EP0904467A1 - Drehwerksteuerung mit speiseeinrichtung - Google Patents

Drehwerksteuerung mit speiseeinrichtung

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EP0904467A1
EP0904467A1 EP97918141A EP97918141A EP0904467A1 EP 0904467 A1 EP0904467 A1 EP 0904467A1 EP 97918141 A EP97918141 A EP 97918141A EP 97918141 A EP97918141 A EP 97918141A EP 0904467 A1 EP0904467 A1 EP 0904467A1
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EP
European Patent Office
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pressure
control
valve
hydraulic
pilot
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EP97918141A
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English (en)
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Reinhold Schniederjan
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Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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Publication date
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Publication of EP0904467A1 publication Critical patent/EP0904467A1/de
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Publication of EP0904467B1 publication Critical patent/EP0904467B1/de
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12—Slewing or traversing gears
    • E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
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    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control, in particular for controlling the slewing gear of an excavator.
  • a hydraulic control according to the preamble of claim 1 goes e.g. from DE 44 05 472 AI.
  • the hydraulic circuit diagram of this known hydraulic control is reproduced for better understanding of the invention in Figure 2 of the drawing and is briefly described below with reference to Figure 2.
  • the known slewing gear control 1 shown in FIG. 2 comprises a drive hydraulic pump 2, which is connected via working lines 3, 4 to a drive hydraulic motor, not shown, for driving the also not shown slewing gear of an excavator.
  • the hydraulic control comprises a manual control transmitter 5, which is connected to a pilot control device 8 via control lines 6 and 7.
  • an adjusting device 9 is supplied with the necessary signal pressure, which is obtained directly from the control pressure prevailing in the control lines 6, 7.
  • the adjusting device comprises a control piston 12 which is arranged between two control pressure chambers 10 and 11 and which acts on the displacement volume of the working hydraulic pump 2.
  • the filter must be dimensioned relatively large, which is contrary to the goal of a small size of the hydraulic control.
  • the suction filter 16 must be cleaned and serviced regularly.
  • the invention is based on the knowledge that when the actuating pressure for the adjusting device is obtained from the feed pressure made available by the feed device, two goals are achieved simultaneously. On the one hand, it is ensured that after resetting the manual control transmitter and thus also the pilot control device, filtered pressure fluid flows into its respective neutral position to compensate for the volume differences during the resetting process into the actuating pressure chambers of the adjusting device. There is no need for a suction device. On the other hand, it is ensured that in the event of a failure of the feed device, e.g. by clogging the feed filter, no signal pressure is available and thus the working hydraulic pump swings back into its neutral position. Damage to the working hydraulic pump and the working hydraulic motor in the event of this fault is thus reliably avoided.
  • the pilot control device can be designed in a manner known per se as a 4/3-way valve. However, it is more advantageous, according to claim 3, to separately design the pilot control device with separate valve areas for one control pressure chamber of the adjusting device. This enables separate control of the right and left swiveling of the slewing gear. If, in this arrangement, dirt particles should nevertheless penetrate into the valve of the pilot control device and should block it in one of its control positions, it is ensured that when the control direction is changed by means of the manual control device and the pressure in the control lines 6 and 7 is reversed accordingly, there is no unintentional acceleration of the slewing gear in the opposite direction he follows. In this case, the pilot control device can be designed as a 6/3-way valve.
  • the pressure control valve provided between the feed device and the pilot control device or the two pressure control valves provided for separate control of the right and left swiveling according to claim 3 can set the signal pressure to the control pressure prevailing in the control line or a slightly higher pressure.
  • the pressure difference between the control pressure and the signal pressure can be achieved by spring loading of the pressure control valve or the pressure control valves.
  • a pressure cut-off valve can be provided between the control pressure lines and the pressure fluid tank in order to limit the pressure in the control lines to a predetermined maximum pressure.
  • a brake valve can be provided to enable slow, decelerated braking of the slewing gear.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the hydraulic system according to the invention
  • Fig. 3 shows a second exemplary embodiment of the hydraulic according to the invention
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the hydraulic control 1 according to the invention.
  • the slewing gear is driven by a hydraulic drive motor, not shown, which is located in a hydraulic working circuit formed by the working lines 3 and 4, which is supplied by the working hydraulic pump 2.
  • the leakage losses are replenished into the hydraulic circuit 3, 4 by means of the feed device 19, which comprises a feed pump 20.
  • the feed pump 20 is coupled to the working hydraulic pump 2 and sucks in pressure fluid from the pressure fluid tank 18 via the feed filter 18 and feeds it into the feed line 30.
  • the feed line 30 is connected via check and pressure control valves 31 and 32 to the working lines 3 and 4 in order to feed the pressure fluid into the respective low-pressure working line 3 or 4. This ensures that there is sufficient pressure fluid in the working circuit 3, 4 as the working medium.
  • a pressure relief valve 33 is also provided, which connects the feed line 30 to the pressurized fluid tank 17.
  • the working hydraulic pump 2 is controlled manually by the operator via the manual control transmitter 5, which is connected to a control pressure feed 35 via a control line filter 34.
  • the manual control transmitter 5 supplies a control pressure to one of the two control lines 6 or 7, the level of which is proportional to the intended torque.
  • the respective other control line 7 or 6 is ventilated via the tank line 36.
  • control lines 6 and 7 are led via throttling points 37 and 38 to the pilot chambers 39 and 40 of the pilot device 8.
  • the pressure difference between the pilot chambers 39 and 40 causes a displacement of the valve body 41
  • Pilot control device 8 in one of the two control positions 42 and 43, depending on which of the control lines 6 and 7 is acted upon by the control pressure.
