DE69822109T2

DE69822109T2 - Hydraulisches Regelventilsystem mit Lastmeldung und Vorrang

Info

Publication number: DE69822109T2
Application number: DE69822109T
Authority: DE
Inventors: Eric P. Hamkins
Original assignee: Husco International Inc
Current assignee: Husco International Inc
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: EP0926349B1; CN1166866C; EP0926349A3; EP0926349A2; JP3162344B2; CN1224808A; KR100292545B1; DE69822109D1; CA2255991C; US5950429A; JPH11247802A; KR19990063096A; CA2255991A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung, die hydraulisch betriebene Maschinen steuert, und im besonderen auf druckkompensierte Ventile, wobei ein bestimmter Differentialdruck aufrecht zu erhalten ist, um eine gleichförmige Strömungsrate zu erzielen.
Hintergrund der Erfindung
Die Geschwindigkeit eines hydraulisch getriebenen Arbeitselementes einer Maschine hängt ab von der Querschnittsfläche der hauptsächlichen verengten Öffnungen des hydraulischen Systems und dem Druckabfall über diese Öffnungen. Um die Steuerung zu erleichtern, sind druckkompensierende hydraulische Steuersysteme entworfen worden, um einen angenähert konstanten Druckabfall über diese Öffnungen aufrecht zu erhalten. Diese herkömmlichen Steuersysteme umfassen Erfassungsleitungen, die den Druck an den Ventilarbeitsöffnungen auf einen Steuereingang einer hydraulischen Pumpe mit variabler Verdrängung übertragen, die das unter Druck stehende hydraulische Fluid in dem System zuführt. Oft wird der größte der Arbeitsdrücke für verschiedene Arbeitselemente ausgewählt, um diesen an den Pumpensteuereingang anzulegen. Die sich ergebende Selbstjustierung des Pumpenausganges stellt einen in etwa konstanten Druckabfall über jede Steueröffnung bereit, deren Querschnittsfläche gesteuert werden kann durch die Bedienungsperson der Maschine. Dies erleichtert die Steuerung, da, wenn der Druckabfall konstant gehalten wird, die Geschwindigkeit der Bewegung eines jeden Arbeitselementes bestimmt wird, nur durch die Querschnittsfläche der entsprechenden Öffnung. Hydraulische Systeme diesen Typs werden beschrieben in den amerikanischen Patenten 4 693 272 und 5 579 642.
Bei diesem Typ eines Systems erhalten alle Lasten den gleichen Versorgungsdruck. Wenn die maximale Strömungskapazität der Pumpe erreicht ist, wird die Fluidversorgung aller Aktuatoren verringert. Wenn jedoch die maximale Pumpenkapazität erreicht ist, ist es bei manchen Anwendungen erstrebenswert, eine Strömung so groß wie möglich aufrecht zu erhalten an bestimmten Aktuatoren, auch auf Kosten einer größeren Strömungsreduktion an den anderen Aktuatoren. Beispielsweise versorgt die Pumpe bei einem industriellen LkW einen Lasthebemechanismus sowie hydraulische Motoren, die die Räder antreiben. Wenn der Fahrer versucht schwere Lasten zu heben während sich der Kraftwagen nach vorn bewegt, kann die maximale Pumpenströmungskapazität erreicht werden, wodurch sich die Vorwärtsbewegung verlangsamt. In dieser Situation bevorzugt man die Vorwärtsgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten und die Last zu heben, um welches Ausmaß dies auch erreicht werden kann, ohne die Vorwärtsbewegung des Industrie-LkW's zu beeinflussen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Steuerventilanordnung bereitzustellen, die hydraulisches Fluid auf einer Prioritätsbasis bestimmten Arbeitsöffnungen zuführt, wenn die Pumpenausgangskapazität erreicht worden ist.
Diese und weitere Aufgaben werden gelöst durch eine Ventilanordnung, die eine Reihe von Ventilabschnitten aufweist zur Steuerung der Strömung des hydraulischen Fluids, welches von einem Tank einer Mehrzahl von Aktuatoren durch eine Pumpe zugeführt wird. Die Pumpe ist von einem Typ, welcher einen Ausgangsdruck erzeugt, der um ein konstantes Ausmaß größer ist als der Druck bei einem Steuereingang.
