EP2825778A1 - Vorrichtung nebst hydrauliksystem zur ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen verbrauchers und mindestens eines zweiten hydraulischen verbrauchers - Google Patents

Vorrichtung nebst hydrauliksystem zur ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen verbrauchers und mindestens eines zweiten hydraulischen verbrauchers

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EP2825778A1
EP2825778A1 EP13709777.0A EP13709777A EP2825778A1 EP 2825778 A1 EP2825778 A1 EP 2825778A1 EP 13709777 A EP13709777 A EP 13709777A EP 2825778 A1 EP2825778 A1 EP 2825778A1
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EP
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hydraulic
fluid
hydraulic consumer
consumer
flow divider
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EP13709777.0A
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EP2825778B1 (de
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Philipp Hilzendegen
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Hydac Fluidtechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Fluidtechnik GmbH
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Publication date
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/22—Synchronisation of the movement of two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40523—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with flow dividers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/78—Control of multiple output members
    • F15B2211/782—Concurrent control, e.g. synchronisation of two or more actuators

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling at least one first hydraulic consumer and at least one second hydraulic consumer according to the feature configuration of the preamble of patent claim 1.
  • the invention further relates to a hydraulic system with such a device for controlling two hydraulic consumers.
  • Such a device is used, for example, in machines, such as loaders, for moving loads and serves to control actuators with working cylinders, in which pistons are moved or moved in accordance with a movement of the load to be moved.
  • tilting of the machine may occur in the event of unfavorable center of gravity displacement, which is why it must comply in particular with the safety regulations specified in the safety standard EN 15000. Accordingly, at the risk of tipping a Lastmomentver josrnde movement to prevent and allow a load torque-reducing movement.
  • the machine may also tilt.
  • a device for controlling at least two hydraulic consumers each formed as a hydraulic cylinder, different extent of cylinder housings extendable piston rod drives for the purpose of driving two equally trained blade halves of an excavator. Due to the different travel lengths of the piston rod drives, it is possible to lift the blade when the blade mechanism is closed and penetrating into an earth mass break out of the rest of the ground, the closed bucket is tilted by the longer working cylinder performs the pertinent tilting movement.
  • a control line is provided downstream of the Stromteilerpfad that supplies the working cylinder with the lower extension length, after a flow divider that supplies the two sides of the piston with hydraulic fluid a 3/2-way valve controls such that with increasing pressure when breaking the soil of this valve reaches its closed position, so that a further influx of working fluid is suppressed to this hydraulic cylinder and this is held without overload in its shovel closing position.
  • DE 1 1 2005 001 879 T5 discloses a fluid pressure actuator control system for controlling an adjustment of a predetermined fluid pressure actuator of at least two fluid pressure actuators as hydraulic consumers to which flows of pressurized fluid discharged from a common fluid pressure source are individually via a flow divider can be assigned.
  • each hydraulic consumer is assigned an independent blocking device which can be actuated by a central control device, wherein operating states at the respective hydraulic consumers are monitored via comprehensive sensor technology and cause the control device to be in the form of valves via the respective blocking device Supply quantities of fluid to the consumers or, preferably again, to discharge them into a tank.
  • An inventive device and a hydraulic system comprising such a device is characterized in that a control line from that of the hydraulic Consumers, each with higher pressure to the flow divider leading fluid connection is guided to the locking device such that the higher pressure actuates the locking device in the direction of its blocking position, so that in any pressure situation of the driven hydraulic consumers in the fluid connection from the hydraulic consumer with higher pressure fluid pressure applied to the flow divider does not reach the hydraulic consumer with lower pressurization and consequently does not actuate it in an unintentional manner.
  • a fluid pressure present in the corresponding fluid connection maximally reaches the blocking device, which blocks a further fluid path to the respective other hydraulic consumer.
  • the at least one preferably designed as a valve, particularly preferably as a check valve, designed locking device driven by the flow divider fluid pressure and blocked by the originating from the hydraulic consumer with each higher pressurization fluid pressure.
  • the at least one blocking device is blocked on the occurrence of a fluid leakage current at the flow divider.
  • this can be advantageously closed by the control line, wherein the line for controlling the locking device is connected in an advantageous manner fluid leading to the fluid connection from the hydraulic consumer with higher pressure to the flow divider.
  • fluid pressures occur in both fluid directions between the interconnected via the flow divider hydraulic consumers, which are alternately acted upon with higher and lower pressure.
  • the respective fluid direction associated, provided in the fluid connection from the flow divider to the respective hydraulic consumer with lower pressurization locking devices are provided.
  • Former possibly via the flow divider leading leakage currents are thus avoided with certainty.
  • control line between a junction of the locking device for locking the same and a branch point extends, opens in both a coming from the output of a current divider path of the flow divider fluid line and the Another fluid line that leads in the direction of the consumer with the higher pressurization or fluidit- rend connected to this consumer.
  • the invention further relates to a hydraulic system comprising at least a first hydraulic consumer and at least one second hydraulic consumer and a device according to the invention for controlling the hydraulic consumers.
  • the device according to the invention can be manufactured as a tradable unit, independent of the hydraulic consumers and a pressure supply, distributed and used in a hydraulic system.
  • the first and / or the second hydraulic load can be fluid-actuated actuators, each with two separate actuator sides, which can be alternately fluid-conductively connected to the pressure supply for movement of the respective actuator.
  • the actuators each comprise a piston which can be moved in and out in a working cylinder, wherein the actuator sides assigned to a retracting movement of the respective piston expediently correspond to the current Dividers are connected.
  • an extending movement of the respective piston associated actuator sides may be connected to the flow divider. In this way, a synchronization, in other words a coordinated movement, both pistons and actuators guaranteed, either in the respective retraction direction or in the respective extension direction. Also combinations of coupled retraction and extension movements are conceivable.
