WO1995033136A1

WO1995033136A1 - Hubwerkregelsystem mit regelventil

Info

Publication number: WO1995033136A1
Application number: PCT/EP1995/001671
Authority: WO
Inventors: Rainer Biener
Original assignee: Mannesmann Rexroth Gmbh
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1995-05-03
Publication date: 1995-12-07
Also published as: DE4418881A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem, insbesondere ein elektrohydraulisches Hubwerkregelsystem, sowie ein elektrohydraulisches Regelventil, das im EHR-System angeordnet ist. Das Regelventil ist derart ausgebildet, daß es sowohl in seiner Neutralstellung, in der das Hydraulikfluid am Hubwerk eingespannt wird, wie auch in seiner B-Stellung, in der eine Druckentspannung am Verbraucher erfolgt, eine Verbindung zwischen einem Pumpen-und einem Tankanschluß schafft, sodaß eine von einer Pumpe geförderte Fluidmenge über das Regelventil in den Tank geleitet werden kann. Das EHR-System hat eine das Regelventil überbrückende Umgehungsleitung, die zur Druckbeaufschlagung des Verbrauchers dient, wenn sich das Regelventil in A-Stellung befindet, in der die Verbindung zwischen dem Pumpen-und einem Verbraucheranschluß unterbrochen ist.

Description

HUBWERKREGELSYSTEM MIT REGELVENTIL

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem insbesondere zur Regelung von Hubwerken sowie auf ein entsprechendes Regelventil, welches in dem erfindungsgemäßen Regelsystem zur Anwendung kommt.

In hydraulischen Regelsystemen zur Regelung von Hubwerken an landwirtschaftlichen Arbeitsgerätschaften und Traktoren sind vornehmlich Hubwerksregelventile insbesondere elektrohydraulische Hubwerksregelventile (EHR) eingebaut, welche elektrisch über ein entsprechendes Bedienerpult angesteuert werden. Bei den zum Einsatz kommenden Hydraulikregelεystemen unterscheidet man dabei grundsätzlich zwischen "closed center"-Anlagen, in denen eine Verstellpumpe zur Ölversorgung vorgesehen ist und "open center"-Anlagen, die in der Regel eine Konstantpumpe zur Ölversorgung des Systems verwenden. Der Einbau von Verstellpumpen ist zwar hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit des Hydrauliksystems von Vorteil, da unnötige Pumpleistungen beispielsweise im stand- by-Betrieb vermieden werden, jedoch mit Blick auf die Produktionskosten des Systems sehr aufwendig und damit kostspielig. Die Anordnung einer Konstantpumpe erbringt zwar eine gewisse Senkung der Herstellungskosten des Systems, jedoch verschlechtert sich nicht nur dessen Energieverbrauch im normalen Arbeitsbetrieb sondern bedingt auch die Anordnung zusätzlicher hydraulischer Sicherheitsmaßnahmen zur Regelung des Pumpendrucks beispielsweise im stand-by-Betrieb, wodurch ein Teil der eingesparten Herstellungskosten wieder verlorengehen.

Aus dem Stand der Technik gemäß der anliegenden Fig. 10 ist ein gattungsgemäßeε EHR-System für ein landwirtschaftliches Hubwerk der "open center"-Bauart mit einem elektrohydraulischen Hubwerksregelventil bekannt, welches durch die Anmelderin unter der Bezeichnung HS-LT-A010-3-14 veröffentlicht wurde. Nach diesem in Fig. 10 gezeigten Schaltplan ist ein elektrohydraulisches Hubwerksregelventil in eine Hydraulikleitung zwischengeschaltet, welche einen nichtgezeigten Verbraucher Z mit einer nicht gezeigten Hydraulikpumpe P verbindet. Gesteuert wird das Regelventil mittels zweier elektrisch betätigbarer Druckregulierventile, die jeweils an eine Steuerseite des Regelventils hydraulisch anschlössen sind. Ein Regelkolben des Regelventils ist dabei durch zwei an seinen Steuerseiten angeordnete Zentrierfedern in eine Neutralstellung vorgespannt, in der die Hydraulikleitung zwischen Pumpe und Verbraucher unterbrochen ist. Zwischen Verbraucher und Regelventil ist desweiteren ein Sperrblock vorgesehen, der über eine Steuerleitung vom Regelventil dann in eine Offenstellung bringbar ist, wenn das Regelventil den Verbraucher mit einem Tank verbindet.

