EP1149246B1

EP1149246B1 - Control arrangement for at least two hydraulic consumers and pressure differential valve for said control arrangement

Info

Publication number: EP1149246B1
Application number: EP00906203A
Authority: EP
Inventors: Martin OBERHÄUSSER; Thomas Weickert
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-01-15
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-01-15
Also published as: US6644025B1; DE19904616A1; WO2000046513A1; EP1149246A1; JP4739529B2; DE50009158D1; JP2002536599A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung, mit der wenigstens zwei hydraulische Verbraucher mit Druckmittel versorgt werden und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Druckdifferenzventil, das insbesondere in der genannten Steueranordnung verwendet wird.The invention relates to a control arrangement, with the at least two hydraulic Consumers are supplied with pressure medium and the characteristics of the Preamble of claim 1 has. The invention also relates to a Pressure differential valve used in particular in said control arrangement becomes.

Eine hydraulische Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist z.B. aus der EP 0 566 449 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um eine hydraulische Steueranordnung nach dem lastfühlenden (load-sensing) Prinzip, bei dem eine Verstellpumpe in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der betätigten hydraulischen Verbraucher jeweils so eingestellt wird, daß der Zulaufdruck um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegt. Den beiden hydraulischen Verbrauchern fließt das Druckmittel über zwei verstellbare Zumeßblenden zu, von denen eine erste zwischen einer von der Verstellpumpe abgehenden Pumpenleitung und einem ersten hydraulischen Verbraucher und die zweite zwischen der Pumpenleitung und dem zweiten hydraulischen Verbraucher angeordnet ist. Durch die den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen wird erreicht, daß bei ausreichend gelieferter Druckmittelmenge unabhängig von den Lastdrücken der hydraulischen Verbraucher eine bestimmte Druckdifferenz über die Zumeßblenden besteht, so daß die einem hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge nur noch vom Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Zumeßblende abhängt. Wird eine Zumeßblende weiter geöffnet, so muß mehr Druckmittelmenge über sie fließen, um die bestimmte Druckdifferenz zu erzeugen. A hydraulic control arrangement according to the preamble of the claim 1 is e.g. from EP 0 566 449 A1. It is a hydraulic one Control arrangement according to the load-sensing principle, at a variable displacement pump depending on the highest load pressure actuated hydraulic consumers are each set so that the inlet pressure to a certain pressure difference is above the highest load pressure. The two hydraulic For consumers, the pressure medium flows through two adjustable metering orifices to, of which a first between one outgoing from the variable displacement Pump line and a first hydraulic consumer and the second between the pump line and the second hydraulic consumer is arranged. Through the pressure gauges downstream of the metering orifices is achieved that, with sufficient pressure fluid supplied regardless of the load pressures of the hydraulic consumers a certain pressure difference exists over the metering orifices, so that a hydraulic consumer inflowing pressure medium only from the opening cross section of the respective Metering depends. If a metering orifice continues to open, more must be done Pressure medium flow over them to produce the specific pressure difference.

Die Verstellpumpe wird jeweils so verstellt, daß sie die benötigte Druckmittelmenge liefert. Man spricht deshalb auch von einer Bedarfsstomregelung.The variable displacement is adjusted in each case so that they the required amount of pressure medium supplies. This is why one speaks of a demand current regulation.

Die den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen werden in Öffnungsrichtung von dem Druck nach der jeweiligen Zumeßblende und in Schließrichtung von einem in einem rückwärtigen Steuerraum anstehenden Steuerdruck beaufschlagt, der üblicherweise dem höchsten Lastdruck aller von derselben Hydropumpe versorgten hydraulischen Verbraucher entspricht. Wenn bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher die Zumeßblenden so weit aufgemacht werden, daß die von der bis zum Anschlag verstellten Hydropumpe gelieferte Druckmittelmenge kleiner ist als die insgesamt geforderte Druckmittelmenge, werden die den einzelnen hydraulischen Verbrauchern zufließenden Druckmittelmengen unabhängig vom jeweiligen Lastdruck der hydraulischen Verbraucher verhältnisgleich reduziert. Man spricht deshalb von einer Steuerung mit lastunabhängiger Durchflußverteilung (LUDV-Steuerung). Derart angesteuerte hydraulische Verbraucher werden kurz LUDV-Verbraucher genannt. Weil bei einer LUDV-Steuerung auch der höchste Lastdruck abgefühlt und von der Druckmittelquelle ein um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegender Zulaufdruck erzeugt wird, ist eine LUDV-Steuerung ein Sonderfall einer lastfühlenden oder load-sensing Steuerung (LS-Steuerung).The metering orifices downstream pressure compensators are in the opening direction from the pressure after the respective metering diaphragm and in the closing direction of applied to a pending in a rear control chamber control pressure, usually the highest load pressure of all supplied by the same hydraulic pump hydraulic consumer corresponds. If at a simultaneous actuation several hydraulic consumers the metering orifices opened so far be that supplied by the up to the stop adjusted hydraulic pump Pressure medium quantity is smaller than the total required pressure medium quantity, Be the individual hydraulic consumers inflowing pressure fluid quantities regardless of the load pressure of the hydraulic consumers proportionally reduced. This is why we speak of a controller with load-independent Flow distribution (LUDV control). Such controlled hydraulic Consumers are called LUDV consumers for short. Because with a LUDV control also the highest load pressure sensed and from the pressure medium source one to a certain pressure difference above the highest load pressure lying Zulaufdruck is generated, a LUDV control is a special case of a load-sensing or load-sensing control (LS control).

Eine Steberanordnung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist auch aus der DE 38 44 400 A1 bekannt. Hier ist zwischen eine Lastmeldeleitung, über die ein Druck an die Verstellpumpe gemeldet wird, und die Verbindungsstelle zwischen einer Zumeßblende und der dieser nachgeschalteten Druckwaage jeweils ein zur Lastmeldeleitung hin öffnendes Rückschlagventil eingefügt. Der rückwärtige Steuerraum einer Druckwaage wird über ein Wechselventil mit dem in der Lastmeldeleitung anstehenden Druck oder mit dem Lastdruck des zugeordneten hydraulischen Verbrauchers beaufschlagt. Außerdem wirkt in Schließrichtung auf die Druckwaage eine Feder, die geringfügig schwächer als die Feder des Rückschlagventils ist. A Steberanordnung with the features of the preamble of the claim 1 is also known from DE 38 44 400 A1. Here is between one Lastmeldeleitung, via which a pressure is reported to the variable displacement pump, and the Junction between a metering and the downstream of this Pressure compensator inserted in each case one to Lastmeldeleitung opening check valve. The rear control chamber of a pressure compensator is via a shuttle valve with the pressure in the load-sensing line or with the load pressure the associated hydraulic consumer acted upon. It also works in Closing direction on the pressure balance a spring slightly weaker than the Spring of the check valve is.

Auch die DE 296 17 735 U1 zeigt eine hydraulische Steueranordnung, die eine LUDV- Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist. Bei dieser bekannten Steueranordnung ist der rückwärtige Steuerraum der Druckwaage ebenfalls über ein Wechselventil entweder mit einem Kanal stromab der Druckwaage oder mit der zu einem Pumpenregler führenden Lastmeldeleitung verbindbar. Außerdem ist die Verbindungsstelle zwischen einer Zumeßblende und der dieser nachgeschalteten Druckwaage jeweils eine Düse und ein zur Lastmeldeleitung hin öffnendes Rückschlagventil eingefügt. Zwischen der Düse und dem Rückschlagventil ist ein weiteres Rückschlagventil angeschlossen, das zu dem Kanal stromab der Druckwaage öffnet. Bei dieser Steueranordnung wird der Druck in den rückwärtigen Steuerräumen der Druckwaagen nicht höher als der höchste Lastdruck.Also DE 296 17 735 U1 shows a hydraulic control arrangement, the one LUDV control according to the preamble of claim 1 is. At this Known control arrangement is the rear control chamber of the pressure compensator also via a shuttle valve either with a channel downstream of the pressure compensator or connectable to the load signaling line leading to a pump regulator. In addition, the junction between a metering and the This downstream pressure compensator each have a nozzle and a to Lastmeldeleitung inserted opening check valve. Between the nozzle and the Check valve is connected to another check valve, which leads to the Channel downstream of the pressure compensator opens. In this control arrangement, the pressure in the rear control chambers of the pressure compensators not higher than the highest Load pressure.

