EP1635072B1

EP1635072B1 - Elektrohydraulische Steuervorrichtung

Info

Publication number: EP1635072B1
Application number: EP20050012251
Authority: EP
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Heusser; Martin Ascherl
Original assignee: Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: DE202004014030U1; DE502005002807D1; EP1635072A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei der aus EP 607 108 A , Fig. 7, bekannten Steuervorrichtung mit zwei Hydroverbrauchem ist für jeden Hydroverbraucher eine Zweiwege-Druckwaage so geschaltet, dass kein Hydroverbraucher Priorität gegenüber dem anderen hat, sondern der jeweilige Hydroverbraucher mit höherem Lastdruck Priorität gegenüber dem anderen gewinnt. Dies kann zu einer zu hohen hydraulischen Last führen, die bei einem elektrischen Hubstapler die Batteriekapazität überfordert, so dass gegebenenfalls ein Hydroverbraucher nicht korrekt versorgt wird, auf dessen Funktion es besonders ankommt.
Bei der aus EP 462 590 A , Fig. 1, bekannten Steuervorrichtung für zwei Hydroverbraucher ist jeden Hydroverbraucher eine eigene Zweiwege-Druckwaage zugeordnet, so dass eine korrekte Versorgung eines Hydroverbrauchers, auf dessen Funktion es gegebenenfalls ankommt, sichergestellt werden kann.
Bei der aus DE 298 02 498 U1 bekannten Steuervorrichtung ist in der Eingangssektion, die gleichzeitig einen Prioritäts-Verbraucher steuert, eine Dreiwege-Vorspann-Druckwaage vorgesehen. Die Umlauf-Zweiwege-Druckwaage ist in einen Dreiwege-Stromregler integriert, der der Vorspann-Dreiwege-Druckwaage nachgeordnet ist. Die Dreiwege-Vorspann-Druckwaage ist baulich aufwendig und teuer. Dies ist insofern von Nachteil, als solche Eingangssektionen für viele Einsatzfälle, beispielsweise an Hubstaplern, verwendet und mit verschiedenartigen Verbrauchersteuerungen kombiniert und deshalb in beträchtlichen Stückzahlen eingesetzt werden.
Bei der aus DE 41 40 408 A1 bekannten Steuervorrichtung sind entweder für die Funktionen Heben und Senken zwei getrennte 2/2-Proportional-Druckregelventile vorgesehen, wobei der drucklose Umlauf über eine zu weiteren Hydroverbrauchem führende Versorgungsleitung gesteuert wird, oder ist für jeden Hydroverbraucher eine hydraulische Gleichrichterschaltung mit vier Rückschlagventilen und einem einzigen, für die Funktionen Heben und Senken verantwortlichen 2/2-Wege-Proportional-Druckregelventil vorgesehen. Das Lastkompensationssystem arbeitet mit elektrischen Druckaufnehmern, die an eine übergeordnete elektronische Steuervorrichtung angeschlossen sind, aus der das 2/2-Wege-Proportional-Regelventil entsprechend zur Lastkompensation angesteuert wird. Beim Senken wird ein in der Tankleitung angeordnetes Proportional-Druckventil elektrisch geöffnet, das jedoch funktionsbedingt erheblichen Staudruck erzeugt, der beim Senken des lastfreien Hydroverbrauchers die Geschwindigkeit vermindert. Bei einer Ausführungsform ist eine umsteuerbare Pumpe vorgesehen, die beim Senken einen Generator antreibt, um Strom zu erzeugen. Die umgesteuerte Pumpe öffnet das abströmseitige Rückschlagventil der Gleichrichterschaltung.
Bei einer aus EP 546 300 A1 bekannten elektrohydraulischen Steuervorrichtung ist bei einer Ausführungsform eine hydraulische Gleichrichterschaltung mit nur einem 2/2-Wege-Proportional-Regelventil für die Funktionen Heben und Senken vorgesehen. In der Tankleitung ist ein zum Senken aufsteuerbares Proportionaldruckregelventil angeordnet, das funktionsbedingt Staudruck aufbaut, der bei lastfrei abzusenkendem Hydroverbraucher Probleme bereitet.
Die aus DE 202 08 577 V, Fig. 3, bekannte Steuervorrichtung für mehrere Hydroverbraucher enthält eine einzige Zweiwege-Druckwaage, die abwechselnd den drucklosen Umlauf steuert oder den Pumpenförderstrom unter den Hydroverbrauchem aufteilt.
