EP0427165A1 - Hydrauliksystem bzw. Ventilanordnung für einen von einer Pumpe gespeisten Motor - Google Patents

Hydrauliksystem bzw. Ventilanordnung für einen von einer Pumpe gespeisten Motor Download PDF

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EP0427165A1
EP0427165A1 EP19900121110 EP90121110A EP0427165A1 EP 0427165 A1 EP0427165 A1 EP 0427165A1 EP 19900121110 EP19900121110 EP 19900121110 EP 90121110 A EP90121110 A EP 90121110A EP 0427165 A1 EP0427165 A1 EP 0427165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
shut
pump
directional control
control valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19900121110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Douglas Millard Gage
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of EP0427165A1 publication Critical patent/EP0427165A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/01—Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2496—Self-proportioning or correlating systems
    • Y10T137/2544—Supply and exhaust type
    • Y10T137/2554—Reversing or 4-way valve systems

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system for a motor fed by a pump, which is connected via a first and a second line to a valve arrangement which has a directional control valve adjustable from a neutral position and two shut-off valves, the shut-off valves being related to those of liquid under pressure from the pump are arranged downstream of the directional control valve, can be brought into an open position via the pump pressure, and the pump sucks liquid from a collecting container and conveys it to the directional control valve.
  • the object to be achieved with the invention is seen in making such hydraulic systems or valve arrangements simpler.
  • This object has been achieved in that the hydraulic system is designed such that in the neutral position of the directional control valve and when a pressure builds up in a line, the shut-off valve associated with the line with the lower pressure is opened and the line with the lower pressure is connected to the collecting container becomes. In this way, no additional measures need to be taken on the engine or on the valve arrangement.
  • the object is achieved by a mechanical coupling of the shut-off valves in that the valve elements closing the shut-off valves cooperate with an adjustable unlocking slide which opens a shut-off valve when the other shut-off valve is closed.
  • One shut-off valve is closed by the fact that a pressure builds up in its line which presses the valve element, for example a ball, onto its seat, whereby the other shut-off valve is opened via the slide valve.
  • the unlocking slide can advantageously also rest with its ends against the valve elements and be adjustable via the pump pressure.
  • the unlocking slide thus has a length which corresponds to the distance between the two shut-off valves when one is closed and the other is open. If a shut-off valve now closes when the directional control slide is in the neutral position due to the pressure building up in its associated line, the closing valve element adjusts the unlocking slide and thus opens the other shut-off valve.
  • the unlocking slide can have two pistons arranged at a distance from one another, one of which is exposed to the pump pressure on one side when the directional control valve is adjusted from the neutral position.
  • the pistons also serve as a guide for the unlocking slide.
  • the directional control valve should be designed in such a way that, in its neutral position, it allows the liquid that is constantly pumped by the pump to flow back into the collecting container.
  • the directional control valve is designed in such a way that it blocks the liquid delivered by the pump in its neutral position.
  • the directional control valve can be connected to the two sides of a rotary motor of a work vehicle via the first and the second line, in each of which one of the shut-off valves in contact with one another via the unlocking slide is provided, the rotary motor being assigned to a gripping device.
  • pressure relief valves can be provided in a crossed manner between the two lines downstream of the shut-off valves.
  • the invention can be used particularly well in the work vehicle shown in FIG. 1 for forestry.
  • rotary motors the preferred use for rotating hydraulically driven motors, hereinafter referred to as rotary motors, takes place.
  • the work vehicle 10 shown in FIG. 1 has a frame 12 with articulated steering, for which vertical pins 14 are provided. It is supported on wheels 16, which also serve as drives.
  • a dozer or clearing blade 18 is connected to the front of the work vehicle.
  • At its rear end it has a gripping device 20 which is suspended on a boom 22 so as to be pivotable about a vertical axis.
  • the boom 22 is articulated on a support arch 24 and can be adjusted relative to this by a hydraulically actuated cylinder 26.
  • the support arch 24 is also hydraulically adjustable.
  • the gripping tools of the gripping device 20 can also be opened and closed using hydraulic cylinders located inside the gripping device.
  • a rotary motor 30, which is arranged at the outer end of the arm 22, serves to rotate the gripping device 20 about the vertical axis. Another arrangement of the rotary motor, e.g. B. inside the gripping device 20 is of course also possible.
  • the hydraulic system shown in Fig. 2 is used to drive the rotary motor 30. It is a so-called open system in which a control valve must be open in the central position so that the oil can flow back through the control valve to its reservoir.
