EP3002462A1 - Hydraulisches steuersystem - Google Patents

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EP3002462A1
EP3002462A1 EP15182018.0A EP15182018A EP3002462A1 EP 3002462 A1 EP3002462 A1 EP 3002462A1 EP 15182018 A EP15182018 A EP 15182018A EP 3002462 A1 EP3002462 A1 EP 3002462A1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
pressure
line
valve
load
Prior art date
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Pending
Application number
EP15182018.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Kirchhoff
Thomas Fedde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Claas Tractors SAS
Original Assignee
Claas Tractors SAS
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Filing date
Publication date
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    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control system for a working hydraulics of a land or building economical vehicle to which vehicle in its rear and / or front area a hydraulic adjusting and / or drive system having attachments can be coupled, wherein a hydraulic system of the respective attachment by means of a hydraulic Coupling system with a hydraulic circuit of the working hydraulics can be connected and both within the hydraulic circuit and within the hydraulic system each hydraulic control units are assigned functionally, wherein in the hydraulic circuit, an adjustable hydraulic pump is provided whose delivery volume in response to a load pressure of the hydraulic load of the hydraulic circuit and the Anbau réelle associated hydraulic system is regulated, wherein in the context of the control of the hydraulic pump, at least one hydraulic load signal line is provided, which composites with the control units n, and wherein between a first line section of the load signal line, which is connected to the arranged within the hydraulic circuit controllers, and a second line section of the load signal line, which is connected to the control units of the hydraulic system, a control valve is arranged, which is one of the control units the hydraulic
  • the invention also relates to a control valve for a designed as a closed-center system working hydraulics of a land or building economics usable machine, which amplifies a one or more control units in a load signal line generated load pressure signal by means of a pressure increase from a pressure line.
  • the hydraulic pump designed as a variable displacement pump is controlled by a so-called load-sensing system, which consists of a load signal line and a pressure compensator associated with the adjustment of the hydraulic pump.
  • load-sensing system which consists of a load signal line and a pressure compensator associated with the adjustment of the hydraulic pump.
  • load signal line of each of the control valves which are assigned to the individual consumers, the highest load pressure reported to the pressure compensator and the hydraulic pump only builds up the load pressure plus a low pressure surplus.
  • variable displacement pump This will allow the variable displacement pump to be returned to a stand-by condition when the control valves are in their neutral position and do not demand a flow.
  • the pump pressure settles so that the pressure difference ⁇ p LS between the load pressure p LS of the pressure compensator and the delivery pressure of the pump p p always remains the same. If one or more valves are actuated, the pressure is passed on via the load signal line to the pressure compensator, which determines the energy requirement of the system by comparing the load pressure p LS and the pump pressure p p . Pump pressure and pump flow are always automatically adapted to the respective requirements.
  • the respective highest load pressure p LS is reported by the corresponding control valve to the hydraulic pump, whereupon the hydraulic pump builds up only the load pressure plus a low pressure surplus (rule - ⁇ p).
  • the pump flow is divided by the use of so-called section pressure compensators regardless of the various load pressures on the consumer, as it corresponds to the ratio of the opening cross-sections of the control valves.
  • remote terminals work equipment which is at least two connections, namely for a Pressure line and a non-pressurized return line.
  • remote connections are provided, for example, in their front and rear areas, in which there is also a three-point power lift for receiving the respective implement.
  • the coupled implement may include hydraulic consumers in the form of hydraulic cylinders or hydraulic motors, each operating control valves associated therewith.
  • the connection of the tools is also referred to as a power beyond connection.
  • the power beyond connection system will be extended with a connection for a load signal line leading to the implements control units.
  • This ensures that the variable displacement pump of the agricultural vehicle supplies the control valves of the attachment only with pressure medium when the corresponding hydraulic power is needed. Therefore, this system regulates the flow rate and pressure to meet the needs.
  • the load signal line the load pressure increases when the operator of the implement retrieves one of its hydraulic functions.
  • considerable pressure losses can occur in the connecting elements, so that the control variable for the hydraulic pump ⁇ p LS collapses. This has the consequence that the variable displacement pump can not provide sufficient volume flow.
  • a hydraulic control system for a land or building economy vehicle of the type specified in the preamble of claim 1 is known from the DE 11 2004 002 768 B4 known.
  • This document discloses a hydraulic control system in which an implement is operated via power beyond ports.
  • the respective load pressure of the load can be reported as a load-sensing signal via a load signal line to the control system.
  • the control system has means to influence at least one of the load-sensing signals.
  • a compensation valve and a Shut-off valve existing compensator In order to change the load-sensing signal so that the consumer or consumers receive a larger flow of oil, resulting in a quick effect of the consumer or the consumer should be one of a compensation valve and a Shut-off valve existing compensator provided.
  • the compensation valve is intended to raise a load sensing pressure applied to it by a fixed amount ⁇ p, the sum of the load sensing pressure and the fixed amount ⁇ p representing the corrected load sensing pressure.
  • the shut-off valve should shut off the compensator when the load-sensing pressure applied to the compensation valve goes against the return line pressure.
  • the control valve has a load signal amplifying valve unit, which is designed as a directional control valve, wherein this Nutzan say for the pressure line, the first line section and a return line, and is controlled by the load pressure of the first line section, and wherein the control valve is a front side via a biasing spring Having on a valve spool of the directional control valve biasing stage, which is acted upon by a load pressure of the second line section.
  • the biasing stage which is acted upon by the load pressure from the second line section, thus acts permanently on the biasing spring on the valve spool of the directional control valve.
  • the biasing spring is tensioned by means of the applied with this load pressure biasing stage and moved over this, the valve spool of the directional control valve in a position in which from the pressure line Pressure medium is passed with the pump pressure p p in the first line section of the signal line.
  • the load pressure in this first line section is increased by the amount of the biasing force.
  • the pressure in the first line section is thus regulated via the regulating valve to the value set by the pretensioning spring, the load pressure correspondingly increased via the regulating valve being forwarded to a pressure compensator.
  • This pressure compensator ensures that the pressure difference ⁇ p LS between the load pressure p LS and the delivery pressure of the pump p p always remains the same. In this way, the pressure balance determines the energy requirement of the system by comparing the load pressure p LS and the pump pressure p p .
  • variable is adjusted to a higher delivery volume due to the increase of the load pressure, so that in a corresponding manner pressure means for a delay-free operation of the corresponding modules of the attachment via hydraulic cylinders or hydraulic motors can be provided.
  • a compensator which consists of a compensation valve and a shut-off valve.
  • the compensation valve is arranged between a first line section and a second line section of the signal line.
  • the compensation valve is acted upon at one end face with the pump pressure and at the other end side with the load pressure of the signal line.
  • the application of the pump pressure takes place depending on the position of the shut-off valve. From its initial position, in which the compensation valve ensures no pressure increase in the signal line, it is first moved to a middle position in which pressure medium is throttled fed into the entire signal line. Finally, in a third position of the compensation valve, the pressure medium from the pressure line is only fed into the branch of the signal line which leads to the adjustment of the variable displacement pump.
  • valve slide is acted upon at its side remote from the biasing stage end face with the load pressure of the first line section.
  • the in the first line section at a pressure increase increasing load pressure consequently acts against the force transmitted by the pretensioning stage. Therefore, the slider is moved back from its intended for a pressure increase position as soon as the force resulting from the pressure increase exceeds the force of the biasing spring.
  • valve slide has a hydraulic actuation parallel to the pretensioning stage via the load pressure of the second line section.
  • valve spool of the directional control valve is piloted parallel to the biasing stage directly with the pressure of the second line section.
  • the biasing stage may comprise a longitudinally displaceable sleeve, which is acted upon at a first end side with a load pressure of the second line section and is supported via the biasing spring at an end face of the valve spool of the load signal amplifying unit.
  • At its second line section facing the end of this control sleeve may be provided with a diaphragm, said diaphragm provides on the one hand for the displacement of the control sleeve and on the other hand via a corresponding throttle bore pressure means for direct hydraulic actuation of the valve spool available.
  • valve spool in the direction of the biasing voltage exciting means may be provided. It may be an additional compression spring, via which the valve spool is biased relative to the valve housing.
