entlastungsventil oder das variable Begrenzungsventil betätigbar gewesen, und zwar ansprechend auf die Anwesenheit eines negativen Lastzustandes. Der Hauptnachteil in diesen Anordnungen ist das Erfordernis, eine Form einer Negativlastabfühlschaltung zu besitzen, um einen positiven Druck abzufühlen und vorzusehen, der die negative Last bzw. Negativlast darstellt, um das Entlastungsventil oder variable Begrenzungsventil zu aktivieren. Diese Anordnungen werden in US-Patent Nummer 4.222.409, ausgegeben am 16 September 1980 an Tadeusz Budzich, US-Patent Nummer 4.249.570, ausgegeben am 10 Februar 1981 an Tadeusz Budzich, und US-Patent Nummer 4.325.408, ausgegeben am 20 April 1982 an Tadeusz Budzich beschrieben.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "Ein- Richtungs-Positivlast" (unidirectional positive type bad) eine der Belastung entgegenwirkende Bewegung des Zylinders in einer gegebenen Richtung und "Ein-Richtungs- Negativlast" (unidirectional negative type load) bedeutet eine Zylinderbewegung in einer gegebene Richtung, die der Last hilft. Der Ausdruck "Positivlastsignal" (positve bad signal) bedeutet ein Signal, das die Größe der Ein- Richtungs-Positivlast darstellt, und der Ausdruck "Negativlastsignal" (negative bad signal) bedeutet ein Signal, das die Größe der Ein-Richtungs-Negativlast darstellt.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der Probleme wie oben beschrieben zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ablaß- bzw. Auslaßdrucksteuerung vorgesehen und geeignet zur Verwendung in einem Strömungsmittelsystem. Das Strömungsmittelsystem besitzt einen Strömungsmittelmotor, der alternativ einer Ein-Richtungs-Positivlast und einer Ein-Richtungs-Negativlast unterworfen ist. Das Strömungsmittelsystem besitzt weiter eine Pumpe, ein Reservoir und ein Richtungssteuerventil bzw. Wegeventil, das betreibbar ist, um selektiv den Strömungsmittelmotor mit der Pumpe und dem Reservoir zu verbinden. Die Auslaßdrucksteuerung weist Auslaßsammelleitungsmittel auf, die zwischen dem Wegeventil und dem Reservoir angeordnet sind. Antikavitations-Ventilmittel sind in der Auslaßdrucksteuerung vorgesehen und angeordnet zwischen den Ablaß- bzw. Auslaßsammelleitungsmitteln und dem Strömungsmittelmotor.
Mittel zum Erzeugen eines ersten Steuersignals sind vorgesehen, um durch das Wegeventil die Bewegung der Ein- Richtungs-Last zu steuern, und zum Erzeugen eines zweiten Steuersignals, um durch das wegeventil die Bewegung der Ein-Richtungs-Negativlast zu steuern. Die Auslaßsammelleitungsmittel weisen Auswahlmittel auf, und zwar zum Unterdrucksetzen der Auslaßsammelleitungsmittel während der Steuerung der Ein-Richtungs-Negativlast, und um die Auslaßsammelleitungsmittel vom Druck zu entlasten, und zwar während der Steuerung der Ein-Richtungs-Positivlast. Die Auswahlmittel sprechen auf eines der ersten und zweiten Steuersignale an.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Ablaß- bzw. Auslaßdrucksteuerung zur Verwendung in einem Strömungsmittelsystem vor und besitzt Auswahlventilmittel zum selektiven Unterdrucksetzen der Auslaßleitung während der Steuerung einer Ein-Richtungs-Negativlast, und um die Auslaßleitung beim Steuern einer Ein-Richtungs- Positivlast vom Druck zu entlasten. Das vorliegende System erfordert keine spezielle Ventilbestückung um den Negativlastdruck abzufühlen. Folglich wird Kavitation im Strömungsmittelmotor, die normalerweise auftritt wenn Ein-Richtungs-Negativlasten auftreten, eliminiert während man auch fähig ist, die Auslaßleitung vom Druck zu entlasten, wenn Ein-Richtungs-Positivlasten betätigt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine teilweise schematische und teilweise diagrammartige Darstellung eines Strömungsmittelsystems, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert;
Figur 1A ist eine teilweise schematische und teilweise diagrammartige Darstellung eines Strömungsmittelsysterns, das ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert;
Figur 2 ist eine teilweise schematische und diagrammartige Darstellung eines Strömungsmittelsystems, das noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verkörpert;
Figur 3 ist eine diagrammartige Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Komponente zur Verwendung in dem Strömungsmittelsystem der Figur 2; und
Figur 4 ist eine diagrammartige Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Komponente, die bn den Strömungsmittelsystemen verwendet werden könnte, wie in der Figur 1, Figur 1A und Figur 2 dargestellt ist.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf Figur 1 ist ein Strömungsmittelsystem 10 gezeigt. Das Strömungsmittelsystem 10 weist eine Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel auf, wie beispielsweise ein Pumpe 12, die geeignet ist, Strömungsmittel von einem Reservoir bzw. einem Tank 14 zu empfangen, erste und zweite Strömungsmittelmotoren, wie beispielsweise Hydraulikmotoren 16, 18 und erste und zweite Wegeventile 20, 22, die zwischen der Pumpe 12 und den jeweiligen ersten und zweiten Hydraulikzylindern 16, 18 und dem Reservoir 14 angeordnet sind. Jeder Hydraulikzylinder 16, 18 besitzt ein Kopfende 23 und ein Stangenende 24. Leitungen 25, 26 verbinden die Pumpe 12 mit den jeweiligen ersten und zweiten Wegeventilen 20, 22. Leitungen 28, 30 verbinden das erste Wegeventil 20 mit dem jeweiligen Stangenende 24 und dem Kopfende 23 des ersten Hydraulikzylinders 16. Leitungen 32, 34 verbinden das zweite Wegeventil 22 mit dem jeweiligen Stangenende 24 und dem Kopfende 23 des zweiten Hydraulikzylinders 18. Ein herkömmliches Begrenzungsventil 36 ist mit der Leitung 25 verbunden und betreibbar, um den Maximaldruckpegel im Strömungsmittelsystem 10 zu steuern.