Für mehrere hydraulische Verbraucher, denen Druckmittel jeweils über eine Zumeßblende mit vorgeschalteter Druckwaage zufließt, die in Schließrichtung nur vom Druck vor der Zumeßblende und in Öffnungsrichtung nur vom Lastdruck des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers und von einer Druckfeder beaufschlagt ist, erhält man keine lastunabhängige Durchflußverteilung. Man hat eine bloße LS-Steuerung und einen LS-Verbraucher. Eine solche Steuerung ist z.B. durch die DE 197 14 141 A1 bekannt. Bei einer gleichzeitigen Betätigung mehrerer hydraulischer Verbraucher und nicht ausreichend von der Verstellpumpe gelieferter Druckmittelmenge wird hier nur die dem lastdruckhöchsten hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge reduziert.For several hydraulic consumers, each pressure medium via a metering orifice with upstream pressure compensator flows, in the closing direction only from the pressure in front of the metering orifice and in the opening direction only from the load pressure of the respective hydraulic consumer and is acted upon by a compression spring, you get no load-independent flow distribution. One has a mere LS control and a LS consumer. Such control is e.g. through the DE 197 14 141 A1 known. In a simultaneous operation of several hydraulic Consumer and not sufficiently supplied by the variable displacement pump Pressure medium is here only the lastdruckhöchsten hydraulic consumers inflowing pressure medium quantity reduced.

Ein Vorteil einer LS-Steuerung mit den Zumeßblenden vorgeschalteten Druckwaagen gegenüber einer LS-Steuerung mit den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen besteht jedoch darin, daß bei einer von der Verstellpumpe kurzzeitig gelieferten Übermenge und einem damit verbundenen Anstieg des Zulaufdrukkes die vorgeschalteten Druckwaagen durch Verringern ihres Öffnungsquerschnitts keine Vergrößerung der Druckdifferenz über die Zumeßblenden zulassen, so daß über die Zumeßblenden nicht mehr Druckmittelmenge fließt und die Geschwindigkeit der hydraulischen Verbraucher nicht geändert wird. Die Übermenge fließt über ein Druckbegrenzungsventil zu einem Tank zurück. Bei einer Steuerung mit den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen dagegen wird die Übermenge zu den hydraulischen Verbrauchern durchgeleitet.An advantage of a LS control with the metering orifices upstream pressure compensators downstream of a LS control with the metering orifices downstream Pressure compensators, however, is that for a short time at one of the variable supplied excess quantity and an associated increase in Zulaufdrukkes the upstream pressure compensators by reducing their opening cross section do not allow increasing the pressure difference across the orifices, so that over the Zumeßblenden not more pressure medium flow and the speed the hydraulic consumer is not changed. The superset flows back to a tank via a pressure relief valve. In a controller with the metering orifices downstream pressure compensators, however, the Oversize to the hydraulic consumers passed.

Je nachdem, ob der Anwender auf eine lastunabhängige Durchflußverteilung oder auf eine Verhinderung von den hydraulischen Verbrauchern zufließenden Übermengen mehr Wert legt, wünscht er eine LUDV-Steuerung oder eine LS-Steuerung. Dies ist bisher nachteilig für die Hersteller von hydraulischen Komponenten, da sie sowohl für LUDV-Steuerungen als auch für LS-Steuerungen Steuerblöcke anbieten müssen. Diese sind stark unterschiedlich, da in Abhängigkeit davon, ob eine Druckwaage der entsprechenden Zumeßblende vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist, stark unterschiedliche Konstruktionen notwendig sind.Depending on whether the user relies on a load-independent flow distribution or to a prevention of the hydraulic consumers flowing in excess quantities more value, he wishes a LUDV control or LS control. This has hitherto been detrimental to the manufacturers of hydraulic components, as they are control blocks for both LUDV controls and LS controllers have to offer. These are very different, depending on of whether a pressure compensator upstream of the corresponding Zumeßblende or downstream, very different constructions are necessary.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Zielsetzung zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, bei der also insbesondere die Druckwaagen den Zumeßblenden nachgeschaltet sind, so auszugestalten, daß der Zufluß von Übermengen zu den hydraulischen Verbrauchern verhindert ist. In contrast, the invention is the objective of a hydraulic Control arrangement comprising the features of the preamble of claim 1 has, so in particular the pressure compensators downstream of the metering orifices are to be designed so that the influx of excess quantities to the hydraulic Consumers is prevented.

Das angestrebte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer gattungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 die Regelkolben der Druckwaagen in Schließrichtung von einem in einem rückwärtigen Steuerraum anstehenden Steuerdruck beaufschlagbar sind, der mit Hilfe einer Ventilvorrichtung vom in der Zulaufleitung herrschenden Zulaufdruck abgeleitet ist und sich mit dem Zulaufdruck ändert. Während bei der bekannten hydraulischen Steueranordnung mit den Zumeßblenden nachgeschalteten Druckwaagen diese im rückwärtigen Steuerraum mit dem höchsten Lastdruck beaufschlagt werden, auf den die Fördermenge der Verstellpumpe keinen Einfluß hat, ist bei einer erfindungsgemäßen Steueranordnung der im rückwärtigen Steuerraum anstehende Steuerdruck vom Zulaufdruck abgeleitet und ändert sich mit diesem. Wenn also der Zulaufdruck wegen einer über den Bedarf hinausgehenden Fördermenge der Verstellpumpe ansteigt, steigt auch der Steuerdruck an. Entsprechend werden die Regelkolben der Druckwaagen in Schließrichtung bewegt, so daß auch der Druck nach den Zumeßblenden ansteigt und sich die Druckdifferenz über die Zumeßblenden nicht ändert. Gleichbleibende Druckdifferenz über eine Zumeßblende bedeutet jedoch bei gleichbleibendem Öffnungsquerschnitt der Zumeßblende auch gleichbleibende über die Zumeßblende fließende Druckmittelmenge. Somit wird unter Beibehaltung der grundsätzlichen Anordnung von Zumeßblende und nachgeschalteter Druckwaage und damit ohne grundsätzliche Änderungen eines Steuerblocks mit geringen Modifikationen dasselbe Steuerverhalten wie bei einer Steuerung mit den Zumeßblenden vorgeschalteten Druckwaagen und damit gänzlich anders aufgebauten Steuerblöcken erzielt.The desired goal is inventively achieved in that in a generic hydraulic control arrangement according to the characterizing Part of claim 1, the control piston of the pressure compensators in the closing direction acted upon by a pending in a rear control chamber control pressure are, with the help of a valve device prevailing in the supply line Inlet pressure is derived and changes with the inlet pressure. While in the known hydraulic control arrangement with the metering orifices Downstream pressure compensators in the rear control room with the highest load pressure to be applied to the flow of the variable displacement pump has no influence is in a control arrangement according to the invention the in the rear control chamber pending control pressure derived from the inlet pressure and changes with this. So if the inlet pressure for one over the need outgoing flow rate of the variable displacement increases, and the increases Control pressure on. Accordingly, the control piston of the pressure compensators in Closing direction moves, so that the pressure after the Zumeßblenden increases and the pressure difference across the metering orifices does not change. Consistent Pressure difference over a Zumeßblende means, however, at the same Opening cross section of the metering diaphragm also consistent over the Zumeßblende flowing pressure medium quantity. Thus, while maintaining the fundamental Arrangement of metering diaphragm and downstream pressure compensator and thus without fundamental changes to a control block with minor modifications the same control behavior as with a controller with the metering orifices upstream Pressure compensators and thus completely differently structured control blocks achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranordnung kann man den Unteransprüchen 2 bis 9 entnehmen. Advantageous embodiments of a hydraulic control arrangement according to the invention can be found in the dependent claims 2 to 9.

So ist bevorzugt gemäß Patentanspruch 2 die Differenz zwischen dem Zulaufdruck und dem Steuerdruck bei noch nicht bis auf Anschlag verstellter Verstellpumpe, also bei ausreichender Druckmittelmenge nicht größer als zwischen dem Zulaufdruck und dem höchsten Lastdruck. Wäre die Druckdifferenz größer, so würde nämlich die einem hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge davon abhängen, ob der Lastdruck dieses hydraulischen Verbrauchers höher oder niedriger als der Steuerdruck ist. Vorzugsweise ist der Steuerdruck geringfügig höher als der höchste Lastdruck, so daß einerseits keine unnötigen Drosselverluste an den Druckwaagen entstehen, andererseits aber jeweils auch die dem jeweiligen hydraulischen Verbraucher mit dem höchsten Lastdruck zugeordnete Druckwaage sich noch im Regelbereich befindet.Thus, it is preferred according to claim 2, the difference between the inlet pressure and the control pressure with not yet adjusted to the stop variable, So with a sufficient amount of pressure medium not greater than between the Inlet pressure and the highest load pressure. If the pressure difference were greater, so Namely, would the hydraulic fluid consumer influent pressure medium depend on whether the load pressure of this hydraulic consumer higher or lower than the control pressure. Preferably, the control pressure is small higher than the highest load pressure, so that on the one hand no unnecessary throttle losses on the pressure compensators arise, on the other hand, but also the one associated with respective hydraulic consumers with the highest load pressure Pressure compensator is still in the control range.