  • a further compression spring is provided within the biasing stage, which is supported on the diaphragm and acts via a piston and a plunger frontally on the valve spool. About this two acting in opposite directions on the valve spool springs this spring centering is effected.
  • a displaceable piston may be provided which acts directly or indirectly on the valve spool.
  • this piston can go out a plunger, surrounded by the biasing spring is. This plunger is supported at its other end on the facing him face of the valve spool.
  • the load signal amplification valve unit has a 3/2-way valve.
  • this 3/2-way valve In a first position at low load pressure of the second line section and a higher load pressure of the first line section, this 3/2-way valve will shut off the useful connection of the pressure line and connect the first line section to the return line.
  • the pressure line In a second position of the 3/2-way valve, as it assumes after an increase in the load pressure in the second line section, the pressure line is connected to the first line section to increase their load pressure.
  • the valve spool can also be in a position in which it blocks the first line section both with respect to the pressure line and to the return line.
  • the first line section can be arranged coaxially to a receiving bore of the valve slide, wherein a connecting piece receives the pressure spring acting on the valve slide.
  • the valve slide in this case preferably has a longitudinal bore, are provided by the two transverse bores with radially outer, circumferential on the circumference of the valve slide grooves.
  • the biasing spring should abut with its ends on the first and second spring plates, wherein the first spring plate is slidably disposed together with the control sleeve, wherein the second spring plate engages the front end on the valve spool and is supported radially on the inside of the plunger and radially outward on the biasing spring and wherein second spring plate, facing away from the plunger, engages the valve spool.
  • the pressure increase in the first line section according to the invention adapt to the respective requirements that a biasing spring is used which has a certain spring constant. Accordingly, the adjustment can be made by replacing one bias spring with another having a lower or higher spring constant.
  • a housing of the load signal amplifying valve unit and a housing of the biasing stage to be bolted together, with their mounting holes for the valve spool on the one hand and for the biasing spring, the plunger and the control sleeve on the other hand coaxially.
  • a hydraulic circuit which may be, for example, a working hydraulics of an agricultural tractor or system vehicle.
  • This hydraulic circuit 1 is designed as a closed-center system, wherein the pressure medium from a tank 2 via a variable displacement pump 3, which is preferably designed as axial piston unit according to the bent axis principle, two as a double-acting hydraulic cylinders 4 and 5 trained consumers 6 and 7 supplies.
  • the hydraulic cylinders 4 and 5 are associated with control devices 8 and 9, which are designed as electromagnetically operated, provided with spring centering 4/4-way valves.
  • the hydraulic cylinders 4 and 5 may be provided, for example, each for lifting devices of a front and a rear linkage.
  • the pressure medium is conveyed by the variable displacement pump 3 via a pressure line 10 to the control units 8 and 9, where it can enter into corresponding positions of these control units 8 and 9 in a return line 11 and thus back into the tank 2. In this position, the respective control units 8 and 9 whose working lines 12, 13, 14 and 15 are shut off.
  • the delivery volume of the variable displacement pump 3 can be adjusted, for which purpose a single-acting adjusting cylinder 16 is provided.
  • this adjusting cylinder 16 is connected to a load signal line 17 via a pressure compensator 18 and a pressure regulator 19.
  • the load signal line 17 is connected to each of the control units 8 and 9 in such a way that a pressure on the pressure compensator 18 can be passed through it, if via the respective control unit 8 or 9, a pressure medium applied to the hydraulic cylinder 4 or 5.
  • FIG. 1 is the variable displacement pump 3 in its standby mode, ie, in a variable displacement pump according to the bent axis principle, the corresponding axial piston unit is in a state with a small swing angle and thus low displacement volume.
  • the variable displacement pump 3 promotes only a very small amount of hydraulic oil and only builds up a low pressure.
  • the pump pressure p p settles in such a way that the pressure difference ⁇ p LS between the load pressure p LS of the pressure compensator 18 and the delivery pressure p p of the variable displacement pump 3 always remains the same.
  • Line sections 17a and 17b lead from the load signal line 17 to the respective control device 8 and 9, wherein a change-over valve 21 is arranged between the load signal line 17 and these line branches 17a and 17b. Furthermore, 10 section pressure compensators 22 and 23 are provided in the leading to the control units 8 and 9 sections of the pressure line. These are in a parallel operation of multiple consumers 6, 7 ensure that the pump flow independent of the various load pressures is distributed to the consumers 6, 7, as it corresponds to the ratio of the opening cross-sections of the control units 8 and 9.
  • variable displacement pump 3 is permanently adapted to the needs.
  • the efficiency is considerably greater, especially in the fine control range, than in a so-called open center system.
  • the actuating speeds of the consumers 6 and 7 is not influenced by changing load pressures, so that a countersteering is not required.
  • a so-called power beyond connection system 24 which serves for the hydraulic connection of the hydraulic circuit 1 with a hydraulic system 25 of an attachment.
  • the pressure line 10 has a remote terminal 26 labeled P
  • the load signal line 17 has a remote terminal 27 labeled LS
  • the return pipe 11 has a remote terminal 28 labeled T.
  • the load pressure in the corresponding section 17 'of the load signal line 17 should be monitored, because even of these controllers 29 and 30 in the event of an adjustment to their working position on the variable displacement pump 3, a higher delivery volume and a higher pressure to be requested.
  • Individual branches of the load signal line 17 ' are also associated with shuttle valves 21.
  • a control valve 37 which, in the event of actuation of the control devices 29 and / or 30, has a load pressure p LS38 in a first line section 38 of the load signal line 17 connected to the pressure compensator 18 should increase.
  • This pressure increase is necessary because the pressure losses between the variable displacement pump 3 and the hydraulic system 25 of the attachment due to the hydraulic couplings, hose lines, etc. may be greater than the control variable ⁇ p LS , so that a maximum flow for the supply of the load 31 and 32 not more can be provided.
  • the control valve 37 consists of a load signal amplifying valve unit 39 and a biasing stage 40.
  • the control valve 37 and its function is to the following Figures 2 and 3 directed.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the hydraulic scheme of FIG. 1 ,
  • the load valve-boosting valve unit 39 should be designed as a 3/2-way valve 41.
  • a pressure port 42 of the pressure line 10 is shut off via this 3/2-way valve 41, while a load pressure port 43 of the first line section 38 of the load signal line 17 is connected to a tank port 44 of the return line 11. It is thus a position of the 3/2-way valve 41, in which there is no increase in the load pressure p LS38 . How continues the FIG.
  • valve spool 45 of the 3/2-way valve 41 acted upon at one end face both via a line branch 38 'shown symbolically in the hydraulic diagram with a pressure from the first line section 38 and with the force of a compression spring 46.
  • the biasing stage 40 acts via a biasing spring 47th
  • This biasing stage 40 is thereby acted upon by a load pressure p LS48 of a second line section 48 of the load signal line 17.
  • this second line section 48 there is a load pressure p LS48 , which in the illustrated position of the valve slide 45 coincides with the load pressure p LS38 in the load signal line branch 38.
  • a load pressure p LS48 which in the illustrated position of the valve slide 45 coincides with the load pressure p LS38 in the load signal line branch 38.
  • the pressure port 42 communicates with the load pressure port 43, so that via the pump pressure of the pressure line 10, a pressure increase in the first line section 38 is effected.
  • this pressure acts together with the control spring 46 on the end face of the valve spool 45 in the sense of its provision.
  • the second conduit portion 48 due to an operation of the control devices 29 and / or 30 load caused signal p LS48 thus leads directly as well as indirectly via the biasing stage 40 and the biasing spring 47 cause the lossy only with low pressure losses pump pressure P P via the 3 / 2- Directional valve 41, the load pressure p LS38 in the first line section 38 lifts.
  • valve spool 45 locks in its normal position the passage of the pressure medium from the pressure line 10 in the first line section 38 of the load signal line 17.
  • the biasing spring 47 With an increase in the load pressure p LS48 in the biasing stage 40, the biasing spring 47, the front side of the valve spool 45 is applied tense, whereby the valve spool opens the connection between the pressure port 42 and the load pressure port 43.
