EP0778419B1 - Hydraulic valve control with pressure piloted two ways valve - Google Patents

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EP0778419B1
EP0778419B1 EP96118169A EP96118169A EP0778419B1 EP 0778419 B1 EP0778419 B1 EP 0778419B1 EP 96118169 A EP96118169 A EP 96118169A EP 96118169 A EP96118169 A EP 96118169A EP 0778419 B1 EP0778419 B1 EP 0778419B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
valve
pump
control
acting cylinder
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96118169A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0778419A2 (en
EP0778419A3 (en
Inventor
Reiner Püschel
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.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
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 Mannesmann Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP0778419A2 publication Critical patent/EP0778419A2/en
Publication of EP0778419A3 publication Critical patent/EP0778419A3/en
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Publication of EP0778419B1 publication Critical patent/EP0778419B1/en
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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
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic valve arrangement a pressure-controlled directional valve with two working connections and a control connection for controlling the pressure medium flow.
  • the invention has for its object a valve assembly to create the type mentioned in the switching operations do not lead to pressure fluctuations in the system.
  • the pressure medium that occurs when the 2-way cartridge valve is opened from the control room of the 2-way cartridge valve is displaced is not discharged into the tank but remains in the system. That is, from the control room displaced pressure medium is together with the pressure medium that flowed through the 2-way cartridge valve, according to the Flow direction of the pressure medium to the consumer or the pump fed. Since the amount of pressure medium in the system remains constant, there is no pressure drop when switching the 2-way cartridge valve. Both when opening and when closing a smooth transition without delay. The direction of the river of the pressure medium is due to the working position of two pilot valves certainly.
  • the valve arrangement acts in each flow direction like a check valve.
  • valve arrangement is due their function as a check valve when open for the control of safety-relevant hydraulic devices, where a single-acting cylinder from a pump is supplied with pressure medium, such as. B. hydraulic lifts, can be used advantageously. If the pressure medium supply fails the load closes when the load is lifted Valve arrangement automatically and prevents the Load. By controlling the unit of time from the pump pumped amount of pressure medium, the piston speed of the single-acting cylinder. For this a Variable displacement pump or one from a speed-controlled motor driven inexpensive constant pump serve. Using an electric motor, energy recovery is possible if when lowering the load, the pump as a hydraulic motor and the electric motor operated as a generator.
  • a robust drive for the pump is obtained when using a frequency-controlled Electric motor.
  • the use of only one flowing back to the tank Filter through which pressure medium flows removes dirt particles, those at the sealing points between the piston and cylinder got into the pressure medium. Because only pressure medium to the tank that has previously passed through the filter needs this from pressure medium flowing to the cylinder to the cylinder is not filtered become.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a hydraulic device for controlling the pressure medium flow between a variable displacement pump 2 driven by an electric motor 1 and a single-acting cylinder 3, the piston 4 of which is loaded with the car 5 of an elevator.
  • the variable displacement pump 2 delivers pressure medium from a tank 6 via a line 7, a valve arrangement 8, a line 9, a filter device 10, a shut-off valve 11 and a pipe rupture protection device 12 to the cylinder 3.
  • the pump pressure (pressure in line 7) is p P denotes
  • the load pressure (pressure in line 9) is denoted by p L.
  • a pressure limiting valve 13 limits the pressure p P to a value which is greater than the greatest operational pressure in the line 7.
  • the filter device 10 connected downstream of the valve arrangement 8 has a filter 16 and two check valves 17 and 18.
  • the check valves 17 and 18 are arranged so that the Pressure medium only flow over the filter 16 in one direction can, although the pressure medium in both directions over the Filter device 10 flows.
  • the flow direction of the over the Filter 16 flowing pressure medium is chosen so that the pressure medium flowing back from the cylinder 3 to the tank 6 is filtered. This ensures that dirt particles, the z. B. at the sealing points between the piston 4 and the Cylinder 3 have entered the pressure medium, are removed. There only pressure medium that has previously passed the filter 16 to the tank 6 flows back, that needs from the tank 6 to the cylinder 3 flowing pressure medium can no longer be filtered separately.
  • the shut-off valve 11 and the pipe rupture protection 12 are at hydraulic lifts required for safety reasons.
  • the Shut-off valve 11 is during normal operation of the elevator always open. It is e.g. B. during maintenance work on the The elevator system is closed.
  • the pipe rupture protection 12 is during the normal operation of the elevator is also constantly open. Only when the amount of cylinder 3 in the time unit draining pressure medium is much larger than the largest operationally draining pressure medium quantity, interrupts the Pipe rupture protection prevents the pressure medium flow and thus prevents that the car goes down at an impermissibly high speed moves.
  • the pipe rupture protection device 12 is as close as possible to that Cylinder 3 arranged. The construction of such pipe burst safety devices your specialist is familiar. The pipe rupture protection device 12 is therefore not shown in detail in FIG. 1.
  • the valve arrangement 8 contains a pressure-controlled directional valve 19, two pilot valves 20 and 21, two check valves 22 and 23 and two throttles 24 and 25.
  • the directional control valve 19 has two Working ports A and B and a control port X.
  • Das Directional control valve 19 has a control piston 26, of both Forces are applied to the sides.
  • On the footprint of the Control piston 26 acts at the working port A Print.
  • the area surrounding the base acts from the same side Annular surface of the pressure present at the working connection B.
  • the control surface acts from the opposite side pressure present at the control connection X together with the force a spring 27.
  • the control surface is equal to the sum of the Base area and the surrounding ring area.
  • the control piston 26 blocks the connection between the work connections A and B if the from the pilot pressure side on the spool 26 acting forces predominate, and opens the connection between the work ports A and B if the from the side of the working connections prevail.
  • Directional control valve 19 is a seat valve, i. H. at When the valve is closed, the pressure medium flow is interrupted without leakage.
  • the pilot valves 20 and 21 are designed as seat valves electrically controlled switching valves. You lock in their rest position also leak-free.
  • the pilot valve 20 bridges the throttle 24 and that in its working position Check valve 22.
  • the pilot valve 21 bridges in its Working position, the throttle 25 and the check valve 23.
  • the magnets of the pilot valves 20 and 21 are connected to the switching outputs of the electrical control device 15 via lines 28 and 29, respectively.
  • the lines 28 and 29 are shown interrupted.
  • a first pressure transducer 30 converts the pressure p P into a proportional voltage u P.
  • a second pressure transducer 29 converts the pressure p L into a proportional voltage u L.
  • the voltages u P and u L are supplied to the electrical control device 15 as input signals.
  • An electrical switch 32 with three positions is connected via lines 33 and 34 to two switching inputs of the control device 15. In one switch position, the switch 32 connects the line 33 to a supply voltage U. This switch position is assigned to the lifting of the car 5. In the second switch position, the switch 32 connects the line 33 to the supply voltage U. This switch position is assigned to the lowering of the car 5. In the middle switch position, neither line 33 nor line 34 is connected to supply voltage U. The car 5 stops in this switch position.
  • valve assembly 8 The function of the valve assembly 8 is based on the following Figures 2 to 4 described. Only those for Pressurizing the control connection X effective components the valve assembly 8 shown.
  • FIG. 2 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valves 20 and 21 are in the rest position.
  • the pilot valves 20 and 21 are not effective in their rest position. They are therefore not shown in FIG. 2.
  • the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B.
  • the pressure at the control connection X acts together with the spring 27.
  • the spring 27 is designed so that its force in relation to the control surface of the control piston 26 is of the order of one twentieth of that due to the weight and load of the car 5 and corresponds to certain load pressure p L due to the design of the cylinder 3.
  • the check valves 22 and 23 act like a shuttle valve.
  • the force exerted on the control piston 26 by the load pressure p L via the control connection X is already greater (without taking into account the influence of the spring 27) than the forces exerted by the pump pressure p P and the load pressure p L at the working ports A and B from the opposite side on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. If the pilot valves 20 and 21 are in the rest position, the directional control valve 19 is closed - regardless of whether the pump pressure p P is greater than the load pressure p L or whether the load pressure p L is greater than the pump pressure p P.
  • FIG. 3 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valve 20 is in the working position and the pilot valve 21 in the rest position.
  • the pilot valve 20 bridges the check valve 22 and the throttle 24. Since the check valve 22 and the throttle 24 are not effective, they are not shown in FIG. 3.
  • the pilot valve 21 is not effective in its rest position. It is therefore also not shown in FIG. 3.
  • the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B.
  • the pressure at the control port X acts together with the spring 27.
  • the pressure at the control port X is equal to the pressure at the working port B, that is to say your load pressure p L. If the pump pressure p P is less than the load pressure p L , the check valve 23 is closed. The force exerted by the load pressure p L via the control connection X on the control piston 26 (even without taking into account the influence of the spring 27) is greater than that of the pump pressure p P and your load pressure p L at the working connections A and B by the opposite Exerted forces on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. When the pump pressure p P increases to a value which is greater than the load pressure p L , the check valve 23 opens.
  • Pressure line flows from line 7 via throttle 25, check valve 23 and pilot valve 20 to line 9.
  • the amount of Pressure medium flowing through the throttle 25 is determined by the size of the throttle 25 and the difference between the pump pressure p P and the load pressure p L.
  • the load pressure P L is determined by the weight and load of the car 5 and by the design of the cylinder 3.
  • the directional control valve 19 is still closed, pressure medium is already flowing via the throttle 25 to the cylinder 3.
  • the pump pressure p P increases to such an extent that the forces acting on the control piston 26 from the side of the working ports A and B are from the opposite side prevail acting forces, the directional control valve 19 opens the connection between the working port A and the working port B.
  • the pressure medium delivered by the variable displacement pump 2 now flows via the line 7, the working connections A and B of the directional control valve 19 and the line 9 to the cylinder 3 and lifts the car 5.
  • the speed of the car 5 is determined by the amount of pressure medium flowing in the time unit. If the pressure in line 7 drops below the pressure in line 9, e.g. B. because of a break in the line 7 between the variable displacement pump 2 and the valve arrangement 8 or because the pump pressure p P has been reduced by the adjusting device 14 or because the variable displacement pump 2 has been switched off, the forces acting on the control surface of the control piston 26 predominate and that Directional control valve 19 interrupts the flow of the pressure medium.
  • the valve arrangement 8 since the check valve 23 also closes when the pressure in the line 9 is greater than the pressure in the line 7, the valve arrangement 8, when the pilot valve 20 is actuated, behaves like a check valve which only has a flow of the pressure medium from the line 7 to the line 9 allowed.
  • FIG. 4 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valve 21 is in the working position and the pilot valve 20 in the rest position.
  • the pilot valve 21 bridges the check valve 23 and the throttle 25 in its working position. Since the check valve 23 and the throttle 25 are not effective, they are not shown in FIG.
  • the pilot valve 20 is not effective in its rest position. It is therefore also not shown in FIG. 4.
  • the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B.
  • the pressure at the control port X acts together with the spring 27.
  • the pressure at the control port X is equal to the pressure at the working port A, that is to say the pump pressure p P. If the pump pressure p P is greater than the load pressure p L , the check valve 22 is closed. The force exerted by the pump pressure p P via the control connection X on the control piston 26 (even without taking into account the influence of the spring 27) is greater than that of the pump pressure p P and the load pressure p L at the working connections A and B by the opposite one Exerted forces on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. If the pump pressure p P is now reduced to a value which is lower than the load pressure p L , the check valve 22 opens.
  • Pressure line flows from line 9 via throttle 24, check valve 22 and pilot valve 21 to line 7.
  • the amount of Pressure medium flowing via the throttle 24 is determined by the size of the throttle 24 and the difference between the load pressure p L and the pump pressure p P.
  • the load pressure p L is determined by the weight and load of the car 5 and by the design of the cylinder 3. If the pump pressure p P is further reduced, the forces acting from the side of the working connections A and B on the control piston 26 outweigh the forces acting from the opposite side, and the directional control valve 19 opens the connection between the working connection B and the working connection A.
  • the pressure medium displaced by the weight and load of the car 5 from the cylinder 3 flows through the filter 16, the line 9, the working connections B and A of the directional control valve 19, the line 7 and the variable pump 2 to the tank 6 and the car 5 sinks .
  • the variable displacement pump 2 acts as a hydraulic motor and drives the electric motor 1, which in turn acts as a generator and feeds electricity back into the network.
  • the speed of the car 5 is determined by the amount of pressure medium flowing in the time unit. If the pump pressure p P increases , e.g. B. due to a malfunction of the variable displacement pump 2 via the load pressure p L , the forces acting on the control surface of the control piston 26 predominate and the directional control valve 19 interrupts the flow of the pressure medium. Since the check valve 22 also blocks when the pump pressure p P is greater than the load pressure p L , the valve arrangement 8, when the pilot valve 21 is actuated, behaves like a check valve which only allows the pressure medium to flow from line 9 to line 7.
  • the valve arrangement 8 locks in both Directions when both pilot valves 20 and 21 are at rest are located. While the valve assembly from line 9 to line 7 blocks leakage-free, can with closed valve arrangement 8 from line 7 via the throttle 25 and the check valve 23 a leakage current from the control terminal X to Work port B flow, the size u. a. from the constructive Design of the directional valve 19 depends. Like the figures 3 and 4 show, the valve arrangement 8 behaves like a check valve, whose direction of flow depends on which of the Pilot valves 20 or 21 are in the working position. In addition to the important function from a security point of view as Check valve has the valve assembly 8 for both Lifting process and for the lowering process a gentle opening behavior on the occurrence of pressure vibrations by the Switching of the directional valve 19 prevented.
  • the shown in the Figure 1 electrical control device 15 controls the movement of the car 5.
  • the control means 15 are for this purpose by the transmitter 30, the pump pressure P P proportional voltage u P and the load pressure of the transducer 31 p L proportional voltage u L as input signals fed.
  • the switch 32 supplies the control device 15 with the supply voltage U via the lines 33 and 34, depending on whether the car 5 is to be raised or lowered.
  • the control device 15 controls the adjusting device 14 of the variable pump 2 and the magnets of the pilot valves 20 and 21 of the valve arrangement 8.
  • the middle position of the switch 32 is assigned to the holding process.
  • the solenoids of the pilot valves 20 and 21 are not activated. Since the valve assembly 8 locks as described above, no pump pressure is required to hold the car 5 in place.
  • the adjusting device 14 is therefore controlled by the control device 15 so that it adjusts the variable pump 2 so that the pump pressure p P has only a minimal value.
  • the control device 15 controls the magnet of the pilot valve 20.
  • the valve arrangement 8 behaves like a check valve which only allows a pressure medium flow from the variable displacement pump 2 to the cylinder 3.
  • the adjusting device 14 is controlled by the control device 15 in such a way that it adjusts the volume flow of the adjusting pump 2 in such a way that the pump pressure p P assumes a value which is at least larger than the load pressure p L by the amount required for opening the valve arrangement 8.
  • the pilot valve 20 is first activated and then the volume flow to the valve arrangement 8 is increased via the variable pump 2.
  • the car stops if the pressure supply fails due to a fault. A sinking of the car is effectively prevented by the function of the valve arrangement 8 as a check valve.
  • the control device 15 controls the magnet of the pilot valve 21.
  • the valve arrangement 8 behaves like a check valve which only allows a pressure medium flow from the cylinder 3 to the variable displacement pump 2.
  • the adjusting device 14 is controlled by the control device 15 so that the pump pressure p P is equal to the load pressure p L.
  • the pilot valve 21 is then actuated. Now the pump swivels to the minus and pumps oil into the tank 6 in accordance with the setpoint program of the control device 15. Since the direction of the volume flow reverses due to the load, the variable pump 2 works as a hydraulic motor and drives the electric motor 1. This now works as a generator and feeds electricity back into the electrical network.
  • a constant pump driven by a speed-controlled electric motor in particular a frequency-controlled electric motor
  • the control device for the speed of the electric motor is connected to the output of the control device 15. It is also possible to drive the constant pump at a constant speed and to control the pump pressure p P via a pressure limiting valve with an adjustable limiting pressure.
  • valve arrangement according to the invention is not limited to the control of hydraulic elevators. she is in same way for the control of other safety-relevant hydraulic consumers, such as B. the forklift hoists or tractors.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ventilanordnung mit einem druckgesteuerten Wegeventil mit zwei Arbeitsanschlüssen und einem Steueranschluß zur Steuerung des Druckmittelflusses.The invention relates to a hydraulic valve arrangement a pressure-controlled directional valve with two working connections and a control connection for controlling the pressure medium flow.