Die DE 103 08 289 A mit älterem Zeitrang zeigt in einer Eingangssektion einer Steuervorrichtung eine einzige Zweiwege-Druckwaage, die abwechselnd entweder den drucklosen Umlauf des Pumpenförderstroms steuert oder den Versorgungs-Druck in einer allen parallel geschalteten, gleichrangigen Hydroverbrauchem gemeinsamen Versorgungsleitung einstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine baulich einfache, kostengünstige und universell kombinierbare Eingangssektion auszeichnet.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Parallel- oder Hintereinanderschaltung der Druckwaagen in der Eingangssektion werden mit nur zwei Zweiwege-Druckwaagen sowohl die Förderstrom-Aufteilfunktion als auch die Funktion des drucklosen Umlaufs für eine Vielfalt wahlweise an die Eingangssektion anbaubarer Verbraucher-Steuervorrichtungen ohne aufwendige Dreiwege-Druckwaage erzielt. Ferner ermöglicht die Vorspann-Zweiwege-Druckwaage in der Eingangssektion die bevorrechtigte Versorgung eines Prioritäts-Hydroverbrauchers ohne Dreiwege-Druckwaage. Die Prioritäts-Funktion kann für elektrische Hubstapler wichtig sein, bei denen eine zu hohe hydraulische Last die Batteriekapazität überfordern kann und dennoch die korrekte Versorgung des Prioritäts-Verbrauchers gewährleistet sein muss.
In Abkehr von dem Prinzip, in der Eingangssektion gleich einen Teil der Steuervorrichtung für einen Verbraucher vorzusehen, ist es zweckmäßig, die Eingangssektion als mit einer Vielfalt von Anschlüssen ausgebildeten Blockmodul zu gestalten, der eine individuelle Bestückung mit Ventilkomponenten für unterschiedliche Einsatzfälle und den Anschluss verschiedenartiger Verbraucher-Steuervorrichtungen zulässt. Die Eingangssektion ist ein zum Aufbauen verschiedenartiger Steuervorrichtungen einsetzbarer und kostengünstiger Baustein, der die Grundfunktionen des drucklosen Umlaufes und der Förderstrom-Aufteilung bereitstellt, und auch die baulichen Voraussetzungen eines hydraulischen Lastkompensationssystems bietet.
Hierbei kann der Modulblock entweder einstückig oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein. Vorzugsweise sind mehrere gleichartige Anschlussbilder für ebenfalls als Module ausgebildete, weitere Steuervorrichtungssektionen vorgesehen.
Zweckmäßig hat der Blockmodul zumindest zwei identische Anschlussbilder der Versorgungs-, Lastdruck- und Tankleitungs-Anschlüsse, so dass sich weitere Modulblöcke mit entsprechenden Anschlussbildem wahlweise anbringen lassen. Zumindest ein Prioritäts-Verbraucher erhält auch tatsächlich die Priorität durch die entsprechende Positionierung an der Prioritätsseite der Eingangssektion.
Sind zumindest ein Prioritäts-Verbraucher und wenigstens ein Nachrang-Verbraucher vorgesehen, dann können in der Eingangssektion getrennte oder über eine Wechselventilanordnung verknüpfte Lastdruckleitungen vorgesehen sein, wobei die Vorspann-Zweiwege-Druckwaage an der Schließverstellseite mit der Lastdruckleitung des Prioritätsverbrauchers und die Umlauf-Zweiwege-Druckwaage an der Schließverstellseite entweder nur mit der Lastdruckleitung wenigstens eines Nachrang-Verbrauchers, oder wahlweise mit dem Lastdruck aus den Lastdruckleitungen wenigstens eines Nachrang-Verbrauchers oder des Prioritäts-Verbrauchers beaufschlagbar sind. Solange der Prioritäts-Verbraucher Priorität benötigt, wird ihm von der Vorspann-Zweiwege-Druckwaage der benötigte Förderstrom zugeteilt, gegebenenfalls auf Kosten nachrangiger Verbraucher.
Die Eingangssektion ist auch für eine regenerativ betreibbare Steuervorrichtung einsetzbar, deren Pumpe umsteuerbar ist und dann als Hydromotor den als Generator wirkenden Elektromotor antreibt. Ein baulicher Unterschied, der von vornherein oder modifizierbar in der Eingangssektion vorzusehen ist, besteht dann darin, dass zumindest ein Tankleitungsanschluss der Eingangssektion über die umsteuerbare Pumpe unter Umgehung beider Druckwaagen mit dem Tank verbindbar ist, um beim Senken verdrängtes Druckmittel über die als Hydromotor arbeitende Pumpe zum Tank zu fördern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Eingangssektion eine über Blenden abgesicherte Verbindungssteuerleitung zwischen den Lastdruckleitungen vorgesehen und an den Tankanschluss angeschlossen. Auf diese Weise lässt sich bei Bedarf das gesamte hydraulische Lastkompensationssystem druckentlasten.
