EP0105473A2 - Hydraulic circuit with two variable flow pumps controlled by excess flow - Google Patents
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- EP0105473A2 EP0105473A2 EP83109740A EP83109740A EP0105473A2 EP 0105473 A2 EP0105473 A2 EP 0105473A2 EP 83109740 A EP83109740 A EP 83109740A EP 83109740 A EP83109740 A EP 83109740A EP 0105473 A2 EP0105473 A2 EP 0105473A2
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic system with two variable displacement pumps, each of which feeds a group of control valves with an excess outlet, wherein a pressure medium can be fed from one system to the other.
- Such a hydraulic system known for example from US-A-4,024,710, has two hydraulic pumps with a variable delivery rate (variable displacement pumps), the displacement of which is automatically controlled as a function of the requirements of a plurality of hydraulic functions, represented by excess currents generated by the different radio certain control valves.
- spool valves with an open center position are mostly used for function control for excess valves.
- the control spools are closed in the middle position and block the oil flow coming from the pump, so that there is an increase in pressure.
- the oil flow is divided between the open center position and the work outlets, the oil flow being directed through the open center position into the excess outlet while the oil return is returned to the reservoir.
- Current sharing of this type makes it difficult for an operator to control the speed of a function to be performed since changes in the functional load must be compensated for by shifting the slide valve.
- variable displacement hydraulic pumps that are automatically controlled to meet the fast demands of the system.
- An example of a system with a variable displacement pump controlled in this way is disclosed in the aforementioned U.S. Patent No. 3,465,51.
- This known system comprises a single adjustment pump, a variety of functions to be performed, for the control valves are provided, in which the excess flow of the last control valve is directed to a pressure-dependent adjustment control in order to reduce the pump delivery rate as a function of the increasing excess flow.
- This system avoids connecting functions of equal priority in parallel to a common oil supply or, in situations where a second pump is required, supplying the highest possible amount of oil that the functions could require.
- the invention has for its object to add the excess flow of the first variable displacement pump to the flow of the second variable displacement pump when the pressure of the excess flow of the control valve originating from the first variable displacement pump is greater than the pressure of the excess flow of the control valve originating from the second variable displacement pump.
- a pressure selection valve with its second and first inlet to a first pressure-dependent pump displacement control of the first variable displacement pump, to a downstream excess outlet of a downstream control valve and the second privileged upper shot outlet of a second privileged control valve and with its outlet to the second pressure-dependent pump adjustment control of the second variable displacement pump and transmits a pressure drop at its first and second inlet to its outlet.
- the drawing shows an exemplary embodiment of the invention.
- the drawing schematically shows a hydraulic control system for an excavator.
- the hydraulic system as a whole is identified by the reference number. 10 designates and includes a plurality of control valves that are pressure compensated, have an excess outlet, and are substantially the same as the embodiment of U.S. Patent No. 3,718,159, except that some control valves only include a function control section mated to a supply section, while the patented one Embodiment control parts for three functions disclosed, which are plugged together with a supply part.
- the control system 10 comprises a support foot control valve 12, a control valve 14 for pivoting the cabin, and a right and a left travel control valve 16, 18, all of which are shown in a simplified representation as a block.
- the support foot control valve 12 comprises a supply part 20 which is connected to a main boom, a bucket boom and a bucket control part 22, 24 and 26.
- the supply part 20 has an inlet 28 and an excess outlet 30 and encloses a pressure-compensated flow control valve, not shown, which divides the oil flow entering the inlet between the excess outlet and an outlet leading to the function control part in accordance with the arrangement of corresponding control slide valves in the control parts and the Need a function to be controlled.
- the Hauptausleger-, Kübelausleger- and bucket control portions each have a pair of A uslklaan say to 32,34,36, each of which serves to connect the opposite ends of double-acting hydraulic cylinder.
- the control valve 14 for pivoting the cabin has a supply part 38 which is plugged together with a pivot control part 40. and corresponds approximately to the supply part 20 of the control valve 12, that is to say also has an inlet 42 and an excess outlet 44.
- the swing control member 40 includes a pair of outlet ports 45 for connecting the opposite outputs of an invertible swing motor.
- the right and left travel control valves 16, 18 are of identical design and each include a supply part 46 and 48 and travel control valves 50, 52.
- the supply parts 46, 48 have inlets 54, 56 and excess outlets 58, 60.
- the travel control valves 50, 52 each comprise a pair of outlet ports 62, 64 to which the opposite ports of a reversible right and left travel motor can be connected.
- a first and a second hydraulic pump 66, 68 with a variable delivery rate (variable pump) are used to apply oil to the control valves, which are each connected to a pressure-dependent adjustment control 70, 72, which increase the delivery rate of the pumps as a function of pressure drop signals.
- variable displacement pump 66 is connected with its inlet to a pump sump 74 and with its outlet to the inlet 28 of the supply part 20 of the support foot control valve 12 via a feed line 76.