Eine derartige Ventilanordnung ist aus dem Buch "Der Hydraulik Trainer, Band 4, Technik der 2-Wege-Einbauventile", Mannesmann Rexroth GmbH, RD 00 280/01.89, 1989, ISBN 3-8023-0291-5, Seiten 49 bis 53, bekannt. 2-Wege-Einbauventile sind nach DIN 24 342 genormt, sie besitzen zwei Arbeitsanschlüsse sowie einen Steueranschluß und sind für einen Einbau in Steuerblöcke ausgebildet. Die Ansteuerung der 2-Wege-Einbauventile erfolgt rein druckabhängig. Auf einen Steuerkolben, der in Abhängigkeit von seiner Lage die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen sperrt oder öffnet, wirken von der einen Seite die an den Arbeitsanschlüssen anstehenden Drücke und von der anderen Seite der an dem Steueranschluß anstehende Druck sowie die Kraft einer Feder. Der Raum zwischen dem Steuerkolben und dem Steueranschluß ist als Federraum bezeichnet. Die Ansteuerung eines 2-Wege-Einbauventils ist anhand von Bild 56 auf Seite 49 und Bild 59 auf Seite 50 beschrieben. Um das 2-Wege-Einbauventil für beide Flußrichtungen des Druckmittels zu sperren oder zu öffnen, ist dem Steueranschluß des 2-Wege-Einbauventils in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Pilotventils entweder der höhere der an den Arbeitsanschlüssen anstehenden Drücke bzw. Tankdruck zugeführt. Die Auswahl des höheren der an den Arbeitsanschlüssen anstehenden Drücke erfolgt über ein Wechselventil. Es ist aber auch möglich, das Wechselventil durch zwei Rückschlagventile zu ersetzen. In der im Bild 56 dargestellten Ruhestellung des Pilotventils ist der höhere der an den Arbeitsanschlüssen des 2-Wege-Einbauventils anstehenden Drücke dem Steueranschluß zugeführt. In dieser Schaltstellung des Pilotventils sperrt der Steuerkolben des 2-Wege-Einbauventils den Fluß des Druckmittels zwischen den Arbeitsanschlüssen in beiden Richtungen. In der Arbeitsstellung des Pilotventils ist der Steueranschluß mit dem Tank verbunden. Da jetzt die von den Arbeitsanschlüssen her auf den Steuerkolben wirkenden Kräfte größer sind als die von der Steuerdruckseite her auf den Steuerkolben wirkenden Kräfte, wird der Steuerkolben in Richtung auf den Steueranschluß verschoben. Der Steuerkolben gibt die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen frei und verdrängt dabei Druckmittel aus dem Federraum in den Tank. Entsprechend der Verkleinerung des Federraumes vergrößert sich durch die Bewegung des Steuerkolbens der Raum zwischen den Arbeitsanschlüssen und dem Steuerkolben. Das vergrößerte Volumen dieses Raumes muß von der Pumpe aufgefüllt werden. Bis dies geschehen ist, bricht der Ausgangsdruck der Pumpe kurzzeitig ein. Auch wenn dieser Druckeinbruch nur kurze Zeit dauert, kann diese Druckschwankung zu Schwingungen führen, die sich insbesondere in niederfrequenten Systemen störend auswirken.Such a valve arrangement is from the book "The hydraulics Trainer, Volume 4, Technology of 2-way cartridge valves ", Mannesmann Rexroth GmbH, RD 00 280 / 01.89, 1989, ISBN 3-8023-0291-5, pages 49 to 53, known. 2-way cartridge valves are in accordance with DIN 24 342 standardized, they have two working connections and one control connection and are designed for installation in control blocks. The control of the 2-way cartridge valves is purely dependent on pressure. On a spool, depending on its Location blocks the connection between the work connections or opens, act on one side at the work connections pending pressures and from the other side to the control port pressure and the force of a spring. The space between the control piston and the control connection is as a spring chamber designated. The control of a 2-way cartridge valve is using Figure 56 on page 49 and Figure 59 on page 50. Around the 2-way cartridge valve for both flow directions to lock or open the pressure medium is the control connection of the 2-way cartridge valve depending on the switching position of a pilot valve either the higher of the on the Work connections supplied to existing pressures or tank pressure. The selection of the higher of those waiting at the work connections Pressures take place via a shuttle valve. It is also possible to close the shuttle valve with two check valves replace. In the rest position of the Pilot valve is the higher one on the working connections of the 2-way cartridge valve pressure applied to the control connection fed. In this switching position of the pilot valve, the Control piston of the 2-way cartridge valve the flow of the pressure medium between the work connections in both directions. In the Working position of the pilot valve is the control connection with the Tank connected. Now that from the work connections the forces acting on the control piston are greater than those of the Control pressure side forth forces acting on the control piston the control piston is moved towards the control connection. The control piston provides the connection between the working connections free and displaces pressure fluid from the spring chamber in the tank. According to the reduction of the spring space The space increases due to the movement of the control piston between the working connections and the control piston. The enlarged volume of this space must be filled by the pump become. Until this happens, the outlet pressure of the Pump on briefly. Even if this drop in pressure is only brief Takes time, this pressure fluctuation can lead to vibrations, which is particularly annoying in low-frequency systems impact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Schaltvorgänge nicht zu Druckschwankungen im System führen.The invention has for its object a valve assembly to create the type mentioned in the switching operations do not lead to pressure fluctuations in the system.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Das Druckmittel, das beim Öffnen des 2-Wege-Einbauventils aus dem Steuerraum des 2-Wege-Einbauventils verdrängt wird, wird nicht in den Tank abgeführt sondern verbleibt im System. Das heißt, das aus dem Steuerraum verdrängte Druckmittel wird zusammen mit dem Druckmittel, das über das 2-Wege-Einbauventil geflossen ist, entsprechend der Flußrichtung des Druckmittels dem Verbraucher oder der Pumpe zugeführt. Da die Druckmittelmenge im System konstant bleibt, kommt es zu keinem Druckeinbruch beim Schalten des 2-Wege-Einbauventils. Sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen ergibt sich ein verzögerungsfreier sanfter Übergang. Die Flußrichtung des Druckmittels ist durch die Arbeitsstellung von zwei Pilotventilen bestimmt. In jeder Flußrichtung wirkt die Ventilanordnung wie ein Rückschlagventil. Das heißt, auch wenn sich ein Pilotventil in seiner Arbeitsstellung befindet, schließt die Ventilanordnung bei einem Ausfall des Systemdrucks. In sicherheitsrelevanten Anlagen führt ein Bruch der Leitung zwischen der Pumpe und der Ventilanordnung deshalb nicht zu einem unzulässigen Absinken der Last aufgrund des Druckmittelausfalls.This object is characterized by those in claim 1 Features resolved. The pressure medium that occurs when the 2-way cartridge valve is opened from the control room of the 2-way cartridge valve is displaced, is not discharged into the tank but remains in the system. That is, from the control room displaced pressure medium is together with the pressure medium that flowed through the 2-way cartridge valve, according to the Flow direction of the pressure medium to the consumer or the pump fed. Since the amount of pressure medium in the system remains constant, there is no pressure drop when switching the 2-way cartridge valve. Both when opening and when closing a smooth transition without delay. The direction of the river of the pressure medium is due to the working position of two pilot valves certainly. The valve arrangement acts in each flow direction like a check valve. That is, even if a pilot valve is in its working position, closes the Valve arrangement in the event of a system pressure failure. In security-relevant A line break occurs between the plants Pump and valve assembly therefore do not become an impermissible one Lowering of the load due to the loss of pressure medium.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Ventilanordnung ist aufgrund ihrer Funktion als Rückschlagventil im geöffneten Zustand für die Steuerung von sicherheitsrelevanten hydraulischen Einrichtungen, bei denen ein einfachwirkender Zylinder von einer Pumpe mit Druckmittel versorgt wird, wie z. B. hydraulische Aufzüge, in vorteilhafter Weise einsetzbar. Bei einem Ausfall der Druckmittelversorgung während des Anhebens der Last schließt die Ventilanordnung selbsttätig und verhindert ein Absinken der Last. Durch Steuerung der in der Zeiteinheit von der Pumpe geförderten Druckmittelmenge läßt sich die Kolbengeschwindigkeit des einfachwirkenden Zylinders einstellen. Hierfür kann eine Verstellpumpe oder eine von einem drehzahlgeregelten Motor angetriebene preisgünstige Konstantpumpe dienen. Bei Verwendung eines Elektromotors ist eine Energierückgewinnung möglich, wenn beim Senken der Last die Pumpe als Hydromotor und der Elektromotor als Generator betrieben werden. Einen robusten Antrieb für die Pumpe erhält man beim Einsatz eines frequenzgeregelten Elektromotors. Der Einsatz eines nur von dem zum Tank zurückströmenden Druckmittel durchflossenen Filters entfernt Schmutzpartikel, die an den Dichtstellen zwischen Kolben und Zylinder in das Druckmittel gelangt sind. Da nur Druckmittel zum Tank zurückfließt, das zuvor den Filter passiert hat, braucht das von dem Tank zum Zylinder fließende Druckmittel nicht gefiltert zu werden.Advantageous developments of the invention are in the subclaims characterized. The valve arrangement is due their function as a check valve when open for the control of safety-relevant hydraulic devices, where a single-acting cylinder from a pump is supplied with pressure medium, such as. B. hydraulic lifts, can be used advantageously. If the pressure medium supply fails the load closes when the load is lifted Valve arrangement automatically and prevents the Load. By controlling the unit of time from the pump pumped amount of pressure medium, the piston speed of the single-acting cylinder. For this a Variable displacement pump or one from a speed-controlled motor driven inexpensive constant pump serve. Using an electric motor, energy recovery is possible if when lowering the load, the pump as a hydraulic motor and the electric motor operated as a generator. A robust drive for the pump is obtained when using a frequency-controlled Electric motor. The use of only one flowing back to the tank Filter through which pressure medium flows removes dirt particles, those at the sealing points between the piston and cylinder got into the pressure medium. Because only pressure medium to the tank that has previously passed through the filter needs this from pressure medium flowing to the cylinder to the cylinder is not filtered become.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Figur 1
eine schematische Darstellung einer hydraulischen Einrichtung zur Steuerung des Druckmittelflusses zwischen einer Pumpe und einem einfachwirkenden Zylinder,
Figur 2
die in der Figur 1 dargestellte Ventilanordnung reduziert auf die in der Ruhestellung der Pilotventile wirksamen Bauteile,
Figur 3
die in der Figur 1 dargestellte Ventilanordnung reduziert auf die beim Hebevorgang wirksamen Bauteile und
Figur 4
die in der Figur 1 dargestellte Ventilanordnung reduziert auf die beim Senkvorgang wirksamen Bauteile.
The invention is explained in more detail below with its further details using an exemplary embodiment shown in the drawings. Show it
Figure 1
1 shows a schematic representation of a hydraulic device for controlling the pressure medium flow between a pump and a single-acting cylinder,
Figure 2
the valve arrangement shown in FIG. 1 is reduced to the components which are effective in the rest position of the pilot valves,
Figure 3
the valve arrangement shown in FIG. 1 is reduced to the components and effective during the lifting process
Figure 4
the valve arrangement shown in FIG. 1 is reduced to the components that are effective during the lowering process.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine hydraulische Einrichtung zur Steuerung des Druckmittelflusses zwischen einer von einem Elektromotor 1 angetriebenen Verstellpumpe 2 und einem einfachwirkenden Zylinder 3, dessen Kolben 4 mit dem Fahrkorb 5 eines Aufzugs belastet ist. Die Verstellpumpe 2 fördert Druckmittel aus einem Tank 6 über eine Leitung 7, eine Ventilanordnung 8, eine Leitung 9, eine Filtereinrichtung 10, ein Absperrventil 11 und eine Rohrbruchsicherung 12 zu dem Zylinder 3. Der Pumpendruck (Druck in der Leitung 7) ist mit pP bezeichnet, der Lastdruck (Druck in der Leitung 9) ist mit pL bezeichnet. Ein Druckbegrenzungsventil 13 begrenzt den Druck pP auf einen Wert, der größer als der größte betriebsmäßig auftretende Druck in der Leitung 7 ist. Eine Verstelleinrichtung 14, deren Eingang mit einem Ausgang einer elektrischen Steuereinrichtung 15 verbunden ist, steuert den Volumenstrom der Verstellpumpe 2 derart, daß der Pumpendruck pP gleich einem vorgegebenen Wert ist.1 shows a schematic representation of a hydraulic device for controlling the pressure medium flow between a variable displacement pump 2 driven by an electric motor 1 and a single-acting cylinder 3, the piston 4 of which is loaded with the car 5 of an elevator. The variable displacement pump 2 delivers pressure medium from a tank 6 via a line 7, a valve arrangement 8, a line 9, a filter device 10, a shut-off valve 11 and a pipe rupture protection device 12 to the cylinder 3. The pump pressure (pressure in line 7) is p P denotes, the load pressure (pressure in line 9) is denoted by p L. A pressure limiting valve 13 limits the pressure p P to a value which is greater than the greatest operational pressure in the line 7. An adjustment device 14, the input of which is connected to an output of an electrical control device 15, controls the volume flow of the adjustment pump 2 in such a way that the pump pressure p P is equal to a predetermined value.

