NL1007143C2 - Hydraulisch stelsel. - Google Patents

Description

Hydraulisch stelsel

De uitvinding betreft een hydraulisch stelsel met een via een lastwaarneemsignaal regelbare drukbron, een drukvat, tenminste twee 5 werkgedeeltes, elk omvattend een hydraulische verbruiker en een regel-klep met een lastwaarneemsignaal, en tenminste één tegendrukklep aangebracht in een reservoirleiding tussen de regelklep en het drukvat.

Een dergelijk stelsel is bekend uit DE-C2-4.235-762.

In dit geval kan de drukbron een pomp zijn met regelbare afvoer-10 capaciteit. Echter, het is ook mogelijk om een pomp gevolgd door een drukregelklep te verschaffen.

In vele gevallen wordt een proportionele klep gebruikt als regelklep. In de neutraalpositie van deze klep is de lastwaarneemsignaal-aansluiting verbonden met de reservoirleiding. Het lastwaarneemsignaal 15 kan ook worden genoemd lastdruksignaal. De lastwaarneemsignaal-aan-sluitingen van alle werkgedeeltes zijn met elkaar verbonden via wis-selkleppen op een zodanige wijze, dat het lastwaarneemsignaal met de hoogste druk de regelbare drukbron bereikt. Aldus kan de drukbron de vereiste druk overeenkomstig het lastwaarneemsignaal, ook genaamd LS-20 signaal voortbrengen. Het feit dat de lastwaarneemsignaalaansluiting is verbonden met de reservoirleiding in de neutrale positie van de regelklep moet verzekeren dat zonder afname door een verbruiker de pomp geen hogere druk voortbrengt. Wanneer de regelklep in zijn neutrale positie is, wordt de met de regelklep verbonden hydraulische 25 verbruiker, dat wil zeggen een motor of zuiger/cilindereenheid, niet beïnvloed en heeft derhalve geen hydraulische opbrengst nodig.

Echter, een bepaald probleem doet zich voor ten gevolge van de tegendrukklep. Wanneer een hydraulische verbruiker, bijvoorbeeld een zuiger/cilindersamenstel met twee werkkamers, wordt belast door een 30 externe kracht leidend tot een verplaatsing van de zuiger van deze zuiger/cilindereenheid, moet één werkkamer worden vergroot, de andere moet worden verkleind. Dit is bijvoorbeeld het geval bij voorladers, waarvan de geladen schep naar beneden moeten worden gebracht. In de groter wordende werkkamer is er een relatief lage druk, bijvoorbeeld 0 35 bar. Om cavitatieschade te vermijden, moet extra hydraulisch fluïdum worden toegevoerd bij een dienovereenkomstig lage druk. Echter, deze extra toevoer moet niet leiden tot een toename van de op de zuiger werkende kracht. De extra toevoer vindt plaats via een na- of bijvul- Λ 0071 A 3 2 klep aangebracht tussen de twee werkkamers van de verbruiker. Om de sluitkracht van deze bijvulklep te overkomen, is het nodig dat een bepaalde druk wordt opgebouwd op de desbetreffende zijde. Het opbouwen van deze druk wordt verzekerd door de tegendrukklep. De tegendruk, dat 5 wil zeggen de druk voor de tegendrukklep, ligt in een dergelijk geval normaal redelijk dicht bij lastwaarneemdruk, aldus overeenkomend met het lastwaarneemsignaal. Ten gevolge van de drukval over de na- of bijvulklep zal echter een zeker verschil optreden. Dit heeft tot gevolg dat de lastwaarneemdruk op deze verbruiker normaal lager is dan 10 de tegendruk. Daar de hogere druk altijd wordt beschouwd als de lastwaarneemdruk, zal de tegendruk worden teruggemeld aan de pompregeling. Dit leidt tot een toename van de pompdruk. Dit opnieuw beïnvloedt de tegendruk, welke kleiner wordt. Wanneer de tegendruk kleiner wordt, neemt het lastwaarneemsignaal weer de regeling van de pomp aan. Hier-15 door wordt de pompdruk lager en de tegendruk hoger, hetgeen leidt tot de aan het begin beschreven situatie. Er bestaat het gevaar dat het stelsel begint te oscilleren en dat onstabiele toestanden optreden.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om een dergelijke situatie te vermijden.

