EP0546300B1

EP0546300B1 - Electrohydraulic control system

Info

Publication number: EP0546300B1
Application number: EP92118374A
Authority: EP
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Sandau (Fh); Uwe Dipl.-Ing. Altmann; Horst Dr. Dr.-Ing. Hesse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-12-07
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1996-04-10
Anticipated expiration: 2012-10-28
Also published as: DE4140409A1; DE59205956D1; EP0546300A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrohydraulischen Steuereinrichtung zur lastkompensierten Steuerung eines hydraulischen Motors nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention relates to an electrohydraulic control device for load-compensated control of a hydraulic motor according to the type specified in the preamble of claim 1.

Es ist schon eine solche elektrohydraulische Steuereinrichtung zur lastkompensierten Steuerung eines hydraulischen Motors aus der DE-OS 25 23 600 bekannt, bei welcher der Druckunterschied am Einlaß und Auslaß des Proportionalventils gemessen und die Position des Steuerschiebers mit Hilfe einer Regelschaltung so eingestellt wird, daß der Einfluß des von Belastungsänderungen abhängigen Druckunterschiedes kompensiert wird, so daß der Volumenstrom unabhängig von der anliegenden Druckdifferenz ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Druckunterschied in der Regelschaltung radiziert und der Sollwert für den Schieberhub bzw. Volumenstrom durch den radizierten Wert dividiert wird. Dieses Ausgangssignal wird einem bekannten Lageregelkreis als Sollwert für den Ventilhub zugeführt. Diese Steuereinrichtung arbeitet mit einem aufwendigen 4-Wege-Proportionalventil, das sich für mobile Einsatzfälle weniger eignet. Zudem benötigt das Wegeventil einen den Schieberhub abgreifenden Wegaufnehmer mit Lageregelkreis zur Durchführung der elektronischen Lastkompensation.Such an electrohydraulic control device for load-compensated control of a hydraulic motor is already known from DE-OS 25 23 600, in which the pressure difference at the inlet and outlet of the proportional valve is measured and the position of the control slide is adjusted with the aid of a control circuit so that the influence the pressure difference dependent on changes in load is compensated so that the volume flow is independent of the applied pressure difference. This is achieved by squaring the pressure difference in the control circuit and dividing the setpoint for the spool stroke or volume flow by the squared value. This output signal is fed to a known position control loop as a setpoint for the valve lift. This control device works with a complex 4-way proportional valve, that is less suitable for mobile applications. In addition, the directional control valve requires a position sensor with position control loop that picks up the slide stroke in order to carry out the electronic load compensation.

Ferner ist aus der DE 39 31 962 A1 eine Steuerelektronik für ein elektrisch verstellbares Stellglied bekannt, bei der zur Erzielung eines linearen Ansteuerverhaltens das Kennlinienfeld des Stellglieds in einen Tabellenspeicher eingeschrieben wird und damit in einem Mikroprozessor aus einem Sollwert ein korrigiertes Ansteuersignal für das Stellglied gewonnen wird. Damit lassen sich Kennlinien nicht nur linearisieren sondern auch willkürlich verändern, so daß auch bei verschiedenen Drücken die Durchfluß-Lastfunktion eines Ventils berücksichtigt werden kann. Der Aufbau spezieller elektrohydraulischer Steuereinrichtungen wird hier nicht gelehrt.Furthermore, from DE 39 31 962 A1 control electronics for an electrically adjustable actuator is known, in which the characteristic field of the actuator is written into a table memory in order to achieve a linear control behavior and thus a corrected control signal for the actuator is obtained from a setpoint in a microprocessor . Characteristics can not only be linearized but also changed arbitrarily, so that the flow load function of a valve can also be taken into account at different pressures. The construction of special electrohydraulic control devices is not taught here.

Weiterhin ist aus der DE 33 47 000 A1 eine elektrohydraulische Steuereinrichtung für einen doppeltwirkenden hydraulischen Motor bekannt, bei der jeder Motoranschluß über ein gleiches Proportionaldrosselventil angesteuert wird. Jedes Proportionaldrosselventil ist als 3-Wegeventil in Schieberbauweise ausgeführt, elektrohydraulisch vorgesteuert und liegt in einem Lageregelkreis, so daß die Volumenströme zum und von jedem Motoranschluß über ein elektrisches Steuergerät einzeln steuerbar sind, wobei dem Steuergerät auch die Signale von elektrohydraulischen Drucksensoren an jedem Motoranschluß zuführbar sind. Mit dieser Steuereinrichtung sollen bei einem Schließzylinder einer Spritzgießmaschine mehrere Zusatzfunktionen wie Differentialschaltung, Fail-safe-Funktion, Kraftbegrenzung oder Hohlsog-Vermeidung erfüllt werden. Für eine lastdruckkompensierte Steuerung eines einfachwirkenden Motors bei mobilen Anwendungsfällen ist diese Steuereinrichtung nicht vorgesehen.Furthermore, from DE 33 47 000 A1 an electrohydraulic control device for a double-acting hydraulic motor is known, in which each motor connection is controlled via an identical proportional throttle valve. Each proportional throttle valve is designed as a 3-way valve in slide valve design, is electro-hydraulically pilot-controlled and is located in a position control loop, so that the volume flows to and from each motor connection can be controlled individually via an electrical control unit, the signals from electro-hydraulic pressure sensors at each motor connection also being able to be supplied to the control unit . With this control device, several additional functions such as differential switching, fail-safe function, force limitation or avoidance of hollow suction are to be fulfilled in a locking cylinder of an injection molding machine. This control device is not intended for load pressure-compensated control of a single-acting motor in mobile applications.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuereinrichtung zur lastkompensierten Steuerung eines hydraulischen Motors mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie bei relativ einfacher und kostengünstiger Bauweise mit vorhandenen Bauelementen realisierbar ist und eine elektronisch lastkompensierte Steuerung des hydraulischen Motors in beiden Richtungen erlaubt, also beim Heben und beim Senken. Dabei lässt sich durch die Ausbildung des Proportionaldrosselventils als Sitzventil die Leckage gering halten. Zudem lässt sich trotz der Ausbildung als Sitzventil eine feinfühlige Steuerung beim Heben wie auch beim Senken erreichen. Die Steuereinrichtung baut verhältnismäßig kompakt und leicht und eignet sich dadurch besonders zur Anwendung bei mobilen Einsatzfällen.The electrohydraulic control device according to the invention for load-compensated control of a hydraulic motor with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it can be realized with existing components in a relatively simple and inexpensive construction and allows electronic load-compensated control of the hydraulic motor in both directions, i.e. with Raising and lowering. By designing the proportional throttle valve as a seat valve, the leakage can be kept low. In addition, despite the training as a seat valve, sensitive control can be achieved when lifting and lowering. The control device is relatively compact and lightweight and is therefore particularly suitable for use in mobile applications.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Steuereinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft sind Ausbildungen nach den Ansprüchen 3 bis 6, wodurch sich die Steuereinrichtung in einfacher Weise und kostengünstig aus vorhandenen Bauelementen realisieren lässt, wobei neben einer elektronisch lastkompensierten Senkenfunktion eine Parallelsteuerung zusätzlicher hydraulischer Verbraucher möglich ist, da ein mit Druck belastbarer Weiterlauf-Anschluß über eine Druckwaage mit Druckmittel versorgt wird. Ferner ist es zweckmäßig, die Steuereinrichtung gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 auszubilden, wodurch sich neben einem einfachen und platzsparenden Aufbau besonders gute Feinsteuereigenschaften erzielen lassen. Durch die druckgesteuerte Meßblende in Verbindung mit dem von der Steuerelektronik angesteuerten, vorgesteuerten Proportionaldruckventil lassen sich Hebenvorgänge lastdruckkompensiert feinfühlig steuern. Ferner ist es günstig, wenn die Steuereinrichtung gemäß Anspruch 10 mit einem doppeldichten Proportionaldrosselventil ausgestattet wird, so daß ein elektronisch lastkompensiertes Heben und Senken mit einem einzigen Proportionaldrosselventil in Sitzventilbauart möglich ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung gemäß den Ansprüchen 11 bis 13 so ausgebildet wird, daß das Proportionaldrosselventil in die Diagonale einer als Vollbrücke ausgeführten, hydraulischen Gleichrichterschaltung geschaltet ist. Auf diese Weise lässt sich eine elektronische Lastkompensation für die Funktionen Heben und Senken mit nur einem Proportionaldrosselventil erreichen, wobei auch der Aufwand in der Steuerelektronik relativ niedrig gehalten werden kann, da das Kennlinienfeld des Proportionaldrosselventils nur für eine Druchflußrichtung gespeichert werden muß. Eine besonders platzsparende und kostengünstige Bauweise der Steuereinrichtung ergibt sich bei einer Ausbildung nach den Ansprüchen 14, 15 wobei alle notwendigen Bauelemente sinnvoll auf engstem Raum angeordnet und miteinander verknüpft werden können. Gemäß den Ansprüchen 16 bis 18 ergeben sich besonders vorteilhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn sie in einem Elektrostapler zur Steuerung der Lasthydraulik verwendet wird.Advantageous further developments and improvements of the control device specified in claim 1 are possible through the measures listed in the subclaims. Formations according to claims 3 to 6 are particularly advantageous, as a result of which the control device can be implemented in a simple and cost-effective manner from existing components, and in addition to an electronically load-compensated lowering function, parallel control of additional hydraulic consumers is possible, since a pressure-resistant continuity connection via a Pressure compensator is supplied with pressure medium. Furthermore, it is expedient to design the control device according to claims 7 to 9, whereby particularly good fine control properties can be achieved in addition to a simple and space-saving construction. The pressure-controlled orifice plate in conjunction with the pilot-controlled proportional pressure valve controlled by the control electronics allow lifting processes to be controlled sensitively with load pressure compensation. It is also advantageous if the control device is equipped with a double-tight proportional throttle valve, so that an electronically load-compensated lifting and lowering is possible with a single proportional throttle valve of the seat valve type. Furthermore, it is advantageous if the control device is designed in such a way that the proportional throttle valve is connected in the diagonal of a hydraulic rectifier circuit designed as a full bridge. In this way, electronic load compensation for the lifting and lowering functions can be achieved with only one proportional throttle valve, and the effort in the control electronics can also be kept relatively low, since the characteristic field of the proportional throttle valve only has to be saved for one direction of flow. A particularly space-saving and inexpensive construction of the control device results in an embodiment according to claims 14, 15, wherein all the necessary components can be sensibly arranged in a confined space and linked together. According to claims 16 to 18 there are particularly advantageous applications of the control device according to the invention, it being particularly expedient if it is used in an electric stacker to control the load hydraulics.