- a first excess line 78 is connected at one end to the excess outlet 30 of the supply part 20 and at the other bifurcated end to the inlet connections 54, 56 of the drive control valves 16, 18.
- Both travel control valves 16, 18 are connected via a second and a third excess line 80, 82 to the first inlet 84 and the second inlet 86 of a pressure selection valve 88, respectively.
- the latter has an outlet 90 which communicates with the two inlets 84, 86 via a central valve bore 92 stands.
- a first and a second shut-off ball 94, 96 are arranged on both sides of the connection for the outlet 90 and act together with a first and a second valve seat 98, 100 to prevent oil flow from the inlets 84, 86 to the outlet 90.
- a reciprocating plunger 102 is arranged between the two shut-off balls 94, 96, which is longer than the distance between the two valve seats mentioned, so that only one of the two shut-off balls at the same time on the valve seat assigned to them can be applied (see also FIG. 3 of US Pat. No. 3,863,449).
- any increase in pressure in the upper weft lines 80, 82 causes one of the two shut-off balls 94, 96 to be pressed against its valve seat, thereby lifting the other shut-off ball from its valve seat, so that a pressure drop in the lines 80, 82 is transmitted to the outlet 90 .
- the latter is connected via a control line 104 to the pressure-dependent adjustment control 70 of the adjustment pump 66.
- the pump 68 is connected with its inlet to a pump sump 74 and with its outlet via a flow line 106 to the inlet 42 of the control valve 14.
- a fourth excess line 108 connects the excess outlet 44 to a first inlet 110 of a pressure selection valve 112, which in its construction is identical to the pressure selection valve 88 described above.
- the pressure selection valve 112 is connected to the control line 104 with its second inlet 114 and to its outlet 116 pressure dependent on di e displacement control 72 of the variable displacement pump connected 68 and via a control line 118.
- a central valve bore 120 connects the terminals 110.114 and 116.
- first and second Absperrkugeln 122,124 are provided, which cooperate with first and second valve seats 126 and 128.
- a plunger 130 is displaceably arranged back and forth in the valve bore 120, the length of which is dimensioned such that simultaneous contact of the shut-off balls on their valve seats precludes.
- the pressure Selection valve 112 therefore connects the respectively lower pressure, which exists in the control line 104 or the fourth excess line 108, to the control line 118 and thereby to the adjustment control 72 of the adjustment pump 68.
- a bypass circuit comprises a bypass line 132 which is connected between the fourth excess line 108 and the flow line 76 and has a one-way valve 134 which only allows the oil flow in the direction from line 108 to line 76.
- pressure selection valve 112 prevents oil flow from line 108 to control line_118; the pressure in the line 108 then opens the valve 134 and thereby connects the excess line 108 to the flow line 76, so that the delivery volume generated by the pump 68 is added to the pump 66.
- a pair of line compensators 136, 138 are provided in the circuit leading to the valve 12 or leading away from this valve.
- the latter each include stepped cylindrical chambers 140, 142, of which the chamber 140 is connected to the flow line 76 with a small end via a line 144, while the chamber 142 with a small end is connected to the first excess line via a line 146.
- device 78 is connected. Both chambers 140, 142 are each connected with their large ends to one another and to the control line 104 via a forked line 148.
- a small and a large piston 150 and 152 which are connected to one another via a piston rod 154, are each displaceably arranged in the small and large sections of the chamber 140.
- a pair of centering springs 156, 158 are provided which urge the piston 152 to a central position in the large portion of the chamber 140.
- the chamber 142 also has a small and a large piston 160, 162 which are arranged such that they can be moved back and forth and are connected to one another via a piston rod 164.
- a pair of centering springs 166,168 is on the opposite. the sides of the large piston 162.
- the excess flow in the excess line 78 will decrease and thus reduce the pressure acting on the small piston 160 of the line compensator 138.
- the piston 160 is then shifted to the left due to the unbalanced forces resulting from an increase in volume in the end of the large section of the chamber 142, which leads to a decrease in pressure in the bifurcated line 180 and, in turn, a pressure drop in the control line 104 .
- the adjustment control 70 of the adjustment pump 66 will react to this pressure drop by increasing the pump delivery rate. This increased oil flow will initially cause a pressure increase relative to the small piston 150 of the line compensator 136, whereupon the unbalanced forces push the piston to the left so that the large piston 152 pushes oil out of the large end of the chamber 140.
- a solenoid operated pressure relief valve 172 which has its inlet 174 connected to the flow line 76 via a portion of the bypass line 132 downstream of the one-way valve 134.
- the pressure relief valve 172 is more commonly decayed Position shown in which there is a flow connection between the line 132 and the control line. tion 104 prevents.
- the pressure relief valve 172 is expediently actuated to a predetermined minimum as a function of the drop in the output speed of the excavator machine. Any known speed measurement circuit can be used to determine the output speed of the. Measure the machine and energize the solenoid of the pressure relief valve 172 at the predetermined minimum speed.
- the pressure relief valve 172 provides the connection to the line 132 and thus to the outlet of the pump 66 and the oil flow flowing through the one-way valve 134 into the control line 104.