Die Pumpe 12 der vorliegenden Anordnung, wie gezeigt, ist eine lastansprechende Pumpe mit variabler Verdrängung, die auf ein Lastsignal anspricht, und zwar zum Liefern des nötigen unter Druck gesetzten Strömungsmittels an das Strömungsmittelsystem 10. Es sei bemerkt, daß andere Bauarten von Pumpen, wie beispielsweise Pumpen mit fester Verdrängung oder druckkompensierte Pumpen hierin verwendet werden könnten ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Genauso ist jedes der ersten und zweiten Wegeventile 20, 22 unbegrenzt ein variables hydraulisch betätigtes lastansprechendes Steuerventil. Signalleitungen 38, 40 verbinden jeweils Strömungsmittellastsignalan schlüsse 42, 44 der ersten und zweiten Wegeventile 20, 22 mit einem Pumpenkompensator 46 der Pumpe 12. Es sei genauso bemerkt, daß jedes der ersten und zweiten Wegeventile 20, 22 von einer anderen Bauart sein kann, als die, die oben beschrieben wurde, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Erste und zweite Generator- bzw. Erzeugungsmittel 50, 52, wie beispielsweise Signalgeneratoren 54, 56 sind vorgesehen und betätigbar, um Steuersignale zu liefern, um die jeweiligen ersten und zweiten Wegeventile 20, 22 zu betreiben. Die ersten und zweiten Signalgeneratoren 54, 56 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind Hydrauliksignalgeneratoren und sind geeignet, unter Druck gesetztes Strömungsmittel von einer Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu erhalten, wie beispielsweise der Pumpe 58, und zwar durch die jeweiligen Leitungen 60, 62. Ein herkömmliches Pilot- bzw. Vorsteuerbegrenzungsventil 63 ist mit der Leitung 60 verbunden und betätigbar, um den Maximaldruckpegel des Strömungsmittels darin zu steuern.
Der erste Signalgenerator 54 überträgt ein erstes Steuersignal 64 durch eine Leitung 66 zu einem Ende des ersten Wegeventils 22. Ein zweites Steuersignal 68, das vorn ersten Signalgenerator 54 erzeugt wird, wird durch eine Leitung 70 an das andere Ende des ersten Wegeventils 22 übertragen.
Der zweite Signalgenerator 56 übermittelt ein drittes Steuersignal 72 durch eine Leitung 74 zu einem Ende des zweiten Wegeventus 22. Ein viertes Steuersignal 76, das vorn zweiten Signalgenerator 56 erzeugt wird, wird durch eine Leitung 78 zu dem anderen Ende des zweiten Wegeventils 22 übertragen.
Auslaßsammelleitungsmittel 80 sind im Strömungsmittelsystem 10 vorgesehen, und zwar zwischen dem ersten und zweiten Wegeventil 20, 22 und dem Reservoir bzw. Tank 14. Die Auslaßsammeleitungsmittel 80 weisen entsprechende Auslaßleitungen 82, 84, 86 auf, die den Auslaßfluß bzw. die Auslaßströmung von jedem der ersten und zweiten Wegeventilen 20, 22 mit dem Reservoir 14 verbinden. Die Auslaßsammelleitungsmittel 80 weisen auch Auswahlmittel 88 auf, die in den Auslaßleitungen 82, 84 gelegen sind, zum selektiven Unterdrucksetzen der Auslaßsammelleitungsmittel 80 während der Steuerung der jeweiligen ersten und zweiten Hydraulikzylinder 16, 18.
Die Auswahlmittel 88 weisen Druckbegrenzungs- und Entlastungsmittel 90 auf, zum Steuern des Maximaldruckes darin und zum selektiven Entlasten oder Vorbeileiten des Strömungsmittelflusses zum Tank 14. Die Druckbegrenzungsund Entlastungsmittel 90 weisen Druckbegrenzungsmittel 92 auf, wie beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil 94 und Steuermittel 96.
Die Steuermittel 96 weisen ein normalerweise geöffnetes Entlastungsventil 98 auf das ansprechend auf den Empfang des zweiten oder vierten Steuersignals betätigbar ist, um selektiv die Verbindung des Strömungsmittelflusses zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln 80 und dem Reservoir 14 zu unterbrechen. Das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 weist ein Gehäuse 100 auf mit einem ersten Kolben 102 und einem zweiten Kolben 104, die darin gleitend angeordnet sind. Das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 ist in der Auslaßleitung 82 gelegen, und ist betätigbar, um selektiv die Strömung darin zu un terbrechen. Der erste Kolben 102 ist betätigbar, um den Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 zu unterbrechen, und zwar ansprechend auf den Empfang des zweiten Steuersignals 68 durch eine Leitung 106, und ist federvorgespannt in eine Offen-Position, und zwar ansprechend auf die Kraft einer Feder 107. Der zweite Kolben 104 ist benachbart zum ersten Kolben 102 gelegen und ist ansprechend auf den Empfang des vierten Steuersignals 76, und durch eine Leitung 108 betätigbar, um den ersten Kolben 102 zu bewegen, und zwar in die Position, um den Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 zu unterbrechen, und ist federvorgespannt in die Offen-Position ansprechend auf die Kraft der Feder 107.
Erste Anti-Kavitations-Ventilmittel 109 verbinden den Auslaß des ersten Wegeventils 20 und das Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16. Zweite Anti- Kavitations-Ventilmittel 110 verbinden den Auslaß der zweiten Wegeventilmittel 22 und das Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18. Die ersten Anti- Kavitations-Ventilmittel 109 weisen eine Leitung 111 auf mit einem Rückschlagventil 112, das darin angeordnet ist, und das zwischen der Auslaßleitung 82 und der Leitung 28 verbunden bzw. angeschlossen ist. Die zweiten Anti- Kavitations-Ventilmittel 110 weisen eine Leitung 113 auf, und zwar mit einem Rückschlagventil 114, das darin angeordnet ist, und das zwischen der Auslaßleitung 86 und der Leitung 32 verbunden bzw. angeschlossen ist.
Mit Bezug auf Figur 1A sei bemerkt, daß das Strömungsmittelsystem 10 dem in Figur 1 beschriebenen Strömungsmittelsystem sehr ähnlich ist. Gleiche Komponenten werden gleiche Bezugszeichen haben, während neue Komponenten neue Bezugszeichen haben werden. Die Steuermittel 96 der Figur 1A weisen ein normalerweise geschlossenes Entlastungsventil 116 auf, das ansprechend auf den Empfang des ersten Steuermittelsignals 64 betreibbar ist, um selektiv eine Strömungsmittelflußverbindung zwischen den Auslaßmitteln 80 und dem Reservoir 14 zu öffnen. Das normalerweise geschlossene Entlastungsventil 116 weist ein Gehäuse 118 auf, und zwar mit einem ersten Kolben 120 und einem zweiten Kolben 122, der im Gehäuse 118 gleitend angeordnet ist. Der erste Kolben 120 ist ansprechend auf den Empfang des ersten Steuersignals 64 durch eine Leitung 124 betätigbar, um den Fluß von Strömungsmittel in der Auslaßleitung 82 zur Strömung dadurch zu gestatten. Der erste Kolben 120 ist in die geschlossene Position beweglich, und zwar durch die Vorspannung einer Feder 126.
Der zweite Kolben 122 ist benachbart zum ersten Kolben 120 gelegen, und ansprechend auf den Empfang des dritten Steuersignals 72 durch eine Leitung 128 betätigbar, um den ersten Kolben 120 in eine offene Position zu bewegen.
In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Strömungsmittelsystems 10 offenbart. In dieser Anordnung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und ähnliche Elemente werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und zwar mit einem ihnen hinzugefügten Strich- bzw. Apostrophsymbol. Erste und zweite Wegeventile 20', 22' der Figur 2 sind unbegrenzt variable Dreiwegeventile, die ansprechend auf ein elektrisches Signal hin betätigt werden. Erste und zweite Signalgeneratoren 54', 56' sind elektrische Signalgeneratoren, die ihre Quelle von elektrischer Energie von einer elektrischen Quelle 130 empfangen, und zwar durch eine elektrische Leitung 132.