  • one of the actuators comprises a telescopic cylinder with a piston preferably retractable and extendable in a horizontal direction and a further actuator comprising a lifting cylinder with a further piston which can be retracted and retracted therein in a vertical direction Locking device between the flow divider and the lifting cylinder is arranged.
  • the total movement caused by the actuators is divided into a preferably horizontally directed component of movement and another preferably directed in the vertical direction of movement component and correspondingly changeable via the telescopic cylinder or the lifting cylinder.
  • FIG. 1 to 3 each show a circuit diagram of a device according to the invention with a device for controlling hydraulic consumers equipped hydraulic system.
  • a hydraulic system respectively shown in FIGS. 1 to 3 comprises a first hydraulic consumer 10, which is designed as an actuator with a working cylinder, more precisely a telescopic cylinder, and a second hydraulic consumer 12, which also acts as an actuator with a working cylinder, more precisely a lifting cylinder is formed.
  • a first piston 14 and a second piston 16 is movably guided, wherein the first piston 14 in a horizontal direction H in the corresponding working cylinder and retractable and the second piston 16 in a vertical direction V in the corresponding working cylinder and retractable.
  • a retraction side 18.1, 18.2 or an extension side 20.1, 20.2 of the corresponding working cylinder is fluid-connected to a pressure supply P and pressurized with fluid with a presettable pressure. Fluid is activated by means of an actuatable
  • the second valve 24, which between an ON position (left) for pressurizing a Einfahrseite 1 8.2 of the second hydraulic consumer 12, a NEUTRAL Stel ment (center) to conclude sämtl IER fluid connections and an OFF position (right) for pressurizing a Ausfahrseite 20.2 of the second hydraulic consumer 12 is switchable, is such switched between the pressure supply P and the two hydraulic consumers 10, 1 2, that the second valve 24 directly to the extension side 20.2 of the second hydraulic consumer 12 and both Einfahrlect 18.1 , 18.2 of the two hydraulic consumers 10, 1 2 is connected.
  • a flow divider 26 To divide one of the pressure supply P via the second valve 24 to the Einfahrier 1 8.1, 1 8.2 of the hydraulic consumers 10, 12 guided fluid flow into corresponding partial flows, a flow divider 26 is provided.
  • the flow divider 26 has a first throttle 28.1 and a second throttle 28.2 which supply the 100% amount of fluid flow coming from the pressure supply P into a first partial flow leading to the first hydraulic consumer 10, for example 67%, and to the second hydraulic consumer 1 2 leading, exemplary Divides 33% amount of second fluid flow. It is understood that instead of this fixed predetermined ratio between the first and second partial flow, the two throttles 28.1, 28.2 can be individually designed differently adjustable.
  • the flow divider 26 is designed for a volume flow range of, for example, 1 50 l / min.
  • a check valve 36 is provided, which closes at a pressure supply to the Einfahrseite 18.1 of the first hydraulic consumer 10 via the first valve 22 to a pressure drop across the first fluid connection F1 to avoid.
  • a locking device 38 is provided, which is designed as a check valve and via a fluidrous- rend to the first fluid connection F1 connected, designed as a leakage power line control line S is lockable.
  • the fluid and pressure-carrying control line S (dashed line drawn) extends between a junction AS of the locking device 38 for locking the same and a branch point AB, in which both a coming from the output A1 of a current divider path ST1 of the flow divider 26 fluid line FT opens as well as the other fluid line Fl, which opens in the direction of the consumer 10 with the higher pressurization.
  • the current divider path ST2 of the current divider 26 is connected via the output A2 of the current divider 26 to the fluid line F2 ', which further leads to an input-side connection of the blocking device 38.
  • the Swiftstel le AS and the consumer 12 leading fluid line or connection F2 are connected to the output side of the check valve 38, the locking member opens in the direction of said output side at queuing a corresponding fluid pressure and otherwise taking into account the differential pressure between the input and output side of the check valve 38th can also remain in a closed Stell.
  • the flow divider 26 and the locking device 38 are part of a device 32 for controlling the two hydraulic consumers 10, 1 2, wherein the device 32 further includes the check valve 36 and switchable Venti le 34.1, 34.2, 34.3.
  • a first switchable valve 34.1 is arranged in the first fluid connection F1 from the flow divider 26 to the entry side 18.1 of the first hydraulic consumer 10.
  • a second switchable valve 34.2 is arranged to bypass the flow divider 26 together with the barrier means 38 at an immediate pressurization of the pressure supply P via the second valve 24 to the retraction side 18.2 of the second hydraulic consumer 12.
  • a third switchable valve 34. 3 is arranged in a direct return line from the extension side 20. 1 of the first hydraulic consumer 10 to the tank connection T, that is to say parallel to the first valve 22.
  • FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the second valve 24 shown on the right is in the EI N position and, accordingly, the retraction sides 18.1, 18.2 of the two hydraulic consumers 10, 12 are pressurized via the flow divider 26 and the respective piston 14, 16 perform a horizontal first retraction E 1 and a vertical second retraction E2.
  • the flow divider 26 through the fluid connections F1, F2 to Einfahrseite 1 8.1, 18.2 of jewei time hydraulic consumer 10, 12 guided partial flows they are forcibly coupled and the pistons 14, 1 6 move according to the flow divider 26, more precisely on the throttles 28.1 , 28.2, set Tei l- currents and the predetermined on the respective retraction side 18.1, 18.2 subvolume of the respective working cylinder in a predetermined ratio to each other.