- the pressure in the adjustment control 70 is increased, which in turn reduces the delivery rate of the pump 66, which in turn takes a partial load off the machine and thereby prevents its speed from falling.
- the control valves 12, 14, 16 and 18 divide the oil flow present between the function performed in each case and the excess outlet of the valve. For example, the. Share of the oil flow arriving at the support foot control valve 12 which is not required for the function to be performed. forwarded to the right and left travel control valve 16, 18 via the excess line 78. The proportion of this oil flow arriving at the control valves 16, 18, which is not required to actuate the driving functions, is passed on to the excess lines 80, 82.
- the Pressure selection valve 88 then operates as a function of the pressure increase in lines 80, 82 in order to pass on pressure drops in lines 80, 82 to control line 104 and thus to adjustment control 70 of adjustment pump 66.
- the adjustment control 70 operates in dependence on the pressure prevailing in the control line 104 in order to bring about a pump adjustment which only leads to a slightly larger amount of oil conveyed by the pump 66 than is necessary to actuate the support leg and / or driving functions.
- the pressure selection valve 112 operates in dependence on the liquid pressure in the control line 104 and in the upper weft line 108 in order to connect the respectively lower pressure to the control line 118 and thereby to the adjusting device 72 of the variable pump 68. If the pressure in line 108 is greater than in line 118, the one-way valve 134 opens and thereby connects the oil flow of the excess line 108 with the amount of oil delivered by the variable displacement pump 66. As a result, the pump 68 can temporarily support the pump 66 in supplying the support leg and driving functions with unusually high amounts of oil. As a result, the pump 66 manages with a smaller adjustment than would otherwise be the case.
- bypass circuit and the pressure selection valve 112 can be dispensed with; the excess line 108 is then connected directly to the adjusting device 72.
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Abstract
Die Verstellsteuerungen (70, 72) einer ersten, Stützfuß- und Fahr-Funktionen eines Baggers mit Ölstrom versorgenden Verstellpumpe (66) und einer zweiten, die Verschwenkeinrichtung der Fahrerkabine des Baggers mit Ölstrom versorgenden Verstellpumpe (68) sind an Druck-auswahlventile (88, 112) angeschlossen, die so arbeiten, daß ein von den Steuerventilen (14, 16, 18) für die Fahr- und Verschwenkfunktionen herrührender Druckabfall im Überschuß-Ölstrom an die Verstelleinrichtungen weitergeleitet wird. Eine Bypass-Schaltung (132) ist vorgesehen, um den vom Schwenk-Steuerventil (14) kommenden Überschuß-Ölstrom mit dem von der ersten Verstellpumpe (66) kommenden Förderstrom zu verbinden, wenn der Druck des zuletzt genannten Überschuß-Ölstromes den von den Fahr-Steuerfunktionen herrührenden Druckabfall übersteigt. Leitungskompensatoren (136, 138) sind vorgesehen, um die Verstelleinrichtungen (70, 72) ansprechempfindlicher hinsichtlich des Schaltungsbedarfs zu machen; vorgesehen ist ferner ein Druckbegrenzungsventil (172), um automatisch eine Druckverbindung herzustellen, so die Verstellpumpen (66, 68) etwas herunter zu fahren und dadurch die Maschine etwas zu entlasten, wenn die Maschinengeschwindigkeit unter eine vorbestimmte Grenze absinkt.The adjustment controls (70, 72) of a first, support foot and driving functions of an excavator with oil flow adjusting pump (66) and a second, the pivoting device of the driver's cab of the excavator with oil flow adjusting pump (68) are connected to pressure selection valves (88, 112) connected, which work in such a way that a pressure drop in the excess oil flow resulting from the control valves (14, 16, 18) for the driving and pivoting functions is passed on to the adjusting devices. A bypass circuit (132) is provided in order to connect the excess oil flow coming from the swivel control valve (14) to the delivery flow coming from the first variable displacement pump (66) when the pressure of the last-mentioned excess oil flow corresponds to that of the driver Control functions due to pressure drop. Line compensators (136, 138) are provided in order to make the adjusting devices (70, 72) more sensitive to the switching requirements; A pressure limiting valve (172) is also provided in order to automatically establish a pressure connection so that the variable displacement pumps (66, 68) are brought down somewhat and thereby relieve the machine somewhat when the machine speed drops below a predetermined limit.
Description
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit zwei Verstellpumpen., die jeweils eine Gruppe von Steuerventilen mit Oberschußauslaß speisen, wobei eine Einspeisung von Druckmitteln aus dem einen System in das andere möglich ist.The invention relates to a hydraulic system with two variable displacement pumps, each of which feeds a group of control valves with an excess outlet, wherein a pressure medium can be fed from one system to the other.
