EP1574720B1 - Elektrohydraulische Steuervorrichtung und Verfahren zu ihrer Abschaltung - Google Patents

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EP1574720B1
EP1574720B1 EP20040026604 EP04026604A EP1574720B1 EP 1574720 B1 EP1574720 B1 EP 1574720B1 EP 20040026604 EP20040026604 EP 20040026604 EP 04026604 A EP04026604 A EP 04026604A EP 1574720 B1 EP1574720 B1 EP 1574720B1
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EP
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pressure
line
working
solenoid
valve
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EP20040026604
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Martin Dipl.-Ing. Univ. Heusser
Georg Dipl.-Ing. Neumair (Fh)
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Hawe Hydraulik SE
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Definitions

  • the invention relates to an electro-hydraulic control device specified in the preamble of claim 1 and according to claim 8, a method for switching off the control device.
  • the circulation circuit has an adjustable throttle in the pressure supply line and upstream of the throttle directly from the pressure supply line against spring force pressure-controlled discharge valve in a provided from the pressure supply line to a return drain line.
  • the two load-holding valves of the working lines are hydraulically releasable check valves, and the two main-way solenoid seat valves are designed as 3/2-way magnetic seat valves, each of which blocks a working line from the pressure source and connects to the return, or shut off to the return and connects to the pressure source.
  • the control line system is supplied with the control pressure from the respective higher working pressure leading working line to pressurize the circulation circuit.
  • the control pressure taken from the respective working pressure leading to the higher working pressure is used to unblock the load pressure in the load-bearing line closed by the pressure source, so that this working line is relieved to the return flow.
  • Such electro-hydraulic control devices are preferably used for portable working devices such as screwdrivers, riveting tools, building displacement devices and the like.
  • extremely high working pressures can be built up, for example up to about 800 bar, with a pressure source operating at maximum pressure with a relatively low flow rate.
  • poppet valves are absolutely necessary, which have leak-free shut-off positions.
  • the hydraulically releasable check valves which are used as load-holding valves, the effect occurs that after switching off the control device in at least one working line the working pressure is maintained. Due to the seat valves, this pressure remains for very long periods without noticeable waste. This is a significant operating hazard.
  • it is sometimes necessary to disconnect the working line with the control device disconnected which, however, can not be carried out at maintained working pressure or is dangerous for violent separation or pollutes the environment with the hydraulic fluid.
  • a known electro-hydraulic control device four 2/2-way proportional solenoid seat valves are provided in a bridge circuit between the two admission sides of the hydraulic motor and the pressure source or the tank. Between the pressure source and the return, a circulation circuit with two solenoid-operated 2/2-way valves is also provided.
  • a controller of the control device different operating modes are programmed, which can be controlled not only the speed-controlled retraction and extension of the hydraulic motor, but also a floating position, under load speed controlled retraction, a load-controlled under load extension, a tank make-up mode and include a tank and pump make-up mode. If, after the movement of the hydraulic motor controlled by the pressure source, the control device is switched off under pressure, then this increased pressure remains trapped in a working line.
  • JP 571 07 486 A known multi-way valve without load-holding valves is in the neutral position a Abströmweg in Steuerkammem and loose loose fit of valve elements to the tank open. Only one working line can be relieved of pressure in each case.
  • both chambers of a hydraulic consumer via electro-hydraulic proportional valves are secured, each of which consists of a 2/2-solenoid proportional pressure control valve and a 2/2-hydraulic proportional valve.
  • the load leak-free tight holding load-retaining valves are missing.
  • the invention has for its object to provide an electro-hydraulic control device of the type mentioned, whose operational hazard after switching off the Electro-hydraulic control device is reduced, and to provide a method for switching off the electro-hydraulic control device.
  • each load-holding valve is a 2/2-way magnetic seat valve which can be electrically switched to return flow
  • the working pressure in at least one working line need not be maintained permanently, but can be reduced to the return after a shutdown of the possibly high clogged working pressure by the switching magnet of a load-holding valve is briefly energized. This can be done routinely (via the associated control device) after each shutdown of the control device, or optionally in the event that a working pressure leading working line must be released after shutdown for some reason.
  • the optional pressure relief of a working line under working pressure is expedient to carry out comfortably when it is derived after switching off the control device from the pressure source pending pressure on the circulation circuit.
  • the circulation circuit is suitably operated by a load-dependent control pressure.
  • the control pressure can be tapped directly or indirectly from the respective working line or via the control line system from the pressure line.
  • the circulation circuit reliably enters the position for non-pressurized circulation, a magnetically confirmed control pressure relief seat valve is connected to the return line to the control line system for each working line.
  • the relief seat valve is closed and leak-tight, so that the control pressure is reliably maintained.
  • the control pressure collapses and the circulation circuit switches to the non-pressurized circulation position.
  • the 2/2-way magnetic seat valve for the respective one working line and the main-way magnetic seat valve of the other working line have a common switching magnet. If one working line is acted on, the other working line is automatically relieved to return.
  • a separate solenoid allows, however, to actuate the respective 2/2-way solenoid seat valve independently of the solenoid of the main-way solenoid seat valve, and to connect a pressurized working line to the return, by an optional actuation of the separate solenoid of the 2/2-way magnetic seat valve, whose working line is to be relieved.
