EP4030067A1 - Hydraulic control for hydraulic machines - Google Patents

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EP4030067A1
EP4030067A1 EP21151799.0A EP21151799A EP4030067A1 EP 4030067 A1 EP4030067 A1 EP 4030067A1 EP 21151799 A EP21151799 A EP 21151799A EP 4030067 A1 EP4030067 A1 EP 4030067A1
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EP
European Patent Office
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pressure
hydraulic control
valve
port
connection
Prior art date
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Pending
Application number
EP21151799.0A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Aniello Valiante
Christoph Siebert
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XCMG European Research Center GmbH
Original Assignee
XCMG European Research Center GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by XCMG European Research Center GmbH filed Critical XCMG European Research Center GmbH
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    • F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic control for hydraulic machines with elements that can be raised and lowered, such as shovel excavators, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like, the hydraulic control having a first connection X designed as a control connection, a second connection B designed as a connection for the high-pressure side, and a third port A designed as a port for the low-pressure side and an outlet L to the tank and a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve with a 2/2-way valve, which is actuated by means of a hydraulic control connected to the first port X against the restoring force of a spring the closed position can be brought in the direction of the open position, the load-holding valve being connected to the second port B on the one hand and being provided on the other with a control line which bew an additional closing force on the 2/2-way valve ect.
  • Hydraulic controls of this type are known in a wide variety of designs from practice.
  • the load-holding or lowering brake valve is often used as a safety device that is connected between the control valve and the hydraulic cylinder and is used to perform safety functions that prevent unwanted lowering under the dead weight of the load-carrying organ or the load effect of the carried load prevented.
  • dangerous sagging of the load or the load-carrying element of the machine should be prevented in order to avoid accidents in the event of a fault in the hydraulic system, since the control valve, with which the "lift”, “lower” and “stop” states can be switched, cannot perform these safety functions, especially in the event of a pipe burst.
  • Such known load-holding or lowering brake valves usually combine several functions, namely leak-free holding of the maximum load that occurs and pressure limitation of the pressure value that occurs on the load side, as well as control for intentional lowering of the load and a check valve function when lifting the load.
  • a proportional valve is tuned in such a way that the pressure on the control surface is always proportional to the resulting spool travel, i. H. the valve opens proportionally depending on the control pressure. With the same control pressures, the valve would always open to the same extent.
  • the object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to enable compensation that can be adjusted without parts of the valve having to be mechanically modified for this purpose, since this is not easily possible during operation.
  • a pressure relief valve, a device for generating a counterforce to the hydraulic control and a pressure divider consisting of two orifices are additionally provided, the pressure relief valve being connected on the input side to the second port B and from the second Port B is actuated via a control line to open at a preset pressure against the restoring force of a spring, and the pressure relief valve on the outlet side via the first orifice plate of the pressure divider, on the one hand with the device for generating a counterforce to the hydraulic control, and on the other hand via the second orifice plate of the pressure divider is connected to the drain L to the tank.
  • the effect on the hydraulic control of the 2/2-way valve that takes place in this respect changes the compensation without parts of the 2/2-way valve having to be changed mechanically for this purpose.
  • the device for generating a counterforce to the hydraulic control can be designed in the form of a piston or a surface that can be pressurized, so that a counterforce to the movement of the 2/2-way valve can be brought about in a simple manner.
  • the hydraulic control can be connected to the first port X via a check valve, with the check valve opening in the direction of the first port X.
  • the non-return valve is used to quickly relieve the pressure from port X via the orifice to the load-holding valve and the pressure relief valve as soon as the operator stops operating.
  • a faster closing can preferably take place when the operator ends the actuation, since otherwise the load-holding valve and the pressure-limiting valve would only close with a delay.
  • a further orifice can be provided between the first connection X and the check valve, so that the oil flow entering through connection X is limited to a safe level, so that the system reacts within a period of time that the operator can control.
  • the pressure-limiting valve can be provided with a hydraulic control, which is connected via the further orifice and a further orifice to the first port X in such a way that the check valve is connected between the two orifices, with the hydraulic control being activated in the opening direction against the restoring force of a further spring is designed to act, so that oil can flow over here.
  • the pressure-limiting valve can be provided with a control line on the output side, which causes an additional closing force on the pressure-limiting valve.
  • a further orifice can be provided between the second port B and the pressure-limiting valve.
  • a filter can preferably be provided downstream of the first connection X in the direction of flow, so that any particles present in the oil entering through connection X are filtered out and cannot impair the function of components through which flow occurs.
  • a filter can also be provided downstream of port B in the direction of flow, so that any particles present in the oil entering through port B are filtered out and cannot impair the function of components through which flow occurs.
  • the ratio of the areas on the pressure relief valve can be selected such that the pressure relief valve can only open against the springs when the pressure present at the first port X is greater than the pressure on the hydraulic control of the pressure relief valve on the one hand and that on the second Connection B applied Pressure is greater than the "set pressure" of the pressure relief valve on the other hand.
  • the 2/2-way valve can have an integrated non-return function, which allows a volume flow in the direction from port A to port B.
  • the 2/2-way valve can be a leak-free valve.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the invention shown in the drawing is explained below.
  • the single figure shows a hydraulic control system for hydraulic machines with organs that can be raised and lowered, such as power shovels, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like.
  • the hydraulic control has a load-holding valve 1 and a first connection X designed as a control connection, via which the load-holding valve 1 is actuated, i. H. can be opened.
  • the hydraulic control comprises a second connection B designed as a connection for the high-pressure side, to which the drive is connected, the load of which is to be held, ie z. B. a hydraulic cylinder not shown in the drawing.
  • the hydraulic control is provided with a third connection A designed as a connection for the low-pressure side, to which the line that essentially leads to the pump or to the main control valve block is connected.
  • a third connection A designed as a connection for the low-pressure side, to which the line that essentially leads to the pump or to the main control valve block is connected.
  • an outflow to the tank L is provided, which usually has no or only a very small dynamic pressure.
  • the hydraulic control also includes a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve 1 with a 2/2-way valve 1.1, which can be brought from the closed position in the direction of the open position against the restoring force of a spring 1.2 by means of a hydraulic control 1.4 connected to the first port X is.