Um insbesondere in Neutralstellung des Regelventils den Druck der Konstantpumpe in den Tank zu entspannen, ist zwischen Regelventil und Pumpe eine Eingangsdruckwaage an die Hydraulikleitung angeschlossen, die die zwar geförderte aber nicht benötigte Ölmenge wieder zum Tank zurückführt. Eine weitere Aufgabe dieser Druckwaage besteht darin, durch die Konstanthaltung des Druckabfalls über den Regelkolben des Regelventils eine Lastdruckunabhängigkeit zu erreichen.

Wie bereits eingangs ausgeführt wurde, 'werden die Herstellungskosten durch die notwendige Anordnung der Druckwaage erhöht und darüberhinaus die Wirtschaftlichkeit des Hydrauliksystems aufgrund des gesteigerten Platzbedarfs sowie der größeren Zahl an Leitungen und hydraulischen Schaltelementen weiter verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Hydrauliksystem zuschaffen, welches auch bei der Verwendung ^■ einer Konstantpumpe auf die Anordnung einer Eingangsdruckwaage verzichten und damit zur Verringerung der Herstellungskosten beitragen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Regelsystem ge¬ mäß Anspruch 1 gelöst, in dem vorzugsweise ein Regelventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 angeordnet ist.

Nach Anspruch 1 ist es vorgesehen, daß das Regelventil sowohl in seiner Neutralschaltstellung, in der das Hydraulikfluid am Verbraucher quasi eingespannt bleibt, als auch in seiner B- Schaltstellung, in der eine Druckentspannung in einen Tank erfolgt, die Pumpe unmittelbar mit dem Tank verbindet. Auf diese Weise kann jene Ölmenge, die insbesondere zu einem Zeitpunkt, in dem keine Druckbeaufschlagung des Verbrauchers erfolgt, beispielsweise von einer Konstantpumpe zwar geför¬ dert aber nicht benötigt wird, über das Regelventil selbst in den Tank umgeleitet werden. Durch diese erfindungsgemäße Maß¬ nahme wird die Anordnung einer zusätzlichen aus dem Stand der Technik bekannten Druckwaage für die Funktionsfähigkeit des Regelsystems überflüssig.

Diese Funktionsfähigkeit wird insbesondere dadurch erreicht, daß das erfindungsgemäße Regelsystem mit einem Hubwerksrege1- ventil mit den Merkmalen nach den Ansprüchen 10 bis 13 ausge¬ rüstet ist. Demzufolge ist das gemäß Anspruch 10 und 11 als elektrohydraulisches Regelventil ausgebildete und damit für den Einsatz in EHR-Systemen geeignete Ventil mit mindestens drei Leitungsanschlüssen versehen und wird durch zwei elek¬ trisch betätigte Druckregulierventile für Heben und Senken angesteuert, deren Steuerdrücke jeweils auf eine Steuerseite des Regelventils zur Verschiebung des Regelkolbens einwirken. Der Regelkolben ist dabei durch zwei Zentrierfedern in seine Neutralstellung vorgespannt und verbindet sowohl in seiner Neutralstellung als auch in seiner B-Stellung die zwei Leitungsanschlüsse an der ersten Steuerkante des Regelventils. In A-Stellung des Regelkolbens werden hingegen die Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen an der ersten Steuerkante unterbrochen, wobei der eine Anschluß an der zweiten Steuerkante weiterhin gesperrt bleibt. Dabei ist anzumerken, daß die Unterbrechung natürlich nicht schlagartig, sondern proportional zur Auslenkung des Regelkolbens erfolgt. Diese einfache und kostengünstige Ausbildung erlaubt bei Verwendung nur eines einzigen Regelventils eine exakte Bedienung des angeschlossenen Arbeitsgeräts beispielsweise eines Hubwerks über einen nichtgezeigten elektrischen Bedienerpult sowie die zusätzliche für derartige Systeme übliche Anordnung von elektrischen Lage- und Kraftaufnehmern, deren Signale über den Bedienerpult an die elektrisch betätigten Druckregulierventile anlegbar sind und somit auf elektronischem Wege eine Lastdruckunabhängigkeit des Systems erzielbar ist.