  • FIG. 3 differs from FIG. 1 in that the first valve 22 shown on the left is in the ON position and, accordingly, the inlet side 18. 1 of the first hydraulic consumer 10 is pressurized and the first piston 14 is one in FIG to the right-facing retraction E1 performs. Due to the NEUTRAL position of the second valve 24 is in the second fluid connection F2 and the flow divider 26 of the prevailing on the retraction side 18.2 of the second piston 16 pressure. In the situation shown in FIG. 3, the second piston 16 is extended far out of the working cylinder of the second hydraulic consumer 12, so that a low pressure is applied to the corresponding retraction side 18.2. This low pressure is also at the power splitter side of the check valve 36 in the first fluid connection F1. The said check valve 36 is closed due to the actuator side, much higher pressure from the pressure supply P.
  • the retraction side 18.2 of the second hydraulic consumer 12 can undesirably influence the position of the second piston 16, in particular "jerkily."
  • the blocking device 38 prevents such undesired influence by the blocking device 38 being exposed to the fluid pressure present in the first fluid connection F1 is controlled and closed via the control line S before such fluid flow reaches the second hydraulic connection F2 leading to the second hydraulic consumer 12 via the flow divider 26.

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Abstract

Vorrichtung nebst Hydrauliksystem zur Ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen Verbrauchers und mindestens eines zweiten hydraulischen Verbrauchers. Eine Vorrichtung (32) zur Ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen Verbrauchers (10) und mindestens eines zweiten hydraulischen Verbrauchers (12), wobei die hydraulischen Verbraucher (10, 12) zumindest über einen Stromteiler (26) zur Aufteilung eines von einer Druckversorgung (P) kommenden Fluidstroms in vorgebbare, zum jeweiligen hydraulischen Verbraucher (10, 12) führende Teilströme mit Fluid mit vorgebbarem Druck versorgbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer zwischen dem Stromteiler (26) und mindestens einem hydraulischen Verbraucher (12) angeordneten Sperreinrichtung (38) ein Fluidstrom von demjenigen hydraulischen Verbraucher (10) mit höherer Druckbeaufschlagung über den Stromteiler (26) zu demjenigen hydraulischen Verbraucher (12) mit niedrigerer Druckbeaufschlagung unterbindbar ist, und dass die mindestens eine Sperreinrichtung (38) in einer Fluidverbindung (F2) vom Stromteiler (26) zum hydraulischen Verbraucher (12) mit niedrigerer Druckbeaufschlagung angeordnet ist.

Description

Vorrichtung nebst Hydrauliksystem zur Ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen Verbrauchers und mindestens eines zweiten hydraulischen Verbrauchers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen Verbrauchers und mindestens eines zweiten hydraulischen Verbrauchers gemäß der Merkmalsausgestaltung des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 . Die Erfindung betrifft weiter ein Hydrauliksystem mit einer solchen Vorrichtung zur Ansteuerung zweier hydraulischer Verbraucher.
Eine derartige Vorrichtung findet Verwendung beispielsweise in Maschinen, wie Ladern, zur Bewegung von Lasten und dient dabei der Ansteuerung von Aktuatoren mit Arbeitszylindern, in welchen Kolben entsprechend einer Bewegung der zu bewegenden Last verfahr- bzw. bewegbar geführt sind. In Abhängigkeit der Positionen der Kolben bzw. Aktuatoren und der durch diese bewegten Last kann es bei einer ungünstigen Schwerpunktverlagerung zu einem Kippen der Maschine kommen, weshalb diese insbesondere die in der Sicherheitsnorm EN 15000 festgelegten Sicherheitsbestimmungen erfüllen muss. Demgemäß ist bei Kippgefahr eine lastmomentvergrößernde Bewegung zu verhindern und eine lastmomentverringernde Bewegung zuzulassen. Im Betrieb der Maschine kann es bei einer plötzlichen Abschaltung der Verbraucher insbesondere durch eine starke Bremsbeschleunigung zusätzlich zu einem Kippen der Maschine kommen. Diesem Problem wird bislang damit begegnet, dass die zulässige Verfahrgeschwindigkeit zur Ver- ringerung der Bremsbeschleunigung reduziert wird, wobei zweckmäßigerweise die Verfahrgeschwindigkeit proportional zur Aktuatorposition und zur Last verzögert, anders ausgedrückt die Bewegung verlangsamt wird. Dies steht im Widerspruch zur bedienerseitigen Anforderung schneller Be- und Entladezyklen. Alternativ können die Bewegungen beider Aktuatoren derart zwangsgekoppelt werden, dass ungewünschte Aktuatorpositionen vermieden werden.