Die der Ventilanordnung 8 nachgeschaltete Filtereinrichtung 10 besitzt einen Filter 16 und zwei Rückschlagventile 17 und 18. Die Rückschlagventile 17 und 18 sind so angeordnet, daß das Druckmittel nur in einer Richtung über den Filter 16 fließen kann, obwohl das Druckmittel in beiden Richtungen über die Filtereinrichtung 10 fließt. Die Flußrichtung des über den Filter 16 fließenden Druckmittels ist dabei so gewählt, daß das von dem Zylinder 3 zum Tank 6 zurückströmende Druckmittel gefiltert wird. Damit ist sichergestellt, daß Schmutzpartikel, die z. B. an den Dichtstellen zwischen dem Kolben 4 und dem Zylinder 3 in das Druckmittel gelangt sind, entfernt werden. Da nur Druckmittel, das zuvor den Filter 16 passiert hat, zum Tank 6 zurückfließt, braucht das von dem Tank 6 zu dem Zylinder 3 fließende Druckmittel nicht mehr gesondert gefiltert zu werden. Das Absperrventil 11 und die Rohrbruchsicherung 12 werden bei hydraulischen Aufzügen aus Sicherheitsgründen benötigt. Das Absperrventil 11 ist während des normalen Betriebes des Aufzuges ständig geöffnet. Es wird z. B. bei Wartungsarbeiten an der Aufzugsanlage abgesperrt. Die Rohrbruchsicherung 12 ist während des normalen Betriebes des Aufzuges ebenfalls ständig geöffnet. Erst wenn die Menge des in der Zeiteinheit von dem Zylinder 3 abfließenden Druckmittels wesentlich größer ist, als die größte betriebsmäßig abfließende Druckmittelmenge, unterbricht die Rohrbruchsicherung den Druckmittelstrom und verhindert damit, daß der Fahrkorb mit unzulässig hoher Geschwindigkeit nach unten fährt. Die Rohrbruchsicherung 12 ist möglichst nahe an dem Zylinder 3 angeordnet. Der Aufbau derartiger Rohrbruchsicherungen ist dein Fachmann geläufig. Die Rohrbruchsicherung 12 ist deshalb in der Figur 1 nicht im einzelnen dargestellt.The filter device 10 connected downstream of the valve arrangement 8 has a filter 16 and two check valves 17 and 18. The check valves 17 and 18 are arranged so that the Pressure medium only flow over the filter 16 in one direction can, although the pressure medium in both directions over the Filter device 10 flows. The flow direction of the over the Filter 16 flowing pressure medium is chosen so that the pressure medium flowing back from the cylinder 3 to the tank 6 is filtered. This ensures that dirt particles, the z. B. at the sealing points between the piston 4 and the Cylinder 3 have entered the pressure medium, are removed. There only pressure medium that has previously passed the filter 16 to the tank 6 flows back, that needs from the tank 6 to the cylinder 3 flowing pressure medium can no longer be filtered separately. The shut-off valve 11 and the pipe rupture protection 12 are at hydraulic lifts required for safety reasons. The Shut-off valve 11 is during normal operation of the elevator always open. It is e.g. B. during maintenance work on the The elevator system is closed. The pipe rupture protection 12 is during the normal operation of the elevator is also constantly open. Only when the amount of cylinder 3 in the time unit draining pressure medium is much larger than the largest operationally draining pressure medium quantity, interrupts the Pipe rupture protection prevents the pressure medium flow and thus prevents that the car goes down at an impermissibly high speed moves. The pipe rupture protection device 12 is as close as possible to that Cylinder 3 arranged. The construction of such pipe burst safety devices your specialist is familiar. The pipe rupture protection device 12 is therefore not shown in detail in FIG. 1.