Für das erfindungsgemäße Regelsystem nach Anspruch 2 ist es desweiteren vorgesehen, daß das Regelventil in A- Schaltstellung zur Druckbeaufschlagung des Verbrauchers die an das Regelventil anschlossene Fluidleitung zwischen dem Verbraucher und der Pumpe sperrt, während die Hydraulikfluidversorgung des Verbrauchers über eine Umgehungsleitung erfolgt, welche den zum Regelventil stromabwärtigen Fluidleitungsabschnitt mit dem stromaufwärtigen Fluidleitungsabschhnitt verbindet.

Wie bereits zu Anspruch 1 ausgeführt wurde, verbindet das Regelventil in Neutralstellung die Pumpe mit dem Tank, sodaß die geförderte, nicht benötigte Ölmenge in den Tank fließen kann. Wird nunmehr der Regelkolben des Ventils allmählich in seine A-Stellung verschoben, verkleinert sich die Verbinung zwischen dem Pumpen- und dem Tankanschluß des Regelventils. Um keinen Druckanstieg in der Hydraulikleitung zwischen Pumpe und Regelventil zu verursachen, der über den zum Heben der Last erforderlichen Druck hinausgeht, müßte der Regelkolben eine Verbindung zwischen dem Pumpen- und dem Verbraucheranschluß des Ventils in gleichem Maße öffnen, wie er die Verbindung zwischen dem Pumpen- und dem Tankanschluß verringert. Dies bedingt jedoch einen hohen Fertigungsaufwand verbunden mit gesteigerten Herstellungskosten. Durch die erfindungsgemäße Umgehungsleitung kann jedoch die vorstehend erwähnte ventilinterne Verbindung zwischen dem Pumpen- und Verbraucheranschluß in A-Stellung des Regelkolbens entfallen und somit Herstellungskosten eingespart werden.

Gemäß der Weiterbildung des EHR-Systems nach Anspruch 3 ist ein Rückschlagventil in der Umgehungsleitung vorgesehen, welches eine Fluidströmung nur in Richtung zum Verbraucher zuläßt. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Regelventils bleibt die. Verbindung zwischen dem Pumpen- und dem Tankanschluß im Senkbetrieb, d.h. die Verbindung zwischen Pumpe und Tank in B-Schaltstellung des Regelventils geöffnet. Dies sorgt dafür, daß im Senkbetrieb der geringe Umlaufdruck des Systems beibehalten und damit Energie gespart wird. Würde nun bei einer Ausführung ohne Rückschlagventil der Sperrblock geöffnet, so hätte dies ein schlagartiges Absenken der Last zur Folge, da das vom Verbraucher zurückströmende Fiuid über die Umgehungsleitung, sowie die offene Verbindung zwischen dem Pumpen- und dem Tankanschluß des Regelventils ungehindert zum Tank abströmen könnte. Das Rückschlagventil in der Umgehungsleitung verhindert dies und trägt damit zur Vereinfachung des Regelkolbenaufbaus bei.