Des Weiteren ist es wünschenswert, an den Grenzen des Bewegungsbe- reichs der Maschine, anders ausgedrückt beim Erreichen der Extrempositionen der Aktuatoren, ein gleichmäßiges,„ruckfreies" Arbeiten zu ermöglichen. Beispielsweise kann der für einen bestimmten Volumenbereich ausgelegte Stromteiler dahingehend leckagebehaftet sein, dass von einem einer Horizontalbewegung zugeordneten, mit einem höheren Druck beaufschlag- ten Aktuator zu einem einer Vertikal bewegung zugeordneten, mit einem niedrigeren Druck beaufschlagten Aktuator ein Fluid-Leckagestrom fließen und die Position des weiteren Aktuators in Form einer Unregelmäßigkeit im Bewegungsablauf, wie eines„Rucks", spürbar beeinflussen kann. Diese Situation tritt insbesondere dann auf, wenn der horizontal verfahrbare Aktua- tor weit eingefahren und der vertikal verfahrbare Aktuator weit ausgefahren ist. Die bekannten Vorrichtungen zur Ansteuerung von hydraulischen Verbrauchern, wie der Aktuatoren, unterbinden den Fluid-Leckagestrom in dieser Situation nicht zuverlässig. Durch die US 5,473,828 A ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung mindestens zweier hydraulischer Verbraucher bekannt, die jeweils als hydraulische Arbeitszylinder ausgebildet, unterschiedlich weit aus Zylindergehäusen ausfahrbare Kolbenstangentriebe aufweisen zwecks Ansteuerns zweier gleich ausgebildeter Schaufel hälften eines Baggers. Aufgrund der unterschiedli- chen Verfahrlängen der Kolbenstangentriebe ist es möglich, bei geschlossenem Schaufelwerk und Eindringen in eine Erdmasse selbige zum Anheben aus dem sonstigen Bodenuntergrund auszubrechen, wobei die geschlossene Baggerschaufel gekippt wird, indem der längere Arbeitszylinder die dahingehende Kippbewegung ausführt. Um bei dieser Kipp- oder Ausbrechbewegung die Schaufelhälften in der geschlossenen Stellung halten zu können, ist nach einem Stromteiler, der die beiden Kolbenseiten der Arbeitszylinder mit Hydraulikfluid versorgt, hinter dem Stromteilerpfad, der den Arbeitszylinder mit der geringeren Ausfahrlänge versorgt, eine Steuerleitung vorgesehen, die ein 3/2-Wegeventil derart ansteuert, dass mit wachsendem Druck beim Ausbrechen des Erdreiches dieses Ventil in seine Schließstellung gelangt, so dass ein weiterer Zustrom von Arbeitsfluid zu diesem Hydraulikzylinder unterbunden ist und dieser ohne Überlast in seiner das Schaufelwerk schließenden Stellung gehalten wird.
Durch die DE 1 1 2005 001 879 T5 ist ein Fluiddruckstellantriebs- Steuerungssystem bekannt zum Steuern einer Verstellung eines vorbestimmten Fluiddruckstellantriebs von mindestens zwei Fluiddruckstellantrieben als hydraulische Verbraucher, denen Ströme von druckbeaufschlagtem Flu- id, das von einer gemeinsamen Fluiddruckquelle abgegeben wird, individuell über eine Stromteilereinrichtung zugeteilt werden kann. Im Rahmen dieser individuellen Zuteilung ist jedem hydraulischen Verbraucher eine eigenständige Sperreinrichtung zugeordnet, die von einer zentralen Steuereinrichtung betätigbar sind, wobei über eine umfassende Sensorik Betriebs- zustände an den jeweiligen hydraulischen Verbrauchern überwacht werden und die Steuereinrichtung veranlassen, über die jeweilige Sperreinrichtung in Form von Ventilen Fluidmengen den Verbrauchern zuzuführen oder von diesen wieder bevorzugt in einen Tank abzuführen. Aufgrund dieser getrennten Ansteuerung betreffend den jeweiligen hydraulischen Verbraucher ist es mit dieser bekannten Lösung möglich, zum einen eine Feineinstellung bzw. Feinpositionierung für die hydraulischen Verbraucher, beispielsweise in Form hydraulischer Aktuatoren, vorzunehmen und des Weiteren ist dergestalt die Möglichkeit geschaffen, die Position oder Lage einer Arbeitsgerätschaft beispielsweise in Form einer Baggerschaufel automatisch gemäß der Lage eines jeweils anderen bewegbaren Elements, beispielsweise in Form eines hydraulisch betätigbaren Lasthebearms, anzupassen. Die dahingehend bekannte Lösung ist konstruktiv aufwendig und eine sichere Beherrschung von Fluid-Leckageströmen im eingangs erwähnten Rahmen ist mit dieser bekannten Lösung nicht möglich. Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Fluid-Leckagestrom zwischen zwei über einen Stromteiler mit Fluid versorgbaren, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagten hydraulischen Verbrauchern in einfacher und zuverlässiger Weise zu unterbinden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit sowie mit einem Hydrauliksystem gemäß der Merkmalsausgestaltung des Patentanspruchs 4. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie ein Hydrauliksystem umfassend eine solche Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuerleitung von der vom hydraulischen Verbraucher mit jeweils höherer Druckbeaufschlagung zum Stromteiler führenden Fluidverbindung zu der Sperreinrichtung derart geführt ist, dass die höhere Druckbeaufschlagung die Sperrein- richtung in Richtung ihrer sperrenden Stellung ansteuert, so dass in jedweder Drucksituation der angesteuerten hydraulischen Verbraucher ein in der Fluidverbindung vom hydraulischen Verbraucher mit höherer Druckbeaufschlagung zum Stromteiler anstehender Fluiddruck den hydraulischen Verbraucher mit niedrigerer Druckbeaufschlagung nicht erreicht und folglich diesen nicht in ungewollter Weise betätigt. Ein in der entsprechenden Fluidverbindung anstehender Fluiddruck erreicht maximal die Sperreinrichtung, welche einen weiteren Fluidweg zum jeweiligen anderen hydraulischen Verbraucher sperrt.