Ein derartiges, beispielsweise aus der US-A-4,024,710 bekanntes Hydrauliksystem weist zwei Hydraulikpumpen mit veränderlicher Fördermenge (Verstellpumpen) auf, deren Verstellung automatisch gesteuert wird in Abhängigkeit von den Erfordernissen mehrerer Hydraulikfunktionen, dargestellt durch Oberschuß-Ulströme, die von für die verschiedenen Funktionen bestimmten Steuerventilen herrühren.Such a hydraulic system, known for example from US-A-4,024,710, has two hydraulic pumps with a variable delivery rate (variable displacement pumps), the displacement of which is automatically controlled as a function of the requirements of a plurality of hydraulic functions, represented by excess currents generated by the different radio certain control valves.
überschuß steht als typische Option bei den meisten. Ventilen zur. Verfügung, die in offenen oder geschlossenen Hydrauliksystemen Verwendung finden. Wird eine Vielzahl von Steuerventilen in Serie geschaltet, gibt diese Option dem ersten Steuerventil Priorität hinsichtlich des zur Verfügung stehenden ölstromes, der dann, wenn er nicht benötigt wird, aus dem Überschußauslaß dem nächsten Ventil zugeleitet wird, anstatt ihn in den ölbehälter zurückzuführen, wie es bei üblichen offenen Hydrauliksystemen der Fall ist.Surplus is a typical option for most. Valves for. Available that are used in open or closed hydraulic systems. If a large number of control valves are connected in series, this option gives priority to the first control valve with regard to the available oil flow, which when it is not required is fed from the excess outlet to the next valve instead of returning it to the oil tank as it is is the case with conventional open hydraulic systems.
In offenen Hydrauliksystemen werden für Überschußventile meist Steuerschieber mit offener Mittelstellung zur Funktionssteuerung verwendet. Die Steuerschieber werden in der Mittelstellung geschlossen und blockieren so den von der Pumpe kommenden ölfluß, so daß sich ein Druckanstieg ergibt. Der ölstrom wird geteilt zwischen der offenen Mittelstellung und den Arbeitsauslässen, wobei der ölstrom durch die offene Mittelstellung in denüberschußauslaß geleitet wird, während der ölrückfluß zum Behälter zurückgeleitet wird. Eine Stromteilung dieser Art macht es für eine Bedienungsperson schwierig, die Geschwindigkeit einer auszuübenden Funktion zu steuern, da Änderungen in der Funktionsbelastung durch Verschiebung des Schieberventils kompensiert werden müssen.In open hydraulic systems, spool valves with an open center position are mostly used for function control for excess valves. The control spools are closed in the middle position and block the oil flow coming from the pump, so that there is an increase in pressure. The oil flow is divided between the open center position and the work outlets, the oil flow being directed through the open center position into the excess outlet while the oil return is returned to the reservoir. Current sharing of this type makes it difficult for an operator to control the speed of a function to be performed since changes in the functional load must be compensated for by shifting the slide valve.
Dieses Steuerproblem läßt sich etwas verringern durch Verwendung eines Spezialventils mit offener Mittelstellung und Überschußauslaß, das einen Strömungsregelschieber umfaßt, der als Stromteiler arbeitet in Abhängigkeit vom ölbedarf einer vom Ventil gesteuerten Funktionsausübung. Der ölstrom ist abhängig von der Verschiebung des Steuerschiebers; wobei der ölstrom für sich ändernde Lasten konstant gehalten und auch auf einen vorbestimmten Anteil begrenzt wird. Beispiele für druckkompensierte Ventile mit offener Mittelstellung und Oberschußauslaß lassen sich den US-Patentschriften Nr. 3,455,210 (entspricht DE-PS 16 50 375 3,465,519 (entspricht DE-AS 17 51 934) und 3,718 159 (entspricht DE-OS 22 01 839) entnehmen.This control problem can be somewhat reduced by using a special valve with an open middle position and excess outlet, which comprises a flow control slide which works as a flow divider depending on the oil requirement of a function controlled by the valve. The oil flow depends on the displacement of the control spool; the oil flow is kept constant for changing loads and is also limited to a predetermined proportion. Examples of pressure compensated Ven Tile with an open center position and upper weft outlet can be found in US Pat. Nos. 3,455,210 (corresponds to DE-PS 16 50 375 3,465,519 (corresponds to DE-AS 17 51 934) and 3,718 159 (corresponds to DE-OS 22 01 839).