20 Volgens de uitvinding wordt dit doel met een hydraulisch stelsel van de aan het begin aangegeven soort bereikt, doordat de lastwaar-neemsignaal-aansluiting in de neutraalpositie van de regelklep is verbonden met het drukvat via een hulpreservoirleiding welke de tegendrukklep overbrugt.

25 Het lastwaarneemsignaal van een regelklep neemt in de neutraal positie dus altijd de laagste waarde aan. Ongewenste druktoenames van het lastwaarneemsignaal worden vermeden, daar een druktoename voor de tegendrukklep niet langer het lastwaarneemsignaal kan beïnvloeden. Het gewenste effect wordt aldus bereikt: de drukbron ontvangt een signaal, 30 dat zegt dat de verbruiker, waarvan de regelklep in de neutraalpositie verkeert, geen druk vraagt. Zodra zich echter uitwendige krachten op een andere hydraulische verbruiker voordoen, kan deze hydraulische verbruiker worden geregeld, zodanig dat het na- of bijvullen van zijn werkkamer onder controle is, om cavitatiebeschadigingen te vermijden. 35 In dit verband verzekert de tegendrukklep dat vanuit een andere werkkamer verplaatst hydraulisch fluïdum niet direct terugstroomt naar het reservoir, maar opnieuw naar de eerste werkkamer wordt geleid. Echter, zoals opgemerkt, hierbij vindt geen beïnvloeding van het lastwaarneem- 1 0071 43 3 signaal plaats. Het aanbrengen van een extra leiding, namelijk de hulpreservoirleiding, is relatief eenvoudig. Aangezien via deze hulp-reservoirleiding praktisch alleen drukken behoeven te worden overgebracht zonder dat grote transporten van fluïda nodig zijn, kunnen de 5 afmetingen van deze leiding overeenkomstig klein gehouden worden.

Bij voorkeur heeft de hulpreservoirleiding een éénrichtingsklep die sluit in de richting van de regelklep. Dit verzekert dat het mogelijk optreden van drukoscillaties van het drukvat geen invloed zal hebben op het lastwaarneemsignaalstelsel of een mogelijke elektrische 10 activering van de regelkleppen. In dit verband moet worden opgemerkt, dat het drukvat niet absoluut op een druk van 0 bar of atmosferische druk wordt gehouden. In sommige gevallen kunnen drukken van bijvoorbeeld 2 tot 6 bar heersen. In het geval van koud hydraulisch fluïdum kan er een temperatuursafhankelijkheid zijn, ten gevolge waarvan de 15 druk ongeveer 10 bar kan zijn. Echter, een dergelijke invloed wordt door de éénrichtingsklep in de hulpreservoirleiding weggehouden van de 1as twaarneemsignaalaanslui ting.

Alternatief of aanvullend kan de hulpreservoirleiding bij een de voorkeur hebbende uitvoeringsvorm zijn eigen drukvataansluiting omvat-20 ten, welke van die van de tegendrukklep gescheiden is. Aldus kunnen drukfluctuaties, die aan de uitlaat van de tegendrukklep onder ongunstige omstandigheden kunnen optreden, niet langer worden overgebracht naar de hulpreservoirleiding. Wanneer de hulpreservoirleiding zijn eigen drukvataansluiting heeft, is de éénrichtingsklep niet langer in 25 alle gevallen vereist.