  • the load-holding valve 1 is connected to the second port B on the one hand and to the other provided with a control line 1.5, which causes an additional closing force on the 2/2-way valve 1.1.
  • a pressure-limiting valve 3 a device 1.3 designed in the form of a piston for generating a counterforce to the hydraulic control 1.4 and a pressure divider 2 consisting of two orifices 2.1, 2.2 are provided.
  • the pressure relief valve 3 is connected on the input side to the second port B and is acted upon accordingly by the second port B via a control line 3.2 to open at a preset pressure against the restoring force of a spring 3.1.
  • the pressure-limiting valve 3 is connected on the outlet side via the first orifice plate 2.1 of the pressure divider 2 to the device 1.3 for generating a counterforce to the hydraulic control 1.4 and on the other hand via the second orifice plate 2.2 of the pressure divider 2 to the outflow to the tank L.
  • the hydraulic control 1.4 is connected to the first port X via a check valve 4, with the check valve 4 opening in the direction of the first port X.
  • a further orifice plate 5 is in turn provided between the first connection X and the check valve 4 .
  • the pressure-limiting valve 3 is provided with a hydraulic control 3.4, which is connected via the additional orifice 5 and an additional orifice 6 to the first connection X in such a way that the check valve 4 is connected between the two orifices 5, 6.
  • the hydraulic control 3.4 is designed to act in the opening direction against the restoring force of a further spring 3.5, so that oil can flow off here.
  • the pressure relief valve 3 is also provided with a control line 3.3 on the outlet side, which causes an additional closing force on the pressure relief valve 3.
  • a further orifice plate 7 is provided between the second connection B and the pressure-limiting valve 3 in order to set the pressure acting on the hydraulic control 3.4.
  • the ratio of the areas on the pressure relief valve 3 is selected so that the pressure relief valve 3 can only open against the springs 3.1, 3.5 when the pressure present at the first port X is greater than the pressure on the hydraulic control 3.4 of the pressure relief valve 3 on the one hand and the pressure present at the second port B is greater than the "set pressure" of the pressure relief valve 3 on the other hand.
  • the pressure of the control signal coming from port X, acting on the control surface 1.4, can then cause the 2/2-way valve 1.1 to open.
  • the force generated by this pressure must be greater than the sum of the forces from the spring 1.2 and the pressure 1.5. and the pressure by the piston 1.3.
  • the operating pressure from which the additional compensation begins can now be adjusted by selecting the opening pressure of the pressure-limiting valve 3.
  • a force that also acts in the opening direction is generated on the pressure-limiting valve via a control line 3.2, so that the pressure-limiting valve 3 can only open if it has been released for this purpose by the operator, in that a pressure is present at port X that is greater than that for the release required pressure.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydrauliksteuerung für hydraulische Maschinen mit heb- und senkbaren Organen, wobei die Hydrauliksteuerung einen als Steueranschluss ausgebildeten ersten Anschluss X, einen als Anschluss für die Hochdruckseite ausgebildeten zweiten Anschluss B und einen als Anschluss für die Niederdruckseite ausgebildeten dritten Anschluss A sowie einen Abfluss L zum Tank aufweist sowie ein hydraulisch steuerbares, proportional verstellbares Lasthalteventil (1) mit einem 2/2-Wegeventil (1.1) umfasst, welches mittels einer mit dem ersten Anschluss X verbundenen hydraulischen Ansteuerung (1.4) gegen die Rückstellkraft einer Feder (1.2) von der geschlossenen Stellung in Richtung der geöffneten Stellung bringbar ist, wobei das Lasthalteventil (1) zum einen mit dem zweiten Anschluss B verbunden und zum anderen mit einer Steuerleitung (1.5) versehen ist, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem 2/2-Wegeventil (1.1) bewirkt. Um eine Kompensation zu ermöglichen, die einstellbar ist, ohne dass hierfür Teile des Ventils mechanisch verändert werden müssen, sollen zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil (3), eine Vorrichtung (1.3) zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung (1.4) und ein Druckteiler (2) bestehend aus zwei Blenden vorgesehen sein, wobei das Druckbegrenzungsventil (3) eingangsseitig mit dem zweiten Anschluss B verbunden ist und von dem zweiten Anschluss B über eine Steuerleitung (3.2) zum Öffnen bei einem voreingestellten Druck gegen die Rückstellkraft einer Feder entsprechend beaufschlagt ist, und wobei das Druckbegrenzungsventil (3) ausgangsseitig über die erste Blende (2.1) des Druckteilers (2) einerseits mit der Vorrichtung (1.3) zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung (1.4) als auch andererseits über die zweite Blende (2.2) des Druckteilers (2) mit dem Abfluss zum Tank L verbunden ist.The invention relates to a hydraulic control system for hydraulic machines with organs that can be raised and lowered, the hydraulic control system having a first port X designed as a control port, a second port B designed as a port for the high-pressure side, and a third port A designed as a port for the low-pressure side, as well as a drain L to the tank and a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve (1) with a 2/2-way valve (1.1) which, by means of a hydraulic control (1.4) connected to the first connection X, is actuated against the restoring force of a spring (1.2) from can be brought from the closed position in the direction of the open position, the load-holding valve (1) being connected to the second port B on the one hand and being provided with a control line (1.5) on the other hand, which exerts an additional closing force on the 2/2-way valve ( 1.1) causes. In order to enable compensation that can be adjusted without having to mechanically change parts of the valve, a pressure relief valve (3), a device (1.3) for generating a counterforce to the hydraulic control (1.4) and a pressure divider (2 ) consisting of two orifices, with the pressure-limiting valve (3) being connected on the inlet side to the second port B and being acted upon by the second port B via a control line (3.2) to open at a preset pressure against the restoring force of a spring, and the pressure relief valve (3) on the outlet side via the first orifice (2.1) of the pressure divider (2) on the one hand with the device (1.3) for generating a counterforce to the hydraulic control (1.4) and on the other hand via the second orifice (2.2) of the pressure divider ( 2) connected to the drain to tank L.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydrauliksteuerung für hydraulische Maschinen mit heb- und senkbaren Organen, wie beispielsweise Schaufelbaggern, hydraulische Winden, hydraulische Kräne und dergleichen, wobei die Hydrauliksteuerung einen als Steueranschluss ausgebildeten ersten Anschluss X, einen als Anschluss für die Hochdruckseite ausgebildeten zweiten Anschluss B und einen als Anschluss für die Niederdruckseite ausgebildeten dritten Anschluss A sowie einen Abfluss L zum Tank aufweist sowie ein hydraulisch steuerbares, proportional verstellbares Lasthalteventil mit einem 2/2-Wegeventil umfasst, welches mittels einer mit dem ersten Anschluss X verbundenen hydraulischen Ansteuerung gegen die Rückstellkraft einer Feder von der geschlossenen Stellung in Richtung der geöffneten Stellung bringbar ist, wobei das Lasthalteventil zum einen mit dem zweiten Anschluss B verbunden und zum anderen mit einer Steuerleitung versehen ist, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem 2/2-Wegeventil bewirkt.The invention relates to a hydraulic control for hydraulic machines with elements that can be raised and lowered, such as shovel excavators, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like, the hydraulic control having a first connection X designed as a control connection, a second connection B designed as a connection for the high-pressure side, and a third port A designed as a port for the low-pressure side and an outlet L to the tank and a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve with a 2/2-way valve, which is actuated by means of a hydraulic control connected to the first port X against the restoring force of a spring the closed position can be brought in the direction of the open position, the load-holding valve being connected to the second port B on the one hand and being provided on the other with a control line which bew an additional closing force on the 2/2-way valve ect.