Jeder Ventilabschnitt besitzt eine Arbeitsöffnung, an welche einer der Aktuatoren angeschlossen ist, sowie eine Dosieröffnung, durch welche das Hyd- Hydraulikfluid zu der Arbeitsöffnung strömt. Die Ventilanordnung umfaßt einen Mechanismus, welcher den größten Druck unter all den Arbeitsöffnungen der Ventilanordnung erfaßt, um einen ersten lastabhängigen Druck bereit zu stellen. Ein Isolator ist in die Ventilanordnung eingeschlossen und spricht auf ein Differential an zwischen dem Pumpenausgangsdruck und einer Summe des ersten lastabhängigen Druckes plus einem vordefinierten Versatzdruck durch Erzeugung eines zweiten lastabhängigen Druckes.
Jeder Ventilabschnitt umfaßt auch ein Druckkompensierungsventil mit einer variablen Öffnung, durch welche das Fluid zum Aktuator strömt, der diesem Ventilabschnitt zugeordnet ist. Das Druckkompensierungsventil besitzt einen ersten Eingang, der mit der Dosieröffnung in Verbindung steht, sowie einen zweiten Eingang. Das Druckkompensierungsventil spricht auf den Druck an am ersten Eingang, welcher größer ist als der Druck an der zweiten Kammer durch Vergrößern der variablen Öffnung und spricht auf den Druck an der zweiten Kammer an, welcher größer ist als der Druck an dem ersten Eingang durch Reduzieren der variablen Öffnung.
Bestimmte Aktuatoren werden als Prioritätseinrichtungen in Betracht gezogen, während andere als Nichtprioritätseinrichtungen angesehen werden, da es erstrebenswert ist zu versuchen, einen uneingeschränkten Betrieb der Prioritätsaktuatoren aufrecht zu erhalten, unter allen Bedingungen, auch wenn dies ein Reduzieren des Fluidstromes zu den Nichtprioritätsaktuatoren erfordert. Bis dahin empfängt die zweite Kammer des Druckkompensierungsventils, welches in jedem Ventilabschnitt einem Prioritätsaktuator zugeordnet ist, den ersten lastabhängigen Druck und die zweite Kammer des Druckkompensierungsventils in jedem Ventilabschnitt, welcher einem Nichtprioritätsaktuator zugeordnet ist, ist an den Auslaß des Isolators angeschlossen und erhält den zweiten lastabhängigen Druck.
Das System ist derart aufgebaut, daß dann, wenn die Pumpe bei ihrer maximalen Strömungskapazität arbeitet, der erste lastabhängige Druck geringer ist als der zweite lastabhängige Druck. Als Konsequenz erscheint ein größerer Druckabfall über die Dosieröffnung in den Ventilabschnitten, die Prioritätsaktuatoren zugeordnet sind, als über die Ventilabschnitte auftritt, die den Nichtpriori tätsaktuatoren zugeordnet sind. Somit strömt das Fluid zu den Prioritätsaktuatoren, wenn die Pumpe bei maximaler Strömungskapazität arbeitet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm eines Hydrauliksystems mit einer Mehrventilanordnung, welche in die vorliegende Erfindung eingeschlossen ist;
2 ist eine Querschnittsansicht durch einen Abschnitt der Mehrventilanordnung, die dargestellt ist schematisch angeschlossen an eine Pumpe, einen Tank und einen Lastzylinder und
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Ventilabschnittes, welcher Details eines Druckkompensierungsrückschlagventils darstellt.
Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 umfaßt ein Hydrauliksystem 10 eine Mehrventilanordnung 12, die die Bewegung von hydraulisch angetriebenen Arbeitselementen einer Maschine steuert, wie etwa Radmotoren und Hebemechanismen eines industriellen Lastwagens. Der physikalische Aufbau der Ventilanordnung 12 umfaßt mehrere individuelle Ventilabschnitte 13, 14 und 15, die Seite an Seite angeschlossen sind an einen Endabschnitt 16. Ein vorgegebener Ventilabschnitt 13, 14 oder 15 steuert den Fluß des hydraulischen Fluid von einer Pumpe 18 zu mehreren Aktuatoren 20, 21 und 22 und den Rückführungsstrom des Fluid zu einem Reservoir oder Tank 19. In dem beispielhaften System 10 handelt es sich bei den Aktuatoren 20 und 21 um Hydraulikmotoren, die die Räder eines industriellen Lastwagens antreiben, und der Aktuator 22 ist ein Zylinder 23 und ein Kolben 24, die eine Last, welche von dem Lastwagen transportiert wird, anheben oder absenken. Der Ausgang der Pumpe 18 ist geschützt durch ein Überdruckventil 11.