Grundsätzlich ist es denkbar, die Druckdifferenz zwischen der Zulaufleitung und einem rückwärtigen Steuerraum an einer Druckwaage dadurch zu erzeugen, daß zwischen der Zulaufleitung und dem Steuerraum eine Düse und zwischen dem Steuerraum und einem Tank ein Stromregelventil geschaltet sind. Über das Stromregelventil würde jeweils eine bestimmte Steuerölmenge aus dem Steuerraum zum Tank abfließen. Diese Steuerölmenge würde über die Düse dem Steuerraum zufließen. Über die Düse bestünde somit ein konstantes Druckgefälle. Allerdings ist die über eine Düse fließende Druckmittelmenge stark von der Vikosität des Druckmittels abhängig. Es erscheint deshalb günstiger, anstelle einer Düse gemäß Patentanspruch 3 ein Druckdifferenzventil zu verwenden, das mit einem Eingang an die Zulaufleitung und mit einem Ausgang an den rückwärtigen Steuerraum einer Druckwaage angeschlossen ist. Das Druckdifferenzventil ist vorzugsweise gemäß Patentanspruch 4 auf eine feste Druckdifferenz eingestellt und besitzt ein bewegliches Ventilglied, das im Sinne eines Öffnens der fluidischen Verbindung zwischen der Zulaufleitung und dem Steuerraum an der Druckwaage vom Zulaufdruck und im Sinne eines Schließens dieser Verbindung vom Steuerdruck und von einer Feder beaufschlagt ist. Basically, it is conceivable, the pressure difference between the supply line and a rearward control room on a pressure compensator thereby produce that between the feed line and the control chamber a nozzle and between the Control room and a tank, a flow control valve are connected. About the Flow control valve would each have a certain amount of control oil from the control room drain to the tank. This amount of control oil would pass through the nozzle to the control room accrue. Over the nozzle would thus be a constant pressure gradient. Indeed For example, the amount of pressure fluid flowing through a nozzle is highly dependent on the viscosity the pressure medium dependent. It therefore seems cheaper, instead of a nozzle To use according to claim 3, a pressure differential valve, which with a Input to the supply line and with an output to the rear control room a pressure compensator is connected. The pressure difference valve is preferably set according to claim 4 to a fixed pressure difference and has a movable valve member, in the sense of opening the fluidic connection between the supply line and the control room on the pressure compensator from Inlet pressure and in the sense of closing this connection from the control pressure and acted upon by a spring.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung enthält auch der Patentanspruch 5, nach dem die rückwärtigen Steuerräume mehrerer Druckwaagen direkt miteinander verbunden sind, so daß in diesen Steuerräumen derselbe Steuerdruck herrscht. Für diese Druckwaagen ist somit nur eine Ventilvorrichtung zur Ableitung des Steuerdrucks aus dem Zulaufdruck notwendig. In der besonders vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6 besitzt die Steueranordnung eine Lastsignalleitung, in die über Auswahlventile der höchste Lastdruck der jeweils betätigten hydraulischen Verbraucher gegeben wird, und ein Ventil, das eine fluidische Verbindung von der Lastsignalleitung zu dem rückwärtigen Steueraum wenigstens einer Druckwaage öffnet, wenn die Differenz zwischen dem Zulaufdruck und dem höchsten Lastdruck einen bestimmten Wert unterschreitet. Auf diese Weise erhält man im Falle der Untersättigung, also bei nicht ausreichender Druckmittelförderung der Verstellpumpe, eine lastunabhängige Durchflußverteilung zwischen den hydraulischen Verbrauchern, deren Druckwaagen mit ihrem Steuerraum mit der Lastsignalleitung verbunden werden.A particularly preferred embodiment also contains the patent claim 5, after the backward control rooms of several pressure compensators directly with each other are connected, so that in these control rooms the same control pressure prevails. For these pressure compensators is thus only a valve device for the derivation the control pressure from the inlet pressure necessary. In the particularly advantageous Embodiment according to claim 6, the control arrangement has a load signal line, in the over selector valves, the highest load pressure of each actuated hydraulic consumer is given, and a valve that is a fluidic Connection from the load signal line to the rear control room at least a pressure compensator opens when the difference between the inlet pressure and the highest load pressure falls below a certain value. In this way receives in the case of supersaturation, ie inadequate pressure medium delivery the variable displacement pump, a load independent flow distribution between the hydraulic consumers whose pressure compensators with their control room with the Load signal line to be connected.

Wenn ein hydraulischer Verbraucher gegenüber einem anderen hydraulischen Verbraucher im Falle der Untersättigung vorrangig mit Druckmittel versorgt werden soll, so geschieht dies vorteilhafterweise durch eine Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 8. Der rückwärtige Steuerraum an der Druckwaage des vorrangig mit Druckmittel zu versorgenden hydraulischen Verbrauchers ist dann getrennt von den Steuerräumen an den Druckwaagen der anderen hydraulischen Verbraucher. Der Steuerdruck in ihm wird über eine weitere Ventileinrichtung aus dem Zulaufdruck abgeleitet. Es ist außerdem ein Prioritätsventil vorhanden, über das zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Druckdifferenz über die stromauf der Druckwaage des bevorrechtigten hydraulischen Verbrauchers angeordnete Zumeßblende und damit zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Druckmittelversorgung des bevorrechtigten hydraulischen Verbrauchers bei einer nicht dem Bedarf entsprechenden Fördermenge der Verstellpumpe der Steuerdruck im rückwärtigen Steuerraum der anderen hydraulischen Verbraucher über den Steuerdruck im Fall der Sättigung angehoben wird. Bevorzugt weist das Prioritätsventil gemäß Patentanspruch 9 einen mit der Zulaufleitung verbundenen ersten Anschluß und einen mit den rückwärtigen Steuerräumen der den nicht bevorrechtigten hydraulischen Verbrauchern zugeordneten Druckwaagen verbundenen zweiten Anschluß auf und besitzt ein Ventilglied, das in Richtung Öffnen der Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem zweiten Anschluß vom in einem Leitungsabschnitt stromab der dem bevorrechtigten hydraulischen Verbraucher zugeordneten Zumeßblende herrschenden Druck und einer Zusatzkraft und in Richtung Schließen der Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem zweiten Anschluß vom Zulaufdruck beaufschlagbar ist. Stromab der Zumeßblende kann ein Steuerraum des Prioritätsventils stromauf oder stromab der Druckwaage an den Leitungsabschnitt angeschlossen sein, da das Prioritätsventil dann in Funktion tritt, wenn die Druckwaage ganz offen ist und weil dann vor und hinter der Druckwaage der gleiche Druck, nämlich der Lastdruck des bevorrechtigten hydraulischen Verbrauchers herrscht.When one hydraulic consumer over another hydraulic Consumers are supplied in the case of supersaturation primarily with pressure medium should, this is done advantageously by an embodiment according to Claim 8. The rear control room on the pressure balance of the priority with pressure medium to be supplied hydraulic consumer is then disconnected from the control chambers on the pressure compensators of the other hydraulic consumers. The control pressure in it is via a further valve device from the Derived inlet pressure. There is also a priority valve on the to maintain a desired pressure difference across the upstream of Pressure compensator of the preferred hydraulic consumer arranged metering orifice and thus to maintain a sufficient pressure medium supply the privileged hydraulic consumer at a not the need corresponding flow rate of the variable displacement of the control pressure in the rear Control room of the other hydraulic consumers via the control pressure is raised in the case of saturation. Preferably, the priority valve according to claim 9 a connected to the supply line first port and one with the back control rooms of the non-privileged one hydraulic consumers associated pressure compensators connected second Connection on and possesses a valve member, which opens towards the connection between the first terminal and the second terminal of in one Line section downstream of the privileged hydraulic consumer associated metering orifice prevailing pressure and an additional force and in Direction closing the connection between the first port and the second port of the inlet pressure can be acted upon. Downstream of the metering orifice may a control chamber of the priority valve upstream or downstream of the pressure compensator be connected to the line section, since the priority valve then in Function occurs when the pressure balance is completely open and because then before and behind the pressure balance of the same pressure, namely the load pressure of the privileged hydraulic consumer prevails.