  • one of the signal pressure chambers 10 and 11 is acted upon by a signal pressure, while the other signal pressure chamber 11 and 10, respectively, via the tank line 44 and the brake valve 45 to be described in more detail with the pressure fluid Tank 17 is connected.
  • the associated displacement of the actuating piston 12 causes the working hydraulic pump 2 to be deflected in the desired conveying direction, so that the hydraulic motor (not shown) and the rotating mechanism driven by it are accelerated in the intended direction of rotation.
  • For the mechanical return device 46 a return force proportional to the adjustment of the actuating piston 12 from its neutral position is applied to the
  • Pilot control device 8 exercised, where this is basically known from DE-OS 41 25 706. Furthermore, compensation lines 47 and 48 connected to the working lines 3 and 4 are provided, so that the pressure difference between the working lines 3 and 4 has a force-compensating effect on the displacement of the valve body 41 of the pilot control device 8.
  • a pressure cut-off valve 50 is arranged between a shuttle valve 49 connected to the control pressure lines 6 and 7 and the pressure fluid tank 17.
  • the pressure cut-off valve 50 effects a pressure limitation of the control pressure prevailing in the respective pressure-carrying control pressure line 6 or 7, the maximum pressure being predeterminable via the electromagnetic transmitter 51.
  • a brake valve 45 is also provided, which enables controlled and sensitive braking.
  • the brake valve 45 is arranged between the tank line 44 connected to the pilot control device 8 and the pressurized fluid tank 17.
  • the brake valve 45 is acted upon via the control pressure connecting line 52 and the shuttle valve 49 on the one hand by the control pressure prevailing in the control lines 6 and 7 and on the other hand via the working pressure connecting line 53 and the shuttle valve 54 by the working pressure prevailing in the high-pressure side working line 3 and 4.
  • the signal pressure is not obtained directly from the control pressure lines 6 and 7, but indirectly via a pressure relief valve 56 from the feed pressure prevailing in the feed line 30.
  • the pilot control device 8 is connected to the feed line 30 via an actuating pressure line 57, the pressure control valve 56 and the throttle point 58.
  • the pressure control valve 56 regulates the control pressure prevailing in the control pressure line 57 to a pressure level that results from the balance of forces between the control pressure of the respective pressure-carrying control pressure line 6 or 7, which is brought about via the control pressure connecting line 52 and the shuttle valve 49, and the spring action by the compression spring 59 on the one hand and the control pressure brought in via the detour line 60 on the other.
  • a control pressure is set in the control pressure line 57, which is slightly higher than the control pressure prevailing in the pressure-carrying control pressure line 6 or 7 due to the spring action by the compression spring 59.
  • the pressure difference between the signal pressure and the control pressure is preferably 1 to 2 bar and is adjustable via the adjustable pressure spring 59.
  • the actuating pressure chambers 10 and 11 of the adjusting device 9 are connected to the pressure control valve 56 with the Feed line 30 connected.
  • the compression spring 59 ensures that pressure fluid can flow into the actuating pressure chambers 10 and 11 via the actuating pressure line 57 and the pilot control device 8 when the pusher piston 12 is pushed back into its neutral central position due to the return springs 13 and 14.
  • the pressure fluid required for volume equalization in the actuating pressure chambers 10 and 11 is therefore not, according to the development according to the invention, via a
  • the further development according to the invention ensures that always filtered oil is supplied from the feed line 30 to the pilot control device 8 and the adjusting device 9. This reliably prevents contamination of these devices. Furthermore, a suction device with a relatively large suction filter can be dispensed with, so that the hydraulic control according to the invention can be designed to be structurally more compact. The adjustment device is also continuously supplied with oil.
  • FIG. 3 shows another Ausruhrungsbeispiel the invention with an additional training.
  • the elements already described with reference to FIG. 1 are included Matching reference numerals, so that a repeated description in this regard is unnecessary.
  • the valve body 41 of the pilot control device 8 has separate valve regions 42a, 61a, 43a and 42b, 61b and 43b.
  • the valve area 42a, 61a, 43a with the control positions 42a and 43a and the neutral position 61a serves to control the signal pressure chamber 11.
  • the valve area 42b, 61b, 63b with the control positions 42b and 43b and the neutral position 61b for controlling the control pressure chamber 10.
  • the two valve areas are accommodated in a uniform valve body 41.
  • the function of this 6/3-way valve is largely the same as that of the 4/3-way valve, which is used in the embodiment of Figure 1.
  • a separate pressure control valve 56a and 56b is provided for each valve region of the pilot control device 8, both of which are connected to the feed line 30 via the throttle point 58.
  • the pressure control valve 56a essentially adjusts the pressure in the control pressure line 57a to the control pressure specified by the control line 6, the pressure in the control pressure line 57a being due to the
  • Compression spring 59a is slightly larger than the control pressure in the control line 6. The same applies to the pressure control valve 56b, the control pressure in the control pressure line 57b being essentially regulated to the control pressure prevailing in the control line 7, but due to the compression spring 59b being slightly greater than the control pressure prevailing in the control line 7.