Die Pumpe 18 befindet sich typischerweise entfernt von der Ventilanordnung 12, wobei der Pumpenauslaß durch eine Versorgungsleitung oder einen Schlauch 30 an eine Versorgungspassage 31 angeschlossen ist, die sich durch die Ventilanordnung 12 erstreckt. Die Pumpe 18 ist vom variablen Verdrängertyp, deren Ausgangsdruck ausgelegt ist als Summe des Drucks an jeder Verdrängersteuerungsöffnung 32 plus einem konstanten Druck, der bekannt ist als "Randdruck". Die Steueröffnung 32 ist an eine Lasterfassungspassage 34 angeschlossen, welche sich durch die Abschnitte 13–15 der Ventilanordnung 12 erstreckt. Eine Reservoirpassage 36 erstreckt sich ebenfalls durch die Ventilanordnung 12 und ist an den Tank 19 angekoppelt. Der Endabschnitt 16 der Ventilanordnung 12 enthält Öffnungen für den Anschluß der Versorgungspassage 31 zur Pumpe 18 und der Reservoirpassage 36 zum Tank 19.
Um das Verständnis der Erfindung, die hier beansprucht wird, zu erleichtern, ist es nützlich, die Grundfluidströmwege zu beschreiben in Bezug auf einen der Ventilabschnitte 15 bei der dargestellten Ausführungsform. Jeder der Ventilabschnitte 13–15 in der Anordnung 12 arbeitet ähnlich und die folgende Beschreibung ist hierauf anwendbar.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 besitzt jeder Ventilabschnitt, wie etwa der Abschnitt 15, einen Körper 40 sowie eine Steuerspule 42, über welche eine Bedienungsperson innerhalb einer Bohrung in dem Körper in jeder hin- und hergehenden Richtung eine Bewegung zu erzeugen vermag durch den Betrieb eines Steuerelementes, welches hiermit in Verbindung steht, jedoch hier nicht dargestellt ist. In Abhängigkeit auf welche Weise die Spule 42 bewegt wird, wird Hydraulikfluid zur unteren Kammer 26 oder zur oberen Kammer 28 eines Zylindergehäuses 23 gerichtet, wodurch der Kolben 24 nach oben bzw. nach unten getrieben wird. Das Ausmaß, mit welchem die Bedienungsperson die Steuerspule 42 bewegt, bestimmt die Geschwindigkeit eines Arbeitselementes, welches mit dem zugeordneten Aktuator 22 verbunden ist.
Die Bezugnahme hier auf Richtungsbeziehungen und Bewegungen, wie etwa oben und unten oder auf und nieder, beziehen sich auf die Beziehung und Bewegung der Komponenten in der Orientierung, wie sie in den Zeichnungen erläutert ist, wobei es sich nicht um die Orientierung der Komponenten in einer speziellen Anwendung handeln muß.