Nach Anspruch 4 und 5 ist es ferner vorgesehen, daß das Regelventil derart in eine zusätzliche Steuerleitung zwischengeschaltet ist, daß in der B-Schaltstellung des Regelventils, in der der Verbraucher, bzw. das Hubwerk mit dem Tank verbunden ist, ein Steuerdruck in der Steuerleitung aufgebaut wird. Diese Ausbildung hat sich insbesondere im erfindungsgemäßen EHR-System als vorteilhaft erwiesen, welches gemäß Anspruch 4 zwischen Verbraucher bzw. Hubwerk und Umgehungsleitung einen zusätzlichen Sperrblock vorsieht, der ein unbeabsichtigtes Senken des Hubwerks infolge einer Leckage am Regelventil verhindert und der bei Betätigen des Regelventils somit automatisch ohne die Anordnung weiterer Bauteile geöffnet werden kann.

Die Weiterbildung des Regelsystems nach Anspruch 6 bis 8, wonach ein Steuerleitungsabschnitt an der stromabwärtigen Steuerkante des Regelventils sowohl in Neutralschaltstellung wie auch in A-Schaltstellung des Regelventils mit dem Tank verbunden ist, hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Drosselleitung, die den Sperrblock mit dem Tank permanet verbindet, um ein Schließen des Sperrblocks zu ermöglichen, entfallen kann. Hierdurch wird der Bauaufwand des Systems weiter verringert und die Verlustleistung nochmals gesenkt.

Eine alternative Ausbildung des Regelsystems zur Lösung gemäß Anspruch 6 sieht Anspruch 9 vor, gemäß dem ein Steuerleitungsanschluß zur Betätigung des EHR-System-eigenen Sperrblocks zwischen dem Druckregulierventil für Senken und dem Regelventil angeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann ein bei einem in "Zugkraftregelung" geschalteten EHR-System auftretendes ständiges Öffnen und Schließen des Sperrblockε, hervorgerufen durch ständige Heben- und Senkenimpulse der Lage- und Kraftaufnehmer, vermieden werden. Man braucht in diesem Falle den beiden Druckregulierventilen lediglich einen elektrischen Vorstrom zu geben, dessen resultierender hydraulischer Druck auf die Steuerseiten des Regelventils den Sperrblock zwar offen, den Regelkolben aber gleichzeitig in Neutralstellung hält.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung wird nunmehr nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 ein EHR-System gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem erfindungsgemäßen Regelventil in Neutralstellung;

Fig. 2 das EHR-System nach Fig. 1 mit dem Regelventil in A- Stellung;

Fig. 3 das EHR-System nach- Fig. 1 mit dem Regelventil in B- Stellung

Fig. 4 ein EHR-Sysem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem erfindungsgemäßen Regelventil in Neutralstellung;

Fig. 5 das EHR-System nach Fig. 4 mit dem Regelventil in A- Stellung;

Fig. 6 das EHR-System nach Fig. 4 mit dem Regelventil in B- Stellung;

Fig. 7 ein EHR-System gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem erfindungsgemäßen Regelventil in Neutralstellung;

Fig. 8 das EHR-System nach Fig. 7 mit dem Regelventil in A- Stellung

Fig. 9 das EHR-System nach Fig. 7 mit dem Regelventil in B- Stellung;