Jedes der ersten und zweiten Wegeventile 20', 22' ist mit der Pumpe 12 verbunden, und mit den jeweiligen Kopfenden 23 und den Stangenenden 24 der ersten und zweiten Hydraulikzylinder 16, 18, wie zuvor in den Figuren 1 und 1A dargelegt. Genauso wird das Auslaßströmungsmittel von den ersten und zweiten Wegeventilen 20', 22' an das Reservoir 14 geleitet, und zwar durch die Auslaßleitungen 82, 84.
Der erste elektrische Signalgenerator 54' ist betätigbar, um ein erstes Steuersignal 64' zu erzeugen, das zu einem Ende des ersten Wegeventus 20' geleitet wird, und zwar durch eine elektrische Leitung 134, und ein zweites Steuersignal 68' wird zum anderen Ende des ersten Wegeventils 20' geleitet, und zwar durch eine elektrische Leitung 136. Genauso erzeugt der zweite elektrische Signalgenerator 56' ein drittes Steuersignal 72' und leitet es zum ersten Ende des zweiten Wegeventils 22', und zwar durch eine elektrische Leitung 138 und ein viertes Steuersignal 76' wird zum anderen Ende des zweiten Wegeven- Lils 22' geleitet, und zwar durch eine elektrische Leitung 140.
Die Steuermittel 96 dieses Ausführungsbeispiels weisen ein normalerweise geöffnetes Entlastungsventil 98' auf, das betätigbar ist, um den Rückfluß in der Leitung 82 zum Reservoir zu unterbrechen, und zwar ansprechend auf den Empfang der zweiten oder vierten Steuersignale 68', 76'. Das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98' weist ein Gehäuse auf, und zwar mit einem Kolben 146, der darin gleitend angeordnet ist. Der Kolben 146 ist auf die geschlossene Position beweglich, und zwar ansprechend darauf, daß eine Spule 148 ein elektrisches Signal empfängt. Die Spule 148 ist mit dem zweiten Steuersignal 68' verbunden, und zwar durch eine elektrische Leitung 150, und ist auch mit dem vierten Steuersignal 76' durch eine elektrische Leitung 152 verbunden. Die Spule 148 ist ein Teil eines Elektromagneten, der eine elektromechanische Vorrichtung ist, die in der Technik wohlbekannt ist, um eine Kraft zu erzeugen, und zwar auf den Empfang eines elektrischen Signals hin, um einen Anker zu bewegen. In der vorliegenden Anordnung dient ein Teil des Kolbens 146 als der Anker. Auf den Empfang der zweiten oder vierten der elektrischen Steuersignale 68', 76' wird der Kolben 146 auf die geschlossene Position bewegt, um den Rückfluß von Strömungsmittel in die Auslaßleitung 82 zum Reservoir 14 zu unterbrechen.
Aus der Lehre der Figur 1A sollte zu erkennen sein, daß ein normalerweise geöffnetes Entlastungsventil 98' der vorliegenden Anordnung auch ein normalerweise geschlossenes Entlastungsventil sein könnte, und in die offene Position betätigbar bzw. schaltbar sein könnte, und zwar ansprechend auf die ersten oder dritten elektrischen Steuersignale 64', 72', ohne vorn Kern der Erfindung abzuweichen.
Mit Bezug auf Figur 3 ist ein Signalkonverter bzw. Signalumwandler 153 vorgesehen. Der Signalkonverter 153 kann in einem System verwendet werden, das sowohl den hydraulischen Signalgenerator 54 oder 56 besitzt, als auch das elektrisch ansprechende normalerweise geöffnete Ent lastungsventil 98'. Der Signalgenerator 153 weist ein Gehäuse 154 auf, und zwar mit einem Einlaßanschluß 155 und einem Kolben 156, der im Gehäuse 154 gleitend angeordnet ist. Der Kolben 156 ist in eine erste Position federvorgespannt, und zwar ansprechend auf eine Feder 157, und ist in eine zweite Position beweglich, und zwar ansprechend auf ein Hydrauliksignal, das am Einlaßanschluß 155 empfangen wird. Das Gehäuse 154 weist auch einen Rheostaten bzw. einen Regelwiderstand 158 auf, und zwar ansprechend auf die Bewegung des Kolbens 156, um ein elektrisches Signal zu regulieren, das an einer Einlaßverbindung 159 empfangen wurde, und um das regulierte elektrische Signal an eine Auslaßverbindung 160 zu liefern bzw. weiterzugeben.
Mit Bezug auf Figur 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der ersten und zweiten Wegeventile 20, 22, 20', 22' beschrieben. Die ersten und zweiten in Figur 1 veranschaulichten Wegeventile sind hydraulisch betätigt und sind von einer Kolbenbauart, wobei die ersten und zweiten Wegeventile 20' , 22' der Figur 2 elektrisch betätigt werden und genauso von der Kolbenbauart sind. Das in Figur 4 veranschaulichte Wegeventil ist ein Sitzwegeventil und kann ohne weiteres für die Kolbenbauartventile in den Figuren 1, 1A und 2 eingesetzt werden. Das Wegeventil 161 der Sitzbauart weist ein Gehäuse 162 auf mit ersten, zweiten, dritten und vierten normalerweise geschlossenen Sitzventilen 164, 166, 168, 170, die darin angeordnet sind. Jedes der Sitzventile 164, 166, 168, 170 ist in die geschlossene Position federvorgespannt und ist in die offene Position beweglich, und zwar ansprechend auf ein Steuersignal, das von den jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Controllern bzw. Steuervorrichtungen 164A, 166A, 168A, 170A empfangen wird. Das Gehäuse 162 weist auch erste und zweite Signalsteuerverbindungen 172, 174 auf, einen Pumpeneinlaßanschluß 176, einen Strömungsmittelauslaßanschluß 178 und erste und zweite Zylinderanschlüsse 180, 182.
Die Auslaßsammelleitungsmittel 80, die ersten und zweiten Anti-Kavitation-Ventilmittel 109, 110 und die ersten und zweiten Erzeugungsmittel 50, 52 bilden eine Auslaßdrucksteuerung 184 zur Verwendung im Strömungsmittelsystem 10.
Es sei bemerkt, daß verschiedene Formen des Strömungsmittelsystems 10 verwendet werden können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise sei bemerkt, daß auch wenn doppelt wirkende Hydraulikzylinder 16, 18 in den Zeichnungen veranschaulicht sind, Drehströmungsmittelmotoren verwendet werden könnten ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise, wenn nur ein Hydraulikzylinder verwendet wird, dann würde das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 der Figur 1 nicht den zweiten Kolben 104 oder die assozuerte Leitung 108 benötigen. Genauso, wenn nur ein Hydraulikzylinder in der Anordnung der Figur 2 verwendet wird, dann würde die elektrische Leitung 152 nicht gebraucht werden. Zusätzlich sind die Wegeventile die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, von der lastansprechenden Bauart, jedoch sei bemerkt, daß diese Wegeventile von anderer herkömmlicher Bauart sein könnten, die dem Fachmann wohl bekannt sind.