  • each relief seat valve is mitbetätigt by the solenoid of the main-way magnetic seat valve.
  • each relief seat valve it would be possible to give each relief seat valve its own switching magnet, which, for special situations, is actuated separately from the solenoid of the main path magnetic seat valve.
  • the relief seat valve may additionally be assigned the task of tapping the control pressure from the respective working line or, alternatively, from the pressure line.
  • the relief seat valve is designed as a 3/2-way solenoid seat valve.
  • the relief poppet valve may be a simple 2/2-solenoid seated valve designed only to process the pilot pressure, i. relatively compact, is to train.
  • the circulation circuit may include a 2/2-way pressure compensator circulation valve, conveniently also in poppet design, between the pressure line and the return.
  • the seat valve design is suitable for high working pressures because of the leak-free shut-off position.
  • the pressure compensator circulation valve it may be appropriate to assign the pressure compensator circulation valve a two-way flow regulator, which operates between the pressure line and the control line system.
  • non-inventive electro-hydraulic control device H is used for example for directional control of a hydraulic load or hydraulic motor, which is connected to two working lines A, B (not shown).
  • a pressure line 1 is supplied, from which a further pressure line 2 to two main-way solenoid seat valves VA, VB branches off for each working line A, B.
  • the two main-way magnetic seat valves VA, VB 3/2-way magnetic seat valves each actuated by a solenoid MA, MB.
  • MB load lines A, B are shut off from the pressure line 2 and connected at the same time with return lines 3 and a return line 4 with a return R.
  • Leakage-free return valves 9 in the working lines A, B verhindem but a return flow.
  • a circulation circuit U is contained in a line loop 5, which contains a conventional 2/2-way switching or control valve with leak-free seat function in the shut-off, with the derived from the pressure line 1 control pressure in the opening direction and is acted upon by a control line system 7 acting control pressure and a control spring in the closing direction.
  • the control line system 7 is connected to the working lines A, B output of the main-way magnetic seat valves VA, VB.
  • the respective higher control pressure of a working line is brought via appropriately interconnected shuttle valves 8 to the closing side of the circulation circuit U.
  • the control line system 7 is connected via a bypass line 7 'to the return manifold 4, if the electro-hydraulic control device H is provided only for a hydraulic consumer. If, however, other similar or differently designed control devices connected to the pressure line 1 and the return manifold 4, then the control line system 7 shown can be connected via a connecting line 7 "to another shuttle valve 8 ', feeds the control pressure in the control line system, if the electro-hydraulic control device H. is not actuated or the control pressure in the shuttle valve 8 'is correspondingly high.
  • a line 11 branches off to a branch 12 of the return line 3.
  • a 2/2-solenoid seat valve is provided as a load-holding valve LB, which is held by a spring 16 in the leak-free shut-off position shown.
  • the 2/2-solenoid seat valve is solenoid operated, either via the solenoid MA of Hauptweg solenoid seat valve VA, or (indicated by dashed lines) via its own solenoid M, which can always be operated together with the solenoid MA.
  • the line 14 is also included as a load-holding valve LA a 2/2-solenoid seat valve, which is actuated by the solenoid MB of the main-way magnetic seat valve VB (or optionally has its own switching magnet M).
  • Fig. 1 the electro-hydraulic control device is switched off. If the pressure source P promotes the pressure medium is passed through the circulation circuit U in the return. If the hydraulic consumer to be acted upon via the working line A, at the same time the pressure medium is discharged via the working line B to the return, the solenoid MA is energized (function a) to change the main-way magnetic seat valve VA and the load-holding valve LB. Then, the pressure line 2 is connected to the working line A, and also the working pressure in the working line A is fed into the control line system 7. As a result, the circulation circuit U is brought into the shut-off position shown or held in this. The hydraulic consumer moves.
  • the load holding valves LB, LA are similar to the 2/2-solenoid seat valves of Fig. 1 , with the difference, in the shut-off position in both flow directions leak-tight shut off.
  • the line parts 11a and 14a each lead directly to the return manifold 4. From the line part 11a branches off at a branch 17, a line 18 to a relief solenoid seat valve EA for the control line system 7, which also comes with a coming from a branch 19 line 20 with control pressure from the Working line A can be supplied.
  • the relief solenoid seat valve EA in this embodiment is a 3/2-way magnetic seat valve operated by the solenoid MA, which also operates the load holding valve LB and the main-way solenoid seat valve VA.
  • the relief valve EA or the load-holding valve LB have their own switching magnet.
  • a conduit 22 branches off to a relief solenoid seat valve EB which is also formed as a 3/2-way magnetic seat valve and actuated by the solenoid MB of the other main-way solenoid seat valve VB.
  • a relief solenoid seat valve EB which is also formed as a 3/2-way magnetic seat valve and actuated by the solenoid MB of the other main-way solenoid seat valve VB.
  • the switching magnet MA is energized (function a), which converts the valves VA, LB and EA substantially simultaneously into their other switching positions.
  • the pressure line 2 is then connected to the working line A, while the working line B is connected via the line 11 and the conduit part 11 a to the return manifold 4.
  • the control device H is turned off, then initially the working pressure in the working line A is maintained, because the lines 20 and 14 are shut off leak-free, as well as the working line A itself.
