EP4065850A1 - Hydraulic system with a switch valve block for a hydraulically actuatable working machine - Google Patents

Hydraulic system with a switch valve block for a hydraulically actuatable working machine

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EP4065850A1
EP4065850A1 EP20820813.2A EP20820813A EP4065850A1 EP 4065850 A1 EP4065850 A1 EP 4065850A1 EP 20820813 A EP20820813 A EP 20820813A EP 4065850 A1 EP4065850 A1 EP 4065850A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve block
pressure
hydraulic
hydraulic system
steering
Prior art date
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Pending
Application number
EP20820813.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Altenberger
Josef HUTTEGGER
Mario Hettegger
Christoph Kiegerl
Alexis DOLE
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.)
Liebherr Werk Bischofshofen GmbH
Original Assignee
Liebherr Werk Bischofshofen GmbH
Danfoss Scotland Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Liebherr Werk Bischofshofen GmbH, Danfoss Scotland Ltd filed Critical Liebherr Werk Bischofshofen GmbH
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    • F15B2211/875—Control measures for coping with failures
    • F15B2211/8757—Control measures for coping with failures using redundant components or assemblies

Definitions

  • Hydraulic system with a switch valve block for a hydraulically operated machine
  • the present invention relates to a hydraulic system with a diverter valve block for a hydraulically actuated work machine.
  • Work machines typically have several hydraulic consumers, for example a hydraulic steering system or a hydraulic lifting or tilting cylinder for lifting or tipping a load. If these various hydraulic consumers are actuated by a common hydraulic fluid pump, the pump must continuously provide the highest pressure required by the hydraulic consumers. This leads to the fact that under certain circumstances fluid is supplied to a consumer under very high pressure, although this consumer does not need such a high pressure and this only because the other consumer is currently requesting a very high fluid pressure to carry out its movement. This leads to considerable losses, which reduce the efficiency of such a work machine.
  • a vehicle control unit While the machine is in operation, a vehicle control unit records and determines the oil requirement (or hydraulic fluid requirement) of each hydraulic work function depending on the driver's specifications (e.g. an operator joystick). Depending on this requirement, the vehicle control decides on the interconnection of inputs and outputs in the switch valve block or on the actuation / adjustment of the valves contained ("switch position"). The result is the required amount of oil for each work function.
  • the hydraulic system according to the invention for a hydraulically actuated work machine comprises a switch valve block with several
  • Valve block inputs for connecting to a pressure output of one or more hydraulic fluid pumps, several valve block outputs for
  • Dispensing a pressurized hydraulic fluid and at least one valve, which is arranged between valve block inlets and valve block outlets and is designed to produce a fluid connection between a first valve block inlet and a first valve block outlet or the first valve block inlet and a second valve block outlet.
  • Hydraulic system further comprises several pressure sources, preferably several separately controllable pressure sources, several, but not necessarily all, of which are connected to a respective valve block inlet, and several hydraulic consumers, each of which is connected to a respective valve block outlet.
  • the hydraulic system is characterized in that the first valve block outlet also already has a fixed fluid connection, preferably a fixed exclusive fluid connection, with a second valve block inlet, and the steering is connected to the first valve block outlet. Since it is now possible according to the present invention that two different pressure sources can be used to actuate the steering, it can still be supplied with pressurized fluid if one of the pressure sources fails and the valve is in a corresponding position.
  • the at least one valve is a diverter valve which connects a valve block inlet exclusively to one of the multiple valve block outlets.
  • the diverter valve therefore connects the valve block input with one of the multiple valve block outputs, but can also switch the valve block input to at least one other valve block output in a different switching position.
  • the multiple pressure sources are provided by at least two hydraulic fluid pumps, each of which has at least one pressure outlet, preferably at least one separately controllable pressure outlet.
  • first valve block input is connected to a pressure output of the first hydraulic fluid pump and the second valve block input is connected to a pressure output of the second hydraulic fluid pump.
  • one of the multiple hydraulic fluid pumps can fail without a total failure of the hydraulic fluid supplied to the steering system.
  • the hydraulic fluid pump that has not failed is still able to deliver pressurized fluid to operate the steering.
  • each of the at least two hydraulic fluid pumps has its own control unit, which are preferably connected to different power supplies.
  • At least one of the two hydraulic fluid pumps can thus continue to be operated even in the event of a power failure in one of the two power supplies.
  • the separate control units of the at least two hydraulic fluid pumps are connected to one another in order to open the valve independently of other control requirements in the event of a fault in the pressure source that is connected to the second valve block input and represents the fixed and non-switchable fluid connection for the steering to switch the first valve block output in order to continue to ensure a fluid supply for the steering.
  • the switch valve is switched so that the other pressure source, the fluid of which can be routed to the steering or another valve block outlet depending on the switch position, is routed to the steering.
  • the failure of the pressure source that is permanently linked to the steering is at least partially compensated for.
  • a sensor for detecting the load pressure is arranged downstream of the first valve block outlet, preferably directly in front of a steering cylinder, which is connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, preferably to enable the steering in one Pressure control mode is working.
  • two independent sensors for the respective detection of the load pressure can preferably be arranged downstream of the first valve block output, each of which is connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, the two independent sensors preferably having a different design and / or a different measuring range.
  • the implementation of the two sensors creates a redundancy that reduces the probability of failure of a pressure measurement at this point. It is advantageous if the sensors are not structurally identical and / or cover different pressure value ranges.
  • control units are designed to apply a constant pressure to the in the event of a fault Provide steering.
  • This constant pressure can, for example, be in the middle of the normal working range of the steering pressure. The result of this would be less sensitive steering, but this would not be of importance in terms of functional safety.
  • a check valve is provided at each pressure output of the at least two hydraulic pumps and the control units are designed to monitor the functionality of the sensors at the pressure output by using the value of the sensor to detect the steering supply pressure , preferably by means of a test, according to which the pump outputs connected to the steering can never show higher values than the higher-level pressure sensor. If one assumes that the pressure sources connected to the steering generate a pressure which is never above the superordinate steering supply pressure, this information can be used to identify faulty pressure sensors at the pressure outputs of a respective hydraulic fluid pump.
  • the check valves ensure that there is no unwanted outflow of hydraulic fluid from the diverter valve block, but that it can only leave the block via the valve block outputs.
  • a check valve is provided at each pressure output of the at least two hydraulic pumps and, if one of the control units detects a failure of a sensor at the pressure output, control of the pressure source linked to the failed sensor is continued using the sensor to detect the steering supply pressure becomes.
  • the sensor for detecting the steering supply pressure is arranged immediately after the valve block outlet.
  • the second valve block outlet is connected to working hydraulics, for example a tilting cylinder or a lifting cylinder.
  • the invention also relates to a work machine, in particular a wheel loader with a hydraulic system according to one of the preceding variants.
  • valve block inlet and outlet a direct connection, e.g. from the pressure source P1, bypassing a physically formed diverter valve block to a hydraulic consumer is also covered by the scope of protection of the present invention.
  • the switch block as well as the valve block inlet and outlet are structures to be defined abstractly, so that a direct connection of a pressure source with a hydraulic consumer, in particular a steering control, also falls within the scope of protection of the present application.