  • the pressure p LS38 in the first line section 38 of the load signal line 17 is thereby increased by the amount of the biasing force, with the result that the pressure p LS38 is controlled at the load pressure port 43 to the set value.
  • the corresponding design of the control valve 37 shows. Thereafter, the 3/2-way valve 41 of the load signal amplifier unit 39, a housing 49, which is provided with a receiving bore 50 for the valve spool 45.
  • This receiving bore 50 merges into an enlarged bore section 51 into which a housing 52 of the pretensioning stage 40 is screwed.
  • This housing 52 is cylindrical and receives in its interior a control sleeve 53 which is displaceable in the housing 52 via the load pressure p LS48 in the direction of the housing 49 of the 3/2-way valve 41.
  • the control sleeve 53 is provided with a diaphragm 54 at its end facing the second conduit section 48.
  • a first spring plate 55 is arranged on the control sleeve 53, on which the biasing spring 47 is guided with its one end.
  • the other end of the biasing spring 47 is applied to a second spring plate 56, which is supported with an end facing away from the biasing spring 47 on an end face of the valve spool 45.
  • valve spool 45 In addition to this actuation of the valve spool 45 via the biasing spring 47, an immediate pressure actuation of the valve spool 45 is provided, which is effected by a piston 57 and by a push rod 58 emanating therefrom. An actuating force is transmitted directly to the valve spool 45 via the second spring plate 56 via the piston 57 acted upon by the pressure p LS48 and the push rod 58.
  • valve spool 45 is acted upon on its side facing away from the second spring plate 56 front side with the pressure p LS38 from the first conduit portion 38 and with the force of the compression spring 46th
  • the valve spool 45 has a longitudinal bore 59, two mutually offset in the axial direction of the transverse bores 60 and 61 and radially outwardly provided on these annular grooves 62 and 63. In the FIG.
  • valve spool 45 is in a position between its two positions, ie, the valve spool 45 is just moved over the biasing stage 40 in the direction of pressure increase, then then in this switching position of the pressure port 42 via the annular groove 62, the transverse bore 60 and the longitudinal bore 59 with the load pressure connection 43 is connected, so that the load pressure p LS38 is increased according to the pressure line 10.

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Abstract

An ein hydraulisches Steuersystem für eine Arbeitshydraulik eines land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs ist in seinem Heck- und/oder Frontbereich ein Anbaugeräte ankuppelbar, das ein hydraulisches Stell- und/oder Antriebssystem aufweist. Dabei ist ein Hydrauliksystem des jeweiligen Anbaugerätes mittels eines hydraulischen Kuppelsystems mit einem Hydraulikkreis der Arbeitshydraulik verbindbar, und es sind sowohl innerhalb des Hydraulikkreises als auch innerhalb des Hydrauliksystems hydraulische Verbraucher jeweils Steuergeräten funktionell zugeordnet. Im Hydraulikkreis ist eine Verstellpumpe vorgesehen, deren Fördervolumen in Abhängigkeit von einem Lastdruck (p LS ) der hydraulischen Verbraucher des Hydraulikkreises und des dem Anbaugerät zugeordneten Hydrauliksystems regelbar ist. Dabei ist im Rahmen der Regelung der Verstellpumpe zumindest eine hydraulische Lastsignalleitung (17) vorgesehen, die mit den Steuergeräten verbunden ist, und es ist zwischen einem ersten Leitungsabschnitt (38) der Lastsignalleitung (17), der mit den innerhalb des Hydraulikkreises angeordneten Steuergeräten verbunden ist, und einem zweiten Leitungsabschnitt (48) der Lastsignalleitung (17), der mit den Steuergeräten des Hydrauliksystems verbunden ist, ein Regelventil (37) angeordnet. Mittels dieses Regelventils (37) wird ein von einem der Steuergeräte des Hydrauliksystems erzeugtes Lastdrucksignal (p LS48 ) mittels einer Druckerhöhung aus einer Druckleitung (10) verstärkt. Um das Regelventil baulich günstig zu gestalten und mit einfachen Mitteln in der Arbeitshydraulik anzuordnen, wobei die hydraulischen Verbraucher des Anbaugeräts verzögerungsfrei und mit der gewünschten Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden, soll das Regelventil (37) eine Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) aufweisen, die als Wegeventil (41) ausgebildet ist, wobei dieses Nutzanschlüsse für die Druckleitung (10), den ersten Leitungsabschnitt (38) sowie eine Rücklaufleitung (11) aufweist und einerseits über den Lastdruck (p LS38 ) des ersten Leitungsabschnitts (38) gesteuert wird, und wobei das Regelventil (37) eine stirnseitig über eine Vorspannfeder (47) an einem Ventilschieber (45) des Wegeventils (41) angreifende Vorspannstufe (40) aufweist, die mit einem Lastdruck (p LS48 ) des zweiten Leitungsabschnitts (48) beaufschlagt wird und die Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) andererseits steuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem für eine Arbeitshydraulik eines land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs, an welches Fahrzeug in seinem Heck- und/oder Frontbereich ein hydraulisches Stell- und/oder Antriebssystem aufweisende Anbaugeräte ankuppelbar sind, wobei ein Hydrauliksystem des jeweiligen Anbaugerätes mittels eines hydraulischen Kuppelsystems mit einem Hydraulikkreis der Arbeitshydraulik verbindbar ist und sowohl innerhalb des Hydraulikkreises als auch innerhalb des Hydrauliksystems hydraulischen Verbrauchern jeweils Steuergeräte funktionell zugeordnet sind, wobei im Hydraulikkreis eine verstellbare Hydraulikpumpe vorgesehen ist, deren Fördervolumen in Abhängigkeit von einem Lastdruck der hydraulischen Verbraucher des Hydraulikkreises und des dem Anbaugerät zugeordneten Hydrauliksystems regelbar ist, wobei im Rahmen der Regelung der Hydraulikpumpe zumindest eine hydraulische Lastsignalleitung vorgesehen ist, die mit den Steuergeräten verbunden ist, und wobei zwischen einem ersten Leitungsabschnitt der Lastsignalleitung, der mit den innerhalb des Hydraulikkreises angeordneten Steuergeräten verbunden ist, und einem zweiten Leitungsabschnitt der Lastsignalleitung, der mit den Steuergeräten des Hydrauliksystems verbunden ist, ein Regelventil angeordnet ist, welches ein von einem der Steuergeräte des Hydrauliksystems erzeugtes Lastdrucksignal mittels einer Druckerhöhung aus einer Druckleitung verstärkt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Regelventil für eine als Closed-Center-System ausgebildete Arbeitshydraulik einer land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Arbeitsmaschine, welches ein von einem oder mehreren Steuergeräten in einer Lastsignalleitung erzeugtes Lastdrucksignal mittels einer Druckerhöhung aus einer Druckleitung verstärkt.
  • Eine entsprechende Arbeitshydraulik eines land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs wurde in der Vergangenheit zumeist als Open-Center-System ausgeführt, bei welchem eine Konstantpumpe stets, d. h., auch dann, wenn keiner der hydraulischen Verbraucher mit hydraulischer Leistung versorgt wird, einen konstanten Volumenstrom mit ihrer maximalen Leistungsaufnahme fördert. Die Folge davon ist, dass eine hohe Verlustleistung und eine entsprechend starke Erwärmung des Druckmittels eintreten.
  • Daher werden inzwischen zumeist Closed-Center-Systeme mit in ihrem Fördervolumen veränderbaren Hydraulikpumpen verwendet, die nur einen bedarfsgerechten Volumenstrom liefert. Dabei wird die als Verstellpumpe ausgebildete Hydraulikpumpe über ein sogenanntes Load-Sensing-System geregelt, das aus einer Lastsignalleitung und einer der Verstellung der Hydraulikpumpe zugeordneten Druckwaage besteht. Über die Lastsignalleitung wird von jedem der Steuerventile, die den einzelnen Verbrauchern zugeordnet sind, der jeweils höchste Lastdruck an die Druckwaage gemeldet und die Hydraulikpumpe baut nur den Lastdruck zuzüglich eines geringen Drucküberschusses auf.