  • the embodiment of the electro-hydraulic control device H in Fig. 3 is different from that of Fig. 2 in that the control pressure for the control line system 7 is tapped directly from the pressure line 2. For this purpose lead from a branch 25 of the pressure line 2 lines 26 to the relief solenoid seat valves EA and EB.
  • the other function corresponds to that of Fig. 2 ,
  • the embodiment of the Fig. 4 is different from those of Fig. 2 and 3 by another way of tapping the control pressure for the control line system 7. And although the control pressure is tapped directly at a branch 27 from the pressure line 1 here.
  • the relief solenoid seat valves EA and EB are simple 2/2-way solenoid seat valves in the control line system 7, which also need to be designed only to the control pressure medium quantity, and leak-tight shut off only in the flow direction to the return R.
  • the two relief magnetic seat valves EA and EB are arranged in series in the control line system 7. The function largely corresponds to that for the Fig. 2 and 3 explained function.
  • the solenoid MB is briefly energized; however, to reduce the working pressure in the working line B briefly the solenoid MA.
  • Fig. 5 largely corresponds to that of Fig. 4 , The only difference is that in the control line system 7, the control pressure is tapped directly from the branch 27 in the pressure line 1, a two-way flow regulator Z is provided as part of the circulation circuit U, which doses the amount of the control pressure medium in the control line system 7 finely.
  • the two-way flow regulator operates on the principle of a pressure compensator, the upstream of pilot pressures and downstream of a Throttle and a control spring is actuated.
  • the other function corresponds to the in Fig. 4 explained.
  • the non-inventive embodiment in Fig. 6 corresponds largely to the embodiments of Fig. 4 and 5 , Different is the circulation circuit U, which is operated here without control line system with a working line 29, which leads from a branch 28 in the pressure line 1 via the series arranged in relief solenoid seat valves EA, EB to the return R.
  • the relief magnetic seat valves EA, EB are designed so that they can process the entire working flow from the pressure source in the non-pressurized circulation.
  • the further function corresponds to that to the Fig. 4 and 5 described.
  • To reduce the working pressure from the working line A it is sufficient to briefly energize the switching magnet MB after switching off (function b); however, to reduce the working pressure in the working line B, a short-term actuation of the solenoid MA (function a).

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie gemäß Anspruch 8 ein Verfahren zum Abschalten der Steuervorrichtung.
  • Bei der gattungsgemäßen, aus DE 195 00 748 A bekannten, elektrohydraulischen Steuervorrichtung weist die Umlaufschaltung eine einstellbare Drossel in der Druckversorgungsleitung und stromauf der Drossel ein direkt aus der Druckversorgungsleitung gegen Federkraft druckvorgesteuertes Ablassventil in einer von der Druckversorgungsleitung zu einem Rücklauf vorgesehenen Ablassleitung auf.
  • Bei der aus EP 0 965 763 A bekannten elektrohydraulischen Steuervorrichtung sind die beiden Lasthalteventile der Arbeitsleitungen hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile, und sind die beiden Hauptwege-Magnetsitzventile als 3/2-Wege-Magnetsitzventile ausgebildet, deren jedes eine Arbeitsleitung entweder von der Druckquelle absperrt und mit dem Rücklauf verbindet, oder zum Rücklauf absperrt und mit der Druckquelle verbindet. Das Steuerleitungssystem wird mit dem Steuerdruck aus der jeweils höheren Arbeitsdruck führenden Arbeitsleitung versorgt, um die Umlaufschaltung zu beaufschlagen. Gleichzeitig wird der aus der jeweils den höheren Arbeitsdruck führenden Arbeitsleitung abgegriffene Steuerdruck dazu eingesetzt, das den Lastdruck in der von der Druckquelle abgesperrten Arbeitsleitung haltende Lasthalteventil zu entsperren, so dass diese Arbeitsleitung zum Rücklauf entlastet wird. Solche elektrohydraulische Steuervorrichtungen werden bevorzugt für transportable Arbeitsvorrichtungen wie beispielsweise Schrauber, Nietgeräte, Gebäudeversetzvorrichtungen und dgl. verwendet. In diesen Vorrichtungen können außerordentlich hohe Arbeitsdrücke aufgebaut werden, beispielsweise bis zu etwa 800 bar, und zwar mit einer Druckquelle, die für den Höchstdruck mit relativ kleiner Fördermenge arbeitet. Aufgrund der hohen Arbeitsdrücke und der kleinen Fördermenge sind Sitzventile unbedingt erforderlich, die leckagefreie Absperrstellungen haben. Mit den hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventilen, die als Lasthalteventile benutzt werden, tritt der Effekt ein, dass nach Abschalten der Steuervorrichtung in zumindest einer Arbeitsleitung der Arbeitsdruck aufrechtgehalten wird. Aufgrund der Sitzventile bleibt dieser Druck über sehr lange Zeiten ohne spürbaren Abfall bestehen. Dies stellt eine erhebliche Betriebsgefahr dar. Außerdem ist es manchmal erforderlich, bei abgeschalteter Steuervorrichtung eine Verbindung der Arbeitsleitung zu lösen, was sich jedoch bei aufrechtgehaltenem Arbeitsdruck nicht durchführen lässt bzw. bei gewaltsamer Trennung gefährlich ist bzw. die Umwelt mit dem Hydraulikmedium verschmutzt.
