EP1355065A1 - Hydraulic control - Google Patents
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- EP1355065A1 EP1355065A1 EP20030075981 EP03075981A EP1355065A1 EP 1355065 A1 EP1355065 A1 EP 1355065A1 EP 20030075981 EP20030075981 EP 20030075981 EP 03075981 A EP03075981 A EP 03075981A EP 1355065 A1 EP1355065 A1 EP 1355065A1
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- F15B2211/50518—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using pressure relief valves
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- F15B2211/50554—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure downstream of the pressure control means, e.g. pressure reducing valve
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- F15B2211/6058—Load sensing circuits with isolator valves
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- F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
- F15B2211/7114—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators
- F15B2211/7121—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators the chambers being connected in series
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- F15B2211/715—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor having braking means
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- F15B2211/76—Control of force or torque of the output member
- F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy
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- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
- F15B2211/8609—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being cavitation
Definitions
- the invention relates to a hydraulic control a hydraulic motor that has two working lines is connected to a control valve that with a Low pressure connection and via a compensation valve is connected to a high pressure connection.
- the control valve here depends on the desired direction of actuation of the motor flow paths free, on the one hand from the high pressure connection to a management and on the other hand from the other Working line for low pressure connection. This release is more or less throttled, the level of the throttle resistance depends on Actuation stroke (or a corresponding other actuation movement) of the control valve.
- the compensation valve serves as a pressure control valve. It does occasionally also known as a pressure compensator. It ensures that practical over the spool of the control valve always the same pressure drops.
- the compensation valve is expediently by a slide formed on one side by a return spring and the load pressure and on the other side of that Pressure in a line section between the compensation valve and the control valve is removed. Naturally such a compensation valve can also be trained in another way.
- the invention is based, with negative Ensure stable operation in both directions to be able to.
- the flow characteristic is the ratio of Flow rate to pressure, one for pressure either the pressure difference across the compensation valve or the reflux compensation valve or the pressure at Output of the compensation valve or the reflux compensation valve can watch. If the flow characteristics neither cover nor cut, then there is no point in being a critical situation can arise. It is always clearly regulated which of the Compensation valves ultimately for controlling the Hydraulic fluid is "responsible".
- the backflow compensation valves under otherwise identical conditions a larger one Flow as the compensation valve. So that will ensured that through the backflow compensation valves or the reflux compensation valve that the Control takes over, more and more liquid flows can than through the compensation valve. In case of a negative load it is clear that the backflow compensation valve the control takes over and the compensation valve no influence on the control of the amount of liquid Has. Because through the backflow compensation valve prevents more liquid from flowing out that the hydraulic system of the control "inflated" becomes.
- the backflow compensation valve that is responsible for a negative load in one direction is to drain more fluid than through that Compensation valve can flow under certain circumstances. In order to symptoms of cavitation could occur that can be prevented by the suction valve arrangement.
- the suction valve arrangement enables a sufficient amount of hydraulic fluid back in the circuit can be fed.
- the suction valve arrangement preferably has switchable shut-off valve.
- the switchable shut-off valve preferably closes automatically with negative loads. So you are not more reliant on a certain one to save energy Action, namely the check valve close.
- the check valve is then automatically closed when the return compensation valves are in operation be taken. The closing does not have to a complete blockage of the fluid flow to lead.
- the compensation valve preferably has a lower one Spring tension as the backflow compensation valves on. This is a relatively easy way to get around Flow characteristics of the compensation valve on the one hand and the reflux compensation valves on the other hand to provide different flow characteristics.
- the Compensation valve is in at a lower pressure Closed position moves as the backflow compensation valves.
- control valve in the flow direction from the high pressure connection to the engine greater flow resistance than in the direction of flow from the engine to the low pressure connection.
- the backflow compensation valves each with a load sensor connection, that works in the opening direction, and with one Control connection are provided in the closing direction acts and connected to a section of the work management which leads to the control valve and the backflow compensation valve in the work management, through the hydraulic fluid flows to the engine through which The load sensor connection is pressurized with the same pressure who is in the management team. So that will easily ensured that the compensation valve or the return compensation valve, the should not intervene in the control, fully open becomes. So you close the influence of this valve practically almost out. This results in a highly stable Control option.
- a controller 1 has a proportional valve 2 as Control valve on that in Fig. 1 only schematically is shown.
- the proportional valve 2 has two adjustable chokes A, B on, also by one only schematically shown operating handle 3 can be adjusted.
- the proportional valve 2 is with a high pressure connection P and with a low pressure connection T connected.
- a compensation valve 4 is arranged, which has a return spring 5, which is the compensation valve 4 biased in the opening direction.
- the compensation valve 4 for example Have slide which of the return spring 5 in Opening direction is loaded.
- the slide via a line 6 with a pressure on one Point 7 between the compensation valve 4 and the Throttle A can be applied.
- the proportional valve 2 is via working lines 8, 9 connected to a motor 10.
- the motor 10 consists of two partial drives, each can act on the wheels of a vehicle.
- the motor 10 is provided with a brake 11, which has a Control line 12 can be solved.
- In the control line there is pressure behind the throttle A. Because that Proportional valve 2 in a manner not shown the pressure from the high pressure connection P also via the throttle B can lead to the motor 10 is a shuttle valve 13 provided that the higher pressure behind each Chokes A, B used to release the brake 11.
- the compensation valve 4 is also from a Load sensing pressure LS applied in the opening direction, i.e. the load sensing pressure LS acts in the same direction as that Return spring 5.
- the return spring 5 generates a Force that corresponds to a pressure of 7 bar, for example.
- a backflow compensation valve 14 In the working line 8 is a backflow compensation valve 14 is arranged and in the working line 9 a reflux compensation valve 15 is arranged. Both Backflow compensation valves 14, 15 are by return springs 16, 17 acted upon in the opening direction. Both return springs 16, 17 generate a force that corresponds to a pressure of, for example, 8 bar.