Ein Ziel der Erfindung ist es auch, ein Druckdifferenzventil zu schaffen, das insbesondere dazu verwendet wird, um in einer Steueranordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 aus dem Zulaufdruck einen Steuerdruck für eine Druckwaage abzuleiten und das besonders klein baut, damit es ohne weiteres in einen Steuerblock eingesetzt werden kann.An object of the invention is also to provide a pressure differential valve, in particular is used to in a control arrangement according to one of the claims 1 to 9 from the inlet pressure a control pressure for a pressure balance derive and that builds particularly small, so it easily into one Control block can be used.

Ein solches Druckdifferenzventil erhält man durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 10 enthaltenen Merkmale.Such a pressure differential valve is obtained by the in the characterizing part of claim 10 contained features.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen Druckdifferenzventils sind in den Patentansprüchen 11 bis 13 enthalten. Advantageous embodiments of such a pressure differential valve are in the claims 11 to 13 included.

Jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steueranordnung sowie eines darin verwendeten Druckdifferenzventils sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren der Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.In each case an embodiment of a control arrangement according to the invention and a pressure differential valve used therein are shown in the drawings. With reference to the figures of the drawings, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigen

Figur 1: einen Schaltplan des Ausführungsbeispiels der Steueranordnung, das im Falle einer Untersättigung LUDV-Verhalten zeigt und das einen bevorrechtigten hydraulischen Verbraucher enthält,
Figur 1a: eine Alternative zur Ansteuerung des in Figur 1 gezeigten Prioritätsventils,
Figur 2: das Schaltbild einer im Ausführungsbeispiel verwendeten Verstellpumpe und
Figur 3: einen Längsschnitt durch das im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 verwendete Druckdifferenzventil.

Show it

FIG. 1: a circuit diagram of the embodiment of the control arrangement, which shows in the case of a supersaturation LUDV behavior and containing a privileged hydraulic consumer,
FIG. 1a: an alternative to the control of the priority valve shown in Figure 1,
FIG. 2: the diagram of a variable displacement pump used in the embodiment and
FIG. 3: a longitudinal section through the pressure differential valve used in the embodiment of Figure 1.

Nach Figur 1 saugt eine Verstellpumpe 10 mit einer Verstellung 11 Druckmittel aus einem Tank an und gibt es in ein System von Zulaufleitungen 13 ab. Über die Zulaufleitungen werden im Ausführungsbeispiel drei hydraulische Verbraucher 14, 15 und 16, die alle als Differentialzylinder ausgebildet sind, mit Druckmittel versorgt. Zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung sind jedem Differentialzylinder 14, 15 und 16 eine Zumeßblende 17, 18 bzw. 19 und ein 4/3-Wegeventil 20, 21 bzw. 22 zugeordnet. In der Praxis sind eine Zumeßblende und ein Wegeventil jeweils derart ineinander integriert, daß durch die Betätigung eines in einer Mittelstellung federzentrierten Ventilschiebers in eine bestimmte Richtung aus der Mittelstellung heraus die Bewegungsrichtung des Differentialzylinder vorgegeben und durch den Weg, den der Ventilschieber bewegt wird, der Öffnungsquerschnitt der Zumeßblende bestimmt wird. Für eine konkrete konstruktive Lösung wird hier auf die schon erwähnte EP 0 566 449 A1 verwiesen. Die Zumeßblenden 17, 18 und 19 sind an das System der Zulaufleitungen 13 angeschlossen. Zwischen einer Zumeßblende 17, 18 bzw. 19 und einem Wegeventil 20, 21 bzw. 22 ist jeweils eine Druckwaage 23, 24 bzw. 25 angeordnet, deren nicht näher dargestellter Regelkolben in Öffnungsrichtung von dem Druck stromab der jeweiligen Zumeßblende und in Schließrichtung von einem in einem rückwärtigen Steuerraum 26 herrschen Steuerdruck beaufschlagt ist. Die Wegeventile 20, 21 und 22 haben jeweils zwei mit Druckräumen des jeweiligen Differentialzylinders verbundene Verbraucheranschlüsse 30 und 31, einen Zulaufanschluß 32, der mit dem Ausgang der jeweiligen Druckwaage verbunden ist, und einen Rücklaufanschluß 33, von dem eine Rücklaufleitung zum Tank 12 führt. In der Mittelstellung eines Wegeventils sind die beiden Verbraucheranschlüsse abgesperrt und der Zulaufanschluß ist mit dem Tankanschluß verbunden. Der Leitungsabschnitt zwischen dem Ausgang der Druckwaage und dem Zulaufanschluß ist also von Druck entlastet. In einer seitlichen Arbeitsstellung eines Wegeventils fließt dem einen Druckraum eines Hydrozylinders Druckmittel zu, während aus dem anderen Druckraum Druckmittel zum Tank wegfließen kann.According to Figure 1 sucks a variable displacement pump 10 with an adjustment 11 pressure medium from a tank and it is in a system of supply lines 13 from. About the Supply lines are in the exemplary embodiment three hydraulic consumers 14, 15 and 16, which are all designed as differential cylinders, supplied with pressure medium. To control the speed and the direction of movement are each Differential cylinder 14, 15 and 16, a metering orifice 17, 18 and 19 and a 4/3-way valve 20, 21 and 22 assigned. In practice, a metering and a directional control valve each integrated into one another such that by the operation of a in a central position spring-centered valve slide in a certain direction from the middle position out the direction of movement of the differential cylinder specified and by the way, the valve spool is moved, the opening cross-section the metering aperture is determined. For a concrete constructive solution Reference is here made to the already mentioned EP 0 566 449 A1. The metering apertures 17, 18 and 19 are connected to the system of the supply lines 13. Between a metering orifice 17, 18 and 19 and a directional control valve 20, 21 and 22 is in each case a pressure compensator 23, 24 and 25, respectively, whose not shown Regulating piston in the opening direction of the pressure downstream of the respective Metering and in the closing direction of a in a rear control room 26 prevailing control pressure is applied. The directional valves 20, 21 and 22 each have two connected to pressure chambers of the respective differential cylinder Load ports 30 and 31, an inlet port 32, with the Output of the respective pressure compensator is connected, and a return port 33, from which a return line to the tank 12 leads. In the middle position of a Directional valve, the two consumer connections are shut off and the inlet connection is connected to the tank connection. The line section between the output of the pressure compensator and the inlet connection is therefore of pressure relieved. In a lateral working position of a directional valve flows the one Pressure chamber of a hydraulic cylinder pressure medium too, while from the other Pressure chamber pressure fluid can flow away to the tank.

Die Regelkolben der Druckwaagen 23, 24 und 25 werden in Richtung Schließen außer von einem Steuerdruck auch von einer schwachen Druckfeder 34 beaufschlagt, der ein Druck von z.B. lediglich 0,5 bar äquivalent ist. Außerdem sind die Steuerräume 26 und 27 der beiden Druckwaagen 23 und 24 über einen Kanal 35 miteinander verbunden, so daß in den beiden Steuerräumen 26 und 27 immer der gleiche Steuerdruck ansteht.The control pistons of the pressure compensators 23, 24 and 25 are in the direction of closing except by a control pressure and a weak compression spring 34 applied, which is a pressure of e.g. is only 0.5 bar equivalent. In addition, the Control chambers 26 and 27 of the two pressure compensators 23 and 24 via a channel 35th interconnected so that in the two control rooms 26 and 27 always the same control pressure is pending.

An die Ausgänge der Druckwaagen 23, 24 und 25 bzw. an die Zulaufanschlüsse 32 der Wegeventile sind Wechselventile 36 angeschlossen, die derart miteinander verkettet sind, daß in einer Lastmeldeleitung 37, die zur Verstellung 11 der Pumpe 10 führt, der jeweils höchste Lastdruck aller betätigten Differentialzylinder ansteht. To the outputs of the pressure compensators 23, 24 and 25 or to the inlet connections 32 of the directional valves are connected shuttle valves 36, which in such a way are concatenated that in a load reporting line 37, the adjustment 11 of the pump 10 leads, which is present in each case the highest load pressure of all actuated differential cylinder.

