DE9204247U1 - Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an Baumaschinen - Google Patents
Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an BaumaschinenInfo
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Description
Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an Baumaschinen
Die Neuerung betrifft eine lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung
für Arbeitsgeräte an Baumaschinen, Landmaschinen, Flurförderfahrzeugen und dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Antriebsvorrichtungen werden als Mobil hydraulik beispielsweise
in Gradern verwendet und dienen dort zur Betätigung der Schar, des Frontschilds,
des Heckaufreißers und anderen Funktionen.
Das Attribut "lastdruckunabhängig" bezieht sich auf die Verstellgeschwindigkeit
der einzelnen Arbeitsgeräte, die unabhängig von dem Lastdruck der vom gerade zu behandelnden Untergrund auf die Arbeitsgeräte wirkt. Diese
Unabhängigkeit wird durch ein sogenanntes Loadsensing-System erzielt, das im wesentlichen eine zentrale, hydraulisch stellbare Verstellpumpe mit
einem hydraulisch betätigbaren Verstellorgan zur Regelung des Förderdrucks
und eine hydraulische Druckmeldeeinrichtung zur Übertragung des an
einem angesteuerten Arbeitszylinder anstehenden Lastdruckes an das Stellorgan
der Verstellpumpe umfaßt. Diese Druckmeldeeinrichtung übermittelt so den anstehenden Lastdruck an das Stellorgan der Verstellpumpe, die den
entsprechenden Steuerschieber mit einem Förderdruck beaufschlagt, der um einen auslegungsbedingten, konstanten Differenzdruck über dem anstehenden
Lastdruck liegt. Werden mehrere Arbeitszylinder gleichzeitig angesteuert,
so wird über entsprechende Wechsel ventile in den Verzweigungen der Druckmeldeeinrichtung
der höchste anstehende Lastdruck dem Stellorgan der Verstellpumpe gemeldet.
Aufgrund der Ansteuerung des entsprechenden Steuerschiebers mit einem
konstanten Differenzdruck über dem am Arbeitszylinder anstehenden Lastdruck
wird das von dem Arbeitszylinder betätigte Arbeitsgerät mit einer im wesentlichen gleichbleibenden, von der Stellung des Steuerschiebers
abhängigen Geschwindigkeit bewegt, was die Bedienung solcher Arbeitsgeräte wesentlich erleichtert. Darüber hinaus muß die Verstellpumpe aufgrund
des Loadsensing-Systems bei einem vergleichsweise geringen Förderstrombedarf nur mit Teillast betrieben werden, wodurch keine förderstromabhängigen
Verluste auftreten und der Wirkungsgrad der hydraulischen Antriebsvorrichtung erhöht wird.
PAT2263AT
Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtungen mit Loadsensing-Systemen
haben aufgrund der damit verbundenen auslegungsgemäßen Verstellgeschwindigkeit der Arbeitsgeräte allerdings den Nachteil, daß schnellere
Bewegungen der Arbeitsgeräte, wie sie beim Instellungbringen oder Rückführen,
bei Leerhüben oder beim Ausweichen, insbesondere der Arbeitsgeräte, in Gefahrensituationen wünschenswert oder notwendig sind, nicht durchgeführt
werden können. Für eine rasche Reaktion auf einsatzuntypische Vorkommnisse reicht die systembedingte, auslegungsgemäße Verstellgeschwindigkeit
der Arbeitsgeräte nicht aus, was sich z.B. auch beim Ausweichen bzw. Umfahren von Hindernissen, wie Schächten, Randsteinen usw. nachteilig
auf die Arbeitsgeschwindigkeit auswirkt.