- a pressure in a load sensor connection acts in the same direction LSA for the backflow compensation valve 14 and LSB for the backflow compensation valve 15.
- the reflux compensation valve acts in the closing direction 14 a pressure at a point 18 between the proportional valve 2 and the reflux compensation valve 14. In the same way acts on the Backflow compensation valve 15 the pressure at one point 19 between the proportional valve 2 and the reflux compensation valve 15th
- a suction valve assembly 20 with a suction valve 21 for the working line 8 and a suction valve 22 for the working line 9 is via a suction line 23 connected to the low pressure port T.
- a suction line 23 connected to the low pressure port T.
- the Check valve 26 has a magnetic drive 27 which it from the open position shown to a closed position Position can switch. In the closed Position of the check valve 26 is a suction the low pressure connection T is not possible.
- the controller 1 works as follows:
- the return compensation valve 14 is in one direction from the pressure at point 18, i.e. from the pressure in the working line 8. In the other direction is the return compensation valve 14 but acted upon by the pressure at the load sensor connection LSA, which corresponds to the pressure after throttle A. (also the pressure in the working line 8), so that the return compensation valve 14 is fully opened becomes.
- the return compensation valve is in the same way 15 fully open. This is in Closing direction from the pressure at point 19, i.e. from pressure in the work line 9, acted upon.
- a characteristic curve 28 gives the behavior of the compensation valve 4 again, i.e. the amount of liquid depending from the position of the proportional valve 2 for the case that the vehicle is driven by the engine 10 is.
- the flow characteristic 28 is thus the flow characteristic of the compensation valve 4.
- a flow characteristic 29, however, is the flow characteristic the backflow compensation valves 14, 15. This is for both reflux compensation valves 14, 15 equal. It gives the flow depending on the Position of the proportional valve 2 for the case again, that the vehicle drives the engine 10.
- the two reflux compensation valves 14, 15 can be combined in one unit 30.
- the unit 30 can, for example, directly on the associated proportional valve 2 are attached.
- the assembly 30 takes up little space. But you can also do it arrange directly on the motor 10.
- the refill valve arrangement 20 can, so to speak the area between the two flow characteristics Fill in 28, 29. So you make sure that in the Control 1 no cavitation occurs.
- Fig. 3 shows an embodiment of a controller, at the same and corresponding parts with the are provided with the same reference numerals.
- the 3 contains an input module 31, that with a number of known and therefore valves not described in detail, such as pressure maintenance and Pressure relief valves is provided.
- this input module 31 is the proportional valve 2 with the high pressure connection P connected, in this connection the compensation valve 4 is arranged.
- the proportional valve 2 has three working positions a, b, c on. In the position b shown the proportional valve 2 is in the neutral position. In In this case, the load sensing line LS with the pressure on Low pressure connection T is applied. Accordingly the brakes 11 would be applied and the vehicle would be slowed down.
- the slide of the proportional valve 2 in the Position a is moved, then the high pressure connection P with the working line 9 and the low pressure connection T connected to the working line 8.
- the load sensing line LSB with the pressure acted on at point 9 and the load sensing line LSA the pressure at the low pressure connection T.
- the motor is driving, then comes into position a of the proportional valve 2 hydraulic fluid under pressure from a pump 32 via the high pressure connection P, the compensation valve 4, the proportional valve 2, the working line 9 and the return compensation valve 15 to the engine 10.
- the compensation valve 4 is along the flow characteristic curve 28 (Fig. 2) controlled, depending on how wide open the throttles of the proportional valve 2 become.
- the pressure at point 9 also reaches the load sensing line LSB, while the load sensing line LSA with the Pressure at the low pressure port T is provided. Accordingly the return compensation valve 15 under the effect of the pressure in the load sensing line LSB and the return spring 17 opened against the pressure at point 19. In the end, only "net” works the return spring 17.
- the return compensation valve 14 opens completely because of pressure at the point 18 corresponds essentially to the tank pressure and thus practically no force applied in the closing direction becomes.
- the motor 10 is exposed to a negative load is, for example, if the vehicle from a certain Speed should be slowed down and that Vehicle thus drives the engine 10, then more Hydraulic fluid output by the engine 10 as can be supplied by the proportional valve 2. Accordingly, the pressure at point 18 rises and that Backflow compensation valve 14 controls the flow corresponding to the flow characteristic curve 29 (Fig. 2). Since the Pressure at point 7 drops - the hydraulic fluid becomes aspirated by the motor 10 so to speak - opens that Compensation valve 4 completely, so that the proportional valve 2 provided liquid only through the backflow compensation valve 14 is determined. The compensation valve does the amount that has always done it. But since the backflow compensation valve 14 is now determining something Oil is missing and this oil is refilled.
- the check valve 26 is of the pressure at the low pressure connection T on the one hand and on the other hand from the higher of the two Pressures applied in the load sensing lines LSA, LSB.
- the pressure in the load sensing line LSA as stated above, practically 0, i.e. it corresponds to the pressure on Low pressure connection T. Also the pressure in the load sensing line LSB drops, so that the check valve 26 at A negative load automatically occurs in the Fig. 3 shown closed position is moved. The suction via the check valve 22 is therefore carried out with hydraulic fluid, which one immediately comes from the low pressure connection of the proportional valve 2 wins.
- the check valve is here by a return spring 34 charged, the correspondingly low Press on the low pressure connection T and in the load sensing lines LSA, LSB the check valve 26 in the illustrated Position shifts.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung mit einem hydraulischen Motor, der über zwei Arbeitsleitungen mit einem Steuerventil verbunden ist, das mit einem Niederdruckanschluß und über ein Kompensationsventil mit einem Hochdruckanschluß verbunden ist.The invention relates to a hydraulic control a hydraulic motor that has two working lines is connected to a control valve that with a Low pressure connection and via a compensation valve is connected to a high pressure connection.