Vorteilhafterweise ist bei Betrieb der Vorrichtung die mindestens eine, bevorzugt als Ventil, besonders bevorzugt als Rückschlagventil, ausgebildete Sperreinrichtung vom den Stromteiler durchströmenden Fluiddruck angesteuert sowie von dem vom hydraulischen Verbraucher mit jeweils höherer Druckbeaufschlagung stammendem Fluiddruck sperrbar. In dieser vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist sichergestellt, dass die mindestens eine Sperreinrichtung beim Auftreten eines Fluid-Leckagestroms am Stromteiler gesperrt ist. Bei einer Ausbildung der Sperreinrichtung als sperrbares Rückschlagventil ist dieses vorteilhafterweise durch die Steuerleitung schließbar, wobei die Leitung zur Ansteuerung der Sperreinrichtung in vorteilhafter Weise fluidführend an die Fluidverbindung vom hydraulischen Verbraucher mit höherer Druckbeaufschlagung zum Stromteiler angeschlossen ist. Weiter ist vorstellbar, dass Fluiddrücke in beiden Fluidrichtungen zwischen den über den Stromteiler miteinander verbundenen hydraulischen Verbrauchern auftreten, die wechselweise mit höherem und niedrigerem Druck beaufschlagt sind. Hierbei sind zweckmäßigerweise zwei, der jeweiligen Fluidrichtung zugeordnete, in der Fluidverbindung vom Stromteiler zum jeweiligen hydraulischen Verbraucher mit niedrigerer Druckbeaufschlagung angeordnete Sperreinrichtungen vorgesehen. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch vorstellbar, eine in beide Fluidrichtungen wirksame, entsprechende Fluidströme unterbindende Sperreinrichtung auszubilden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch in besonderen Stellungen der hydraulischen Verbraucher ohne Störungen durch Fluidströme störungsfrei („ruckfrei") und sicher gearbeitet werden, wobei die erfindungsgemäße Lö- sung sich auch besonders kostengünstig realisieren lässt. Ehemals gegebenenfalls über den Stromteiler führende Leckageströme sind dergestalt mit Sicherheit vermieden. Um diese vorstehend genannten vorteilhaften Lösungen zu realisieren, kann in bevorzugter Weise weiter vorgesehen sein, dass die Steuerleitung zwischen einer Anschlussstelle der Sperreinrichtung für das Sperren derselben und einer Abzweigstelle verläuft, in die sowohl eine vom Ausgang eines Stromteilerpfades des Stromteilers kommende Fluidleitung einmündet als auch die weitere Fluidleitung, die in Richtung des Verbrauchers mit der höheren Druckbeaufschlagung führt bzw. an diesen Verbraucher fluidfüh- rend angeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft weiter ein hydraulisches System umfassend mindes- tens einen ersten hydraulischen Verbraucher und mindestens einen zweiten hydraulischen Verbraucher und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als handelbare Einheit unabhängig von den hydraulischen Verbrauchern und einer Druckversorgung hergestellt, vertrieben und in ein Hydrauliksystem eingesetzt werden.
Zum Einsatz des Hydrauliksystems in einer Maschine zur Bewegung von Lasten können der erste und/oder der zweite hydraulische Verbraucher fluidbetätigte Aktuatoren sein mit jeweils zwei voneinander getrennten Ak- tuatorseiten, die für eine Bewegung des jeweiligen Aktuators wechselweise fluidführend mit der Druckversorgung verbindbar sind. Entsprechend der Druckbeaufschlagung der jeweiligen Aktuatorseite werden der Aktuator und die mit diesem verbundene Last bewegt. Bevorzugterweise umfassen die Aktuatoren jeweils einen in einem Arbeitszylinder ein- und ausfahrbar ge- führten Kolben, wobei zweckmäßigerweise die einer einfahrenden Bewegung des jeweiligen Kolbens zugeordneten Aktuatorseiten mit dem Strom- teiler verbunden sind. Es können jedoch alternativ einer ausfahrenden Bewegung des jeweiligen Kolbens zugeordnete Aktuatorseiten mit dem Stromteiler verbunden sein. Auf diese Weise wird ein Gleichlauf, anders ausgedrückt eine aufeinander abgestimmte Bewegung, beider Kolben bzw. Aktu- atoren gewährleistet, entweder in der jeweiligen Einfahrrichtung oder in der jeweiligen Ausfahrrichtung. Auch Kombinationen von gekoppelten Einfahr- und Ausfahrbewegungen sind vorstellbar.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems umfasst einer der Aktuatoren einen Teleskopzylinder mit einem darin vorzugsweise in einer Horizontalrichtung ein- und ausfahrbar geführten Kolben und ein weiterer Aktuator einen Hubzylinder mit einem darin vorzugsweise in einer Vertikalrichtung ein- und ausfahrbar geführten weiteren Kolben, wobei die Sperreinrichtung zwischen dem Stromteiler und dem Hubzylinder angeordnet ist. Hierbei ist die von den Aktuatoren bewirkte Gesamtbewegung in eine vorzugsweise in Horizontalrichtung gerichtete Bewegungskomponente und eine weitere vorzugsweise in Vertikalrichtung gerichtete Bewegungskomponente aufgeteilt und entsprechend über den Teleskopzylinder bzw. den Hubzylinder veränderbar. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Sperreinrichtung zwischen dem Stromteiler und dem Hubzylinder und ein Sperren der entsprechenden Fluidverbin- dung wird im Betrieb des Hydrauliksystems verhindert, dass bei einem beispielsweise für 150 l/min ausgelegten Stromteiler und einem Druck von 1 50 bar im Teleskopzylinder ein Fluid-Leckagestrom von ca. 5 l/min den Hubzylinder erreicht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Erfindungsgemäß können die vorstehend genannten und die weiter angeführten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwirklicht sein. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:
Fig. 1 bis 3 jeweils einen Schaltplan eines mit einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung zur Ansteuerung von hydraulischen Verbrauchern ausgestatteten Hydrauliksystems.
Ein in den Fig. 1 bis 3 jeweils gezeigtes Hydrauliksystem umfasst einen ers- ten hydraulischen Verbraucher 10, welcher als Aktuator mit einem Arbeitszylinder, genauer einem Teleskopzylinder, ausgebildet ist, und einen zweiten hydraulischen Verbraucher 12, welcher ebenfalls als Aktuator mit einem Arbeitszylinder, genauer einem Hubzylinder, ausgebildet ist. In den beiden als Aktuatoren ausgebildeten hydraulischen Verbrauchern 10, 12 ist jeweils ein erster Kolben 14 bzw. ein zweiter Kolben 16 verfahrbar geführt, wobei der erste Kolben 14 in einer Horizontalrichtung H in den entsprechenden Arbeitszylinder ein- und ausfahrbar ist und der zweite Kolben 16 in einer Vertikalrichtung V in den entsprechenden Arbeitszylinder ein- und ausfahrbar ist.