Industrielle Anwendbarkeit

Mit Bezug auf das in Figur 1 beschriebene Ausführungsbeispiel wird auf eine Betätigung des ersten Signalgenerators 54 durch den Bediener das erste Steuersignal 64 erzeugt und zu einem Ende des Wegeventils 20 geleitet, wodurch es in seine betätigte Position bewegt wird, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Pumpe 12 zum Kopfende 23 des ersten Hydraulikzylinders 16 zu leiten. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel bewegt die Widerstandslast bzw. Last der Widerstandsart W&sub1; nach oben, und das strömungsmittel, das aus dem Stangenende 24 des Hydraulikzylinders 16 heraus kommt, wird durch die Leitung 28 über das Richtungsventil 20 zur Auslaßleitung 82 geleitet. Der Rückfluß in der Leitung 82 wird gleichzeitig zum Begrenzungsventil 94 und dem normalerweise geöffneten Entlastungsventil 98 geleitet. Weil das Entlastungsventil 98 offen ist, geht der Strömungsmittelfluß in der Leitung 82 frei zum Reseroir 14 durch.
Auf eine Bewegung des ersten Signalgenerators 54 durch den Bediener in eine Position, um das zweite Steuersignal 68 zu erzeugen, wird das Wegeventil 20 in seine zweite Betätigungspostion bewegt, und zwar um unter Druck gesetztes Strömungsmittel durch die Leitung 28 zum Stangenende des ersten Hydraulikzylinders 16 zu leiten. In diesen Betriebszustand ist die Last W&sub1; eine Hilfslast bzw. eine unterstützende Last. Das Strömungsmittel vom Kopfende 23 des ersten Hydraulikzylinders 16 wird durch die Leitung 30 über das erste Wegeventil 20 zur Auslaßleitung 82 geleitet. In diesem Betriebszustand, weil die Last W&sub1; eine unterstützende bzw. Hilfslast ist, fließt der Strömungsmittelfluß aus dem Kopfende 23 davon so schnell aus, daß die Strömungsmittelmenge, die in sein Stangenende 24 eintritt, und zwar durch die Leitung 28 von der Pumpe 12, nicht ausreichend ist, um das Stangenende 24 gefüllt zu halten. Folglich existiert Kavitation oder ein negativer Druckzustand im Stangenende 24. Um die Kavitation im Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 auszugleichen wird das zweite Steuersignal 68 gleichzeitig an den ersten Kolben 102 des normalerweise geöffneten Entlastungsventils 98 geleitet. Auf den Empfang des zweiten Steuersignals 68 hin bewegt sich der Kolben 102 des normalerweise geöffneten Entlastungsventils 98 in die geschlossene Position, was den Strömungsmittelfluß in die Auslaßleitung 82 zum Reservoir 14 unterbricht. Weil der Rückfluß durch die Auslaßleitung 82 blockiert ist, muß der Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 durch die Auslaßleitung 84 zum Begrenzungsventu 94 hindurchgehen. Der Druck in der Auslaßleitung 82 baut sich auf, bis der vorbestimmte Druckpegel des Begrenzungsventils 94 erreicht wird, wobei der Strömungsmittelfluß durch die Auslaßleitung 84 zum Reseroir hindurch geht. Solange wie das zweite Steuersignal 68 auf das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 wirkt, ist der Strömungsmitteldruck in der Auslaßleitung 82 auf dem Pegel, der vom Begrenzungsventil 94 eingerichtet bzw. bestimmt wird. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in der Auslaßleitung 82 ist durch die Leitung 111 und das Einwegrückschlagventil 112 zur Leitung 28 erhältlich und darauffolgend zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16. Folglich wird der Rückströmungsmittelfluß von seinem Kopfende 24 durch die Leitung 82 geleitet und die Anti-Kavitations-Ventilmittel 109, und zwar um den Strömungsmitteldruck in dem Stangenende 24 auf einem Pegel aufrecht zu erhalten, der der vorbestimmten Druckeinstellung des Begrenzungsventils 94 äquivalent ist. Durch das Hinzufügen bzw. Zuführen des unter Druck gesetzten Strömungsmittels zum Stangenende 24 davon, gibt es keine Verzögerung beim Ansprechen des Systems, sobald die Last W&sub1; eine Position erreicht, in der einer weiteren Bewegung widerstanden wird und ein Druckabfall bzw. ein Abwärtsdruck benötigt wird. Weiterhin reduziert, sobald die Last W&sub1; die Widerstandsposition erreicht, die Steifigkeit im ersten Hydraulikzylinder 16, die von unter Druck gesetztem Strömungsmittel in seinem Stangenende 24 erzeugt wird, die Tendenz für die Last W&sub1;, in eine Aufwärtsrich tung zurückzugehen. Auf eine Bewegung des Bedieners des ersten Signalgenerators 54 in eine Neutralposition hin wird das zweite Steuersignal 68 unterbrochen und das Wegeventil 20 kehrt zu seiner neutralen Nicht- Betriebsposition zurück, und das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 bewegt sich in seine normalerweise geöffnete Position.
Auf eine Bewegung des Bedieners des zweiten Signalgenerators 56 hin, um das dritte Steuersignal 72 zu erzeugen, wird das zweite Wegeventil 22 in seine erste Betriebsposition bewegt. Unter Druck gesetztes Strömungsmittel wird von der Pumpe 12 zum Kopfende 23 des zweiten Hydraulikzylinders 18 geleitet, und zwar um die zweite Widerstandslast W&sub2; zu bewegen. Der Auslaßfluß von seinem Stangenende 24 wird durch die Leitung 30 und über das zweite Wegeventil 22 geleitet, und zwar zur Auslaßleitung 86 und folglich zur Auslaßleitung 82. Dieser ausgelassene bzw. abgelassene Strömungsmittelfluß wird zum Reseroir 14 zurückgeleitet, und zwar über das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98. Eine Bewegung des zweiten Signalgenerators 56 durch den Bediener in die andere Betriebsposition erzeugt das vierte Steuersignal 76. Das vierte Steuersignal 76 wird zum anderen Ende des zweiten Wegeventil 22 geleitet, wodurch es in seine zweite Betriebsposition bewegt wird, in der Strömungsmittelfluß von der Pumpe 12 durch die Leitung 32 zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 geleitet wird, und somit die Hilfslast W&sub2; in eine nach unten gerichtete Richtung bewegt wird. Das Auslaßströmungsmittel von seinem Kopfende 23 wird durch die Leitung 34 über das Wegeventil 22 geleitet, und zwar zur Auslaßleitung 86 und folglich zur Rückleitung 82. Weil unter Druck gesetzte Strömungsmittel zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 geleitet wird, und die Last W&sub2; eine Hilfslast ist, strömt der Auslaßfluß von seinem Kopfende 23 mit einer höheren Geschwindigkeit aus, als die Geschwindigkeit bzw. Rate des Strömungsmittelflusses, der in sein Stangenende 24 kommt. Folglich existiert Kavitation im Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18. Um die Kavitation in seinem Stangenende 24 auszugleichen bzw. zu überwinden wird das vierte Steuersignal 76 zum zweiten Kolben 104 des normalerweise geöffneten Entlastungsventils 98 geleitet. Das vierte Steuersignal 76, das auf den zweiten Kolben 104 wirkt, bewegt den zweiten Kolben 104 gegen den ersten Kolben 102, um den ersten Kolben 102 in seine geschlossene Position zu bewegen, wobei somit Strömungsmittelfluß in die Rückleitung 82 blockiert wird. Die Strömungsmittelflußauslaßleitung 82 bzw. der Strömungsmittelfluß der Auslaßleitung 82 wird gezwungen, durch die Leitung 84 über das Begrenzungsventil 94 zum Tank 14 zu fließen. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel, das nun in der Auslaßleitung 86 ist, wird durch die Leitung 113 und das Einweg-Rückschlagventil 114 zur Leitung 32 geleitet, und folglich zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in seinem Stangenende 24 eliminiert effektiv die Kavitation, die anderenfalls darin auftreten bzw. existieren würde und fügt dem zweiten Hydraulikzylinder Steifigkeit hinzu, was jegliche Verzögerung im System und/oder ein Zurückweichen verhindert bzw. ausgleicht, wenn die Last W&sub2; eine Widerstandsposition erreicht. Sobald der Betätiger den zweiten Signalgenerator 56 in seine Neutralposition bewegt, wird das vierte Steuersignal 76 unterbrochen und das zweite Wegeventil 22 kehrt auf seine Nicht-Betriebsposition zurück. Gleichzeitig kehrt das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98 auf seine normalerweise geöffnete Position zurück.