Davon ausgehend liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine lastdruckunabhängige,
hydraulische Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unabhängig vom Loadsensing-System eine deutlich höhere
Verstellgeschwindigkeit der Arbeitsgeräte erreicht wird. Es soll also
ein sogenannter "Eilgang" für die Arbeitsgeräte geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches
1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach ist die Erfindung durch den Grundgedanken
verkörpert, daß das Stellorgan der Verstellpumpe unabhängig von der Druckmeldeeinrichtung mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, der
deutlich über dem anstehenden Lastdruck liegt. Damit arbeitet die Verstellpumpe in diesem Betriebszustand mit einem gegenüber dem durch das
Loadsensing-System gegebenen Druck deutlich höheren Förderdruck, so daß ein angesteuerter Arbeitszylinder mit einer entsprechend deutlich vergrößerten
Verstellgeschwindigkeit bewegt wird. Der höhere Steuerdruck kann dabei von einem beliebigen, im hydraulischen System zur Verfügung stehenden
Druckspeicher oder -erzeuger abgenommen werden. Die neuerungsgemäße Antriebsvorrichtung weist demzufolge einen "Eilgang" auf, mit dessen
Hilfe der Maschinenführer auf die eingangs erwähnten einsatzuntypisehen
Vorkommnisse schnell reagieren und die Arbeitsgeräte in kürzerer Zeit in Stellung bringen oder rückführen und insbesondere schnelle Leerhübe ausführen
kann.
Wird das Stellorgan der Verstellpumpe im Eilgang mit einem Steuerdruck
des im Schutzanspruch 2 angegebenen Niveaus bedient, so fördert die Ver-
PAT2263AT
stellpumpe innerhalb ihrer Stellzeit schlagartig mit Maximalnenndruck, so
daß eine maximale Verstellgeschwindigkeit der angesteuerten Arbeitsgeräte erzielt wird.
Anspruch 3 kennzeichnet eine konstruktiv besonders einfache und geschickte
Lösung für die Druckbeaufschlagung des Pumpen-Stellorgans im Eilgang.
Sobald mit Einschalten des Eilgangs das Steuerventil in der Rückkopplungsleitung zwischen dem Förderausgang der Verstellpumpe und deren Stellorgan
geöffnet worden ist, wird der um einen auslegungsbedingten Differenzdruck über dem anstehenden Lastdruck liegende Förderdruck der Pumpe auf deren
Stellorgan gelegt, was wiederum dazu führt, daß der Förderdruck der Pumpe sich erhöht. Durch die Rückkopplung wird die Pumpe also innerhalb ihrer
Stellzeit, die im Bereich von Sekundenbruchteilen liegt, auf Maximai-Nenndruck
gestellt.
Wird das Steuerventil in der Rückkopplungsleitung geschlossen, liegt am
Stellorgan der Förderpumpe wieder der von der Druckmeldeeinrichtung gelieferte
Lastdruck an, so daß das hydraulische System wieder mit lastdruckunabhängiger, durch die Stellung des Steuerschiebers vorgegebener Verstellgeschwindigkeit
der Arbeitszylinder arbeitet.
Durch das nach Anspruch 4 vorgesehene Sperrglied in der Druckmeldeleitung
wird vermieden, daß bei der Betätigung des Eilgangs das unter hohem Druck stehende Druckmittel entgegen der Druckmelderichtung des Loadsensing-Systems
zum Druckmitteltank abfließt.
Bei dem Sperrglied kann es sich vorteilhafterweise um ein Rückschlagventil
(Anspruch 5) oder eine Drossel (Anspruch 6) handeln. Obwohl eine Drossel in ihrer Sperrwirkung keine Vorzugsrichtung hat, ist sie als
entgegen der Druckmelderichtung wirkendes Sperrglied geeignet. Bei wirksamem
Loadsensing-System - also bei inaktivem Eilgang - setzt die Drossel
der ohne nennenswerten Druckmittelfluß stattfindenden Druckweiterleitung
innerhalb der Druckmeldeleitung praktisch keinen Widerstand entgegen. Bei aktiviertem Eilgang reicht die Drosselwirkung aus, um einen nennenswerten
Abfluß von Druckmittel in der Druckmelderichtung entgegengesetzter Richtung
zu unterbinden.
PAT2263AT
Die Ansprüche 7 bis 9 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen von Antriebsvorrichtungen,
bei denen im Zusammenhang mit dem Loadsensing-System Druckwaagen vorgesehen sind, die jeweils einem oder mehreren, zu Blöcken
zusammengefaßten Steuerschiebern der Arbeitszylinder vorgeschaltet sind.