Eine wichtige Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Lastdruckleitung, vorzugsweise die Lastdruckleitung zur Schließstellseite der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage, über ein wahlweise betätigbares Magnetventil innerhalb des Lastkompensationssystems zum Tank entlastbar ist. Mittels dieses Ventils kann ein Druckbefehl in der Lastdruckleitung erzeugt werden (gewollter Druckabfall), der in wenigstens einer an die Eingangssektion angeschlossenen Steuersektion eine Funktion bewirkt, beispielsweise eine Senkfunktion. Von Vorteil ist dabei, dass beim Senken kein Staudruck für das Arbeitsmittel entsteht und das aufgesteuerte 2/2 Wege-Magnetventil nur einen kieinen Steuerdruckmitteistrom bewegt. Dies ist für eine SenKfunktion mit geringer oder ohne Last wünschenswert, um zuverlässig die eingestellte Geschwindigkeit zu fahren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Prioritätsverbraucher, der mit seiner Steuervorrichtung an die Eingangssektion angeschlossen ist, ein doppelseitig beaufschlagbarer Hydroverbraucher. Wenigstens ein an die Eingangssektion angeschlossener Nachrang-Verbraucher kann ein gegen Last einseitig beaufschlagbarer Hydroverbraucher sein. Gegebenenfalls sind mehrere Nachrang-Verbraucher mit ihren Steuervorrichtungen in Serie an die Eingangssektion angeschlossen.
Bei einseitig beaufschlagbaren Nachrang-Hydroverbrauchem ist es zur baulichen Vereinfachung für die Funktionen Heben und Senken zweckmäßig, nur ein für beide Funktionen verantwortliches 2/2-Wege-Proportionalregelventil in einer Diagonale einer hydraulischen Gleichrichterschaltung mit einer offenen Brücke zu verwenden. Um ohne hydroelektrische Druckwandler bei der Lastkompensation auszukommen, zweigt von der Diagonale oder von dem an die Tankleitung angeschlossenen Ast eine Lastdruckleitung ab, die in das hydraulische Lastkompensationssystem integriert ist. Die Funktion Senken wird über die Lastdruckleitung und das z.B. in der Eingangssektion angeordnete 2/2 Wege-Magnetschaltventil gesteuert, wodurch das Rückschlagventil der Gleichrichterschaltung zur Tankleitung öffnet und Arbeitsdruckmittel ohne Staudruck zum Tank ablässt. Falls nur ein Nachrang-Hydroverbraucher an die Eingangssektion angeschlossen sein sollte, könnte das 2/2-Wege-Magnetschaltventil in der Steuervorrichtung dieses Verbrauchers vorgesehen sein.
Um im Fall einer solchen Senksteuerung aus der hydraulischen Gleichrichterschaltung ein staudruckloses Ansprechverhalten zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn das an die Tankleitung angeschlossene Rückschlagventil ein durch einen Steuerkolben zwischen einer Offen- und einer Schließstellung betätigbare Schließglied aufweist, dessen Steuerkolben in Schießrichtung aus der Lastdruckleitung beaufschlagbar oder über die Lastdruckleitung und das kleine, kostengünstige 2/2-Wege-Magnetventil entlastbar ist. Das aufgesteuerte 2/2-Wege-Magnetventil leitet den Senkvorgang ein. Das in der Gleichrichterschaltung enthaltene 2/2-Wege-Proportionalregelventil regelt die Senkgeschwindigkeit über den Beaufschlagungsstrom des Proportionalmagneten.
Die Eingangssektion mit den beiden Zweiwege-Druckwaagen ist speziell für Hubstapleranwendungen zum Aufbau individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasster elektrohydraulischer Steuervorrichtungen zweckmäßig, lässt sich ohne Einschränkung aber auch für andere Hochdruck-Hydrauliksteuervorrichtungen in anderen Einsatzgebieten einsetzen.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Eingangssektion einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung,
Fig. 2: ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Eingangssektion,
Fig. 3: ein Blockschaltbild einer die Eingangssektion enthaltenden elektrohydraulischen Steuervorrichtung, und
Fig. 4: ein Blockschaltbild einer weiteren, die modifizierte Eingangssektion enthaltenden elektrohydraulischen Steuervorrichtung, die für teilweisen Regene-rativbetrieb ausgelegt ist.