Aus der Praxis sind derartige Hydrauliksteuerungen in verschiedensten Ausführungen bekannt. Häufig dient bei solchen hydraulischen Maschinen, wie beispielsweise Schaufelbaggern, hydraulische Winden, hydraulische Kräne und dergleichen, das Lasthalte- bzw. Senkbremsventil als Sicherheitsorgan, das zwischen Steuerventil und Hydraulikzylinder geschaltet ist, und zur Wahrnehmung von Sicherheitsfunktionen dient, die eine ungewollte Absenkung unter dem Eigengewicht des Lasttragorgans oder der Lasteinwirkung der getragenen Last verhindert. Insbesondere soll ein gefährliches Absacken der Last bzw. des Lasttragorgans der Maschine verhindert werden, um Unfälle im Falle von Störungen im Hydrauliksystem zu vermeiden, da das Steuerventil, mit dem die Zustände "Heben", "Senken", und "Stopp" schaltbar sind, diese Sicherheitsfunktionen, insbesondere im Rohrbruchfall, nicht wahrnehmen kann.Hydraulic controls of this type are known in a wide variety of designs from practice. In such hydraulic machines, such as shovel excavators, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like, the load-holding or lowering brake valve is often used as a safety device that is connected between the control valve and the hydraulic cylinder and is used to perform safety functions that prevent unwanted lowering under the dead weight of the load-carrying organ or the load effect of the carried load prevented. In particular, dangerous sagging of the load or the load-carrying element of the machine should be prevented in order to avoid accidents in the event of a fault in the hydraulic system, since the control valve, with which the "lift", "lower" and "stop" states can be switched, cannot perform these safety functions, especially in the event of a pipe burst.

Solche bekannten Lasthalte- bzw. Senkbremsventile vereinigen üblicherweise mehrere Funktionen in sich, nämlich das leckagefreie Halten der maximal auftretenden Last und die Druckbegrenzung des lastseitig auftretenden Druckwerts sowie das Aufsteuern zum gewollten Absenken der Last und eine Rückschlagventilfunktion beim Heben der Last.Such known load-holding or lowering brake valves usually combine several functions, namely leak-free holding of the maximum load that occurs and pressure limitation of the pressure value that occurs on the load side, as well as control for intentional lowering of the load and a check valve function when lifting the load.

In der Regel wird ein Proportionalventil so abgestimmt, dass der Druck auf der Steuerfläche immer proportional zu dem dadurch hervorgerufenen Schieberweg steht, d. h. das Ventil öffnet proportional abhängig zum Steuerdruck. Bei gleichen Steuerdrücken würde das Ventil also immer gleich weit öffnen.As a rule, a proportional valve is tuned in such a way that the pressure on the control surface is always proportional to the resulting spool travel, i. H. the valve opens proportionally depending on the control pressure. With the same control pressures, the valve would always open to the same extent.