Zur Einstellung der Position des jeweiligen Kolbens 14, 16 bzw. für eine entsprechende Aktuatorbewegung wird eine Einfahrseite 18.1 , 18.2 oder eine Ausfahrseite 20.1 , 20.2 des entsprechenden Arbeitszylinders an eine Druckversorgung P fluidführend angeschlossen und mit Fluid mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagt. Fluid wird mittels einer betätigbaren
Pumpe 30 von der Druckversorgung P zur Einfahrseite 18.1 , 18.2 oder zur Ausfahrseite 20.1 , 20.2 des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers 10, 12 gefördert. Bei einer Bewegung des jeweiligen Kolbens 14, 16 auf der Einfahrseite 18.1 , 18.2 oder der Ausfahrseite 20.1 , 20.2 verdrängtes Fluid kann über einen Tankanschluss T zurück in den Tank bzw. ein Reservoir geführt werden. Mit dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Hydrauliksystem ist die Überlagerung einer Hubbewegung in Vertikalrichtung V mit einer Transla- tions- bzw. Teleskopbewegung in horizontaler Richtung H mögl ich.
Zur jewei ls gewünschten Fluidversorgung der hydraul ischen Verbraucher 10, 1 2 sind ein als elektromagnetisch betätigbares 4/3-Wegeventi I ausgebildetes erstes Ventil 22 und ein als betätigbares 4/3-Wegeventi l ausgebildetes zweites Ventil 24 vorgesehen. Das zwischen einer EI N-Stellung (links) zur Druckbeaufschlagung der Einfahrseite 18.1 des ersten hydraul ischen Verbrauchers 10, einer NEUTRAL-Stellung (Mitte) zum Abschluss sämtlicher Fl uidanschlüsse und einer AUS-Stel lung (rechts) zur Druckbeaufschlagung der Ausfahrseite 20.1 des ersten hydraulischen Verbrauchers 10 schaltbare erste Ventil 22 ist unmittelbar zwischen die Druckversorgung P und den ersten hydraul ischen Verbraucher 10 geschaltet. Das zweite Ventil 24, welches zwischen einer EIN-Stellung (links) zur Druckbeaufschlagung einer Einfahrseite 1 8.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12, einer NEUTRAL-Stel lung (Mitte) zum Abschluss sämtl icher Fluidanschlüsse und einer AUS-Stellung (rechts) zur Druckbeaufschlagung einer Ausfahrseite 20.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 schaltbar ist, ist derart zwischen die Druckversorgung P und die zwei hydraul ischen Verbraucher 10, 1 2 geschal- tet, dass das zweite Ventil 24 unmittelbar an die Ausfahrseite 20.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 und an beide Einfahrseiten 18.1 , 18.2 der beiden hydraul ischen Verbraucher 10, 1 2 angeschlossen ist.
Zur Aufteilung eines von der Druckversorgung P über das zweite Ventil 24 zu den Einfahrseiten 1 8.1 , 1 8.2 der hydraul ischen Verbraucher 10, 12 geführten Fluidstroms in entsprechende Teilströme ist ein Stromteiler 26 vorgesehen. Der Stromteiler 26 weist eine erste Drossel 28.1 und eine zweite Drossel 28.2 auf, welche den von der Druckversorgung P kommenden, 100% betragenden Fluidstrom in einen zum ersten hydraulischen Verbrau- eher 10 führenden, beispielhaft 67% betragenden ersten Teilstrom und einen zum zweiten hydraulischen Verbraucher 1 2 führenden, beispielhaft 33% betragenden zweiten Fluidstrom aufteilt. Es versteht sich, dass anstelle dieses fest vorgegebenen Verhältnisses zwischen erstem und zweitem Teilstrom die beiden Drosseln 28.1 , 28.2 individuell auch anders einstellbar ausgebildet sein können. Der Stromteiler 26 ist für einen Volumenstrombe- reich von beispielsweise 1 50 l/min ausgelegt. Hierbei ist ein Kompromiss zwischen dem minimalen Volumenstrom, bei welchem der Stromteiler 26 seine Funktion erfüllt, und einem Druckabfall über ein zweites Schaltventil 34.2 bei maximalem Volumenstrom zu finden. Bei geringem Volumenstrom des von der Druckversorgung P kommenden Fluidstroms funktioniert der Stromteiler 26 entsprechend den beiden Drosseln 28.1 , 28.2.
In einer ersten Fluidverbindung oder Fluidleitung F1 vom Stromteiler 26 zum ersten hydraulischen Verbraucher 10 ist ein Rückschlagventil 36 vorgesehen, welches bei einer Druckversorgung der Einfahrseite 18.1 des ers- ten hydraulischen Verbrauchers 10 über das erste Ventil 22 schließt, um einen Druckabfall über die erste Fluidverbindung F1 zu vermeiden. In einer zweiten Fluidverbindung oder Fluidleitung F2 vom Stromteiler 26 zum zweiten hydraulischen Verbraucher 12 ist eine Sperreinrichtung 38 vorgesehen, welche als Rückschlagventil ausgebildet ist und über eine fluidfüh- rend an die erste Fluidverbindung F1 angeschlossene, als Leckagestromleitung ausgebildete Steuerleitung S sperrbar ist.