Eine in Fig. 1 schematisch gezeigte Eingangssektion E für eine elektrohydraulische Steuervorrichtung S (beispielsweise der Fig. 3 oder 4) ist ein einstückiger oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzter Blockmodul 1, beispielsweise mit einem einstückigen Blockgehäuse 2, in welchem mehrere hydraulische (oder wahlweise auch elektrohydraulische) Komponenten enthalten sind, zweckmäßig austauschbar. Der Blockmodul 1 hat zumindest zwei identische Anschlussbilder mit Versorgungsleitungsanschlüssen 3, 3', Lastdruckleitungsanschlüssen 4, 4', Tankleitungsanschlüssen 5, 5', vorzugsweise an sich gegenüberliegenden Seiten des Blockmoduls, und an einer dritten Seite einen Pumpenleitungs-Anschluss 6 und einen Tankleitungsanschluss 7. An den Pumpenanschluss 6 wird eine Förderpumpe 8 angeschlossen, die von einem nicht gezeigten Elektromotor angetrieben ist, in einer Versorgungsleitung 9 zwischen den Anschlüssen 3, 3' ist eine Vorspann-Zweiwege-Druckwaage W1 angeordnet. Zwei Lastdruckleitungen 10, 10' von den Anschlüssen 4, 4' sind über eine Wechselventilanordnung 16 miteinander verknüpft. Zwischen den Anschlüssen 5, 5' verläuft eine Tankleitung 11, die mit dem zum Tank T offenen Anschluss 7 verbunden ist. Vom Pumpenanschluss 6 erstreckt sich eine Pumpenleitung 12 zur Versorgungsleitung 9. Von der Pumpenleitung 12 zweigt eine Ablassleitung 20 zum Tankanschluss 7 ab. In der Ablassleitung 20 ist eine Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 angeordnet.
Die Vorspann-Zweiwege-Druckwaage W1 wird auf ihrer Öffnungsstellseite über eine Vorsteuerleitung 13 mit dem Druck aus der Pumpenleitung 12 beaufschlagt, während die Schließstellseite 15 über eine Steuerleitung 14 aus der Lastdruckleitung 10 (und eine Regelfeder) beaufschlagt wird. An einem Mittelanschluss der Wechselventilanordnung 16 zweigt eine Steuerleitung 17 zur Schließstellseite 19 der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 ab, die auf ihrer Öffnungsstellseite aus einer Steuerleitung 18 beaufschlagt wird, die von de Ablassleitung 20 abzweigt. In der Eingangssektion E in Fig. 1 sind somit die beiden Zweiwege-Druckwaagen W1, W2 bezüglich der Pumpenleitung 12 parallel geschaltet.

Funktion:

Liegt kein Lastdruck in den Lastdruckleitungen 10, 10' an, dann wird im Betrieb der Pumpe 8 die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 aufgesteuert, so dass der Förderstrom direkt in den Tank T gefördert wird.
Liegt in der Lastdruckleitung 10 Lastdruck an, und in der Lastdruckleitung 10' ein niedrigerer oder gar kein Lastdruck, dann kann die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 in der dargestellten Absperrstellung bleiben. Über die Steuerleitung 17 bleibt auch die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 in der Absperrstellung, so dass der Förderstrom am Anschluss 3 geliefert wird. Nach Maßgabe der Höhe des Lastdrucks in der Lastdruckleitung 10 reguliert, falls die Pumpe 8 eine Konstantpumpe sein sollte, die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 als Zulaufregler die gerade notwendige Fördermenge für den Anschluss 3 ein bzw. lässt die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 den nicht am Anschluss 3 benötigten Teil des Förderstroms zum Anschluss 3' durch
Wird der Lastdruck in der Lastdruckleitung 10' höher als der Lastdruck in der Lastdruckleitung 10, so lässt dennoch die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 nur den Teil des Förderstroms zum Anschluss 3' durch, der in Abhängigkeit vom Lastdruck in der Lastdruckleitung 10 nicht im Anschluss 3 benötigt wird.