  • the direct connection does not necessarily have to take place via a (physical) switch valve block. It is essential for the invention that the hydraulic consumer is linked to a direct connection to a pressure source so that the fluid flowing therefrom is immediately available.
  • a direct hose connection for example, from a pressure source to a hydraulic consumer, in particular the steering, is included in the scope of the invention.
  • Fig. 2 a schematic representation of an inventive
  • FIG. 3 a schematic representation of a further embodiment of the hydraulic system according to the invention in an abstract form.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a hydraulic system.
  • a motor 1 can be seen which drives two pumps 3 via a transfer case 2.
  • One of the two pumps 3 has a pressure source P1, which is directly connected to a steering control 4, so that the fluid pressure or fluid quantity provided by the pressure source P1 is used to actuate the steering cylinder 6.
  • the control valve block 5 On the right-hand side of FIG. 1, next to the diverter valve block 9, the control valve block 5 is arranged, in which the hydraulic consumers tilting 51 and lifting 52, as well as other consumers 53, 54 not named by name are arranged.
  • the tilt control 51 With the appropriate valve position of the switch valves V1 to V7 in the Switch valve block 9, the tilt control 51 can be linked to the pressure sources P2 and P4 to P8, so that there is sufficient power for the tilting function to actuate the tilting cylinder 7.
  • the situation is similar with the lifting control 52, which can also be connected to the associated pressure sources P3 to P8 when the valves V2 to V7 are in the appropriate position.
  • the lifting control 52 can also pass on pump power to the other consumers 53, 54, which are not shown in detail for reasons of simplicity.
  • the pumping power of the multiple pressure sources can accordingly be directed to a respective consumer 6, 7, 8 depending on the current requirement, with the typically associated disadvantages of poor response behavior being cushioned by the fact that particularly sensitive consumers, e.g. the steering, are permanently and is connected exclusively to one pressure source (here the pressure source P1).
  • FIG. 2 shows an implementation of the present invention in which not only the steering control 4 now has an exclusive pump capacity, but also the lifting control 52.
  • the pumps P7 and P8 are exclusive and unchangeable to the hydraulic consumer “lifting” for actuating the lifting cylinder 8 assigned.
  • the tilt control 51 can be connected to a total of four pressure sources P2 to P4 and P6 when the valves V1-V3 and V5 are in the appropriate position. It is also possible that the further consumers 53 and 54 are supplied via the tilt control 51 (and not, as shown in FIG. 2, via the lifting control 52).
  • the pressure output P1 of the left pump 3 is already firmly connected to the steering control 4, so that the fluid flowing out of the pressure output P1 is completely available for the steering control.
  • a further pressure source P5 of the other hydraulic fluid pump 3 (in FIG. 2 the right pump 3) of the steering control 4 pass through the valve V4.
  • the pressure outputs P1 and P2 can no longer deliver sufficient hydraulic fluid due to a pump defect, or if hydraulic fluid is only available under very low pressure, it can be ensured by switching the valve V4 that the steering control continues to be supplied with sufficient hydraulic fluid.
  • the amount and the pressure of the hydraulic fluid, which is made available via the pressure outlet P5, are at least sufficient for emergency steering capability. In such a state, the usual steering comfort is not provided, but safe steering and maintaining maneuverability are guaranteed. As a result, a more fault-tolerant steering is created which continues to work reliably even if one of the two pumps 3, 3 shown fails.
  • the switch block 9 is now shown in a simplified manner and no longer shows the complete interconnection of the pressure outputs of the pumps 3, 3 but only those of the pressure outputs P1 and P5.
  • the pressure output of the pressure source P1 is permanently and unchangeably connected to the steering control 4.
  • the pressure output of the Pressure source P5 runs to a switch valve 10, which optionally connects the pressure output P5 with the working hydraulics A (not shown) or the steering control 4. It can also be seen that each of the two hydraulic fluid pumps 3, 3 has its own control unit 13, 14, which are connected to one another.
  • control units 13, 14 are different.
  • Supply voltages 15, 16 are supplied with energy, so that even if one of the two supply voltages 15, 16 fails, at least one of the two pumps 3, 3 can still be controlled.
  • a further pressure sensor 18 is arranged directly after the switch block, which measures the pressure entering the steering control. This measured pressure is passed on to the two control units 13, 14 via a data line, it being possible for this to take place via an optional vehicle control.
  • this value can be used if a pressure measurement from a pressure source P1 or P5 should fail.

Abstract

The invention relates to a hydraulic system for a hydraulically actuatable working machine, comprising a switch valve block with multiple valve block inlets for connecting to a respective pressure outlet of one or more hydraulic fluid pump(s), multiple valve block outlets for discharging a pressurized hydraulic fluid, and at least one valve which is arranged between the valve block inlets and the valve block outlets and is designed to produce a fluidic connection selectively between a first valve block inlet and a first valve block outlet or between the first valve block inlet and a second valve block outlet. The hydraulic system also comprises multiple pressure sources, preferably multiple pressure sources which can be actuated separately, each pressure source being connected to a respective valve block inlet, and multiple hydraulic loads, each of which is connected to a respective valve block outlet. The system is characterized in that the first valve block outlet additionally already has a permanent fluidic connection to a second valve block inlet, preferably a permanent exclusive fluidic connection, and the steering mechanism is connected to the first valve block outlet.

Description

Hydrauliksystem mit einem Weichenventilblock für eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmaschine Hydraulic system with a switch valve block for a hydraulically operated machine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit einem Weichenventilblock für eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmaschine. The present invention relates to a hydraulic system with a diverter valve block for a hydraulically actuated work machine.
Arbeitsmaschinen verfügen typischerweise über mehrere hydraulische Verbraucher, bspw. eine hydraulische Lenkung oder einen hydraulischen Hub- oder Kippzylinder zum Anheben oder Abkippen einer Last. Werden diese verschiedenen Hydraulikverbraucher von einer gemeinsamen Hydraulikfluidpumpe betätigt, ist durch die Pumpe kontinuierlich der höchste von den Hydraulikverbrauchern angeforderte Druck bereitzustellen. Dies führt dazu, dass einem Verbraucher unter Umständen Fluid unter sehr hohem Druck zugeführt wird, obwohl dieser Verbraucher einen so hohen Druck gar nicht benötigt und dies nur, weil der andere Verbraucher zur Ausführung seiner Bewegung gerade einen sehr hohen Fluiddruck anfordert. Dies führt zu beachtlichen Verlusten, welche die Effizienz einer solchen Arbeitsmaschine vermindert. Work machines typically have several hydraulic consumers, for example a hydraulic steering system or a hydraulic lifting or tilting cylinder for lifting or tipping a load. If these various hydraulic consumers are actuated by a common hydraulic fluid pump, the pump must continuously provide the highest pressure required by the hydraulic consumers. This leads to the fact that under certain circumstances fluid is supplied to a consumer under very high pressure, although this consumer does not need such a high pressure and this only because the other consumer is currently requesting a very high fluid pressure to carry out its movement. This leads to considerable losses, which reduce the efficiency of such a work machine.