Die Ventilanordnung 8 enthält ein druckgesteuertes Wegeventil 19, zwei Pilotventile 20 und 21, zwei Rückschlagventile 22 und 23 sowie zwei Drosseln 24 und 25. Das Wegeventil 19 besitzt zwei Arbeitsanschlüsse A und B sowie einen Steueranschluß X. Das Wegeventil 19 weist einen Steuerkolben 26 auf, der von beiden Seiten mit Kräften beaufschlagt ist. Auf die Grundfläche des Steuerkolbens 26 wirkt der an dem Arbeitsanschluß A anstehende Druck. Von derselben Seite wirkt auf die die Grundfläche umgebende Ringfläche der an dem Arbeitsanschluß B anstehende Druck. Von der entgegengesetzten Seite wirkt auf die Steuerfläche der an dem Steueranschluß X anstehende Druck zusammen mit der Kraft einer Feder 27. Die Steuerfläche ist gleich der Summe aus der Grundfläche und der diese umgebenden Ringfläche. Der Steuerkolben 26 sperrt die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen A und B, wenn die von der Steuerdruckseite auf den Steuerkolben 26 wirkenden Kräfte überwiegen, und öffnet die Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen A und B, wenn die von der Seite der Arbeitsanschlüsse wirkenden Kräfte überwiegen. Bei dem Wegeventil 19 handelt es sich um ein Sitzventil, d. h. bei geschlossenem Ventil ist der Druckmittelfluß leckagefrei unterbrochen. Die Pilotventile 20 und 21 sind als Sitzventile ausgebildete elektrisch angesteuerte Schaltventile. Sie sperren in ihrer Ruhestellung ebenfalls leckagefrei. Das Pilotventil 20 überbrückt in seiner Arbeitsstellung die Drossel 24 und das Rückschlagventil 22. Das Pilotventil 21 überbrückt in seiner Arbeitsstellung die Drossel 25 und das Rückschlagventil 23.The valve arrangement 8 contains a pressure-controlled directional valve 19, two pilot valves 20 and 21, two check valves 22 and 23 and two throttles 24 and 25. The directional control valve 19 has two Working ports A and B and a control port X. Das Directional control valve 19 has a control piston 26, of both Forces are applied to the sides. On the footprint of the Control piston 26 acts at the working port A Print. The area surrounding the base acts from the same side Annular surface of the pressure present at the working connection B. The control surface acts from the opposite side pressure present at the control connection X together with the force a spring 27. The control surface is equal to the sum of the Base area and the surrounding ring area. The control piston 26 blocks the connection between the work connections A and B if the from the pilot pressure side on the spool 26 acting forces predominate, and opens the connection between the work ports A and B if the from the side of the working connections prevail. In which Directional control valve 19 is a seat valve, i. H. at When the valve is closed, the pressure medium flow is interrupted without leakage. The pilot valves 20 and 21 are designed as seat valves electrically controlled switching valves. You lock in their rest position also leak-free. The pilot valve 20 bridges the throttle 24 and that in its working position Check valve 22. The pilot valve 21 bridges in its Working position, the throttle 25 and the check valve 23.