Das Steuerventil gibt hierbei in Abhängigkeit von der gewünschten Betätigungsrichtung des Motors Strömungspfade frei, und zwar einerseits vom Hochdruckanschluß zu einer Arbeitsleitung und andererseits von der anderen Arbeitsleitung zum Niederdruckanschluß. Diese Freigabe erfolgt allerdings mehr oder weniger gedrosselt, wobei die Höhe des Drosselwiderstandes abhängig ist vom Betätigungshub (oder einer entsprechend anderen Betätigungsbewegung) des Steuerventils. Das Kompensationsventil dient hierbei als Druckregelventil. Es wird gelegentlich auch als Druckwaage bezeichnet. Es sorgt dafür, daß über dem Schieber des Steuerventils praktisch immer der gleiche Druck abfällt. Das Kompensationsventil wird dabei zweckmäßigerweise durch einen Schieber gebildet, der auf einer Seite von einer Rückstellfeder und dem Lastdruck und auf der anderen Seite von dem Druck in einem Leitungsabschnitt zwischen dem Kompensationsventil und dem Steuerventil abgenommen wird. Natürlich kann ein derartiges Kompensationsventil auch auf andere Weise ausgebildet sein. The control valve here depends on the desired direction of actuation of the motor flow paths free, on the one hand from the high pressure connection to a management and on the other hand from the other Working line for low pressure connection. This release is more or less throttled, the level of the throttle resistance depends on Actuation stroke (or a corresponding other actuation movement) of the control valve. The compensation valve serves as a pressure control valve. It does occasionally also known as a pressure compensator. It ensures that practical over the spool of the control valve always the same pressure drops. The compensation valve is expediently by a slide formed on one side by a return spring and the load pressure and on the other side of that Pressure in a line section between the compensation valve and the control valve is removed. Naturally such a compensation valve can also be trained in another way.
Derartige Steuerungen arbeiten in der Regel zuverlässig. Probleme treten dann auf, wenn der Motor mit sogenannten negativen Lasten arbeitet. Derartige negative Lasten können beispielsweise auftreten, wenn der Motor durch ein äußeres Gewicht betätigt wird, beispielsweise eine Last, die an einem Kranhaken hängt. Ein anderes Beispiel ist das Eigengewicht eines Fahrzeugs, das auf einer schiefen Ebene abrollt oder aus einer gewissen Geschwindigkeit abgebremst werden muß. In diesem Fall kann das hydraulische System der Steuerung zu Schwingungen neigen.Such controls usually work reliably. Problems occur when the engine with so-called negative loads works. Such negative For example, loads can occur when the engine is operated by an external weight, for example a load hanging on a crane hook. Another Example is the dead weight of a vehicle that is on rolls on an inclined plane or from a certain one Speed must be slowed down. In this case the hydraulic system of the controller can vibrate tend.
Es ist daher bekannt, in einer Arbeitsleitung zwischen dem Motor und dem Steuerventil ein Rücklaufkompensationsventil anzuordnen, das ebenfalls als Druckregelventil oder Druckwaage ausgebildet sein kann. Das Rücklaufkompensationsventil sorgt dafür, daß nur dann, wenn dem Motor weiterhin Hydraulikflüssigkeit unter Druck zugeführt wird, der Motor auch betätigt werden kann.It is therefore known to work between a return compensation valve to the motor and the control valve to arrange, also as a pressure control valve or pressure compensator can be formed. The return compensation valve ensures that only if hydraulic fluid under pressure to the engine is supplied, the motor can also be operated.
Allerdings läßt sich auch hier beobachten, daß das System zu Schwingungen neigt.However, it can also be observed here that the system tends to vibrate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei negativen Lasten in beiden Richtungen einen stabilen Betrieb gewährleisten zu können.The invention is based, with negative Ensure stable operation in both directions to be able to.
Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Steuerung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in jeder Arbeitsleitung ein Rückflußkompensationsventil angeordnet ist, wobei die Rückflußkompensationsventile jeweils eine Durchflußkennlinie aufweisen, die kreuzungsfrei zur Durchflußkennlinie des Kompensationsventils verläuft.This task is done with a hydraulic control of the type mentioned solved in that in each Working line arranged a backflow compensation valve is, the reflux compensation valves each have a flow characteristic that is free of crossings runs to the flow characteristic of the compensation valve.
Man verwendet also zunächst in jeder Arbeitsleitung ein eigenes Rückflußkompensationsventil. Damit ist gewährleistet, daß in beiden Arbeitsrichtungen negative Lasten gesteuert werden können. Darüber hinaus sorgt man aber dafür, daß die Rücklaufkompensationsventile einerseits und das Kompensationsventil andererseits, also die beiden Ventile oder Ventilgruppen auf beiden Seiten des Steuerventils, aufeinander abgestimmt sind. Die beiden Rückflußkompensationsventile einerseits und das Kompensationsventil andererseits haben Durchflußkennlinien, die sich nicht decken und die kreuzungsfrei zueinander verlaufen. Damit wird unabhängig von der Richtung, in der das Steuerventil betätigt wird, immer sichergestellt, daß nur ein Kompensationsventil, also entweder das Kompensationsventil oder eines der Rückflußkompensationsventile, tätig werden kann. Damit wird das System stabil und zwar auch bei negativen Lasten. Die Durchflußkennlinie ist hierbei das Verhältnis von Durchflußmenge zu Druck, wobei man für den Druck entweder die Druckdifferenz über das Kompensationsventil bzw. das Rückflußkompensationsventil oder den Druck am Ausgang des Kompensationsventils bzw. des Rückflußkompensationsventils ansehen kann. Wenn sich die Durchflußkennlinien weder überdecken noch schneiden, dann gibt es keinen Punkt, in dem eine kritische Situation entstehen kann. Es ist immer klar geregelt, welches der Kompensationsventile letztendlich für die Steuerung der Hydraulikflüssigkeit "zuständig" ist. So you first use it in every work management own backflow compensation valve. This ensures that negative loads in both directions can be controlled. In addition, you care but that the return compensation valves on the one hand and the compensation valve on the other hand the two valves or valve groups on both sides of the control valve are coordinated. The two reflux compensation valves on the one hand and that Compensation valve, on the other hand, have flow characteristics, that do not coincide and that do not cross each other run. So regardless of the direction, in which the control valve is actuated, always ensured that only one compensation valve, so either the compensation valve or one of the backflow compensation valves, can act. So that will the system is stable, even with negative loads. The flow characteristic is the ratio of Flow rate to pressure, one for pressure either the pressure difference across the compensation valve or the reflux compensation valve or the pressure at Output of the compensation valve or the reflux compensation valve can watch. If the flow characteristics neither cover nor cut, then there is no point in being a critical situation can arise. It is always clearly regulated which of the Compensation valves ultimately for controlling the Hydraulic fluid is "responsible".