Aus Gründen der Effizienz werden in Hydrauliksystemen mit Ventilen mit offener Mittelstellung Hydraulikpumpen mit veränderlicher Fördermenge verwendet, die automatisch gesteuert werden, um den schnellen Anforderungen des Systems gerecht zu werden. Ein Beispiel für ein System mit einer in dieser Weise gesteuerten Verstellpumpe ist in der vorstehend erwähnten US-PS 3,465,51 offenbart. Dieses vorbekannte System umfaßt eine einzige Verstel pumpe, eine Vielzahl von auszuübenden Funktionen, für die Steuerventile vorgesehen sind, bei denen der Oberschußstrom des letzter Steuerventils zu einer druckabhängigen Verstellsteuerung geleitet wird, um die Pumpenfördermenge in Abhängigkeit des zunehmenden Oberschußstromes zu vermindern. Bei diesem System verzichtet man darauf, Funktionen gleicher Priorität in Parallelschaltung an eine gemeinsame ölzufuhr anzuschließen, oder aber bei Situationen, in denen eine zweite Pumpe erforderlich ist, die höchstmögliche ölmenge zuzuführen, die die Funktionen benötigen könnten.For efficiency reasons, hydraulic systems with open center valves use variable displacement hydraulic pumps that are automatically controlled to meet the fast demands of the system. An example of a system with a variable displacement pump controlled in this way is disclosed in the aforementioned U.S. Patent No. 3,465,51. This known system comprises a single adjustment pump, a variety of functions to be performed, for the control valves are provided, in which the excess flow of the last control valve is directed to a pressure-dependent adjustment control in order to reduce the pump delivery rate as a function of the increasing excess flow. This system avoids connecting functions of equal priority in parallel to a common oil supply or, in situations where a second pump is required, supplying the highest possible amount of oil that the functions could require.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Oberschußstrom der ersten Verstellpumpe dem Förderstrom der zweiten Verstellpumpe zuzufügen, wenn der Druck des von der ersten Verstellpumpe herruhrenden Oberschußstromes des Steuerventils größer ist als der Druck des von der zweiten Verstellpumpe herrührenden Oberschußstromes des Steuerventils.The invention has for its object to add the excess flow of the first variable displacement pump to the flow of the second variable displacement pump when the pressure of the excess flow of the control valve originating from the first variable displacement pump is greater than the pressure of the excess flow of the control valve originating from the second variable displacement pump.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Druckauswahlventil mit seinem zweiten und ersten Einlaß an eine erste druckabhängige Pumpen-Verstellsteuerung der ersten Verstellpumpe, an einen nachgeordneten Oberschußauslaß eines nachgeordneten Steuerventils und den zweiten bevorrechtigten Oberschußauslaß eines zweiten bevorrechtigten Steuerventils und mit seinem Auslaß an die zweite druckabhängige Pumpen-Verstellsteuerung der zweiten Verstellpumpe angeschlossen ist und einen Druckabfall an seinem ersten und zweiten Einlaß zu seinem Auslaß übermittelt.This object is achieved according to the invention in that a pressure selection valve with its second and first inlet to a first pressure-dependent pump displacement control of the first variable displacement pump, to a downstream excess outlet of a downstream control valve and the second privileged upper shot outlet of a second privileged control valve and with its outlet to the second pressure-dependent pump adjustment control of the second variable displacement pump and transmits a pressure drop at its first and second inlet to its outlet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.Further features and advantages of the invention are the subject of the dependent claims and are explained using an exemplary embodiment.
In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt..Die Zeichnung zeigt schematisch ein hydraulisches Steuersystem für einen Bagger.The drawing shows an exemplary embodiment of the invention. The drawing schematically shows a hydraulic control system for an excavator.
Das Hydrauliksystem insgesamt ist mit dem Bezugszeichen. 10 bezeichnet und umfaßt mehrere Steuerventile, die druckkompensiert sind, einen überschußauslaß aufweisen und im wesentlichen der Ausführungsform gemäß der US-PS 3 718 159 entsprechen mit der Ausnahme, daß einige Steuerventile nur einen Funktionssteuerteil umfassen, der mit einem Versorgungsteil zusammengesteckt ist, während die patentierte Ausführungsform Steuerteile für drei - Funktionen offenbart, die mit einem Versorgungsteil zusammengesteckt sind.The hydraulic system as a whole is identified by the reference number. 10 designates and includes a plurality of control valves that are pressure compensated, have an excess outlet, and are substantially the same as the embodiment of U.S. Patent No. 3,718,159, except that some control valves only include a function control section mated to a supply section, while the patented one Embodiment control parts for three functions disclosed, which are plugged together with a supply part.