drawing

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figur 1 eine erste elektrohydraulische Steuereinrichtung zur lastkompensierten Steuerung eines hydraulischen Motors in vereinfachter Darstellung, die Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der ersten Steuereinrichtung nach Figur 1 in einer mehr konstruktiven Ausführungsform, Figur 3 ein Diagramm mit den Durchflußkennlinien des Proportionaldrosselventils nach Figur 1 in vereinfachter Darstellung und die Figuren 4, 5 und 6 jeweils eine zweite, dritte bzw. vierte elektrohydraulische Steuereinrichtung in vereinfachter Darstellung.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a first electrohydraulic control device for load-compensated control of a hydraulic motor in a simplified representation, FIG. 2 shows a longitudinal section through part of the first control device according to FIG. 1 in a more constructive embodiment, FIG. 3 shows a diagram with the flow characteristics of the proportional throttle valve according to FIG 1 in a simplified representation and FIGS. 4, 5 and 6 each show a second, third or fourth electrohydraulic control device in a simplified representation.

Description of the embodiments

Die Figur 1 zeigt eine elektrohydraulische Steuereinrichtung 10 zur lastkompensierten Steuerung eines hydraulischen Motors 11, der hier als einfachwirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist, wie er in Hubwerken zum Heben und Senken von Lasten, insbesondere in Staplern, verwendet wird. Die Steuereinrichtung 10 weist eine Zulaufleitung 12 auf, die von einer Konstantpumpe 13 zum hydraulischen Motor 11 führt. Zugleich steht der hydraulische Motor 11 über eine Ablaufleitung 14 mit einem Tank 15 in Verbindung, aus dem die Konstantpumpe 13 ihr Druckmittel ansaugt. Der im hydraulischen Motor 11 herrschende Lastdruck wird von einem ersten elektrohydraulischen Druckaufnehmer 16 abgegriffen, der ein zum Druck proportionales elektrisches Ausgangssignal an eine Steuerelektronik 17 gibt.FIG. 1 shows an electrohydraulic control device 10 for load-compensated control of a hydraulic motor 11, which is designed here as a single-acting working cylinder, as is used in hoists for lifting and lowering loads, especially in forklifts. The control device 10 has an inlet line 12 which leads from a constant pump 13 to the hydraulic motor 11. At the same time, the hydraulic motor 11 is connected via a drain line 14 to a tank 15 from which the constant pump 13 draws its pressure medium. The load pressure prevailing in the hydraulic motor 11 is tapped by a first electrohydraulic pressure transducer 16, which gives an electrical output signal proportional to the pressure to control electronics 17.

In die Zulaufleitung 12 ist eine Druckwaage 18 geschaltet, deren Zulaufanschluß 19 unmittelbar mit der Pumpe 13 in Verbindung steht. Stromabwärts von der Druckwaage 18 ist in die Zulaufleitung 12 ein erstes Rückschlagventil 21 geschaltet, welches eine Senkfunktion des Motors 11 verhindert, z.B. bei Ausfall des Volumenstromes der Pumpe 13. Stromabwärts vom ersten Rückschlagventil 21 ist in die Zulaufleitung 12 ferner eine druckgesteuerte Meßblende 22 geschaltet, welche in zweckmäßiger Weise mit dem ersten Rückschlagventil 21 kombiniert werden kann. Die Meßblende 22 ist dabei in ihrem Durchflußquerschnitt so gestaltet, daß sie eine lineare Durchflußkennlinie aufweist, d.h. ihr Durchfluß über dem jeweils auftretenden Druckgefälle bildet eine im entsprechenden Diagramm schräg verlaufende Gerade. Auf die Bauweise dieser Meßblende 22 in Verbindung mit dem ersten Rückschlagventil 21 wird in Zusammenhang mit Figur 2 noch näher eingegangen. Der Druck in der Zulaufleitung 12 zwischen der Druckwaage 18 und dem ersten Rückschlagventil 21 wird von einem zweiten elektrohydraulischen Druckaufnehmer 23 abgegriffen, der sein druckabhängiges elektrisches Signal ebenfalls an die Elektronik 17 weitermeldet.A pressure compensator 18 is connected into the inlet line 12, the inlet connection 19 of which is directly connected to the pump 13. Downstream of the pressure compensator 18, a first check valve 21 is connected into the feed line 12, which prevents a lowering function of the engine 11, e.g. if the volume flow of the pump 13 fails, a pressure-controlled measuring orifice 22 is also connected downstream of the first check valve 21 and can be combined in an expedient manner with the first check valve 21. The flow orifice 22 is designed in such a way that it has a linear flow characteristic, i.e. their flow rate over the pressure drop occurring forms a straight line in the corresponding diagram. The construction of this orifice plate 22 in connection with the first check valve 21 will be discussed in more detail in connection with FIG. 2. The pressure in the inlet line 12 between the pressure compensator 18 and the first check valve 21 is tapped by a second electrohydraulic pressure sensor 23, which also transmits its pressure-dependent electrical signal to the electronics 17.