Het is in het bijzonder voordelig om de regelklep aan te brengen in een klepblok met een doorgaande hulpreservoirleiding naast de doorgaande reservoirleiding. Normaliter zijn een aantal klepblokken naast elkaar aangebracht en met flenzen zij aan zij verbonden, zodat de 30 desbetreffende leiding door alle klepblokken heengaan. Dit is in het bijzonder het geval met de drukleiding, welke ook wordt genoemd de pompleiding, de reservoirleiding, de lastwaarneemleiding, zoals in dit geval, de hulpreservoirleiding. In dit geval zal echter één enkele tegendrukklep voldoende zijn. Het is verzekerd dat een drukopbouw voor 35 de tegendrukklep het lastwaarneemsignaal niet langer kan beïnvloeden.

Bij voorkeur is een navulklepsamenstel aangebracht tussen de reservoirleiding en de verbruiker. Dit navulklepsamenstel maakt het overhevelen van hydraulisch fluïdum van één werkkamer van de hydrauli- 1007143 ί\ sche verbruiker naar de andere mogelijk wanneer uitwendige krachten optreden. Hierbij verzekert de tegendrukklep echter dat dit hydraulisch fluïdum niet terugstroomt naar het reservoir.

In het nu volgende wordt de uitvinding aan de hand van de voor-5 keur hebbende uitvoeringsvormen beschreven in samenhang met de tekeningen waarin:

Figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een hydraulisch stelsel toont, en

Figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm van een hydraulisch stelsel.

10 Een hydraulisch stelsel 1 heeft een geregelde drukbron, bestaande uit een pomp 2 en een drukregelklep 3 aangebracht na de pomp. De pomp 2 neemt hydraulisch fluïdum af uit een reservoir 4 en voert dit via een pompleiding 5. die zich vertakt tussen de pomp 2 en de drukregelklep 3. naar tenminste twee werkgedeeltes 6, 7· 15 Het werkgedeelte 6 heeft een hydraulische verbruiker 8, in dit geval een stuurmotor. De hydraulische verbruiker 8 is verbonden met de werkaansluitingen van een proportionele klep 9·

Via een aftakleiding van de pomp is de proportionele klep 9 verbonden met de pompleiding 5· Verder heeft de proportionele klep twee 20 reservoiraansluitingen 11, 12, die met een reservoirleiding 14 zijn verbonden via een reservoiraftakleiding 13. Tussen de reservoiraftak-leiding 13 en elke werkaansluiting A, B van de proportionele klep 9 is een na- of bijvulklep 15. 16 aangebracht.

De proportionele klep 9 heeft twee lastwaarneemsignaal-aanslui-25 tingen 19, 20. Wanneer de proportionele klep 9 niet in de neutrale positie verkeert, maar hydraulisch fluïdum toevoert naar de verbruiker 8, is een van lastwaarneemsignaalaansluitingen 19. 20 verbonden met de werkaansluiting A, B, welke is verbonden met de pompaansluiting 10. Vervolgens wordt deze druk doorgegeven aan een lastwaarneemsignaallei-30 ding (LS-leiding) via een wisselklep 21, welke altijd de hogere druk van de drukken aan zijn ingangen doorgeeft, waarbij de LS-leiding is verbonden met een regelingang van de drukregelklep 3· Aldus is het altijd mogelijk om de druk in de pompleiding 4 te regelen in afhankelijkheid van de vereiste druk.

35 In de neutraalpositie zijn de twee lastwaarneemsignaal-aanslui- tingen 19, 20 verbonden met een hulpreservoirleiding 23.

Behalve dat het een andere verbruiker, 18, heeft, heeft het werkgedeelte 7 exact dezelfde uitvoeringsvorm. De delen overeenkomstig met 1007143 5 die van het werkgedeelte 6 zijn derhalve voorzien van van een quote (') voorziene verwijzingsnummers. Aldus corresponderen de werkaanslui-tingen A, B van werkgedeelte 6 met de werkaansluitingen C, D van werkgedeelte 7.