Im Fall von Lasthalteventilen ist dies aber nicht immer wünschenswert und vorteilhaft. Aufgrund der Tatsache, dass die Größe der zu haltenden Last in sehr starkem Maße variieren kann, kann auch der Druck an der Seite B in hohem Maße unterschiedlich sein, wodurch auch die Druckdifferenz B zu A sehr groß werden kann.In the case of load-holding valves, however, this is not always desirable or advantageous. Due to the fact that the size of the load to be held can vary to a large extent, the pressure on side B can also vary to a large extent, as a result of which the pressure difference between B and A can also become very large.

Nachteilig hierbei ist, dass dadurch bei gleicher Öffnung des Ventils wegen der hohen Druckdifferenz dann eine deutlich größere Menge Öl durch das geöffnete Ventil fließen würde, wodurch sich die Last dann schneller absenkt. Dies ist jedoch bei schweren Lasten unerwünscht.The disadvantage here is that with the same opening of the valve, a significantly larger quantity of oil would then flow through the open valve due to the high pressure difference, as a result of which the load would then be lowered more quickly. However, this is undesirable for heavy loads.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Kompensation zu ermöglichen, die einstellbar ist, ohne dass hierfür Teile des Ventils mechanisch verändert werden müssen, da dies während des Betriebs nicht einfach möglich ist.The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to enable compensation that can be adjusted without parts of the valve having to be mechanically modified for this purpose, since this is not easily possible during operation.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Hydrauliksteuerung dadurch gelöst, dass zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil, eine Vorrichtung zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung und ein Druckteiler bestehend aus zwei Blenden vorgesehen sind, wobei das Druckbegrenzungsventil eingangsseitig mit dem zweiten Anschluss B verbunden ist und von dem zweiten Anschluss B über eine Steuerleitung zum Öffnen bei einem voreingestellten Druck gegen die Rückstellkraft einer Feder entsprechend beaufschlagt ist, und wobei das Druckbegrenzungsventil ausgangsseitig über die erste Blende des Druckteilers einerseits mit der Vorrichtung zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung als auch andererseits über die zweite Blende des Druckteilers mit dem Abfluss L zum Tank verbunden ist. Durch die insoweit erfolgende Einwirkung auf die hydraulische Ansteuerung des 2/2-Wegeventils wird die Kompensation verändert, ohne dass hierfür Teile des 2/2-Wegeventils mechanisch verändert werden müssten.This object is achieved in a generic hydraulic control in that a pressure relief valve, a device for generating a counterforce to the hydraulic control and a pressure divider consisting of two orifices are additionally provided, the pressure relief valve being connected on the input side to the second port B and from the second Port B is actuated via a control line to open at a preset pressure against the restoring force of a spring, and the pressure relief valve on the outlet side via the first orifice plate of the pressure divider, on the one hand with the device for generating a counterforce to the hydraulic control, and on the other hand via the second orifice plate of the pressure divider is connected to the drain L to the tank. The effect on the hydraulic control of the 2/2-way valve that takes place in this respect changes the compensation without parts of the 2/2-way valve having to be changed mechanically for this purpose.

Vorzugsweise kann die Vorrichtung zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung in Form eines Kolbens oder einer druckbeaufschlagbaren Fläche ausgebildet sein, so dass in einfacher Weise eine Gegenkraft zu der Bewegung des 2/2-Wegeventils bewirkt werden kann.Preferably, the device for generating a counterforce to the hydraulic control can be designed in the form of a piston or a surface that can be pressurized, so that a counterforce to the movement of the 2/2-way valve can be brought about in a simple manner.

Erfindungsgemäß kann die hydraulische Ansteuerung über ein Rückschlagventil mit dem ersten Anschluss X verbunden sein, wobei das Rückschlagventil in Richtung des ersten Anschlusses X öffnet. Das Rückschlagventil dient dabei dazu, den vom Anschluss X über die Blende an das Lasthalteventil und das Druckbegrenzungsventil geleiteten Druck schnell zu entlasten, sobald der Bediener die Betätigung beendet. Insoweit kann bevorzugt ein schnelleres Schließen erfolgen, wenn der Bediener die Betätigung beendet, da ansonsten das Lasthalteventil und das Druckbegrenzungsventil nur verzögert schließen würden.According to the invention, the hydraulic control can be connected to the first port X via a check valve, with the check valve opening in the direction of the first port X. The non-return valve is used to quickly relieve the pressure from port X via the orifice to the load-holding valve and the pressure relief valve as soon as the operator stops operating. In this respect, a faster closing can preferably take place when the operator ends the actuation, since otherwise the load-holding valve and the pressure-limiting valve would only close with a delay.

Vorteilhafterweise kann eine weitere Blende zwischen dem ersten Anschluss X und dem Rückschlagventil vorgesehen sein, so dass hierdurch der durch den Anschluss X eintretende Ölfluss auf ein sicheres Maß begrenzt wird, so dass die Reaktion des Systems in einer für den Bediener kontrollierbaren Zeitspanne erfolgt.Advantageously, a further orifice can be provided between the first connection X and the check valve, so that the oil flow entering through connection X is limited to a safe level, so that the system reacts within a period of time that the operator can control.

Dabei kann das Druckbegrenzungsventil mit einer hydraulischen Ansteuerung versehen sein, die über die weitere Blende sowie eine weitere Blende mit dem ersten Anschluss X derart verbunden ist, dass das Rückschlagventil zwischen den beiden Blenden angeschlossen ist, wobei die hydraulische Ansteuerung in öffnender Richtung gegen die Rückstellkraft einer weiteren Feder wirkend ausgebildet ist, so dass Öl hierüber abfließen kann.The pressure-limiting valve can be provided with a hydraulic control, which is connected via the further orifice and a further orifice to the first port X in such a way that the check valve is connected between the two orifices, with the hydraulic control being activated in the opening direction against the restoring force of a further spring is designed to act, so that oil can flow over here.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Druckbegrenzungsventil ausgangsseitig mit einer Steuerleitung versehen sein, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem Druckbegrenzungsventil bewirkt.In a preferred exemplary embodiment of the invention, the pressure-limiting valve can be provided with a control line on the output side, which causes an additional closing force on the pressure-limiting valve.