Die Druckwaage 18 weist eine 3-Wege-Funktion auf und hat zu diesem Zweck neben einem Motoranschluß 24 einen Weiterlauf-Anschluß 25, der durch ein zweites Rückschlagventil 26 abgesichert ist. Die Druckwaage 18 weist ein Steuerglied 27 auf, das von der Kraft einer Feder 28 und vom Druck in einem ersten Steueranschluß 29 in Richtung einer Grundstellung 31 belastbar ist, in welcher es den Weiterlauf-Anschluß 25 absperrt und die Verbindung vom Zulaufanschluß 19 zum Motoranschluß 24 aufsteuert. In entgegengesetzter Richtung ist das Steuerglied 27 vom Druck in einem zweiten Steueranschluß 32 und damit vom Druck im Zulaufanschluß 19 belastet, wodurch es in eine Arbeitsstellung 33 auslenkbar ist, bei welcher der Motoranschluß 24 blockiert wird und der Zulaufanschluß 19 mit dem Weiterlauf-Anschluß 25 Verbindung hat. Selbstverständlich kann das Steuerglied 27 dazwischenliegende Übergangsstellungen einnehmen entsprechend der drosselnden Funktion der Druckwaage 18. Dem Weiterlaufanschluß 25 ist das zweite Rückschlagventil 26 nachgeschaltet; es spannt mit Hilfe seiner Feder den Druck soweit vor, daß das Steuerglied 27 der Druckwaage immer ganznach rechts gegen die Kraft der Feder 29 verschoben und die Leitung nach Anschluß A verschlossen ist. Zur Vorsteuerung der Druckwaage 18 ist ein Proportionaldruckventil 34 vorgesehen, welchesden Druck im ersten Steueranschluß 29 steuert und über eine erste Drosselstelle 35 mit Druckmittel aus der Zulaufleitung 12 versorgt wird. Eine zweite Drosselstelle 36 dient zur Entlastung des hydraulischen Anschlusses 24, wenn der Weiterlauf belastet ist. Das Proportionaldruckventil 34 wird von der Steuerelektronik 17 angesteuert, wozu dessen Proportionalmagnet mit einem Ausgang der Steuerelektronik 17 in Verbindung steht.The pressure compensator 18 has a 3-way function and for this purpose has, in addition to a motor connection 24, a continuation connection 25 which is secured by a second check valve 26. The pressure compensator 18 has a control element 27 which can be loaded by the force of a spring 28 and by the pressure in a first control connection 29 in the direction of a basic position 31, in which it blocks the continuation connection 25 and the connection from the inlet connection 19 to the motor connection 24 controls. In the opposite direction, the control member 27 is loaded by the pressure in a second control connection 32 and thus by the pressure in the inlet connection 19, as a result of which it can be deflected into a working position 33 in which the motor connection 24 is blocked and the inlet connection 19 is connected to the further connection 25 Has. Of course the control member 27 can assume intermediate transition positions corresponding to the throttling function of the pressure compensator 18. The second check valve 26 is connected downstream of the flow connection 25; it biases the pressure with the help of its spring to such an extent that the control element 27 of the pressure compensator is always moved fully to the right against the force of the spring 29 and the line to port A is closed. To pilot the pressure compensator 18, a proportional pressure valve 34 is provided, which controls the pressure in the first control connection 29 and is supplied with pressure medium from the supply line 12 via a first throttle point 35. A second throttle point 36 serves to relieve the hydraulic connection 24 when the continuation is loaded. The proportional pressure valve 34 is controlled by the control electronics 17, for which purpose its proportional magnet is connected to an output of the control electronics 17.

In die Ablaufleitung 14 ist ein Proportionaldrosselventil 37 geschaltet, das als vorgesteuertes 2-Wege-Ventil ausgebildet ist und zum dichten Absperren des Motors 11 in einer Sitzventilbauart ausgeführt ist. Mit dem Proportionalventil 37 lässt sich der Volumenstrom in der Ablaufleitung 14 proportional zu einem elektrischen Eingangssignal steuern, wozu dessen Proportionalmagnet ebenfalls mit der Steuerelektronik 17 in Verbindung steht. Bei dem Proportionalventil 37 handelt es sich um ein Ventil, wie es in den älteren Patentanmeldungen P 40 32 078.2 und P 40 30 952.5 näher erläutert ist. Dieses Proportionaldrosselventil 37 weist ein Kennlinienfeld auf, bei dem sich die einzelnen Durchflußkennlinien in Abhängigkeit des jeweils auftretenden Druckgefälles voneinander unterscheiden. In dem Diagramm nach Figur 3 ist in vereinfachter und schematischer Weise ein solches Kennlinienfeld dargestellt, wobei mehrere Durchflußkennlinien 38 für den Volumenstrom Q in Abhängigkeit des Stromsignals I für mehrere Drücke aufgetragen ist, so daß das Steuerverhalten des Proportionaldrosselventils 37 im Prinzip erkennbar ist.A proportional throttle valve 37, which is designed as a pilot-operated 2-way valve and is designed to seal off the motor 11 in a seat valve type, is connected into the drain line 14. With the proportional valve 37, the volume flow in the drain line 14 can be controlled in proportion to an electrical input signal, for which purpose its proportional magnet is also connected to the control electronics 17. The proportional valve 37 is a valve as is explained in more detail in the earlier patent applications P 40 32 078.2 and P 40 30 952.5. This proportional throttle valve 37 has a characteristic field in which the individual flow characteristic curves differ from one another as a function of the pressure drop that occurs in each case. Such a characteristic field is shown in a simplified and schematic manner in the diagram according to FIG. 3, with a plurality of flow characteristic curves 38 being plotted for the volume flow Q as a function of the flow signal I for several pressures, so that the control behavior of the proportional throttle valve 37 can be recognized in principle.

Die Steuerelektronik 17 lässt sich als an sich bekannter Microcomputer ausbilden, in dem die Funktionen eines Reglers, eines Rechners sowie eines Tabellenspeichers integriert sind. Die Steuerelektronik 17 hat einen Sollwerteingang 41, an dem die verschiedenen Werte für eine bestimmte Funktion des Motors 11 eingebbar sind. Ferner ist in dem Tabellenspeicher der Steuerelektronik 17 das Kennlinienfeld für die druckabhängig unterschiedlichen Durchflußkennlinien 38 (in Figur 3) des Proportionaldrosselventils 37 in an sich bekannter Weise abgespeichert. Die Steuerelektronik 17 enthält in ihrem Regler auch geeignete Mittel, mit denen nicht nur die Proportionalmagnete von Proportionaldruckventil 34 und Proportionaldrosselventil 37 ansteuerbar sind, sondern über die auch ein die Konstantpumpe 13 antreibender Elektromotor 42 ansteuerbar ist.The control electronics 17 can be designed as a microcomputer known per se, in which the functions of a controller, a computer and a table memory are integrated. The control electronics 17 has a setpoint input 41, at which the various values for a specific function of the motor 11 can be entered. Furthermore, the characteristic field for the pressure-dependent different flow characteristics 38 (in FIG. 3) of the proportional throttle valve 37 is stored in the table memory of the control electronics 17 in a manner known per se. The control electronics 17 also contains suitable means in its controller, with which not only the proportional magnets of the proportional pressure valve 34 and the proportional throttle valve 37 can be controlled, but also via which an electric motor 42 driving the constant pump 13 can be controlled.