  • Bei einer aus US 2002/0162327 A bekannten elektrohydraulischen Steuervorrichtung sind zwischen den beiden Beaufschlagungsseiten des Hydromotors und der Druckquelle bzw. den Tank vier 2/2-Wege-Proportionalmagnet-Sitzventile in einer Brückenschaltung vorgesehen. Zwischen der Druckquelle und dem Rücklauf ist ferner eine Umlaufschaltung mit zwei magnetbetätigten 2/2-Wege-Ventile vorgesehen. Mittels eines Controllers der Steuervorrichtung sind unterschiedliche Betriebsmodi programmiert, die nicht nur das geschwindigkeitsgeregelte Ein- und Ausfahren des Hydromotors steuern lassen, sondern auch eine Schwimmstellung, ein unter last geschwindigkeitsgeregeltes Einfahren, ein unter Last geschwindigkeitsgeregeltes Ausfahren, einen Tank-Make-up-Modus und einen Tank- und Pumpen-Make-up-Modus umfassen. Wird nach dem mittels der Druckquelle gesteuerten Bewegen des Hydromotors unter Druck die Steuervorrichtung abgeschaltet, dann bleibt dieser erhöhte Druck in einer Arbeitsleitung eingesperrt.
  • Bei einem aus JP 571 07 486 A bekannten Mehrwegeventil ohne Lasthalteventile ist in der Neutralstellung ein Abströmweg in Steuerkammem und über lose Gleitpassungen von Ventilelementen zum Tank offen. Es lässt sich jeweils nur eine Arbeitsleitung druckentlasten.
  • In einer aus EP 1338802 A bekannten Steuervorrichtung sind beide Kammern eines Hydraulikverbrauchers über elektrohydraulische Proportionalventile abgesichert, deren jedes aus einem 2/2-Magnet-Proportionaldruckregelventil und einem 2/2-Hydraulik-Proportionalventil besteht. Die Last leckagefrei dicht haltende Lasthalteventile fehlen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Betriebsgefahr nach dem Abschalten der elektrohydraulischen Steuervorrichtung verringert ist, sowie ein Verfahren zum Abschalten der elektrohydraulischen Steuervorrichtung anzugeben.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs 8 gelöst.
  • Da jedes Lasthalteventil ein wahlweise für sich elektrisch auf Durchgang zum Rücklauf schaltbares 2/2-Wege-Magnetsitzventil ist, braucht der Arbeitsdruck in zumindest einer Arbeitsleitung nicht auf Dauer aufrechtgehalten zu werden, sondern kann nach einer Abschaltung der gegebenenfalls hohe eingesperrte Arbeitsdruck zum Rücklauf abgebaut werden, indem der Schaltmagnet eines Lasthalteventils kurzzeitig erregt wird. Dies kann routinemäßig (über die zugeordnete Steuervorrichtung) nach jedem Abschalten der Steuervorrichtung erfolgen, oder wahlweise für den Fall, dass eine Arbeitsdruck führende Arbeitsleitung nach dem Abschalten aus irgendwelchen Gründen gelöst werden muss. Die wahlweise Druckentlastung einer unter Arbeitsdruck stehenden Arbeitsleitung ist zweckmäßig dann komfortabel auszuführen, wenn nach Abschalten der Steuervorrichtung von der Druckquelle anstehender Druck über die Umlaufschaltung abgeleitet wird. Dann steht an den Hauptwege-Sitzventilen kein nennenswerter Druck mehr an, wenn zum Entlasten einer Arbeitsleitung mit einem kurzen Schaltimpuls das jeweilige 2/2-Wege-Magnetsitzventil auf Durchgang zum Rücklauf geschaltet wird. Die Umlaufschaltung wird zweckmäßig durch einen lastabhängigen Steuerdruck betätigt. Der Steuerdruck kann direkt oder indirekt aus der jeweiligen Arbeitsleitung oder über das Steuerleitungssystem von der Druckleitung abgegriffen werden. Damit die Umlaufschaltung zuverlässig in die Stellung für drucklosen Umlauf gelangt, ist an das Steuerleitungssystem für jede Arbeitsleitung ein magnetbestätigtes Steuerdruck-Entlastungssitzventil zum Rücklauf angeschlossen. Im Normalbetrieb ist das Entlastungs-Sitzventil geschlossen und leckagefrei dicht, so dass der Steuerdruck zuverlässig gehalten wird. Wird das Entlastungs-Sitzventil aufgesteuert, bricht der Steuerdruck zusammen und geht die Umlaufschaltung in die Stellung für drucklosen Umlauf.