Die Magnete der Pilotventile 20 und 21 sind über Leitungen 28 bzw. 29 mit Schaltausgängen der elektrischen Steuereinrichtung 15 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Leitungen 28 und 29 unterbrochen dargestellt. Ein erster Druckmeßumformer 30 formt den Druck pP in eine proportionale Spannung uP um. Ein zweiter Druckmeßumformer 29 formt den Druck pL in eine proportionale Spannung uL um. Die Spannungen uP und uL sind der elektrischen Steuereinrichtung 15 als Eingangssignale zugeführt. Ein elektrischer Schalter 32 mit drei Stellungen ist über Leitungen 33 und 34 mit zwei Schalteingängen der Steuereinrichtung 15 verbunden. In der einen Schalterstellung verbindet der Schalter 32 die Leitung 33 mit einer Versorgungsspannung U. Diese Schalterstellung ist dem Heben des Fahrkorbs 5 zugeordnet. In der zweiten Schalterstellung verbindet der Schalter 32 die Leitung 33 mit der Versorgungsspannung U. Diese Schalterstellung ist dem Senken des Fahrkorbs 5 zugeordnet. In der mittleren Schalterstellung ist weder die Leitung 33 noch die Leitung 34 mit der Versorgungsspannung U verbunden. In dieser Schalterstellung bleibt der Fahrkorb 5 stehen.The magnets of the pilot valves 20 and 21 are connected to the switching outputs of the electrical control device 15 via lines 28 and 29, respectively. For the sake of clarity, the lines 28 and 29 are shown interrupted. A first pressure transducer 30 converts the pressure p P into a proportional voltage u P. A second pressure transducer 29 converts the pressure p L into a proportional voltage u L. The voltages u P and u L are supplied to the electrical control device 15 as input signals. An electrical switch 32 with three positions is connected via lines 33 and 34 to two switching inputs of the control device 15. In one switch position, the switch 32 connects the line 33 to a supply voltage U. This switch position is assigned to the lifting of the car 5. In the second switch position, the switch 32 connects the line 33 to the supply voltage U. This switch position is assigned to the lowering of the car 5. In the middle switch position, neither line 33 nor line 34 is connected to supply voltage U. The car 5 stops in this switch position.

Die Funktion der Ventilanordnung 8 ist im folgenden anhand der Figuren 2 bis 4 beschrieben. Dabei sind jeweils nur die für die Druckbeaufschlagung des Steueranschlusses X wirksamen Bauteile der Ventilanordnung 8 dargestellt.The function of the valve assembly 8 is based on the following Figures 2 to 4 described. Only those for Pressurizing the control connection X effective components the valve assembly 8 shown.

Die Figur 2 zeigt die Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens 26 des Wegeventils 19, wenn sich die Pilotventile 20 und 21 in der Ruhestellung befinden. Die Pilotventile 20 und 21 sind in ihrer Ruhestellung nicht wirksam. Sie sind daher in der Figur 2 nicht dargestellt. Auf die eine Seite des Steuerkolbens 26 wirken über den Arbeitsanschluß A der Pumpendruck pP und über der Arbeitsanschluß B der Lastdruck pL. Auf die andere Seite des Steuerkolbens 26 wirkt der Druck am Steueranschluß X zusammen mit der Feder 27. Die Feder 27 ist so ausgelegt, daß ihre Kraft bezogen auf die Steuerfläche des Steuerkolbens 26 größenordnungsmäßig einem Zwanzigstel des durch das Gewicht und die Belastung des Fahrkorbs 5 sowie durch die konstruktive Ausgestaltung des Zylinders 3 bestimmten Lastdruckes pL entspricht. Die Rückschlagventile 22 und 23 wirken wie ein Wechselventil. Sie führen dem Steueranschluß X den größeren der an den Arbeitsanschlüssen A und B anstehenden Drücke pP bzw. pL zu. Ist der Pumpendruck pP größer als der Lastdruck pL, schließt der Pumpendruck pP das Rückschlagventil 22. Die von dem Pumpendruck pP über den Steueranschluß X auf den Steuerkolben 26 ausgeübte Kraft ist (ohne Berücksichtigung des Einflusses der Feder 27) bereits größer als die von dem Pumpendruck pP und dem Lastdruck pL an den Arbeitsanschlüssen A bzw. B von der entgegengesetzten Seite auf den Steuerkolben 26 ausgeübten Kräfte, das Wegeventil 19 ist geschlossen. Ist dagegen der Lastdruck pL größer als der Pumpendruck pP, schließt der Lastdruck pL das Rückschlagventil 23. Die von dem Lastdruck pL über den Steueranschluß X auf den Steuerkolben 26 ausgeübte Kraft ist (ohne Berücksichtigung des Einflusses der Feder 27) bereits größer als die von dem Pumpendruck pP und dem Lastdruck pL an den Arbeitsanschlüssen A bzw. B von der entgegengesetzten Seite auf den Steuerkolben 26 ausgeübten Kräfte, das Wegeventil 19 ist geschlossen. Befinden sich die Pilotventile 20 und 21 in der Ruhestellung, ist das Wegeventil 19 - unabhängig davon, ob der Pumpendruck pP größer als der Lastdruck pL oder ob der Lastdruck pL größer als der Pumpendruck pP ist - geschlossen.FIG. 2 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valves 20 and 21 are in the rest position. The pilot valves 20 and 21 are not effective in their rest position. They are therefore not shown in FIG. 2. On one side of the control piston 26, the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B. On the other side of the control piston 26, the pressure at the control connection X acts together with the spring 27. The spring 27 is designed so that its force in relation to the control surface of the control piston 26 is of the order of one twentieth of that due to the weight and load of the car 5 and corresponds to certain load pressure p L due to the design of the cylinder 3. The check valves 22 and 23 act like a shuttle valve. They supply the control connection X with the larger of the pressures p P and p L present at the work connections A and B. If the pump pressure p P is greater than the load pressure p L , the pump pressure p P closes the check valve 22. The force exerted on the control piston 26 by the pump pressure p P is already greater than (without taking into account the influence of the spring 27) the forces exerted by the pump pressure p P and the load pressure p L at the working connections A and B from the opposite side on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. If, on the other hand, the load pressure p L is greater than the pump pressure p P , the load pressure p L closes the check valve 23. The force exerted on the control piston 26 by the load pressure p L via the control connection X is already greater (without taking into account the influence of the spring 27) than the forces exerted by the pump pressure p P and the load pressure p L at the working ports A and B from the opposite side on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. If the pilot valves 20 and 21 are in the rest position, the directional control valve 19 is closed - regardless of whether the pump pressure p P is greater than the load pressure p L or whether the load pressure p L is greater than the pump pressure p P.