Zur Einstellung des auf die hydraulische Ansteuerung wirkenden Drucks kann eine weitere Blende zwischen dem zweiten Anschluss B und dem Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein.To adjust the pressure acting on the hydraulic control, a further orifice can be provided between the second port B and the pressure-limiting valve.

Bevorzugt kann ein Filter in Fließrichtung hinter dem ersten Anschluss X vorgesehen sein, so dass im durch den Anschluss X eintretenden Öl ggf. vorhandene Partikel herausgefiltert werden und nicht die Funktion von durchströmten Komponenten beeinträchtigen können.A filter can preferably be provided downstream of the first connection X in the direction of flow, so that any particles present in the oil entering through connection X are filtered out and cannot impair the function of components through which flow occurs.

Auch kann ein Filter in Fließrichtung hinter dem Anschluss B vorgesehen sein, so dass im durch den Anschluss B eintretenden Öl ggf. vorhandene Partikel herausgefiltert werden und nicht die Funktion von durchströmten Komponenten beeinträchtigen können.A filter can also be provided downstream of port B in the direction of flow, so that any particles present in the oil entering through port B are filtered out and cannot impair the function of components through which flow occurs.

Für eine bevorzugte Funktionsweise kann das Verhältnis der Flächen am Druckbegrenzungsventil so gewählt sein, dass das Druckbegrenzungsventil gegen die Federn nur dann öffnen kann, wenn der am ersten Anschluss X anliegende Druck größer ist als der Druck an der hydraulischen Ansteuerung des Druckbegrenzungsventils einerseits und der am zweiten Anschluss B anliegende Druck größer ist als der "Einstelldruck" des Druckbegrenzungsventils andererseits.For a preferred mode of operation, the ratio of the areas on the pressure relief valve can be selected such that the pressure relief valve can only open against the springs when the pressure present at the first port X is greater than the pressure on the hydraulic control of the pressure relief valve on the one hand and that on the second Connection B applied Pressure is greater than the "set pressure" of the pressure relief valve on the other hand.

Vorteilhafterweise kann das 2/2-Wegeventil eine integrierte Rückschlagfunktion aufweisen, welche einen Volumenstrom in der Richtung von Anschluss A nach Anschluss B erlaubt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das 2/2-Wegeventil ein leckagefreies Ventil sein.Advantageously, the 2/2-way valve can have an integrated non-return function, which allows a volume flow in the direction from port A to port B. In a preferred embodiment of the invention, the 2/2-way valve can be a leak-free valve.

Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Hydrauliksteuerung für hydraulische Maschinen mit heb- und senkbaren Organen, wie beispielsweise Schaufelbaggern, hydraulische Winden, hydraulische Kräne und dergleichen.An exemplary embodiment of the invention shown in the drawing is explained below. The single figure shows a hydraulic control system for hydraulic machines with organs that can be raised and lowered, such as power shovels, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like.

Dabei weist die Hydrauliksteuerung ein Lasthalteventil 1 sowie einen als Steueranschluss ausgebildeten ersten Anschluss X auf, über den das Lasthalteventil 1 angesteuert, d. h. geöffnet werden kann.The hydraulic control has a load-holding valve 1 and a first connection X designed as a control connection, via which the load-holding valve 1 is actuated, i. H. can be opened.

Weiterhin umfasst die Hydrauliksteuerung einen als Anschluss für die Hochdruckseite ausgebildeten zweiten Anschluss B, an dem der Antrieb angeschlossen wird, dessen Last gehalten werden soll, also z. B. ein in der Zeichnung nicht dargestellter Hydraulikzylinder.Furthermore, the hydraulic control comprises a second connection B designed as a connection for the high-pressure side, to which the drive is connected, the load of which is to be held, ie z. B. a hydraulic cylinder not shown in the drawing.

Zudem ist die Hydrauliksteuerung mit einem als Anschluss für die Niederdruckseite ausgebildeten dritten Anschluss A versehen, an dem die Leitung angeschlossen wird, die im Wesentlichen zur Pumpe bzw. zum Hauptsteuerventilblock führt. Darüber hinaus ist ein Abfluss zum Tank L vorgesehen, der in der Regel keinen oder nur einen sehr kleinen Staudruck aufweist.In addition, the hydraulic control is provided with a third connection A designed as a connection for the low-pressure side, to which the line that essentially leads to the pump or to the main control valve block is connected. In addition, an outflow to the tank L is provided, which usually has no or only a very small dynamic pressure.

Die Hydrauliksteuerung umfasst darüber hinaus ein hydraulisch steuerbares, proportional verstellbares Lasthalteventil 1 mit einem 2/2-Wegeventil 1.1, welches mittels einer mit dem ersten Anschluss X verbundenen hydraulischen Ansteuerung 1.4 gegen die Rückstellkraft einer Feder 1.2 von der geschlossenen Stellung in Richtung der geöffneten Stellung bringbar ist. Dabei ist das Lasthalteventil 1 zum einen mit dem zweiten Anschluss B verbunden und zum anderen mit einer Steuerleitung 1.5 versehen, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem 2/2-Wegeventil 1.1 bewirkt.The hydraulic control also includes a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve 1 with a 2/2-way valve 1.1, which can be brought from the closed position in the direction of the open position against the restoring force of a spring 1.2 by means of a hydraulic control 1.4 connected to the first port X is. The load-holding valve 1 is connected to the second port B on the one hand and to the other provided with a control line 1.5, which causes an additional closing force on the 2/2-way valve 1.1.