  • the pumps used generally provide a constant flow of oil, which must have a return if the oil is not required to perform a function.
  • the hydraulic system according to FIG. 2 has a collecting tank 32, from which a pump 34 with a constant delivery rate sucks in hydraulic fluid via a line 36.
  • This liquid is conveyed by the pump 34 via feed lines 38 to a directional control valve 40, which is designed as a four-way and three-position valve and to which lines 42 and 44, which lead to the rotary motor 30, are connected.
  • the lines 42 and 44 mutually serve as feed or return lines.
  • the return oil passes back into the collecting tank 32 via a line connected to the directional control valve 40.
  • a pressure relief valve arrangement 46 is hydraulically coupled to the lines 42 and 44 and in particular consists of two spring-loaded pressure relief valves 48 and 50 arranged in a crosswise arrangement. They are each connected to the lines 42 and 44 via lines and sensor lines 52 which are not provided with a reference number. Since both pressure relief valves work identically, only a brief look at how the pressure relief works valve 48 received. In the position shown in FIG. 2, the flow from line 42 to line 44 is interrupted. However, as soon as the pressure in line 42 rises such that it exceeds the force of a spring 54 acting on the pressure relief valve, pressure relief valve 48 opens and connects line 42 to line 44. When the pressure in the line 44 rises, a connection of the line 44 to the line 42 then functioning as a return line can be established via the pressure limiting valve 50.
  • valve 3 shows a valve arrangement 56 with an integrated directional control valve 40 and a shut-off valve arrangement 60.
  • the valve arrangement is located in a valve housing 58, and the shut-off valve arrangement 60 is equipped with two shut-off valves 62 and 64.
  • Each of these shut-off valves has a valve seat 66, a valve element 68 and a spring 70.
  • the valve elements are designed as balls in the drawing. Other forms are of course possible.
  • the springs 70 are arranged such that they endeavor to press the valve elements 68 towards their valve seats 66 in order to block the liquid flow from the lines 42 and 44 to the collecting container 32. In the version shown in FIG.
  • unlocking slide 72 which is provided between the shut-off valves 62 and 64 and, with its ends designed accordingly, bears against both valve elements 68.
  • the unlocking slide 72 has a length such that it keeps a shut-off valve 62 or 64 open. This is always the one on the low pressure side.
  • the drain line 78 lies exactly opposite the mouth of the feed line 38 and is therefore not recognizable in FIG. 3.
  • the valve slide of the directional control valve 40 is adjusted to the right or to the left with reference to FIG. 3.
  • Pressurized liquid can then optionally act on one side of the rotary motor via line 42 or 44.
  • pressurized liquid will hit the shut-off valve 62 or 64 assigned to line 42 or 44 and open it.
  • the unlocking slide 72 is adjusted via this pressure in the direction of the other shut-off valve 64 or 62 and opens it so that return oil located in line 44 or 42 can get into the collecting container 32.
  • the adjustment of the unlocking slide 72 via the hydraulic pressure is effected by two pistons 79 lying on both sides of the mouth of the supply line 38, which simultaneously serve to guide the unlocking slide and are connected to it.
  • shut-off valve 64 will close and thereby adjust the unlocking slide 72 in the direction of the shut-off valve 62 and this will now open the lower pressure.
  • This reversal of the pressure conditions can occur when the boom 22 carrying a tree trunk is pivoted laterally or the tree trunk is lifted around a corner, as a result of which the gripping device and thus the rotary motor can be twisted.
  • one shut-off valve is always open and connects the corresponding line to the reservoir 32, while the other shut-off valve is always closed when the directional control valve 40 is in its neutral position. Since the side with the higher pressure is thus always blocked, the rotating mechanism is braked as soon as external forces occur.
  • the two lines 42 and 44 also include channels in the valve housing 58, and there the line 42 is divided by the shut-off valve 62 into an upstream channel part 80 and a downstream channel part 82.
  • the channel parts 82 and 86 are hydraulically coupled to the downstream side of the corresponding valve elements. With this arrangement, the hydraulic pressure always acts on the downstream side of the corresponding valve element, as a result of which the unlocking slide 72 is displaced in the direction of the other shut-off valve.
  • the shut-off valve arrangement 60 is shown in a closed hydraulic system which has a pump 90 with a variable delivery rate.
  • the pump can go into idle position as long as no pressure oil is required to perform a function.
  • the control valve is closed in its central or neutral position and blocks the oil flow coming from the pump.
  • the valve arrangement 56 used in the embodiment according to FIG. 4 corresponds to that according to FIG. 3 with the exception that the drain line 78 is no longer required.