Wie die Figur 2 näher zeigt, sind die Druckwaage 18, das Rückschlagventil 21 mit der druckgesteuerten Meßblende 22, das vorsteuernde Proportionaldruckventil 34, das Proportionaldrosselventil 37 sowie die beiden Druckaufnehmer 16, 23 in einem elektrohydraulischen Steuermodul 45 vereinigt. Das Steuermodul 45 weist ein quaderförmiges Gehäuse 46 auf, an dem diese Bauelemente angeordnet und miteinander verschaltet sind. Das Gehäuse 46 weist eine zwischen seinen zwei Stirnseiten 47, 48 verlaufende, mehrfach abgesetzte und von Kammern durchdrungene Längsbohrung 49 auf, in der das Proportionaldrosselventil 37, die Druckwaage 18 sowie das Proportionaldruckventil 34 koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei ist das als Patronenventil in Sitzbauweise ausgeführte Proportionaldrosselventil von der ersten Stirnseite 47 her in die Längsbohrung 49 eingebaut, während das als Hohlschieber ausgebildete Steuerglied 27 der Druckwaage 18 von der zweiten Stirnseite 48 her in die Längsbohrung 49 eingebaut ist. Die Längsbohrung 49 ist in der zweiten Stirnseite 48 durch das Proportionaldruckventil 34 verschlossen, welches die Druckwaage 18 vorsteuert. In die Längsbohrung 49 führt im Bereich zwischen dem Proportionaldrosselventil 37 und der Druckwaage 18 ein Kanal 51, welcher mit dem Zulaufanschluß 19 in Verbindung steht. Der Zulaufanschluß 19 liegt dabei in einer schmalen Längsseite 52 des quaderförmigen Gehäuses 46, in der auch der Weiterlauf-Anschluß 25 angeordnet ist. In einer der ersten schmalen Längsseite 52 gegenüberliegenden zweiten Längsseite 53 des Gehäuses 46 sind ein mit dem Motoranschluß verbindbarer Verbraucheranschluß 50 sowie ein Tankanschluß 54 ausgebildet. Der Verbraucheranschluß 50 und der Weiterlauf-Anschluß 25 liegen dabei im wesentlichen in einer senkrecht zur Längsbohrung 49 verlaufenden Ebene. In Verlängerung des Verbraucheranschlusses 50 sind dabei im Gehäuse 46 das Rückschlagventil 21 und die druckgesteuerte Meßblende 22 ausgebildet, die ein gemeinsames Schließglied 55 aufweisen. Die das Schließglied 55 aufnehmende Gehäuseausnehmung 56 ist dabei anschließend an den eigentlichen Ventilsitz in ihrer Form so ausgebildet, daß die Meßblende 22 in an sich bekannter Weise ihre lineare Druchflußkennlinie erreicht. Der den Lastdruck abgreifende erste Druckaufnehmer 16 ist in der ersten Stirnseite 47 oberhalb von einem Proportionalmagnet 57 des Proportionaldrosselventils 37 eingebaut. Der den Druck in der Zulaufleitung 12 stromaufwärts der Meßblende 22 abgreifende zweite Druckaufnehmer 23 ist in der zweiten Stirnseite 48 eingebaut, so daß er oberhalb des Proportionaldruckventils 34 zu liegen kommt. Beide Druckaufnehmer 16, 23 liegen damit im wesentlichen gleichachsig zueinander und in einer Achse parallel zur Längsbohrung 49. Bei dieser Ausbildung des Steuermoduls 45 lassen sich im wesentlichen alle elektrohydraulischen Bauelemente in einer besonders kompakten und vorteilhaften Weise anordnen, wobei die Integration von Meßblende 22 und erstem Rückschlagventil 21 äußerst vorteilhaft ist.As FIG. 2 shows in more detail, the pressure compensator 18, the check valve 21 with the pressure-controlled measuring orifice 22, the pilot-controlling proportional pressure valve 34, the proportional throttle valve 37 and the two pressure sensors 16, 23 are combined in an electrohydraulic control module 45. The control module 45 has a cuboid housing 46 on which these components are arranged and interconnected. The housing 46 has a longitudinal bore 49 extending between its two end faces 47, 48, which is offset several times and penetrated by chambers, in which the proportional throttle valve 37, the pressure compensator 18 and the proportional pressure valve 34 are arranged coaxially to one another. The proportional throttle valve, designed as a cartridge valve with a seat construction, is installed in the longitudinal bore 49 from the first end face 47, while the control element 27 of the pressure compensator 18, designed as a hollow slide valve, is installed in the longitudinal bore 49 from the second end face 48. The longitudinal bore 49 is closed in the second end face 48 by the proportional pressure valve 34, which the Pressure compensator 18 piloted. In the longitudinal bore 49 leads in the area between the proportional throttle valve 37 and the pressure compensator 18, a channel 51 which is connected to the inlet connection 19. The inlet connection 19 lies in a narrow longitudinal side 52 of the cuboid housing 46, in which the flow connection 25 is also arranged. A consumer connection 50 which can be connected to the motor connection and a tank connection 54 are formed in a second longitudinal side 53 of the housing 46 opposite the first narrow longitudinal side 52. The consumer connection 50 and the continuation connection 25 lie essentially in a plane running perpendicular to the longitudinal bore 49. In an extension of the consumer connection 50, the check valve 21 and the pressure-controlled measuring orifice 22 are formed in the housing 46 and have a common closing element 55. The housing recess 56 receiving the closing member 55 is then designed in the form of the actual valve seat in such a way that the measuring orifice 22 reaches its linear flow characteristic in a manner known per se. The first pressure sensor 16 tapping the load pressure is installed in the first end face 47 above a proportional magnet 57 of the proportional throttle valve 37. The second pressure transducer 23, which picks up the pressure in the feed line 12 upstream of the measuring orifice 22, is installed in the second end face 48, so that it comes to rest above the proportional pressure valve 34. Both pressure transducers 16, 23 are thus essentially coaxial with one another and in an axis parallel to the longitudinal bore 49. With this configuration of the control module 45, essentially all electrohydraulic components can be arranged in a particularly compact and advantageous manner, with the integration of orifice plate 22 and the first Check valve 21 is extremely advantageous.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen wird.The mode of operation of the control device 10 is explained as follows, reference being made to FIGS. 1 to 3.

Befindet sich die Steuereinrichtung 10 in einer sog. Schaltstellung Neutralumlauf, so ist der Magnet des Proportionaldruckventils 34 nicht erregt, das Ventil selbst dabei geöffnet. Der erste Steueranschluß 29 der Druckwaage 18 ist damit zum Tank 15 entlastet. Der vom zweiten Rückschlagventil 26 in der Zulaufleitung 12 erzeugte Druck wirkt über den zweiten Steueranschluß 32 auf das Steuerglied 27 der Druckwaage 18 und bewirkt gerade eine so große Kraft auf das Steuerglied 27, daß es gegen die Kraft der Feder 28 in seine Arbeitsstellung 33 bis zum Anschlag verstellt wird. Dadurch wird die Verbindung zum Motoranschluß 24 blockiert und das von der Konstantpumpe 13 geförderte Druckmittel fließt vom Zulaufanschluß 19 zum Weiterlauf-Anschluß 25. Der Weiterlauf-Anschluß 25 ist mit Druck belastbar. Mit der elektrohydraulischen Steuereinrichtung 10 kann eine parallele Steuerung zusätzlicher Hydromotoren durchgeführt werden. Damit der Abschnitt der Zulaufleitung 12 stromaufwärts der Meßblende 22 entlastet wird, ist über die zweite Drosselstelle 36 eine Verbindung zum Tank 15 vorgesehen. In dieser Stellung Neutralumlauf ist der Magnet 57 des Proportionaldrosselventils 37 nicht erregt, so daß dieses Sitzventil den Hydromotor 11 sicher abperrt. Ferner kann in dieser Stellung Neutralumlauf die Steuerelektronik 17 den ersten Druckaufnehmer 16 einschalten und damit dessen elektrische Signale für irgendwelche zusätzliche Funktionen verwenden, zum Beispiel für Sicherheitsfunktionen oder zum Wiegen einer Last, die auf den Motor 11 einwirkt.If the control device 10 is in a so-called switching position neutral circulation, the magnet of the proportional pressure valve 34 is not energized and the valve itself is opened. The first control connection 29 of the pressure compensator 18 is thus relieved to the tank 15. The pressure generated by the second check valve 26 in the feed line 12 acts via the second control connection 32 on the control element 27 of the pressure compensator 18 and causes just such a large force on the control element 27 that it acts against the force of the spring 28 in its working position 33 to Stop is adjusted. As a result, the connection to the motor connection 24 is blocked and the pressure medium delivered by the constant pump 13 flows from the inlet connection 19 to the outlet connection 25. The outlet connection 25 can be loaded with pressure. A parallel control of additional hydraulic motors can be carried out with the electrohydraulic control device 10. So that the section of the feed line 12 upstream of the orifice 22 is relieved, a connection to the tank 15 is provided via the second throttle point 36. In this neutral circulation position, the magnet 57 of the proportional throttle valve 37 is not energized, so that this seat valve reliably blocks the hydraulic motor 11. Furthermore, in this neutral circulation position, the control electronics 17 can switch on the first pressure sensor 16 and thus use its electrical signals for any additional functions, for example for safety functions or for weighing a load which acts on the motor 11.

Wird auch der Neutralumlaufstrom nicht benötigt, so kann die Steuerelektronik 17 den Elektromotor 42 abschalten, wobei eine auf den Motor 11 wirkende Last hydraulisch gehalten wird durch das erste Rückschlagventil 21 und das als Sitzventil ausgebildete Proportionaldrosselventil 37. Irgendwelche Druckstöße im Weiterlauf-Anschluß 25 werden vom zweiten Rückschlagventil 26 abgefangen.If the neutral circulating current is also not required, the control electronics 17 can switch off the electric motor 42, a load acting on the motor 11 being held hydraulically by the first check valve 21 and the proportional throttle valve 37 designed as a seat valve second check valve intercepted.