Aus dem Stand der Technik ist aufgrund der vorstehend diskutierten Thematik bekannt, mehrere klein dimensionierte Druckquellen über einen Weichenventilblock je nach Anforderung eines Hydraulikverbrauchers zu bündeln, so dass Hydraulikverbraucher mit einer geringen Leistungsanforderung eine geringere Leistung erhalten und Hydraulikverbraucher mit einer größeren Leistungsanforderung eine größere Leistung erhalten. Die WO 2008/009950 A1 zeigt die Umsetzung eines solchen Konzepts. Due to the issues discussed above, it is known from the prior art to bundle several small-sized pressure sources via a diverter valve block, depending on the requirements of a hydraulic consumer, so that Hydraulic consumers with a low performance requirement receive a lower performance and hydraulic consumers with a higher performance requirement receive a greater performance. WO 2008/009950 A1 shows the implementation of such a concept.
Nachteilhaft hieran ist, dass die Reaktionszeit beim Anfahren eines Hydraulikverbrauchers beträchtlich zunimmt, was das Handling und die Bedienbarkeit einer solchen Arbeitsmaschine negativ beeinflusst. Schließlich ist es erforderlich, dass nun zuerst die einzelnen kleineren Druckquellen über Ventile miteinander kombiniert werden, um den Hydraulikverbraucher zu betätigen. The disadvantage here is that the response time when starting up a hydraulic consumer increases considerably, which has a negative impact on the handling and operability of such a work machine. Finally, it is necessary that the individual smaller pressure sources are now first combined with one another via valves in order to operate the hydraulic consumer.
Im laufenden Betrieb der Maschine erfasst und bestimmt ein Fahrzeugsteuergerät abhängig von der Fahrervorgabe (z.B. einem Bedienerjoystick) den Ölbedarf (bzw. Hydraulikfluidbedarf) jeder hydraulischen Arbeitsfunktion. Abhängig von diesem Bedarf entscheidet die Fahrzeugsteuerung über die Verschaltung von Eingängen und Ausgängen im Weichenventilblock bzw. über die Betätigung/Verstellung der enthaltenen Ventile („Weichenstellung“). Als Resultat stellt sich je Arbeitsfunktion die geforderte Ölmenge ein. While the machine is in operation, a vehicle control unit records and determines the oil requirement (or hydraulic fluid requirement) of each hydraulic work function depending on the driver's specifications (e.g. an operator joystick). Depending on this requirement, the vehicle control decides on the interconnection of inputs and outputs in the switch valve block or on the actuation / adjustment of the valves contained ("switch position"). The result is the required amount of oil for each work function.
Diese laufend sich ändernde Verteilung/Zuordnung von Ölfördermenge zu den unterschiedlichen Hydraulikverbrauchern (wie z.B. Arbeits- bzw. Lenkfunktionen) während des Maschinenbetriebs ist äußerst herausfordernd. Es bedarf sehr aufwändiger Algorithmen, sowie schnell und präzise schaltender Ventiltechnik, um den Bedienerkomfort sicherzustellen, was eine relativ kostenintensive Umsetzung bedingt, da derartige Ventiltechnik am Markt nicht in wirtschaftlichen Losgrößen verfügbar ist. This constantly changing distribution / allocation of the oil delivery rate to the various hydraulic consumers (such as work or steering functions) during machine operation is extremely challenging. Very complex algorithms as well as fast and precise switching valve technology are required to ensure operator comfort, which requires a relatively cost-intensive implementation, since valve technology of this type is not available on the market in economical batch sizes.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Funktionssicherheit bei gleichzeitigem Abmildern oder Lösen der oben aufgeführten Probleme zu erreichen. Dies gelingt mit einem Hydrauliksystem, das sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem für eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmaschine umfasst einen Weichenventilblock mit mehrerenIt is the aim of the present invention to achieve functional reliability while at the same time alleviating or solving the problems listed above. This is achieved with a hydraulic system which has all the features of claim 1. Further advantageous refinements are given in the dependent claims. The hydraulic system according to the invention for a hydraulically actuated work machine comprises a switch valve block with several
Ventilblockeingängen zum jeweiligen Anschließen an einen Druckausgang einer oder mehrerer Hydraulikfluidpumpe/n, mehreren Ventilblockausgängen zumValve block inputs for connecting to a pressure output of one or more hydraulic fluid pumps, several valve block outputs for
Ausgeben eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids, und mindestens einem Ventil, das zwischen Ventilblockeingängen und Ventilblockausgängen angeordnet und dazu ausgelegt ist, eine Fluidverbindung wahlweise zwischen einem ersten Ventilblockeingang und einem ersten Ventilblockausgang oder dem ersten Ventilblockeingang und einem zweiten Ventilblockausgang zu erzeugen. DasDispensing a pressurized hydraulic fluid, and at least one valve, which is arranged between valve block inlets and valve block outlets and is designed to produce a fluid connection between a first valve block inlet and a first valve block outlet or the first valve block inlet and a second valve block outlet. The
Hydrauliksystem umfasst ferner mehrere Druckquellen, vorzugsweise mehrere separat ansteuerbare Druckquellen, von denen mehrere, nicht notwendigerweise aber alle, mit einem jeweiligen Ventilblockeingang verbunden sind, und mehrere Hydraulikverbraucher, von denen jeder mit einem jeweiligen Ventilblockausgang verbunden ist. Das Hydrauliksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilblockausgang darüber hinaus bereits eine feste Fluidverbindung, vorzugsweise eine feste exklusive Fluidverbindung, mit einem zweiten Ventilblockeingang aufweist, die Lenkung mit dem ersten Ventilblockausgang verbunden ist. Da es nach der vorliegenden Erfindung nun möglich ist, dass für die Betätigung der Lenkung zwei unterschiedliche Druckquellen herangezogen werden können, kann diese auch bei einem Ausfall einer der Druckquellen und entsprechender Stellung des Ventils noch mit unter Druck stehendem Fluid versorgt werden. Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das mindestens eine Ventil ein Weichenventil ist, das einen Ventilblockeingang exklusiv mit einem der mehreren Ventilblockausgängen verbindet. Das Weichenventil verbindet demnach den Ventilblockeingang mit einem der mehreren Ventilblockausgänge, kann den Ventilblockeingang aber in einer anderen Schaltstellung auch auf mindestens einen anderen Ventilblockausgang schalten. Nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mehreren Druckquellen von mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen bereitgestellt werden, die jeweils über mindestens einen Druckausgang, vorzugsweise über mindestens einen separat steuerbaren Druckausgang verfügen. Hydraulic system further comprises several pressure sources, preferably several separately controllable pressure sources, several, but not necessarily all, of which are connected to a respective valve block inlet, and several hydraulic consumers, each of which is connected to a respective valve block outlet. The hydraulic system is characterized in that the first valve block outlet also already has a fixed fluid connection, preferably a fixed exclusive fluid connection, with a second valve block inlet, and the steering is connected to the first valve block outlet. Since it is now possible according to the present invention that two different pressure sources can be used to actuate the steering, it can still be supplied with pressurized fluid if one of the pressure sources fails and the valve is in a corresponding position. Furthermore, it can be provided according to the invention that the at least one valve is a diverter valve which connects a valve block inlet exclusively to one of the multiple valve block outlets. The diverter valve therefore connects the valve block input with one of the multiple valve block outputs, but can also switch the valve block input to at least one other valve block output in a different switching position. According to an optional development of the invention, it can be provided that the multiple pressure sources are provided by at least two hydraulic fluid pumps, each of which has at least one pressure outlet, preferably at least one separately controllable pressure outlet.