  • the hydraulic system for the directional control valve 92 was adapted accordingly.
  • valve arrangements 95 and 96 were also provided in the lines 42 and 44 between the valve arrangement 56 and the pressure limiting valve arrangement 46. These each have a check valve with a bypass line, in which a throttle is provided. Hydraulic fluid directed to the pressure side of the rotary motor must fly over the bypass line and the throttle, while the return oil can flow back through the bypass line and the check valve.
  • valve arrangements 95 and 96 may also prove expedient to use the valve arrangements 95 and 96 in an open circuit.
  • open circuits usually use systems large amounts of liquid at low pressure, an open system may require additional pressure relief valves to allow the liquid to get back into the collection container.
  • the present invention works particularly well in closed hydraulic systems which generally have smaller amounts of liquid at high pressure. Therefore, the pressure relief valves must also be set higher. In addition, at higher pressures there is a risk of higher leakage oil proportions in the valve arrangement 56. With the present invention, leakage oil, which could cause the motor connected to lines 42 and 44 to creep, is returned to the reservoir. There is no need for drainage that was required and difficult to clean with conventional systems.

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Abstract

Bei einer Ventilanordnung für einen von einer Pumpe ge­speisten Motor, der über eine erste und eine zweite Lei­tung (42, 44) an die Ventilanordnung (56) angeschlossen ist, die ein aus einer Neutralstellung verstellbares Rich­tungssteuerventil (40) und zwei Absperrventile (62, 64) aufweist, sind die Absperrventile (62, 64) mit Bezug auf die von der Pumpe unter Druck verdrängte Flüssigkeit stromabwärts des Richtungssteuerventils (40) angeordnet, über den Pumpendruck in eine Offenstellung bringbar, und die Pumpe saugt Flüssigkeit aus einem Sammelbehälter an und fördert diese zu dem Richtungssteuerventil (40), wobei die die Absperrventile (62, 64) schließenden Ventilelemen­te (68) mit einem verstellbaren Entsperrschieber (72) zu­sammenwirken, der ein Absperrventil (62 oder 64) öffnet, wenn das andere Absperrventil (64 oder 62) geschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem für einen von einer Pumpe gespeisten Motor, der über eine er­ste und eine zweite Leitung an eine Ventilanordnung, die ein aus einer Neutralstellung verstellbares Richtungssteu­erventil und zwei Absperrventile aufweist, angeschlossen ist, wobei die Absperrventile mit Bezug auf die von der Pumpe unter Druck verdrängte Flüssigkeit stromabwärts des Richtungssteuerventils angeordnet sind, über den Pumpen­druck in eine Offenstellung bringbar sind und die Pumpe Flüssigkeit aus einem Sammelbehälter ansaugt und zu dem Richtungssteuerventil fördert.
  • Derartige Hydrauliksysteme oder Ventilanordnungen werden vielfach in Arbeitsfahrzeugen eingesetzt, um Arbeitswerk­zeuge zu betätigen. Aus Sicherheitsgründen sind dabei häu­fig die zu dem Motor führenden Leitungen, die, je nachdem in welcher Richtung der Motor betätigt werden soll, einmal Zuführleitungen und einmal Rückführleitungen sind, über Druckbegrenzungsventile miteinander verbunden. In der Neu­tralstellung des Richtungssteuerventils, das je nach sei­ner Stellung die Richtung bestimmt, in die der Motor betä­tigt werden soll, kann dann unter Druck stehende Leckflüs­sigkeit in die Leitungen eintreten, so daß sich in einer oder beiden Leitungen ein Druck aufbaut, der zu einem un­gewollten Kriechen des Motors oder zumindest zu Beschädi­gungen des Motors führen kann. In den Motoren sind deshalb vielfach Abflußleckleitungen vorgesehen. Bei dem Hydrau­liksystem, von dem die Erfindung ausgeht (US-A-3 543 647), sind, um ein Kriechen des Motors zu verhindern, zusätzli­che Abflußleitungen unmittelbar an den Absperrventilen vorgesehen. Sie werden über vom Pumpendruck beaufschlag­bare Kolben, die auch zum Öffnen der Absperrventile die­nen, geschlossen, wenn eine Seite des Motors druckbeauf­schlagt wird. Diese zwar wirksame Maßnahme erfordert aber einen hohen konstruktiven Aufwand und ist damit kostenun­günstig.
  • Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gese­hen, derartige Hydrauliksysteme bzw. Ventilanordnungen einfacher auszubilden. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß das Hydrauliksystem derart ausgebildet ist, daß in der Neutralstellung des Richtungssteuerventils und bei einem sich in einer Leitung aufbauenden Druck das der Leitung mit dem niedrigeren Druck zugeordnete Absperrven­til geöffnet und die Leitung mit dem niedrigeren Druck mit dem Sammelbehälter verbunden wird. Auf diese Weise brau­chen am Motor oder an der Ventilanordnung keine zusätzli­chen Maßnahmen getroffen zu werden.
  • Bei einer Ventilanordnung wird die Aufgabe durch eine me­chanische Kopplung der Absperrventile dadurch gelöst, daß die die Absperrventile schließenden Ventilelemente mit einem verstellbaren Entsperrschieber zusammenwirken, der ein Absperrventil öffnet, wenn das andere Absperrventil geschlossen ist. Dabei erfolgt das Schließen des einen Ab­sperrventils dadurch, daß sich in seiner Leitung ein Druck aufbaut, der das Ventilelement, beispielsweise eine Kugel, auf seinen Sitz drückt, wodurch über den Entsperrschieber das andere Absperrventil geöffnet wird.
  • Vorteilhaft kann nach der Erfindung der Entsperrschieber ferner mit seinen Enden gegen die Ventilelemente anliegen und über den Pumpendruck verstellbar sein. Damit hat der Entsperrschieber eine Länge, die dem Abstand der beiden Absperrventile entspricht, wenn eines geschlossen und das andere geöffnet ist. Wird sich nun ein Absperrventil bei sich in Neutralstellung befindlichem Richtungssteuerschie­ber infolge des sich in seiner zugehörigen Leitung aufbau­enden Druckes schließen, so verstellt das schließende Ven­tilelement den Entsperrschieber und öffnet damit das an­dere Absperrventil. Sobald das Richtungssteuerventil aus seiner Neutralstellung verstellt wurde, ist eine Leitung dem vollen Pumpendruck ausgesetzt, der dann das zugehörige Absperrventil öffnet und auch auf den Entsperrschieber wirkt, wodurch dieser in Richtung auf das andere Absperr­ventil verstellt wird - sofern er sich nicht bereits in dieser Stellung befindet - und dieses öffnet, so daß die zugehörige Leitung, die dann als Rücklaufleitung fungiert, mit dem Sammelbehälter verbunden ist und die Flüssigkeit aus dem Motor abfließen kann.
  • Im einzelnen kann hierzu der Entsperrschieber zwei mit Ab­stand zueinander angeordnete Kolben aufweisen, von denen jeweils einer einseitig bei aus der Neutralstellung ver­stelltem Richtungssteuerventil dem Pumpendruck ausgesetzt ist. Die Kolben dienen gleichzeitig als Führung für den Entsperrschieber.
  • Wenn das Hydrauliksystem ein offenes ist, soll das Rich­tungssteuerventil derart ausgebildet sein, daß es in sei­ner Neutralstellung das Zurückfließen der von der Pumpe ständig geförderten Flüssigkeit in den Sammelbehälter er­möglicht.
  • Ist das Hydrauliksystem jedoch ein geschlossenes, so ist das Richtungssteuerventil derart ausgebildet, daß es in seiner Neutralstellung die von der Pumpe geförderte Flüs­sigkeit blockiert.
  • In besonders zweckmäßiger Weise kann das Richtungssteuer­ventil über die erste und die zweite Leitung, in denen je­weils eines der über den Entsperrschieber miteinander in Kontakt stehenden Absperrventile vorgesehen ist, mit den beiden Seiten eines Drehmotors eines Arbeitsfahrzeuges verbunden sein, wobei der Drehmotor einer Greifvorrichtung zugeordnet ist. Schließlich können zwischen den beiden Leitungen stromabwärts der Absperrventile Druckbegren­zungsventile überkreuzt vorgesehen sein.
  • In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein Arbeitsfahrzeug für die Forstwirt­schaft, an dem das Hydrauliksystem nach der Erfindung Verwendung finden kann,
    • Fig. 2 das Hydrauliksystem nach der Erfindung in schematischer Darstellung bei einem offenen Kreislauf,
    • Fig. 3 eine Ventilanordnung nach der Erfindung mit einem integrierten Richtungssteuerventil und zwei Absperrventilen im Querschnitt und
    • Fig. 4 das Hydrauliksystem nach der Erfindung in schematischer Darstellung bei einem ge­schlossenen Kreislauf.