Das Steuersystem 10 umfaßt ein Stützfuß-Steuerventil 12, ein Steuerventil 14 zum Verschwenken der Kabine sowie ein rechtes und ein linkes Fahr-Steuerventil 16,18, die in vereinfachter Darstellung alle als Block dargestellt sind.The control system 10 comprises a support
Das Stützfuß-Steuerventil 12 umfaßt ein Versorgungsteil 20, das mit einem Hauptausleger-, einem Kübelausleger- und einem Kübel-Steuerteil 22,24 und 26 zusammengesteckt ist. Das Versorgungsteil 20 weist einen Einlaß 28 und einen überschußäuslaß 30 auf und umschließt ein nicht dargestelltes druckkompensiertes Stromsteuerventil, das den in den Einlaß eintretenden ölstrom zwischen dem überschußauslaß und einem zu dem Funktionssteuerteil führenden Auslaß aufteilt in übereinstimmung mit der Anordnung entsprechender Steuerschieberventile in den Steuerteilen und dem Bedarf einer zu steuernden Funktion. Die Hauptausleger-, Kübelausleger- und Kübel-Steuerteile weisen jeweils ein Paar Auslaßanschlüsse 32,34,36 auf, die jeweils zum Anschluß der entgegengesetzten Enden doppelt wirkender Hydraulikzylinder dienen.The support
Das Steuerventil 14 zum Verschwenken der Kabine weist ein Versorgungsteil 38 auf, das mit einem Schwenk-Steuerteil 40 zusammengesteckt ist. und etwa dem Versorgungsteil 20 des Steuerventils 12 entspricht, also ebenfalls einen Einlaß 42 sowie einen überschußauslaß 44 aufweist. Das Schwenk-Steuerteil 40 umfaßt ein Paar Auslaßanschlüsse 45 zum Anschluß der entgegengesetzten Ausgänge eines'reversiblen Schwingmotors.The
Das rechte und linke Fahr-Steuerventil 16,18 sind identisch ausgebildet und umfassen jeweils ein Versorgungsteil 46 und 48 sowie Fahr-Steuerventile 50,52. Die Versorgungsteile 46,48 weisen Einlässe 54,56 und Überschußauslässe 58,60 auf. Die Fahr- Steuerventile 50,52 umfassen jeweils ein Paar Auslaßanschlüsse 62,64, an die die entgegengesetzten Anschlüsse eines reversiblen rechten und linken Fahrmotors angeschlossen werden können.The right and left
Zur Beaufschlagung der Steuerventile mit Öl dienen eine erste und eine zweite Hydraulikpumpe 66,68 mit veränderlicher Fördermenge (Verstellpumpe), die mit jeweils einer druckabhängigen Verstellsteuerung 70,72 verbunden sind, die in Abhängigkeit von Druckabfallsignalen die Fördermenge der Pumpen erhöhen.A first and a second
Die Verstellpumpe 66 ist mit ihrem Einlaß an einen Pumpensumpf 74 und mit ihrem Auslaß an den Einlaß 28 des Versorgungsteils 20 des Stützfuß-Steuerventils 12 über eine Vorlaufleitung 76 angeschlossen. Eine erste Überschußleitung 78 ist mit ihrem einen Ende an dem Überschußauslaß 30 des Versorgungsteils 20 und mit ihrem anderen gegabelten Ende an die Einlaßanschlüsse 54,56 der Fahr-Steuerventile 16,18 angeschlossen. Die Überschußauslässe58, 60 der. beiden Fahr-Steuerventile 16,18 sind über eine zweite und eine dritte Überschußleitung 80,82 an den ersten Einlaß 84 bzw. den zweiten Einlaß 86 eines Druckauswahventils 88 angeschlossen. Letzteres weist einen Auslaß 90 auf, der mit den beiden Einlässen 84,86 über eine zentrale Ventilbohrung 92 in Verbindung steht. In letzterer sind eine erste und eine zweite Absperrkugel 94,96 beidseitig des Anschlusses für den Auslaß 90 angeordnet und wirken zusammen mit einem ersten und zweiten Ventilsitz 98,100, um einen ölstrom von den Einlässen 84,86 zum Auslaß 90 zu verhindern. In der Ventilbohrung 92 ist ein hin und her-beweglicher Stößel 102 zwischen den beiden Absperrkugeln 94, 96 angeordnet, der länger ist als der Abstand zwischen den beiden genannten Ventilsitzen, so daß jeweils nur eine der beiden Absperrkugeln zur gleichen Zeit an dem ihr zugeordneten Ventilsitz anliegen kann (siehe auch Figur 3 der US-PS 3,863,449). Daher führt jeder Druckanstieg in den Oberschußleitungen 80,82 dazu, eine der beiden Absperrkugeln 94,96 gegen ihren Ventilsitz zu drücken und dadurch die andere Absperrkugel von ihrem Ventilsitz abzuheben, so daß ein Druckabfall in den Leitungen 80,82 an den Auslaß 90 übermittelt wird. Letzterer ist über eine Steuerleitung 104 an die druckabhängige Verstellsteuerung 70 der Verstellpumpe 66 angeschlossen.The