Die fluid- und druckführende Steuerleitung S (strichliniert gezeichnet) verläuft zwischen einer Anschlussstelle AS der Sperreinrichtung 38 für das Sperren derselben und einer Abzweigstelle AB, in die sowohl eine vom Ausgang A1 eines Stromteilerpfades ST1 des Stromteilers 26 kommende Fluidleitung FT einmündet als auch die weitere Fluidleitung Fl , die in Richtung des Verbrauchers 10 mit der höheren Druckbeaufschlagung mündet. Der Stromteilerpfad ST2 des Stromteilers 26 ist über den Ausgang A2 des Stromteilers 26 an die Fluidleitung F2', welche weiter zu einem ein- gangsseitigen Anschluss der Sperreinrichtung 38 führt, angeschlossen. Die Anschlussstel le AS sowie die zum Verbraucher 12 führende Fluidleitung oder -Verbindung F2 sind an der Ausgangsseite des Sperrventiles 38 angeschlossen, dessen Sperrglied in Richtung der genannten Ausgangsseite bei Anstehen eines entsprechenden Fluiddrucks öffnet und ansonsten unter Einbezug des Differenzdruckes zwischen Ein- und Ausgangsseite des Sperrventiles 38 auch in einer geschlossenen Stell ung verbleiben kann.
Der Stromteiler 26 und die Sperreinrichtung 38 sind Teil einer Vorrichtung 32 zur Ansteuerung der beiden hydraulischen Verbraucher 10, 1 2, wobei die Vorrichtung 32 weiter das Rückschlagventil 36 und schaltbare Venti le 34.1 , 34.2, 34.3 umfasst. Ein erstes schaltbares Ventil 34.1 ist in der ersten Fluidverbindung F1 vom Stromteiler 26 zur Einfahrseite 18.1 des ersten hydraul ischen Verbrauchers 10 angeordnet. Ein zweites schaltbares Ventil 34.2 ist zur Umgehung des Stromteilers 26 nebst Sperreinrichtung 38 bei einer unmittelbaren Druckbeaufschlagung von der Druckversorgung P über das zweite Ventil 24 zur Einfahrseite 18.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 angeordnet. Ein drittes schaltbares Ventil 34.3 ist in einer direkten Rückführleitung von der Ausfahrseite 20.1 des ersten hydraulischen Verbrauchers 10 zum Tankanschluss T, d.h., parallel zum ersten Venti l 22 angeordnet.
Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 darin, dass sich das rechts gezeigte zweite Ventil 24 in der EI N-Stellung befindet und dementsprechend über den Stromteiler 26 die Einfahrseiten 18.1 , 18.2 der beiden hydraulischen Verbraucher 10, 1 2 mit Druck beaufschlagt sind und die jeweil igen Kolben 14, 16 eine horizontale erste Einfahrbewegung E 1 bzw. eine vertikale zweite Einfahrbewegung E2 durchführen. Durch die vom Stromteiler 26 durch die Fluidverbindungen F1 , F2 zur Einfahrseite 1 8.1 , 18.2 des jewei ligen hydraulischen Verbrauchers 10, 12 geführten Teilströme werden diese zwangsgekoppelt und die Kolben 14, 1 6 bewegen sich entsprechend der im Stromteiler 26, genauer über die Drosseln 28.1 , 28.2, eingestellten Tei l- ströme sowie dem auf der jeweiligen Einfahrseite 18.1 , 18.2 vorgegebenen Teilvolumen des jeweiligen Arbeitszylinders in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander. Bei einer Verwendung des Hydrauliksystems in einer Maschine, wie einem Telelader, zur Bewegung von Lasten fährt durch diese Zwangskopplung der erste Kolben 14 bzw. Aktuator bei einer Senkbewegung gemäß der zweiten Einfahrbewegung E2 des zweiten Kolbens 16 bzw. Aktuators gemäß der ersten Einfahrbewegung E1 ein. Hierdurch wird ein Kippen der Maschine durch eine ungünstige Schwerpunktverlagerung wirksam vermieden. Das durch die Bewegung der Kolben 14, 16 an der Aus- fahrseite 20.1 , 20.2 des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers 10, 12 verdrängte Fluid wird über den Tankanschluss T zurück in den Tank geführt.
Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 1 darin, dass sich das links gezeigte erste Ventil 22 in der EIN-Stellung befindet und dementsprechend die Einfahrsei- te 18.1 des ersten hydraulischen Verbrauchers 10 mit Druck beaufschlagt ist und der erste Kolben 14 eine in der Figur nach rechts zeigende Einfahrbewegung E1 vollführt. Aufgrund der NEUTRAL-Stellung des zweiten Ventils 24 steht in der zweiten Fluidverbindung F2 und am Stromteiler 26 der auf der Einfahrseite 18.2 des zweiten Kolbens 16 herrschende Druck an. In der in Fig. 3 dargestellten Situation ist der zweite Kolben 16 weit aus dem Arbeitszylinder des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 ausgefahren, so dass an der entsprechenden Einfahrseite 18.2 ein niedriger Druck ansteht. Dieser niedrige Druck steht ebenfalls stromteilerseitig am Rückschlagventil 36 in der ersten Fluidverbindung F1 an. Das genannte Rückschlagventil 36 ist aufgrund des aktuatorseitigen, wesentlich höheren Drucks von der Druckversorgung P geschlossen.