Hierbei ist bevorzugt, daß die Durchflußkennlinien der beiden Rückflußkompensationsventile gleich sind. Damit wird das Verhalten bei der Bewältigung von negativen Lasten in beide Richtungen gleich.It is preferred that the flow characteristics of two reflux compensation valves are the same. In order to becomes the behavior when coping with negative Loads the same in both directions.
Vorzugsweise verlaufen die Durchflußkennlinien der Rückflußkompensationsventile und des Kompensationsventils parallel zueinander. Damit bekommt man bei der Steuerung von positiven und negativen Lasten ein annähernd gleiches Steuerungsverhalten, das sich lediglich durch einen Offset unterscheidet. Die Steuerung wird dann für einen Bediener einfacher. Die Bedienung wird dabei um so einfacher, je kleiner der Offset zwischen den beiden Kurven ist. In einer Alternative ist auch vorstellbar, daß die Kurven im gleichen Punkt starten und unter einem kleinen Winkel auseinanderlaufen.The flow characteristics of the Backflow compensation valves and the compensation valve parallel to each other. So you get at the Approximate control of positive and negative loads same control behavior that only distinguished by an offset. The controller will then easier for an operator. The service is the easier the smaller the offset between the two curves. An alternative is also imaginable that the curves start at the same point and diverge at a small angle.
Vorzugsweise weisen die Rückflußkompensationsventile bei ansonsten gleichen Bedingungen einen größeren Durchfluß als das Kompensationsventil auf. Damit wird sichergestellt, daß durch die Rückflußkompensationsventile bzw. das Rückflußkompensationsventil, das die Steuerung übernimmt, immer mehr Flüssigkeit fließen kann als durch das Kompensationsventil. Im Falle einer negativen Last ist also klar, daß das Rückflußkompensationsventil die Steuerung übernimmt und das Kompensationsventil keinen Einfluß auf die Steuerung der Flüssigkeitsmenge hat. Da durch das Rückflußkompensationsventil mehr Flüssigkeit abfließen kann, wird verhindert, daß das hydraulische System der Steuerung "aufgepumpt" wird. Preferably, the backflow compensation valves under otherwise identical conditions a larger one Flow as the compensation valve. So that will ensured that through the backflow compensation valves or the reflux compensation valve that the Control takes over, more and more liquid flows can than through the compensation valve. In case of a negative load it is clear that the backflow compensation valve the control takes over and the compensation valve no influence on the control of the amount of liquid Has. Because through the backflow compensation valve prevents more liquid from flowing out that the hydraulic system of the control "inflated" becomes.
Vorzugsweise mündet zwischen dem Motor und den Rückflußkompensationsventilen eine Nachsaugventilanordnung. Wie angegeben, kann durch das Rückflußkompensationsventil, das bei einer negativen Last in einer Richtung zuständig ist, mehr Flüssigkeit abfließen als durch das Kompensationsventil unter Umständen zufließen kann. Damit könnten Kavitationserscheinungen auftreten, die durch die Nachsaugventilanordnung verhindert werden. Die Nachsaugventilanordnung ermöglicht es, daß eine ausreichende Menge von Hydraulikflüssigkeit wieder in den Kreislauf eingespeist werden kann.Preferably opens between the engine and the backflow compensation valves a suction valve arrangement. As indicated, the backflow compensation valve, that is responsible for a negative load in one direction is to drain more fluid than through that Compensation valve can flow under certain circumstances. In order to symptoms of cavitation could occur that can be prevented by the suction valve arrangement. The suction valve arrangement enables a sufficient amount of hydraulic fluid back in the circuit can be fed.
Bevorzugterweise weist die Nachsaugventilanordnung ein schaltbares Sperrventil auf. Wenn das Sperrventil geschlossen wird, dann ist eine Verbindung der Niederdruckleitung zum Tank unterbrochen, d.h. das Nachsaugen der hydraulischen Flüssigkeit kann nicht mehr aus dem Tank erfolgen. Da aber bei negativen Lasten genügend Hydraulikflüssigkeit auf der Ausgangsseite des Motors abgegeben wird und diese Flüssigkeit an und für sich durch den Niederdruckanschluß zum Tank gelangen sollte, kann diese Flüssigkeit sozusagen innerhalb der Steuerung im Kreis geführt werden. Dies ergibt eine teilweise erhebliche Energieeinsparung. Wenn man sich vorstellt, daß die Durchflußkennlinien des Kompensationsventils einerseits und der Rückflußkompensationsventile andererseits parallel verlaufen, dann ist es mit Hilfe der Nachsaugventilanordnung möglich, den Bereich zwischen den beiden Durchflußkennlinien nachzufüllen.The suction valve arrangement preferably has switchable shut-off valve. When the check valve is closed then there is a connection of the low pressure line interrupted to the tank, i.e. sucking up the hydraulic fluid can no longer come out of the Tank. But there is enough for negative loads Hydraulic fluid on the output side of the engine is released and this liquid in and of itself should reach the tank through the low pressure connection, this liquid can be found within the control system be guided in a circle. This results in a partial considerable energy savings. If you imagine that the flow characteristics of the compensation valve on the one hand and the reflux compensation valves on the other hand run parallel, then it is with help the suction valve arrangement possible, the area between refill the two flow characteristics.