5 De reservoirleiding 14, die zich uitstrekt door alle werkgedeel- tes 6, 7. is verbonden met een inlaat van een tegendrukklep 17. waarvan de uitlaat is verbonden met een reservoiraansluiting T.

Het werkgedeelte 6 heeft een klepblok 24. Het werkgedeelte 7 heeft een klepblok 25- Een toevoerblok 26 is via een flens bevestigd 10 aan het klepblok 24. Het klepblok 24 is via een flens bevestigd aan klepblok 25, en een eindblok 27 is via een flens bevestigd aan het andere eind van klepblok 25· Uiteraard kunnen meer dan twee werkge-deeltes 6, 7 worden voorzien. De klepblokken 24, 25, het toevoerblok 26 en het eindblok 27 zijn hier slechts bedoeld als functioneel. Na-15 tuurlijk kunnen alle blokken ook worden ondergebracht in een gemeenschappelijk huis, resulterend in een monoblok. Aldus kunnen de kleppen van een aantal werkgedeeltes worden ondergebracht in hetzelfde blok. Natuurlijk laat deze aanpak ook meer van dergelijke, te verbinden monoblokken toe, bijvoorbeeld twee van dergelijke monoblokken, elk met 20 vier kleppen (overeenkomend met vier werkgedeeltes), kunnen samen worden gebouwd tot één gedeelte met acht kleppen.

De hulpreservoirleiding 23 is door het toevoerblok 26 geleid met een leidingsegment 29. Aldus wordt de tegendrukklep 17 overbrugd, dat wil zeggen het stroomt in reservoir 4 tezamen met de uitlaat van de 25 tegendrukklep 17.

Om storingen, die zouden kunnen optreden aan de uitlaat van de tegendrukklep 17, weg te houden van de hulpreservoirleiding 23, is een éénrichtingsklep 28 aangebracht in de leidingsectie 29 van de hulpreservoirleiding 23 naar het reservoir T. Deze éénrichtingsklep opent in 30 de richting van het toevoerblok 26. Hij kan ook worden aangebracht in het toevoerblok 26.

Wanneer, bijvoorbeeld de hydraulische verbruiker 18, uitgevoerd als een zuiger/cilindereenheid, wordt belast door een uitwendige kracht F, waardoor de zuiger in de tekening moet worden verplaatst 35 naar rechts, neemt de druk op werkaans lui ting D toe en de druk op werkaansluiting C af. Wanneer nu de proportionele klep dienovereenkomstig opent, stroomt hydraulisch fluïdum door de werkaansluiting D en de reservoiraansluiting 11' naar de reservoirleiding 14. Ten gevol- 1007143 6 ge van de tegendrukklep 17 ontstaat hier een druk, welke uiteindelijk hoog genoeg zal zijn om de bijvulklep 15' te openen. Aldus kan het uit de met de werkaansluiting D verbonden werkkamer verdreven fluïdum in de andere werkkamer van de verbruiker 18 stromen via de werkaanslui-5 ting C. Echter, er zal geen gelijktijdige druktoename zijn in de last-waarneemsignaal-aansluiting 19' of 20'. Aangezien er geen aansluiting is tussen reservoirleiding 14 en de lastwaarneemaansluiting 19, 20 op de proportionele klep 9 van het eerste werkgedeelte 6, zal er hier geen enkele beïnvloeding van het lastwaarneemsignaal zijn. Dienover-10 eenkomstig worden de drukbronnen 2, 3 niet geactiveerd, dat wil zeggen hun druk wordt bij deze uitvoeringsvorm niet verhoogd. Het bijvullen van de verbruiker 18 kan plaatsvinden bij een overeenkomstig lage druk.