An der dem ersten hydraulischen Verbraucher 10 zugeordneten Seite des Stromteilers 26 bzw. im entsprechenden Abschnitt der ersten Fluidverbin- dung F1 anstehender Fluiddruck kann den Stromteiler 26 nahezu ungehindert durchströmen und würde ohne die Sperreinrichtung 38 die Einfahrseite 18.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 erreichen und die Position des zweiten Kolbens 16 in ungewünschter Weise, insbesondere„ruckartig", beeinflussen können. Durch die Sperreinrichtung 38 wird eine derartige unerwünschte Beeinflussung dadurch verhindert, dass die Sperreinrichtung 38 vom in der ersten Fluidverbindung Fl anstehenden Fluiddruck über die Steuerleitung S angesteuert und verschlossen wird, bevor ein derartiger Flu- idstrom über den Stromteiler 26 die zum zweiten hydraulischen Verbraucher 12 führende zweite Fluidverbindung F2 erreicht. Sobald der an der Einfahrseite 18.1 des ersten hydraulischen Verbrauchers 10 anstehende Druck verringert und/oder die Schaltstellung des ersten Ventils 22 geändert wird, werden Fluid-Leckageströme über den Stromteiler 26 verringert und spätestens bei einem Druckabfall am Stromteiler 26 vernachlässigbar klein oder ganz verhindert. Infolgedessen wird die Sperreinrich- tung 38 wieder entsperrt und die Einfahrseite 18.2 des zweiten hydraulischen Verbrauchers 12 kann wieder über die in Fig. 2 gezeigte Stellung des zweiten Ventils 24 mit Druck beaufschlagt werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung 32 wird insbesondere erreicht, dass ein störungsfreies Arbeiten auch in besonderen Situationen eines Hydrau- liksystems sichergestellt und somit schnelle Ladezyklen ermöglicht sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung (32) zur Ansteuerung mindestens eines ersten hydraulischen Verbrauchers (10) und mindestens eines zweiten hydraulischen Verbrauchers (12),
- wobei die hydraulischen Verbraucher (10, 12) zumindest über einen
Stromteiler (26) zur Aufteilung eines von einer Druckversorgung (P) kommenden Fluidstroms in vorgebbare, zum jeweiligen hydraulischen Verbraucher (10, 12) führende Teilströme mit Fluid mit vorgebbarem Druck versorgbar sind,
- wobei mittels mindestens einer zwischen dem Stromteiler (26) und mindestens einem hydraulischen Verbraucher (12) angeordneten, ansteuerbaren Sperreinrichtung (38) ein Fluidstrom von demjenigen hydraulischen Verbraucher (10) mit höherer Druckbeaufschlagung über den Stromteiler (26) zu demjenigen hydraulischen Verbraucher (12) mit niedrigerer Druckbeaufschlagung unterbindbar ist, und
- wobei die mindestens eine Sperreinrichtung (38) in einer Fluidver- bindung (F2) vom Stromteiler (26) zum hydraulischen Verbraucher (12) mit niedrigerer Druckbeaufschlagung angeordnet ist,
- dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerleitung (S) von der vom hydraulischen Verbraucher (10) mit jeweils höherer Druckbeaufschlagung zum Stromteiler (26) führenden Fluidverbindung (F1 ) zu der Sperreinrichtung (38) derart geführt ist, dass die höhere Druckbeaufschlagung die Sperreinrichtung (38) in Richtung ihrer sperrenden Stellung ansteuert, so dass in jedweder Drucksituation der angesteuerten hydraulischen Verbraucher (10,12) ein in der Fluidverbindung (F1 ) vom hydraulischen Verbraucher (10) mit höherer Druckbeaufschlagung zum Stromteiler (26) anstehender Fluiddruck den hydraulischen Verbraucher (12) mit niedrigerer Druckbeaufschlagung nicht erreicht und folglich diesen nicht in ungewollter Weise betätigt. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei deren Betrieb die mindestens eine, bevorzugt als Ventil, besonders bevorzugt als Rückschlagventil, ausgebildete, Sperreinrichtung (38) vom den Stromteiler (26) durchströmenden Fluiddruck angesteuert sowie von dem vom hydraulischen Verbraucher (10) mit jeweils höherer Druckbeaufschlagung stammenden Fluiddruck sperrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (S) zwischen einer Anschlussstel le (AS) der Sperreinrichtung (38) für das Sperren derselben und einer Abzweigstel le (AB) verläuft, in die sowohl eine vom Ausgang (A1 ) eines Stromtei lerpfades (ST1 ) des Stromtei lers (26) kommende Fluidleitung (FT) einmündet als auch die weitere Fluidleitung (F1 ), die in Richtung des Verbrauchers (10) mit der höheren Druckbeaufschlagung führt.
Hydrauliksystem umfassend mindestens einen ersten hydraulischen Verbraucher (10) und mindestens einen zweiten hydraulischen Verbraucher (1 2) und eine Vorrichtung (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Ansteuerung der hydraulischen Verbraucher (10, 1 2).
Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (10) und/oder der zweite hydraul ische Verbraucher (1 2) ein fluidbetätigter Aktuator ist mit jewei ls zwei voneinander getrennten Aktuatorseiten (1 8.1 , 20.1 ; 18.2, 20.2), die für eine Bewegung (E1 , E2) eines jeweiligen Kolbens (14, 1 6) wechselweise fl uidführend mit der Druckversorgung (P) verbindbar sind. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (14, 1 6) jeweils in einem Arbeitszylinder ein- und ausfahrbar geführt sind, und dass die einer einfahrenden Bewegung (E 1 , E2) des jeweiligen Kolbens (14, 16) zugeordneten Aktuatorseiten (18.1 , 18.2) mit dem Stromteiler (26) verbunden sind.
7. Hydrauliksystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kolben (14) in einem Teleskopzylinder, vorzugsweise in einer Horizontalrichtung (H), ein- und ausfahrbar geführt ist, dass ein weiterer Kolben (16) in einem Hubzylinder, vorzugsweise in einer Vertikalrichtung (V), ein- und ausfahrbar geführt ist, und dass die Sperreinrichtung (38) zwischen dem Stromteiler (26) und dem Hubzylinder angeordnet ist.
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