Zum Anheben des Kolbens 24 bewegt die Bedienungsperson die Steuerspule 42 nach links in der Orientierung, wie sie in 2 illustriert ist. Dies öffnet Passagen, die es der Pumpe 18 gestatten (unter Steuerung des Lasterfassungsnetzwerkes, welches später noch zu beschreiben ist), um Hydraulikfluid von dem Tank 19 abzuziehen und das Fluid durch die Pumpenausgangsleitung 30 in eine Versorgungspassage 31 in den Körper 40 hineinzutreiben. Von der Versorgungspassage 31 durchläuft das Hydraulikfluid eine Dosieröffnung, die durch eine Kerbe 44 der Steuerspule 42 gebildet wird, durch die Beschickungspassage 43 und durch eine variable Öffnung 46, die in einem Kompensierungsrückschlagventil 48 ausgebildet ist. Im offenen Zustand des Druckkompensierungsrückschlagventils 48 durchläuft das Hydraulikfluid eine Brückenpassage 50, eine Passage 53 der Steuerspule 42 und dann durch die Arbeitsöffnungspassage 52, den Ausschnitt der Arbeitsöffnung 54 und in die untere Kammer 26 des Zylindergehäuses 23. Der Druck, der somit auf die Unterseite des Kolbens 24 übertragen wird, bewirkt, daß dieser nach oben bewegt wird, wodurch Hydraulikfluid aus der oberen Kammer 28 in das Zylindergehäuse 23 gedrückt wird. Dieses austretende Hydraulikfluid strömt in eine weitere Arbeitsöffnung 56, durch die Arbeitspassage 58, die Steuerspule 42 über die Passage 59 und dann die Reservoirpassage 36, die an dem Fluidtank 19 angekoppelt ist.
Um den Kolben 24 nach unten zu bewegen, bewegt die Bedienungsperson die Steuerspule 42 nach rechts, welche eine entsprechende Gruppe von Passagen öffnet, so daß die Pumpe 18 Hydraulikfluid in die obere Kammer 28 drückt und Fluid aus der unteren Kammer 26 des Zylinders 23 herausdrückt, wodurch der Kolben 24 nach unten bewegt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Druckkompensationsmechanismus der Mehrventilanordnung 12, die den Druck erfaßt an den betriebenen Arbeitsöffnungen in jedem Ventilabschnitt 13–15, und wählt den größten derjenigen Arbeitsdrucke aus. Der ausgewählte Druck wird eingesetzt, um den lastabhängigen Druck abzuleiten, der an die Verdrängungssteueröffnung 32 der Hydraulikpumpe 18 angelegt wird. Diese Auswahl wird durchgeführt durch eine aneinander angeschlossene Reihe von Federventilen 60, von denen sich jedes in einem anderen Ventilabschnitt 13 und 14 befindet. Die Eingänge zum Federventil 60 in einem jeden dieser Abschnitte 13 und 14 sind (a) die Brückpassage 50 über die Federventileinlaßpassage 62 und (b) die Federventilkopplungspassage 64 von dem stromaufwärtigen Ventilabschnitt 14 bzw. 15. Die Brückenpassage 50 erkennt den Druck an der jeweils angeschlossenen Arbeitsöffnung 54 oder 56 in dem speziellen Ventilabschnitt oder den Druck der Reservoirpassage 36, wenn sich das Steuerventil 42 in der neutralen Position befindet. Jedes Federventil 60 arbeitet zur Übertragung den größeren der Drucke an den Eingängen (a) und (b) über dessen Ventilabschnittskopplungspassage 64 zum Federventil des benachbarten stromabwärtigen Ventilabschnittes. Somit ist der Kopplungsdruck an der Kopplungspassage 64 des am weitesten stromabwärtigen Abschnittes 13 in der Ventilkette der größte der Arbeitsdrucke und wird hier als erster lastabhängiger Druck bezeichnet.
Es ist herauszustellen, dass der am weitesten stromaufwärtige Ventilabschnitt 15 in der Kette kein Federventil 60 besitzen muß, da nur sein Lastdruck zum nächsten Ventilabschnitt 14 über die Kopplungspassage 64 geführt wird. Alle Ventilabschnitte 13 bis 15 sind jedoch identisch im Hinblick auf die Ökonomie der Herstellung. Der Endabschnitt 16 umfaßt ein Überdruckventil 61, welches das Auftreten eines exzessiven Druckes in der Kopplungspassage 64 des letzten stromabwärtigen Ventilabschnittes 13 zum Tank 19 verhindert.