Die Figur 3 zeigt die Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens 26 des Wegeventils 19, wenn sich das Pilotventil 20 in der Arbeitsstellung befindet und das Pilotventil 21 in der Ruhestellung. Das Pilotventil 20 überbrückt in seiner Arbeitsstellung das Rückschlagventil 22 und die Drossel 24. Da das Rückschlagventil 22 und die Drossel 24 nicht wirksam sind, sind sie in der Figur 3 nicht dargestellt. Das Pilotventil 21 ist in seiner Ruhestellung nicht wirksam. Es ist daher in der Figur 3 ebenfalls nicht dargestellt. Auf die eine Seite des Steuerkolbens 26 wirken über den Arbeitsanschluß A der Pumpendruck pP und über den Arbeitsanschluß B der Lastdruck pL. Auf die andere Seite des Steuerkolbens 26 wirkt der Druck am Steueranschluß X zusammen mit der Feder 27. Da sich das Pilotventil 20 in der Arbeitsstellung befindet, ist der Druck am Steueranschluß X gleich dem Druck am Arbeitsanschluß B, also gleich dein Lastdruck pL. Ist der Pumpendruck pP kleiner als der Lastdruck pL, ist das Rückschlagventil 23 geschlossen. Die von dein Lastdruck pL über den Steueranschluß X auf den Steuerkolben 26 ausgeübte Kraft ist (auch ohne Berücksichtigung des Einflusses der Feder 27) größer als die von dein Pumpendruck pP und dein Lastdruck pL an den Arbeitsanschlüssen A bzw. B von der entgegengesetzten Seite auf den Steuerkolben 26 ausgeübten Kräfte, das Wegeventil 19 ist geschlossen. Bei einer Erhöhung des Pumpendrucks pP auf einen Wert, der größer als der Lastdruck pL ist, öffnet das Rückschlagventil 23. Von der Leitung 7 fließt über die Drossel 25, das Rückschlagventil 23 und das Pilotventil 20 Druckmittel zur Leitung 9. Die Menge des über die Drossel 25 fließenden Druckmittels ist dabei durch die Größe der Drossel 25 und die Differenz zwischen dein Pumpendruck pP und dem Lastdruck pL bestimmt. Der Lastdruck PL ist durch das Gewicht und die Belastung des Fahrkorbs 5 sowie durch die konstruktive Ausgestaltung des Zylinders 3 vorgegeben. Obwohl das Wegeventil 19 noch geschlossen ist, fließt bereits Druckmittel über die Drossel 25 zu dem Zylinder 3. Erhöht sich der Pumpendruck pP so weit, daß die von der Seite der Arbeitsanschlüsse A und B auf den Steuerkolben 26 wirkenden Kräfte die von der entgegengesetzten Seite wirkenden Kräfte überwiegen, öffnet das Wegeventil 19 die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß A und dem Arbeitsanschluß B. Dies ist dann der Fall, wenn das Produkt aus der Grundfläche des Steuerkolbens 26 und dem Pumpendruck pP größer als die Summe aus der Kraft der Feder 27 und dem Produkt aus der Grundfläche des Steuerkolbens 26 und dem Lastdruck pL ist. Da auf die Ringfläche des Steuerkolbens 26 von beiden Seiten der Lastdruck pL wirkt, heben sich die entsprechenden Kräfte gegenseitig auf. Das Druckmittel, das beim Öffnen des Wegeventils 19 durch die Bewegung des Steuerkolbens 26 aus der Federkammer verdrängt wird, fließt über das Pilotventil 20 in die Leitung 9. Die Druckmittelmenge zwischen den Leitungen 7 und 9 bleibt deshalb beim Öffnen des Wegeventils 19 konstant. Damit ergibt sich ein sanfter Öffnungsvorgang des Wegeventils 19 ohne Druckeinbruch während des Schaltvorganges. Das von der Verstellpumpe 2 geförderte Druckmittel fließt jetzt über die Leitung 7, die Arbeitsanschlüsse A und B des Wegeventils 19 und die Leitung 9 zu dem Zylinder 3 und hebt den Fahrkorb 5 an. Die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 5 ist durch die Menge des in der Zeiteinheit fließenden Druckmittels bestimmt. Sinkt der Druck in der Leitung 7 unter den Druck in der Leitung 9, z. B. wegen eines Bruches der Leitung 7 zwischen der Verstellpumpe 2 und der Ventilanordnung 8 oder weil der Pumpendruck pP von der Verstelleinrichtung 14 heruntergeregelt worden ist oder weil die Verstellpumpe 2 abgeschaltet worden ist, überwiegen die auf die Steuerfläche des Steuerkolbens 26 wirkenden Kräfte und das Wegeventil 19 unterbricht den Fluß des Druckmittels. Da auch das Rückschlagventil 23 sperrt, wenn der Druck in der Leitung 9 größer als der Druck in der Leitung 7 ist, verhält sich die Ventilanordnung 8 bei angesteuertem Pilotventil 20 wie ein Rückschlagventil, das nur einen Fluß des Druckmittels von der Leitung 7 zur Leitung 9 erlaubt.FIG. 3 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valve 20 is in the working position and the pilot valve 21 in the rest position. In its working position, the pilot valve 20 bridges the check valve 22 and the throttle 24. Since the check valve 22 and the throttle 24 are not effective, they are not shown in FIG. 3. The pilot valve 21 is not effective in its rest position. It is therefore also not shown in FIG. 3. On one side of the control piston 26, the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B. On the other side of the control piston 26, the pressure at the control port X acts together with the spring 27. Since the pilot valve 20 is in the working position, the pressure at the control port X is equal to the pressure at the working port B, that is to say your load pressure p L. If the pump pressure p P is less than the load pressure p L , the check valve 23 is closed. The force exerted by the load pressure p L via the control connection X on the control piston 26 (even without taking into account the influence of the spring 27) is greater than that of the pump pressure p P and your load pressure p L at the working connections A and B by the opposite Exerted forces on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. When the pump pressure p P increases to a value which is greater than the load pressure p L , the check valve 23 opens. Pressure line flows from line 7 via throttle 25, check valve 23 and pilot valve 20 to line 9. The amount of Pressure medium flowing through the throttle 25 is determined by the size of the throttle 25 and the difference between the pump pressure p P and the load pressure p L. The load pressure P L is determined by the weight and load of the car 5 and by the design of the cylinder 3. Although the directional control valve 19 is still closed, pressure medium is already flowing via the throttle 25 to the cylinder 3. The pump pressure p P increases to such an extent that the forces acting on the control piston 26 from the side of the working ports A and B are from the opposite side prevail acting forces, the directional control valve 19 opens the connection between the working port A and the working port B. This is the case when the product of the base of the control piston 26 and the pump pressure p P is greater than the sum of the force of the spring 27 and is the product of the base of the control piston 26 and the load pressure p L. Since the load pressure p L acts on the annular surface of the control piston 26 from both sides, the corresponding forces cancel each other out. The pressure medium which is displaced from the spring chamber when the directional valve 19 is opened by the movement of the control piston 26 flows through the pilot valve 20 into the line 9. The quantity of pressure medium between the lines 7 and 9 therefore remains constant when the directional valve 19 is opened. This results in a smooth opening process of the directional valve 19 without a drop in pressure during the switching process. The pressure medium delivered by the variable displacement pump 2 now flows via the line 7, the working connections A and B of the directional control valve 19 and the line 9 to the cylinder 3 and lifts the car 5. The speed of the car 5 is determined by the amount of pressure medium flowing in the time unit. If the pressure in line 7 drops below the pressure in line 9, e.g. B. because of a break in the line 7 between the variable displacement pump 2 and the valve arrangement 8 or because the pump pressure p P has been reduced by the adjusting device 14 or because the variable displacement pump 2 has been switched off, the forces acting on the control surface of the control piston 26 predominate and that Directional control valve 19 interrupts the flow of the pressure medium. Since the check valve 23 also closes when the pressure in the line 9 is greater than the pressure in the line 7, the valve arrangement 8, when the pilot valve 20 is actuated, behaves like a check valve which only has a flow of the pressure medium from the line 7 to the line 9 allowed.