Dabei ist es weiter vorteilhaft, wenn der erste Ventilblockeingang mit einem Druckausgang der ersten Hydraulikfluidpumpe und der zweite Ventilblockeingang mit einem Druckausgang der zweiten Hydraulikfluidpumpe verbunden ist. It is further advantageous if the first valve block input is connected to a pressure output of the first hydraulic fluid pump and the second valve block input is connected to a pressure output of the second hydraulic fluid pump.
So kann bspw. eine der mehreren Hydraulikfluidpumpen ausfallen ohne dass es zu einem Totalausfall des zugeführten Hydraulikfluids an die Lenkung kommt. Die nicht ausgefallene Hydraulikfluidpumpe ist weiterhin in der Lage, unter Druck stehenden Fluid zur Betätigung der Lenkung zu liefern. For example, one of the multiple hydraulic fluid pumps can fail without a total failure of the hydraulic fluid supplied to the steering system. The hydraulic fluid pump that has not failed is still able to deliver pressurized fluid to operate the steering.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jede der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen über eine eigene Steuereinheit verfügt, die vorzugsweise an unterschiedlichen Spannungsversorgungen angeschlossen sind. It is preferably provided that each of the at least two hydraulic fluid pumps has its own control unit, which are preferably connected to different power supplies.
Neben dem redundanten Aufbau der beiden Steuereinheiten kann somit auch bei einem Spannungsausfall einer der beiden Spannungsversorgungen zumindest eine der beiden Hydraulikfluidpumpen weiterbetrieben werden. In addition to the redundant structure of the two control units, at least one of the two hydraulic fluid pumps can thus continue to be operated even in the event of a power failure in one of the two power supplies.
Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass die separaten Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen miteinander verbunden sind, um in einem Fehlerfall derjenigen Druckquelle, die mit dem zweiten Ventilblockeingang verbunden ist und die feste und nicht umschaltbare Fluidverbindung zur Lenkung darstellt, das Ventil unabhängig von anderen Steueranforderungen auf den ersten Ventilblockausgang zu schalten, um weiterhin eine Fluidversorgung für die Lenkung zu gewährleisten. It can also be provided that the separate control units of the at least two hydraulic fluid pumps are connected to one another in order to open the valve independently of other control requirements in the event of a fault in the pressure source that is connected to the second valve block input and represents the fixed and non-switchable fluid connection for the steering to switch the first valve block output in order to continue to ensure a fluid supply for the steering.
Fällt also diejenige Druckquelle aus, die fest mit der Lenkung verbunden ist, also keine Weiche oder dergleichen in ihrem Fluidweg von der Druckquelle zur Lenkung aufweist, wird das Weichenventil so geschaltet, dass die andere Druckquellen, deren Fluid je nach Weichenstellung zur Lenkung oder einem anderen Ventilblockausgang geleitet werden kann, zur Lenkung geführt wird. Damit wird der Ausfall der fest mit der Lenkung verknüpften Druckquelle zumindest teilweise kompensiert. If the pressure source that is permanently connected to the steering fails, that is, no switch or the like in its fluid path from the pressure source to the steering has, the switch valve is switched so that the other pressure source, the fluid of which can be routed to the steering or another valve block outlet depending on the switch position, is routed to the steering. The failure of the pressure source that is permanently linked to the steering is at least partially compensated for.
Nach einer weiteren optionalen Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an jedem Druckausgang einer zugehörigen Hydraulikfluidpumpe ein Sensor zum Bestimmen des dort anliegenden Drucks vorhanden ist, der mit der zugehörigen Steuereinheit der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden ist, so dass diese dazu in der Lage ist, in Abhängigkeit des dort anliegenden Drucks einen Fehlerfall zu detektieren. According to a further optional development of the invention, it can be provided that at each pressure output of an associated hydraulic fluid pump there is a sensor for determining the pressure applied there, which is connected to the associated control unit of the at least two hydraulic fluid pumps so that it is able to to detect an error depending on the pressure applied there.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass stromabwärts des ersten Ventilblockausgangs, vorzugsweise unmittelbar vor einem Lenkzylinder, ein Sensor zum Erfassen des Lastdrucks angeordnet ist, der mit den Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden ist, vorzugsweise um zu ermöglichen, dass die Lenkung in einem Druckregelmodus arbeitet. Furthermore, it can be provided according to the invention that downstream of the first valve block outlet, preferably directly in front of a steering cylinder, a sensor for detecting the load pressure is arranged, which is connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, preferably to enable the steering in one Pressure control mode is working.
Dabei können vorzugsweise stromabwärts des ersten Ventilblockausgangs nun zwei voneinander unabhängige Sensoren zum jeweiligen Erfassen des Lastdrucks angeordnet sein, die jeweils mit den Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden sind, wobei bevorzugterweise die zwei voneinander unabhängigen Sensoren eine unterschiedliche Bauart und/oder einen verschiedenen Messbereich aufweisen. In this case, two independent sensors for the respective detection of the load pressure can preferably be arranged downstream of the first valve block output, each of which is connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, the two independent sensors preferably having a different design and / or a different measuring range.
Durch das Ausführen der beiden Sensoren wird eine Redundanz geschaffen, die eine Ausfallwahrscheinlichkeit einer Druckmessung an dieser Stelle verringert. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, wenn die Sensoren nicht baugleich sind und/oder unterschiedliche Druckwertbereiche abdecken. The implementation of the two sensors creates a redundancy that reduces the probability of failure of a pressure measurement at this point. It is advantageous if the sensors are not structurally identical and / or cover different pressure value ranges.
Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheiten dazu ausgelegt sind, in einem Fehlerfall einen Konstantdruck an die Lenkung bereitzustellen. Dieser Konstantdruck kann bspw. in der Mitte des normalen Arbeitsbereichs des Lenkdrucks liegen. Resultat hierbei wäre zwar eine weniger feinfühlige Lenkung, dies wäre aber hinsichtlich der funktionalen Sicherheit nicht von Belang. According to an optional modification of the invention, it can be provided that the control units are designed to apply a constant pressure to the in the event of a fault Provide steering. This constant pressure can, for example, be in the middle of the normal working range of the steering pressure. The result of this would be less sensitive steering, but this would not be of importance in terms of functional safety.