Zusätzlich sind ein Druckbegrenzungsventil 3, eine in Form eines Kolbens ausgebildete Vorrichtung 1.3 zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung 1.4 und ein Druckteiler 2 bestehend aus zwei Blenden 2.1, 2.2 vorgesehen. Dabei ist das Druckbegrenzungsventil 3 eingangsseitig mit dem zweiten Anschluss B verbunden und wird von dem zweiten Anschluss B über eine Steuerleitung 3.2 zum Öffnen bei einem voreingestellten Druck gegen die Rückstellkraft einer Feder 3.1 entsprechend beaufschlagt.In addition, a pressure-limiting valve 3, a device 1.3 designed in the form of a piston for generating a counterforce to the hydraulic control 1.4 and a pressure divider 2 consisting of two orifices 2.1, 2.2 are provided. The pressure relief valve 3 is connected on the input side to the second port B and is acted upon accordingly by the second port B via a control line 3.2 to open at a preset pressure against the restoring force of a spring 3.1.

Zudem ist das Druckbegrenzungsventil 3 ausgangsseitig über die erste Blende 2.1 des Druckteilers 2 einerseits mit der Vorrichtung 1.3 zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung 1.4 als auch andererseits über die zweite Blende 2.2 des Druckteilers 2 mit dem Abfluss zum Tank L verbunden.In addition, the pressure-limiting valve 3 is connected on the outlet side via the first orifice plate 2.1 of the pressure divider 2 to the device 1.3 for generating a counterforce to the hydraulic control 1.4 and on the other hand via the second orifice plate 2.2 of the pressure divider 2 to the outflow to the tank L.

Die hydraulische Ansteuerung 1.4 ist über ein Rückschlagventil 4 mit dem ersten Anschluss X verbunden, wobei das Rückschlagventil 4 in Richtung des ersten Anschlusses X öffnet. Zwischen dem ersten Anschluss X und dem Rückschlagventil 4 wiederum ist eine weitere Blende 5 vorgesehen. Das Druckbegrenzungsventil 3 ist mit einer hydraulischen Ansteuerung 3.4 versehen, die über die weitere Blende 5 sowie eine weitere Blende 6 mit dem ersten Anschluss X derart verbunden ist, dass das Rückschlagventil 4 zwischen den beiden Blenden 5, 6 angeschlossen ist. Hierbei ist die hydraulische Ansteuerung 3.4 in öffnender Richtung gegen die Rückstellkraft einer weiteren Feder 3.5 wirkend ausgebildet, so dass Öl hierüber abfließen kann.The hydraulic control 1.4 is connected to the first port X via a check valve 4, with the check valve 4 opening in the direction of the first port X. A further orifice plate 5 is in turn provided between the first connection X and the check valve 4 . The pressure-limiting valve 3 is provided with a hydraulic control 3.4, which is connected via the additional orifice 5 and an additional orifice 6 to the first connection X in such a way that the check valve 4 is connected between the two orifices 5, 6. In this case, the hydraulic control 3.4 is designed to act in the opening direction against the restoring force of a further spring 3.5, so that oil can flow off here.

Das Druckbegrenzungsventil 3 ist zudem ausgangsseitig mit einer Steuerleitung 3.3 versehen, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem Druckbegrenzungsventil 3 bewirkt. Zur Einstellung des auf die hydraulische Ansteuerung 3.4 wirkenden Drucks ist eine weitere Blende 7 zwischen dem zweiten Anschluss B und dem Druckbegrenzungsventil 3 vorgesehen. Außerdem sind ein Filter 8 in Fließrichtung hinter dem ersten Anschluss X sowie ein Filter 9 in Fließrichtung hinter dem Anschluss B vorgesehen.The pressure relief valve 3 is also provided with a control line 3.3 on the outlet side, which causes an additional closing force on the pressure relief valve 3. A further orifice plate 7 is provided between the second connection B and the pressure-limiting valve 3 in order to set the pressure acting on the hydraulic control 3.4. Also are a filter 8 downstream of the first port X and a filter 9 downstream of port B.

Das Verhältnis der Flächen am Druckbegrenzungsventil 3 ist so gewählt, dass das Druckbegrenzungsventil 3 gegen die Federn 3.1, 3.5 nur dann öffnen kann, wenn der am ersten Anschluss X anliegende Druck größer ist als der Druck an der hydraulischen Ansteuerung 3.4 des Druckbegrenzungsventils 3 einerseits und der am zweiten Anschluss B anliegende Druck größer ist als der "Einstelldruck" des Druckbegrenzungsventils 3 andererseits.The ratio of the areas on the pressure relief valve 3 is selected so that the pressure relief valve 3 can only open against the springs 3.1, 3.5 when the pressure present at the first port X is greater than the pressure on the hydraulic control 3.4 of the pressure relief valve 3 on the one hand and the the pressure present at the second port B is greater than the "set pressure" of the pressure relief valve 3 on the other hand.