  • Zur baulichen und steuerungstechnischen Vereinfachung ist es zweckmäßig, wenn das 2/2-Wege-Magnetsitzventil für die jeweils eine Arbeitsleitung und das Hauptwege-Magnetsitzventil der anderen Arbeitsleitung einen gemeinsamen Schaltmagneten aufweisen. Wird die eine Arbeitsleitung beaufschlagt, ist automatisch die andere Arbeitsleitung zum Rücklauf entlastet. Ein separater Schaltmagnet ermöglicht es hingegen, das jeweilige 2/2-Wege-Magnetsitzventil auch unabhängig von dem Schaltmagneten des Hauptwege-Magnetsitzventils zu betätigen, und eine unter Druck stehende Arbeitsleitung mit dem Rücklauf zu verbinden, und zwar durch eine wahlweise Betätigung des separaten Schaltmagneten des 2/2-Wege-Magnetsitzventils, dessen Arbeitsleitung zu entlasten ist.
  • Zweckmäßig wird auch jedes Entlastungs-Sitzventil von dem Schaltmagneten des Hauptwege-Magnetsitzventils mitbetätigt. Alternativ wäre es allerdings möglich, jedem Entlastungs-Sitzventil einen eigenen Schaltmagnet zu geben, der, für spezielle Situationen, getrennt vom Schaltmagneten des Hauptwege-Magnetsitzventils betätigbar ist.
  • Dem Entlastungs-Sitzventil kann zusätzlich die Aufgabe des Abgriffes des Steuerdrucks aus der jeweiligen Arbeitsleitung oder, alternativ, aus der Druckleitung zugewiesen sein. Für diesen Fall wird das Entlastungs-Sitzventil als 3/2-Wege-Magnetsitzventil ausgebildet.
  • Für den Fall, dass der Steuerdruck direkt aus der Druckleitung abgegriffen wird, kann das Entlastungs-Sitzventil hingegen ein einfaches 2/2-Magnetsitzventil sein, das nur zum Verarbeiten der Steuerdruckmenge, d.h. relativ kompakt, auszubilden ist.
  • Wie dies in solchen Vorrichtungen zweckmäßig sein kann, kann die Umlaufschaltung ein 2/2-Wege-Druckwaagen-Umlaufventil, zweckmäßigerweise ebenfalls in Sitzventilbauweise, zwischen der Druckleitung und dem Rücklauf enthalten. Die Sitzventilbauweise ist für hohe Arbeitsdrücke wegen der leckagefreien Absperrstellung zweckmäßig. Um die Menge des Steuerdruckmittels im Steuerleitungssystem exakt einstellen zu können, kann es zweckmäßig sein, dem Druckwaage-Umlaufventil einen Zweiwege-Stromregler zuzuordnen, der zwischen der Druckleitung und dem Steuerleitungssystem arbeitet.
  • Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung zur Richtungssteuerung eines Hydroverbrauchers, wobei gestrichelt eine Ausführungsform angedeutet ist, bei der aus einer Druckquelle mehrere solcher elektrohydraulischer Steuervorrichtungen versorgt werden,
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    • Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    • Fig. 4 ein Blockschaltbild einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    • Fig. 5 ein Blockschaltbild einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
    • Fig. 6 ein Blockschaltbild einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform der elektrohydraulischen Steuervorrichtung.
  • Eine in Fig. 1 gezeigte, nicht erfindungsgemäßen elektrohydraulische Steuervorrichtung H dient beispielsweise zur Richtungssteuerung eines hydraulischen Verbrauchers oder Hydromotors, der an zwei Arbeitsleitungen A, B angeschlossen ist (nicht gezeigt).
  • Aus einer Druckquelle P wird eine Druckleitung 1 versorgt, von der eine weitere Druckleitung 2 zu zwei Hauptwege-Magnetsitzventilen VA, VB für jeweils eine Arbeitsleitung A, B abzweigt. In der Ausführungsform in Fig. 1 sind die beiden Hauptwege-Magnetsitzventile VA, VB 3/2-Wege-Magnetsitzventile, die jeweils durch einen Schaltmagneten MA, MB betätigt werden. Bei nicht erregten Schaltmagneten MA, MB sind die Verbraucherleitungen A, B von der Druckleitung 2 abgesperrt und gleichzeitig mit Rücklaufleitungen 3 und einer Rücklaufleitung 4 mit einem Rücklauf R verbunden.
  • Leckagefreie Rücklaufventile 9 in den Arbeitsleitungen A, B verhindem jedoch einen Rückstrom.
  • Zwischen der Druckleitung 1 und der Rücklaufsammelleitung 4 ist eine Umlaufschaltung U in einer Leitungsschleife 5 enthalten, die ein konventionelles 2/2-Wege-Schalt-oder Regelventil mit leckagefreier Sitzfunktion in der Absperrstellung enthält, das mit aus der Druckleitung 1 abgeleitetem Steuerdruck in Öffnungsrichtung und mit aus einem Steuerleitungssystem 7 wirkendem Steuerdruck und einer Regelfeder in Schließrichtung beaufschlagt ist.
  • Das Steuerleitungssystem 7 ist an die Arbeitsleitungen A, B ausgangs der Hauptwege-Magnetsitzventile VA, VB angeschlossen. Der jeweils höhere Steuerdruck einer Arbeitsleitung wird über entsprechend verschaltete Wechselventile 8 zur Schließseite der Umlaufschaltung U gebracht.