Bevorzugterweise schließt das schaltbare Sperrventil bei negativen Lasten automatisch. Man ist also nicht mehr darauf angewiesen, zur Energieeinsparung eine bestimmte Handlung vorzunehmen, nämlich das Sperrventil zu schließen. Das Sperrventil wird automatisch dann geschlossen, wenn die Rücklaufkompensationsventile in Betrieb genommen werden. Das Schließen muß dabei nicht zu einer vollständigen Blockierung des Flüssigkeitsstroms führen.The switchable shut-off valve preferably closes automatically with negative loads. So you are not more reliant on a certain one to save energy Action, namely the check valve close. The check valve is then automatically closed when the return compensation valves are in operation be taken. The closing does not have to a complete blockage of the fluid flow to lead.
Vorzugsweise weist das Kompensationsventil eine geringere Federspannung als die Rückflußkompensationsventile auf. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, um die Durchflußkennlinien des Kompensationsventils einerseits und der Rückflußkompensationsventile andererseits mit unterschiedlichen Durchflußkennlinien zu versehen. Das Kompensationsventil wird bei einem geringeren Druck in Schließstellung bewegt als die Rückflußkompensationsventile.The compensation valve preferably has a lower one Spring tension as the backflow compensation valves on. This is a relatively easy way to get around Flow characteristics of the compensation valve on the one hand and the reflux compensation valves on the other hand to provide different flow characteristics. The Compensation valve is in at a lower pressure Closed position moves as the backflow compensation valves.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Steuerventil in Strömungsrichtung vom Hochdruckanschluß zum Motor einen größeren Strömungswiderstand als in Strömungsrichtung vom Motor zum Niederdruckanschluß aufweist. Auch damit lassen sich die Druckverhältnisse so gestalten, daß die Durchflußkennlinien von Kompensationsventil einerseits und Rückflußkompensationsventilen andererseits unterschiedlich ausgebildet sind, so daß sie weder aufeinanderliegen noch sich kreuzen.In an alternative or additional embodiment can be provided that the control valve in the flow direction from the high pressure connection to the engine greater flow resistance than in the direction of flow from the engine to the low pressure connection. With that too the pressure ratios can be designed so that the Flow characteristics of the compensation valve on the one hand and reflux compensation valves, on the other hand are trained so that they are neither on top of each other still cross each other.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Rückflußkompensationsventile mit je einem Lastfühlanschluß, der in Öffnungsrichtung wirkt, und mit einem Steueranschluß versehen sind, der in Schließrichtung wirkt und mit einem Abschnitt der Arbeitsleitung verbunden ist, der zum Steuerventil führt, und das Rückflußkompensationsventil in der Arbeitsleitung, durch die Hydraulikflüssigkeit zum Motor strömt, durch den Lastfühlanschluß mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird, der in der Arbeitsleitung herrscht. Damit wird auf einfache Weise sichergestellt, daß das Kompensationsventil bzw. das Rücklaufkompensationsventil, das nicht in die Steuerung eingreifen soll, vollständig geöffnet wird. Man schließt also den Einfluß dieses Ventils praktisch nahezu aus. Dies ergibt eine hochstabile Steuerungsmöglichkeit.In a preferred embodiment it is provided that the backflow compensation valves, each with a load sensor connection, that works in the opening direction, and with one Control connection are provided in the closing direction acts and connected to a section of the work management which leads to the control valve and the backflow compensation valve in the work management, through the hydraulic fluid flows to the engine through which The load sensor connection is pressurized with the same pressure who is in the management team. So that will easily ensured that the compensation valve or the return compensation valve, the should not intervene in the control, fully open becomes. So you close the influence of this valve practically almost out. This results in a highly stable Control option.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer hydraulischen Steuerung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung von Kennlinien und
- Fig. 3
- ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Steuerung.
- Fig. 1
- a schematic representation of a hydraulic control,
- Fig. 2
- a schematic representation of characteristics and
- Fig. 3
- an embodiment of a hydraulic control.
Eine Steuerung 1 weist ein Proportionalventil 2 als
Steuerventil auf, das in Fig. 1 lediglich schematisch
dargestellt ist. Das Proportionalventil 2 weist zwei
verstellbare Drosseln A, B auf, die von einer ebenfalls
nur schematisch dargestellten Betätigungshandhabe 3
verstellt werden können. Das Proportionalventil 2 ist
mit einem Hochdruckanschluß P und mit einem Niederdruckanschluß
T verbunden. In der Verbindung zum Hochdruckanschluß
P ist ein Kompensationsventil 4 angeordnet,
das eine Rückstellfeder 5 aufweist, die das Kompensationsventil
4 in Öffnungsrichtung vorspannt. Hierzu
kann das Kompensationsventil 4 beispielsweise einen
Schieber aufweisen, der von der Rückstellfeder 5 in
Öffnungsrichtung belastet ist. In Schließrichtung ist
der Schieber über eine Leitung 6 mit einem Druck an einem
Punkt 7 zwischen dem Kompensationsventil 4 und der
Drossel A beaufschlagbar. Wenn also die Drossel A geschlossen
ist, dann steigt der Druck am Punkt 7 so weit
an, daß das Kompensationsventil 4 geschlossen wird.