Für die Funktion Heben des Hydromotors 11 werden der Elektromotor 42, die beiden Druckaufnehmer 16, 23 sowie das Proportionaldruckventil 34 eingeschaltet bzw. aktiviert. Das Proportionaldrosselventil 37 wird nicht erregt und sperrt daher die Ablaufleitung 14 zum Tank 15 ab. An der Steuerelektronik 17 wird am Sollwert-Eingang 41 ein Wert vorgegeben, dessen Größe proportional ist zur Größe des gewünschten Volumenstroms zum Motor 11. Über die Steuerelektronik 17 wird das Proportionaldruckventil 34 erregt, das nun die Verbindung zum Tank sperrt und im ersten Steueranschluß 29 einen Steuerdruck androsselt, welcher das Steuerglied 27 in eine Zwischenstellung verschiebt, bei der Druckmittel über die Zulaufleitung 12 zum Motor 11 strömt. Dieser Volumenstrom fließt stromabwärts der Druckwaage 18 durch die Meßblende 22, wobei der Druck stromaufwärts von dem zweiten Druckaufnehmer 23 und der Druck stromabwärts vom ersten Druckaufnehmer 16 gemessen und an die Steuerelektronik 17 weitergegeben wird. In der Steuerelektronik 17 wird daher das über die Meßblende 22 wirksame Druckgefälle ermittelt woraus sich aus der linearen Durchflußkennlinie der Meßblende 22 ein zugehöriger Volumenstrom ermitteln lässt. Die Größe dieses Volumenstroms wird mit dem Sollwert am Eingang 41 verglichen und aus dem sich daraus ergebenden Differenzwert in der Steuerelektronik 17 ein solcher Stromwert zum Ansteuern des Proportionaldruckventils 34 ermittelt, daß diese Regelabweichung zu Null wird. Die Meßblende 22 ist dabei, wie aus Figur 2 näher erkennbar ist, im Bereich der Gehäuseausnehmung 56 durch ein besonderes Profil der Bohrung so gestaltet, daß sich eine lineare Abhängigkeit des Volumenstromes Q vom Druckabfall Δp ergibt. Durch diese gerade verlaufende Durchflußkennlinie der Meßblende 22 wird im Gegensatz zu einer parabelförmigen Durchflußkennlinie einer festen Blende erreicht, daß eine gute Feinsteuerbarkeit des Volumenstroms auch bei sehr kleinem Wert noch gegeben ist. Der Volumenstrom beim Heben des Hydromotors 11 lässt sich damit unabhängig von Druckänderungen an der Konstantpumpe 13 oder im Weiterlauf-Anschluß 25 konstant halten, so daß eine elektronisch lastkompensierte Hebenfunktion erreichbar ist.For the lifting function of the hydraulic motor 11, the electric motor 42, the two pressure sensors 16, 23 and the proportional pressure valve 34 are switched on or activated. The proportional throttle valve 37 is not energized and therefore shuts off the drain line 14 to the tank 15. At the control electronics 17, a value is specified at the setpoint input 41, the size of which is proportional to the size of the desired volume flow to the motor 11. The control valve 17 excites the proportional pressure valve 34, which now blocks the connection to the tank and one in the first control connection 29 Throttles control pressure, which shifts the control member 27 into an intermediate position in which pressure medium flows to the engine 11 via the feed line 12. This volume flow flows downstream of the pressure compensator 18 through the measuring orifice 22, the pressure upstream from the second pressure sensor 23 and the pressure downstream from the first pressure sensor 16 being measured and passed on to the control electronics 17. In the control electronics 17, the pressure drop effective via the orifice plate 22 is therefore determined, from which an associated volume flow can be determined from the linear flow characteristic of the orifice plate 22. The magnitude of this volume flow is compared with the target value at the input 41 and from the resulting difference value in the control electronics 17 such a current value for actuating the proportional pressure valve 34 is determined that this control deviation becomes zero. The measuring orifice 22 is, as can be seen in more detail from Figure 2, designed in the region of the housing recess 56 by a special profile of the bore so that there is a linear dependence of the volume flow Q on the pressure drop Δp. In contrast to a parabolic flow characteristic of a fixed orifice, this straight-line flow characteristic of the measuring orifice 22 ensures that the volume flow can still be fine-tuned even with a very small value. The volume flow when lifting the hydraulic motor 11 can thus be kept constant regardless of pressure changes at the constant pump 13 or in the continuation connection 25, so that an electronically load-compensated lifting function can be achieved.

Für die Funktion Senken des Hydromotors 11 werden von der Steuerelektronik 17 lediglich der erste Druckaufnehmer 16 und das Proportionaldrosselventil 37 eingeschaltet bzw. aktiviert. Alle übrigen Bauelemente werden nicht angesteuert, zumindest solange keine zusätzlichen Hydromotoren betätigt werden. Der Steuerelektronik 17 wird dabei ein dem Volumenstrom beim Senken porportionaler Wert am Sollwert-Eingang 41 vorgegeben. Das von der Steuerelektronik 17 erzeugte Stromsignal öffnet das Proportionaldrosselventil 37, so daß vom Motor 11 ein Volumenstrom über die Ablaufleitung 14 zum Tank 15 abströmt. Dabei wird der jeweilige Lastdruck des Motors 11 vom ersten Druckaufnehmer 16 an die Steuerelektronik 17 gemeldet. Wie die Figur 3 näher zeigt, weist das Proportionaldrosselventil 37 druckabhängig unterschiedliche Durchflußkennlinien auf. Diese Durchflußkennlinien 38 des Proportionaldrosselventils 37 sind in dem Tabellenspeicher der Steuerelektronik 17 abgelegt. In der Steuerelektronik 17 entnimmt dessen Rechner entsprechend dem vom Druckaufnehmer 16 gemeldeten Lastdruck die zugehörigen Werte der Durchflußkennlinie aus dem Tabellenspeicher, ermittelt die Abweichung des Volumenstroms vom vorgegebenen Sollwert und errechnet schließlich einen geeigneten Stromwert zum Ansteuern des Proportionaldrosselventils 37, so daß der Einfluß des Lastdruckes im Motor 11 kompensiert wird. Mit dem Sitzventil 37 lässt sich somit ein elektronisch lastkompensiertes Senken erreichen, wobei eine einwandfreie Feinsteuerung möglich ist. Zudem lässt sich der Motor 11 auch dann noch senken, wenn die auf ihn von außen einwirkende Kraft sehr gering ist und damit das für die Volumenstromsteuerung verfügbare Druckgefälle niedrig liegt. Bei Ausfall der Steuerelektronik 17 kann eine am Proportionaldrosselventil 37 angeordnete Nothandbetätigung 58 betätigt werden, so daß auch dann noch ein Einfahren der Kolbenstange am Motor 11 möglich ist.For the lowering function of the hydraulic motor 11, only the first pressure sensor 16 and the proportional throttle valve 37 are switched on or activated by the control electronics 17. All other components are not controlled, at least as long as no additional hydraulic motors are operated. The control electronics 17 is given a value proportional to the volume flow when lowering at the setpoint input 41. The current signal generated by the control electronics 17 opens the proportional throttle valve 37, so that a volume flow flows out of the motor 11 via the drain line 14 to the tank 15. The respective load pressure of the engine 11 is reported by the first pressure sensor 16 to the control electronics 17. As FIG. 3 shows in more detail, the proportional throttle valve 37 has different flow characteristics depending on the pressure. These flow characteristics 38 of the proportional throttle valve 37 are stored in the table memory of the control electronics 17. In the control electronics 17, its computer takes the associated values of the flow characteristic from the table memory in accordance with the load pressure reported by the pressure sensor 16, determines the deviation of the volume flow from the predetermined setpoint and finally calculates a suitable current value for actuating the proportional throttle valve 37, so that the influence of the load pressure in Motor 11 is compensated. With the seat valve 37, an electronically load-compensated lowering can thus be achieved, with a perfect fine control being possible. In addition, the motor 11 can also be lowered even when the force acting on it from the outside is very low and the pressure drop available for the volume flow control is therefore low. If the control electronics 17 fails, an emergency manual control 58 arranged on the proportional throttle valve 37 can be actuated, so that the piston rod on the motor 11 can still be retracted.

Die Figur 4 zeigt eine zweite elektrohydraulische Steuereinrichtung 60 in vereinfachter Darstellung, die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Bei der zweiten Steuereinrichtung 60 wird auf die parallele Betätigung zusätzlicher Hydromotoren verzichtet, so daß eine 3-Wege-Druckwaage nach Figur 1 entfällt und somit eine einfachere Bauweise möglich ist.FIG. 4 shows a second electrohydraulic control device 60 in a simplified representation, which differs from the first control device 10 according to FIG. 1 as follows, the same reference symbols being used for the same components. In the second control device 60, the parallel actuation of additional hydraulic motors is dispensed with, so that a 3-way pressure compensator according to FIG. 1 is omitted and a simpler construction is possible.