  • Das Steuerleitungssystem 7 ist über eine Bypassleitung 7' an die Rücklaufsammelleitung 4 angeschlossen, falls die elektrohydraulische Steuervorrichtung H nur für einen Hydroverbraucher vorgesehen ist. Sind hingegen weitere gleichartige oder anders ausgebildete Steuervorrichtungen an die Druckleitung 1 und die Rücklaufsammelleitung 4 angeschlossen, dann kann das gezeigte Steuerleitungssystem 7 über eine Verbindungsleitung 7" an ein weiteres Wechselventil 8' angeschlossen sein, das Steuerdruck in das Steuerleitungssystem einspeist, falls die elektrohydraulische Steuervorrichtung H nicht betätigt wird oder der Steuerdruck im Wechselventil 8' entsprechend hoch ist.
  • An einer Abzweigung 10 der Arbeitsleitung B zweigt eine Leitung 11 zu einer Abzweigung 12 der Rücklaufleitung 3 ab. In der Leitung 11 ist als Lasthalteventil LB ein 2/2-Magnetsitzventil vorgesehen, das durch eine Feder 16 in der gezeigten leckagefreien Absperrstellung gehalten wird. Das 2/2-Magnetsitzventil ist magnetbetätigt, und zwar entweder über den Schaltmagneten MA des Hauptwege-Magnetsitzventils VA, oder (gestrichelt angedeutet) über einen eigenen Schaltmagneten M, der stets zusammen mit dem Schaltmagneten MA betätigt werden kann.
  • Analog zweigt für die Arbeitsleitung A von einer Abzweigung 13 eine Leitung 14 zu einem Anschluss 15 in der Rücklaufleitung 3 ab. In der Leitung 14 ist ebenfalls als Lasthalteventil LA ein 2/2-Magnetsitzventil enthalten, das vom Schaltmagneten MB des Hauptwege-Magnetsitzventils VB betätigt wird (oder gegebenenfalls einen eigenen Schaltmagneten M aufweist).
    • Funktion:
  • In Fig. 1 ist die elektrohydraulische Steuervorrichtung abgeschaltet. Falls die Druckquelle P fördert, wird das Druckmittel über die Umlaufschaltung U in den Rücklauf geleitet. Soll der Hydroverbraucher über die Arbeitsleitung A beaufschlagt werden, wobei gleichzeitig das Druckmittel über die Arbeitsleitung B zum Rücklauf ausgeschoben wird, wird der Schaltmagnet MA erregt (Funktion a), um das Hauptwege-Magnetsitzventil VA und das Lasthalteventil LB umzustellen. Daraufhin ist die Druckleitung 2 mit der Arbeitsleitung A verbunden, und wird auch der Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung A in das Steuerleitungssystem 7 eingespeist. Dadurch wird die Umlaufschaltung U in die gezeigte Absperrstellung gebracht oder in dieser gehalten. Der Hydroverbraucher bewegt sich. Da das Lasthalteventil LB in seiner Durchgangsstellung ist, wird das Hydraulikmedium aus der Arbeitsleitung B über die Leitung 11 in die Rücklaufleitung 3 ausgeschoben. Wird der Schaltmagnet MA wieder entregt, dann ergibt sich wieder die in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung. Allerdings ist dann in der Arbeitsleitung A der Arbeitdruck bis zum Rückschlagventil 9 und zum Lasthalteventil LA eingesperrt. Die Umlaufschaltung U verbindet die Druckleitung 1 mit dem Rücklauf, so dass die Druckleitung 2 im wesentlichen drucklos ist. Um den Arbeitsdruck aus der Arbeitsleitung A abzubauen, genügt es dann, den Schaltmagneten MB kurzzeitig zu erregen und wieder zu entregen, damit das Lasthalteventil LA kurzzeitig auf Durchgang schaltet und den Arbeitsdruck über die Leitung 14 in die Rücklaufleitung 3 abbaut. Dann sind beide Arbeitsleitungen A, B im Wesentlichen drucklos.
  • Ist der Hydroverbraucher in der anderen Bewegungsrichtung zu bewegen, dann wird der Schaltmagnet MB erregt (Funktion b), wodurch der Betrieb wie erläutert abläuft, jedoch mit anderen Strömungsrichtungen, und mit einem Steuerdruck im Steuerleitungssystem 7, der über das andere Wechselventil und das umschaltende Wechselventil 8 in der Umlaufschaltung U wirksam ist.
  • Bei der elektrohydraulischen Steuervorrichtung A in Fig. 2 sind die beiden Hauptwege-Magnetsitzventile VA, VB 2/2-Wege-Magnetsitzventile zwischen der Druckleitung 2 und den Arbeitsleitungen A, B. Die Lasthalteventile LB, LA sind ähnlich den 2/2-Magnetsitzventilen von Fig. 1, mit dem Unterschied, in der Absperrstellung in beiden Strömungsrichtungen leckagedicht abzusperren. Die Leitungsteile 11a und 14a führen jeweils direkt zur Rücklaufsammelleitung 4. Vom Leitungsteil 11a zweigt an einer Abzweigung 17 eine Leitung 18 zu einem Entlastungs-Magnetsitzventil EA für das Steuerleitungssystem 7 ab, das über eine von einer Abzweigung 19 kommende Leitung 20 auch mit Steuerdruck aus der Arbeitsleitung A versorgbar ist. Das Entlastungs-Magnetsitzventil EA ist bei dieser Ausführungsform ein 3/2-Wege-Magnetsitzventil, das vom Schaltmagneten MA betätigt wird, der auch das Lasthalteventil LB und das Hauptwege-Magnetsitzventil VA betätigt. Altemativ (nicht gezeigt) könnte das Entlastungsventil EA (bzw. auch das Lasthalteventil LB) einen eigenen Schaltmagneten haben.