Die Funktionsweise der Hydrauliksteuerung ist wie folgt:
Bei Druckbeaufschlagung von Anschluss A (der Druck in Anschluss A ist größer als der Druck in Anschluss B) funktioniert das 2/2-Wegeventil 1.1 wie ein Rückschlagventil, und Öl kann unabhängig vom Druck in der Steuerleitung X passieren. Ist der Druck in Anschluss B jedoch größer als in Anschluss A, kommt die Lasthaltefunktion zum Tragen. Sowohl die Feder 1.2 als auch der Lastdruck auf der Seite B, weitergeleitet durch die Steuerleitung 1.5, sorgen dafür, dass das 2/2-Wegeventil 1.1 geschlossen bleibt.The functioning of the hydraulic control is as follows:
When pressure is applied to port A (the pressure in port A is greater than the pressure in port B), the 2/2-way valve 1.1 works like a check valve and oil can pass through the control line X regardless of the pressure. However, if the pressure in port B is greater than in port A, the load holding function comes into play. Both the spring 1.2 and the load pressure on side B, forwarded through the control line 1.5, ensure that the 2/2-way valve 1.1 remains closed.

Durch einen auf der Steuerfläche 1.4 wirkenden Druck des vom Anschluss X kommenden Steuersignals kann dann bewirkt werden, dass sich das 2/2-Wegeventil 1.1 öffnet. Hierzu muss jedoch die durch diesen Druck erzeugte Kraft größer sein als die Summe der Kräfte aus der Feder 1.2 sowie dem Druck 1.5. und dem Druck durch den Kolben 1.3.The pressure of the control signal coming from port X, acting on the control surface 1.4, can then cause the 2/2-way valve 1.1 to open. For this, however, the force generated by this pressure must be greater than the sum of the forces from the spring 1.2 and the pressure 1.5. and the pressure by the piston 1.3.

Solange das Druckbegrenzungsventil 3 geschlossen bleibt, wurde der Druck in Anschluss B in einem festen Verhältnis zum Anschluss X kompensiert. Wird jedoch am Druckbegrenzungsventil 3 der eingestellte Druck erreicht, beginnt dieses zu öffnen, und leitet auf diese Weise Öl zum Druckteiler 2. In Abhängigkeit vom Verhältnis der Blenden 2.1 und 2.2 zueinander wird der Kolben 1.3 dann mit Druck beaufschlagt, wodurch sich eine zusätzliche schließende Kraft bei dem 2/2-Wegeventil 1.1 ergibt.As long as pressure relief valve 3 remains closed, the pressure in port B has been compensated in a fixed ratio to port X. However, if the set pressure is reached at the pressure relief valve 3, this begins to open and in this way directs oil to the pressure divider 2. Depending on the ratio of the orifices 2.1 and 2.2 to one another, the piston 1.3 is then pressurized, which results in an additional closing force results in the 2/2-way valve 1.1.

Im Gegensatz zu dem Kraftverhältnis der hydraulischen Ansteuerung 1.4 zu der Steuerleitung 1.5 ist der Betriebsdruck, ab dem die zusätzliche Kompensation einsetzt, nun über die Wahl des Öffnungsdrucks des Druckbegrenzungsventils 3 einstellbar.In contrast to the force ratio of the hydraulic control 1.4 to the control line 1.5, the operating pressure from which the additional compensation begins can now be adjusted by selecting the opening pressure of the pressure-limiting valve 3.

Am Druckbegrenzungsventil wird über eine Steuerleitung 3.2 eine ebenfalls in öffnender Richtung wirkende Kraft erzeugt, so dass das Druckbegrenzungsventil 3 nur dann öffnen kann, wenn es hierfür durch den Bediener freigegeben ist, indem am Anschluss X ein Druck anliegt, der größer ist als der für die Freigabe erforderliche Druck.A force that also acts in the opening direction is generated on the pressure-limiting valve via a control line 3.2, so that the pressure-limiting valve 3 can only open if it has been released for this purpose by the operator, in that a pressure is present at port X that is greater than that for the release required pressure.

Claims (12)