Diese Druckwaagen, deren Steuereingang jeweils mit einem entsprechenden Lastdruck beaufschlagt ist, haben die Funktion, daß an ihrem Ausgang das
Druckmittel lediglich mit einem Druck weitergegeben wird, der um einen auslegungsbedingten Differenzdruck über dem Lastdruck liegt. Werden zwei
Arbeitszylinder gleichzeitig angesteuert, so wird zwar von der Verstellpumpe
Druckmittel mit einem Förderdruck abgegeben, der um den auslegungsbedingten Differenzdruck über dem höheren der an den beiden Arbeitszylindern
anstehenden Lastdrücken liegt, jedoch wird durch die Aktion derjenigen Druckwaage, die dem mit dem niedrigeren Lastdruck beaufschlagten
Arbeitszylinder zugeordnet ist, der Förderdruck der Verstellpumpe auf
einen Wert reduziert, der um den auslegungsbedingten Differenzdruck über dem Lastdruck liegt. Beiden Steuerschiebern wird also der Förderstrom mit
unterschiedlichen Beaufschlagungsdrücken zugeführt, die jedoch beide um einen gleichen Differenzdruck über dem jeweils anstehenden Lastdruck
liegen. Damit werden beide Arbeitszylinder mit der über die Stellung des
entsprechenden Steuerschiebers vorgewählten Verstellgeschwindigkeit betätigt.
Aus der vorstehenden Erläuterung wird deutlich, daß ohne weitere Maßnahmen
der Eilgang bei Hydrauliksystemen mit Druckwaagen wirkungslos wäre,
da diese aufgrund ihrer bestimmungsgemäßen Funktion den erhöhten Förderdruck der Verstellpumpe auf einen Beaufschlagungsdruck reduzieren würden,
der wiederum nur um den auslegungsbedingten Differenzdruck über dem Lastdruck liegt. Es würde also keine Änderung der Verstellgeschwindigkeit
eintreten, wie sie im Eilgang bezweckt ist.
Um dies zu vermeiden, ist nach Anspruch 7 vorgesehen, daß die Steuereingänge
der Druckwaagen ebenfalls mit dem das Stellorgan der Verstellpumpe beaufschlagenden, erhöhten Steuerdruck beaufschlagbar sind. Damit wird
praktisch an den Steuereingängen ein gegenüber dem tatsächlich anstehenden Lastdruck erhöhter Lastdruck simuliert, wodurch die Druckwaagen wirkungslos
bleiben und den vollen Förderdruck der Verstellpumpe über die entsprechenden Steuerschieber zu den Arbeitszylindern durchtreten lassen.
PAT2263AT
Letztere werden also bei ganz geöffnetem Steuerschieber mit der dem maximalen
Förderstrom der Verstellpumpe entsprechenden Verstellgeschwindigkeit betätigt.
Anspruch 8 gibt eine konstruktiv besonders einfache Alternative für die
Druckbeaufschlagung der Druckwaagen-Steuereingänge an.
Durch die im Anspruch 9 angegebenen Maßnahmen wird vermieden, daß im
Eilgangbetrieb Druckmittel unter hohem Druck über die den Druckwaagen zugeordneten Verbindungs- und Druckmeldeleitungen zum Druckmittelreservoir
abfließen kann.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Neuerung sind der nachfolgenden
Beschreibung entnehmbar, in der Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen Schaltbilder dreier neuerungsgemäßer Antriebsvorrichtungen in unterschiedlichen Ausführungsformen.
Figur 1 zeigt eine lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung
mit Loadsensing-System, die beispielsweise zur Betätigung der (nicht dargestellten) Arbeitszylinder an der Schar eines Graders dient. Die
Antriebsvorrichtung umfaßt eine zentrale Verstellpumpe 1, die das Druckmittel von einem Tank 2 als Druckmittelreservoir in die Vorlaufleitung
mit einem regelbaren Förderdruck pp pumpt. Die Verstellpumpe 1 ist herkömmlicher
Bauart. Zur Regelung des Förderdruckes weist sie ein hydraulisch betätigbares Stellorgan in Form eines Druck-Förderstromreglers 4
auf, dessen Steuereingang mit der hydraulischen Druckmeldeeinrichtung 5
verbunden ist. Die Vorlaufleitung 3 verzweigt zu den drei identisch aufgebauten,
üblichen Steuerschiebern 6, die über mechanische Vorrichtungen betätigt werden. Auch eine hydraulische Betätigung ist üblicherweise
möglich.