Herrscht in der Lastdruckleitung 10 kein Lastdruck, dann lässt die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 den ganzen Förderstrom zum Anschluss 3' durch, wobei, nach Maßgabe des Steuerdrucks in der Steuerleitung 17 aus der Lastdruckleitung 10' die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 als eine Art Zulaufregler (im Falle einer Konstantförderpumpe) regelnd eingreifen kann. Die Pumpe 8 kann auch drehzahlgeregelt sein und zumindest teilweise eine Zulaufregelfunktion erfüllen.
Über den Anschluss 3 versorgte Hydroverbraucher haben somit stets Priorität gegenüber jedem am Anschluss 3' angeschlossenen Verbraucher.
Die in Fig. 2 gezeigte Eingangssektion E unterscheidet sich von der von Fig. 1 dadurch, dass die Lastdruckleitungen 10, 10' nicht miteinander verknüpft sind, sondern die Lastdruckleitung 10 nur zur Schließstellseite 15 der Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1, und die Lastdruckleitung 10' nur zur Schließstellseite 19 der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 führen.
Die Ablassleitung 20' zweigt stromab der Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 von der Versorgungsleitung 9 zur Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 ab. Somit sind die beiden Zweiwege-Druckwaagen W1, W2 bezüglich der Pumpenleitung 12 in Serie geschaltet. Die Funktion ist ähnlich der zu Fig. 1 erläuterten Funktion.
Die in Fig. 3 gezeigte elektrohydraulische Steuervorrichtung S wird aus einer Förderpumpe 8 versorgt, die beispielsweise von einem Elektromotor M antreibbar ist. Die Eingangssektion E bzw. der Blockmodul 1 ist hier verbunden mit einem Steuerblockmodul 21 für einen Prioritäts-Verbraucher V1 (doppelseitig beaufschlagbarer Hydroverbraucher), der über ein Mehrwege-Proportional-Schieberventil 24 (mit zwei Proportionalmagneten m4 und m5) betätigbar ist. Der Steuerblockmodul 21 ist beispielsweise an den Anschlüssen 3, 4, 5 der Eingangssektion E angeschlossen.
An die Anschlüsse 3', 4', 5' der Eingangssektion E ist ein weiterer Steuer-Blockmodul 22 für einen Nachrang-Verbraucher V2 (zwei einseitig gegen Last beaufschlagbare Hydroverbraucher) angeschlossen, hinter dem wenigstens ein weiterer Steuerblockmodul 23 für einen Nachrang-Verbraucher V3 (einen einseitig gegen Last betätigbaren Hydroverbraucher) montiert ist.
Die Eingangssektion E in Fig. 3 ist gegenüber der von Fig. 1 oder 2 modifiziert, indem von den Lastdruckleitungen 10, 10' Steuerleitungen 26, 27 abzweigen, die über eine Wechselventilanordnung 16' aus zwei Rückschlagventilen und eine Verbindungssteuherleitung 28 miteinander verbunden sind. Von der Verbindungsleitung 28 zweigt eine Steuerleitung 31 zur Ablassleitung 20' ab, in der für alle Verbraucher ein Druckbegrenzungsventil 33 für den Systemdruck im Lastkompensationssystem L der Steuervorrichtung vorgesehen ist. Zwischen den Steuerleitungen 26, 27 verläuft eine weitere Verbindungsleitung 29, in der zwei Blenden 30 platziert sind, zwischen denen eine Steuerleitung 33 zur Ablassleitung 20' stromab der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 abzweigt. Schließlich ist zwischen der Steuerleitung 26 und der Ablassleitung 20' stromab der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 ein Magnetventil, z.B. ein 2/2-Wege-Magnetventil 34 mit einem Betätigungsmagneten m3, vorgesehen, um bei Bedarf den am Anschluss 4' herrschenden Lastdruck zum Tank T abzulassen und, beispielsweise, für die Verbraucher V2 und/oder V3 eine Senkfunktion einzuleiten.
Die beiden Steuerblockmodule 22, 23 für die Nachrang-Verbraucher V2, V3 enthalten für die Funktionen Heben und Senken nur ein 2/2-Wege-Proportionalregelventil 25 bzw. 25', das in Abhängigkeit von der Bestromung seines Proportionalmagneten m1 bzw. m2 die Geschwindigkeit beim Heben bzw. Senken regelt, wobei die Funktion Heben bzw. Senken zwar durch das in der Eingangssektion E platzierte 2/2-Wege-Magnetventil 34 innerhalb des Lastkompensationssystems L gesteuert wird, das Arbeitsdruckmittel hingegen beim Senken direkt zum Tank T abgelassen wird.