Bei der zweiten Steuereinrichtung 60 ist in die die Konstantpumpe 13 mit dem Hydromotor 11 verbindende Zulaufleitung 12 stromaufwärts von dem ersten Rückschlagventil 21 und der Meßblende 22 ein Vorspannventil 61 geschaltet, das die Druckmittelquelle 13 absichert. Ferner ist die Ablaufleitung 14 stromabwärts vom Proportionaldrosselventil 37 ein drittes Rückschlagventil 62 und stromabwärts von letzterem ein Proportionaldruckventil 63 geschaltet. Das dritte Rückschlagventil 62 sichert dabei das Proportionaldrosselventil 37 ab. Das Proportionaldruckventil 63 ist hier als vorgesteuertes Druckventil ausgebildet, das normal offen ist, also bei nicht erregtem Proportionalmagneten die Ablaufleitung 14 öffnet. Zwischen der Zulaufleitung 12 und der Ablaufleitung 14 ist eine Querverbindung 64 geschaffen, die hier als einfacher Knotenpunkt ausgebildet ist. Diese Querverbindung 64 verbindet den zwischen Vorspannventil 61 und Meßdrossel 22 liegenden Abschnitt der Zulaufleitung 12 mit dem zwischen drittem Rückschlagventil 62 und Proportionaldruckventil 63 liegenden Abschnitt der Ablaufleitung 14. Während der erste Druckaufnehmer 16 den Lastdruck im Motor 11 abgreift und entsprechende Signale an die Steuerelektronik 17 meldet, kann ein gesonderter, zweiter Druckaufnehmer entfallen. Die Funktion des zweiten Druckaufnehmers nach Figur 1 wird bei der zweiten Steuereinrichtung 60 vom Proportionaldruckventil 63 mitübernommen, aus dessen Ansteuersignalen der jeweilige Druck in der Ablaufleitung 14 stromaufwärts vom Proportionalventil 63 ermittelt werden kann.In the second control device 60, a preload valve 61 is connected in the inlet line 12 connecting the constant pump 13 to the hydraulic motor 11 upstream of the first check valve 21 and the measuring orifice 22, which secures the pressure medium source 13. Furthermore, the drain line 14 is connected downstream of the proportional throttle valve 37 and a third check valve 62 and downstream of the latter a proportional pressure valve 63. The third check valve 62 secures the proportional throttle valve 37. The proportional pressure valve 63 is designed here as a pilot-operated pressure valve which is normally open, that is, when the proportional magnet is not energized, the drain line 14 opens. A cross connection 64 is created between the inlet line 12 and the outlet line 14, which is designed here as a simple node. This cross-connection 64 connects the section of the feed line 12 between the preload valve 61 and the measuring throttle 22 to the section of the discharge line 14 between the third check valve 62 and the proportional pressure valve 63 , a separate, second pressure sensor can be omitted. The function of the second pressure transducer according to FIG. 1 is taken over by the proportional pressure valve 63 in the second control device 60, from whose control signals the respective pressure in the discharge line 14 upstream of the proportional valve 63 can be determined.

Die Wirkungsweise der zweiten Steuereinrichtung 60 entspricht in wesentlichen Funktionsabläufen der Wirkungsweise der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1, so daß im folgenden vor allem auf die Unterschiede Bezug genommen wird: Bei der zweiten Steuereinrichtung 60 entfällt die Funktion Neutralumlauf, da keine 3-Wege-Druckwaage vorhanden ist. Bei der Funktion Halten des Hydromotors 11 wird von der Steuerelektronik 17 weder das Proportionaldrosselventil 37 noch das Proportionaldruckventil 63 angesteuert. Die Steuerelektronik 17 hat lediglich den ersten Druckaufnehmer 16 eingeschaltet, um dessen Signale für Zusatzfunktionen auszunützen.The mode of operation of the second control device 60 essentially corresponds to the mode of operation of the first control device 10 according to FIG. 1, so that reference is made above all to the differences: With the second control device 60, the neutral circulation function is omitted, since there is no 3-way pressure compensator is available. In the function of holding the hydraulic motor 11, neither the proportional throttle valve 37 nor the proportional pressure valve 63 is actuated by the control electronics 17. The control electronics 17 has only switched on the first pressure sensor 16 in order to use its signals for additional functions.

Bei der Funktion Heben des Hydromotors 11 wird die elektronisch lastdruckkompensierte Steuerung im Prinzip in vergleichbarer Weise wie bei der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 erreicht. Der von der Steuerelektronik 17 angetriebene Elektromotor 42 erzeugt über die Konstantpumpe 13 einen Volumenstrom, welcher über das Vorspannventil 61 und die Meßblende 22 zum Motor 11 strömt. Das über die Meßblende 22 jeweils wirksame Druckgefälle wird ermittelt, indem der Lastdruck im Motor 11 vom ersten Druckaufnehmer 16 an die Steuerelektronik 17 gemeldet wird, während der Druck stromaufwärts der Meßblende 22 indirekt aus dem Ansteuersignal des vorgesteuerten Drucksteuerventils 63 ermittelt wird. Die Steuerelektronik 17 kann dabei durch ein entsprechend großes Stromsignal mit Hilfe des Proportionaldruckventils 63 die Entlastung über die Ablaufleitung 14 zum Tank soweit androsseln, daß stromaufwärts der Meßblende 22 ein geeigneter Druckwert erzeugt wird. Das über der Meßdrossel 22 wirksame Druckgefälle lässt sich somit beim Heben unabhängig von der Last im Motor 11 auf einen konstanten Wert regeln, so daß ein zur Größe des Sollwertsignals am Eingang 41 proportionaler Volumenstrom lastdruckunabhängig zum Motor 11 steuerbar ist.In the lifting function of the hydraulic motor 11, the electronic load pressure-compensated control is achieved in principle in a manner comparable to that of the first control device 10 according to FIG. 1. The electric motor 42, driven by the control electronics 17, generates a volume flow via the constant pump 13, which flows to the motor 11 via the preload valve 61 and the measuring orifice 22. The effective pressure drop across the orifice 22 is determined by reporting the load pressure in the engine 11 from the first pressure sensor 16 to the control electronics 17, while the pressure upstream of the orifice 22 is determined indirectly from the control signal of the pilot-controlled pressure control valve 63. The control electronics 17 can throttle the discharge via the discharge line 14 to the tank by a correspondingly large current signal with the aid of the proportional pressure valve 63 to such an extent that a suitable pressure value is generated upstream of the measuring orifice 22. The effective pressure drop across the measuring throttle 22 can thus be regulated to a constant value regardless of the load in the motor 11, so that a volume flow proportional to the size of the setpoint signal at the input 41 can be controlled independently of the load pressure to the motor 11.

Die Funktion Senken des Hydromotors 11 bei der zweiten Steuereinrichtung 60 wird in gleicher Weise wie bei der ersten Steuereinrichtung nach Figur 1 erreicht, indem mit Hilfe des Proportionaldrosselventils 37 und des ersten Druckaufnehmers 16 in Zusammenarbeit mit dem elektronischen Steuergerät 17 ein elektronisch lastkompensiertes Senken erreicht wird, bei dem der Volumenstrom über die Ablaufleitung 14 zum Tank strömt. Da das Proportionaldruckventil 63 als normal offenes Ventil ausgebildet ist, braucht es beim Senken von der Steuerelektronik 17 nicht angesteuert zu werden. Das Vorspannventil 61 verhindert, daß der Volumenstrom beim Senken zur Druckmittelquelle 13 strömen kann.The function of lowering the hydraulic motor 11 in the second control device 60 is achieved in the same way as in the first control device according to FIG. 1, in that an electronic load-compensated lowering is achieved with the help of the proportional throttle valve 37 and the first pressure sensor 16 in cooperation with the electronic control device 17, in which the volume flow flows via the drain line 14 to the tank. Since the proportional pressure valve 63 is designed as a normally open valve, it does not need to be actuated by the control electronics 17 when lowering. The preload valve 61 prevents the volume flow from flowing to the pressure medium source 13 when lowering.

Mit der zweiten Steuereinrichtung 60 lässt sich bei relativ einfachem Aufbau vor allem eine gute, lineare Feinsteuerbarkeit erreichen.With the second control device 60, above all, good, linear fine controllability can be achieved with a relatively simple construction.

Die Figur 5 zeigt eine dritte elektrohydraulische Steuereinrichtung 70, die sich von der zweiten Steuereinrichtung 60 nach Figur 4 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.FIG. 5 shows a third electrohydraulic control device 70, which differs from the second control device 60 according to FIG. 4 as follows, the same reference symbols being used for the same components.

Bei der dritten Steuereinrichtung 70 wird anstelle der Meßblende 22 nach Figur 4 ein Proportionaldrosselventil 71 verwendet, das als doppeldichtes Sitzventil ausgebildet ist und bei dem somit die Funktion des dritten Rückschlagventils 62 mitintegriert ist. Durch die Verwendung eines solchen doppeldichten Proportionaldrosselventils 71 zweigt die Ablaufleitung 14 im Bereich zwischen Vorspannventil 61 und Proportionaldrosselventil 71 von der Zulaufleitung 12 ab und führt über das normal offene Proportionaldruckventil 63 zum Tank 15.In the third control device 70, a proportional throttle valve 71 is used instead of the orifice plate 22 according to FIG. 4, which is designed as a double-tight seat valve and in which the function of the third check valve 62 is thus also integrated. By using such a double-tight proportional throttle valve 71, the drain line 14 branches off from the feed line 12 in the region between the preload valve 61 and the proportional throttle valve 71 and leads to the tank 15 via the normally open proportional pressure valve 63.