Mit Bezug auf Figur 1A ist der Betrieb des Systems im Wesentlichen der Gleiche wie der Betrieb des Systems, das zuvor in Figur 1 beschrieben wurde. Jedoch ist in dieser Anordnung der Hauptunterschied, daß die Steuermittel 96 ein normalerweise geschlossenes Entlastungs- bzw. Entladungsventil 116 sind. Folglich, auf eine Bewegung des ersten Signalgenerators 54 durch den Bediener hin, um ein erstes Steuersignal 64 zu erzeugen, bewegt das erste Steuersignal 64 das erste Wegeventil 20 in seine erste Betriebsposition, wodurch unter Druck gesetztes Strömungsmittel zum Kopfende 23 des ersten Hydraulikzylinders 16 geleitet wird, um die Widerstandslast W&sub1; zu erhöhen. Das Rückströmungsmittel von seinem Stangenende 24 wird durch die Leitung 28 über das erste Wegeventil 20 zur Auslaßleitung 82 geleitet. Der Auslaßrückfluß in der Auslaßleitung 82 wird gleichzeitig zum normalerweise geöffneten Entlastungsventil 116 und zum Begrenzungsventil 94 geleitet. Weil das normalerweise geschlossene Entlastungsventil 116 den Fluß bzw. die Strömung in der Auslaßleitung 82 unterbrechen läßt, muß der Strömungsmittelfluß über das Begrenzungsventil 94 laufen. Folglich wird ein positiver Druck in der Auslaßleitung 82 vorgesehen. Dieses unter Druck gesetzte Strömungsmittel in der Aus laßleitung 82 wird während der Erhöhung der Widerstandslast W&sub1; nicht benötigt. Daher ist es wünschenswert, den Druck in der Auslaßleitung 82 zu eliminieren.
In dieser Anordnung wird das erste Steuersignal 64 ts geleitet bzw. ausgeschickt, um auf den ersten Kolben 120 des normalerweise geschlossenen Entlastungsventils 116 zu wirken, um den ersten Kolben 120 in eine offene Position zu bewegen, wodurch freier Fluß des Strömungsmittels in der Auslaßleitung 82 zum Reservoir 14 gestattet wird. Auf eine Bewegung des ersten Signalgenerators 54 durch den Bediener in die Position, um das zweite Steuersignal 68 zu erzeugen, wird das erste Wegeventil 20 in seine zweite betätigte Position bewegt, in der unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Pumpe 12 zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 gerichtet wird, und zwar durch die Leitung 28, um die Hilfslast W&sub1; nach unten zu bewegen. Das Rückströmungsmittel von seinem Kopfende 23 wird durch die Leitung 30 über das erste Wegeventil 20 zur Auslaßleitung 82 geleitet. Der Rückfluß in die Aus laßleitung 82 wird gleichzeitig zum Begrenzungsventil 94 und zum normalerweise geschlossenen Entlastungsventil 116 geleitet. Weil das Entlastungsventil 116 normalerweise geschlossen ist, wird der Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 unterbrochen und der Strömungsmittelfluß muß über das Begrenzungsventil 94 fließen. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel, nun in der Auslaßleitung 82, wird durch die Leitung 111 und das Einweg- Rückschlagventil 112 zur Leitung 28 geleitet, und darauf folgend zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel, das zu seinem Stangenende 24 geleitet wird, eliminiert nicht nur jegliche Möglichkeit von Kavitation, die im Stangenende 24 während einer Abwärtsbewegung der Hilfslast W&sub1; existiert, sondern hält einen Druck im Stangenende 24 auf einem Pegel aufrechr, wie von der Einstellung des Druckbegrenzungsventils 94 bestimmt.
Auf eine Bewegung des zweiten Signalgenerators 54 durch den Bediener in die Position hin, um das dritte Steuersignal 72 zu erzeugen, wird das zweite Wegeventil 22 in seine erste Betriebsposition bewegt, um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel von der Pumpe 12 zum Kopfende 23 des zweiten Hydraulikzylinders 18 zu verbinden bzw. zu leiten, um die Widerstandslast W&sub2; anzuheben. Das dritte Steuersignal 72 wird gleichzeitig zum normalerweise geschlossenen Entlastungsventil 116 geleitet, und wirkt gegen den Kolben 122, um den zweiten Kolben 122 gegen den ersten Kolben 120 zu bewegen, was verursacht, daß sich der erste Kolben in eine geöffnete Position bewegt. Dies gestattet freien Strömungsmittelfluß durch die Auslaßleitung 82 zum Resevoir 14. Weil das unter Druck gesetzte Strömungsmittel von der Pumpe 12 eine Widerstandslast W&sub2; anhebt, wird das Auslaßströmungsmittel von seinem Stangenende 24 durch die Leitung 32 geleitet, und zwar über das zweite Wegeventil 22 zu den Leitungen 86, 82, um frei zum Reservoir 14 zu fließen.
Auf eine Bewegung des zweiten Signalgenerators durch den Bediener in die Position hin, um das vierte Steuersignal 76 zu erzeugen, bewegt sich das zweite Wegeventil 22 in seine zweite Betriebsposition, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Pumpe 12 zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 zu verbinden bzw. zu leiten, um die Hilfslast W&sub2; in einer Abwärtsrichtung zu bewegen. Das Auslaßströmungsmittel, das von seinem Kopfende 23 austritt fließt durch die Leitung 34 über das zweite Wegeventil 22 zur Auslaßleitung 86 und zur Auslaßleitung 82, gleichzeitig zum Begrenzungsventil 94 und dem normalerweise geschlossenen Entlastungsventil 116. Weil das Entlastungsventil 116 normalerweise geschlossen ist, muß der Strömungsmittelfluß über das Begrenzungsventil 94 zum Reservoir 14 laufen bzw. fließen. Folglich wird die Auslaßleitung 86 unter Druck gesetzt, und das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in der Leitung 86 wird durch die Leitung 113 und das Rückschlagventil 114 zur Leitung 32 geleitet, und darauffolgend zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18. Daß das unter Druck gesetzte Strömungsmittel seinem Stangenende 24 unterworfen ist, eliminiert jegliche Möglichkeit von Kavitation, die darin existiert.
Mit Bezug auf den Betrieb der Figur 2 ist de Betrieb darin im Wesentlichen der gleiche wie der Betrieb bzw. die Funktion des in Figur 1 beschriebenen Systems, mit der Ausnahme, daß die ersten und zweiten Wegeventile 20', 22', der Figur 2 durch ertse, zweite, dritte und vierte elektrische Steuersignale gesteuert werden, die erzeugt werden durch erste und zweite elektrische Signalgeneratoren 54', 56', und das noch normalerweise geöffnete Entlastungventil 98' ist in die geschlossene Position beweglich, und zwar ansprechend auf den Empfang eines elektrischen Steuersignals.
Folglich, wenn die Last W&sub1; des ersten Hydraulikzylinders 16 ansprechend auf die Erzeugung des zweiten Steuersignals 68' abgesenkt wird, wird das zweite Steuersignal 68' genauso zum normalerweise geöffneten Entlastungsventil 98' geleitet. Das zweite Steuersignal 68', das auf die Spule 148 wirkt, bewegt das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98' in seine geschlossene Position, um den Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 zum Reservoir 14 zu unterbrechen. Wenn das normalerweise geöffnete Entlastungsventil 98' geschlossen ist, muß der Strömungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 über das Be grenzungsventil 94 laufen, was einen positiven Druck in der Auslaßleitung 82 aufrecht erhält. Wie beschrieben und im Strömungsmittelsystem 10 der Figur 1 oben dargelegt, wird das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in der Auslaßleitung 82 durch die Leitung 111 und das Einweg Rückschlagventil 112 geleitet, und zwar zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16, um jegliche Möglichkeit von Kavitation darin aufgrund des Absenkens der Hilfslast W&sub1; zu eliminieren.