  • Ähnlich zweigt an einer Abzweigung 21 vom Leitungsteil 14a eine Leitung 22 zu einem Entlastungs-Magnetsitzventil EB ab, das ebenfalls als 3/2-Wege-Magnetsitzventil ausgebildet und vom Schaltmagneten MB des anderen Hauptwege-Magnetsitzventils VB betätigbar ist. Zum Abgreifen des Steuerdrucks für das Steuerleitungssystem 7 über das Entlastungs-Magnetsitzventil EB ist eine an einer Abzweigung 23 der Arbeitsleitung B abzweigende Leitung 24 angeschlossen, entsprechend der Leitung 20.
    • Funktion:
  • Ist der Hydroverbraucher über die Arbeitsleitung A zu steuem, wird der Schaltmagnet MA erregt (Funktion a), der die Ventile VA, LB und EA im Wesentlichen gleichzeitig in ihre anderen Schaltstellungen umstellt. Die Druckleitung 2 ist dann mit der Arbeitsleitung A verbunden, während die Arbeitsleitung B über die Leitung 11 und den Leitungsteil 11a mit der Rücklaufsammelleitung 4 verbunden ist. Das Steuerleitungssystem 7, das zuvor über die Leitung 18 zum Rücklauf R entlastet war, führt nun den Steuerdruck aus der Arbeitsleitung A und der Leitung 20. Wird die Steuervorrichtung H abgeschaltet, dann bleibt zunächst der Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung A aufrechtgehalten, weil die Leitungen 20 und 14 leckagefrei abgesperrt sind, wie auch die Arbeitsleitung A selbst. Um den Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung A abzubauen, genügt es, den Schaltmagneten MB für kurze Zeit zu erregen (Funktion b), um den Arbeitsdruck über die Leitung 14 und das Lasthalteventil LA und den Leitungsteil 14a in die Rücklaufsammelleitung 4 abzubauen.
  • Die Ausführungsform der elektrohydraulischen Steuervorrichtung H in Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 2 dadurch, dass der Steuerdruck für das Steuerleitungssystem 7 direkt aus der Druckleitung 2 abgegriffen wird. Zu diesem Zweck führen von einer Abzweigung 25 der Druckleitung 2 Leitungen 26 zu den Entlastungs-Magnetsitzventilen EA und EB. Die weitere Funktion entspricht der von Fig. 2.
  • Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von denen der Fig. 2 und 3 durch eine andere Art des Abgreifens des Steuerdrucks für das Steuerleitungssystem 7. Und zwar wird hier der Steuerdruck direkt an einer Abzweigung 27 aus der Druckleitung 1 abgegriffen. Die Entlastungs-Magnetsitzventile EA und EB sind einfache 2/2-Wege-Magnetsitzventile im Steuerleitungssystem 7, die auch nur auf die Steuerdruckmittelmenge ausgelegt zu werden brauchen, und nur in Strömungsrichtung zum Rücklauf R leckagefrei dicht absperren. Die beiden Entlastungs-Magnetsitzventile EA und EB sind in Reihe im Steuerleitungssystem 7 angeordnet. Die Funktion entspricht weitgehend der für die Fig. 2 und 3 erläuterten Funktion. Um den Arbeitsdruck aus der Arbeitsleitung A nach Abschalten der Steuervorrichtung abzubauen, wird der Schaltmagnet MB kurzzeitig erregt; hingegen zum Abbauen des Arbeitsdrucks in der Arbeitsleitung B kurzzeitig der Schaltmagnet MA.
  • Die Ausführungsform in Fig. 5 entspricht weitgehend der von Fig. 4. Unterschiedlich ist nur, dass in dem Steuerleitungssystem 7, dessen Steuerdruck direkt von der Abzweigung 27 in der Druckleitung 1 abgegriffen wird, als Teil der Umlaufschaltung U ein Zweiwege-Stromregler Z vorgesehen ist, der die Menge des Steuerdruckmittels im Steuerleitungssystem 7 fein dosiert. Der Zweiwege-Stromregler arbeitet nach dem Prinzip einer Druckwaage, die von Vorsteuerdrücken stromauf und stromab einer Drossel und einer Regelfeder betätigt wird. Die weitere Funktion entspricht der in Fig. 4 erläuterten.
  • Die nicht erfindungsgemäße Ausführungsform in Fig. 6 entspricht weitgehend den Ausführungsformen der Fig. 4 und 5. Unterschiedlich ist die Umlaufschaltung U, die hier ohne Steuerleitungssystem mit einer Arbeitsleitung 29 betrieben wird, die von einer Abzweigung 28 in der Druckleitung 1 über die in Reihe angeordneten Entlastungs-Magnetsitzventile EA, EB zum Rücklauf R führt. Bei dieser Ausführungsform werden die Entlastungs-Magnetsitzventile EA, EB so ausgelegt, dass sie beim drucklosen Umlauf den gesamten Arbeitsstrom von der Druckquelle verarbeiten können. Die weitere Funktion entspricht der zu den Fig. 4 und 5 geschilderten. Um den Arbeitsdruck aus der Arbeitsleitung A abzubauen, genügt es, den Schaltmagneten MB nach Abschalten kurzzeitig zu erregen (Funktion b); hingegen zum Abbauen des Arbeitsdrucks in der Arbeitsleitung B eine kurzzeitige Betätigung des Schaltmagneten MA (Funktion a).