Die Wirkungsweise der dritten Steuereinrichtung 70 entspricht weitgehend derjenigen der zweiten Steuereinrichtung nach Figur 4, wobei bei der Funktion Halten des Hydromotors 11 lediglich die Signale des ersten Druckaufnehmers 16 in der Steuerelektronik 17 verwendet werden, während das Proportionaldrosselventil 71 und das Druckregelventil 63 nicht angesteuert sind.The mode of operation of the third control device 70 largely corresponds to that of the second control device according to FIG. 4, wherein when the hydraulic motor 11 is functioning, only the signals from the first pressure sensor 16 are used in the control electronics 17, while the proportional throttle valve 71 and the pressure control valve 63 are not activated.

Beim Heben werden von der Steuerelektronik 17 neben dem ersten Druckaufnehmer 16 das Proportionaldrosselventil 71 und das Proportionaldruckvenil 63 angesteuert bzw. eingeschaltet. Das Proportionaldrosselventil 71 kann dabei die Funktion der Meßdrossel übernehmen, über die mit Hilfe des Proportionaldruckventils 63 das jeweils wirksame Druckgefälle konstant gehalten wird, so daß ein lastdruckkompensiertes Heben möglich ist.When lifting, the control electronics 17, in addition to the first pressure sensor 16, control or switch on the proportional throttle valve 71 and the proportional pressure valve 63. The proportional throttle valve 71 can take over the function of the measuring throttle, via which the effective pressure drop is kept constant with the help of the proportional pressure valve 63, so that a load pressure-compensated lifting is possible.

Beim Senken des Hydromotors 11 wird in gleicher Weise wie bei der zweiten Steuereinrichtung 60 nach Figur 4 verfahren, wobei die in der Steuerelektronik 17 gespeicherten Durchflußkennlinien dazu benutzt werden, um abhängig vom Drucksignal des Druckaufnehmers 16 das Proportionaldrosselventil 71 so anzusteuern, daß der Einfluß des jeweiligen Lastdrucks kompensiert wird. Das normal offene Proportionaldruckventil 63 wird dabei von der Steuerelektronik 17 nicht angesteuert.When lowering the hydraulic motor 11, the procedure is the same as for the second control device 60 according to FIG. 4, the flow characteristics stored in the control electronics 17 being used to control the proportional throttle valve 71 depending on the pressure signal from the pressure sensor 16 so that the influence of the respective one Load pressure is compensated. The normally open proportional pressure valve 63 is not activated by the control electronics 17.

Mit der dritten Steuereinrichtung 70 lässt sich somit eine elektronisch lastkompensierte Heben- und Senkenfunktion erreichen, wobei ein doppelt dichtes Sitzventil 71 für eine einwandfreie Abdichtung der gehobenen Last am Verbraucher 11 sorgt. Die dritte Steuereinrichtung 70 kommt dabei in vorteilhafter Weise mit einem einzigen Drosselventil 71 aus.With the third control device 70, an electronically load-compensated lifting and lowering function can thus be achieved, a double-tight seat valve 71 ensuring a perfect seal of the lifted load on the consumer 11. The third control device 70 advantageously manages with a single throttle valve 71.

Die Figur 6 zeigt eine vierte elektrohydraulische Steuereinrichtung 80, die sich von der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die vierte Steuereinrichtung 80 kommt für die beiden Funktionen Heben und Senken mit einem einzigen Proportionaldrosselventil 37 aus, das zu diesem Zweck in einer hydraulischen Gleichrichterschaltung 81 liegt, die aus hydraulischer Vollbrücke 82 und vier Rückschlagventilen 83 sowie einer Brückendiagonale 84 besteht, in die das Proportionaldrosselventil 37 geschaltet ist. Bei der gezeigten Anordnung der Rückschlagventile 83 bilden die Äste 85, 86 der Vollbrücke 82 Teile der Zulaufleitung 12. In entsprechender Weise bilden die anderen Äste 87 und 88 Teile der Ablaufleitung 14. Mit Hilfe der Druckaufnehmer 16, 23 wird die über das Proportionaldrosselventil 37 auftretende Druckdifferenz abgegriffen, wobei der erste Druckaufnehmer 16 wiederum den Lastdruck im Motor 11 ermittelt. Der zweite Druckaufnehmer 23 ermittelt beim Heben wie beim Senken jeweils den Druck stromabwärts vom Proportionaldrosselventil 37. Ein Proportionaldruckventil 89 ist stromabwärts von einem zulaufseitigen Summenpunkt 91 in die Ablaufleitung 14 geschaltet. Das Proportionaldruckventil 89 ist hier als ein normal geschlossenes Ventil ausgebildet. Ferner zweigt vom Summenpunkt 91 ein Weiterlauf-Anschluß 92 ab.FIG. 6 shows a fourth electrohydraulic control device 80, which differs from the first control device 10 according to FIG. 1 follows differs, the same reference numerals being used for the same components. The fourth control device 80 manages the two functions of lifting and lowering with a single proportional throttle valve 37, which for this purpose lies in a hydraulic rectifier circuit 81, which consists of hydraulic full bridge 82 and four check valves 83 and a bridge diagonal 84 into which the proportional throttle valve 37 is switched. In the arrangement of the check valves 83 shown, the branches 85, 86 of the full bridge 82 form parts of the inlet line 12. In a corresponding manner, the other branches 87 and 88 form parts of the outlet line 14. With the help of the pressure transducers 16, 23, the one that occurs via the proportional throttle valve 37 Tapped pressure difference, the first pressure sensor 16 in turn determines the load pressure in the engine 11. The second pressure transducer 23 determines the pressure downstream of the proportional throttle valve 37 when lifting as well as when lowering. A proportional pressure valve 89 is connected downstream of a summing point 91 on the inlet side into the discharge line 14. The proportional pressure valve 89 is designed here as a normally closed valve. Furthermore, a continuation connection 92 branches off from the summation point 91.

Die Wirkungsweise der vierten Steuereinrichtung 80 ist insofern mit derjenigen der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 vergleichbar, als beim Heben wie beim Senken eine elektronisch lastkompensierte Steuerung des Hydromotors 11 möglich ist und daß zusätzlich über den Weiterlauf-Anschluß 92 zusätzliche Hydromotoren parallel betätigbar sind. Während bei der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 die elektronische Lastkompensation unter Ausnutzung des in der Steuerelektronik 17 abgespeicherten Kennlinienfelds der Durchflußkennlinien des Proportionaldrosselventils 37 nur für die Funktion Senken durchgeführt wird, wird bei der vierten Steuereinrichtung 80 diese Art der Lastkompensation auch für die Funktion Heben ausgenutzt.The mode of operation of the fourth control device 80 is comparable to that of the first control device 10 according to FIG. 1, in that an electronic load-compensated control of the hydraulic motor 11 is possible when lifting and lowering, and in addition that additional hydraulic motors can be operated in parallel via the continuation connection 92. While in the first control device 10 according to FIG. 1, the electronic load compensation using the characteristic field of the flow characteristic curves of the proportional throttle valve 37 stored in the control electronics 17 is carried out only for the lowering function, in the fourth control device 80 this type of load compensation is also used for the lifting function .

Bei einer reinen Funktion Halten des Hydromotors 11 braucht die Steuerelektronik 17 kein Ventil anzusteuern und erhält lediglich vom ersten Druckaufnehmer 16 lastdruckabhängige Signale.In the case of a pure function of holding the hydraulic motor 11, the control electronics 17 need not control a valve and only receives load-dependent signals from the first pressure sensor 16.

Bei der Funktion Heben aktiviert die Steuerelektronik 17 neben den beiden Druckaufnehmern 16 und 23 das in der Brückendiagonale 84 liegende Proportionaldrosselventil 37 und arbeitet dabei in der geschilderten Weise, so daß der von der Konstantpumpe 13 zum Motor 11 fließende Volumenstrom elektronisch lastkompensiert wird. Beim Heben wird das als normal geschlossenes Ventil ausgebildete Proportionaldruckventil 89 von der Steuerelektronik 17 nicht angesteuert.In the lifting function, the control electronics 17, in addition to the two pressure transducers 16 and 23, activate the proportional throttle valve 37 located in the diagonal 84 of the bridge and work in the manner described, so that the volume flow flowing from the constant pump 13 to the motor 11 is electronically load compensated. When lifting, the proportional pressure valve 89, which is designed as a normally closed valve, is not actuated by the control electronics 17.