Insbesondere führt, wie dies aus Figur 2 ersichtlich ist, die Lastmeldeleitung 37 zu einem Regelventil 39 mit drei Anschlüssen, von denen einer mit einem Stellzylinder 40 der Verstellpumpe 10 verbunden ist. Ein weiterer Anschluß des Regelventils 39 ist mit einer Zuleitung 13 und der dritte Anschluß mit Tank 12 verbunden. Der Regelkolben des Regelventils 39 wird in Richtung einer Verbindung des ersten Anschlusses mit dem zweiten Anschluß vom Druck in der Zuleitung 13 und in Richtung einer Verbindung des ersten Anschlusses mit dem dritten Anschluß vom Druck in der Lastmeldeleitung 37 und von einer Regelfeder 41 beaufschlagt. Verstellpumpen und Regelventile gemäß dem Schaltbild nach Figur 2 sind allgemein bekannt und auf dem Markt ohne weiteres erhältlich. Es erübrigt sich deshalb, näher darauf einzugehen. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß die gezeigte lastfühlende oder load-sensing Pumpenregelung bewirkt, daß sich in der Zuleitung 13 ein Druck einstellt, der um eine der Kraft der Regelfeder 41 äquivalente Druckdifferenz über dem Druck in der Lastmeldeleitung 37 liegt.In particular, as can be seen from FIG. 2, the load-signaling line 37 leads to it a control valve 39 with three ports, one of which with a control cylinder 40 of the variable displacement pump 10 is connected. Another connection of the control valve 39 is connected to a supply line 13 and the third connection to tank 12. The control piston of the control valve 39 is in the direction of a connection of the first Connection with the second connection from the pressure in the supply line 13 and in Direction of a connection of the first terminal to the third terminal of Pressure in the load-sensing line 37 and acted upon by a control spring 41. Variable and control valves according to the circuit diagram of Figure 2 are general known and readily available on the market. It is therefore unnecessary, closer to respond to it. It should only be noted that the shown Load-sensing or load-sensing pump control causes in the supply line 13 sets a pressure equivalent to one of the force of the control spring 41 Pressure difference is above the pressure in the load-sensing line 37.

Zwischen dem System der Zulaufleitungen 13 und dem Kanal 35 zwischen den beiden Steuerräumen 26 der Druckwaagen 23 und 24 ist ein Druckdifferenzventil 45 angeordnet. Dieses ist mit einer Eingangsöffnung 46 an die Zulaufleitungen 13 und mit einer Ausgangsöffnung 47 an den Kanal 35 angeschlossen. Je nach Stellung eines in Figur 1 nicht ersichtlichen, jedoch in Figur 3 dargestellten Kolbenschiebers 48 des Druckdifferenzventils 45 sind die Eingangsöffnung 46 und die Ausgangsöffnung 47 gegeneinander abgesperrt oder über einen mehr oder weniger großen Öffnungsquerschnitt fluidisch miteinander verbunden. Der Kolbenschieber 48 wird in Richtung Verkleinerung des Öffnungsquerschnittes zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung vom in dem Kanal 35 und in den Steuerräumen 26 der Druckwaagen herrschenden Druck und von einer Druckfeder 49 und in Richtung Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts vom in den Zuleitungen 13 herrschenden Zulaufdruck beaufschlagt. Die wirksamen Flächen am Kolbenschieber für den Angriff des Steuerdrucks und des Zulaufdrucks sind gleich groß, so daß das Druckdifferenzventil 45 dafür sorgt, daß der im Kanal 35 anstehende Steuerdruck einem ansteigenden Zulaufdruck jeweils im Abstand eines der Kraft der Druckfeder 49 äquivalenten Differenzdruckes folgt. Zum Beispiel ist das Druckdifferenzventil 45 so eingestellt, daß der Steuerdruck 20 bar niedriger als der Zulaufdruck ist. Der Kanal 35 ist über einen Kleinstromregler 50 mit Tank 12 verbunden, so daß der Steuerdruck im Kanal 35 durch Abfluß von Druckmittel über den Kleinstromregler 50 auch einem abnehmenden Zulaufdruck folgen kann.Between the system of the supply lines 13 and the channel 35 between the two control chambers 26 of the pressure compensators 23 and 24 is a pressure differential valve 45 arranged. This is with an inlet opening 46 to the inlet pipes 13th and connected to the output port 47 to the channel 35. Depending on Position of a not visible in Figure 1, but shown in Figure 3 piston valve 48 of the pressure difference valve 45 are the input port 46 and shut off the output port 47 against each other or over a more or less large opening cross-section fluidly interconnected. The piston valve 48 is in the direction of reduction of the opening cross-section between the inlet opening and the outlet opening in the channel 35 and in the control chambers 26 of the pressure compensator pressure prevailing and of a Compression spring 49 and in the direction of enlargement of the opening cross-section of in supplied to the supply lines 13 prevailing inlet pressure. The effective surfaces on the piston valve for the attack of the control pressure and the inlet pressure are the same size, so that the pressure differential valve 45 ensures that in the channel 35 pending control pressure a rising inlet pressure in each case at a distance one of the force of the compression spring 49 equivalent differential pressure follows. For example the pressure differential valve 45 is set so that the control pressure 20 bar lower than the inlet pressure. The channel 35 is via a small current regulator 50th connected to tank 12, so that the control pressure in the channel 35 by outflow of Pressure medium via the small flow regulator 50 and a decreasing inlet pressure can follow.

Zwischen die Lastmeldeleitung 37 und den Kanal 35 ist ein Rückschlagventil 51 geschaltet, das von der Lastmeldeleitung 37 zum Kanal 35 hin öffnet, wenn der Druck im Kanal 35 gleich dem Druck im Lastmeldekanal 37 wird. Der in den Steuerräumen 26 der Druckwaagen 23 und 24 anstehende Steuerdruck kann also nicht unter den in der Lastmeldeleitung 37 anstehenden höchsten Lastdruck fallen.Between the Lastmeldeleitung 37 and the channel 35 is a check valve 51st which opens from the Lastmeldeleitung 37 to the channel 35 out when the Pressure in the channel 35 is equal to the pressure in the load signaling channel 37. The one in the control rooms 26 of the pressure compensators 23 and 24 pending control pressure can thus do not fall below the highest load pressure in the load-sensing line 37.

Es ist ein zweites Druckdifferenzventil 52 vorhanden, das identisch zum Druckdifferenzventil 45 ausgebildet ist und dessen Eingangsöffnung 46 ebenfalls an einer Zuleitung 13 angeschlossen ist. Die Ausgangsöffnung 47 des Druckdifferenzventils 52 ist mit dem Steuerraum 26 der Druckwaage 25 verbunden. Die Steuerung des Kolbenschiebers des Druckdifferenzventils 52 erfolgt genauso wie die Steuerung des Kolbenschiebers des Druckdifferenzventils 45. Beide Ventile sind auf die gleiche Druckdifferenz von z.B. 20 bar eingestellt. Bei ausreichender Fördermenge der Verstellpumpe 10 ist also der Steuerdruck in den Steuerräumen 26 um 20 bar niedriger als der Zulaufdruck und, da dieser beispielhaft um 25 bar höher als der höchste Lastdruck sein soll, um 5 bar höher als der höchste Lastdruck. Die Druckwaagen 23, 24 und 25 befinden sich also jeweils alle einschließlich derjenigen, die dem Verbraucher mit dem höchsten Lastdruck zugeordnet ist, in Regelstellung. Weiterhin ist der Steuerraum 26 der Druckwaage 25 über einen zweiten Kleinstromregler 50 mit Tank 12 verbunden.There is a second pressure difference valve 52 which is identical to the pressure differential valve 45 is formed and its input port 46 also at one Supply line 13 is connected. The output port 47 of the pressure difference valve 52 is connected to the control chamber 26 of the pressure compensator 25. The control the spool of the differential pressure valve 52 is the same as the controller the spool of the differential pressure valve 45. Both valves are on the same pressure difference of e.g. 20 bar set. With sufficient flow the variable displacement pump 10 is thus the control pressure in the control chambers 26 by 20 bar lower than the inlet pressure and, since this example by 25 bar higher than the highest load pressure should be 5 bar higher than the highest load pressure. The Pressure balances 23, 24 and 25 are therefore all inclusive, including those which is assigned to the consumer with the highest load pressure, in control position. Furthermore, the control chamber 26 of the pressure compensator 25 via a second Small current regulator 50 connected to tank 12.