Claims (8)

  1. Elektrohydraulische Steuervorrichtung (H) zur Richtungssteuerung wenigstens eines Hydromotors, insbesondere für Arbeitsdrücke bis oberhalb ca. 450 bar in einer tragbaren Arbeitsvorrichtung, mit zwei Arbeitsleitungen (A, B), zwei Hauptwege-Magnetsitzventilen (VA, VB) und einer Druckquelle (P), wobei die Arbeitsleitungen (A, B) wahlweise abwechselnd über je eines der Hauptwege-Magnet-Sitzventile (VA, VB) mit der Druckquelle (P) verbindbar oder von der Druckquelle (P) absperrbar sind, mit je einem als 2/2-Wege-Magnetsitzventil ausgebildeten Lasthalteventil (LA, LB) pro Arbeitsleitung (A, B), das in der die Druckquelle (P) mit der jeweils anderen Arbeitsleitung verbindenden Schaltstellung des Hauptwege-Magnet-Sitzventils (VA, VB) aus einer Lasthaltestellung für die jeweils eine Arbeitsleitung zum Ausschieben von Druckmittel aus dem Hydromotor mittels je eines elektrisch erregten Schaltmagneten (MA, MB, M) auf Durchgang zu einem Rücklauf (R) schaltbar ist, und mit einer bei von der Druckquelle (P) abgesperrten Arbeitsleitungen (A, B) zwischen der Druckquelle (P) und dem Rücklauf (R) wirksamen Umlaufschaltung (U), dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufschaltung (U) durch wahlweise von einer Arbeitsleitung (A, B) oder von einer mit der Druckquelle (P) verbundenen Druckleitung (1, 2) direkt oder indirekt über ein zur elektrohydraulischen Steuervorrichtung (H) gehörendes Steuerleitungssystem (7) abgegriffenen Steuerdruck beaufschlagbar ist, und dass an das Steuerleitungssystem (7) für jede Arbeitsleitung (A, B) ein zur elektrohydraulischen Steuervorrichtung (H) gehörendes magnetbetätigtes Steuerdruck-Entlastungs-Sitzventil (EA, EB) zum Rücklauf (R) angeschlossen ist.
  2. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasthalte-2/2-Wege-Magnetsitzventil für die jeweils eine Arbeitsleitung (A oder B) und das Hauptwege-Magnet-Sitzventil (VA, VB) für die jeweils andere Arbeitsleitung (B oder A) durch einen gemeinsamen Schaltmagneten (MA, MB) betätigt werden.
  3. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerdruck-Entlastungs-Sitzventil (EA, EB) entweder mit einem eigenen, zusammen mit dem Schaltmagneten (MA, MB) des Hauptwege-Magnet-Sitzventils (VA, VB) dieser Arbeitsleitung (A oder B) betätigbaren Schaltmagneten (M) oder durch den Schaltmagneten (MA, MB) des Hauptwege-Magnet-Sitzventils (VA, VB) auf Durchgang schaltbar ist.
  4. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungs-Sitzventil (EA, EB) bei indirektem Abgreifen des Steuerdrucks aus der Arbeitsleitung (A, B) oder aus der Druckleitung (1, 2) ein 3/2-Wege-Magnetsitzventil ist.
  5. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungs-Sitzventil (EA, EB) bei direktem Abgreifen des Steuerdrucks aus der Druckleitung (1, 2) ein 2/2-Wege-Magnetsitzventil ist.
  6. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufschaltung (U) ein 2/2-Wege-Druckwaagen-Umlaufventil zwischen der Druckleitung (1) und dem Rücklauf (R) enthält und dass im Steuerleitungssystem (7) bei direktem Abgreifen des Steuerdrucks aus der Druckleitung (1) ein dem 2/2-Wege-Druckwaagen-Umlaufventil zugeordneter Zweiwege-Stromregler (Z) vorgesehen ist.
  7. Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umlaufschaltung (U) die beiden jeweils auf den vollen Arbeitsstrom ausgelegten Entlastungs-Sitzventile (EA, EB) in einem Arbeitsstromweg (29) von der Druckleitung (1) zum Rücklauf (R) in Serie geschaltet sind.
  8. Verfahren zum Abschalten der elektrohydraulischen Steuervorrichtung (H) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbauen des Arbeitsdrucks aus einer nach dem Abschalten unter Arbeitsdruck stehenden Arbeitsleitung (A oder B) nach dem Abschalten der Steuervorrichtung (H) der Schaltmagnet (MA, MB, M) des Lasthalteventils (LA, LB) kurzzeitig erregt wird, das der nach dem Abschalten unter Arbeitsdruck stehendenen Arbeitsleitung (A oder B) zugeordnet ist.
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