  • the separation of the control for the right and left swiveling has the advantage that if the pilot control device 8 is blocked due to the penetration of dirt particles, no dangerous malfunction occurs. While in the exemplary embodiment according to FIG. 1 in the same way as in the prior art shown in FIG. 2, the pilot control device 8 is blocked in one of its control positions 42 or 43 and a subsequent print page change In the control lines 7 and 6, a further pivoting of the slewing gear without causing the intended change of direction of rotation is caused, this fault condition is avoided in the embodiment according to FIG. 3. If, in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the pilot control device 8 is blocked in one of its control positions, for example in the control position 42a and 42b, this means that the control chamber 11 via the pressure control valve 56a with the feed line 30 and the control chamber 10 via the tank line 44 communicates with the pressure fluid tank 17. If the control line 7 is acted upon by control pressure 7 instead of the control line 6 as a result of an intended change in the direction of rotation of the controlled slewing gear, the drive hydraulic pump 2 does not swivel out again, because the connection to the control pressure line 57b is due to the blocking of the pilot control device 8 cut off in the control position 42b. The actuating pressure chamber 10 is not subsequently acted upon by actuating pressure in this fault state. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG.
  • the actuating pressure chamber 11 is not inadvertently acted upon by actuating pressure since the actuating pressure chamber 11 is connected to the actuating pressure line 57a via the pilot control device 8 blocked in the control position 42a.
  • the control pressure line 57a is essentially depressurized, since the control pressure prevailing in the control pressure line 57a is predetermined by the control pressure prevailing in the control line 6 via the pressure control valve 56a. Since the control line 6 is depressurized after reversing the intended direction of rotation, there is no faulty pivoting out of the hydraulic drive pump 2 in the unintended original conveying direction. This effectively prevents the slewing gear from accelerating in the unintended direction of rotation.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of one of the pressure control valves 56, 56a and 56b used in the context of the present invention.
  • the actuating pressure line 57 is connected to the pressure fluid tank 17 via a first control edge 70 and to the feed line 30 via a second control edge 71.
  • a first pressure chamber 72 is connected via the control pressure connection line 52 to one of the control lines 6 and 7, while a second pressure chamber 73 is connected to the control pressure line 57 via a detour line 60.
  • a preferably adjustable compression spring 59 is also provided in the first pressure chamber 72. Due to the force equilibrium that is established, the pressure in the control pressure line 57 is set to a slightly higher pressure than the control pressure prevailing in the control pressure connecting line 52. The difference between the control pressure prevailing in the control pressure line 57 and the control pressure specified via the control pressure connection line 52 corresponds to the additional force caused by the compression spring 59.
  • the pressure difference between the control pressure and the control pressure is preferably 1 to 2 bar.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown.
  • the specific configurations of the pilot control device and the adjusting device can also be of a different type within the scope of the present invention.
  • Known pressure control valves of any design can be used as pressure control valves 56, 56a and 56b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers. In einem Antriebskreislauf sind eine Antriebs-Hydropumpe (2) und ein Antriebs-Hydromotor vorgesehen, die über Arbeitsleitungen (4, 3) verbunden sind. Die hydraulische Steuerung umfasst eine Verstellvorrichtung (9) zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldruckkammern (10, 11) angeordneten, auf das Verdrängungsvolumen einer Antriebs-Hydropumpe (2) einwirkenden Stellkolbens (12). Ferner ist eine Vorsteuereinrichtung (8) vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen zwei Steuerleitungen (6, 7) eine der Stelldruckkammern (10, 11) mit einem Stelldruck beaufschlagt. Entsprechend der erfindungsgemässen Weiterbildung ist die Vorsteuereinrichtung (8) über ein Druckregelventil (56) mit einer Speiseleitung (30) verbunden, wobei die Vorsteuereinrichtung (8) in einer Ansteuer-Stellung (42, 43) eine der beiden Stelldruckkammern (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseleitung (30) und die jeweils andere Stelldruckkammer (11, 10) mit einem Druckfluid-Tank (17) verbindet. In einer Neutralstellung (61) sind beide Stelldruckkammern (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseleitung (30) verbunden.

Description

Drehwerksteuerung mit Speiseeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers.
Eine hydraulische Steuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 geht z.B. aus der DE 44 05 472 AI hervor. Das hydraulische Schaltbild dieser bekannten hydraulischen Steuerung ist zum besseren Verständnis der Erfindung in Figur 2 der Zeichnung wiedergegeben und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 2 kurz beschrieben.
Die in Figur 2 dargestellte bekannte Drehwerksteuerung 1 umfaßt eine Antriebs- Hydropumpe 2, die über Arbeitsleitungen 3, 4 mit einem nicht dargestellten Antriebs- Hydromotor zum Antrieb des ebenfalls nicht dargestellten Drehwerks eines Baggers verbunden ist. Die hydraulische Steuerung umfaßt einen Handsteuergeber 5, der über Steuerleitungen 6 und 7 mit einer Vorsteuereinrichtung 8 in Verbindung steht. Mittels der Vorsteuereinrichtung 8 wird einer VerStelleinrichtung 9 der notwendige Stelldruck zugeführt, der unmittelbar aus dem in den Steuerleitungen 6, 7 herrschenden Steuerdruck gewonnen wird. Die Versteileinrichtung umfaßt einen zwischen zwei Stelldruckkammem 10 und 11 angeordneten Stellkolben 12, der auf das Verdrängungsvolumen der Arbeits- Hydropumpe 2 einwirkt.