  • Die Erfindung kann bei dem in Fig. 1 dargestellten Ar­beitsfahrzeug für die Forstwirtschaft besonders gut einge­setzt werden. Überhaupt findet der bevorzugte Einsatz bei umlaufenden hydraulisch angetriebenen Motoren, nachfolgend als Drehmotoren bezeichnet, statt.
  • Das in der Fig. 1 dargestellte Arbeitsfahrzeug 10 weist einen Rahmen 12 mit Knicklenkung auf, wozu vertikale Zap­fen 14 vorgesehen sind. Es stützt sich auf Rädern 16 ab, die gleichzeitig dem Antrieb dienen. Ein Planier- oder Räumungsschild 18 ist frontseitig an das Arbeitsfahrzeug angeschlossen. An seinem rückwärtigen Ende weist es eine Greifvorrichtung 20 auf, die an einem Ausleger 22 um eine vertikale Achse schwenkbar aufgehängt ist. Der Ausleger 22 ist an einem Stützbogen 24 angelenkt und kann gegenüber diesem durch einen hydraulisch betätigbaren Zylinder 26 verstellt werden. Auch der Stützbogen 24 ist hydraulisch verstellbar. Die Greifwerkzeuge der Greifvorrichtung 20 können ebenfalls über hydraulische, im Inneren der Greif­vorrichtung gelegene Zylinder geöffnet und geschlossen werden. Zum Verdrehen der Greifvorrichtung 20 um die ver­tikale Achse dient ein Drehmotor 30, der am äußeren Ende des Auslegers 22 angeordnet ist. Eine andere Anordnung des Drehmotors, z. B. im Inneren der Greifvorrichtung 20, ist selbstverständlich auch möglich.
  • Das in Fig. 2 dargestellte Hydrauliksystem dient zum An­trieb des Drehmotors 30. Es ist ein sogenanntes offenes System, bei dem ein Steuerventil in der Mittelstellung ge­öffnet sein muß, damit das Öl durch das Steuerventil zu seinem Sammelbehälter zurückfließen kann. Die verwendeten Pumpen liefern in der Regel einen ständigen Ölfluß, der einen Rücklauf haben muß, wenn das Öl nicht zur Ausführung einer Funktion benötigt wird. Im einzelnen weist das Hy­drauliksystem nach Fig. 2 einen Sammelbehälter 32 auf, aus dem eine Pumpe 34 mit konstanter Fördermenge über eine Leitung 36 hydraulische Flüssigkeit ansaugt. Diese Flüs­sigkeit wird von der Pumpe 34 über Zuführleitungen 38 zu einem Richtungssteuerventil 40 gefördert, das als Vier-We­ge- und Drei-Stellungsventil ausgebildet ist und an das Leitungen 42 und 44, die zum Drehmotor 30 führen, ange­schlossen sind. Je nachdem in welcher Drehrichtung der Drehmotor 30 angetrieben wird, dienen die Leitungen 42 und 44 wechselseitig als Zuführ- oder Rücklaufleitungen. Das Rücklauföl gelangt über eine an das Richtungssteuerventil 40 angeschlossene Leitung zurück in den Sammelbehälter 32.
  • Eine Druckbegrenzungsventilanordnung 46 ist hydraulisch mit den Leitungen 42 und 44 gekuppelt und besteht im ein­zelnen aus zwei kreuzweise angeordneten und federbelaste­ten Druckbegrenzungsventilen 48 und 50. Sie sind jeweils über nicht mit einer Bezugszahl versehene Leitungen und Sensorleitungen 52 an die Leitungen 42 und 44 angeschlos­sen. Da beide Druckbegrenzungsventile identisch arbeiten, wird nur kurz auf die Funktionsweise des Druckbegrenzungs­ ventils 48 eingegangen. In der in der Fig. 2 dargestellten Stellung ist der Durchfluß von der Leitung 42 zu der Lei­tung 44 unterbrochen. Sobald aber der Druck in der Lei­tung 42 derart ansteigt, daß er die Kraft einer auf das Druckbegrenzungsventil wirkenden Feder 54 übersteigt, öff­net das Druckbegrenzungsventil 48 und stellt eine Verbin­dung der Leitung 42 mit der Leitung 44 her. Über das Druckbegrenzungsventil 50 kann bei ansteigendem Druck in der Leitung 44 eine Verbindung der Leitung 44 mit der dann als Rücklaufleitung fungierenden Leitung 42 hergestellt werden.