  • Dadurch wird ermöglicht, dass die Verstellpumpe in einen Stand-By-Zustand zurückgeschwenkt wird, wenn sobald sich die Steuerventile in ihrer Neutralstellung befinden und keinen Volumenstrom abfordern. Der Pumpendruck pendelt sich so ein, dass die Druckdifferenz ΔpLS zwischen dem Lastdruck pLS der Druckwaage und dem Förderdruck der Pumpe pp immer gleich bleibt. Werden ein oder mehrere Ventile betätigt, wird der Druck über die Lastsignalleitung an die Druckwaage weitergeleitet, wobei diese durch einen Vergleich des Lastdrucks pLS und des Pumpendrucks pp den Energiebedarf des Systems feststellt. Pumpendruck und Pumpenförderstrom werden so stets automatisch an den jeweiligen Bedarf angepasst.
  • Der jeweils höchste Lastdruck pLS wird vom entsprechenden Steuerventil an die Hydraulikpumpe gemeldet, woraufhin die Hydraulikpumpe nur den Lastdruck zuzüglich eines geringen Drucküberschusses (Regel - Δp) aufbaut. Bei einer parallelen Betätigung mehrerer Verbraucher wird der Pumpenförderstrom durch den Einsatz sogenannter Sektionsdruckwaagen unabhängig von den verschiedenen Lastdrücken so auf die Verbraucher aufgeteilt, wie es dem Verhältnis der Öffnungsquerschnitte der Steuerventile entspricht.
  • An den Hydraulikkreis der Arbeitshydraulik des land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeuges können über sogenannte Remote-Anschlüsse Arbeitsgeräte angekuppelt werden, wobei es sich um mindestens zwei Anschlüsse handelt, nämlich für eine Druckleitung und einen drucklosen Rücklauf. Bei landwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugen sind beispielsweise in deren Front- und Heckbereich, in denen sich auch ein Dreipunkt-Kraftheber zur Aufnahme des jeweiligen Arbeitsgerätes befindet, solche Remote-Anschlüsse vorgesehen. Das angekuppelte Arbeitsgerät kann hydraulische Verbraucher in Form von Hydraulikzylindern oder Hydromotoren aufweisen, die jeweils über ihnen zugeordnete Steuerventile betrieben werden. Der Anschluss der Arbeitsgeräte wird auch als Power-Beyond-Anschluss bezeichnet.
  • Wird dieser Power-Beyond-Anschluss mit einem Load-Sensing-System kombiniert, so wird das Power-Beyond-Anschlusssystem um einen Anschluss für eine zu den Steuergeräten des Anbaugeräts führenden Lastsignalleitung erweitert. Dadurch erreicht man, dass die Verstellpumpe des landwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs die Steuerventile des Anbaugeräts nur dann mit Druckmittel versorgt, wenn die entsprechende Hydraulikleistung benötigt wird. Folglich regelt dieses System den Volumenstrom und den Druck passend zum Bedarf. In der Lastsignalleitung steigt der Lastdruck an, wenn vom Bediener des Arbeitsgerätes eine von dessen Hydraulikfunktionen abgerufen wird. Bei Verwendung der Load-Sensing-Systems für ein an das Fahrzeug angekuppeltes Arbeitsgerät können allerdings beträchtliche Druckverluste in den Verbindungselementen auftreten, so dass die Regelgröße für die Hydraulikpumpe ΔpLS zusammenbricht. Das hat zur Folge, dass von der Verstellpumpe kein ausreichender Volumenstrom zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Ein hydraulisches Steuersystem für ein land- oder bauwirtschaftlich nutzbares Fahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus der DE 11 2004 002 768 B4 bekannt. In den Figuren 3 bis 8 dieser Druckschrift ist ein hydraulisches Steuersystem dargestellt, bei welchem ein Arbeitsgerät über Power-Beyond-Anschüsse betrieben wird. Dabei kann der jeweilige Lastdruck der Verbraucher als Load-Sensing-Signal über eine Lastsignalleitung an das Steuersystem gemeldet werden. Außerdem ist vorgesehen, dass das Steuersystem Mittel aufweist, um wenigstens eines der Load-Sensing-Signale zu beeinflussen.
  • Um das Load-Sensing-Signal so zu verändern, dass der bzw. die Verbraucher einen größeren Ölstrom erhalten, woraus sich eine schnelle Wirkung des Verbrauchers bzw. der Verbraucher ergeben soll, ist ein aus einem Kompensationsventil und einem Abschaltventil bestehender Kompensator vorgesehen. Das Kompensationsventil soll einen an ihm anstehenden Load-Sensing-Druck um einen festen Betrag Δp anheben, wobei die Summe von Load-Sensing-Druck und festem Betrag Δp den korrigierten Load-Sensing-Druck darstellt. Das Abschaltventil soll den Kompensator abschalten, wenn der am Kompensationsventil anstehende Load-Sensing-Druck gegen einen Druck der Rücklaufleitung geht.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, innerhalb des Hydraulikkreises baulich einfache Mittel anzuordnen, mittels welcher die hydraulischen Verbraucher des Anbaugeräts verzögerungsfrei und mit der gewünschten Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden. Dabei soll bei einer Betätigung der im Hydrauliksystem des Anbaugerätes vorgesehenen Steuerventile eine präzise Druckerhöhung in der die Regelung der Verstellpumpe bewirkenden Lastsignalleitung erzielt werden.
  • Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von diesen abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Danach weist das Regelventil eine Lastsignal-Verstärkungsventileinheit auf, die als Wegeventil ausgebildet ist, wobei dieses Nutzanschlüsse für die Druckleitung, den ersten Leitungsabschnitt sowie eine Rücklaufleitung aufweist, und über den Lastdruck des ersten Leitungsabschnitts gesteuert wird, und wobei das Regelventil eine stirnseitig über eine Vorspannfeder an einem Ventilschieber des Wegeventils angreifende Vorspannstufe aufweist, die mit einem Lastdruck des zweiten Leitungsabschnitts beaufschlagt wird. Die Vorspannstufe, die mit dem Lastdruck aus dem zweiten Leitungsabschnitt beaufschlagt ist, wirkt somit permanent über die Vorspannfeder auf den Ventilschieber des Wegeventils. Bei einem Anstieg des Lastdrucks in dem zweiten Leitungsabschnitt, der eine Betätigung eines oder mehrerer der Steuerventile des Anbaugeräts signalisiert, wird mittels der mit diesem Lastdruck beaufschlagten Vorspannstufe die Vorspannfeder gespannt und über diese der Ventilschieber des Wegeventils in eine Stellung verschoben, in der aus der Druckleitung Druckmittel mit dem Pumpendruck pp in den ersten Leitungsabschnitt der Signalleitung geleitet wird.
  • Die Folge davon ist, dass der Lastdruck in diesem ersten Leitungsabschnitt um den Betrag der Vorspannkraft erhöht wird. Über das Regelventil wird somit der Druck in dem ersten Leitungsabschnitt auf den durch die Vorspannfeder eingestellten Wert geregelt, wobei der über das Regelventil entsprechend erhöhte Lastdruck an eine Druckwaage weitergeleitet wird. Diese Druckwaage sorgt dafür, dass die Druckdifferenz ΔpLS zwischen dem Lastdruck pLS und dem Förderdruck der Pumpe pp immer gleich bleibt. Auf diese Weise stellt die Druckwaage durch einen Vergleich des Lastdruckes pLS und des Pumpendruckes pp den Energiebedarf des Systems fest.