Jeder Steuerblockmodul 22, 23 enthält eine hydraulische Gleichrichterschaltung 35 mit einer offenen Brücke bestehend aus drei Ästen 36, 37, 38 und vier Rückschlagventilen 39, 40, 41, 42. Zwischen den Ästen 36, 38 ist eine Diagonale 43 vorgesehen, in der das 2/2-Wege-Proportional-Regelventil 25 (bzw. 25') angeordnet ist. Der Ast 37 ist mit dem Nachrang-Verbraucher V2 verbunden. Der Ast 36 ist über das zum Hydroverbraucher V2 öffnende Rückschlagventil 39 an die Versorgungsleitung 9 angeschlossen. Der Ast 38 ist über das zur Tankleitung 11' öffnende Rückschlagventil 42 an die Tankleitung 11' angeschlossen. Vom Ast 38 zweigt eine Lastdruckleitung 44 ab, in der ein weiteres Rückschlagventil 45, das zur Lastdruckleitung 10" öffnet, und stromab desselben eine Blende 46 vorgesehen sind, und die zur Lastdruckleitung 10" führt.
Das Rückschlagventil 42 enthält einen Ventilsitz 47, mit dem ein Schließglied 48 kooperiert, das durch einen Steuerkolben 49 (mit gegenüber dem Ventilsitz 47 größerer Beaufschlagungsfläche) betätigbar ist. Der Steuerkolben 49 wird durch eine Feder 50 beaufschlagt und ist auch mit dem in der Lastdruckleitung 44 herrschenden Druck stromab der Blende 46 beaufschlagbar, um die Schließstellung des Rückschlagventils 42 einzustellen. Der Ast 38 ist an einer Seite des Ventilsitzes 47 an das Rückschlagventil 42 angeschlossen, die Tankleitung 11' hingegen an der anderen Seite.
Das 2/2-Wege-Magnetventil 34 könnte auch im Steuermodulblock 22 (bzw. 23) zwischen der Steuerleitung 44 und der Tankleitung 11' installiert sein, beispielsweise falls nur einer der Steuerblockmodule vorgesehen ist. Ferner könnte das Rückschlagventil 42 auch anders ausgebildet sein, vorausgesetzt, es lässt sich mittels des Drucks aus der Steuerleitung 44 im erläuterten Sinne betätigen.

Funktion:

Bei abgeschalteter Steuervorrichtung S ist das Lastkompensationssystem L über die Steuerleitung 32 druckentlastet. Beide Zweiwege-Druckwaagen W1, W2 stehen in den gezeigten Absperrstellungen. Wird die Pumpe 8 in Betrieb gesetzt, steuert die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 den drucklosen Umlauf zum Tank, wobei auch die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 auf Durchgang schaltet.
Wird durch Bestromen der Proportionalmagneten m4 oder m5 der Prioritätsverbraucher V1 betätigt, verstellt sich die Zweiwege-Vorspann-Druckwaage W1 in Richtung zur Absperrstellung, so dass der Prioritätsverbraucher V1 mit dem erforderlichen Förderstrom versorgt wird. Der gegebenenfalls überschüssige Teil des Fördestroms wird über die Ablassleitung 20' zum Tank T abgelassen. Wird beispielsweise der Nachrang-Verbraucher V2 bei stromlosem Magneten m3 durch Bestromen des Proportionalmagneten m1 für die Funktion Heben betätigt, dann verstellt sich auch die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage W2 in Richtung zur Durchgangsstellung, so dass der zugeteilte Förderstrom in der Versorgungsleitung 9 über das öffnende Rückschlagventil 39, das 2/2-Wege-Proportionalregelventil 25 in der Diagonale 43 zum Ast 38 strömt, das Rückschlagventil 41 öffnet, und den Nachrang-Verbraucher V2 beaufschlagt. Falls, beispielsweise im Fall einer Konstantförderpumpe 8, noch ein Überschuss im Förderstrom existieren sollte, dann kann dieser über die Zweiwege-Umlauf-Druckwaage zum Tank abgelassen werden. Selbst wenn der Lastdruck am Lastdruckanschluss 4' höher werden sollte als der Lastdruck in der Lastdruckleitung 10, wird die Priorität für den Prioritätsverbraucher V1 aufrecht gehalten. Der in der Steuerleitung 44 herrschende Lastdruck des Nachrang-Verbrauchers V2 hält das Rückschlagventil 42 geschlossen.