Die Federkopplungspassage 64 des am weitesten stromabwärtigen Ventilabschnittes 13 in der Kette der Federventile 60 kommuniziert mit dem Eingang 68 eines Isolators 63 und legt somit den ersten lastabhängigen Druck an diesen Eingang. Der Isolator 63 umfaßt ein Ventilelement 70, welches in einer Bohrung hin- und hergeleitet, in welche sich der Eingang 68 öffnet auf einer Seite des Ventilelementes, so dass der größte aller angeschlossenen Arbeitsdrucke in der Ventilanordnung 12 das Ventilelement 70 in eine erste Richtung in der Bohrung drückt. Eine Feder 65 übt einen Federdruck aus, welcher ebenfalls das Ventilelement 70 in eine erste Richtung drückt. Der Pumpenausgangsdruck wird an die andere Seite 67 des Isolators gelegt und drückt das Ventilelement 70 in eine entgegengesetzte zweite Richtung. Wenn der Pumpenausgangsdruck geringer ist, als die Summe der größten angeschlossenen Arbeitsdrucke plus dem Federdruck, wird das Ventilelement 70 in die erste Richtung gedrückt, um eine Verbindung herzustellen zwischen der Erfassungspassage 34 über den Isolatorauslaß 70 und der Pumpenausgangsversorgungspassage 31. Wenn andererseits der Pumpenausgangsdruck größer ist als die Summe der größten angeschlossenen Arbeitsöffnungsdrucke plus den Federdruck, bewegt sich das Isolatorventilelement 70 in die zweite Richtung und stellt eine Verbindung her zwischen der Lasterfassungspassage 34 und dem Tank 19. Dieser Betrieb des Isolatorventilelementes 70 legt entweder den Pumpenausgangsdruck oder den Druck im Tank 19, von dem man ausgeht, dass er Null ist, an den Isolatorausgang 70 in Abhängigkeit von dem Druckdifferential zwischen den beiden Seiten des Ventilelementes 70. Als Ergebnis tendiert das Isolatorventilelement 70 jederzeit zu einer Gleichgewichtsposition, bei welcher ein weiter lastabhängiger Druck der am Isolatorauslaß 72 erzeugt wird, eine Funktion ist des ersten lastabhängigen Druckes. Der erste und der zweite lastabhängige Druck sind nicht gleich als Ergebnis des signifikanten Druckes, der durch die Feder 65 ausgeführt wird. Unter normalen Betriebsbedingungen hebt und senkt der Isolator 63 den Pumpenausgangsdruck, um den größten angeschlossenen Arbeitsdruck plus den Druck der Feder 65 auszugleichen.
Wie zuvor ausgeführt, durchläuft das Hydraulikfluid in jedem Ventilabschnitt 13 bis 15 zwischen dem Pumpenauslaß und der angeschlossenen Arbeitsöffnung durch ein Druckkompensationsrückschlagventil 48. Unter Bezugnahme auf 3 umfaßt dieses Rückschlagventil 48 eine Spule 80, sowie einen Kolben 82, welche ein Ventilelement bilden, welches die Ventilbohrung 84 in eine erste Kammer 86 in Verbindung mit der Beschickungspassage 43 und eine zweite Kammer 88 unterteilt.
Die Spule 80 ist schalenförmig ausgebildet, wobei ein offenes Ende mit der Beschickungspassage 43 kommuniziert, wobei eine Nut in ihrer Lippe ausgebildet ist, so daß Fluid von dieser Passage in das Innere der Spule strömen kann, auch wenn sie am Ende der Bohrung 84 anliegt. Die Spule 80 besitzt eine zentrale Ausnehmung 90 mit seitlichen Öffnungen 92 in einer Seitenwand, die zusammen einen Weg durch den Kompensator 48 bilden zwischen der Beschi ckungspassage 43 und der Brückenpassage 50, wenn sich das Ventil in dem dargestellten Zustand befindet. Die variable Öffnung 46 wird gebildet durch die relative Position zwischen den seitlichen Öffnungen 92 der Spule 80 und einer Öffnung des Körpers 40, um die Passage 50 zu überbrücken. Wenn die Spule 80 an das obere Ende der Bohrung 84 anstößt, ist die variable Öffnung 46 vollständig geschlossen. Somit ändert die Bewegung der Spule 80 die Größe der variablen Öffnung.