Versorgungsseitig geht von diesen Steuerschiebern 6 eine in den Tank 2
mündende Rücklaufleitung 7 ab. Von den Steuerschiebern 6 führen weiterhin zwei Verbindungsleitungen 8,9 zu den entsprechenden (nicht dargestellten)
Arbeitszylindern. Diese Verbindungsleitungen 8,9 können mit der Vorlauf-
PAT2263AT
bzw. Rücklaufleitung 3 bzw. 7 je nach gewünschter Betätigungsrichtung des
Arbeitszylinders verbunden werden. Jeder Steuerschieber 6 ist darüber
hinaus mit einem Druckmeldeanschluß 10 versehen, über den jeweils der
verbraucherseitig anstehende Lastdruck bei Betätigung der Steuerschieber 6 abgegriffen werden kann. An die Druckmeldeanschlüsse 10 der Steuerschieber
6 ist die verzweigte Druckmeldeleitung 11 der Druckmeldeeinrichtung 5
angeschlossen, welche Leitung zum Druck-Förderstromregler 4 führt. An den Verzweigungspunkten der Druckmeldeleitung 11 sind Wechsel ventile 12 eingebaut,
mit deren Hilfe bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Steuerschieber 6 der höchste an den Druckmeldeanschlüssen 10 der einzelnen Steuerschieber
6 anstehende Lastdruck p|_$ dem Druck-Förderstromregler 4 als
Steuerdruck zugeführt wird. Die Druckmeldeleitung 11 ist weiterhin über
eine Tankverbindungsleitung 13 mit der Rücklaufleitung 7 verbunden.
Vorstehend beschriebene Loadsensing-Systeme mit Druckmeldeeinrichtungen 6
sind üblicher St.d.T. und werden verbreitet in Mobilhydraulikeinrichtungen
von Baumaschinen, Landmaschinen, Fluförderfahrzeugen und dgl. eingesetzt. Die Einheit aus Verstellpumpe 1, Druck-Förderstromregler 4 und
Druckmeldeeinrichtung 5 hat die Funktion, daß der Förderdruck pp der
Verstellpumpe 1 so eingestellt wird, daß er um einen konstanten, auslegungsmäßigen
Differenzdruck &Dgr; pls über dem höchsten von der Loadsensing-Druckmeldeeinrichtung
5 zum Druck-Förderstromregler 4 gemeldeten Lastdruck pls liegt. ^PlS liegt in der Größenordnung von 10 bis 25 bar.
Damit ist die der Wurzel des Druckunterschiedes >^ P|_s proportionale
Verstellgeschwindigkeit ebenfalls konstant und kann an sich systembedingt
nicht erhöht werden.
Um demgegenüber einen Eilgang zur Verfügung zu haben, ist eine Rückkopplungsleitung
14 zwischen der Vorlaufleitung 3 und der Druckmeldeleitung
11 vorgesehen. In dieser Rückkopplungsleitung 14 sitzt ein Steuerventil 15 zum Öffnen und Schließen dieser Leitung, das elektromagnetisch betätigt
ist. Eine manuelle, hydraulische oder pneumatische Betätigung ist ebenfalls möglich. Mit Hilfe der Rückkopplungsleitung 14 und des Steuerventils
15 kann der Förderausgang der Verstellpumpe 1 direkt mit dem Druck-Förderstromregler 4 der Pumpe 1 verbunden werden. Sobald das Steuerventil
15 auf Durchgang geschaltet ist, steigt der Förderdruck pp der Verstellpumpe 1 innerhalb deren Regelzeit von Sekundenbruchteilen auf den
PAT2263AT
entsprechend der Druckreglereinstellung maximal erreichbaren Höchstdruck,
bei dem es sich in der Regel um den Maximai-Nenndruck der Pumpe 1 handelt. Diese automatische Einstellung beruht auf der Wirkung des Druck-Förderstromreglers
4 der Verstellpumpe 1, nämlich daß der Förderdruck pp
immer um einen auslegungsgemäßen Differenzdruck ^\ p|_$ höher aufgebaut
wird, als der am Druck-Förderstromregler 4 gemeldete Lastdruck
Damit bei Betätigung des Eilgangs und dem damit verbundenen Durchschalten
des Steuerventils 15 kein Druckmittel über die mit dem Systemhöchstdruck beaufschlagte Druckmeldeleitung 11 je nach zufälliger Stellung der Wechselventile
12 über einen der Steuerschieber 6 oder die Tankverbindungsleitung 13 zum Tank 2 hin abfließen kann, ist ein Rückschlagventil 16 in
die Druckmelderichtung D vor dem Einmündungspunkt der Rückkopplungsleitung
14 in die Druckmeldeleitung 11 eingebaut, wobei die Sperrichtung des Rückschlagventils 16 entgegen der Druckmelderichtung D zeigt. Falls der
Eilgang über das Steuerventil 15 nicht betätigt ist, sind die Rückkopplungsleitung
14 und insbesondere das Rückschlagventil 16 wirkungslos, da bei der Loadsensing-Druckmeldung in der Druckmeldeleitung 11 ein Ölstrom
nur von den Steuerschiebern 6 zum Druck-Förderstromregler 4 fließt.