Die Pumpe 68 ist mit ihrem Einlaß an einen Pumpensumpf 74 und mit ihrem Auslaß über eine Vorlaufleitung 106 an den Einlaß 42 des Steuerventils 14 angeschlossen. Eine vierte Oberschußleitung 108 verbindet den Oberschußauslaß 44 mit einem ersten Einlaß 110 eines Druckauswahlventils 112, das in seinem Aufbau iden, tisch übereinstimmt mit dem vorstehend beschriebenen Druckauswahl ventil 88. Das Druckauswahlventil 112 ist mit seinem zweiten Einlaß 114 an die Steuerleitung 104 und mit seinem Auslaß 116 an diE druckabhängige Verstellsteuerung 72 der Verstellpumpe 68 angeschlossen und zwar über eine Steuerleitung 118. Eine zentrale Ventilbohrung 120 verbindet die Anschlüsse 110,114 und 116. Zur Steuerung des Ölstroms von den Einlässen 110 und 114 zum Auslaß 116 sind erste und zweite Absperrkugeln 122,124 vorgesehen, die mit ersten und zweiten Ventilsitzen 126 und 128 zusammenwirken. Zwischen den Absperrkugeln 122,124 ist in der Ventilbohrung 120 ein Stößel 130 hin und her verschieblich angeordnet, dessen Länge so bemessen ist, daß ein gleichzeitiges Anliegen der Absperrkugeln an ihren Ventilsitzen ausschließt. Das Druckauswahlventil 112 verbindet daher den jeweils geringeren Druck, der in der Steuerleitung 104 bzw. der vierten Oberschußleitung 108 besteht, mit der Steuerleitung 118 und dadurch mit der Verstellsteuerung 72 der Verstellpumpe 68.The pump 68 is connected with its inlet to a
Eine Bypass-Schaltung umfaßt eine Bypass-Leitung 132, die zwischen die vierte Oberschußleitung 108 sowie die Vorlaufleitung 76 geschaltet ist und ein Einwegventil 134 aufweist, das den ölstrom lediglich in Richtung von der Leitung 108 zur Leitung 76 zuläßt. Wenn also der Druck in der Leitung 108 größer is als der in der Steuerleitung 104, verhindert das Druckauswahlventil 112 einen ölstrom von der Leitung 108 zu der Steuerleitung_118; der Druck in der Leitung 108 öffnet dann das Ventil 134 und verbindet dadurch die Oberschußleitung 108 mit der Vorlaufleitung 76, so daß sich die von der Pumpe 68 erzeugte Fördermenge mit der Pumpe 66 addiert.A bypass circuit comprises a bypass line 132 which is connected between the fourth excess line 108 and the flow line 76 and has a one-
Um eine schnellere Anpassung der Verstellpumpe 66 an die Bedarfswechsel der von dem Ventil 12 bedienten Stützfußfunktionen zu ermöglichen, ist in der zu dem Ventil 12 führenden bzw. von diesem Ventil wegführenden Schaltung ein Paar Leitungskompensatoren 136,138 vorgesehen. Letztere umfassen jeweils abgesetzte zylindrische Kammern 140,142, von denen die Kammer 140 mit einem kleinen Ende über eine Leitung 144 an die Vorlaufleitung 76 angeschlossen ist, während die Kammer •142 mit einem kleinen Ende über eine Leitung 146 an die erste Oberschußlei-. tung 78 angeschlossen ist. Beide Kammern 140,142 sind jeweils mit ihren großen Enden miteinander sowie mit der Steuerleitung 104 über eine gegabelte Leitung 148 verbunden. In den kleinen und großen Abschnitten der Kammer 140 ist jeweils ein kleiner sowie ein großer Kolben 150 und 152 hin und her verschiebbar angeordnet, die über eine Kolbenstange 154 miteinander verbunden sind. An gegenüberliegenden Seiten des großen Kolbens 152 ist ein Paar von Zentrierfedern 156,158 vorgesehen, die den Kolben 152 in eine Mittelstellung im großen Abschnitt der Kammer140 drücken. Entsprechend hat auch die Kammer 142 einen kleinen und einen großen Kolben 160,162, die hin und her verschieblich angeordnet und über eine Kolbenstange 164 miteinander verbunden sind. Ein Paar.von Zentrierfedern 166,168 ist auf den gegenüberliegen- . den Seiten des großen Kolbens 162 vorgesehen.In order to enable the
Ergibt sich plötzlich ein hoher ölbedarf zur Betätigung des Stützfußes, dessen Steuerung über das Stützfuß-Steuerventil 12 erfolgt, so wird der Überschußstrom in der überschußleitung 78 abnehmen und so den auf den kleinen Kolben 160. des Leitungskompensators 138 wirkenden Druck.verringern. Der Kolben 160 wird dann nach links verschoben aufgrund der nicht mehr ausbalancierten Kräfte, die sich aus einer Volumenzunahme im Ende des großen Abschnitts der Kammer 142 ergeben, was zu einer Druckabnahme in der gegabelten Leitung 180 und dadurch wiederum zu einem Druckabfall in der Steuerleitung 104 führt. Die Verstellsteuerung 70 der Verstellpumpe 66 wird auf diesen Druckabfall durch Erhöhung der Pumpenfördermenge reagieren. Dieser.vergrößerte ölstrom wird zunächst einen Druckanstieg gegenüber dem kleinen Kolben 150 des Leitungskompensators 136 bewirken, worauf die nicht mehr ausbalancierten Kräfte den Kolben nach links schieben,so daß der große Kolben 152 öl aus dem großen Ende der Kammer 140 drückt.If there is suddenly a high oil requirement for actuating the support leg, which is controlled via the support