Soll für den Nachrang-Verbraucher V2 die Funktion Senken eingesteuert werden, wird der Schaltmagnet m3 bestromt, so dass nicht nur die Lastdruckleitung 44 sondern auch die Lastdruckleitung 10' entlastet werden. Der Steuerkolben 49 wird durch den Druckabfall gegen die Kraft der Feder 50 verschoben, so dass das Rückschlagventil 42 voll öffnet. Das Arbeitsdruckmittel aus dem Nachrang-Verbrauchers V2 öffnet das Rückschlagventil 40 im Ast 36 und strömt mit der durch die Bestromung des Proportionalmagneten M1 eingestellten Geschwindigkeit und Fördermenge geregelt durch die Diagonale 43 und den Ast 38 in die Tankleitung 11'.
Die in Fig. 4 gezeigte elektrohydraulische Steuervorrichtung S unterscheidet sich von der von Fig. 3 durch eine integrierte Regenerativfunktion. Dies bedeutet, dass mit dem beim Senken jedes Nachrangverbrauchers V2, V3 verdrängten Arbeitsdruckmittel elektrische Energie erzeugt wird. Für diese Funktion ist die Eingangssektion E modifiziert, und auch jeder Steuermodulbloock 22, 23.
Die Pumpe 8' ist eine umkehrbare Pumpe, die im Umkehrbetrieb als Hydromotor arbeitet und einen als Generator arbeitenden Elektromotor MG treibt. In der Eingangsektion E ist der Tankleitungsanschluss 5' über einen Tankleitungsstrang 11" mit einem Anschluss 51 in der Pumpenleitung 12 verbunden. Zwischen der Lastdruckleitung 10' und der Ablassleitung 20' ist keine Verbindung vorgesehen oder ist die Verbindung abgesperrt. Das 2/2-Wege-Magnetventil 34 von Fig. 3 fehlt oder ist deaktiviert.
In jedem Steuerblockmodul 22 und 23 ist das Rückschlagventil 42, das zur Tankleitung 11' öffnet, nicht mit der Lastdruckleitung 44 verbunden.

Funktion:

Die Priorität des Prioritäts-Verbrauchers V1 ist in jedem Fall gegeben, unabhängig davon, ob die Nachrang-Verbraucher betätigt sind, oder nicht, und auch unabhängig davon, ob der Lastdruck der Nachrang-Verbraucher V2, V3 höher ist als der Lastdruck des Prioritäts-Verbrauchers V1 oder nicht.
Die Funktion Heben für jeden Nachrang-Verbraucher V2 oder V3 läuft wie anhand von Fig. 3 beschrieben ab.
Die Funktion Senken jedes Nachrang-Verbrauchers V2 und/oder V3 wird durch den Umkehrbetrieb der Pumpe 8' und die entsprechende Bestromung des Proportionalmagneten m1 bzw. m2 eingeleitet, wobei der Prioritätsverbraucher V1 nicht betätigt ist. Durch den über die Pumpe 8' erzeugten Drucksenkungsimpuls wird das Rückschlagventil 42 geöffnet und das Arbeitsdruckmittel strömt durch die Pumpe 8' zum Tank T, wobei der Motorgenerator MG Strom erzeugt. Um beim lastfreien Senken des Nachrang-Verbrauchers V2 oder V3 die am Proportionalmagneten m1 bzw. m2 eingestellte Geschwindigkeit zu erzielen, wird gegebenenfalls die Pumpe 8' auf Leerlauf-Umkehrbetrieb geschaltet.