Bei dem Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen Antriebsvorrichtung
gemäß Figur 2 sind zwei getrennte Steuerschieberblöcke 17,18 mit jeweils hydraulisch parallel geschalteten Steuerschiebern 6,6' vorgesehen. Die
Blöcke 17,18 sind jeweils im wesentlichen entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 aufgebaut. Gleiche Bauteile sind mit den gleichen
Bezugszeichen (ggf. unter Hinzufügen eines Apostrophs) versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden lediglich die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1 erläutert:
In erster Linie ist jeder Steuerschieberblock 17,18 eingangsseitig mit
einer Druckwaage 19,19' in der sich verzweigenden Vorlaufleitung 3 versehen. Diese Druckwaagen 19,19' weisen Steuereingänge auf, die mit dem
ausgangsseitig anliegenden Lastdruck beaufschlagt werden. Aufgabe der Druckwaagen 19,19' ist es, den Förderstrom durch die Vorlaufleitung 3
soweit zu drosseln, daß der Druck ausgangsseitig der Druckwaage 19,19' unabhängig vom Eingangsdruck um einen konstanten Differenzdruck über dem
an ihrem Steuereingang anliegenden Lastdruck liegt. Dieser Differenzdruck
PAT2263AT
wird vorzugsweise entsprechend dem auslegungsgemäßen Oifferenzdruck des
Loadsensing-Systems gewählt.
Die Druckmeldeleitung 11 ist entsprechend der Vorlaufleitung 3 ebenfalls
zu den beiden Steuerschieberblöcken 17,18 hin verzweigt (Leitungszweige
11,11'), wobei am Verzweigungspunkt ein weiteres Wechsel ventil 20 angeordnet ist.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind die für die Eilgangsfunktion zuständigen Bauteile variiert. Das Steuerventil ist ein Abzweigventil 21, das die Rückkopplungsleitung 14 seitens des Druck-Förderstromreglers 4 in zwei Teiläste 22,23 aufteilt. Diese münden jeweils, bezogen
auf die Druckmelderichtung D, vor dem Wechselventil 20 in die beiden
Zweige 11,11' der Druckmeldeleitung. Darüber hinaus sind Stichleitungen
24,24' von den beiden Zweigen 11,11' der Druckmeldeleitung zu den Steuereingängen der Druckwaage 19,19' vorgesehen. Bezogen auf die Druckmelderichtung D vor den Abzweigungspunkten der Stichleitungen 24,24' sind
wiederum Rückschlagventile 16,16' vorgesehen.
Bei nichtaktiviertem Eilgang bleiben die Rückkopplungsleitung 14, deren
Teiläste 22,23 und die Rückschlagventile 16,16' wirkungslos. Aufgrund der Wechselventile 12,12' wird der jeweils höchste Lastdruck p|_$ an den Steuerschiebern 6 bzw. 6' in den beiden Zweigen 11,11' der Druckmeldeleitung
weiter gemeldet. Von diesen beiden Drücken wird aufgrund des Wechselventils 20 nur der höhere dem Druck-Förderstromregler 4 zugeführt. Dadurch
wird der Förderdruck pp der Verstellpumpe 1 gegenüber dem höchsten Lastdruck p|_s auf einen um den auslegungsbedingten Differenzdruck &Lgr; pL$
höheren Wert eingestellt. Richtet sich dieser Förderdruck beispielsweise nach einem höheren, an einem Steuerschieber 6 des Steuerschieberblocks 17
anliegenden Lastdruck, so bleibt die Druckwaage 19 in diesem Steuerschieberblock 17 wirkungslos. Der Druckwaage 19' im anderen Steuerschieberblock 18 wird jedoch nur ein geringer Lastdruck über die Stichleitung 24'
gemeldet, so daß diese in Aktion tritt und den eingangsseitig an der Druckwaage 19' anstehenden überhöhten Förderdruck so reduziert, daß ausgangsseitig zu dem entsprechenden Steuerschieber 6' nur ein Förderdruck
ansteht, der um den auslegungsbedingten Differenzdruck über dem Lastdruck liegt. Damit werden bei gleichzeitiger Ansteuerung zweier Steuerschieber
PAT2263AT
6,6' in den beiden Steuerschieberblöcken 17,18 die über die Stellung der
Steuerschieber vorgewählten Verstellgeschwindigkeiten der damit versorgten
Arbeitszylinder gewährleistet.