Wenn die Drossel A geöffnet wird, dann sinkt der Druck
am Punkt 7 ab und die Rückstellfeder 5 kann das Kompensationsventil
4 weiter öffnen. Aus diesem Grund kann
das Kompensationsventil 4 auch als Druckregelventil
oder Druckwaage bezeichnet werden.A
Das Proportionalventil 2 ist über Arbeitsleitungen 8, 9
mit einem Motor 10 verbunden. Im vorliegenden Fall besteht
der Motor 10 aus zwei Teilantrieben, die jeweils
auf die Räder eines Fahrzeugs wirken können. Der Motor
10 ist mit einer Bremse 11 versehen, die über eine
Steuerleitung 12 gelöst werden kann. In der Steuerleitung
herrscht der Druck hinter der Drossel A. Da das
Proportionalventil 2 in nicht näher dargestellter Weise
den Druck vom Hochdruckanschluß P auch über die Drossel
B zum Motor 10 leiten kann, ist ein Wechselventil 13
vorgesehen, das den jeweils höheren Druck hinter den
Drosseln A, B zum Lösen der Bremse 11 verwendet. The
Das Kompensationsventil 4 wird zusätzlich von einem Lastfühldruck LS in Öffnungsrichtung beaufschlagt, d.h. der Lastfühldruck LS wirkt in gleicher Richtung wie die Rückstellfeder 5. Die Rückstellfeder 5 erzeugt eine Kraft, die beispielsweise einem Druck von 7 bar entspricht.The compensation valve 4 is also from a Load sensing pressure LS applied in the opening direction, i.e. the load sensing pressure LS acts in the same direction as that Return spring 5. The return spring 5 generates a Force that corresponds to a pressure of 7 bar, for example.
In der Arbeitsleitung 8 ist ein Rückflußkompensationsventil
14 angeordnet und in der Arbeitsleitung 9 ist
ein Rückflußkompensationsventil 15 angeordnet. Beide
Rückflußkompensationsventile 14, 15 werden durch Rückstellfedern
16, 17 in Öffnungsrichtung beaufschlagt.
Beide Rückstellfedern 16, 17 erzeugen eine Kraft, die
einem Druck von beispielsweise 8 bar entspricht. In die
gleiche Richtung wirkt jeweils ein Druck in einem Lastfühlanschluß
LSA für das Rückflußkompensationsventil 14
und LSB für das Rückflußkompensationsventil 15.In the working
In Schließrichtung wirkt auf das Rückflußkompensationsventil
14 ein Druck an einem Punkt 18 zwischen dem Proportionalventil
2 und dem Rückflußkompensationsventil
14. In gleicher Weise wirkt in Schließrichtung auf das
Rückflußkompensationsventil 15 der Druck an einem Punkt
19 zwischen dem Proportionalventil 2 und dem Rückflußkompensationsventil
15.The reflux compensation valve acts in the closing direction
14 a pressure at a
Eine Nachsaugventilanordnung 20 mit einem Nachsaugventil
21 für die Arbeitsleitung 8 und einem Nachsaugventil
22 für die Arbeitsleitung 9 ist über eine Nachsaugleitung
23 mit dem Niederdruckanschluß T verbunden. Allerdings
ist zwischen dem Niederdruckanschluß T und der
Nachsaugleitung 23 noch die Parallelschaltung eines
Rückschlagventils 24, das durch eine Feder 25 vorgespannt
ist, und eines Sperrventils 26 angeordnet. Das
Sperrventil 26 weist einen Magnetantrieb 27 auf, der es
aus der dargestellten geöffneten Position in eine geschlossene
Position umschalten kann. In der geschlossenen
Position des Sperrventils 26 ist ein Nachsaugen aus
dem Niederdruckanschluß T nicht möglich.A
Die Steuerung 1 arbeitet wie folgt:The
Solange die beiden Drosseln A, B des Proportionalventils
2 geschlossen sind, herrscht auch in dem Lastfühlanschluß
LS der Druck 0, so daß die Bremse 11 den Motor
10 festhält. Sobald das Proportionalventil 2 betätigt
wird, die Drosseln A, B also geöffnet werden, steigt
der Druck in der Lastfühlleitung LS, so daß die Bremsen
11 gelöst werden.As long as the two throttles A, B of the
Wenn die beiden Drosseln A, B des Proportionalventils 2
geöffnet werden, dann sinkt der Druck am Punkt 7 und
das Kompensationsventil 4 öffnet, so daß Hydraulikflüssigkeit
durch das Rücklaufkompensationsventil 14 zum
Motor 10 fließen kann. Das Rücklaufkompensationsventil
14 ist zwar in die eine Richtung vom Druck am Punkt 18,
d.h. vom Druck in der Arbeitsleitung 8, beaufschlagt.
In der anderen Richtung ist das Rücklaufkompensationsventil
14 aber vom Druck am Lastfühlanschluß LSA beaufschlagt,
der dem Druck nach der Drossel A entspricht
(also ebenfalls dem Druck in der Arbeitsleitung 8), so
daß das Rücklaufkompensationsventil 14 vollständig geöffnet
wird. In gleicher Weise ist das Rücklaufkompensationsventil
15 vollständig geöffnet. Dieses wird in
Schließrichtung vom Druck am Punkt 19, d.h. vom Druck
in der Arbeitsleitung 9, beaufschlagt. In Öffnungsrichtung
wirkt auf das Rücklaufkompensationsventil 15 die
Kraft der Rückstellfeder 17 und der Druck im Lastfühlanschluß
LSB, der mindestens so groß ist wie der Druck
am Punkt 19. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt also mehr
oder weniger ungehindert durch das Rückflußkompensationsventil
15 und durch die Drossel B zum Niederdruckanschluß
T, wobei sie durch das Sperrventil 26, das geöffnet
ist, abfließen kann. Falls das Sperrventil 26
geschlossen ist, kann die Hydraulikflüssigkeit durch
das Rückschlagventil 24 treten, wenn sie die Kraft der
Feder 25 überwinden kann. Diese Kraft entspricht beispielsweise
einem Druck von 5 bar.If the two throttles A, B of the
Das so angetriebene Fahrzeug kann nun in eine Situation
gelangen, wo der Motor 10 nicht antreibt, sondern getrieben
wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein,
wenn das Fahrzeug ein Gefälle hinabrollt oder aus einer
gewissen Geschwindigkeit herabgebremst wird. In diesem