  • Im vorliegenden Fall, also bei einer Druckerhöhung durch das Regelventil im ersten Leitungsabschnitt nach einer entsprechenden Betätigung des Steuerventils des Anbaugeräts, wird aufgrund des Anstieges des Lastdrucks die Verstellpumpe auf ein höheres Fördervolumen verstellt, so dass in entsprechender Weise Druckmittel für eine verzögerungsfreie Betätigung der entsprechenden Baugruppen des Anbaugeräts über Hydraulikzylinder oder Hydromotoren zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Demgegenüber ist nach der DE 11 2004 002 768 B4 ein Kompensator vorgesehen, der aus einem Kompensationsventil und einem Abschaltventil besteht. Weder das Kompensationsventil noch das Abschaltventil ist zwischen einem ersten Leitungsabschnitt und einem zweiten Leitungsabschnitt der Signalleitung angeordnet. An dieser Stelle befindet sich lediglich ein Wechselventil. Weiterhin ist das Kompensationsventil an einer Stirnseite mit dem Pumpendruck und an der anderen Stirnseite mit dem Lastdruck der Signalleitung beaufschlagt. Die Beaufschlagung durch den Pumpendruck erfolgt dabei je nach Stellung des Abschaltventils. Aus seiner Ausgangsstellung, in der das Kompensationsventil für keine Druckerhöhung in der Signalleitung sorgt, wird es zunächst in eine mittlere Stellung bewegt, in der Druckmittel gedrosselt in die gesamte Signalleitung eingespeist wird. Schließlich wird in einer dritten Stellung des Kompensationsventils das Druckmittel aus der Druckleitung nur noch in den Zweig der Signalleitung eingespeist, der zur Verstellung der Verstellpumpe führt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilschieber an seiner von der Vorspannstufe abgewandten Stirnseite mit dem Lastdruck des ersten Leitungsabschnitts beaufschlagt wird. Der im ersten Leitungsabschnitt bei einer Druckerhöhung ansteigende Lastdruck wirkt folglich entgegen der von der Vorspannstufe übertragenen Kraft. Daher wird der Schieber aus seiner für eine Druckerhöhung vorgesehenen Stellung zurückbewegt, sobald die aus dem Druckanstieg resultierende Kraft die Kraft der Vorspannfeder überschreitet.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass der Ventilschieber eine zur Vorspannstufe parallele hydraulische Betätigung über den Lastdruck des zweiten Leitungsabschnitts aufweist. Somit wird der Ventilschieber des Wegeventils parallel zur Vorspannstufe unmittelbar mit dem Druck des zweiten Leitungsabschnitt vorgesteuert.
  • Außerdem kann die Vorspannstufe eine längsverschiebbare Hülse aufweisen, die an einer ersten Stirnseite mit einem Lastdruck des zweiten Leitungsabschnitts beaufschlagt wird und sich über die Vorspannfeder an einem stirnseitigen Ende des Ventilschiebers der Lastsignal-Verstärkungseinheit abstützt. An ihrem dem zweiten Leitungsabschnitt zugewandten Ende kann diese Steuerhülse mit einer Blende versehen sein, wobei diese Blende zum einen für die Verschiebung der Steuerhülse sorgt und zum anderen über eine entsprechende Drosselbohrung Druckmittel zur unmittelbaren hydraulischen Betätigung des Ventilschiebers zur Verfügung stellt.
  • Auch an der von der Vorspannstufe abgewandten Stirnseite können neben dem Lastdruck des ersten Leitungsabschnitts weitere den Ventilschieber in Richtung der Vorspannstufe spannende Mittel vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine zusätzliche Druckfeder handeln, über die der Ventilschieber gegenüber dem Ventilgehäuse vorgespannt ist. Vorzugsweise ist innerhalb der Vorspannstufe eine weitere Druckfeder vorgesehen, die sich an der Blende abstützt und über einen Kolben und einen Stößel stirnseitig auf den Ventilschieber wirkt. Über diese beiden in entgegengesetzten Richtungen auf den Ventilschieber wirkenden Druckfedern wird an diesem eine Federzentrierung bewirkt.
  • Für die unmittelbare Betätigung des Ventilschiebers von der Seite der Vorspannstufe kann, der Blende nachgeordnet, ein verschiebbarer Kolben vorgesehen sein, der mittelbar oder unmittelbar am Ventilschieber angreift. Bei einer mittelbaren Beaufschlagung kann von diesem Kolben ein Stößel ausgehen, der von der Vorspannfeder umgeben ist. Dieser Stößel stützt sich mit seinem anderen Ende an der ihm zugewandten Stirnfläche des Ventilschiebers ab.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lastsignal-Verstärkungsventileinheit ein 3/2-Wegeventil aufweist. Dieses 3/2-Wegeventil wird in einer ersten Stellung bei geringem Lastdruck des zweiten Leitungsabschnitts und einem höheren Lastdruck des ersten Leitungsabschnitts den Nutzanschluss der Druckleitung absperren und den ersten Leitungsabschnitt mit dem Rücklauf verbinden. In einer zweiten Stellung des 3/2-Wegeventils, wie es nach einem Anstieg des Lastdrucks im zweiten Leitungsabschnitt einnimmt, wird die Druckleitung mit dem ersten Leitungsabschnitt zur Erhöhung von deren Lastdruck verbunden. Der Ventilschieber kann sich auch in einer Position befinden, in der er den ersten Leitungsabschnitt sowohl gegenüber der Druckleitung als auch gegenüber dem Rücklauf sperrt.
  • Der erste Leitungsabschnitt kann dabei gleichachsig zu einer Aufnahmebohrung des Ventilschiebers angeordnet sein, wobei ein Anschlussstutzen die auf den Ventilschieber wirkende Druckfeder aufnimmt. Der Ventilschieber weist dabei vorzugsweise eine Längsbohrung auf, von der zwei Querbohrungen mit radial außenliegenden, am Umfang des Ventilschiebers umlaufenden Nuten vorgesehen sind. Diese Querbohrungen bzw. Nuten sind in den beiden zuvor erläuterten Schaltstellungen jeweils mit dem Druckanschluss oder mit dem Tankanschluss der Rücklaufleitung in Verbindung zu bringen.
  • Weiterhin soll die Vorspannfeder mit ihren Enden an ersten und zweiten Federtellern anliegen, wobei der erste Federteller gemeinsam mit der Steuerhülse verschiebbar angeordnet ist, wobei der zweite Federteller stirnseitig am Ventilschieber angreift und radial innen am Stößel sowie radial außen an der Vorspannfeder abgestützt ist und wobei der zweite Federteller, vom Stößel abgewandt, am Ventilschieber angreift. Somit wird über den zweiten Ventilteller sowohl die Vorspannkraft der Vorspannfeder als auch die hydraulische Betätigungskraft des Kolbens bzw. des Stößels übertragen. Insgesamt ergibt sich daraus eine günstige räumliche Anordnung der den Ventilschieber verstellenden Bauelemente.
  • Die Druckerhöhung in dem ersten Leitungsabschnitt erfindungsgemäß dadurch an die jeweiligen Anforderungen anpassen, dass eine Vorspannfeder verwendet wird, die eine bestimmte Federkonstante aufweist. Demzufolge kann die Einstellung dadurch vorgenommen werden, dass eine Vorspannfeder gegen eine andere, die eine niedrigere oder höhere Federkonstante aufweist, ausgetauscht wird.
  • Schließlich sollen ein Gehäuse der Lastsignal-Verstärkungsventileinheit und ein Gehäuse der Vorspannstufe miteinander verschraubt sein, wobei deren Aufnahmebohrungen für den Ventilschieber einerseits sowie für die Vorspannfeder, den Stößel und die Steuerhülse andererseits gleichachsig verlaufen. Daraus folgt, dass die LastsignalVerstärkungsventileinheit und die Vorspannstufe, wie bereits dargelegt, eine gemeinsame Baueinheit bilden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 mit den von diesen abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, soweit sie aus den Patentansprüchen, den Vorteilsangaben zu den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels oder zumindest aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Zeichnung durch entsprechende Verwendung vom Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Patentansprüche nicht beschränken.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
  • Figur 1
    ein Hydraulikschema, bestehend aus einem Hydraulikkreis eines land-oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs mit einem über Power-Beyond-Anschlüsse ankuppelbaren Hydrauliksystem eines Anbaugeräts,
    Figur 2
    einen vergrößerten Ausschnitt gemäß II in Figur 1 und
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch ein Regelventil, das aus einer Lastsignal-Verstärkungsventileinheit und einer Vorspannstufe besteht.