Bei Betätigung des Eilgangs durch eine entsprechende Ansteuerung des
Abzweigventils 21 wird der Förderdruck der Verstellpumpe 1 über die Rückkopplungsleitung
14, die beiden Teiläste 22,23 und den zum Druck-Förderstromregler 4 führenden Abschnitt der Druckmeldeleitung 11 auf den
Druck-Förderstromregler 4 gegeben, so daß die Verstellpumpe 1 - wie beschrieben - innerhalb ihrer Regelzeit von Sekundenbruchteilen den maximalen
Förderdruck bringt. Andererseits wird dieser Druck über die beiden Zweige 11,11' der Druckmeldeleitung und die Stichleitungen 24,24' den
beiden Druckwaagen 19,19' zugeführt, so daß diese funktionslos werden, da von der Vorlaufleitung 3 her auf die Druckwaagen 19,19' ebenfalls nur der
Förderdruck wirken kann. Der Förderstrom passiert also die Druckwaagen 19,19' ohne Drosselung und damit ohne nennenswerten Druckverlust.
Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen
dem in Figur 1 gezeigten mit dem Unterschied, daß jedem Steuerschieber 6 eine Druckwaage 19 vorgeschaltet ist. Ansonsten bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Bauteile, so daß sich eine nochmalige Beschreibung
dieser Bauteile erübrigt.
Für die Eilgangsfunktion ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel in
Figur 2 in der Rückkopplungsleitung 14 ein Abzweigventil 21 vorgesehen, das die Rückkopplungsleitung 14 seitens des Druck-Förderstromreglers 4 in
zwei Teiläste 22,23 aufteilt. Teilast 22 mündet direkt in die Druckmeldeleitung 11 der Meldeeinrichtung 5. Der zweite Teilast 23 verzweigt über
Zweigleitungen 25 zu den Steuereingängen der Druckwaagen 19. Weiterhin ist zwischen den Zweigleitungen 25 jeweils ein Verbindungszweig 26 zu den
steuerschieberseitigen Zweigen der Druckmeldeleitung 11 vorgesehen. Dabei sind, bezogen auf die Druckmelderichtung D sowohl in den Zweigleitungen
25 als auch den Verbindungszweigen 26 jeweils vor der Einmündung der Verbindungszweige 26 in die Zweigleitungen 25 Rückschlagventile 27,28
eingebaut, deren Sperrichtung entgegen der Druckmelderichtung D zeigt.
PAT2263AT
Bei Betätigung des Eilgangs durch eine entsprechende Ansteuerung des
Abzweigventils 21 wird der Ausgang der Verstellpumpe 1 wiederum über die
Rückkopplungsleitung 14, deren Teilast 22 und die Druckmeldeleitung 11 auf den Druck-Förderstromregler 4 der Verstellpumpe 1 gegeben, so daß
diese den Förderhöchstdruck liefert. Dieser wird gleichzeitig über den Teilast 23 und die Zweigleitungen 25 auf die Steuereingänge der Druckwaagen
19 gelegt, so daß diese - wie vorstehend bereits beschrieben - wirkungslos werden. Damit der Förderhöchstdruck nicht über die Verbindungszweige 26 zum Tank 2 entweichen kann, sind die Rückschlagventile 28 in
den Verbindungszweigen 26 vorgesehen.
Ist der Eilgang nicht betätigt, so riegeln die Rückschlagventile 27 die
Zweigleitungen 25 entgegen der Druckmelderichtung D ab, so daß der an den
Steuerschiebern 6 anstehende Lastdruck zuverlässig den Steuereingängen der Druckwaagen 19 zugeführt wird.