Der Kolben 83 besitzt ebenfalls eine Schalenform, wobei das offene Ende dem geschlossenen Ende der Spule 80 zugewandt ist und eine Zwischenausnehmung 94 bildet zwischen dem geschlossenen Ende der Spule und dem Kolben. Die äußere Kante 98 des geschlossenen Endes der Spule 80 ist abgeschrägt, so daß die Zwischenausnehmung 94 stets in Kommunikation mit der Brückenpassage 50 steht, auch wenn der Kolben 82 an die Spule 30 anstößt, entsprechend der Darstellung in 3. Eine Feder 96, die sich in der Zwischenausnehmung 94 befindet, übt eine relativ schwache Kraft aus, die die Spule 80 und den Kolben 82 voneinander trennt, wenn das System nicht unter Druck steht.
Die zweite Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 ist entweder an die Lasterfassungspassage 34 oder den Eingang 68 des Isolators 63 angeschlossen in Abhängigkeit von der Konfiguration des speziellen Ventilabschnittes 13–15, entsprechend der Darstellung in 1. Im besonderen sind bestimmte Ventilabschnitte 13 und 14 ausgelegt zur Steuerung von Prioritätsaktuatoren, während der Ventilabschnitt 15 einen Nichtprioritätsaktuator steuert. Wenn der Fluidbedarf die maximale Strömungskapazität der Pumpe überschreitet, muß ein Prioritätsaktuator so viel wie möglich des verfügbaren Hydraulikfluidstromes erhalten, um den Aktuatorbetrieb aufrecht zu erhalten, auch auf Kosten einer größeren Reduktion der Strömung zu den Nichtprioritätsaktuatoren. Eine Nichtprioritätsfunktion ist eine solche, die einen verminderten Fluidstrom erhalten kann bei einem Versuch, um den Normalbetrieb eines Prioritätsaktuators aufrecht zu erhalten. Beispielsweise kann der Antrieb der Räder eines industriellen Lastwagens über Motoren 20 und 21 als Prioritätsfunktion ausgelegt sein, so daß dann, wenn die Bedienungsperson eine schwere Last anhebt während sich der Lastwagen nach vorn bewegt, die Vorwärtsbewegung nicht nachteilig beeinflußt wird. Somit kann sich das Anheben der Last langsamer vollziehen als beim Normalbetrieb, um die Vorwärtsgeschwindigkeit des Lastwagens aufrecht zu erhalten.
Diese Prioritätszuordnung der Pumpenkapazität wird erzielt durch den Anschluß der zweiten Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 in den Ventilabschnitten 13 und 14 für die Prioritätsaktuatoren an den Eingang 68 des Isolators 63. In dem Ventilabschnitt 15 für einen Nichtprioritätsaktuator 22 steht die zweite Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 in Verbindung mit der Lasterfassungspassage 34.
Als Ergebnis dieser Anschlüsse erhält die zweite Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 in einem Prioritätsventilabschnitt 13 oder 14 den ersten lastabhängigen Druck, d. h. den größten aller angeschlossenen Arbeitsöffnungsdrucke. Diese Anschlüsse legen auch den Druck in der Lasterfassungspassage an die zweite Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 in dem Nichtprioritätsventilabschnitt 15 an. Wenn die maximale Strömungskapazität der Pumpe nicht erreicht ist, erhalten sowohl die Prioritäts- als auch die Nichtprioritätsventilabschnitte 13–15 das volle Ausmaß an Fluid, um ihre entsprechenden Aktuatoren 20–22 mit dem angestrebten Niveau zu betreiben.
Wenn jedoch die Pumpe 19 mit ihrer maximalen Strömungskapazität arbeitet, ist der Druckabfall über die Dosieröffnung 44 in den Ventilabschnitten 13– 15 unterschiedlich in Abhängigkeit davon, ob der Ventilabschnitt für einen Prioritäts- oder einen Nichtprioritätsaktuator da ist. In dieser Situation werden die Prioritätsventilabschnitte 13 und 14 weiter mit dem Normaldruckabfall betrieben (Druck der Isolatorfeder 65) über ihre Dosieröffnungen 44, während der Ventilabschnitt 15 für einen Nichtprioritätsaktuator 22 den künstlich hohen Lasterfassungsdruck besitzt, der an die zweite Kammer seines Druckkompensationsventils 48 angelegt ist. Der niedrigere Druck, der an die zweite Kammer 88 des Druckkompensations-Rückschlagventils 48 in den Prioritätsventilabschnitten 13 und 14 angelegt ist, bewirkt ein größeres Ausmaß an hydraulischem Fluid, welches zu den zugeordneten Aktuatoren 20 und 21 fließt, als dies der Fall ist durch den Nichtprioritätsventilabschnitt 15 zum Aktuator 22. Wenn als Konsequenz die Pumpe 19 bei der maximalen Strömungskapazität arbeitet, wird der Betrieb der Nichtprioritätsaktuatoren ge opfert oder reduziert bei dem Versuch, den Normalbetrieb der Prioritätsaktuatoren aufrecht zu erhalten.