Der Differentialzylinder 16 soll, wenn die Verstellpumpe 10 maximale Fördermenge bringt und diese nicht dem Bedarf genügt, vorrangig vor den anderen beiden Hydrozylindern 14 und 15 mit Druckmittel versorgt werden. Dafür ist ein Prioritätsventil 55 vorgesehen, das als Proportionalblende mit einem Eingang 56 und mit einem Ausgang 57ausgebildet ist. Letzterer ist mit dem Kanal 35 fluidisch verbunden. Der Eingang 56 ist stromauf der Zumeßblende 19 mit einer Zuleitung 13 verbunden. Das nicht näher dargestellte bewegliche Ventilglied des Prioritätsventils wird in Richtung Schließen der Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang vom Druck im Eingang, also vom Zulaufdruck und in Richtung Öffnen der Verbindung vom Druck stromab der Zumeßblende 19 und von der Kraft einer Regelfeder 58 beaufschlagt. Die Regelfeder 58 ist z.B. so ausgelegt, daß am Ventilglied des Prioritätsventils ein Kräftegleichgewicht besteht, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Zulaufdruck und dem Druck stromab der Zumeßblende 19 19 bar beträgt. Dieser Wert ist geringfügig kleiner als der Wert der Druckdifferenz über das Druckdifferenzventil 52 vermindert um einen der Kraft der Druckfeder 34 äquivalenten Druckwert von 0,5 bar. Während also im normalen Betrieb über die Zumeßblende 19 eine Druckdifferenz von 19,5 bar besteht, spricht das Prioritätsventil 55 nicht an. Wenn durch Verringerung des Zulaufdruckes die Druckdifferenz über die Zumeßblende 19 auf unter 19,5 bar fällt, macht die Druckwaage 25 ganz auf, so daß der Druck stromab der Zumeßblende 19 gleich dem Lastdruck des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 16 ist. Federseitig steht nun am Prioritätsventil 55 der Lastdruck des Verbrauchers 16 an. Er vermag das Prioritätsventil 55 gegen den Zulaufdruck zu öffnen, wodurch der Druck im Kanal 35 und damit in den Steuerräumen 26 der Druckwaage 23 und 24 über den höchsten Lastdruck angehoben wird. Die Druckwaagen 23 und 24 werden deshalb in Schließrichtung verstellt, bis durch einen Anstieg des Druckes stromab der Zumeßblenden 17 und 18 wieder ein Kräftegleichgewicht an ihrem Regelkolben erreicht ist. Nun ist jedoch die Druckdifferenz über die Zumeßblenden 17 und 18 verringert. Die zu den Verbrauchern 14 und 15 fließenden Druckmittelströme sind kleiner geworden. Letztendlich sorgt das Prioritätsventil 55 durch ein Anheben des Druckes in den Steuerräumen 26 der Druckwaagen 23 und 24 dafür, daß durch ein Ansteigen des Steuerdruckes im Kanal 35 die Druckdifferenz über die Zumeßblenden 17 und 18 und damit die zu den hydraulischen Verbrauchern 14 und 15 fließenden Druckmittelströme jeweils so weit verringert werden, daß über die Zumeßblende 19 eine Druckmittelmenge fließt, die eine Druckdifferenz erzeugt, die annähernd gleich der Druckdifferenz im Normalbetrieb ist.The differential cylinder 16 should, when the variable displacement pump 10 maximum flow brings and does not meet the needs, above all the other two Hydraulic cylinders 14 and 15 are supplied with pressure medium. There is a priority valve for this 55 provided as a proportional shutter with an input 56 and with an output 57 is formed. The latter is fluidically connected to the channel 35. The input 56 is connected upstream of the metering orifice 19 with a supply line 13. The not shown movable valve member of the priority valve will be in the direction of closing the connection between the input and the output from the pressure in the inlet, ie from the inlet pressure and in the direction of opening the Connection from the pressure downstream of Zumeßblende 19 and the force of a control spring 58 charged. The control spring 58 is e.g. designed so that the valve member of the priority valve, there is a balance of power when the pressure difference between the inlet pressure and the pressure downstream of the metering 19 19 bar is. This value is slightly smaller than the value of the pressure difference via the pressure difference valve 52 reduced by one of the force of the compression spring 34th equivalent pressure value of 0.5 bar. So while in normal operation over the Zumeßblende 19 a pressure difference of 19.5 bar, speaks the priority valve 55 not on. If by reducing the inlet pressure, the pressure difference falls over the Zumeßblende 19 below 19.5 bar, makes the pressure compensator 25 completely on, so that the pressure downstream of the metering orifice 19 equal to the load pressure of priority hydraulic consumer 16 is. Spring side is now at the priority valve 55, the load pressure of the consumer 16 at. He is capable of the priority valve 55 to open against the inlet pressure, whereby the pressure in the channel 35 and thus in the control chambers 26 of the pressure compensator 23 and 24 on the highest load pressure is raised. The pressure compensators 23 and 24 are therefore in the closing direction adjusted until by an increase in the pressure downstream of the metering orifices 17 and 18 again an equilibrium of forces is reached at its control piston. Now, however reduces the pressure difference across the metering orifices 17 and 18. The to the Consumers 14 and 15 flowing pressure medium flows have become smaller. Ultimately, the priority valve 55 provides by raising the pressure in the Control spaces 26 of the pressure compensators 23 and 24 that by an increase in the Control pressure in the channel 35, the pressure difference across the metering orifices 17 and 18th and thus the flowing to the hydraulic consumers 14 and 15 pressure medium flows each be reduced so far that the metering diaphragm 19 a Pressure medium amount flows, which generates a pressure difference, which is approximately equal to the Pressure difference in normal operation is.

Wie schon erwähnt, herrscht im Falle der Untersättigung, wenn also das Prioritätsventil 55 ansprechen soll, stromab der Zumeßblende 19 Lastdruck. Alternativ kann deshalb der federseitige Steuerraum des Prioritätsventils 55 anstatt an die Verbindung zwischen der Zumeßblende 19 und der Druckwaage 25 auch an den Ausgang der Druckwaage 25 angeschlossen werden, wie dies in Figur 1 a dargestellt ist. Das Ventilglied des Prioritätsventils 55 wird dann in Richtung Öffnen der Verbindung zwischen dem Eingang 56 und dem Ausgang 57 immer vom Lastdruck des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 16 beaufschlagt. Das Prioritätsventil kann nun auf dieselbe Druckdifferenz eingestellt werden, die auch im Normalbetrieb über die Zumeßblende 19 herrscht, da im Normalbetrieb die Druckdifferenz zwischen dem Lastdruck des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 16 und dem Zulaufdruck höher ist als die Druckdifferenz über die Zumeßblende 19 und deshalb das Prioritätsventil 55 sicher nicht anspricht.As already mentioned, in the case of sub-saturation, that is, if the priority valve 55 is to respond, downstream of the metering orifice 19 load pressure. alternative Therefore, the spring-side control chamber of the priority valve 55 instead of the Connection between the Zumeßblende 19 and the pressure compensator 25 also to the Output of the pressure compensator 25 are connected, as shown in Figure 1 a is. The valve member of the priority valve 55 is then in the direction of opening the Connection between the input 56 and the output 57 always from Load pressure of the priority hydraulic consumer 16 applied. The Priority valve can now be set to the same pressure difference, too in normal operation on the Zumeßblende 19 prevails, since in normal operation the Pressure difference between the load pressure of the priority hydraulic consumer 16 and the inlet pressure is higher than the pressure difference across the Zumeßblende 19 and therefore the priority valve 55 certainly does not respond.