Fall fördert der Motor mehr Hydraulikflüssigkeit in die
Arbeitsleitung 9, als er durch die Arbeitsleitung 8 aus
dem Hochdruckanschluß P erhält. Dementsprechend sinkt
der Druck am Punkt 18. Das Rücklaufkompensationsventil
14 bleibt also vollständig geöffnet. Am Punkt 19 steigt
hingegen der Druck an, weil die abfließende Hydraulikflüssigkeit
durch die Drossel B treten muß, was bei einer
größeren Flüssigkeitsmenge einen entsprechend
größeren Druckabfall verursacht. Gleichzeitig ist der
Druck in der Lastfühlleitung LSB (Druck zwischen der
Drossel B und dem Niederdruckanschluß) der Tankdruck,
so daß das Rücklaufkompensationsventil 15 gegen die
Kraft der Rückstellfeder 17 in eine stärker gedrosselte
Stellung versetzt wird. Der Durchfluß durch die Steuerung
1, d.h. die Steuerung des Motors 10, erfolgt also
nach wie vor über das Proportionalventil 2. Allerdings
wird die dem Proportionalventil 2 zur Verfügung gestellte
Flüssigkeitsmenge ausschließlich über das Rückflußkompensationsventil
15 bestimmt und nicht mehr
durch das Kompensationsventil 4 auf der Eingangsseite
des Proportionalventils 2.The vehicle driven in this way can now be put into a situation
get where the
Dies soll anhand der Durchflußkennlinien erläutert werden,
die in Fig. 2 dargestellt sind. Nach oben ist
hierbei der Durchfluß F aufgetragen und nach rechts eine
Auslenkung X des Schiebers des Proportionalventils
2. Mit anderen Worten entspricht die Größe X auch dem
Gegendruck, den die Rücklaufkompensationsventile 14, 15
bzw. das Kompensationsventil 4 an den Punkten 18, 19
bzw. 4 "sehen".This should be explained using the flow characteristics,
which are shown in Fig. 2. Is up
here the flow F is plotted and a to the right
Deflection X of the slide of the
Eine Kennlinie 28 gibt das Verhalten des Kompensationsventils
4 wieder, d.h. die Flüssigkeitsmenge in Abhängigkeit
von der Stellung des Proportionalventils 2 für
den Fall, daß das Fahrzeug über den Motor 10 angetrieben
ist. Die Durchflußkennlinie 28 ist also die Durchflußkennlinie
des Kompensationsventils 4.A
Eine Durchflußkennlinie 29 ist hingegen die Durchflußkennlinie
der Rückflußkompensationsventile 14, 15. Diese
ist für beide Rückflußkompensationsventile 14, 15
gleich. Sie gibt den Durchfluß in Abhängigkeit von der
Stellung des Proportionalventils 2 für den Fall wieder,
daß das Fahrzeug den Motor 10 antreibt.A flow characteristic 29, however, is the flow characteristic
the
Es ist klar zu erkennen, daß die beiden Durchflußkennlinien
28, 29 nicht deckungsgleich sind und sich auch
nicht kreuzen. Sie sind vielmehr parallel zueinander
geführt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Flüssigkeitssteuerung
durch die Steuerung 1 entweder durch das
Kompensationsventil 4 erfolgt und zwar bei positiven
Lasten, oder ausschließlich durch eines der beiden
Rückflußkompensationsventile 14, 15 bei negativen Lasten.It can be clearly seen that the two
Wenn eine negative Last auftritt, dann wird das Sperrventil
26 geschlossen. In diesem Fall kann die Nachsaugventilanordnung
20 Flüssigkeit zwar nicht mehr vom
Niederdruckanschluß T nachsaugen. Sie kann aber die benötigte
Flüssigkeit über die Leitung 23 vom niederdruckseitigen
Ende der Drossel B über das Ventil 21 in
die Arbeitsleitung 8 nachsaugen, so daß hier keine Kavitationserscheinungen
entstehen. Da die Hydraulikflüssigkeit
über eine kürzere Strecke im Kreis geführt werden
kann, ergibt sich hier bei negativen Lasten eine
kleine Energieersparnis. Vor allem wird aber eine effektive
Nachfüllung erzielt.If a negative load occurs, then the
Durch die unterschiedlichen Durchflußkennlinien 28, 29
sorgt man also dafür, daß der Durchfluß bei einer gegebenen
Schieberauslenkung des Proportionalventils 2 unterschiedlich
ist in Abhängigkeit davon, ob es sich um
eine positive oder um eine negative Last handelt. Damit
wird sichergestellt, daß das Kompensationsventil 4 einerseits
und die Rückflußkompensationsventile 14, 15
nicht darum "kämpfen", wer zuständig ist. Es ist vielmehr
klar geregelt, daß bei einer positiven Last ausschließlich
das Kompensationsventil 4 und bei einer negativen
Last ausschließlich eines der beiden Rückflußkompensationsventile
14, 15 zuständig ist. Im einfachsten
Fall läßt sich dies durch unterschiedliche Vorspannungen
der Rückstellfedern 5 einerseits und 16, 17
andererseits erreichen. Beispielsweise kann die Feder 5
so vorgespannt sein, daß sie einem Druck von 7 bar entspricht,
während die Federn 16, 17 so vorgespannt sind,
daß sie einem Druck von 8 bar entsprechen.Due to the
Die beiden Rückflußkompensationsventile 14, 15 können
in einer Baueinheit 30 zusammengefaßt sein. Die Baueinheit
30 kann beispielsweise direkt am zugehörigen Proportionalventil
2 angebracht werden. Die Baueinheit 30
nimmt wenig Bauraum in Anspruch. Man kann sie aber auch
unmittelbar am Motor 10 anordnen.The two
Durch die Nachfüllventilanordnung 20 läßt sich sozusagen
der Bereich zwischen den beiden Durchflußkennlinien
28, 29 ausfüllen. Man sorgt also dafür, daß in der
Steuerung 1 keine Kavitation entsteht.The
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Steuerung, bei der gleiche und einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.Fig. 3 shows an embodiment of a controller, at the same and corresponding parts with the are provided with the same reference numerals.