Abschließend soll ein kurzes Auslegungsbeispiel dafür gegeben werden,
welche höheren Verstellgeschwindigkeiten im Eilgang erzielt werden können:
Der gegenüber dem Differenzdruck ^X p|_$ größere Druckunterschied &Lgr;. p^
(Unterschied zwischen Höchstdruck und Lastdruck) bewirkt die größere Verstellgeschwindigkeit nach der Beziehung:
v : VLS =V ^1PH :
mit v: Eilgang-Verstellgeschwindigkeit
mit vls: Loadsensing-Verstel!geschwindigkeit.
mit vls: Loadsensing-Verstel!geschwindigkeit.
Der durch den Schieber tretende Förderstrom und damit die Verstellgeschwindigkeit
des Arbeitszylinders werden mit zunehmendem Verbraucherdruck entsprechend dem kleiner werdenden ^Ph geringer. Der Förderstrom
wird letztlich bei einer Druckdifferenz von /^. p^ = ^ P|_S so 9r°ß» wie
die Fördermenge im Loadsensing-Betrieb. Aufgabengemäß soll jedoch die Eilgangschaltung dazu dienen, die Arbeitsgeräte schnell in Stellung zu
bringen oder rasch aus Gefahrenzonen zu bewegen, wobei in der Regel nur
PAT2263AT
geringere Lastdrücke anstehen, so daß die theoretisch erreichbare Verstellgeschwindigkeit
in diesen Fällen auch annähernd erzielt wird.
Wird der maximale Förderstrom schon vor Erreichen des Pumpen-Höchstdrucks
durch den Steuerschieber geleitet, so bleibt die maximale Geschwindigkeit bis zu einem gewissen Lastdruck unverändert, wie das folgende Auslegungsbeispiel zeigt:
Loadsensing-Differenzdruck: A. pl$ = 14 bar
Maximaler Pumpenförderdruck: pmax = 180 bar
Nennförderstrom bei Loadsensing-Betrieb: Q|_$ = 40 l/min Maximaler Förderstrom der Pumpe: Qmax = 103,5 l/min
Nennförderstrom bei Loadsensing-Betrieb: Q|_$ = 40 l/min Maximaler Förderstrom der Pumpe: Qmax = 103,5 l/min
Erforderliche Druckdifferenz am Steuerschieber, um Qmax durchfließen zu
lassen:
pd = (103,5:40)2 &khgr; ^pLS = 94 bar.
Damit kann die maximale Geschwindigkeit aufrechterhalten werden bis zu
einem Lastdruck p|_ von:
PL = Pmax - ^Pd = 86 bar·
Dies bedeutet, daß erst bei Lastdrücken von höher als 86 bar die maximale
Verstellgeschwindigkeit sich zu vermindern beginnt. Diese beträgt im Auslegungsbeispiel das 2,6-fache der Nenngeschwindigkeit im Loadsensing-Betrieb,
da
vmax = (Qmax : Qls) x vLS = (103·5 : 40) x VLS = 2»6 VLS·
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Claims (9)
1. Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte
an Baumaschinen, Landmaschinen, Flurförderfahrzeugen und dgl., insbesondere für Schar, Frontschild, Heckaufreißer oder dgl. an Grader
mit
einer zentralen, hydraulisch verstellbaren Verstellpumpe (1) zur Druckmittelförderung von einem Druckmittelreservoir (Tank 2) zur
den Arbeitszylindern der Arbeitsgeräte, welche Pumpe (1) ein hydraulisch betätigbares Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4)
zur Regelung des Förderdrucks (pp) aufweist,
den Arbeitszylindern zugeordneten Steuerschiebern (6,6') zur Ansteuerung der Arbeitszylinder, und
einer hydraulischen Druckmeldeeinrichtung (5) zur Übertragung des
an einem angesteuerten Arbeitszylinder anstehenden Lastdrucks (PLs) an das Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4) der Verstellpumpe
(1), die den entsprechenden Steuerschieber (6,6') mit einem Förderdruck (pp) beaufschlagt, der um einen auslegungsbedingten,
konstanten Differenzdruck (^ PL5) über dem anstehenden Lastdruck
(pls) liegt
dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan (Druck-Förderstromregler
4) der Verstellpumpe (1) unabhängig von der Druckmeldeeinrichtung (5)
mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, der deutlich über dem anstehenden Lastdruck (p|_s) liegt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuerdruck für das Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4) der Verstellpumpe (1) mindestens dem Maximal-Nenndruck (pmax) der Pumpe (1)
abzüglich dem konstanten Differenzdruck ( &Dgr;> pls) entspricht.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderausgang der Verstellpumpe (1) mit deren Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4) über eine Rückkopplungsleitung (14) verbindbar
ist, in der ein Steuerventil (15, Abzweigventil 21) zum Öffnen bzw. Schließen der Rückkopplungsleitung (14) angeordnet ist.