Wenn der Fall der Untersättigung bei einer Betätigung nur der hydraulischen Verbraucher 14 und 15 auftritt, wird durch das Absinken des Zulaufdrucks der Steuerdruck im Kanal 35 gleich dem in der Lastmeldeleitung 37 anstehenden höchsten Lastdruck der beiden hydraulischen Verbraucher 14 und 15. Es wird deshalb über das Rückschlagventil 51 der höchste Lastdruck auch in den Kanal 35 gemeldet. Ein weiteres Abfallen des Zulaufdrucks hat somit nicht mehr ein weiteres Absinken des Steuerdrucks im Kanal 35 und in den Steuerräumen 26 der Druckwaagen 23 und 24 zur Folge. Diese sorgen dafür, daß zwischen ihnen und den Zumeßblenden 17 und 18 unabhängig von der Höhe des Zulaufdrucks ein Druck ansteht, der um das Druckäquivalent der Federn 34 höher als der höchste Lastdruck ist. Dieser leicht über den höchsten Lastdruck erhöhte Druck steht stromab beider Zumeßblenden 17 und 18 an. Stromauf beider Zumeßblenden 17 und 18 herrscht Zulaufdruck. Somit ist die Druckdifferenz über die Zumeßblende 17 gleich der Druckdifferenz über die Zumeßblende 18. Die Druckmittelströme zu den hydraulischen Verbrauchern 14 und 15 werden deshalb im Fall einer Untersättigung unabhängig davon, ob auch der bevorrechtigte Verbraucher 16 betätigt ist, verhältnisgleich reduziert. Die Verbraucher 14 und 15 sind also LUDV-Verbraucher.If the case of supersaturation when operating only the hydraulic consumer 14 and 15 occurs, the lowering of the supply pressure of the control pressure in the channel 35 equal to the upcoming in the load reporting line 37 highest Load pressure of the two hydraulic consumers 14 and 15. It is therefore over the check valve 51, the highest load pressure also reported in the channel 35. A further drop in the inlet pressure thus no longer has a further drop the control pressure in the channel 35 and in the control chambers 26 of the pressure compensators 23 and 24 result. These ensure that between them and the metering orifices 17 and 18, regardless of the level of the inlet pressure, a pressure is present, which is higher than the highest load pressure by the pressure equivalent of the springs 34. This pressure, which is slightly elevated above the highest load pressure, is downstream of both Metering 17 and 18 at. Upstream of both metering orifices 17 and 18 prevails Inlet pressure. Thus, the pressure difference across the metering orifice 17 is equal to Pressure difference across the metering orifice 18. The pressure medium flows to the hydraulic Consumers 14 and 15 therefore become independent in the case of undersaturation of whether the preferential consumer 16 is actuated, proportional reduced. Consumers 14 and 15 are therefore LUDV consumers.

Wenn durch die Verstellpumpe 10 der Druckmittelbedarf aller gleichzeitig betätigter hydraulischer Verbraucher gedeckt wird, sorgen die Druckdifferenzventile 45 und 52 zusammen mit den Stromreglern 50 dafür, daß die Steuerdrücke in den Steuerräumen 26 der Druckwaagen in einem festen Abstand dem Zulaufdruck folgen. Produziert nun die Verstellpumpe 10 kurzzeitig eine über den Bedarf hinausgehende Menge, weil z.B. eine weit offene Zumeßblende ganz geschlossen wird, so steigt der Zulaufdruck kurzzeitig stark an. Die Steuerdrücke folgen diesem Anstieg, so daß die Regelkolben der Druckwaagen in Schließrichtung mit einem erhöhten Steuerdruck beaufschlagt werden, sich in Schließrichtung der Druckwaagen bewegen und dadurch den Druck stromab der Zumeßblenden anheben, so daß die Druckdifferenz über die Zumeßblenden 17, 18 und 19 gleichbleibt oder sich nur geringfügig erhöht. Also erhöht sich auch nicht die Geschwindigkeit eines hydraulischen Verbrauchers. Die Übermenge strömt über ein Druckbegrenzungsventil 60 zum Tank ab. If by the variable displacement 10 of the pressure medium demand all simultaneously actuated hydraulic consumer is covered by the differential pressure valves 45 and 52 together with the current regulators 50 for the control pressures in the Control chambers 26 of the pressure compensators follow the inlet pressure at a fixed distance. Now produces the variable displacement 10 for a short time beyond the requirement Quantity, because e.g. a wide open metering orifice is completely closed, the inlet pressure rises sharply for a short time. The control pressures follow this Rise, so that the control piston of the pressure compensator in the closing direction with a increased control pressure can be applied, in the closing direction of the pressure compensators move and thereby raise the pressure downstream of the metering orifices, so that the pressure difference across the Zumeßblenden 17, 18 and 19 remains the same or only slightly increased. So does not increase the speed of one hydraulic consumer. The oversize flows via a pressure relief valve 60 to the tank.

Die in der Steueranordnung nach Figur 1 verwendeten Druckdifferenzventile 45 und 52 sind, worauf schon hingewiesen worden ist, gleich und wie aus Figur 3 ersichtlich als Einbaupatronen ausgebildet. Sie besitzen ein Patronengehäuse 70, durch das axial eine gestufte Ventilbohrung 71 hindurchgeht. Vom einen Ende her ist in die Ventilbohrung 71 eine Verstellschraube 72 eingedreht, durch die die Ventilbohrung 71 verschlossen ist und die der Abstützung der Regelfeder 49 dient. Diese Regelfeder befindet sich in dem Abschnitt der Ventilbohrung 71 mit dem größeren Durchmesser, in den auch die Verstellschraube 72 eingeschraubt ist. Die Regelfeder 49 stützt sich mit ihrem der Verstellschraube 72 abgewandten Ende am Kolbenschieber 48 ab, der axial beweglich in der Ventilbohrung 71 geführt ist. Den freien Raum in der Ventilbohrung zwischen der Verstellschraube 72 und dem Kolbenschieber 48 kann man als Federraum 75 bezeichnen. In diesen mündet frei ein Stern von Radialbohrungen 76, die den Ausgang 47 des Druckdifferenzventils bilden. In einem axialen Abstand zu den Radialbohrungen 76 und nach dem Einbau in einen Block durch eine Dichtanordnung 77 fluidisch von den Radialbohrungen 76 getrennt, gehen durch das Patronengehäuse 70 weitere Radialbohrungen 78 hindurch, die den Eingang des Druckdifferenzventils bilden. Außen an dem Patronengehäuse 70 entlang besteht auch nach dem Einbau in einen Block eine freie fluidische Verbindung zwischen den Radialbohrungen 78 und der Stirnseite 79 des Patronengehäuses 70, an der der im Durchmesser kleinere Abschnitt der Ventilbohrung 71 nach außen tritt.The pressure difference valves 45 used in the control arrangement according to FIG and 52 are, as has already been pointed out, the same and as shown in FIG designed as built-in cartridges. They have a cartridge housing 70, passes through the axially a stepped valve bore 71. From one end is in the valve bore 71, an adjusting screw 72 screwed through which the Valve bore 71 is closed and the support of the control spring 49th serves. This control spring is located in the portion of the valve bore 71 with the larger diameter, in which also the adjusting screw 72 is screwed is. The control spring 49 is supported with its adjusting screw 72 facing away from End of the spool 48 from the axially movable guided in the valve bore 71 is. The free space in the valve bore between the adjusting screw 72nd and the spool 48 may be referred to as a spring chamber 75. In these opens free a star of radial bores 76, the output 47 of the pressure differential valve form. At an axial distance to the radial bores 76 and after installation in a block by a sealing arrangement 77 fluidly from the Radial holes 76 separated go through the cartridge housing 70 more radial bores 78 therethrough, which form the input of the pressure difference valve. Outside on the cartridge housing 70 is also after installation in a Block a free fluidic connection between the radial bores 78 and the End face 79 of the cartridge housing 70, at which the smaller diameter portion the valve bore 71 comes to the outside.