Bei Rückstellung des Handsteuergebers 5 in seine Neutralstellung nimmt die Vorsteuereinrichtung 8 ebenfalls ihre Neutralstellung ein, so daß die Verstell Vorrichtung 9 nicht mehr mit hydraulischer Energie, d.h. mit Stelldruck versorgt wird. Die Arbeits- Hydropumpe 2 wird über die Rückstellfedern 13 und 14 auf Null- Verdrängungsvolumen langsam zurückgeschwenkt. Dabei wird aus einer Nachsaugeeinrichtung 74, die aus den Rückschlagventilen 15 und dem Nachsaugefilter 16 besteht, Druckfluid in diejenige Stelldruckkammer 10 bzw. 11 nachgesaugt, deren Volumen bei dem Rückstellvorgang zunimmt. Diese bekannte Drehwerk-Steuerung hat jedoch einige gravierende Nachteile. Durch das Nachsaugen von Druckfluid aus dem Druckfluid-Tank 17 können Schmutz-Partikel in die hydraulische Steuerung eindringen. Dieses Problem kann auch durch das Nachsauge-Filter 16 nur teilweise beseitigt werden. Da während des Nachsaugevorgangs nur geringe
Druckunterschiede herrschen, ist das Filter relativ groß zu dimensionieren, was dem Ziel einer geringen Baugröße der hydraulischen Steuerung entgegensteht. Darüberhinaus muß das Nachsaugefilter 16 regelmäßig gereinigt und gewartet werden.
Sofern Schmutzpartikel in die Vorsteuereinrichtung 8 eindringen und diese in einer ihrer Ansteuer-Stellungen verklemmen, wird die Betriebssicherheit erheblich gefährdet. Das Ventil der Vorsteuereinrichtung 8 wird dabei nicht in seine Neutralstellung zurückgeführt, sondern verbleibt in einer seiner Ansteuer-Stellungen. Wird nun durch den Handsteuergeber 5 die jeweils andere Drehrichtung des Drehwerks eingestellt, d.h. die jeweils andere Steuerleitung 6 bzw. 7 mit Steuerdruck beaufschlagt, so führt dies nicht zu der beabsichtigten Umkehr der Ausschwenkrichtung und damit der Förderrichtung der Arbeits-Hydropumpe 2. Vielmehr fördert die Arbeits-Hydropumpe 2 in ihrer vormals eingestellten Förderrichtung weiter, so daß die Drehrichtung des Drehwerks entgegen der Absicht des Benutzers nicht umgekehrt wird, sondern das Drehwerk in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Dies kann in der Praxis eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei der bekannten Drehwerk-Steuerung dadurch, daß bei Ansteuerung der Antriebs-Hydropumpe nicht erfaßt wird, ob in den Arbeitsleitungen 3 und 4 in ausreichendem Maße Druckfluid zur Verfügung steht. Störungen können sich diesbezüglich insbesondere dadurch ergeben, daß das Speisefilter 18 der Speiseeinrichtung 19 verstopft ist und die Speisepumpe 20 nicht im ausreichenden Maße Druckfluid in den Arbeitskreislauf 3, 4 nachspeisen kann. Es besteht daher die Gefahr der Schädigung der Antriebs-Hydropumpe 2 und des nicht dargestellten Antriebs-Hydromotors. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte hydraulische Steuerung so weiterzubilden, daß Betriebsstörungen z.B. aufgrund des Eindringens von Schmutzpartikeln oder des Verstopfens von Filtern vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Gewinnung des Stelldrucks für die Verstellvorrichtung aus dem von der Speiseeinrichtung zur Verfugung gestellten Speisedruck zwei Ziele gleichzeitig erreicht werden. Zum einen wird sichergestellt, daß nach Rückstellen des Handsteuergebers und somit auch der Vorsteuereinrichtung in ihre jeweilige Neutralstellung gefiltertes Druckfluid zum Ausgleich der Volumenunterschiede während des Rückstellvorgangs in die Stelldruckkammern der Versteilvorrichtung nachfließt. Auf eine Nachsaugeeinrichtung kann verzichtet werden. Zum anderen wird sichergestellt, daß bei einem Ausfall der Speiseeinrichtung, z.B. durch Verstopfen des Speisefilters, kein Stelldruck zur Verfügung steht und somit die Arbeits-Hydropumpe in ihre Neutralstellung zurückschwenkt. Somit wird eine Schädigung der Arbeits- Hydropumpe und des Arbeits-Hydromotors für den Fall dieser Störung sicher vermieden.
Die Ansprüche 2 bis 10 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Vorsteuereinrichtung kann entsprechend Anspruch 2 in an sich bekannter Weise als 4/3-Wegeventil ausgebildet sein. Vorteilhafter ist es jedoch entsprechend Anspruch 3, die Vorsteuereinrichtung mit getrennten Ventil-Bereichen für jeweils eine Steuerdruckkammer der Verstellvorrichtung getrennt auszubilden. Dadurch wird eine getrennte Ansteuerung des Rechts- und Linksschwenkens des Drehwerks erreicht. Sofern bei dieser Anordnung dennoch Schmutzpartikel in das Ventil der Vorsteuereinrichtung eindringen sollten und diese in einer ihrer Ansteuer-Stellungen blockieren sollten, wird sichergestellt, daß bei Änderung der Aussteuerrichtung mittels des Handsteuergebers und entsprechender Umkehrung der Druckbeaufschlagung der Steuerleitungen 6 und 7 keine unbeabsichtigte Beschleunigung des Drehwerks in die zuvor angesteuerte entgegengesetzte Richtung erfolgt. Die Vorsteuereinrichtung kann in diesem Fall entsprechend Anspruch 5 als 6/3- Wegeventil ausgebildet sein.
Entsprechend den Ansprüchen 7 und 8 kann das zwischen der Speiseeinrichtung und der Vorsteuereinrichtung vorgesehene Druckregelventil bzw. die bei getrennter Ansteuerung des Rechts- und Linksschwenkens entsprechend Anspruch 3 vorgesehenen beiden Druckregelventile den Stelldruck auf den in der Steuerleitung herrschenden Steuerdruck ödere einen geringfügig höheren Druck einstellen. Die Druckdifferenz zwischen dem Steuerdruck und dem Stelldruck kann mittels Federbeaufschlagung des Druckregelventils bzw. der Druckregelventile erreicht werden.