  • In der Figur 1 ist mit 1 ein Hydraulikkreis bezeichnet, bei dem es sich beispielsweise um eine Arbeitshydraulik eines landwirtschaftlichen Traktors oder Systemfahrzeuges handeln kann. Dieser Hydraulikkreis 1 ist als Closed-Center-System ausgebildet, bei dem Druckmittel aus einem Tank 2 über eine Verstellpumpe 3, die vorzugsweise als Axialkolbeneinheit nach dem Schrägachsenprinzip ausgebildet ist, zwei als doppelt wirkende Hydraulikzylinder 4 und 5 ausgebildeten Verbrauchern 6 und 7 zuführt. Dabei sind den Hydraulikzylindern 4 und 5 Steuergeräte 8 und 9 zugeordnet, die als elektromagnetisch betätigte, mit Federzentrierung versehene 4/4-Wegeventile ausgebildet sind. Die Hydraulikzylinder 4 und 5 können beispielsweise jeweils für Hubeinrichtungen eines Front- und eines Heckkrafthebers vorgesehen sein.
  • Das Druckmittel wird von der Verstellpumpe 3 aus über eine Druckleitung 10 zu den Steuergeräten 8 und 9 gefördert, wo es in entsprechenden Stellungen dieser Steuergeräte 8 und 9 in eine Rücklaufleitung 11 und somit wieder zurück in den Tank 2 gelangen kann. In dieser Stellung der jeweiligen Steuergeräte 8 und 9 sind deren Arbeitsleitungen 12, 13, 14 und 15 abgesperrt.
  • Wie bereits dargelegt kann das Fördervolumen der Verstellpumpe 3 verstellt werden, wozu ein einfach wirkender Verstellzylinder 16 vorgesehen ist. Dabei ist dieser Verstellzylinder 16 an eine Lastsignalleitung 17 über eine Druckwaage 18 und einen Druckregler 19 angeschlossen. Die Lastsignalleitung 17 ist derart mit jedem der Steuergeräte 8 und 9 derart verbunden, dass über sie ein Druck an die Druckwaage 18 weitergegeben werden kann, wenn über das jeweilige Steuergerät 8 oder 9 eine Druckmittelbeaufschlagung der Hydraulikzylinder 4 oder 5 erfolgt.
  • Nach der Figur 1 befindet sich die Verstellpumpe 3 in ihrem Stand-By-Betrieb, d. h., bei einer Verstellpumpe nach dem Schrägachsenprinzip befindet sich die entsprechende Axialkolbeneinheit in einem Zustand mit geringem Schwenkwinkel und somit geringem Verdrängungsvolumen. In diesem Zustand fördert die Verstellpumpe 3 nur eine sehr geringe Menge Hydrauliköl und baut nur einen geringen Druck auf. Der Pumpendruck pp pendelt sich so ein, dass die Druckdifferenz ΔpLS zwischen dem Lastdruck pLS der Druckwaage 18 und dem Förderdruck pp der Verstellpumpe 3 immer gleich bleibt.
  • Wird nun aber, wie bereits angegeben, eines der beiden oder beide Steuergeräte 8, 9 betätigt, so steigt der Druck in der Lastsignalleitung 17 an und dieser erhöhte Lastdruck pLS wirkt auf die Druckwaage 18, über die der Druckregler 19 vorgesteuert wird. Dieser Lastdruck pLS wirkt in die gleiche Richtung wie eine an der Druckwaage 18 vorgesehene Druckfeder 20, so dass die Druckwaage 18 durch den Vergleich des Lastdrucks pLS und des Pumpendrucks pp den Energiebedarf des Systems feststellen kann. Der Pumpendruck pp und der Pumpenförderstrom werden so automatisch an den jeweiligen Bedarf angepasst. Der jeweils höchste Lastdruck pLS wird somit vom jeweiligen Steuergerät 8 und/oder 9 an die Verstellpumpe 3 gemeldet, und diese baut nur den Lastdruck zuzüglich eines geringen Drucküberschusses (Regel - Δp) auf.
  • Von der Lastsignalleitung 17 führen Leitungsabschnitte 17a und 17b zu dem jeweiligen Steuergerät 8 und 9, wobei zwischen der Lastsignalleitung 17 und diesen Leitungszweigen 17a sowie 17b jeweils ein Wechselventil 21 angeordnet ist. Weiterhin sind in den zu den Steuergeräten 8 und 9 führenden Abschnitten der Druckleitung 10 Sektionsdruckwaagen 22 und 23 vorgesehen. Diese sollen bei einer parallelen Betätigung mehrerer Verbraucher 6, 7 dafür sorgen, dass der Pumpenförderstrom unabhängig von den verschiedenen Lastdrücken so auf die Verbraucher 6, 7 aufgeteilt wird, wie es dem Verhältnis der Öffnungsquerschnitte der Steuergeräte 8 und 9 entspricht.
  • Insgesamt wird dadurch erreicht, dass die Leistungsaufnahme der Verstellpumpe 3 permanent an den Bedarf angepasst wird. Der Wirkungsgrad ist, insbesondere im Feinsteuerbereich, erheblich größer als bei einem sogenannten Open-Center-System. Die Stellgeschwindigkeiten der Verbraucher 6 und 7 wird nicht durch sich ändernde Lastdrücke beeinflusst, so dass ein Gegensteuern nicht erforderlich ist.
  • Nach der Figur 1 ist weiterhin ein sogenanntes Power-Beyond-Anschlusssystem 24 vorgesehen, das zur hydraulischen Verbindung des Hydraulikkreises 1 mit einem Hydrauliksystem 25 eines Anbaugeräts dient. Zu diesem Zweck weisen die Druckleitung 10 einen mit P bezeichneten Remote-Anschluss 26, die Lastsignalleitung 17 einen mit LS bezeichneten Remote-Anschluss 27 und die Rücklaufleitung 11 einen mit T bezeichneten Remote-Anschluss 28 auf. Durch das Ankuppeln des Hydrauliksystems 25 des Anbaugerätes werden entsprechende Leitungen mit den vorgenannten Leitungen 10, 17, 11 verbunden. Diese sind in entsprechender Weise mit 10', 17' und 11' bezeichnet und führen zu Steuergeräten 29 und 30, die Verbrauchern 31 und 32 zugeordnet sind. Bei dem Verbraucher 31 handelt es sich um einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 33, während der Verbraucher 32 als Hydromotor 34 ausgebildet ist.
  • Auch in diesem Fall soll der Lastdruck in dem entsprechenden Abschnitt 17' der Lastsignalleitung 17 überwacht werden, denn auch von diesen Steuergeräten 29 und 30 soll im Falle einer Verstellung in ihre Arbeitsstellung an der Verstellpumpe 3 ein höheres Fördervolumen und ein höherer Druck angefordert werden. Einzelnen Zweigen der Lastsignalleitung 17' sind ebenfalls Wechselventile 21 zugeordnet. In den entsprechenden Zweigen der Druckleitung 10' befinden sich ebenfalls Sektionsdruckwaagen 35 und 36.
  • Erfindungsgemäß befindet sich in einem dem Power-Beyond-Anschlusssystem 24 benachbarten Bereich des Hydraulikkreises 1 ein Regelventil 37, das im Falle einer Betätigung der Steuergeräte 29 und/oder 30 einen Lastdruck pLS38 in einem mit der Druckwaage 18 verbundenen ersten Leitungsabschnitt 38 der Lastsignalleitung 17 erhöhen soll. Diese Druckerhöhung ist erforderlich, da die Druckverluste zwischen der Verstellpumpe 3 und dem Hydrauliksystem 25 des Anbaugeräts aufgrund der verwendeten hydraulischen Kupplungen, Schlauchleitungen usw. größer sein können als die Regelgröße ΔpLS, so dass ein maximaler Volumenstrom für die Versorgung der Verbraucher 31 und 32 nicht mehr zur Verfügung gestellt werden kann. Wie weiterhin aus der Figur 1 hervorgeht, besteht das Regelventil 37 aus einer Lastsignal-Verstärkungsventileinheit 39 und einer Vorspannstufe 40. Zur weiteren Erläuterung des Regelventils 37 und dessen Funktion wird auf die nachfolgenden Figuren 2 und 3 verwiesen.
  • Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Hydraulikschema der Figur 1. Danach soll die Lastventil-Verstärkungsventileinheit 39 als 3/2-Wegeventil 41 ausgebildet sein. In der dargestellten Schaltstellung ist über dieses 3/2-Wegeventil 41 ein Druckanschluss 42 der Druckleitung 10 abgesperrt, während ein Lastdruckanschluss 43 des ersten Leitungsabschnitts 38 der Lastsignalleitung 17 mit einem Tankanschluss 44 der Rücklaufleitung 11 verbunden ist. Es handelt sich somit um eine Stellung des 3/2-Wegeventils 41, in welcher keine Erhöhung des Lastdruckes pLS38 erfolgt. Wie weiterhin der Figur 2 entnommen werden kann, ist ein entsprechender Ventilschieber 45 des 3/2-Wegeventils 41 an einer Stirnseite sowohl über einen im Hydraulikschema symbolisch dargestellten Leitungszweig 38' mit einem Druck aus dem ersten Leitungsabschnitt 38 als auch mit der Kraft einer Druckfeder 46 beaufschlagt. Auf die andere Stirnseite des Ventilschiebers 45 wirkt die Vorspannstufe 40 über eine Vorspannfeder 47.
  • Diese Vorspannstufe 40 wird dabei mit einem Lastdruck pLS48 eines zweiten Leitungsabschnitts 48 der Lastsignalleitung 17 beaufschlagt. In diesem zweiten Leitungsabschnitt 48 herrscht ein Lastdruck pLS48, der in der gezeigten Stellung des Ventilschiebers 45 mit dem Lastdruck pLS38 in dem Lastsignalleitungszweig 38 übereinstimmt. Neben der stirnseitigen Beaufschlagung des Ventilschiebers 45 mittels der Vorspannstufe 40 über die Vorspannfeder 47 ist auch eine unmittelbare Druckbeaufschlagung aus dem zweiten Leitungsabschnitt 48 der Lastsignalleitung 17 vorgesehen.
  • Wird das 3/2-Wegeventil 41 über die Vorspannstufe 40 in seine zweite Schaltstellung überführt, so steht der Druckanschluss 42 mit dem Lastdruckanschluss 43 in Verbindung, so dass über den Pumpendruck der Druckleitung 10 eine Druckerhöhung im ersten Leitungsabschnitt 38 bewirkt wird. Wie bereits dargelegt, wirkt dieser Druck gemeinsam mit der Regelfeder 46 auf die Stirnseite des Ventilschiebers 45 im Sinne von dessen Rückstellung. Das vom zweiten Leitungsabschnitt 48 aufgrund einer Betätigung der Steuergeräte 29 und/oder 30 bewirkte Lastsignal pLS48 führt somit unmittelbar sowie mittelbar über die Vorspannstufe 40 und die Vorspannfeder 47 dazu, dass der nur mit geringen Druckverlusten behaftete Pumpendruck pp über das 3/2-Wegeventil 41 den Lastdruck pLS38 im ersten Leitungsabschnitt 38 anhebt.
  • Wie bereits dargelegt, sperrt der Ventilschieber 45 in seiner Normalstellung den Übertritt des Druckmittels aus der Druckleitung 10 in den ersten Leitungsabschnitt 38 der Lastsignalleitung 17. Bei einem Anstieg des Lastdrucks pLS48 wird in der Vorspannstufe 40 die Vorspannfeder 47, die stirnseitig am Ventilschieber 45 anliegt, gespannt, wodurch der Ventilschieber die Verbindung zwischen dem Druckanschluss 42 und dem Lastdruckanschluss 43 öffnet. Der Druck pLS38 in dem ersten Leitungsabschnitt 38 der Lastsignalleitung 17 wird dabei um den Betrag der Vorspannkraft erhöht, woraus resultiert, dass der Druck pLS38 am Lastdruckanschluss 43 auf den eingestellten Wert geregelt wird. Über den ersten Leitungsabschnitt 38 wird der so erhöhte Lastdruck pLS38 an die Druckwaage 18 als Regeldruck pLS weitergeleitet. Somit wird das Gesamtdruckniveau um den Betrag der Druckerhöhung angehoben. Die Druckerhöhung ist dabei mittels der Regelfeder 46 und der Vorspannfeder 47 einstellbar.
  • Aus der Figur 3 geht die entsprechende Ausbildung des Regelventils 37 hervor. Danach weist das 3/2-Wegeventil 41 der Lastsignal-Verstärkereinheit 39 ein Gehäuse 49 auf, welches mit einer Aufnahmebohrung 50 für den Ventilschieber 45 versehen ist. Diese Aufnahmebohrung 50 geht in einen erweiterten Bohrungsabschnitt 51 über, in den ein Gehäuse 52 der Vorspannstufe 40 eingeschraubt ist. Dieses Gehäuse 52 ist zylindrisch ausgebildet und nimmt in seinem Inneren eine Steuerhülse 53 auf, die im Gehäuse 52 über den Lastdruck pLS48 in Richtung des Gehäuses 49 des 3/2-Wegeventils 41 verschiebbar ist. Die Steuerhülse 53 ist an ihrem dem zweiten Leitungsabschnitt 48 zugewandten Ende mit einer Blende 54 versehen. An ihrem anderen Ende ist an der Steuerhülse 53 ein erster Federteller 55 angeordnet, an dem die Vorspannfeder 47 mit ihrem einen Ende geführt ist. Das andere Ende der Vorspannfeder 47 liegt an einem zweiten Federteller 56 an, welcher sich mit einer von der Vorspannfeder 47 abgewandten Stirnseite an einer Stirnfläche des Ventilschiebers 45 abstützt.
  • Neben dieser Betätigung des Ventilschiebers 45 über die Vorspannfeder 47 ist eine unmittelbare Druckbetätigung des Ventilschiebers 45 vorgesehen, die durch einen Kolben 57 und durch eine von diesem ausgehende Stößelstange 58 erfolgt. Über den mit dem Druck pLS48 beaufschlagten Kolben 57 und die Stößelstange 58 wird eine Betätigungskraft unmittelbar über den zweiten Federteller 56 auf den Ventilschieber 45 übertragen.