Zoals gebruikelijk zijn de pompleiding 5 en de reservoirleiding 15 14 gemaakt ais doorgaand voor alle klepblokken 24, 25 die naast elkaar zijn aangebracht. In dit geval stromen de hulpreservoirleidingen 23, 23' van de twee klepblokken 24, 25 in een hulpreservoirleiding 23", welke ook is uitgevoerd als doorgaand voor alle klepblokken 24, 25, dat wil zeggen voor alle werkgedeeltes 6, 7· 20 Met het oog op de duidelijkheid is de overgang tussen het linker klepblok 24 en het toevoerblok 26 zodanig gemaakt dat de op reservoirleiding 23" niet direct door het toevoerblok 26 gaat, maar is verbonden met het reservoir T via een in het toevoerblok 26 aangebrachte leiding 29· Echter, het is natuurlijk ook mogelijk om de hulpreser-25 voirleiding 23" naar rechts te laten gaan door het toevoerblok 26.

Figuur 2 toont een gewijzigde uitvoeringsvorm van het hydraulische stelsel 1'. Dezelfde delen hebben dezelfde verwijzingsnummers gekregen.

Hetgeen dat veranderd is, is echter dat leiding 29' niet langer 30 naar de uitlaat van de tegendrukklep 17 leidt. Daarentegen wordt deze naar het reservoir 4 geleid via een hulpreservoiraans lui ting TH, dat wil zeggen hij heeft een afzonderlijke reservoiraansluiting. Bij deze uitvoeringsvorm kan de éénrichtingsklep 28 worden uitgespaard. Echter, deze kan ook worden voorzien als een extra maatregel.

35 De uitvoeringsvorm, waarbij de hulpreservoirleiding 29' niet langer naar de uitlaat T wordt geleid, heeft het voordeel, dat hier een werkelijke ontkoppeling plaatsvindt tussen de tegendrukklep 17 en het lastwaarneemsignaal. Normaliter is er een aanzienlijke inspanning 1007143 7 nodig om éénrichtingskleppen dicht te maken. Echter, zolang enig fluïdum de éénrichtingsklep 28 kan passeren, kan beïnvloeding van het lastwaarneemsignaal niet worden verhinderd. De uitvoeringsvorm volgens figuur 2 heeft echter het voordeel dat bij toepassing van een pomp met 5 een constant debiet energiebesparingen worden bereikt wanneer er sprake is onbelast bedrijf of nullastbedrijf, daar deze uitvoeringsvorm volledig verhindert dat een drukopbouw plaatsvindt in het lastwaar-neemsignaalstelsel.

100714|

Claims (5)

1. Hydraulisch stelsel met een via een lastwaarneemsignaal regelbare drukbron, een drukvat, tenminste twee werkgedeeltes, elk omvat- 5 tend een hydraulische verbruiker en een regelklep met een lastwaarneemsignaal, en tenminste één tegendrukklep aangebracht in een reser-voirleiding tussen de regelklep en het drukvat, met het kenmerk, dat de lastwaarneemsignaal-aansluiting (19»20;19',20') in de neutraalposi-tie van de regelklep (9♦ 9') is verbonden met het drukvat (4) via een 10 hulpreservoirleiding (23.23',23";29,29') welke de tegendrukklep (17) overbrugt.

2. Stelsel volgens conclusie 1. met het kenmerk, dat de hulpreservoirleiding (23,29) een éénrichtingsklep (28) heeft die sluit in de richting van de regelklep (9). 15

3· Stelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hulpreservoirleiding (29') zijn eigen drukvataansluiting (TH) heeft, welke van die van de tegendrukklep (17) gescheiden is.

4. Stelsel volgens een van de conclusie 1 tot en met 3. met het kenmerk. dat de regelklep (9.9') is aangebracht in een klepblok 20 (24,25) met een doorgaande hulpreservoirleiding (23") naast de door gaande reservoirleiding (14).

5. Stelsel volgens een van de conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk. dat een bijvulklepsamenstel (15.16;15'.16’) is voorzien tussen de reservoirleiding (14) en de verbruiker (8,18). 1007143