Die Figur 4 zeigt die Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens 26 des Wegeventils 19, wenn sich das Pilotventil 21 in der Arbeitsstellung befindet und das Pilotventil 20 in der Ruhestellung. Das Pilotventil 21 überbrückt in seiner Arbeitsstellung das Rückschlagventil 23 und die Drossel 25. Da das Rückschlagventil 23 und die Drossel 25 nicht wirksam sind, sind sie in der Figur 4 nicht dargestellt. Das Pilotventil 20 ist in seiner Ruhestellung nicht wirksam. Es ist daher in der Figur 4 ebenfalls nicht dargestellt. Auf die eine Seite des Steuerkolbens 26 wirken über den Arbeitsanschluß A der Pumpendruck pP und über den Arbeitsanschluß B der Lastdruck pL. Auf die andere Seite des Steuerkolbens 26 wirkt der Druck am Steueranschluß X zusammen mit der Feder 27. Da sich das Pilotventil 21 in der Arbeitsstellung befindet, ist der Druck am Steueranschluß X gleich dem Druck am Arbeitsanschluß A, also gleich dem Pumpendruck pP. Ist der Pumpendruck pP größer als der Lastdruck pL, ist das Rückschlagventil 22 geschlossen. Die von dem Pumpendruck pP über den Steueranschluß X auf den Steuerkolben 26 ausgeübte Kraft ist (auch ohne Berücksichtigung des Einflusses der Feder 27) größer als die von dem Pumpendruck pP und dem Lastdruck pL an den Arbeitsanschlüssen A bzw. B von der entgegengesetzten Seite auf den Steuerkolben 26 ausgeübten Kräfte, das Wegeventil 19 ist geschlossen. Wird jetzt der Pumpendruck pP auf einen Wert verringert, der kleiner als der Lastdruck pL ist, öffnet das Rückschlagventil 22. Von der Leitung 9 fließt über die Drossel 24, das Rückschlagventil 22 und das Pilotventil 21 Druckmittel zur Leitung 7. Die Menge des über die Drossel 24 fließenden Druckmittels ist dabei durch die Größe der Drossel 24 und die Differenz zwischen dem Lastdruck pL und dem Pumpendruck pP bestimmt. Der Lastdruck pL ist durch das Gewicht und die Belastung des Fahrkorbs 5 sowie durch die konstruktive Ausgestaltung des Zylinders 3 vorgegeben. Wird der Pumpendruck pP weiter verringert, überwiegen die von der Seite der Arbeitsanschlüsse A und B auf den Steuerkolben 26 wirkenden Kräfte die von der entgegengesetzten Seite wirkenden Kräfte, und das Wegeventil 19 öffnet die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluß B und dem Arbeitsanschluß A. Dies ist dann der Fall, wenn das Produkt aus der die Grundfläche des Steuerkolbens 26 umgebenden Ringfläche und dein Lastdruck pL größer als die Summe aus der Kraft der Feder 27 und dem Produkt aus der Ringfläche des Steuerkolbens 26 und dem Pumpendruck pP ist. Da auf die Grundfläche des Steuerkolbens 26 von beiden Seiten der Pumpendruck pP wirkt, heben sich die entsprechenden Kräfte gegenseitig auf. Das Druckmittel, das beim Öffnen des Wegeventils 19 durch die Bewegung des Steuerkolbens 26 aus der Federkammer verdrängt wird, fließt über das Pilotventil 21 in die Leitung 7. Die Druckmittelmenge zwischen den Leitungen 9 und 7 bleibt dadurch beim Öffnen des Wegeventils 19 konstant. Das durch das Gewicht und die Belastung des Fahrkorbs 5 aus dem Zylinder 3 verdrängte Druckmittel fließt über den Filter 16, die Leitung 9, die Arbeitsanschlüsse B und A des Wegeventils 19, die Leitung 7 und die Verstellpumpe 2 zum Tank 6 und der Fahrkorb 5 sinkt. Die Verstellpumpe 2 wirkt als Hydromotor und treibt den Elektromotor 1 an, der seinerseits als Generator wirkt und Strom in das Netz zurückspeist. Die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 5 ist durch die Menge des in der Zeiteinheit fließenden Druckmittels bestimmt. Steigt der Pumpendruck pP, z. B. aufgrund einer Fehlfunktion der Verstellpumpe 2 über den Lastdruck pL, überwiegen die auf die Steuerfläche des Steuerkolbens 26 wirkenden Kräfte und das Wegeventil 19 unterbricht den Fluß des Druckmittels. Da auch das Rückschlagventil 22 sperrt, wenn der Pumpendruck pP größer als der Lastdruck pL ist, verhält sich die Ventilanordnung 8 bei angesteuertem Pilotventil 21 wie ein Rückschlagventil, das nur einen Fluß des Druckmittels von der Leitung 9 zur Leitung 7 erlaubt.FIG. 4 shows the pressurization of the control piston 26 of the directional control valve 19 when the pilot valve 21 is in the working position and the pilot valve 20 in the rest position. The pilot valve 21 bridges the check valve 23 and the throttle 25 in its working position. Since the check valve 23 and the throttle 25 are not effective, they are not shown in FIG. The pilot valve 20 is not effective in its rest position. It is therefore also not shown in FIG. 4. On one side of the control piston 26, the pump pressure p P acts via the working connection A and the load pressure p L via the working connection B. On the other side of the control piston 26, the pressure at the control port X acts together with the spring 27. Since the pilot valve 21 is in the working position, the pressure at the control port X is equal to the pressure at the working port A, that is to say the pump pressure p P. If the pump pressure p P is greater than the load pressure p L , the check valve 22 is closed. The force exerted by the pump pressure p P via the control connection X on the control piston 26 (even without taking into account the influence of the spring 27) is greater than that of the pump pressure p P and the load pressure p L at the working connections A and B by the opposite one Exerted forces on the control piston 26, the directional control valve 19 is closed. If the pump pressure p P is now reduced to a value which is lower than the load pressure p L , the check valve 22 opens. Pressure line flows from line 9 via throttle 24, check valve 22 and pilot valve 21 to line 7. The amount of Pressure medium flowing via the throttle 24 is determined by the size of the throttle 24 and the difference between the load pressure p L and the pump pressure p P. The load pressure p L is determined by the weight and load of the car 5 and by the design of the cylinder 3. If the pump pressure p P is further reduced, the forces acting from the side of the working connections A and B on the control piston 26 outweigh the forces acting from the opposite side, and the directional control valve 19 opens the connection between the working connection B and the working connection A. This is then the case when the product of the annular surface surrounding the base of the control piston 26 and your load pressure p L is greater than the sum of the force of the spring 27 and the product of the annular surface of the control piston 26 and the pump pressure p P. Since the pump pressure p P acts on the base of the control piston 26 from both sides, the corresponding forces cancel each other out. The pressure medium which is displaced from the spring chamber when the directional valve 19 is opened by the movement of the control piston 26 flows into the line 7 via the pilot valve 21. The quantity of pressure medium between the lines 9 and 7 thus remains constant when the directional valve 19 is opened. The pressure medium displaced by the weight and load of the car 5 from the cylinder 3 flows through the filter 16, the line 9, the working connections B and A of the directional control valve 19, the line 7 and the variable pump 2 to the tank 6 and the car 5 sinks . The variable displacement pump 2 acts as a hydraulic motor and drives the electric motor 1, which in turn acts as a generator and feeds electricity back into the network. The speed of the car 5 is determined by the amount of pressure medium flowing in the time unit. If the pump pressure p P increases , e.g. B. due to a malfunction of the variable displacement pump 2 via the load pressure p L , the forces acting on the control surface of the control piston 26 predominate and the directional control valve 19 interrupts the flow of the pressure medium. Since the check valve 22 also blocks when the pump pressure p P is greater than the load pressure p L , the valve arrangement 8, when the pilot valve 21 is actuated, behaves like a check valve which only allows the pressure medium to flow from line 9 to line 7.

Wie die Figur 2 zeigt, sperrt die Ventilanordnung 8 in beiden Richtungen, wenn sich beide Pilotventile 20 und 21 in der Ruhestellung befinden. Während die Ventilanordnung von der Leitung 9 zu Leitung 7 leckagefrei sperrt, kann bei geschlossener Ventilanordnung 8 von der Leitung 7 über die Drossel 25 und das Rückschlagventil 23 ein Leckstrom von dem Steueranschluß X zum Arbeitsanschluß B fließen, dessen Größe u. a. von der konstruktiven Ausgestaltung des Wegeventils 19 abhängt. Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, verhält sich die Ventilanordnung 8 wie ein Rückschlagventil, dessen Flußrichtung davon abhängt, welches der Pilotventile 20 oder 21 sich in der Arbeitsstellung befindet. Zusätzlich zu der aus Sicherheitsaspekten wichtigen Funktion als Rückschlagventil weist die Ventilanordnung 8 sowohl für den Hebevorgang als auch für den Senkvorgang ein sanftes Öffnungsverhalten auf, das das Entstehen von Druckschwingungen durch den Schaltvorgang des Wegeventils 19 verhindert.As FIG. 2 shows, the valve arrangement 8 locks in both Directions when both pilot valves 20 and 21 are at rest are located. While the valve assembly from line 9 to line 7 blocks leakage-free, can with closed valve arrangement 8 from line 7 via the throttle 25 and the check valve 23 a leakage current from the control terminal X to Work port B flow, the size u. a. from the constructive Design of the directional valve 19 depends. Like the figures 3 and 4 show, the valve arrangement 8 behaves like a check valve, whose direction of flow depends on which of the Pilot valves 20 or 21 are in the working position. In addition to the important function from a security point of view as Check valve has the valve assembly 8 for both Lifting process and for the lowering process a gentle opening behavior on the occurrence of pressure vibrations by the Switching of the directional valve 19 prevented.

Es ist auch möglich, anstelle der Verwendung von gesonderten Rückschlagventilen 22 und 23 sowie Drosseln 24 und 25 die Hintereinanderschaltung von Rückschlagventil und Drossel in die Ruhestellung der Pilotventile 20 und 21 zu integrieren.It is also possible to use separate ones instead Check valves 22 and 23 and throttles 24 and 25 die Check valve and throttle in series in the Integrate the rest position of the pilot valves 20 and 21.

Die in der Figur 1 dargestellte elektrische Steuereinrichtung 15 steuert die Bewegung des Fahrkorbs 5. Der Steuereinrichtung 15 sind hierzu von dem Meßumformer 30 die dem Pumpendruck pP proportionale Spannung uP und von dem Meßumformer 31 die dem Lastdruck pL proportionale Spannung uL als Eingangssignale zugeführt. Der Schalter 32 führt der Steuereinrichtung 15 über die Leitungen 33 und 34 die Versorgungsspannung U zu, je nachdem, ob sich der Fahrkorb 5 heben oder senken soll. In Abhängigkeit von den ihren Eingängen zugeführten Signalen steuert die Steuereinrichtung 15 die Verstelleinrichtung 14 der Verstellpumpe 2 und die Magnete der Pilotventile 20 und 21 der Ventilanordnung 8.The shown in the Figure 1 electrical control device 15 controls the movement of the car 5. The control means 15 are for this purpose by the transmitter 30, the pump pressure P P proportional voltage u P and the load pressure of the transducer 31 p L proportional voltage u L as input signals fed. The switch 32 supplies the control device 15 with the supply voltage U via the lines 33 and 34, depending on whether the car 5 is to be raised or lowered. Depending on the signals supplied to its inputs, the control device 15 controls the adjusting device 14 of the variable pump 2 and the magnets of the pilot valves 20 and 21 of the valve arrangement 8.