  • Fig. 3 zeigt eine Ventilanordnung 56 mit integriertem Richtungssteuerventil 40 und einer Absperrventilanordnung 60. Die Ventilanordnung befindet sich in einem Ventilge­häuse 58, und die Absperrventilanordnung 60 ist mit zwei Absperrventilen 62 und 64 ausgerüstet. Jedes dieser Ab­sperrventile hat einen Ventilsitz 66, ein Ventilelement 68 und eine Feder 70. Die Ventilelemente sind in der Zeich­nung als Kugeln ausgebildet. Andere Formen sind natürlich möglich. Die Federn 70 sind derart angeordnet, daß sie be­strebt sind, die Ventilelemente 68 in Richtung auf ihre Ventilsitze 66 zu drücken, um damit den Flüssigkeitsfluß aus den Leitungen 42 und 44 zum Sammelbehälter 32 zu blok­kieren. Bei der in Fig. 3 dargestellten Version wird dies jedoch durch einen Entsperrschieber 72 verhindert, der zwischen den Absperrventilen 62 und 64 vorgesehen ist und mit seinen hierzu entsprechend ausgebildeten Enden gegen beide Ventilelemente 68 anliegt. Der Entsperrschieber 72 hat eine derartige Länge, daß er jeweils ein Absperrventil 62 oder 64 offen hält. Dieses ist immer das an der niedri­gen Druckseite.
  • Flüssigkeit tritt über die Zuführleitung 38 hinter dem Entsperrschieber 72 in das Ventilgehäuse 58 ein. Sie wird nach ihrem Eintritt in zwei Kanäle 74 und 76 aufgeteilt, die zu dem Ventilschieber des Richtungssteuerventils 40 führen. Da es sich bei der vorliegenden Ausführung um einen offenen Kreislauf handelt, muß die Flüssigkeit bei sich in Neutralstellung befindlichem Richtungssteuerventil die Ventilanordnung 56 ständig durchströmen, wozu eine in Fig. 3 nicht erkennbare, aber in Fig. 2 eingezeichnete Ab­flußleitung 78 dient. Diese führt die durchlaufende Flüs­sigkeit unmittelbar in den Sammelbehälter 32 zurück. Die Abflußleitung 78 liegt der Mündung der Zuführleitung 38 genau gegenüber und ist aus diesem Grund in Fig. 3 nicht erkennbar.
  • Zum Antrieb des Drehmotors 30 in der einen oder anderen Drehrichtung wird der Ventilschieber des Richtungssteuer­ventils 40 mit Bezug auf die Fig. 3 nach rechts oder nach links verstellt. Unter Druck stehende Flüssigkeit kann dann wahlweise eine Seite des Drehmotors über die Leitung 42 oder 44 beaufschlagen. Bei diesem Vorgang wird dann un­ter Druck stehende Flüssigkeit auf das der Leitung 42 oder 44 zugeordnete Absperrventil 62 oder 64 treffen und dieses öffnen. Gleichzeitig wird der Entsperrschieber 72 über diesen Druck in Richtung auf das andere Absperrventil 64 oder 62 verstellt und dieses öffnen, so daß sich in der Leitung 44 oder 42 befindliches Rücklauföl in den Sammel­behälter 32 gelangen kann. Die Verstellung des Entsperr­schiebers 72 über den hydraulischen Druck wird durch zwei beiderseits der Mündung der Zuführleitung 38 liegende Kol­ben 79 bewirkt, die gleichzeitig der Führung des Entsperr­schiebers dienen und mit diesem verbunden sind.
  • In der in Fig. 3 dargestellten blockierten oder Neutral­stellung fließt die Flüssigkeit aus der Zuführleitung 38 an dem Entsperrschieber 72 vorbei in die Abflußleitung 78, die eine Blende aufweist. Dabei kann etwas unter Druck stehende Flüssigkeit an den Dichtungen bzw. den Kolben 79 des Sperrschiebers durchlecken und in eine oder beide Lei­tungen 42, 44 gelangen. In einer der Leitungen wird sich ein höherer Druck einstellen. In Fig. 3 der Zeichnung ist dies die Leitung 42, wodurch das Ventilelement 68 auf sei­nen Ventilsitz 66 gedrückt wird und das Absperrventil 62 sich schließt. Durch die Bewegung des Ventilelements 68 des Absperrventils 62 wird auch der Entsperrschieber 72 in Richtung auf das andere Absperrventil 64 mit dem geringe­ren Druck verstellt, so daß dieses sich öffnet mit dem Er­gebnis, daß die Leitung 44 nunmehr mit dem Sammelbehälter 32 über das Richtungssteuerventil 40 verbunden ist. In den in den Figuren 2 und 4 dargestellten Schaltbildern ist dieser mechanische Öffnungsvorgang durch gestrichelte Li­nien angedeutet.