Fig. 10 ein EHR-System gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 11 eine Variation des erfindungsgemäßenn EHR-Syεtemε nach Fig. 1 bis 3, bei der die Umgehungsleitung mit Rückschlagventil innerhalb des Regelkolbens des Regelventils untergebracht ist. Gemäß Fig. 1 hat das erfindungsgemäße EHR-System zur Betätigung und Regelung eines Verbrauchers Z, vorzugsweise eines Hubwerks eine nicht gezeigte Konstantpumpe P, die über eine Hauptversorgungsleitung 1, 1' mit dem Verbraucher Z verbunden ist. In die Hauptversorgungsleitung 1, 1' ist ein elektrohydraulisches Hubwerksregelventil 2 mit insgesamt 5 Anschlüssen zwischengeschaltet, welches über zwei nicht gezeigte, elektrisch betätigte Druckregulier- bzw. Druckreduzierventile gesteuert wird. Die Druckregulierventile sind mit zwei Steuerseiten 3, 4 des Regelventils 2 hydraulisch verbunden, um einen Regelkolben 5 des Regelventils 2 proportional zu einem angelegten elektrischen Strom aus seiner Neutralstellung N zu verschieben. Der Regelkolben 5 ist dabei mittels zweier Zentrierfedern 6, 7 an beiden Steuerseiten 3, 4 des Ventils 2 in die Neutralstellung N gemäß Fig. 1 vorgespannt. In Neutralstellung N verbindet der Regelkolben 5 einen Pumpenanschluß 20 mit einem Tankanschluß 21 des Ventils 2, sodaß eine von der Pumpe P geförderte Ölmenge entsprechend dem vom Regelkolben 5 bestimmten Öffnungsgrad dieser Verbindung in einen Tank T abströmen kann. In einer B-Stellung des Regelkolbens 5 wird eine Verbindung zwischen dem Tankanschluß 21 und einem Verbraucheranschluß 22 hergestellt, wobei jedoch die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß 20 und dem Tankanschluß 21 aufrechterhalten bleibt und der Öffnungsgrad dieser Verbindung ggf. noch vergrößert wird. Der Öffnungsgrad der Verbindung zwischen dem Verbraucher- 22 und dem Tankanschluß 21 wird dabei wiederum proportional zum elektrischen Strom an den Druckregulierventilen über den Regelkolben 5 bestimmt. In B-Stellung des Regelkolbens 5 werden ferner zwei Steuerleitungsanschlüsse miteinander verbunden, sodaß ein Steuerdruck P-_]_ aus einer zum Regelventil 2 stromaufwärtigen Steuerleitung 8 in eine zum Regelventil 2 stromabwärtige Steuerleitung 8' übertragen werden kann. Wird der Regelkolben 5 hingegen entsprechend dem elektrischen Strom an den Druckregulierventilen in eine A-Stellung verschoben, sperrt der Regelkolben 5 gemäß Fig. 1 sämtliche Ventilanschlüsse.

Im EHR-System nach Fig. 1 ist ferner eine Umgehungsleitung 9 vorgesehen, welche die zum Regelventil 2 stromaufwärtige Hauptversorgungsleitung 1 mit der zum Regelventil 2 stromabwärtigen Hauptversorgungsleitung 1' verbindet. In die Umgehungsleitung 9 ist dabei ein Rückschlagventil 10 zwischengeschaltet, welches eine Strömung nur in Richtung zum Verbraucher Z zuläßt. Die Umgehungsleitung kann dabei auf einfache Weise zum Beispiel in das Gehäuse des Regelventils 2 eingearbeitet sein, wodurch sich jedoch die äußeren Gehäuseabmessungen des Venils 2 vergrößern würden. Es hat sich daher als besonders vorteilhaft erwiesen, die Umgehungsleitung 9 samt Rückschlagventil 10 wie in Fig. 11 gezeigt wird imm Regelkolben 5 selbst zu plazieren. Dies vereinfacht nicht nur die Gehäusefertigung sondern ermöglicht auch eine Verringerung der Gehäuseabmessung, wobei der entstehende fertigungsaufwand am Regelkolben nach Fig. 11 nicht wesentlich erhöht wird. Dies ergibt sich insbesondere aus dem Umstand, daß der Regelkolben 5 gemäß Fig. 11 bereits mit einer axial verlaufenden Innenbohrung versehen ist, in der ein entsprechendes Rückschlagventil in Form einer Feder/Schieber-Anordnung bequem untergebracht werden kann.