PAT2263AP
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4) der
Verstellpumpe (1) führende Druckmeldeleitung (11) der Druckmeldeeinrichtung (5) mit einem entgegen der Druckmelderichtung (D) wirkenden
Sperrglied (Rückschlagventil 16,16') versehen ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sperrglied ein Rückschlagventil (16,16') ist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sperrglied eine Drossel ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mindestens
zwei Druckwaagen (19,19'), die jeweils einem oder mehreren Steuerschiebern (6,6') der Arbeitszylinder vorgeschaltet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereingänge der Druckwaage (19,19') mit
dem das Stellorgan (Druck-Förderstromregler 4) der Verstellpumpe (1)
beaufschlagenden Steuerdruck beaufschlagbar sind.
8. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil in der Rückkopplungsleitung (14) als Abzweigventil (21) mit einem Eingang und zwei Ausgängen ausgebildet
ist, wobei mindestens ein Ausgang mit den Steuereingängen der jeweiligen Druckwaage (19,19') und mindestens ein Ausgang mit dem Stellorgan
(Druck-Förderstromregler 4) der Verstellpumpe (1) verbindbar ist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, mit mehreren, jeweils mit einer
vorgeschalteten Druckwaage (19) versehenen Steuerschiebern (6), wobei jeder Steuerschieber (6) verbraucherseitig über eine Druckmeldeleitung (Verbindungszweige 26) mit dem Steuereingang der ihm zugeordneten Druckwaage (19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Steuereingang der Druckwaage (19) über je eine Verbindungsleitung (Zweigleitungen 25, Teilast 23) mit dem einen Ausgang des Abzweigventils (21) verbunden ist, und daß jede Druckmeldeleitung (Verbindungszweige 26) und jede Verbindungsleitung (Zweigleitungen 25) mit jeweils einem entgegen der Druckmelderichtung (D) wirkenden Sperrglied
(Rückschlagventile 27,28) versehen sind.
PAT2263AP
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9204247U DE9204247U1 (de) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an Baumaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9204247U DE9204247U1 (de) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an Baumaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9204247U1 true DE9204247U1 (de) | 1993-07-22 |
Family
ID=6877844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9204247U Expired - Lifetime DE9204247U1 (de) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Lastdruckunabhängige, hydraulische Antriebsvorrichtung für Arbeitsgeräte an Baumaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9204247U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009132421A1 (en) | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Multimatic Inc. | Vehicle auxiliary hydraulic system |
-
1992
- 1992-03-28 DE DE9204247U patent/DE9204247U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009132421A1 (en) | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Multimatic Inc. | Vehicle auxiliary hydraulic system |
EP2271519A1 (de) * | 2008-05-01 | 2011-01-12 | Multimatic Inc. | Hydraulikhilfssystem für ein fahrzeug |
CN102015375A (zh) * | 2008-05-01 | 2011-04-13 | 穆尔蒂马蒂奇公司 | 车辆辅助液压系统 |
EP2271519A4 (de) * | 2008-05-01 | 2011-11-23 | Multimatic Inc | Hydraulikhilfssystem für ein fahrzeug |
EP2581271A1 (de) | 2008-05-01 | 2013-04-17 | Multimatic Inc. | Hydraulikhilfssystem für ein Fahrzeug |
CN102015375B (zh) * | 2008-05-01 | 2013-08-28 | 穆尔蒂马蒂奇公司 | 车辆辅助液压系统 |
US8589026B2 (en) | 2008-05-01 | 2013-11-19 | Multimatic Inc. | Vehicle auxiliary hydraulic system |
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