Ferner kann nach einer vorteilhaften Modifikation der Erfindung vorgesehen sein, dass an jedem Druckausgang der mindestens zwei Hydraulikpumpen ein Rückschlagventil vorgesehen ist und die Steuereinheiten dazu ausgelegt sind, die Funktionsfähigkeit der Sensoren am Druckausgang zu überwachen, indem der Wert des Sensors zum Erfassen des Lenkungsversorgungsdrucks herangezogen wird, vorzugsweise mittels einer Prüfung, wonach die zur Lenkung verbundenen Pumpenausgänge niemals höhere Werte anzeigen können als der übergeordnete Drucksensor. Wenn man annimmt, dass die auf die Lenkung geschalteten Druckquellen einen Druck erzeugen, der niemals über dem übergeordneten Lenkversorgungsdruck liegt, kann man über diese Information fehlerhafte Drucksensoren an den Druckausgängen einer jeweiligen Hydraulikfluidpumpe erkennen. Die Rückschlagventile stellen dabei sicher, dass es nicht zu einem ungewollten Abfluss von Hydraulikfluid aus dem Weichenventilblock kommt, sondern dieser den Block nur über die Ventilblockausgänge verlassen kann. Furthermore, according to an advantageous modification of the invention, a check valve is provided at each pressure output of the at least two hydraulic pumps and the control units are designed to monitor the functionality of the sensors at the pressure output by using the value of the sensor to detect the steering supply pressure , preferably by means of a test, according to which the pump outputs connected to the steering can never show higher values than the higher-level pressure sensor. If one assumes that the pressure sources connected to the steering generate a pressure which is never above the superordinate steering supply pressure, this information can be used to identify faulty pressure sensors at the pressure outputs of a respective hydraulic fluid pump. The check valves ensure that there is no unwanted outflow of hydraulic fluid from the diverter valve block, but that it can only leave the block via the valve block outputs.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass an jedem Druckausgang der mindestens zwei Hydraulikpumpen ein Rückschlagventil vorgesehen ist und, wenn eine der Steuereinheiten einen Ausfall eines Sensors am Druckausgang detektiert, eine Steuerung der mit dem ausgefallenen Sensor verknüpften Druckquelle unter Heranziehung des Sensors zum Erfassen des Lenkversorgungsdruck fortgeführt wird. Nach einer weiteren Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sensor zum Erfassen des Lenkversorgungsdruck unmittelbar nach dem Ventilblockausgang angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass der zweite Ventilblockausgang mit einer Arbeitshydraulik, bspw. einem Kippzylinder oder einem Hebezylinder verbunden ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Arbeitsmaschine, insbesondere einen Radlader mit einem Hydrauliksystem nach einer der vorhergehenden Varianten. Furthermore, it can also be provided that a check valve is provided at each pressure output of the at least two hydraulic pumps and, if one of the control units detects a failure of a sensor at the pressure output, control of the pressure source linked to the failed sensor is continued using the sensor to detect the steering supply pressure becomes. According to a further modification of the invention it can be provided that the sensor for detecting the steering supply pressure is arranged immediately after the valve block outlet. Furthermore, it can be provided that the second valve block outlet is connected to working hydraulics, for example a tilting cylinder or a lifting cylinder. The invention also relates to a work machine, in particular a wheel loader with a hydraulic system according to one of the preceding variants.
Obwohl in den Ansprüchen durchgängig von Ventilblockeingang und -ausgang gesprochen wird, ist dem Fachmann klar, dass eine direkte Verbindung bspw. aus der Druckquelle P1 unter Umgehung eines körperlich ausgebildeten Weichenventilblocks an einen Hydraulikverbraucher ebenfalls vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst ist. Der Weichenblock wie auch der Ventilblockeingang und -ausgang sind abstrakt zu definierende Gebilde, so dass auch eine direkte Verbindung einer Druckquelle mit einem Hydraulikverbraucher, insbesondere einer Lenksteuerung, in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fällt. Es muss nicht zwangsläufig die direkte Durchschaltung über einen (körperlichen) Weichenventilblock erfolgen. Wesentlich für die Erfindung ist, dass der Hydraulikverbraucher mit einer direkten Verbindung einer Druckquelle verknüpft ist, so dass das davon abströmende Fluid unmittelbar zur Verfügung steht. Eine bspw. direkte Schlauchverbindung von einer Druckquelle zu einem Hydraulikverbraucher, insbesondere der Lenkung, ist dabei vom Schutzbereich der Erfindung umfasst. Although the claims consistently refer to valve block inlet and outlet, it is clear to the person skilled in the art that a direct connection, e.g. from the pressure source P1, bypassing a physically formed diverter valve block to a hydraulic consumer is also covered by the scope of protection of the present invention. The switch block as well as the valve block inlet and outlet are structures to be defined abstractly, so that a direct connection of a pressure source with a hydraulic consumer, in particular a steering control, also falls within the scope of protection of the present application. The direct connection does not necessarily have to take place via a (physical) switch valve block. It is essential for the invention that the hydraulic consumer is linked to a direct connection to a pressure source so that the fluid flowing therefrom is immediately available. A direct hose connection, for example, from a pressure source to a hydraulic consumer, in particular the steering, is included in the scope of the invention.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen: Further features, details and advantages of the invention are evident from the following description of the figures. Show:
Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Hydrauliksystems, 1: a schematic representation of a hydraulic system,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßenFig. 2: a schematic representation of an inventive
Hydrauliksystems, und Hydraulic system, and
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems in einer abstrahierten Form. Fig. 1 zeigt schematische Darstellung eines Hydrauliksystems. Man erkennt einen Motor 1 , der über ein Verteilergetriebe 2 zwei Pumpen 3 antreibt. Eine der beiden Pumpen 3 weist dabei eine Druckquelle P1 auf, die direkt mit einer Lenksteuerung 4 verbunden ist, so dass der von der Druckquelle P1 bereitgestellte Fluiddruck bzw. Fluidmenge zum Betätigen der Lenkzylinder 6 dient. 3: a schematic representation of a further embodiment of the hydraulic system according to the invention in an abstract form. Fig. 1 shows a schematic representation of a hydraulic system. A motor 1 can be seen which drives two pumps 3 via a transfer case 2. One of the two pumps 3 has a pressure source P1, which is directly connected to a steering control 4, so that the fluid pressure or fluid quantity provided by the pressure source P1 is used to actuate the steering cylinder 6.
Vorliegend gibt es insgesamt acht unabhängig voneinander betreibbaren Druckquellen P1 - P8 durch zwei in Tandembetrieb angeordnete Pumpen 3, 3 verwirklicht, von denen jede über mehrere (vorliegend genaue vier) separat ansteuerbare Druckfluidausgänge verfügt. Jeder der insgesamt acht Druckfluidausgänge ist dabei mit einem eigenen, zugehörigen Ventilblockeingang 11 verbunden, der entweder direkt mit einem Ventilblockausgang 12 verknüpft ist, oder zu einem Ventil V1 - V7 (= auch Weichenventil) geführt ist. In the present case there are a total of eight independently operable pressure sources P1-P8 realized by two pumps 3, 3 arranged in tandem operation, each of which has several (in this case exactly four) separately controllable pressure fluid outlets. Each of the total of eight pressurized fluid outputs is connected to its own, associated valve block input 11, which is either directly linked to a valve block output 12 or is led to a valve V1-V7 (= also diverter valve).
In der vorliegenden Figur sind bis auf einen sämtliche Druckfluidausgänge P1 - P8 der Pumpen 3, 3 an ein Weichenventil 10 angeschlossen. Lediglich der Druckfluidausgang P1 ist direkt, ohne Weiche, mit einem Ventilblockausgang 12 verbunden, welcher zur Lenksteuerung 4 geführt ist. In anderen Worten wird damit sichergestellt, dass die Lenksteuerung 4 permanent und unabhängig von einer Schaltstellung der Weichenventile V1 - V7 in dem Weichenventilblock 9 über die Pumpleistung der Druckquelle P1 verfügt. Wird eine darüber hinausgehende Pumpleistung durch Lenksteuerung benötigt, kann man die Weichenventile V1 und V2 so schalten, dass deren zugehörige Druckquellen P2, P3 ihre Leistung ebenfalls der Lenksteuerung 4 zur Verfügung stellen. Insgesamt stehen somit bei Bedarf drei Pumpquellen P1, P2, P3 zum Ausüben der Lenksteuerung 4 und zum Bewegen der Lenkzylinder 6 zur Verfügung. In the present figure, all but one of the pressure fluid outlets P1 - P8 of the pumps 3, 3 are connected to a diverter valve 10. Only the pressure fluid output P1 is directly connected, without a switch, to a valve block output 12 which is led to the steering control 4. In other words, this ensures that the steering control 4 has the pump power of the pressure source P1 permanently and independently of a switching position of the switch valves V1-V7 in the switch valve block 9. If a pump power beyond this is required by the steering control, the switch valves V1 and V2 can be switched so that their associated pressure sources P2, P3 also make their power available to the steering control 4. A total of three pump sources P1, P2, P3 are therefore available for exercising the steering control 4 and for moving the steering cylinders 6, if required.