Zu dieser Zeit wird der ursprüngliche Druckabfall in der Überschußleitung 78 vermutlich seinen Weg durch die Schaltung genommen haben und sich in der Steuerleitung 104 bemerkbar machen, so daß jeder Druckanstieg in der Steuerleitung 104 aufgrund der Linksverschiebung des Kolbens 152 überlagert wird durch den Druckabfall; die Fördermenge der Verstellpumpe 66 wird erhöht entsprechend einem etwaigen Netto-Druckabfall in der Steuerleitung 104.At this time, the initial pressure drop in
In der gegabelten Leitung 148 liegt der Auslaß 170 eines von einem Solenoid betätigten Druckbegrenzungsventils 172, das mit seinem Einlaß 174 an die Vorlaufleitung 76 angeschlossen ist und zwar über einen Abschnitt der Bypass-Leitung 132 stromabwärts des Einwegventils 134. Das Druckbegrenzungsventil 172 ist in üblicher abgefallener Stellung dargestellt, in der es eine Strömungsverbindung zwischen der Leitung 132 und der Steuerlei- . tung 104 unterbindet. Die Betätigung des Druckbegrenzungsventils 172 erfolgt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit des Abfalls der Ausgangsgeschwindigkeit der Baggermaschine auf ein vorbestimmtes Minimum. Es kann jede bekannte Geschwindigkeitsmeßschaltung verwendet werden, um die Ausgangsgeschwindigkeit der. Maschine zu messen und das Solenoid des Druckbegrenzungsventils 172 bei der vorbestimmten Minimalgeschwindigkeit zu erregen. Bei entsprechender Erregung stellt das Druckbegrenzungsventil 172 die Verbindung mit der Leitung 132 und damit mit dem Ausgang der Pumpe 66 und dem durch das Einwegeventil 134 in die Steuerleitung 104 fließenden ölstrom. Dadurch wird der Druck in der Verstellsteuerung 70 erhöht, wodurch wiederum die Fördermenge der Pumpe 66 verringert wird, was seinerseits eine Teilbelastung von der Maschine nimmt und dadurch deren Geschwindigkeitsabfall verhindert.In the
Die Arbeitsweise des hydraulischen Steuersystems 10 läßt sich kurz wie folgt beschreiben: Während der Arbeit des Baggers teilen die Steuerventile 12,14,16 und 18 vorhandenen ölstrom zwischen der jeweils ausgeübten Funktion und dem Überschußauslaß des Ventils auf. So wird z.B. der. Anteil des bei dem Stützfuß-Steuerventil 12 ankommenden ölstromes, der für die Funktionsausübung nicht benötigt wird,. an das rechte und linke Fahr-Steuerventil 16,18 über die Üerschußleitung 78 weitergeleitet. Der Anteil dieses bei den Steuerventilen 16,18 ankommenden ölstromes, der nicht zur Betätigung der Fahrfunktionen benötigt wird, wird an die Überschußleitungen 80,82 weitergeleitet. Das Druckauswahlventil 88 arbeitet dann in Abhängigkeit der Druckzunahme in den Leitungen 80,82, um Druckabfälle in den Leitungen 80,82 an die Steuerleitung 104 und damit an die Verstellsteuerung 70 der Verstellpumpe 66 weiterzugeben. Die Verstellsteuerung 70 arbeitet in Abhängigkeit von dem in der Steuerleitung 104 herrschenden Druck, um eine Pumpenverstellung zu bewirken, die nur zu einer geringfügig größeren von der Pumpe 66 geförderten ölmenge führt, als zur Betätigung der Stützfuß-und/oder Fahr-Funktionen erforderlich ist.The operation of the hydraulic control system 10 can be briefly described as follows: During the work of the excavator, the
Inzwischen wird derjenige Anteil des beim Steuerventil 14 zum Verschwenken der Kabine ankommenden Ulstromes, der nicht zur Ver schwenkung benötigt wird, zu der Oberschußleitung 108 weitergeleitet. Das Druckauswahlventil 112 arbeitet in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck in der Steuerleitung 104 und in'der Oberschußleitung 108, um den jeweils geringeren Druck mit der Steuerleitung 118 und dadurch mit der Verstelleinrichtung 72 der Verstellpumpe 68 zu verbinden. Ist der Druck in der Leitung 108 größer als in der Leitung 118, öffnet das Einwegeventil 134 und verbindet dadurch den ölstrom der Oberschußleitung 108 mit der von der Verstellpumpe 66 geförderten Ulmenge. Dadurch kann die Pumpe 68 zeitweise die Pumpe 66 bei der Versorgung der Stützfuß-und Fahr-Funktionen mit ungewöhnlich hohen Ölmengen unterstützen Dadurch kommt die Pumpe 66 mit einer kleineren Verstellung aus als es sonst der Fall wäre.Meanwhile, that portion of the Ulstromes arriving at the
In denjenigen Anwendungsfällen, in denen die Verstellung der Pumpe 66 unter allen Betriebsbedingungen für die Versorgung der Stützfuß- und Fahr-Funktionen ausreicht, kann auf den Bypass-Schaltkreis sowie auf das Druckauswahlventil 112 verzichtet werden; die Oberschußleitung 108 wird dann unmittelbar an die Verstelleinrichtung 72 angeschlossen.In those applications in which the adjustment of the
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