Genauso, wenn die Last W&sub2; des zweiten Hydraulikzylinders 18 abgesenkt wird, ansprechend darauf, daß der Bediener das vierte Steuersignal 76' erzeugt, wirkt das vierte Steuersignal 76' auf die Spule 148 des normalerweise geöffneten Entlastungsventus 98', um den Strörnungsmittelfluß in der Auslaßleitung 82 zum Reservoir 14 zu unterbrechen. Folglich muß der Fluß über das Begrenzungsventil 94 laufen, was den positiven Druck in den Auslaßleitungen 82, 86 aufrecht erhält. Das unter Druck gesetzte Strömungsmittel in der Auslaßleitung 86 wird durch die Leitung 113 und das Einweg-Rückschlagventil 114 zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 geleitet, um wirksam jegliche Möglichkeiten von Kavitation darin zu eliminieren.
Im Rückblick auf die Figuren 1, 1A und 2 sollte erkenntlich sein, daß beim Anheben (Widerstandslast) der ersten Last W&sub1; und beim Absenken (Hilfslast) der zweiten Last W&sub2; die Steuermittel 96 der Auslaßsammelleitungsmittel 80 funktionieren bzw. wirken, um die Auslaßleitung 82 unter Druck zu setzen. Das Unterdrucksetzen der Auslaßleitung 82 stellt das Existieren eines positiven Drucks durch die zweiten Anti-Kavitations-Mittel 110 zum Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 sicher, wenn die Hilfslast W&sub2; abgesenkt wird. Gleichzeitig ist der positive Druck in der Auslaßleitung 82 durch die ersten Anti-Kavitations-Ventilmittel 109 zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 verfügbar, der die Widerstandslast W&sub1; anhebt. Der Nutzen des Eliminierens der Kavitation im Stangenende 24 des zweiten Hydraulikzylinders 18 übersteigt bei weitem den Nachteil, daß der zugefügte bzw. zusätzliche Druck dem Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 unterworfen ist. Es sei bemerkt, daß der hinzugefügte Druck im Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 der Last W&sub1; kaum etwas hinzufügt und die Pumpe 12 kaum extra Energie liefern muß, um die extra hinzugefügte Last zu überwinden.
In der Anordnung der Figur 3 kann der Signalkonverter bzw. Umwandler 153 in einem System so installiert sein, daß hydraulische Signalgeneratoren 54, 56 in Kombination mit elektrisch betätigten Entlastungsventilen 98' verwendet werden können. Der Einlaßanschluß 155 des Signalumwandlers bzw. Signalwandlers 153 ist mit dem hydraulisch erzeugten zweiten Steuersignal 68 verbunden, und zwar durch die Leitung 106 und das unter Druck gesetzte Strömungsmittel darin wirkt gegen den Kolben 156 davon, um das hydraulische Signal 106 in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Die Quelle von elektrischer Energie 130 ist mit der Einlaßverbindung 159 des Rheostaten 158 durch die Leitung 132 verbunden, und das regulierte elektrische Signal wird zur Auslaßverbindung 160 übertragen, mit der die elektrische Leitung 150 verbunden ist. Folglich können im in Figur 1 dargelegten Ausführungsbeispiel die hydraulisch erzeugten Steuersignale in elektrische Steuersignale umgewandelt werden, und zwar durch die Verwendung von zwei Signalwandlern um den Betrieb eines elektrisch ansprechenden Entlastungsventus 98' zu steuern.
Mit Bezug auf Figur 4 kann das Wegeventil 161 der Sitzbauart einfach durch die Wegeventile 20, 22, 20', 22' der Kolbenbauart ersetzt werden, die oben beschrieben wurden. Um besser die Einfachkeit des Ersatzes dieser Anordnung für die oben erwähnte Wegeventile der Kolbenbauart zu beschreiben, wird Figur 1 als ein Beispiel verwendet werden. Das Wegeventil 161 der Sitzbauart der Figur 4 wird durch das Wegeventil 20 der Figur 1 der Kolbenbauart ersetzt. Die Leitung 25 von der Pumpe 12 ist in Verbindung mit den ersten und zweiten Ventilen der Sitzbauart bzw. Sitzventilen 164, 166, und zwar durch den Pumpeneinlaßanschluß 176 und die Auslaßleitung 82 ist in Verbindung mit den dritten und vierten Sitzventilen 168, 170, und zwar durch den Strömungsmittelauslaßanschluß 178. Das Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 ist in Verbindung mit den ersten und dritten Sitzventilen 164, 168, und zwar durch den ersten Zylinderanschluß 180. Die Leitung 30 verbindet das Kopfende 23 des ersten Hydraulikzylinders 16 mit den zweiten und vierten Sitzventilen 166, 170, und zwar durch den Zylinderanschluß 182. Genauso wird das erste Steuersignal 64 durch die Leitung 66 und die erste Signalsteuerverbindung 172 zu den zweiten und dritten Kontrollern bzw. Steuervorrichtungen 166A, 168A geleitet bzw. damit verbunden. Das zweite Steuersignal 70 ist durch die Leitung 70 und die zweite Signalsteuerverbindung 174 mit den ersten und vierten Kontrollern bzw. Steuervorrichtungen 164A, 170A verbunden. Folg lich werden auf dem Empfang des ersten Steuersignals 66 durch die zweiten und dritten Kontroller 166A, 168A hin die zweiten und dritten Sitzventile 166, 168 geöffnet, was gestattet, daß der Fluß von der Pumpe 12 zum Kopfende 23 des ersten Strömungsmittelmotors 16 der Zylinderbauart geleitet wird, und daß der Auslaßfluß vom Stangenende 24 zum dritten Sitzventil 68 geleitet wird, und darüber zur Auslaßleitung 82.
Auf den Empfang des zweiten Steuersignals 70 durch die ersten und vierten Kontroller 164A, 170A hin werden die ersten und vierten Sitzventile 164, 170 geöffnet, was gestattet, daß unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Pumpe 12 zum Stangenende 24 des ersten Hydraulikzylinders 16 geleitet wird, und daß der Rückfluß davon zum vierten Sitzventil 170 geleitet wird, und darüber zur Auslaßleitung 82. Wenn die zweiten und dritten Sitzventile 166, 168 vom ersten Steuersignal 66 geöffnet werden, das zu den zweiten und dritten Kontrollern 166A, 168A geleitet wird, bleiben die ersten und vierten Sitzventile geschlossen, und zwar aufgrund der Abwesenheit eines Steuersignals, das zu den ersten und vierten Kontrollern 164A, 170A geleitet wird. Genauso bleiben in ähnlicher Weise, wenn die ersten und vierten Sitzventile 164, 170 geöffnet sind, die zweiten und dritten Sitzventile 166, 168 geschlossen. Es sei bemerkt, daß ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen, wenn ein Wegeventil der Sitzbauart zur Verwendung in der in Figur 2 dargestellten Anordnung erwünscht ist, die Sitzventile elektrisch und nicht hydraulisch gesteuert werden.
Die Auslaßdrucksteuerung 184 des Strömungsmittelsysterns 10, wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen dargestellt, weist eine Anordnung auf, die Kavitation in den ersten und zweiten Hydraulikzylindern 16, 18 während des Absenkens der Hilfslast W&sub1;, W&sub2; eliminiert. Die Eliminierung der Kavitation in den Hydraulikzylindern 16, 18 und das Zufügen eines positiven Druckes darin sorgt für bessere Steifigkeit in den Hydraulikzylindern während des Betriebes. Diese Steifigkeit eliminiert sowohl Zeitverzögerung im System, als auch die Möglichkeit von Lastrückspringen bzw. einer Rückbewegung der Last, sobald die Last W&sub1;/W&sub2; die Widerstandsposition erreicht.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Auslaßdrucksteuerung (184), die zur Verwendung in einem Strömungsmittelsystem (10) geeignet ist, und zwar mit einem Strömungsmittelmotor (16), der alternativ einer Ein-Richtungs-Positivlast (W1) und einer Ein-Richtungs- Negativlast (W1) unterworfen ist, wobei das Strömungsmittelsystem (10) eine Pumpe (12), ein Reservoir bzw. einen Tank (14) und ein Wegeventil (20) aufweist, das betätig bar ist, um selektiv bzw. wahlweise den Strömungsmittelmotor (16) mit der Pumpe (12) und dem Resevoir (14) zu verbinden, wobei die Auslaßdrucksteuerung (184) folgendes vorsieht:

Auslaßsammelleitungsmittel (80), die zwischen dem Wegeventil (20) und dem Reservoir (14) angeordnet sind;

Anti-Kavitations-Ventilmittel (109), die zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Strömungsmittelmotor (16) angeordnet sind;

Mittel (50) zu Erzeugen eines ersten Steuersignals (64), um durch das Wegeventil (20) die Bewegung der Ein- Richtungs-Positivlast (W&sub1;) zu steuern, und zum Erzeugen eines zweiten Steuersignais (68), um durch das Wegeventil (20) die Bewegung der Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub1;) zu steuern; und

wobei die Auslaßsammelleitungsmittel (80) zweite Auswahlmittel (88) besitzen, zum Unterdrucksetzen der Auslaßsammelleitungsmittel (80), während der Steuerung der Ein-Richtungs-Negativlast (W), und um die Auslaßsamrnelleitungsmittel (80) vom Druck zu entlasten, und zwar während der Steuerung der Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub1;), wobei die Auswahlmittel (88) auf die ersten und zweiten Steuersignale (64, 68) ansprechen.

2. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 1, wobei die Auswahlmittel (88) Druckbegrenzungs- und Entlastungsmittel (90) aufweisen.

3. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 2, wobei die Druckbegrenzungs- und Entlastungsmittel (90) Steuermittel (96) aufweisen zum Unterbrechen der Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) und zwar während der Steuerung der Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub1;).

4. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 3, wobei die Steuermittel (96) die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) öffnen, und zwar während der Steuerung der Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub1;).

5. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 4, wobei die Steuermittel (96) auf eines der ersten und zweiten Steuersignale (64, 68) ansprechen.

6. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 5, wobei die Druckbegrenzungs- und Entlastungsmittel (90) Druckbegrenzungsmittel (92) aufweisen.

7. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei die Druckbegrenzungsmittel (92) ein Druckbegrenzungsventil (94) sind.

8. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei die Steuermittel (96) ein normalerweise geöffnetes Entlastungsventil (98) aufweisen.

9. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 8, wobei das normalerweise geöffnete Entlastungsventil (98) in die geöffnete Position federvorgespannt ist, und in die geschlossene Position beweglich ist, und zwar ansprechend auf das zweite Steuersignal (68).

10. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 9, wobei der Strömungsmittelmotor (16) ein Hydraulikzylinder ist, und wobei das normalerweise geöffnete Entlastungsventil (98) ein Gehäuse (100) aufweist, und zwar mit einem Kolben (102), der darin gleitend angeordnet ist, und ansprechend auf den Empfang des zweiten Steuersignals (68) betätigbar ist, um selektiv die Verbindung von Strörnungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) zu unterbrechen.

11. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei das Strömungsmittelsystem (10) einen zweiten Strömungsmittelmotor (18) besitzt, der alternativ einer zweiten Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub2;) und einer zweiten Ein- Richtungs-Negativlast (W&sub2;) unterworfen ist, und mit einem zweiten Wegeventil (22), das betätigbar ist, um selektiv den zweiten Strömungsmittelmotor (18) mit der Pumpe (12) und dem Reservoir (14) zu verbinden, und wobei die Aus laßsammelleitungsmittel (80) zwischen dem zweiten Wegeventil (22) und den Reservoir (14) angeordnet sind, wobei die zweiten Anti-Kavitations-Ventilmittel (110) zwischen dem Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem zweiten Strömungsmittelmotor (18) angeordnet sind, wobei zweite Mittel (52) vorgesehen sind zum Erzeugen eines dritten Steuersignals (72), um durch das zweite Wegeventil (22) die Verschiebung der zweiten Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub2;) zu steuern, und zum Erzeugen eines vierten Steuersignals (76), um durch das zweite Wegeventil (22) die Verschiebung der zweiten Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub2;) zu steuern, wobei die Steuermittel 96 auf eines der dritten und vierten Steuersignale (72, 76) ansprechen, um die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir bzw. Tank (14) zu unterbrechen, und zwar während der Steuerung der zweiten Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub2;)

12. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 11, wobei die Steuermittel (96) die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) öffnen, und zwar während der Steuerung der zweiten Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub2;).

13. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 12, wobei die Steuermittel (96) auf das vierte Steuersignal (76) ansprechen.

14. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 13, wobei die Steuermittel (96) ein normalerweise geöffnetes Entlastungsventil (98) aufweisen.

15. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 14, wobei das normalerweise geöffnete Entlastungsventil (98) in die offene Position federvorgespannt ist, und in die geschlossene Position beweglich ist, und zwar ansprechend auf die zweiten oder vierten Steuersignale (68, 76).

16. Ausiaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 15, wobei die ersten und zweiten Strömungsmittelmotoren (16, 18) Hydraulikzylinder sind, und wobei das normalerweise geöffnete Entlastungsventil (98) ein Gehäuse (100) aufweist, und zwar mit einem ersten Kolben (102), der darin gleitend angeordnet ist, und betätigbar ansprechend auf den Empfang des zweiten Steuersignals (68), um selektiv die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) zu unterbrechen, und mit einem zweiten Kolben (104), der gleitend im Gehäuse (100) benachbart zum ersten Kolben (102) angeordnet ist, und ansprechend auf den Empfang des vierten Steuersignals (76) betätigbar ist, um den ersten Kolben (102) zu bewegen, um die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) zu unterbrechen.

17. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Erzeugungsmittel (50, 52) hydraulische Signalgeneratoren bzw. Signalzeuger (54, 56) sind, die mit einer Quelle (58) von unter Druck gesetztem Strömungsmittel verbunden sind, und wobei die ersten und zweiten Wegeventile (20, 22) durch hydraulische Steuersignale betätigt werden.

18. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Erzeugungsmittel (50, 52) elektrische Signalgeneratoren (54', 56') sind, die mit einer Quelle (130) von elektrischer Energie verbunden sind, und wobei die ersten und zweiten Wegeventile (20', 22') durch elektrische Steuersignale betätigt werden.

19. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Wegeventile (20, 22) Ventile der Kolbenbauart bzw. Kolbenventile sind.

20. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 16, wobei die ersten und zweiten Wegeventile (20, 22) Ventile (161) der Sitzbauart bzw. Sitzventile sind.

21. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei die Steuermittel (96) ein normalerweise geschlossenes Entlastungsventil (116) aufweisen.

22. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 21, wobei das normalerweise geschlossene Entlastungsventil (116) in die geschlossene Position federvorgespannt ist, und in die offene Position ansprechend auf das erste Steuersignal (64) beweglich ist.

23. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 22, wobei das normalerweise geschlossene Entlastungsventil (116) ein Gehäuse (118) aufweist, und zwar mit einem Kolben (120), der darin gleitend angeordnet ist, und der ansprechend auf den Empfang des ersten Steuersignals (64) betätigbar ist, um selektiv die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Tank (14) zu öffnen.

24. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 23, wobei das Strömungsmittelsystem (10) einen zweiten Strömungsmittelmotor (18) der Zylinderbauart besitzt, der alternativ einer zweiten Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub2;) und einer zweiten Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub2;) unterworfen ist, und ein zweites Wegeventil (22), das betätigbar ist, um selektiv den zweiten Strömungsmittelmotor (18) mit der Pumpe (12) und dem Tank (14) zu verbinden, und wobei die Auslaßsammelleitungsmittel (80) zwischen dem zweiten Wegeventil (22) und dem Reservoir (14) angeordnet sind, wo bei zweite Anti-Kavitations-Mittel (110) zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem zweiten Strömungsmittelmotor (18) angeordnet sind, wobei zweite Mittel (52) vorgesehen sind zum Erzeugen eines dritten Steuersignais (72), um durch das zweite Wegeventil (22) die Verschiebung der zweiten Ein-Richtungs-Positivlast (W&sub2;) zu steuern, und zum Erzeugen eines vierten Steuersignals (76), um durch das zweite Dichtungssteuerventil (22) die Verschiebung der zweiten Ein-Richtungs-Negativlast (W) zu steuern, wobei die Steuermittel (96) auf eines der dritten und vierten Steuersignale (72, 76) ansprechen, um die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Tank (14) zu öffnen, und zwar während der Steuerung der zweiten Ein- Richtungs-Positivlast (W&sub2;).

25. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 24, wobei die Steuermittel (96) die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) unterbrechen, und zwar während der Steuerung der zweiten Ein-Richtungs-Negativlast (W&sub2;).

26. Auslaßdrucksteuermittel (184) nach Anspruch 25, wobei ein zweiter Kolben (122) gleitend im Gehäuse (118) angeordnet ist, und zwar benachbart zum ersten Kolben (120), und ansprechend auf den Empfang des dritten Steuersignals (72) betätigbar ist, um den ersten Kolben (120) zu bewegen, um die Verbindung von Strömungsmittelfluß zwischen den Auslaßsammelleitungsmitteln (80) und dem Reservoir (14) zu öffnen.

27. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 26, wobei die ersten und zweiten Strömungsmittelmotoren (16, 18) Hydraulikzylinder sind.

28. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei die Erzeugungsmittel (50) ein Hydrauliksignalgenerator (54) sind, der mit einer Quelle (58) von unter Druck gesetzten Strömungsmittel verbunden ist, und wobei das Wegeventil (20) durch hydraulische Steuersignale betätigt wird.

29. Auslaßdrucksteuerung (184) nach Anspruch 6, wobei die Erzeugungsmittel (50) ein elektrischer Signalgenerator (54') sind, der mit einer Quelle (130) von elektrischer Energie verbunden ist, und wobei das Wegeventil (20') durch elektrische Steuersignale betätigt wird.