Die vorangehende Beschreibung ist primär gerichtet auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Obwohl einige Aufmerksamkeit auf die verschiedenen Alternativen innerhalb des Rahmens der Erfindung gerichtet wurden, leuchtet ein, daß der Sachverständige auf diesem Gebiet mit großer Wahrscheinlichkeit zusätzliche Alternativen realisieren wird, als sie sich hier aus der Beschreibung der Ausführungsformen ergeben. Beispielsweise kann die Ventilanordnung 10 eine unterschiedliche Anzahl von Prioritäts- und Nichtprioritätsventilabschnitten aufweisen, als sie in 1 dargestellt ist. Dementsprechend wird der Rahmen der Erfindung bestimmt durch die sich anschließenden Ansprüche und ist nicht begrenzt auf die obige Beschreibung.

Claims

Anordnung (12) von Ventilabschnitten (13, 14, 15, 16) zum Steuern des Flusses von Hydraulikfluid, welches eine Pumpe (18), die einen Pumpenausgangsdruck erzeugt, der um einen konstanten Wert größer ist als ein Druck am Steuereingang, von einem Tank (19) zu mehreren Aktuatoren (20, 21, 23) fördert, wobei jeder Ventilabschnitt eine Dosieröffnung (44) aufweist, durch welche das Hydraulikfluid zu einem Arbeitsanschluss fließt, an dem ein Aktuator angeschlossen ist, wobei die Anordnung von Ventilabschnitten von derjenigen Art ist, bei der der größte Druck unter den Arbeitsanschlüssen (54, 56) gemessen wird, um einen ersten lastabhängigen Druck zur Verfügung zu stellen, wobei jeder Ventilabschnitt ebenfalls ein Druckkompensationsventil (48) mit einer veränderbaren Öffnung, durch welche Fluid zu dem einen Aktuator fließt, aufweist, wobei das Druckkompensationsventil (48) einen ersten Eingang, welcher mit der Dosieröffnung (44) verbunden ist, und einen zweiten Eingang aufweist, wobei das Druckkompensationsventil auf einen größeren Druck am ersten Eingang als am zweiten Eingang mit einem Vergrößern der veränderbaren Öffnung reagiert und auf einen größeren Druck am zweiten Eingang als am ersten Eingang mit einem Verkleinern der veränderbaren Öffnung reagiert; gekennzeichnet durch: einen Isolator (63), welcher auf eine Differenz zwischen dem Pumpenausgangsdruck und einer Summe aus erstem lastabhängigen Druck und einem vorbestimmten Druckversatz durch einen zweiten lastabhängigen Druck an einem Ausgang reagiert; und wobei der zweite Eingang des Druckkompensationsventils (48) in wenigstens einem Ventilabschnitt (13, 14, 15, 16) mit dem Ausgang des Isolators (63) verbunden ist, um den zweiten lastabhängigen Druck zu erhalten, und der zweite Eingang des Druckkompensationsventils in wenigstens einem anderen Ventilabschnitt den ersten lastabhängigen Druck erhält, wodurch sich unterschiedliche Abfälle über die Dosieröffnungen (44) der verschiedenen Ventilabschnitte ergeben.
Ventilanordnung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (63) einen Auslass und ein Ventilelement (70) aufweist, welches mittels einer Feder (65), die den vorbestimmten Druckversatz zur Verfügung stellt, in eine erste Richtung vorgespannt ist, wobei der Isolator den größten Druck unter den Arbeitsanschlüssen (54, 56) erhält, was das Ventilelement in eine erste Richtung drückt, was eine Verbindung zwischen dem Pumpenausgangsdruck und dem Ausgang herstellt, und wobei der Isolator ferner den Pumpenausgangsdruck erhält, was das Ventilelement in eine zweite Richtung drückt, was eine Verbindung zwischen dem Tank (19) und dem Ausgang herstellt.