Entsprechend Anspruch 9 kann ein Druckabschneideventil zwischen den Steuerdruckleitungen und dem Druckfluid-Tank vorgesehen sein, um den Druck in den Steuerleitungen auf einen vorgegebenen Maximaldruck zu begrenzen.
Ferner kann entsprechend Anspruch 10 ein Bremsventil vorgesehen sein, um ein langsames, verzögertes Abbremsen des Drehwerks zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfϊndungsgemäßen hydraulischen
Steuerung,
Fig. 2 eine hydraulische Steuerung entsprechend dem Stand der Technik,
Fig. 3 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen
Steuerung,
Fig. 4 ein bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung verwendetes
Druckregelventil in schematischer Darstellung. Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung 1.
Der Antrieb des Drehwerks erfolgt über einen nicht dargestellten Antriebs-Hydromotor, der sich in eine durch die Arbeitsleitungen 3 und 4 gebildeten hydraulischen Arbeitskreislauf befindet, der von der Arbeits-Hydropumpe 2 versorgt wird. Die Nachspeisung der Leckverluste in den hydraulischen Kreislauf 3, 4 erfolgt mittels der Speiseeinrichtung 19, die eine Speisepumpe 20 umfaßt. Die Speisepumpe 20 ist im Ausführungsbeispiel an die Arbeits-Hydropumpe 2 gekoppelt und saugt über das Speisefilter 18 Druckfluid aus dem Druckfluid-Tank an und speist dieses in die Speiseleitung 30 ein. Die Speiseleitung 30 ist über Rückschlag- und Druckregel ventile 31 und 32 mit den Arbeitsleitungen 3 und 4 verbunden, um das Druckfluid in die jeweilige niederdruckführende Arbeitsleitung 3 bzw. 4 einzuspeisen. Dadurch wird sichergestellt, daß in dem Arbeitskreislauf 3, 4 Druckfluid als Arbeitsmedium in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Zur Vermeidung eines Überdrucks in der Speiseleitung 30 ist ferner ein Überdruckventil 33, das die Speiseleitung 30 mit dem Druckfluid-Tank 17 verbindet, vorgesehen.
Die Ansteuerung der Arbeits-Hydropumpe 2 erfolgt im Ausführungsbeispiel manuell durch den Bediener über den Handsteuergeber 5, der über ein Steuerleitungsfilter 34 mit einer Steuerdruck-Einspeisung 35 in Verbindung steht. Der Handsteuergeber 5 führt in Abhängigkeit von der beabsichtigten Drehrichtung des Drehwerks einer der beiden Steuerleitungen 6 oder 7 einen Steuerdruck zu, dessen Höhe dem beabsichtigten Drehmoment proportional ist. Die jeweils andere Steuerleitung 7 bzw. 6 wird über die Tankleitung 36 belüftet.
Die Steuerleitungen 6 und 7 sind über Drosselstellen 37 und 38 an die Vorsteuerkammeπi 39 und 40 der Vorsteuereinrichtung 8 geführt. Die Druckdifferenz zwischen den Vorsteuerkammern 39 und 40 bewirkt eine Verschiebung des Ventilkörpers 41 der
Vorsteuereinrichtung 8 in eine der beiden Ansteuer-Stellungen 42 bzw. 43, je nachdem, welche der Steuerleitungen 6 bzw. 7 mit dem Steuerdruck beaufschlagt ist. In den Ansteuer-Stellungen 42 bzw. 43 der Vorsteuereinrichtung 8 wird eine der Stelldruckkammern 10 bzw. 11 mit einem Stelldruck beaufschlagt, während die jeweils andere Stelldruckkammer 11 bzw. 10 über die Tankleitung 44 und das noch näher zu beschreibende Bremsventil 45 mit dem Druckfluid-Tank 17 verbunden wird. Die damit einhergehende Verschiebung des Stellkolbens 12 bewirkt eine Auslenkung der Arbeits- Hydropumpe 2 in die gewünschte Förderrichtung, so daß der nicht dargestellte Antriebs- Hydromotor und das von diesem angetriebene Drehwerk in dem beabsichtigten Drehsinn beschleunigt wird. Für die mechanische Rückstelleinrichtung 46 wird eine der Verstellung des Stellkolbens 12 aus seiner Neutralstellung proportionale Rückstellkraft auf die
Vorsteuereinrichtung 8 ausgeübt, wo dies grundsätzlich aus der DE-OS 41 25 706 bekannt ist. Ferner sind mit den Arbeitsleitungen 3 und 4 verbundene Kompensationsleitungen 47 und 48 vorgesehen, so daß sich die zwischen den Arbeitsleitungen 3 und 4 einstellende Druckdifferenz kräftekompensierend auf die Verschiebung des Ventilkörpers 41 der Vorsteuereinrichtung 8 auswirkt.
Ein Druckabschneideventil 50 ist zwischen einem mit den Steuerdruckleitungen 6 und 7 verbundenen Wechselventil 49 und dem Druckfluid-Tank 17 angeordnet. Das Druckabschneideventil 50 bewirkt eine Druckbegrenzung des in der jeweils druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 herrschenden Steuerdrucks, wobei der Maximaldruck über den elektromagnetischen Geber 51 vorgebbar ist.