  • Sollte nun die Seite mit dem geringeren Druck später die Seite mit dem höheren Druck werden, dann wird das Absperr­ventil 64 schließen und dabei den Entsperrschieber 72 in Richtung auf das Absperrventil 62 verstellen und dieses nun den geringeren Druck aufweisende öffnen. Diese Umkeh­rung der Druckverhältnisse kann auftreten, wenn der einen Baumstamm tragende Ausleger 22 seitlich verschwenkt oder der Baumstamm um ein Ecke gehoben wird, wodurch eine Ver­windung der Greifvorrichtung und damit des Drehmotors auf­treten kann. Es bleibt jedenfalls festzuhalten, daß ein Absperrventil immer geöffnet ist und eine Verbindung der entsprechenden Leitung zum Sammelbehälter 32 herstellt, während das andere Absperrventil immer geschlossen ist, wenn sich das Richtungssteuerventil 40 in seiner Neutral­stellung befindet. Da somit die Seite mit dem größeren Druck immer blockiert ist, wird der Drehmechanismus ge­bremst, sobald von außen kommende Kräfte auftreten.
  • Zu den beiden Leitungen 42 und 44 gehören noch Kanäle in dem Ventilgehäuse 58, und zwar ist dort die Leitung 42 durch das Absperrventil 62 in einen stromaufwärts liegen­den Kanalteil 80 und einen stromabwärts liegenden Kanal­teil 82 aufgeteilt. Entsprechendes trifft zu für die Lei­tung 44, die durch das Absperrventil 64 in einen stromauf­wärts liegenden Kanalteil 84 und einen stromabwärts lie­ genden Kanalteil 86 aufgeteilt ist. Aus Fig. 3 ist er­sichtlich, daß die Kanalteile 82 und 86 hydraulisch mit der stromabwärts liegenden Seite der entsprechenden Ven­tilelemente gekuppelt sind. Mit dieser Anordnung wirkt der hydraulische Druck immer auf die stromabwärts liegende Seite des entsprechenden Ventilelementes, wodurch der Ent­sperrschieber 72 in Richtung auf das andere Absperrventil verschoben wird.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung ist die Ab­sperrventilanordnung 60 in einem geschlossenen Hydraulik­system dargestellt, das eine Pumpe 90 mit veränderlicher Fördermenge aufweist. Bei einem geschlossenen System kann die Pumpe in Ruhestellung gehen, solange kein Drucköl zur Ausführung einer Funktion benötigt wird. Dazu wird das Steuerventil in seiner Mittel- oder Neutralstellung ge­schlossen und blockiert den von der Pumpe kommenden Öl­fluß. Die bei der Ausführung nach Fig. 4 verwendete Ven­tilanordnung 56 entspricht derjenigen nach Fig. 3 mit der Ausnahme, daß die Abflußleitung 78 nicht mehr erforderlich ist. Das Hydrauliksystem für das Richtungssteuerventil 92 wurde entsprechend angepaßt.
  • Um einen regulierten Druck am Drehmotor 30 zu erhalten, wurden noch Ventilanordnungen 95 und 96 zwischen der Ven­tilanordnung 56 und der Druckbegrenzungsventilanordnung 46 in den Leitungen 42 und 44 vorgesehen. Diese weisen je­weils ein Rückschlagventil mit einer Bypassleitung, in der eine Drossel vorgesehen ist, auf. Zur Druckseite des Dreh­motors geleitete Druckflüssigkeit muß über die Bypasslei­tung und die Drossel fliegen, während das Rücklauföl durch die Bypassleitung und das Rückschlagventil zurückfließen kann.
  • Es kann sich auch als zweckmäßig erweisen, die Ventilan­ordnungen 95 und 96 in einem offenen Kreislauf zu verwen­den. Da jedoch offene Kreisläufe in der Regel Systeme mit großen Flüssigkeitsmengen bei geringem Druck sind, kann bei einem offenen System die Notwendigkeit für zusätzliche Druckbegrenzungsventile bestehen, damit die Flüssigkeit zurück in den Sammelbehälter gelangen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wirkt bei geschlossenen Hydrau­liksystemen besonders gut, die in der Regel geringere Flüssigkeitsmengen bei hohem Druck aufweisen. Daher müssen die Druckbegrenzungsventile auch höher eingestellt werden. Hinzu kommt, daß bei höheren Drücken die Gefahr von höhe­ren Leckölanteilen in der Ventilanordnung 56 besteht. Mit der vorliegenden Erfindung wird Lecköl, das ein Kriechen des an die Leitungen 42 und 44 angeschlossenen Motors her­vorrufen könnte, in den Sammelbehälter zurückgeleitet. Auf eine Drainage, die bei herkömmlichen Systemen erforderlich und schwer zu reinigen war, kann verzichtet werden.