Stromab zum Regelventil 2 ist gemäß Fig. 1 ein Sperrblock 11 in die Hauptversorgungsleitung 1' zwischengeschaitet, der vom Fluiddruck in der Hauptversorgungsleitung 1, bzw. in der Umgehungsleitung 9 in eine Offenstellung bringbar ist und dementsprechend eine Fluidströmung zum Verbraucher Z ermöglicht. Desweiteren ist der Sperrblock 11 mit der zum Regelventil 2 stromabwärtigen Steuerleitung 8' verbunden, sodaß der Sperrblock 11 mittels eines in der Steuerleitung 8, 8' herrschenden Steuerdrucks in eine Offenstellung gebracht werden kann. Die Steuerleitung 8' ist dabei per anet mit dem Tank T über eine Ablaßleitung 12 verbunden, in die gemäß Fig. 1 ein Drosselventil 13 zwischengeschaltet ist. Die Funktionsweise des EHR-Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nunmehr anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben:

In Neutralstellung N des Regelkolbens 5 gemäß Fig. 1 wird vom Verbraucher Z kein Öl benötigt. Um die Druckverhältnisse am Verbraucher Z in dieser Kolbenstellung jedoch eingespannt zu halten, ist die Verbindung zwischen den zwei Steuerleitungsanschlüssen am Regelventil 2 unterbrochen, sodaß der Steuerdruck innerhalb der Steuerleitung 8' stromab zum Regelventil 2 über die Ablaßleitung 12 vollständig in den Tank T entspannt werden kann. Auf diese Weise wird der Sperrblock 11 in geschlossenem Zustand gehalten, sodaß Leckverluste auf ein Minimum reduziert werden können. Das von der Konstantpumpe P geförderte Hydraulikfluid wird über den Regelkolben 5 bzw. über die hierin geschaffene Verbindung zwischen dem Pumpen- 20 und dem Tankansσhluß 21 nahezu drucklos und damit energiesparend wieder in den Tank T befördert. Das bedeutet, daß auch die Umgehungsleitung 9 praktisch drucklos ist, sodaß sich das Rückschlagventil 10 in der Umgehungsleitung 9 ebenfalls in geschlossender Stellung befindet.

In der Neutralstellung N des Regelkolbens 5 nach Fig. 1 sind auch die beiden Druckregulierventile bzw. deren Elektromagnete stromlos oder haben das gleiche niedrige Stromniveau, sodaß an den beiden Steuerseiten 3, 4 des Regeventils 2 der gleiche Steuerdruck herrscht und der Regelkolben 5 durch die Vorspannkraft der Zentrierfedern 6 , 7 in Neutralstellung N gehalten werden kann.

Zum Heben einer Last muß Hydraulikfluid zum Verbraucher Z gefördert werden. Hierzu wird durch Erregung des Elektromagneten am "Heben"-Druckregulierventil ein entsprechender hydraulischer Steuerdruck auf der gemäß Fig. 2 rechten Steuerseite 3 des Regelventils 2 erzeugt, der den Regelkolben 5 dahingehend auslenkt (gemäß Fig. 2 nach links in A-Stellung) , daß er nunmehr die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß 20 und dem Tankanschluß 21 des Regelventils 2 kontinuierlich verkleinert. Hierdurch wird in der zum Regelventil 2 stromaufwärtigen Hauptversorgungsleitung 1 ein Druck aufgebaut, der über die Umgehungsleitung 9 das Rückschlagventil 10 sowie den Sperrblock 11 öffnet und somit den Verbraucher Z zum Heben einer Last beaufschlagt. Dabei entspricht dieser Druck, die Druckabfälle am Rückschlagventil 10 und am Sperrblock 11 nicht eingerechnet, genau dem Lastdruck am Verbraucher Z.