Femer ist ein Bremsventil 45 vorgesehen, das ein gesteuertes und feinfühliges Abbremsen ermöglicht. Das Bremsventil 45 ist zwischen der mit der Vorsteuereinrichtung 8 verbundenen Tankleitung 44 und dem Druckfluid-Tank 17 angeordnet. Das Bremsventil 45 wird über die Steuerdruck- Verbindungsleitung 52 und das Wechselventil 49 einerseits von dem in den Steuerleitungen 6 und 7 herrschenden Steuerdruck und andererseits über die Arbeitsdruckverbindungsleitung 53 und das Wechselventil 54 von dem in der hochdruckseitigen Arbeitsleitung 3 bzw. 4 herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt. Wenn der Handsteuergeber 5 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird und somit der Steuerdruck in den Steuerdruckleitungen 6 und 7 absinkt, in der hochdruckseitigen Arbeitsleitung 3 bzw. 4 jedoch noch ein Arbeitsdruck ansteht, wird das Bremsventil 45 in seine gedrosselte Ventilstellung 55 verschoben, so daß die entsprechende Stelldruckkammer 10 bzw. 11 nur verzögert zum Druckfluid-Tank 17 hin belüftet wird und somit der Abbremsvorgang verzögert wird.
Entsprechend der erfind ungsgemäßen Weiterbildung wird der Stelldruck nicht unmittelbar aus den Steuerdruckleitungen 6 und 7, sondern mittelbar über ein Druckbegrenzungsventil 56 aus dem in der Speiseleitung 30 herrschenden Speisedruck gewonnen. Dazu ist die Vorsteuereinrichtung 8 über eine Stelldruckleitung 57, das Druckregelventil 56 und die Drosselstelle 58 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Das Druckregelventil 56 regelt dabei den in der Stelldruckleitung 57 herrschenden Stelldruck auf ein Druckniveau ein, das sich aus dem Kräftegleichgewicht zwischen dem über die Steuerdruck- Verbindungsleitung 52 und das Wechselventil 49 herangeführten Steuerdruck der jeweils druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 und der Federbeaufschlagung durch die Druckfeder 59 einerseits und den über die Umwegleitung 60 herangeführten Stelldruck andererseits ergibt. Dabei stellt sich in der Stelldruckleitung 57 ein Stelldruck ein, der aufgrund der Federbeaufschlagung mittels der Druckfeder 59 geringfügig höher ist als der in der druckführenden Steuerdruckleitung 6 bzw. 7 herrschende Steuerdruck. Die Druckdifferenz zwischen dem Stelldruck und dem Steuerdruck beträgt vorzugsweise 1 bis 2 bar und ist über die justierbare Druckfeder 59 einstellbar.
Wenn der Handsteuergeber 5 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird, in den Steuerdruckleitungen 6 und 7 daher kein Steuerdruck herrscht und somit der Ventilkörper 41 der Vorsteuereinrichtung 8 in seine Neutralstellung 61 zurückgeschoben wird, sind die Stelldruckkammem 10 und 11 der Verstellvorrichtung 9 über das Druckregelventil 56 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Durch die Druckfeder 59 wird sichergestellt, daß Druckfluid über die Stelldruckleitung 57 und die Vorsteuereinrichtung 8 in die Stelldruckkammem 10 und 11 nachfließen kann, wenn der Stollkolben 12 bedingt durch die Rückstellfedern 13 und 14 in seine neutrale Mittelstellung zurückgeschoben wird. Das für den Volumenausgleich in den Stelldruckkammem 10 und 11 benötigte Druckfluid wird entsprechend der erfindungsgemäßen Weiterbildung daher nicht über eine
Nachsaugeeinrichtung aus dem Druckfluid-Tank 17 nachgesaugt, sondern über das Druckregelventil 56 aus der Speiseleitung 30 zugeführt. Da das Druckfluid in der Speiseleitung 30 durch das Speisefilter 18 gefiltert ist und von Schmutzpartikeln weitgehend befreit ist, wird eine Verschmutzung der Vorsteuereinrichtung 8 und der Stelldruckkammem 10 und 11 während des Rückstellvorgangs sicher vermieden, zumal die Verbindung zu der Tankleitung 44 in der Neutralstellung 61 der Vorsteuereinrichtung 8 unterbrochen ist. Durch die Druckfeder 59 wird sichergestellt, daß auch nach Absinken des Stelldrucks in den Stelldruckleitungen 6 und 7 auf Null in der Stelldruckleitung 57 ein geringer Druck von vorzugsweise 1 bis 2 bar aufrechterhalten wird, der zum Nachströmen des Druckfluids in die Stelldruckkammem 10 und 11 während des Rückstellvorgangs ausreicht.
Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung wird sichergestellt, daß stets gefiltertes Öl aus der Speiseleitung 30 der Vorsteuereinrichtung 8 und der Verstellvorrichtung 9 zugeführt wird. Dadurch wird eine Verschmutzung dieser Einrichtungen sicher vermieden. Femer kann eine Nachsaugeeinrichtung mit einem relativ groß dimensionierten Nachsaugefilter entfallen, so daß die erfindungsgemaße hydrauUsche Steuerung baulich kompakter ausgestaltet werden kann. Femer wird die Verstellvorrichtung kontinuierlich mit Öl versorgt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß der Stelldruck aus dem Speisedruck abgeleitet wird. Infolge einer Betriebsstörung in der Speiseeinrichtung 19, insbesondere durch Verstopfen des Speiseventils 18, kann es vorkommen, daß die Leckverluste in dem Arbeitskreislauf 3, 4 durch die Speiseeinrichtung 19 nicht mehr ausgeglichen werden können. Um Schädigungen der Arbeits-Hydropumpe und des Arbeits-Hydromotors zu vermeiden, ist es in diesem Störzustand unbedingt notwendig, zumindest die Arbeits-Hydropumpe 2 auf Null- Verdrängungsvolumen zurückzuschwenken. Dies wird durch die erfindungsgemäße Weiterbildung automatisch erreicht, da mit einem Abfall des Speisedrucks in der Speiseleitung 30 gleichzeitig ein Abfall des Stelldrucks in der Stelldruckleitung 57 verbunden ist, so daß die Arbeits-Hydropumpe über die Verstellvorrichtung 9 nicht mehr ausgeschwenkt werden kann.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausruhrungsbeispiel der Erfindung mit einer zusätzlichen Weiterbildung. Die bereits anhand von Figur 1 beschriebenen Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich eine diesbezügliche wiederholende Beschreibung erübrigt.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Ansteuerung für das Rechts- und Linksschwenken des Drehwerks getrennt ausgebildet. Dazu weist der Ventilkörper 41 der Vorsteuereinrichtung 8 getrennte Ventilbereiche 42a, 61a, 43a und 42b, 61b und 43b auf. Der Ventilbereich 42a, 61a, 43a mit den Ansteuer-Stellungen 42a und 43a und der Neutral-Stellung 61a dient zur Ansteuerung der Stelldruckkammer 11. Dagegen dient der Ventilbereich 42b, 61b, 63b mit den Ansteuer-Stellungen 42b und 43b und der Neutral-Stellung 61b zur Ansteuerung der Steuerdruckkammer 10. Die beiden Ventilbereiche sind in einem einheitlichen Ventilkörper 41 untergebracht. Die Funktion dieses 6/3-Wegeventils ist weitgehend die gleiche wie die des 4/3-Wegeventils, das beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 Verwendung findet.
Für jeden Ventilbereich der Vorsteuereinrichtung 8 ist ein separates Druckregelventil 56a und 56b vorgesehen, die beide mit der Speiseleitung 30 über die Drosselstelle 58 verbunden sind. Durch das Druckregelventil 56a wird der Druck in der Stelldruckleitung 57a im wesentlichen auf den durch die Steuerleitung 6 vorgegebenen Steuerdmck eingeregelt, wobei der Druck in der Steuerdruckleitung 57a jedoch aufgrund der
Druckfeder 59a geringfügig größer als der Steuerdmck in der Steuerleitung 6 ist. Gleiches gilt für das Dmckregelventil 56b, wobei der Stelldruck in der Stelldruckleitung 57b im wesentlichen auf den in der Steuerleitung 7 herrschenden Steuerdmck eingeregelt wird, jedoch aufgrund der Druckfeder 59b geringfügig größer ist als der in der Steuerleitυng 7 herrschende Steuerdmck.
Die Trennung der Ansteuerung für das Rechts- und Linksschwenken hat den Vorteil, daß bei einem Blockieren der Vorsteuereinrichtung 8 infolge des Eindringens von Schmutzpartikeln kein gefahrbringender Störzustand auftritt. Während beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in gleicher Weise wie auch bei dem in Figur 2 wiedergegebenen Stand der Technik bei einer Blockierung der Vorsteuereinrichtung 8 in einer ihrer Ansteuer-Stellungen 42 oder 43 und einem nachfolgenden Druckseitenwechsel in den Steuerleitungen 7 und 6 ein Weiterschwenken des Drehwerks ohne den beabsichtigten Drehrichtungswechsel hervorgerufen wird, wird dieser Störzustand bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 vermieden. Wenn beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Vorsteuereinrichtung 8 in einer ihrer Ansteuer-Stellungen, z.B. in der Ansteuerstellung 42a und 42b, blockiert wird, so bedeutet dies, daß die Stelldmckkammer 11 über das Druckregelventil 56a mit der Speiseleitung 30 und die Stelldmckkammer 10 über die Tankleitung 44 mit dem Druckfluid-Tank 17 in Verbindung steht. Wird nun infolge eines beabsichtigten Drehrichtungswechsels des angesteuerten Drehwerks mittels des Handsteuergebers 5 statt der Steuerleitung 6 die Steuerleitung 7 mit Steuerdmck beaufschlagt, so bewirkt dies kein erneutes Ausschwenken der Antriebs-Hydropumpe 2, denn die Verbindung mit der Stelldruckleitung 57b ist aufgrund des Blockierens der Vorsteuereinrichtung 8 in der Ansteuer-Stellung 42b abgeschnitten. Die Stelldmckkammer 10 wird nachher in diesem Störzustand nicht mit Stelldmck beaufschlagt. Anders als beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird jedoch auch die Stelldmckkammer 11 nicht in unbeabsichtigter Weise mit Stelldmck beaufschlagt, da die Stelldmckkammer 11 über die in der Ansteuer-Stellung 42a blockierte Vorsteuereinrichtung 8 mit der Stelldruckleitung 57a in Verbindung steht. Die Stelldruckleitung 57a ist jedoch im wesentlichen drucklos, da der in der Stelldruckleitung 57a herrschende Stelldmck über das Druckregelventil 56a von dem in der Steuerleitung 6 herrschenden Steuerdmck vorgegeben wird. Da nach Umkehr der beabsichtigten Drehrichtung die Steuerleitung 6 drucklos ist, erfolgt kein fehlerhaftes Ausschwenken der Antriebs-Hydropumpe 2 in der nicht beabsichtigten ursprünglichen Förderrichtung. Somit wird eine Beschleunigung des Drehwerks in die nicht beabsichtigte Drehrichtung wirksam verhindert.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Ersetzen der Nachsaugeeinrichtung durch eine über die Druckregelventile 56a und 56b gesteuerte Ölnachführung aus der Speiseleitung 30 kann auf die vorstehend wiedergegebenen Vorteile verwiesen werden.