Die Steuerung der Fig. 3 enthält ein Eingangsmodul 31,
das mit einer Reihe von an sich bekannten und daher
nicht näher beschriebenen Ventilen, wie Druckhalte- und
Überdruckventilen, versehen ist. Über dieses Eingangsmodul
31 ist das Proportionalventil 2 mit dem Hochdruckanschluß
P verbunden, wobei in dieser Verbindung
das Kompensationsventil 4 angeordnet ist.3 contains an
Das Proportionalventil 2 weist drei Arbeitsstellungen
a, b, c auf. In der dargestellten Stellung b befindet
sich das Proportionalventil 2 in Neutralstellung. In
diesem Fall ist die Lastfühlleitung LS mit dem Druck am
Niederdruckanschluß T beaufschlagt. Dementsprechend
würden die Bremsen 11 betätigt sein und das Fahrzeug
wäre gebremst.The
Wenn der Schieber des Proportionalventils 2 in die
Stellung a verschoben wird, dann wird der Hochdruckanschluß
P mit der Arbeitsleitung 9 und der Niederdruckanschluß
T mit der Arbeitsleitung 8 verbunden.
Gleichzeitig wird die Lastfühlleitung LSB mit dem Druck
am Punkt 9 beaufschlagt und die Lastfühlleitung LSA mit
dem Druck am Niederdruckanschluß T. Wenn in diesem Fall
der Motor antreibend wirkt, dann gelangt in der Stellung
a des Proportionalventils 2 Hydraulikflüssigkeit
unter Druck von einer Pumpe 32 über den Hochdruckanschluß
P, das Kompensationsventil 4, das Proportionalventil
2, die Arbeitsleitung 9 und das Rücklaufkompensationsventil
15 zum Motor 10. Das Kompensationsventil
4 wird hierbei entlang der Durchflußkennlinie 28
(Fig. 2) gesteuert und zwar in Abhängigkeit davon, wie
weit die Drosseln des Proportionalventils 2 geöffnet
werden. Der Druck am Punkt 9 gelangt auch zur Lastfühlleitung
LSB, während die Lastfühlleitung LSA mit dem
Druck am Niederdruckanschluß T versehen ist. Dementsprechend
wird das Rücklaufkompensationsventil 15 unter
der Wirkung des Drucks in der Lastfühlleitung LSB und
der Rückstellfeder 17 gegen den Druck am Punkt 19 geöffnet.
Im Endeffekt wirkt "netto" lediglich die Kraft
der Rückstellfeder 17. Das Rücklaufkompensationsventil
14 wird vollständig geöffnet, weil der Druck am Punkt
18 im wesentlichen dem Tankdruck entspricht und somit
praktisch keine Kraft in Schließrichtung aufgebracht
wird.If the slide of the
Wenn nun der Motor 10 einer negativen Last ausgesetzt
wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug aus einer gewissen
Geschwindigkeit abgebremst werden soll und das
Fahrzeug somit den Motor 10 antreibt, dann wird mehr
Hydraulikflüssigkeit durch den Motor 10 ausgegeben als
durch das Proportionalventil 2 geliefert werden kann.
Dementsprechend steigt der Druck am Punkt 18 an und das
Rückflußkompensationsventil 14 steuert den Durchfluß
entsprechend der Durchflußkennlinie 29 (Fig. 2). Da der
Druck am Punkt 7 sinkt - die Hydraulikflüssigkeit wird
durch den Motor 10 sozusagen abgesaugt - öffnet das
Kompensationsventil 4 vollständig, so daß die dem Proportionalventil
2 zur Verfügung gestellte Flüssigkeit
ausschließlich durch das Rückflußkompensationsventil 14
bestimmt wird. Das Kompensationsventil leistet die Menge,
die es immer geleistet hat. Da aber das Rückflußkompensationsventil
14 jetzt bestimmend ist, wird etwas
Öl fehlen und dieses Öl wird nachgefüllt.If now the
Das Sperrventil 26 ist vom Druck am Niederdruckanschluß
T einerseits und andererseits vom höheren der beiden
Drücke in den Lastfühlleitungen LSA, LSB beaufschlagt. The
Der Druck in der Lastfühlleitung LSA ist, wie oben ausgeführt,
praktisch 0, d.h. er entspricht dem Druck am
Niederdruckanschluß T. Auch der Druck in der Lastfühlleitung
LSB sinkt ab, so daß das Sperrventil 26 bei
Auftreten einer negativen Last automatisch in die in
Fig. 3 dargestellte geschlossene Position bewegt wird.
Das Nachsaugen über das Rückschlagventil 22 erfolgt also
mit Hydraulikflüssigkeit, die man unmittelbar aus
dem Niederdruckanschluß des Proportionalventils 2 gewinnt.
Das Sperrventil ist hierbei durch eine Rückstellfeder
34 belastet, die bei entsprechend niedrigen
Drücken am Niederdruckanschluß T und in den Lastfühlleitungen
LSA, LSB das Sperrventil 26 in die dargestellte
Position verschiebt.The pressure in the load sensing line LSA, as stated above,
practically 0, i.e. it corresponds to the pressure on
Low pressure connection T. Also the pressure in the load sensing line
LSB drops, so that the
Wie oben erwähnt, kann man die unterschiedlichen Durchflußkennlinien
28, 29 dadurch realisieren, daß man die
Rückflußkompensationsventile 14, 15 mit stärkeren Rückstellfedern
16, 17 ausrüstet als das Kompensationsventil
4, das eine dementsprechend schwächere Rückstellfeder
5 aufweist. Man kann aber auch dafür sorgen, daß
die Drosseln im Proportionalventil 2, die vom Hochdruckanschluß
P zum Motor 10 leiten, einen größeren
Strömungswiderstand aufweisen als die Drosseln, die
Hydraulikflüssigkeit vom Motor 10 zum Niederdruckanschluß
P leiten.As mentioned above, you can see the
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