Ventilanordnung (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (63) ferner ein Ventilelement (70) und eine Feder (65) aufweist, welche über einen Eingriff mit dem Ventilelement zusammen wirkt, um den vorbestimmten Druckversatz zur Verfügung zu stellen.
Ventilanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Isolator (63) erzeugte zweite lastabhängige Druck kleiner ist als der erste lastabhängige Druck.
Hydrauliksystem (10), welches einen Tank (19) umfasst, von dem aus eine Pumpe (18) Hydraulikfluid durch mehrere Ventilabschnitte (13, 14, 15, 16) fördert, die Arbeitsanschlüsse (54, 56) aufweisen, die mit mehreren Aktuatoren (20, 21, 23) verbunden sind, wobei jeder Ventilabschnitt eine Dosieröffnung (44) aufweist, durch welche das Hydraulikfluid zu einem der mehreren Aktuatoren fließt, und wobei die Anordnung der mehreren Ventilabschnitte von derjenigen Art ist, bei der der größte Druck unter den Arbeitsanschlüssen einer Leitung (68) zugeführt wird, wobei jeder Ventilabschnitt ferner ein Druckkompensationsventil (48) aufweist, welches ein Ventilelement enthält, das verschiebbar in einer Bohrung angeordnet ist, wodurch an einem Ende der Bohrung eine erste Kammer und an einem gegenüberlie genden Ende der Bohrung eine zweite Kammer ausgebildet ist, wobei die erste Kammer mit der Dosieröffnung (44) verbunden ist, wobei die Bohrung eine Öffnung aufweist, die mit einem der Arbeitsanschlüsse (54, 56) verbunden ist, wobei eine Position des Ventilelements relativ zu der Öffnung eine variable Öffnung ausbildet, durch welche Fluid von der ersten Kammer zu dem einen Arbeitsanschluss zugeführt wird, wobei ein größerer Druck in der ersten Kammer als in der zweiten Kammer die variable Öffnung vergrößert und ein größerer Druck in der zweiten Kammer als in der ersten Kammer die variable Öffnung verkleinert; gekennzeichnet durch: einen Isolator (63) mit einem Ausgang und einem Ventilelement (70), welches mittels einer Feder (65) in eine erste Richtung vorgespannt ist, wobei der Isolator den größten Druck unter den Arbeitsanschlüssen (54, 56) erhält, was das Ventilelement in eine erste Richtung drückt, was eine Verbindung zwischen dem Pumpenausgangsdruck und dem Ausgang herstellt, und wobei der Isolator ferner den Pumpenausgangsdruck erhält, was das Ventilelement in eine zweite Richtung drückt, was eine Verbindung zwischen dem Tank (19) und dem Ausgang herstellt; einen ersten Kanal (72), welcher bei wenigstens einem Ventilabschnitt (15) die zweite Kammer des Druckkompensationsventils (48) mit dem Ausgang des Isolators (63) verbindet; und einen zweiten Kanal, welcher bei wenigstens einem anderen Ventilabschnitt die zweite Kammer des Druckkompensationsventils (48) mit der Leitung (68) verbindet, wodurch sich unterschiedliche Abfälle über die Dosieröffnungen (44) der verschiedenen Ventilabschnitte (13, 14, 15, 16) ergeben.
Hydrauliksystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kette von Wechselventilen (60) zum Auswählen des größten Druckes unter den Arbeitsanschlüssen (54, 56) des Hydrauliksystems vorgesehen ist und ein Ausgang der Kette von Wechselventilen mit der Leitung (68) verbunden ist.
Hydrauliksystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ventilabschnitt ferner ein Wechselventil (60) mit einem Ausgang, einem ersten Eingang, welcher mit einer der Kammern verbunden ist, und ei nem zweiten Eingang, welcher mit dem Ausgang eines Wechselventils in einem anderen Ventilabschnitt des Hydrauliksystem verbunden ist, aufweist.
Hydrauliksystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Druck unter den Arbeitsanschlüssen (54, 56) kleiner ist als der Druck am Ausgang des Isolators (63).