Figur 4 zeigt ein Ausfühmngsbeispiel eines der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Druckregelventile 56, 56a und 56b. Die Stelldmckleitung 57 ist über eine erste Steuerkante 70 mit dem Druckfluid-Tank 17 und über eine zweite Steuerkante 71 mit der Speiseleitung 30 verbunden. Ein erster Druckraum 72 ist über die Steuerdmck- Verbindungsleitung 52 mit einer der Steuerleitungen 6 bzw. 7 verbunden, während ein zweiter Druckraum 73 über eine Umwegleitung 60 mit der Stelldmckleitung 57 in Verbindung steht. Femer ist in dem ersten Druckraum 72 eine vorzugsweise justierbare Druckfeder 59 vorgesehen. Durch das sich einstellende Kräftegleichgewicht wird der Dmck in der Stelldmckleitung 57 auf einen geringfügig höheren Dmck als der in der Steuerdmck- Verbindungsleitung 52 herrschende Steuerdmck eingestellt. Die Differenz zwischen dem in der Stelldmckleitung 57 herrschenden Stelldmck und dem über die Steuerdmck- Verbindungsleitung 52 vorgegebenen Steuerdmck entspricht der durch die Druckfeder 59 hervorgerufenen Zusatzkraft. Die Druckdifferenz zwischen dem Stelldmck und dem Steuerdmck beträgt vorzugsweise 1 bis 2 bar.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausfühmngsbeispiele begrenzt. Insbesondere können die konkreten Ausgestaltungen der Vorsteuereinrichtung und der Verstellvorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch anders geartet sein. Als Druckregelventile 56, 56a und 56b können bekannte Druckregelventile in beliebiger Bauweise zum Einsatz kommen.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Hydraulische Steuemng, insbesondere zum Ansteuern des Drehwerks eines Baggers, mit einem hydraulischen Antriebskreislauf (2, 3, 4) mit einer Antriebs-Hydropumpe (2) und einem Antriebs-Hydromotor sowie zwei die Antriebs-Hydropumpe (2) und den Antriebs- Hydromotor verbindende Arbeitsleitungen (3, 4), einer Speiseeinrichtung (19) zum Einspeisen von Druckfluid in den Antriebskreislauf (2, 3, 4) , einer Verstellvorrichtung (9) zum Verstellen eines zwischen zwei Stelldmckkammem (10, 11) angeordneten, auf das Verdrängungsvolumen der Arbeits-Hydropumpe (2) einwirkenden Stellkolbens (12) und einer Vorsteuereinrichtung (8), welche in Abhängigkeit von der Dmckdifferenz zwischen zwei Steuerleitungen (6, 7) die Stelldmckkammem (10, 11) mit einem Stelldmck beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuereinrichtung (8) über zumindest ein Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) verbunden ist, wobei die Vorsteuereinrichtung (8) in einer Ansteuer-Stellung (42, 43) eine der beiden Stelldmckkammem (10; 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) und die jeweils andere Stelldmckkammer (11; 10) mit einem Dmckfluid-Tank (17) und in einer Neutral-Stellung (41) beide Stelldmckkammem (10, 11) über das Druckregelventil (56) mit der Speiseeinrichtung (19) verbindet.
2. Hydraulische Steuemng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorsteuereinrichtung (8) um ein 4/3- Wegeventil handelt.
3. Hydraulische Steuemng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuereinrichtung (8) zwei getrennte Ventil-Bereiche (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) jeweils zum Verbinden einer der beiden Stelldmckkammem (10, 11) über jeweils ein dem Ventil-Bereich (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) zugeordnetes Dmckregelventil (56a; 56b) mit der Speiseeinrichtung (19) aufweist.
4. Hydraulische Steuemng nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilbereiche (42a, 61a, 43a; 42b, 61b, 43b) der Vorsteuereinrichtung (8) eine Neutralstellung (61a; 61b) aufweisen, in der die zugeordnete Steuerdruckkammer (11; 10) über das zugeordnete Dmckregelventil (56a; 56b) mit der Speiseeinrichtung (19) verbunden ist.
5. Hydraulische Steuemng nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorsteuereinrichtung (8) um ein 6/3-Wegeventil handelt.
6. Hydraulische Steuemng nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtung (19) eine Speisepumpe (20) aufweist, die über Rückschlagventile (31, 32) mit den Arbeitsleitungen (3, 4) verbunden ist.
7. Hydraulische Steuemng nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dmckregelventil (56) bzw. die Dmckregelventile (56a, 56b) den Stelldmck auf den in der dmckführenden Steuerleitung (6, 7) herrschenden Steuerdmck einstellt bzw. einstellen.
8. Hydraulische Steuemng nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dmckregelventil (56) bzw. die Dmckregelventile (56a, 56b) den Stelldmck auf einen gegenüber dem in der dmckführenden Steuerleitung (6, 7) herrschenden Steuerdmck geringfügig höheren Dmck einstellt bzw. einstellen.
9. Hydraulische Steuemng nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckabschneideventil (50) zwischen den Steuerleitungen (6, 7) und dem Dmckfluid-Tank (17) vorgesehen ist, das den Dmck in den Steuerleitungen (6, 7) auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt.
10. Hydraulische Steuemng nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremsventil (45) zwischen der Vorsteuereinrichtung (8) und dem Dmckfluid-Tank (17) vorgesehen ist, das die Verbindung zwischen den Stelldmckkammem (10, 11) und dem Dmckfluid-Tank (17) in Abhängigkeit von der Dmckdifferenz zwischen der dmckführenden Steuerdruckleitung (6, 7) und der dmckführenden Arbeitsleitung (3, 4) drosselt.
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