Der Kolbenschieber 48 ist in dem letztgenannten Abschnitt der Ventilbohrung 71 axial geführt und besitzt dort außen eine Ringnut 80, durch die ein Ringraum zwischen ihm und der Wand der Ventilbohrung 71 geschaffen ist. Von der der Verstellschraube 72 zugewandten Stirnseite aus ist in den Kolbenschieber 48 eine axiale Sackbohrung 81 eingebracht, die bis in den Bereich der Ringnut 80 reicht und dort über einzelne Radialbohrungen 82 mit der Ringnut 80 verbunden ist. Weitere Radialbohrungen 83 sorgen für eine offene fluidische Verbindung zwischen der Bohrung 81 und dem Federraum 75 und damit dem Ausgang 47 auch dann, wenn der Kolbenschieber 48 mit seiner einen Stirnseite an einem Anschlag der Verstellschraube 72 anliegt. Der Kolbenschieber 48 besitzt eine Außenschulter 84, mit der er von der Regelfeder 49 gegen die Innenschulter der Ventilbohrung 71 gedrückt werden kann. Wenn der Kolbenschieber 48 an der Innenschulter anliegt, befindet sich die Ringnut 80 zwischen dem Bohrungsstern der Radialbohrungen 78 und der Stirnseite 79 des Patronengehäuses 70. Es besteht kein Öffnungsquerschnitt zwischen den Radialbohrungen 78 und der Ringnut 80. Beidseits der Ringnut 80 ist der Kolbenschieber 48 dichtgleitend in der Ventilbohrung 71 geführt, so daß die Radialbohrungen 78 vom Federraum 75 und die Ringnut 80 von dem Raum vor der Stirnseite 79 des Ventilgehäuses fluidisch getrennt sind. Es besteht also keine fluidische Verbindung zwischen dem Eingang 46 und dem Ausgang 47 des Ventils. Im Betrieb wird der Kolbenschieber 48 von der Stirnseite 79 des Ventilgehäuses 70 her vom Eingangsdruck beaufschlagt. Diesem entgegen wirken die Druckfeder 49 und an einer gleich großen Fläche wie der Eingangsdruck der im Ausgang 47 anstehende Ausgangsdruck. Gleichgewicht am Kolbenschieber 48 herrscht, wenn der Ausgangsdruck um eine der Kraft der Druckfeder 49 äquivalente Druckdifferenz kleiner als der Eingangsdruck ist. Durch Verdrehen der Verstellschraube 72 kann die Vorspannung der Druckfeder 49 und damit die Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck verändert werden.The spool 48 is in the latter portion of the valve bore 71st guided axially and has there outside an annular groove 80 through which an annular space between he and the wall of the valve bore 71 is created. From the adjusting screw 72 facing end face is in the spool 48 a axial blind bore 81 introduced, which extends into the region of the annular groove 80 and there is connected via individual radial bores 82 with the annular groove 80. Additional radial bores 83 provide for an open fluidic connection between the bore 81 and the spring chamber 75 and thus the output 47 also when the spool 48 with its one end to a stop the adjusting screw 72 is applied. The spool 48 has an outer shoulder 84, with which he from the control spring 49 against the inner shoulder of the valve bore 71 can be pressed. When the spool 48 on the inner shoulder is present, the annular groove 80 is located between the bore star of the radial bores 78 and the end face 79 of the cartridge housing 70. There is no opening cross-section between the radial bores 78 and the annular groove 80. On both sides the annular groove 80, the spool 48 is sealingly sliding in the valve bore 71 out, so that the radial bores 78 from the spring chamber 75 and the annular groove 80th are fluidly separated from the space in front of the end face 79 of the valve housing. So there is no fluid connection between the input 46 and the Output 47 of the valve. In operation, the spool 48 is from the front side 79 of the valve housing 70 ago acted upon by the inlet pressure. To counter this act the compression spring 49 and on an equal area as the inlet pressure the output pressure in the output 47. Balance on Piston 48 prevails when the output pressure to one of the force of Compression spring 49 equivalent pressure difference is less than the inlet pressure. By Turning the adjusting screw 72, the bias of the compression spring 49 and thus the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure to be changed.

Claims

A control arrangement for supplying pressure medium to at least two hydraulic consumers (14, 15, 16), having a variable-displacement pump (10) which is controlled according to the required flow (on the load-sensing principle) and the setting of which can be varied as a function of the highest load pressure of the actuated hydraulic consumers (14, 15, 16), by means of a pump controller (11),
having two adjustable metering orifices (17, 18, 19), a first of which is arranged between a feed line (13), which leads from the variable-displacement pump (10), and a first hydraulic consumer (14, 15, 16), and the second of which is arranged between the feed line (13) and a second hydraulic consumer (14, 15, 16), and having two pressure compensators (23, 24, 25), a first of which is connected downstream of the first metering orifice (17, 18, 19), and the second of which is connected downstream of the second metering orifice (17, 18, 19), and the control piston of which can be acted on in the opening direction, on a front side, by the pressure downstream of the respective metering orifice (17, 18, 19),
characterized by the fact that the control pistons of the pressure compensators (23, 24, 25) can be acted on in the closing direction by a control pressure which is present in a rear control chamber (26), which is derived from the feed pressure prevailing in the feed line (13) with the aid of a valve device (45, 52) and changes with the feed pressure.
A control arrangement according to claim 1, characterized by the fact that the difference between the feed pressure and the control pressure, when the variable-displacement pump (10) has not yet been displaced as far as its stop (saturation), is no greater than between the feed pressure and the highest load pressure.
A control arrangement according to 1 or 2, characterized by the fact that the valve device is a pressure differential valve (45, 52), an inlet (46) of which is connected to the feed line (13) and an outlet (47) of which is connected to the rear control chamber (28) of a pressure compensator (23, 24, 25)
A control arrangement according to claim 3, characterized by the fact that the pressure differential valve (45, 52) is set to a fixed pressure difference and has a movable valve member (48) which is acted on by the feed pressure for the purpose of opening fluid communication between the feed line (13) and the control chamber (26) at the pressure compensator (23, 24, 25) and is acted on by the control pressure and by a spring (49) for the purpose of closing this communication.
A control arrangement according to any of the preceding claims, characterized by the fact that the rear control chambers (26) of a plurality of pressure compensators (23, 24) are directly connected to one another, so that the same control pressure prevails in the rear control chambers (26) of these pressure compensators (23, 24)
A control arrangement according to any of the preceding claims, characterized by a load signalling line (37), to which the highest load pressure of the hydraulic consumers (14, 15, 16) actuated in each case is input via selection valves (36), and by a valve (51) which opens up fluid communication from the load signalling line (37) to the rear control chamber (26) of. at least one pressure compensator (23, 24) when the difference between the feed pressure and the highest load pressure falls below a defined level.
A control arrangement according to claim 6, characterized by the fact that the valve between the load signalling line (37) and the rear control chamber (26) Is a nonreturn valve (51) which opens toward this control chamber (26)
A control arrangement according to any of the preceding claims, characterized by the fact that a control pressure for the rear control chamber (26) of the first pressure compensator (23, 24) is derived from the pump pressure by a first valve device (45), and a control pressure for the rear control chamber (26) of another pressure compensator (25) is derived from the pump pressure by a second valve device (52), and that there is a priority valve (55), by means of which, in order to maintain a desired pressure difference across the metering orifice (19) arranged upstream of the other pressure compensator (25), and therefore a sufficient supply of pressure medium to the corresponding prioritized hydraulic consumer (16), in the event of the delivery quantity of the variable-displacement pump (10) not meeting demand (undersaturation), the control pressure in the rear control chamber (26) of the first pressure compensator (23, 24) can be raised to above the control pressure in the case of saturation.
A control arrangement according to claim 8, characterized by the fact that the priority valve (55) has a first port (56), which is connected to the feed line (13), and a second port (57), which is connected to the rear control chamber (26) of the first pressure compensator (23, 24), and has a valve member which, in the direction of opening the connection between the first port (56) and the second port (56), can be acted on by the pressure prevailing in a line section downstream of the metering orifice (19) assigned to the prioritized hydraulic consumer (16) and by an additional force, and, in the direction of closing the connection between the first port (56) and the second part (57), can be acted on by the feed pressure.
A pressure differential valve, in particular for use in a control arrangement according to any of the preceding claims, characterized by the following features:

a) a valve housing (70) has a valve bare (71), into which an inlet channel (46) and, at an axial distance therefrom, an outlet channel (47) open radially,

b) a piston slide (48), which can be used to control an opening cross section at the inlet channel (46) and which on a first end side is acted on by the pressure prevailing in the inlet channel (46) and on its second end side is acted on by the pressure prevailing in the outlet channel (47), is axially displaceable in the valve bore (71);

c) a compression spring (49), which acts on the piston slide (48) so as to reduce the opening cross section, is accommodated in a spring space (75) situated between one end side of the piston slide (48) and a closure (72), of the valve bore (71);

d) the outlet channel (47) opens freely into the spring space (75)

e) the piston slide (48) is a hollow piston with bores (81,82,83), via which an annular space (80), which is formed between the piston slide (48) and the valve housing (70) and which has an encircling control edge for controlling the opening. cross section at the inlet channel (46), is in fluid communication with the spring space (75), and having two sealing sections, which are in each case guided in a sealed manner in the valve bore (71) and of which one sealing section provides a seal between the inlet channel (46) and the spring space (75) and the other sealing section provides a seal between the fluid path (80, 82, 81, 83) passing through the piston slide (48) and the first end side of the piston slide (48).
A pressure differential valve according to claim 10, characterized by the fact that the compression spring (49) is supported against a closure bolt (72) which is screwed into the valve bore (71) and closes off the valve bore (71).
A pressure differential valve according to claim 10 or 11, characterized by the fact that the valve bore (71) has a larger diameter in the region of the spring chamber (75) than in the region on both sides of the inlet channel (46)
A pressure differential valve according to claim 12, characterized by the fact that the valve housing (70) is a cartridge insert with a valve bore (71) which is open at the first end face of the piston slide (48), and that the piston slide (48) is constructed as a stepped piston, of which an inner shoulder belonging to its section of larger diameter, in the valve bore (71), can be acted on towards the open end of the valve bore (71).