Die Mittelstellung des Schalters 32 ist dem Haltevorgang zugeordnet. Die Magnete der Pilotventile 20 und 21 sind nicht angesteuert. Da die Ventilanordnung 8 wie oben beschrieben sperrt, wird kein Pumpendruck benötigt, um den Fahrkorb 5 in seiner Stellung zu halten. Die Verstelleinrichtung 14 wird daher von der Steuereinrichtung 15 so angesteuert, daß sie die Verstellpumpe 2 so einstellt, daß der Pumpendruck pP nur einen minimalen Wert aufweist.The middle position of the switch 32 is assigned to the holding process. The solenoids of the pilot valves 20 and 21 are not activated. Since the valve assembly 8 locks as described above, no pump pressure is required to hold the car 5 in place. The adjusting device 14 is therefore controlled by the control device 15 so that it adjusts the variable pump 2 so that the pump pressure p P has only a minimal value.

In der dem Hebevorgang zugeordneten Stellung des Schalters 32 steuert die Steuereinrichtung 15 den Magneten des Pilotventils 20 an. Wie oben beschrieben, verhält sich die Ventilanordnung 8 bei angesteuertem Pilotventil 20 wie ein Rückschlagventil, das nur einen Druckmittelfluß von der Verstellpumpe 2 zu dem Zylinder 3 erlaubt. Die Verstelleinrichtung 14 wird von der Steuereinrichtung 15 so angesteuert, daß sie den Volumenstrom der Verstellpumpe 2 so einstellt, daß der Pumpendruck pP einen Wert annimmt, der mindestens um den für die Öffnung der Ventilanordnung 8 erforderlichen Betrag größer als der Lastdruck pL ist. Hierzu wird zunächst das Pilotventil 20 angesteuert und danach über die Verstellpumpe 2 der Volumenstrom zu der Ventilanordnung 8 erhöht. Bei einem störungsbedingten Ausfall der Druckversorgung bleibt der Fahrkorb stehen. Ein Absinken des Fahrkorbs wird durch die Funktion der Ventilanordnung 8 als Rückschlagventil wirksam verhindert.In the position of the switch 32 assigned to the lifting process, the control device 15 controls the magnet of the pilot valve 20. As described above, when the pilot valve 20 is activated, the valve arrangement 8 behaves like a check valve which only allows a pressure medium flow from the variable displacement pump 2 to the cylinder 3. The adjusting device 14 is controlled by the control device 15 in such a way that it adjusts the volume flow of the adjusting pump 2 in such a way that the pump pressure p P assumes a value which is at least larger than the load pressure p L by the amount required for opening the valve arrangement 8. For this purpose, the pilot valve 20 is first activated and then the volume flow to the valve arrangement 8 is increased via the variable pump 2. The car stops if the pressure supply fails due to a fault. A sinking of the car is effectively prevented by the function of the valve arrangement 8 as a check valve.

In der dem Senkvorgang zugeordneten Stellung des Schalters 32 steuert die Steuereinrichtung 15 den Magneten des Pilotventils 21 an. Wie oben beschrieben, verhält sich die Ventilanordnung 8 bei angesteuertem Pilotventil 21 wie ein Rückschlagventil, das nur einen Druckmittelfluß von dem Zylinder 3 zu der Verstellpumpe 2 erlaubt. Die Verstelleinrichtung 14 wird von der Steuereinrichtung 15 so angesteuert, daß der Pumpendruck pP gleich dem Lastdruck pL ist. Danach wird das Pilotventil 21 angesteuert. Jetzt schwenkt die Pumpe nach Minus und fördert entsprechend dem Sollwertprogramm der Steuereinrichtung 15 Öl in den Tank 6. Da sich dabei aufgrund der Last die Richtung des Volumenstroms umkehrt, arbeitet die Verstellpumpe 2 als Hydromotor und treibt den Elektromotor 1 an. Dieser arbeitet jetzt als Generator und speist Strom in das elektrische Netz zurück.In the position of the switch 32 assigned to the lowering process, the control device 15 controls the magnet of the pilot valve 21. As described above, when the pilot valve 21 is activated, the valve arrangement 8 behaves like a check valve which only allows a pressure medium flow from the cylinder 3 to the variable displacement pump 2. The adjusting device 14 is controlled by the control device 15 so that the pump pressure p P is equal to the load pressure p L. The pilot valve 21 is then actuated. Now the pump swivels to the minus and pumps oil into the tank 6 in accordance with the setpoint program of the control device 15. Since the direction of the volume flow reverses due to the load, the variable pump 2 works as a hydraulic motor and drives the electric motor 1. This now works as a generator and feeds electricity back into the electrical network.

Anstelle der in der Figur 1 dargestellten volumenstromgeregelten Verstellpumpe 2 kann eine von einem drehzahlgeregelten Elektromotor, insbesondere einem frequenzgeregelten Elektromotor, angetriebene Konstantpumpe verwendet werden. In diesem Fall ist die Stelleinrichtung für die Drehzahl des Elektromotors mit dem Ausgang der Steuereinrichtung 15 verbunden. Es ist auch möglich, die Konstantpumpe mit konstanter Drehzahl anzutreiben und den Pumpendruck pP über ein Druckbegrenzungsventil mit einstellbarem Begrenzungsdruck zu steuern.Instead of the volume flow-controlled variable displacement pump 2 shown in FIG. 1, a constant pump driven by a speed-controlled electric motor, in particular a frequency-controlled electric motor, can be used. In this case, the control device for the speed of the electric motor is connected to the output of the control device 15. It is also possible to drive the constant pump at a constant speed and to control the pump pressure p P via a pressure limiting valve with an adjustable limiting pressure.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist nicht auf die Steuerung hydraulischer Aufzüge beschränkt. Sie ist in gleicher Weise für die Steuerung anderer sicherheitsrelevanter hydraulischer Verbraucher, wie z. B. die Hubwerke von Gabelstaplern oder Traktoren, geeignet.The application of the valve arrangement according to the invention is not limited to the control of hydraulic elevators. she is in same way for the control of other safety-relevant hydraulic consumers, such as B. the forklift hoists or tractors.

Claims (8)

  1. A hydraulic valve arrangement with a pressure controlled directional valve with two work ports and a control port for control of the pressure fluid flow, characterized in that
    the pressure (Pp) prevailing at the first work port (A) is fed to the control port (X) via a first throttle (25) and a first non-return valve (23),
    between the first work port (A) and the control port (X) is arranged a first switching valve (21) which in its working position bridges the series connection of the first throttle (25) and the first non-return valve (23),
    the pressure (PL) prevailing at the second work port (B) is fed to the control port (X) via a second throttle (24) and a second non-return valve (22), and
    between the second work port (B) and the control port (X) is arranged a second switching valve (20) which in its working position bridges the series connection of the second throttle (24) and the second non-return valve (22).
  2. Use of a valve arrangement according to Claim 1 in a device for controlling the pressure fluid flow to or from a single-acting cylinder (3) that is continuously pressurised with a load (5) with a pump (2), driven by a motor (1), which delivers the pressure fluid from a tank (6) to the single-acting cylinder (3), whereby the pump (2), valve arrangement (8) and single-acting cylinder (3) form a closed system, in particular for the control of hydraulic lifts.
  3. Device for controlling the pressure fluid flow to or from a single-acting cylinder (3) that is continuously pressurised with a load (5) with a pump (2), driven by a motor (1), which delivers the pressure fluid from a tank (6) to the single-acting cylinder (3) and with a hydraulic valve arrangement according to Claim 1, whereby the pump (2), valve arrangement (8) and single-acting cylinder (3) form a closed system, characterized in that the pressure fluid flow passing through the valve arrangement (8) is adjustable in magnitude and direction.
  4. Device according to Claim 3, characterized in that the quantity of pressure fluid delivered within a time unit by pump (2) is adjustable.
  5. Device according to Claim 4, characterized in that the pump is a flow controlled pump.
  6. Device according to Claim 4, characterized in that the pump is a fixed displacement pump driven by a speed controlled motor.
  7. Device according to Claim 6, characterized in that the motor is a frequency controlled electric motor.
  8. Device according to any of Claims 3 to 7, characterized in that
    between the valve arrangement (8) and the single-acting cylinder (3) is arranged a filter device (10),
    the filter device (10) comprises a filter (16) for the pressure fluid flowing back from the single-acting cylinder (3) to the tank (6), and
    the pressure fluid flowing to the single-acting cylinder (3) is bypassed around the filter (16).
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