  • Der Ventilschieber 45 ist an seiner von dem zweiten Federteller 56 abgewandten Stirnseite mit dem Druck pLS38 aus dem ersten Leitungsabschnitt 38 und mit der Kraft der Druckfeder 46 beaufschlagt. Der Ventilschieber 45 weist eine Längsbohrung 59, zwei zueinander in axialer Richtung versetzte Querbohrungen 60 und 61 sowie radial außen an diesen vorgesehene Ringnuten 62 und 63 auf. In der Figur 3 befindet sich der Ventilschieber 45 in einer Stellung zwischen seinen beiden Positionen, d.h., der Ventilschieber 45 wird gerade über die Vorspannstufe 40 in Richtung einer Druckerhöhung verschoben, wobei dann anschließend in dieser Schaltstellung der Druckanschluss 42 über die Ringnut 62, die Querbohrung 60 und die Längsbohrung 59 mit dem Lastdruckanschluss 43 verbunden wird, so dass der Lastdruck pLS38 entsprechend über die Druckleitung 10 erhöht wird.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Hydraulikkreis
    2
    Tank
    3
    Verstellpumpe
    4
    Hydraulikzylinder
    5
    Hydraulikzylinder
    6
    Verbraucher
    7
    Verbraucher
    8
    Steuergerät
    9
    Steuergerät
    10
    Druckleitung
    10'
    Druckleitung
    11
    Rücklaufleitung
    11'
    Rücklaufleitung
    12
    Arbeitsleitung
    13
    Arbeitsleitung
    14
    Arbeitsleitung
    15
    Arbeitsleitung
    16
    Verstellzylinder
    17
    Lastsignalleitung
    17'
    Lastsignalleitung
    17a
    Leitungszweig von 17
    17b
    Leitungszweig von 17
    18
    Druckwaage
    19
    Druckregler
    20
    Druckfeder von 18
    21
    Wechselventil
    22
    Sektionsdruckwaage
    23
    Sektionsdruckwaage
    24
    Power-Beyond-Anschlusssystem
    25
    Hydrauliksystem
    26
    Remote-Anschluss P
    27
    Remote-Anschluss LS
    28
    Remote-Anschluss T
    29
    Steuergerät
    30
    Steuergerät
    31
    Verbraucher
    32
    Verbraucher
    33
    doppeltwirkender Hydraulikzylinder
    34
    Hydromotor
    35
    Sektionsdruckwaage
    36
    Sektionsdruckwaage
    37
    Regelventil
    38
    erster Leitungsabschnitt von 17
    38'
    Leitungszweig
    39
    Lastsignal-Verstärkungsventileinheit
    40
    Vorspannstufe
    41
    3/2-Wegeventil
    42
    Druckanschluss
    43
    Lastdruckanschluss
    44
    Tankanschluss
    45
    Ventilschieber
    46
    Druckfeder
    47
    Vorspannfeder
    48
    zweiter Leitungsabschnitt von 17
    49
    Gehäuse von 39
    50
    Aufnahmebohrung
    51
    Erweiterter Bohrungsabschnitt
    52
    Gehäuse von 40
    53
    Steuerhülse
    54
    Blende
    55
    erster Federteller
    56
    zweiter Federteller
    57
    Kolben
    58
    Stößelstange
    59
    Längsbohrung
    60
    Querbohrung
    61
    Querbohrung
    62
    Ringnut
    63
    Ringnut
    pLS
    Druck in Lastsignalleitung
    pLS38
    Druck im Leitungsabschnitt 38
    pLS48
    Druck im Leitungsabschnitt 48
    pp
    Förderdruck der Verstellpumpe 3
    pT
    Druck in der Rücklaufleitung 11
    ΔpLS
    Druckdifferenz zwischen Förderdruck und Lastdruck

Claims (13)

  1. Hydraulisches Steuersystem für eine Arbeitshydraulik eines land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Fahrzeugs, an welches Fahrzeug in seinem Heck- und/oder Frontbereich ein hydraulisches Stell- und/oder Antriebssystem aufweisende Anbaugeräte ankuppelbar sind, wobei ein Hydrauliksystem (25) des jeweiligen Anbaugerätes mittels eines hydraulischen Kuppelsystems (24) mit einem Hydraulikkreis (1) der Arbeitshydraulik verbindbar ist und sowohl innerhalb des Hydraulikkreises (1) als auch innerhalb des Hydrauliksystems (25) hydraulischen Verbrauchern (6, 7, 31, 32) jeweils Steuergeräte (8, 9, 29, 30) funktionell zugeordnet sind, wobei im Hydraulikkreis (1) eine Verstellpumpe (3) vorgesehen ist, deren Fördervolumen in Abhängigkeit von einem Lastdruck (pLS) der hydraulischen Verbraucher (6 und 7) des Hydraulikkreises (1) und des dem Anbaugerät zugeordneten Hydrauliksystems (25) regelbar ist, wobei im Rahmen der Regelung der Verstellpumpe (3) zumindest eine hydraulische Lastsignalleitung (17) vorgesehen ist, die mit den Steuergeräten (8, 9, 29, 30) verbunden ist, und wobei zwischen einem ersten Leitungsabschnitt (38) der Lastsignalleitung (17), der mit den innerhalb des Hydraulikkreises (1) angeordneten Steuergeräten (8 und 9) verbunden ist, und einem zweiten Leitungsabschnitt (48) der Lastsignalleitung (17), der mit den Steuergeräten (29 und 30) des Hydrauliksystems (25) verbunden ist, ein Regelventil (37) angeordnet ist, welches ein von einem der Steuergeräte (29 und 30) des Hydrauliksystems (25) erzeugtes Lastdrucksignal (pLS48) mittels einer Druckerhöhung aus einer Druckleitung (10) verstärkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (37) eine Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) aufweist, die als Wegeventil (41) ausgebildet ist, wobei dieses Nutzanschlüsse für die Druckleitung (10), den ersten Leitungsabschnitt (38) sowie eine Rücklaufleitung (11) aufweist und einerseits über den Lastdruck (pLS38) des ersten Leitungsabschnitts (38) gesteuert wird, und dass das Regelventil (37) eine stirnseitig über eine Vorspannfeder (47) an einem Ventilschieber (45) des Wegeventils (41) angreifende Vorspannstufe (40) aufweist, die mit einem Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) beaufschlagt wird und die Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) andererseits steuert.
  2. Regelventil (37) für eine als Closed-Center-System ausgebildete Arbeitshydraulik einer land- oder bauwirtschaftlich nutzbaren Arbeitsmaschine, welches ein von einem oder mehreren Steuergeräten (8, 9, 29, 30) in einer Lastsignalleitung (17) erzeugtes Lastdrucksignal (pLS) mittels einer Druckerhöhung aus einer Druckleitung (10) verstärkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (37) eine Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) aufweist, die als Wegeventil (41) ausgebildet ist, wobei dieses Nutzanschlüsse für die Druckleitung (10), für einen zu einer Verstelleinrichtung einer Verstellpumpe (3) führenden ersten Leitungsabschnitt (38) der Lastsignalleitung (17) sowie für eine Rücklaufleitung (11) aufweist und einerseits über den Lastdruck (pLS38) des ersten Leitungsabschnitts (38) gesteuert wird, und dass das Regelventil (37) eine stirnseitig über eine Vorspannfeder (47) an einem Ventilschieber (45) des Wegeventils (41) angreifende Vorspannstufe (40) aufweist, die mit einem Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) der Lastsignalleitung (17) beaufschlagt wird und die Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) andererseits steuert.
  3. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (45) an seiner von der Vorspannstufe (40) abgewandten Stirnseite mit dem Lastdruck (pLS38) des ersten Leitungsabschnitts (38) beaufschlagt wird.
  4. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (45) eine zur Vorspannstufe (40) parallele hydraulische Betätigung über den Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) aufweist.
  5. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannstufe (40) eine längsverschiebbare Steuerhülse (53) aufweist, die an einer ersten Stirnseite mit dem Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) beaufschlagt wird und sich über die Vorspannfeder (47) an einem stirnseitigen Ende des Ventilschiebers (45) der Lastsignal-Verstärkungseinheit (39) abstützt.
  6. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (45) an seiner von der Vorspannstufe (40) abgewandten zweiten Stirnseite parallel zum Lastdruck (pLS38) des ersten Leitungsabschnitts (38) über eine Druckfeder (46) beaufschlagt ist.
  7. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) beaufschlagter Kolben (57) am Ventilschieber (45) angreift.
  8. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von einer zweiten dem Ventilschieber (45) zugewandten Stirnseite des Kolbens (57) eine Stößelstange (58) ausgeht, die von der Vorspannfeder (47) umgeben ist.
  9. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastsignal-Verstärkungsventileinheit (39) ein 3/2-Wegeventil (41) aufweist.
  10. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/2-Wegeventil (41) in einer ersten Stellung bei geringem Lastdruck (pLS48) des zweiten Leitungsabschnitts (48) den Nutzanschluss der Druckleitung (10) absperrt und den ersten Leitungsabschnitt (38) mit der Rücklaufleitung (11) verbindet und dass das 3/2-Wegeventil (41) in einer zweiten Stellung nach einem Anstieg des Lastdrucks (pLS48) im zweiten Leitungsabschnitt (48) die Druckleitung (10) mit dem ersten Leitungsabschnitt (38) zur Erhöhung von dessen Lastdruck (pLS38) verbindet.
  11. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach den Patentansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (47) mit ihren Enden an ersten und zweiten Federtellern (55 und 56) angeordnet ist, wobei der erste Federteller (55) gemeinsam mit der Steuerhülse (53) verschiebbar angeordnet ist, wobei der zweite Federteller (56) stirnseitig am Ventilschieber (45) angreift und radial innen an der Stößelstange (58) sowie radial außen an der Vorspannfeder (47) abgestützt ist und wobei der zweite Federteller (56), von der Stößelstange (58) abgewandt, am Ventilschieber (45) angreift.
  12. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhung in dem ersten Leitungsabschnitt (38) durch einen Austausch der Vorspannfeder (47) gegen eine Vorspannfeder mit einer anderen Federkonstanten einstellbar ist.
  13. Hydraulisches Steuersystem oder Regelventil nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (49) der LastsignalVerstärkungsventileinheit (39) und ein Gehäuse (52) der Vorspannstufe (40) miteinander verschraubt sind, wobei deren Aufnahmebohrungen gleichachsig verlaufen.
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