Auf der rechten Seite der Figur 1 ist neben dem Weichenventilblock 9 der Steuer- Ventilblock 5 angeordnet, in dem die Hydraulikverbraucher Kippen 51 und Heben 52, sowie weitere nicht namentlich benannte Verbraucher 53, 54 angeordnet sind. Bei entsprechender Ventilstellung der Weichenventile V1 bis V7 in dem Weichenventilblock 9 kann die Kippsteuerung 51 mit den Druckquellen P2 und P4 bis P8 verknüpft werden, so dass ausreichend Leistung für die Kippfunktion zum Betätigen der Kippzylinder 7 vorhanden ist. Ähnlich verhält es sich mit der Hebesteuerung 52, die ebenfalls bei entsprechender Stellung der Ventile V2 bis V7 mit den zugehörigen Druckquellen P3 bis P8 verbindbar ist. Die Hebesteuerung 52 kann dabei Pumpleistung auch an die weitern Verbraucher 53, 54 weitergeben, die aus Gründen der vereinfachten Darstellung nicht im Detail dargestellt sind. On the right-hand side of FIG. 1, next to the diverter valve block 9, the control valve block 5 is arranged, in which the hydraulic consumers tilting 51 and lifting 52, as well as other consumers 53, 54 not named by name are arranged. With the appropriate valve position of the switch valves V1 to V7 in the Switch valve block 9, the tilt control 51 can be linked to the pressure sources P2 and P4 to P8, so that there is sufficient power for the tilting function to actuate the tilting cylinder 7. The situation is similar with the lifting control 52, which can also be connected to the associated pressure sources P3 to P8 when the valves V2 to V7 are in the appropriate position. The lifting control 52 can also pass on pump power to the other consumers 53, 54, which are not shown in detail for reasons of simplicity.
Durch dieses Hydrauliksystem kann demnach die Pumpleistung der mehreren Druckquellen je nach derzeitigem Bedarf auf einen jeweiligen Verbraucher 6, 7, 8 gelenkt werden, wobei die typischerweise damit einhergehenden Nachteile eines schlechten Ansprechverhaltens dadurch abgefedert werden, dass besonders sensitive Verbraucher, bspw. die Lenkung, permanent und ausschließlich mit einer Druckquelle (hier die Druckquelle P1) verbunden ist. Through this hydraulic system, the pumping power of the multiple pressure sources can accordingly be directed to a respective consumer 6, 7, 8 depending on the current requirement, with the typically associated disadvantages of poor response behavior being cushioned by the fact that particularly sensitive consumers, e.g. the steering, are permanently and is connected exclusively to one pressure source (here the pressure source P1).
Fig. 2 zeigt eine Umsetzung der vorliegenden Erfindung, bei der nun nicht nur die Lenksteuerung 4 über eine exklusive Pumpleistung verfügt, sondern auch die Hebesteuerung 52. Hierbei sind die Pumpen P7 und P8 exklusiv und unveränderbar dem Hydraulikverbraucher „Heben“ zum Betätigen der Hebezylinder 8 zugeordnet. Ähnlich wie in Fig. 1 ist es zudem möglich über eine entsprechende Schaltung der Ventile V2 bis V5 vier weitere Druckquellen P3 bis P6 hinzuzufügen, damit auch herausfordernde Hebeaufgaben gemeistert werden können. 2 shows an implementation of the present invention in which not only the steering control 4 now has an exclusive pump capacity, but also the lifting control 52. Here, the pumps P7 and P8 are exclusive and unchangeable to the hydraulic consumer “lifting” for actuating the lifting cylinder 8 assigned. Similar to FIG. 1, it is also possible to add four further pressure sources P3 to P6 via a corresponding switching of the valves V2 to V5, so that challenging lifting tasks can also be mastered.
Die Kippsteuerung 51 kann bei entsprechender Ventilstellung der Ventile V1-V3 und V5 mit insgesamt vier Druckquellen P2 bis P4 und P6 verbunden werden. Ebenfalls ist möglich, dass die weiteren Verbraucher 53, und 54 über die Kippsteuerung 51 versorgt werden (und nicht wie in Fig. 2 gezeigt über die Hebesteuerung 52). The tilt control 51 can be connected to a total of four pressure sources P2 to P4 and P6 when the valves V1-V3 and V5 are in the appropriate position. It is also possible that the further consumers 53 and 54 are supplied via the tilt control 51 (and not, as shown in FIG. 2, via the lifting control 52).
Der erfindungsgemäße Mehrwert wird in der Fig. 2 daran ersichtlich, dass die beiden im Tandembetrieb befindlichen Pumpen 3, 3 nun jeweils einen ihrer Druckausgänge P1 , R5 auf die Lenksteuerung 4 schalten können. Der Umstand, dass die Pumpen 3, 3 im Tandembetrieb laufen, ist für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung, da ein separater Betrieb der Pumpen ebenfalls denkbar ist und der Grundidee der Erfindung nicht entgegensteht. The added value according to the invention can be seen in FIG. 2 in that the two pumps 3, 3 in tandem operation now each have one of their pressure outputs P1, R5 can switch to the steering control 4. The fact that the pumps 3, 3 run in tandem operation is of secondary importance for the invention, since separate operation of the pumps is also conceivable and does not conflict with the basic idea of the invention.
Der Druckausgang P1 der linken Pumpe 3 ist bereits fest mit der Lenksteuerung 4 verbunden, so dass das aus dem Druckausgang P1 strömende Fluid vollständig der Lenksteuerung zur Verfügung steht. Darüber hinaus gibt es über das Ventil V4 die Möglichkeit eine weitere Druckquelle P5 der anderen Hydraulikfluidpumpe 3 (in Fig. 2 die rechte Pumpe 3) der Lenksteuerung 4 zukommen zu lassen. The pressure output P1 of the left pump 3 is already firmly connected to the steering control 4, so that the fluid flowing out of the pressure output P1 is completely available for the steering control. In addition, there is the possibility of having a further pressure source P5 of the other hydraulic fluid pump 3 (in FIG. 2 the right pump 3) of the steering control 4 pass through the valve V4.