Claims

Elektrohydraulische Steuervorrichtung (S) für mindestens zwei Hydroverbraucher (V1, V2, V3), insbesondere für einen Hubstapler, mit einer Zweiwege-Umlauf-Druckwaage (W2) zwischen einer Pumpe (8, 8') und einem Tank (T), einer Vorspann-Druckwaage (W1) zum Aufteilen des Pumpenförderstroms unter den Hydroverbrauchern, und mit einem Lastkompensationssystem (L), dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Eingangssektion (E) der Steuervorrichtung (S) angeordnete Vorspann-Druckwaage (W1) als Zweiwege-Druckwaage ausgebildet und relativ zur Pumpe (8, 8') parallel zu oder stromauf der ebenfalls in der Eingangssektion (E) angeordneten Zweiwege-Umlaufdruckwaage (W2) allen vorgesehenen Hydroverbrauchem (V1, V2, V3) gemeinsam zugeordnet und in einer Versorgungsleitung (9) zu wenigstens einem Nachrang-Verbraucher (V2, V3) angeordnet ist, derart, dass die Vorspann-Druckwaage (W1) die bevorrechtigte Versorgung eines Prioritätsverbrauchers (V1) ermöglicht.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssektion (E) als Blockmodul (1) mit Pumpen- und Tankanschlüssen (6, 7) sowie Versorgungs-, Lastdruck- und Tankleitungs-Anschlüssen (3, 4, 5, 3', 4', 5') mit mindestens zwei identischen Anschlussbildem für die Versorgungs-, Lastdruck- und Tankleitungs-Anschlüsse (3, 4, 5, 3', 4', 5'), ausgebildet ist, und dass ein Anschlussbild als Prioritäts-Anschlussbildzum Anschließen des Prioritäts-Verbrauchers (V1) ausgebildet ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockmodul (1) ein einstückiger Gehäuseblock oder aus Komponenten zusammengesetzt ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den zumindest einen Prioritäts-Verbraucher (V1) und wenigstens einen Nachrang-Verbraucher (V2, V3) das Lastkompensationssystem (L) in der Eingangssektion (E) getrennte oder über eine Wechselventilanordnung (16, 16') verknüpfte Lastdruckleitungen (10, 10') aufweist, und dass die Vorspann-Zweiwege-Druckwaage (W1) an der Schließverstellseite (15) ausschließlich mit dem Lastdruck des Prioritäts-Verbrauchers (V1) und die Zweiwege-Umlaufdruckwaage (W2) an der Schließverstellseite (19) entweder mit dem Lastdruck wenigstens eines Nachrang-Verbrauchers (V2, V3) oder wahlweise mit dem Lastdruck wenigstens eines Nachrang-Verbrauchers (V2, V3) oder des Prioritäts-Verbrauchers (V1) beaufschlagbar ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (8') umsteuerbar ist und in umgesteuerter Richtung als Hydromotor den als Generator ausgebildeten Antriebsmotor (MG) antreibt, und dass zumindest ein Tankleitungsanschluss (5) der Eingangssektion (E) über die Versorgungsleitung (12) und die Pumpe (8') unter Umgehung beider Druckwaagen (W1, W2) mit dem Tank (T) verbindbar ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eingangssektion (E) eine über Drosseln (30) abgesicherte Verbindungsleitung (29) zwischen den Lastdruckleitungen (10, 10') vorgesehen und an den Tankleitungsanschluss (7) angeschlossen ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Schließstellseite (19) der Zweiwege-Umlauf-Druckwaage (W2) führende Lastdruckleitung (10') über ein wahlweise betätigbares 2/2-Wege-Magnetschaltventil (34) im Lastkompensationssystem (L) zum Tankanschluss (7) entlastbar ist.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 mit Verbraucher-Blockmodulen (21, 22, 23), dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Verbraucher-Blockmodul (21) an die Eingangssektion (E) anschließbare Prioritäts-Verbraucher (V1) ein doppelt wirkender Hydroverbraucher ist, und dass mit weiteren, vorzugsweise in Serie gesetzten, Verbraucher-Blockmodulen (22, 23) an die Eingangssektion (E) ansetzbare Nachrang-Verbraucher (V2, V3) einseitig gegen Last beaufschlagbare Hydroverbraucher sind.
Elektrohydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass der Verbraucher-Blockmodul (22, 23) eines Nachrang-Verbrauchers (V2, V3) in einer Diagonale (43) einer hydraulischen Gleichrichterschaltung (35) mit vier Rückschlagventilen (39 bis 42) in einer offenen Brücke ein einziges 2/2-Wege-Proportionalregelventil (25, 25') aufweist, dass zwei mit dem Nachrang-Verbraucher (V2, V3) verbindbare Aste (36, 38) der Brücke mit der Versorgungsleitung (9') bzw. der Tankleitung (11') verbunden sind, und dass von dem an die Tankleitung (11') angeschlossenen Ast (38) eine an das hydraulische Lastkompensationssystem (L) angeschlossene Lastdruckleitung (44) abzweigt.
Elektrohydraulisches Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine zwischen dem an die Tankleitung (11') angeschlossenen Ast (38) und der Tankleitung (11') angeordnete Rückschlagventil (42) ein durch einen Steuerkolben (49) zwischen einer Offen- und einer Schließstellung betätigbares Schließglied (48) aufweist, dessen Steuerkolben (49) in Schließrichtung entweder aus der Lastdruckleitung (44) beaufschlagbar oder über die Lastdruckleitung (44) und ein Magnetventil, vorzugsweise das in der Eingangssektion (E) angeordnete 2/2-Wege-Magnetschaltventil (34), entlastbar ist.