Hydrauliksteuerung für hydraulische Maschinen mit heb- und senkbaren Organen, wie beispielsweise Schaufelbaggern, hydraulische Winden, hydraulische Kräne und dergleichen, wobei die Hydrauliksteuerung einen als Steueranschluss ausgebildeten ersten Anschluss X, einen als Anschluss für die Hochdruckseite ausgebildeten zweiten Anschluss B und einen als Anschluss für die Niederdruckseite ausgebildeten dritten Anschluss A sowie einen Abfluss L zum Tank aufweist sowie ein hydraulisch steuerbares, proportional verstellbares Lasthalteventil (1) mit einem 2/2-Wegeventil (1.1) umfasst, welches mittels einer mit dem ersten Anschluss X verbundenen hydraulischen Ansteuerung (1.4) gegen die Rückstellkraft einer Feder (1.2) von der geschlossenen Stellung in Richtung der geöffneten Stellung bringbar ist, wobei das Lasthalteventil (1) zum einen mit dem zweiten Anschluss B verbunden und zum anderen mit einer Steuerleitung (1.5) versehen ist, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem 2/2-Wegeventil (1.1) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil (3), eine Vorrichtung (1.3) zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung (1.4) und ein Druckteiler (2) bestehend aus zwei Blenden (2.1, 2.2) vorgesehen sind, wobei das Druckbegrenzungsventil (3) eingangsseitig mit dem zweiten Anschluss B verbunden ist und von dem zweiten Anschluss B über eine Steuerleitung (3.2) zum Öffnen bei einem voreingestellten Druck gegen die Rückstellkraft einer Feder (3.1) entsprechend beaufschlagt ist, und wobei das Druckbegrenzungsventil (3) ausgangsseitig über die erste Blende (2.1) des Druckteilers (2) einerseits mit der Vorrichtung (1.3) zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung (1.4) als auch andererseits über die zweite Blende (2.2) des Druckteilers (2) mit dem Abfluss L zum Tank verbunden ist.Hydraulic control for hydraulic machines with organs that can be raised and lowered, such as shovel excavators, hydraulic winches, hydraulic cranes and the like, the hydraulic control having a first connection X designed as a control connection, a second connection B designed as a connection for the high-pressure side and a connection for the Third connection A formed on the low-pressure side and an outlet L to the tank and a hydraulically controllable, proportionally adjustable load-holding valve (1) with a 2/2-way valve (1.1) which, by means of a hydraulic control (1.4) connected to the first connection X, counteracts the restoring force of a spring (1.2) can be brought from the closed position in the direction of the open position, the load-holding valve (1) being connected to the second port B on the one hand and being provided with a control line (1.5) on the other hand, which generates an additional closing force on the 2/2-way valve (1.1), characterized in that a pressure relief valve (3), a device (1.3) for generating a counterforce to the hydraulic control (1.4) and a pressure divider (2) consisting of two orifices (2.1, 2.2) are additionally provided, wherein the pressure relief valve (3) is connected on the input side to the second port B and is acted upon accordingly by the second port B via a control line (3.2) to open at a preset pressure against the restoring force of a spring (3.1), and wherein the pressure relief valve (3 ) on the outlet side via the first orifice (2.1) of the pressure divider (2) on the one hand with the device (1.3) to achieve a counterforce to the hydraulic control (1.4) and on the other hand via the second orifice (2.2) of the pressure divider (2) with the drain L is connected to the tank. Hydrauliksteuerung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1.3) zur Erzielung einer Gegenkraft zu der hydraulischen Ansteuerung (1.4) in Form eines Kolbens oder einer druckbeaufschlagbaren Fläche ausgebildet ist.Hydraulic control according to the preceding claim, characterized in that the device (1.3) for generating a counterforce to the hydraulic control (1.4) is designed in the form of a piston or a surface that can be pressurized. Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Ansteuerung (1.4) über ein Rückschlagventil (4) mit dem ersten Anschluss X verbunden ist, wobei das Rückschlagventil (4) in Richtung des ersten Anschlusses X öffnet.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic control (1.4) is connected to the first port X via a check valve (4), the check valve (4) opening in the direction of the first port X. Hydrauliksteuerung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Blende (5) zwischen dem ersten Anschluss X und dem Rückschlagventil (4) vorgesehen ist.Hydraulic control according to the preceding claim, characterized in that a further orifice (5) is provided between the first connection X and the check valve (4). Hydrauliksteuerung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (3) mit einer hydraulischen Ansteuerung (3.4) versehen ist, die über die weitere Blende (5) sowie eine weitere Blende (6) mit dem ersten Anschluss X derart verbunden ist, dass das Rückschlagventil (4) zwischen den beiden Blenden (5, 6) angeschlossen ist, wobei die hydraulische Ansteuerung (3.4) in öffnender Richtung gegen die Rückstellkraft einer weiteren Feder (3.5) wirkend ausgebildet ist.Hydraulic control according to the preceding claim, characterized in that the pressure-limiting valve (3) is provided with a hydraulic control (3.4) which is connected to the first connection X via the further orifice (5) and a further orifice (6) in such a way that the check valve (4) is connected between the two orifices (5, 6), the hydraulic control (3.4) being designed to act in the opening direction against the restoring force of a further spring (3.5). Hydrauliksteuerung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (3) ausgangsseitig mit einer Steuerleitung (3.3) versehen ist, welche eine zusätzliche schließende Kraft an dem Druckbegrenzungsventil (3) bewirkt.Hydraulic control according to the preceding claim, characterized in that the pressure-limiting valve (3) is provided with a control line (3.3) on the outlet side, which causes an additional closing force on the pressure-limiting valve (3). Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Blende (7) zwischen dem zweiten Anschluss B und dem Druckbegrenzungsventil (3) vorgesehen ist.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that a further orifice (7) is provided between the second connection B and the pressure-limiting valve (3). Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (8) in Fließrichtung hinter dem ersten Anschluss X vorgesehen ist.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that a filter (8) is provided downstream of the first connection X in the direction of flow. Hydrauliksteuerung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Flächen am Druckbegrenzungsventil (3) so gewählt ist, dass das Druckbegrenzungsventil (3) gegen die Federn (3.1, 3.5) nur dann öffnen kann, wenn der am ersten Anschluss X anliegende Druck größer ist als der Druck an der hydraulischen Ansteuerung (3.4) des Druckbegrenzungsventils (3) einerseits und der am zweiten Anschluss B anliegende Druck größer ist als der "Einstelldruck" des Druckbegrenzungsventils (3) andererseits.Hydraulic control according to the preceding claim, characterized in that the ratio of the areas on the pressure relief valve (3) is selected such that the pressure relief valve (3) can only open against the springs (3.1, 3.5) when the pressure present at the first port X is greater than the pressure at the hydraulic control (3.4) of the pressure relief valve (3) on the one hand and the pressure present at the second port B is greater than the "set pressure" of the pressure relief valve (3) on the other. Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/2-Wegeventil (1.1) eine integrierte Rückschlagfunktion aufweist, welche einen Volumenstrom in der Richtung von Anschluss A nach Anschluss B erlaubt.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that the 2/2-way valve (1.1) has an integrated non-return function which allows a volume flow in the direction from port A to port B. Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 2/2-Wegeventil (1.1) ein leckagefreies Ventil ist.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that the 2/2-way valve (1.1) is a leak-free valve. Hydrauliksteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (9) in Fließrichtung hinter dem Anschluss B vorgesehen ist.Hydraulic control according to one of the preceding claims, characterized in that a filter (9) is provided behind the connection B in the direction of flow.
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