Claims (9)

1. Hydrauliksystem für einen von einer Pumpe (34, 90) ge­speisten Motor (30), der über eine erste und eine zwei­te Leitung (42, 44) an eine Ventilanordnung (56), die ein aus einer Neutralstellung verstellbares Richtungs­steuerventil (40 bzw. 92) und zwei Absperrventile (62, 64) aufweist, angeschlossen ist, wobei die Absperrven­tile (62, 64) mit Bezug auf die von der Pumpe (34, 90) unter Druck verdrängte Flüssigkeit stromabwärts des Richtungssteuerventils (40 bzw. 92) angeordnet sind, über den Pumpendruck in eine Offenstellung bringbar sind und die Pumpe (34, 90) Flüssigkeit aus einem Sam­melbehälter (32) ansaugt und zu dem Richtungssteuerven­til (40 bzw. 92) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrauliksystem derart ausgebildet ist, daß in der Neutralstellung des Richtungssteuerventils (40 bzw. 92) und bei einem sich in einer Leitung (42 oder 44) auf­bauenden Druck das der Leitung (44 oder 42) mit dem niedrigeren Druck zugeordnete Absperrventil (64 oder 62) geöffnet und die Leitung (44 oder 42) mit dem nie­drigeren Druck mit dem Sammelbehälter (32) verbunden wird.
2. Ventilanordnung für einen von einer Pumpe (34, 90) ge­speisten Motor (30), der über eine erste und eine zwei­te Leitung (42, 44) an die Ventilanordnung (56), die ein aus einer Neutralstellung verstellbares Richtungs­steuerventil (40 bzw. 92) und zwei Absperrventile (62, 64) aufweist, angeschlossen ist, wobei die Absperrven­tile (62, 64) mit Bezug auf die von der Pumpe (34, 90) unter Druck verdrängte Flüssigkeit stromabwärts des Richtungssteuerventils (40 bzw. 92) angeordnet sind, über den Pumpendruck in eine Offenstellung bringbar sind und die Pumpe (34, 90) Flüssigkeit aus einem Sam­melbehälter (32) ansaugt und zu dem Richtungssteuerven­til (40 bzw. 92) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die die Absperrventile (62, 64) schließenden Ventilele­mente (68) mit einem verstellbaren Entsperrschieber (72) zusammenwirken, der ein Absperrventil (62 oder 64) öffnet, wenn das andere Absperrventil (64 oder 62) ge­schlossen ist.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Entsperrschieber (72) mit seinen En­den gegen die Ventilelemente (68) anliegt und über den Pumpendruck verstellbar ist.
4. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperr­schieber (72) zwei mit Abstand zueinander angeordnete Kolben (79) aufweist, von denen jeweils einer einseitig bei aus der Neutralstellung verstelltem Richtungssteu­erventil (40, 92) dem Pumpendruck ausgesetzt ist.
5. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß das Richtungssteuerventil (40) derart ausge­bildet ist, daß es in seiner Neutralstellung das Zu­rückfließen der von der Pumpe (34) ständig geförderten Flüssigkeit in den Sammelbehälter (32) ermöglicht.
6. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß das Richtungssteuerventil (92) derart ausge­bildet ist, daß es in seiner Neutralstellung die von der Pumpe (90) geförderte Flüssigkeit blockiert.
7. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtungs­steuerventil (40, 92) über die erste und die zweite Leitung (42, 44), in denen jeweils eines der über den Entsperrschieber (72) miteinander in Kontakt stehenden Absperrventile (62, 64) vorgesehen ist, mit den beiden Seiten eines Drehmotors eines Arbeitsfahrzeuges (10) verbunden ist.
8. Hydrauliksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, daß der Drehmotor einer Greifvorrichtung (20) zu­geordnet ist.
9. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Leitungen (42, 44) stromabwärts der Absperrven­tile (62, 64) Druckbegrenzungsventile (48, 50) über­kreuzt vorgesehen sind.
EP19900121110 1989-11-09 1990-11-05 Hydrauliksystem bzw. Ventilanordnung für einen von einer Pumpe gespeisten Motor Withdrawn EP0427165A1 (de)

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