Sollten bspw. die Druckausgänge P1 bzw. P2 aufgrund eines Pumpendefekts nicht mehr genügend Hydraulikfluid liefern können, oder Hydraulikfluid unter nur sehr geringem Druck bereitstellen, kann über ein Verschalten des Ventils V4 sichergestellt werden, dass die Lenksteuerung weiterhin mit ausreichend Hydraulikfluid versorgt wird. Die Menge und der Druck des Hydraulikfluids, welches über den Druckausgang P5 zur Verfügung gestellt wird, reichen zumindest für eine Notlenkfähigkeit aus. In einem solchen Zustand ist zwar nicht der gewohnte Lenkkomfort gegeben, eine sichere Lenkung und das Beibehalten der Manövrierfähigkeit werden aber gewährleistet. Im Ergebnis wird demnach eine fehlertolerantere Lenkung geschaffen, die selbst bei Ausfall einer der dargestellten zwei Pumpen 3, 3 weiter zuverlässig arbeitet. If, for example, the pressure outputs P1 and P2 can no longer deliver sufficient hydraulic fluid due to a pump defect, or if hydraulic fluid is only available under very low pressure, it can be ensured by switching the valve V4 that the steering control continues to be supplied with sufficient hydraulic fluid. The amount and the pressure of the hydraulic fluid, which is made available via the pressure outlet P5, are at least sufficient for emergency steering capability. In such a state, the usual steering comfort is not provided, but safe steering and maintaining maneuverability are guaranteed. As a result, a more fault-tolerant steering is created which continues to work reliably even if one of the two pumps 3, 3 shown fails.
Fig. 3 zeigt eine weiter abstrahierte Darstellung der vorliegenden Erfindung. Der Weichenblock 9 ist nun vereinfacht dargestellt und zeigt nun nicht mehr die komplette Verschaltung der Druckausgänge der Pumpen 3, 3 sondern nur noch diejenigen der Druckausgänge P1 und P5. Der Druckausgang der Druckquelle P1 ist dabei fest und unveränderbar mit der Lenksteuerung 4 verbunden. Der Druckausgang der Druckquelle P5 verläuft zu einem Weichenventil 10, welches den Druckausgang P5 wahlweise mit der Arbeitshydraulik A (nicht dargestellt) oder der Lenksteuerung 4 verbindet. Zudem erkennt man, dass jede der beiden Hydraulikfluidpumpen 3, 3 eine eigene Steuereinheit 13, 14 aufweist, die miteinander in Verbindung stehen. 3 shows a more abstract representation of the present invention. The switch block 9 is now shown in a simplified manner and no longer shows the complete interconnection of the pressure outputs of the pumps 3, 3 but only those of the pressure outputs P1 and P5. The pressure output of the pressure source P1 is permanently and unchangeably connected to the steering control 4. The pressure output of the Pressure source P5 runs to a switch valve 10, which optionally connects the pressure output P5 with the working hydraulics A (not shown) or the steering control 4. It can also be seen that each of the two hydraulic fluid pumps 3, 3 has its own control unit 13, 14, which are connected to one another.
Ferner werden die beiden Steuereinheiten 13, 14 über unterschiedlicheFurthermore, the two control units 13, 14 are different
Versorgungsspannungen 15, 16 mit Energie versorgt, so dass auch bei einem Ausfall einer der beiden Versorgungspannungen 15, 16 zumindest eine der beiden Pumpen 3, 3 noch steuerbar ist. Supply voltages 15, 16 are supplied with energy, so that even if one of the two supply voltages 15, 16 fails, at least one of the two pumps 3, 3 can still be controlled.
Weiter sind nach der Lenksteuerung 4, also direkt vor den nicht dargestellten Lenkzylindern zwei Drucksensoren 19, 20 vorhanden, die für eine redundante Messung des dort anliegenden Drucks sorgen. Abweichend von der Darstellung wird der dort gemessene Druck von jedem der Sensoren 19, 20 an die beiden Steuereinheiten 13, 14 gegeben. In addition, there are two pressure sensors 19, 20 after the steering control 4, that is to say directly in front of the steering cylinders (not shown), which ensure a redundant measurement of the pressure applied there. In a departure from the illustration, the pressure measured there is given by each of the sensors 19, 20 to the two control units 13, 14.
Zudem ist direkt nach dem Weichenblock ein weiterer Drucksensor 18 angeordnet, welcher den in die Lenksteuerung eingehenden Druck misst. Dieser gemessene Druck wird über eine Datenleitung an die beiden Steuereinheiten 13, 14 weitergegeben, wobei dies über eine optionale Fahrzeugsteuerung erfolgen kann. In addition, a further pressure sensor 18 is arranged directly after the switch block, which measures the pressure entering the steering control. This measured pressure is passed on to the two control units 13, 14 via a data line, it being possible for this to take place via an optional vehicle control.
Somit kann in einer oder beiden Steuereinheiten 13, 14 berechnet werden, ob der am Ventilblockausgang 12 herrschende Druck mit den einzelnen auf die Lenksteuerung geschalteten Druckwerten der möglicherweise mehreren Druckquellen P1 und P5 übereinstimmt. It can thus be calculated in one or both control units 13, 14 whether the pressure prevailing at the valve block outlet 12 corresponds to the individual pressure values of the possibly multiple pressure sources P1 and P5 that are switched to the steering control.
Zudem kann dieser Wert dabei herangezogen werden, falls eine Druckmessung einer Druckquelle P1 bzw. P5 ausfallen sollte. In addition, this value can be used if a pressure measurement from a pressure source P1 or P5 should fail.

Claims

Hydrauliksystem mit einem Weichenventilblock für eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmaschine Ansprüche Hydraulic system with a switch valve block for a hydraulically actuated work machine claims
1. Hydrauliksystem für eine hydraulisch betätigbare Arbeitsmaschine, umfassend: einen Weichenventilblock mit mehreren Ventilblockeingängen zum jeweiligen Anschließen an einen Druckausgang einer oder mehrerer Hydraulikfluidpumpe/n, mehreren Ventilblockausgängen zum Ausgeben eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids, und mindestens einem Ventil, das zwischen Ventilblockeingängen und Ventilblockausgängen angeordnet und dazu ausgelegt ist, eine Fluidverbindung wahlweise zwischen einem ersten Ventilblockeingang und einem ersten Ventilblockausgang oder dem ersten Ventilblockeingang und einem zweiten Ventilblockausgang zu erzeugen, mehrere Druckquellen, vorzugsweise mehrere separat ansteuerbare Druckquellen, von denen jede mit einem jeweiligen Ventilblockeingang verbunden ist, und mehrere Hydraulikverbraucher, von denen jeder mit einem jeweiligen Ventilblockausgang verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilblockausgang darüber hinaus bereits eine feste Fluidverbindung, vorzugsweise eine feste exklusive Fluidverbindung, mit einem zweiten Ventilblockeingang aufweist, die Lenkung mit dem ersten Ventilblockausgang verbunden ist. 1. A hydraulic system for a hydraulically actuated working machine, comprising: a switch valve block with several valve block inputs for connection to a pressure output of one or more hydraulic fluid pumps, several valve block outputs for outputting a pressurized hydraulic fluid, and at least one valve which is arranged between valve block inputs and valve block outputs and is designed to generate a fluid connection between a first valve block inlet and a first valve block outlet or the first valve block inlet and a second valve block outlet, multiple pressure sources, preferably multiple separately controllable pressure sources, each of which is connected to a respective valve block inlet, and multiple hydraulic consumers, each of which is connected to a respective valve block outlet, characterized in that the first valve block outlet also already has a fixed fluid connection preferably has a fixed exclusive fluid connection with a second valve block inlet, the steering is connected to the first valve block output.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Ventil ein Weichenventil ist, das einen Ventilblockeingang exklusiv mit einem der mehreren Ventilblockausgängen verbindet. 2. Hydraulic system according to claim 1, wherein the at least one valve is a switch valve that connects a valve block inlet exclusively to one of the plurality of valve block outputs.
3. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Druckquellen von mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen bereitgestellt werden, die jeweils über mindestens einen Druckausgang, vorzugsweise über mindestens einen separat steuerbaren Druckausgang verfügen. 3. Hydraulic system according to one of the preceding claims, wherein the plurality of pressure sources are provided by at least two hydraulic fluid pumps, each of which has at least one pressure output, preferably at least one separately controllable pressure output.
4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, wobei der erste Ventilblockeingang mit einem Druckausgang der ersten Hydraulikfluidpumpe und der zweite Ventilblockeingang mit einem Druckausgang der zweiten Hydraulikfluidpumpe verbunden ist. 4. Hydraulic system according to claim 3, wherein the first valve block input is connected to a pressure output of the first hydraulic fluid pump and the second valve block input is connected to a pressure output of the second hydraulic fluid pump.
5. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei jede der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen über eine eigene Steuereinheit verfügt, die vorzugsweise an unterschiedlichen Spannungsversorgungen angeschlossen sind. 5. Hydraulic system according to one of the preceding claims 3 or 4, wherein each of the at least two hydraulic fluid pumps has its own control unit, which are preferably connected to different power supplies.
6. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei die separaten Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen miteinander verbunden sind, um in einem Fehlerfall derjenigen Druckquelle, die mit dem zweiten Ventilblockeingang verbunden ist und die feste und nicht umschaltbare Fluidverbindung zur Lenkung darstellt, das Ventil unabhängig von anderen Steueranforderungen auf den ersten Ventilblockausgang zu schalten, um weiterhin eine Fluidversorgung für die Lenkung zu gewährleisten. 6. Hydraulic system according to claim 5, wherein the separate control units of the at least two hydraulic fluid pumps are connected to each other in order to control the valve independently of other control requirements in the event of a fault in the pressure source that is connected to the second valve block input and represents the fixed and non-switchable fluid connection for the steering to switch to the first valve block output in order to continue to ensure a fluid supply for the steering.
7. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei an jedem Druckausgang einer zugehörigen Hydraulikfluidpumpe ein Sensor zum Bestimmen des dort anliegenden Drucks vorhanden ist, der mit der zugehörigen Steuereinheit der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden ist, so dass diese dazu in der Lage ist, in Abhängigkeit des dort anliegenden Drucks einen Fehlerfall zu detektieren. 7. Hydraulic system according to one of the preceding claims 5 or 6, wherein a sensor for determining the pressure applied there is present at each pressure output of an associated hydraulic fluid pump, which is associated with the associated Control unit of the at least two hydraulic fluid pumps is connected so that it is able to detect a fault as a function of the pressure applied there.
8. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei stromabwärts des ersten Ventilblockausgangs, vorzugsweise unmittelbar vor einem Lenkzylinder, ein Sensor zum Erfassen des Lastdrucks angeordnet ist, der mit den Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden ist, vorzugsweise um zu ermöglichen, dass die Lenkung in einem Druckregelmodus arbeitet. 8. Hydraulic system according to one of the preceding claims 5 to 7, wherein downstream of the first valve block outlet, preferably immediately in front of a steering cylinder, a sensor for detecting the load pressure is arranged, which is connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, preferably to enable that the steering operates in a pressure control mode.
9. Hydrauliksystem nach Anspruch 8, wobei stromabwärts des ersten Ventilblockausgangs nun zwei voneinander unabhängige Sensoren zum jeweiligen Erfassen des Lastdrucks angeordnet sind, die jeweils mit den Steuereinheiten der mindestens zwei Hydraulikfluidpumpen verbunden sind, wobei vorzugsweise die zwei voneinander unabhängigen Sensoren eine unterschiedliche Bauart und/oder einen verschiedenen Messbereich aufweisen. 9. Hydraulic system according to claim 8, wherein two mutually independent sensors for the respective detection of the load pressure are arranged downstream of the first valve block output, which are each connected to the control units of the at least two hydraulic fluid pumps, wherein the two mutually independent sensors are preferably of a different design and / or have a different measuring range.
10. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuereinheiten dazu ausgelegt sind, in einem Fehlerfall einen Konstantdruck an die10. Hydraulic system according to one of the preceding claims 6 to 9, wherein the control units are designed to provide a constant pressure to the in the event of a fault
Lenkung bereitzustellen. Provide steering.
11. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8, wobei an jedem Druckausgang der mindestens zwei Hydraulikpumpen ein11. Hydraulic system according to one of the preceding claims with the features of claims 7 and 8, wherein at each pressure output of the at least two hydraulic pumps
Rückschlagventil vorgesehen ist, und die Steuereinheiten dazu ausgelegt sind, die Funktionsfähigkeit der Sensoren am Druckausgang zu überwachen, indem der Wert des Sensors zum Erfassen des Lenkversorgungsdruck herangezogen wird, vorzugsweise mittels einer Prüfung gemessene Drücke an verbundenen Pumpenausgängen nicht höher als der übergeordnete Lenkversorgungsdruck sein können. Check valve is provided, and the control units are designed to monitor the functionality of the sensors at the pressure output by using the value of the sensor to detect the steering supply pressure, preferably pressures measured by means of a test at connected pump outputs cannot be higher than the higher-level steering supply pressure.
12. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8, wobei an jedem Druckausgang der mindestens zwei Hydraulikpumpen ein Rückschlagventil vorgesehen ist, und wenn eine der Steuereinheiten einen Ausfall eines Sensors am Druckausgang detektiert, eine Steuerung der mit dem ausgefallenen Sensor verknüpften Druckquelle unter Heranziehung des Sensors zum Erfassen des Lenkversorgungsdruck fortgeführt wird, vorzugsweise indem angenommen wird, dass der Druckwert am Pumpenausgang dem übergeordneten Lenkversorgungsdruck entspricht. 12. Hydraulic system according to one of the preceding claims with the features of claims 7 and 8, wherein a check valve is provided at each pressure output of the at least two hydraulic pumps, and if one of the control units detects a failure of a sensor at the pressure output, a controller with the failed sensor linked pressure source is continued using the sensor for detecting the steering supply pressure, preferably by assuming that the pressure value at the pump output corresponds to the higher-level steering supply pressure.
13. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, wobei der Sensor zum Erfassen des Lenkversorgungsdruck unmittelbar nach dem Ventilblockausgang angeordnet ist. 13. Hydraulic system according to one of the preceding claims 11 or 12, wherein the sensor for detecting the steering supply pressure is arranged immediately after the valve block outlet.
14. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Ventilblockausgang mit einer Arbeitshydraulik, bspw. einem Kippzylinder oder einem Hebezylinder verbunden ist. 14. Hydraulic system according to one of the preceding claims, wherein the second valve block output is connected to working hydraulics, for example a tilting cylinder or a lifting cylinder.
15. Arbeitsmaschine, insbesondere Radlader mit einem Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 15. Work machine, in particular a wheel loader with a hydraulic system according to one of the preceding claims.
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