Beim Senken wird zusätzlich zu den von der Steuerelektronik 17 beim Heben aktivierten Bauelementen das Proportionaldruckventil 89 angesteuert bzw. geöffnet, so daß Druckmittel über die Ablaufleitung 14 zum Tank 15 entlastet werden kann. Je nach Bedarf kann die Konstantpumpe 13 hierbei ein- oder ausgeschaltet sein.When lowering, the proportional pressure valve 89 is actuated or opened in addition to the components activated by the control electronics 17 during lifting, so that pressure medium can be relieved to the tank 15 via the drain line 14. The constant pump 13 can be switched on or off as required.

Wie bei der ersten Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 kann auch bei der vierten Steuereinrichtung 80 eine vergleichbare Funktion Neutralumlauf gefahren werden, wenn bei eingeschalteter Konstantpumpe 13 und dem normal geschlossenen Proportionaldruckventil 89 der geförderte Volumenstrom in den Weiterlauf-Anschluß 92 zum Betätigen weiterer Hydromotoren geleitet wird. Das Proportionaldrosselventil 37 ist dabei nicht erregt und sperrt zusammen mit den Rückschlagventilen 83 den Motor 11 hydraulisch ab.As with the first control device 10 according to FIG. 1, a comparable function of neutral circulation can also be carried out with the fourth control device 80 if, with the constant pump 13 switched on and the normally closed proportional pressure valve 89, the volume flow conveyed is passed into the further connection 92 for actuating further hydraulic motors. The proportional throttle valve 37 is not energized and, together with the check valves 83, hydraulically shuts off the motor 11.

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.Of course, changes are possible to the embodiments shown without departing from the spirit of the invention.

Claims

Electrohydraulic control device for load-compensated control of a hydraulic motor (11) with pilot-controlled and proportionally operating valve means (37, 34; 37, 63; 71, 63; 37, 89) which can be actuated electrically and are connected between a pressure medium source (13) and a motor (11), an electrohydraulic pressure sensor (16) for sensing the load pressure in the motor (11), and with an electronic control unit (17) for forming an actuation signal for the valve, characterized in that the valve means are constructed as a 2-way proportional throttle valve (37; 71) of a seat valve design and a proportional valve (34; 63; 89), in that a characteristic diagram of the proportional throttle valve (37; 71) with its throughflow characteristic curves (38) which can change as a function of pressure is stored in the electronic control unit (17), with the aid of which throughflow characteristic curves (38) the electronic control unit (17) forms, from the desired value signal which is entered at the input (41), an actuation signal, bringing about the load compensation, for the proportional throttle valve (37; 71), and in that the electronic control unit (17) is operatively connected to the proportional pressure valve (34; 63; 89) which limits the pump pressure.
Electrohydraulic control device according to Claim 1, characterized in that the electronic control unit (17) is supplied with a second signal by a pressure-dependent component (23; 63) in order to identify an effective pressure difference.
Electrohydraulic control device according to Claim 1, characterized in that the proportional throttle valve (37) is connected into an outflow line (14) which runs between the motor (11) and tank (15), and in that an inflow line (12), into which a pressure balance (18) which is pilot-controlled by the proportional pressure valve (34) and, downstream thereof, a nonreturn valve (21) which protects the motor (11) and a pressure-controlled measurement orifice (22) are connected, runs between the motor (11) and pressure medium source (13), in that the pressure-dependent component for the second signal is a second pressure sensor (23) which, together with the first pressure sensor (16), identifies the pressure gradient occurring by means of the measurement orifice (22) (Figure 1).
Electrohydraulic control device according to Claim3, characterized in that the measurement orifice (22) has an essentially linearly extending throughflow characteristic curve.
Electrohydraulic control device according to Claim 3 or 4, characterized in that the pressure balance (18) is constructed as a 3-way valve with a run-on port (25) and has a basic setting (31) which is centred by a spring (28) and in which the connections from the inflow port (19) to the run-on port (25) are blocked and are opened to a motor port (24) and can be deflected, by the inflow pressure, counter to the force of the spring (28) and of a control pressure in this control port (29) into an operating position (33) in which this connection to the run-on port (25) is opened and the connection to the motor port (24) is closed.
Electrohydraulic control device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the hydraulic port of the second pressure sensor (23) is connected to the inflow line (12) between the pressure balance (18) and nonreturn valve (21) and is connected to the tank (15) via a throttle valve (36).
Electrohydraulic control device according to Claim 1 or 2, characterized in that the proportional throttle valve (37) is connected into an outflow line (14) which runs between the motor (11) and tank (15), and in that an inflow line (12) runs between the motor (11) and pressure medium source (13), into which inflow line (12) a nonreturn valve (21) which protects the motor (11) and a pressure-controlled measurement orifice (22) are connected, in that a bias valve (61) is connected into the inflow line (12) upstream of the nonreturn valve (21) and a third nonreturn valve (62) which protects the proportional throttle valve (37) and the proportional pressure valve (63) are located in the outflow line (14) downstream of the proportional throttle valve (37), and in that a cross connection (64), which leads into the outflow line (14) in the region between the third nonreturn valve (62) and proportional pressure valve (63) branches off from the inflow line (12) between the bias valve (61) and measurement orifice (22) (Figure 4).
Electrohydraulic control device according to Claim 7, characterized in that the measurement orifice (22) has an essentially linear throughflow characteristic curve.
Electric control device according to Claim 7 or 8, characterized in that the proportional pressure valve (63) is constructed as a pilot-controlled valve and its actuation signal forms the second signal for identifying the effective pressure difference.
Electrohydraulic control device according to Claim 1 or 2, characterized in that the 2-way proportional throttle valve (71) is constructed as a double-sealed seat valve and is connected into the inflow line (12) running between the motor (11) and pressure medium source (13), in which inflow line (12) a bias valve (61) is connected between the proportional throttle valve (71) and pressure medium source (13), in that the outflow line (14) branches off from the inflow line (12) between the proportional throttle valve (71) and bias valve (61) and is led to the tank (15) via the proportional pressure valve (63) and in that the throughflow characteristic curves of the proportional throttle valve (71), in particular for both directions of throughflow are stored in the electronic control unit (17) and are used to form the actuation signals (Figure 5).
Electrohydraulic control device according to Claim 1 or 2, characterized in that a hydraulic rectifier circuit (81) with full bridge (82) and nonreturn valves (83) is connected into the inflow line (12) which leads from the pressure medium source (13) to the motor (11), in the bridge diagonals (84) of which full bridge (82) the 2-way proportional throttle valve (27) is located, and in that the outflow line (14) branches off from the inflow line (12) upstream of the rectifier circuit (81) and is led to the tank (15) via the proportional pressure valve (89) (Figure 6).
Electrohydraulic control device according to Claim 11, characterized in that in addition a run-on line (92) to additional hydraulic motors branches off at the branching point (91) of the outflow line (14).
Electrohydraulic control device according to C1aim 11 or 12, characterized in that in each case one pressure sensor (16, 23) is connected to the two corner points of the bridge diagonals (84).
Electrohydraulic control device according to one or more of Claims 3 to 6, characterized in that the proportional throttle valve (37), the proportional pressure valve (34) with the pressure balance (18) which is pilot-controlled by it, the pressure-controlled measurement orifice (22) and the two pressure sensors (16, 23) are arranged in a common housing (46) in which the proportional throttle valve (37), the proportional pressure valve (34) and the pressure balance (18) are arranged coaxially with respect to one another while the measurement orifice (22) is located in a plane running perpendicular thereto.
Electrohydraulic control device according to Claim 14, characterized in that the housing (46) is of cuboid construction and receives the pressure balance (18) in a longitudinal hole (49) running between two end sides (47, 48) while, on the first end side (47), the proportional throttle valve (37) is installed in the longitudinal hole (49) and the first pressure sensor (16) which taps the load pressure in an actuator port (50) is installed, while the proportional pressure valve (34) and the second pressure sensor (23) are installed on the other end side (48), and in that the inflow port (29) and the run-on port (25) are arranged on one narrow longitudinal side (52) and the actuator port (50) and the tank port (54) are arranged on the other narrow longitudinal side (53) of the housing (46).
Electrohydraulic control device according to one or more of Claims 1 to 15, characterized in that the motor (11) is a single-action lifting cylinder.
Electrohydraulic control device according to C1aim 16, characterized in that the pressure medium source is an electrohydraulic pump (13, 42), in particular a fixed displacement pump (13) which is actuated by the electronic control unit (17).
Electrohydraulic control device according to one of Claims 1 to 17, characterized by its use for a lifting mechanism, in particular in an electric high-lift truck.
Electrohydraulic control device according to one or more of Claims 1 to 9 and 14 to 18, characterized in that the first nonreturn valve (21) and the measurement orifice (22) are of an integrated design and have a common closing element (55).