Um ein Senken der Last zu bewirken, muß Hydraulikfluid vom Verbraucher Z zum Tank T gefördert werden. Hierzu wird durch Erregung des Elektromagneten vom "Senken"-Druckregulierventil ein entsprechender Steuerdruck auf der gemäß Fig. 3 linken Steuerseite 4 des Regelventils 2 erzeugt, der den Regelkolben 5 dahingehend auslenkt (gemäß Fig. 3 nach rechts in B- Stellung) , daß er jetzt die Verbindung zwischen dem Verbraucher- 22 und dem Tankanschluß 21 kontinuierlich vergrößert und gleichzeitig die Verbindung zwischen den beiden Steuerleitungsanschlüssen öffnet. Der sich nun in der zum Regelventil 2 stromabwärtigen Steuerleitung 8' aufbauende Steuerdruck, ermöglicht durch die Anordnung der Drossel 13 in der Ablaßleitung 12, öffnet den Sperrblock 11, sodaß der im Verbraucher Z herrschende Lastdruck entsprechend dem vom Regelkolben 5 bestimmten Öffnungsgrad der Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluß 22 und dem Tankanschluß 21 kontinuierlich in den Tank T entspannt und damit die Last mit entsprechend der Steuersignale von nicht gezeigten Lageaufnehmern bestimmter Geschwindigkeit abgesenkt wird. Aus Fig. 3 läßt sich dabei entnehmen, daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch im Senkbetrieb, d.h. in B-Stellung des Regelkolbens 5 die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß 20 und dem Tankanschluß 21 zumindest aufrechterhalten wenn nicht ^■ gar konstruktionsbedingt mit Verschieben des Regelkolbens 5 kontinuierlich vergrößert wird, sodaß die gesamte Fördermenge an Hydraulikfluid ebenfalls in den Tank geleitet wird.

Wie bereits eingangs beschrieben wurde, werden die Signale von Lage- und Kraftaufnehmern an die elektrisch betätigten Druckregulierventile angelegt und bestimmen so lastdruckunabhängig unter anderem die Hebe- und Senkgeschwindigkeiten des angeschlossenen Hubwerks Z.

In den Fig. 4 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches nachfolgend beschrieben . werden soll. Hierbei werden für zum ersten Ausführungsbeispiel gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Gemäß Fig. 4, welches das erfindungsgemäße Regelventil 2 in Neutralstellung N zeigt, ist die Steuerleitung 8 für das Öffnen des Sperrblocks 11 ausschließlich an eine weitere Steuerleitung 14 anschlössen, welche das "Senken"- Druckregulierventil mit der gemäß Fig..4 linken Steuerseite 4 des Regelventils 2 verbindet. Dieses Regelventil 2 hat dabei lediglich drei über denn Regelkolben 5 steuerbare Anschlüsse, nämlich den Pumpen- 20, den Verbraucher- 22 sowie den Tankanschluß 21. Ansonsten ist das Regelventil 2 gemäß Fig. 4 mit dem Regelventil des ersten Ausführungsbeispiels baugleich, d.h. in Neutralstellung und in B-Stellung des Regelkolbens ist der Pumpenannschluß 20 mit dem Tankanschluß 21 verbunden während in A-Stellung alle Anschlüsse gesperrt sind. Auch das EHR-System des zweiten Ausführungsbeispiels ist mit dem des ersten Ausführungsbeispiels identisch, sodaß sich eine erneute Beschreibung des Systemaufbaus erübrigt.

Zur Funktionsweise des EHR-Systemε gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels wird folgendes ausgeführt:

In Neutralstellung N des Regelkolbens 5 nach Fig. 4 ist die Verbindung zwischen dem Pumpen- 20 und Verbraucheranschluß 22 des Regelventils 2 unterbrochen, während der Pumpenanschluß 20 und der Tankanschluß 21 des Ventils 2 kurzgeschlossen sind. Auf diese Weise wird die Ölmenge der nicht gezeigten Konεtantpumpe P über das Regelventil 2 drucklos in den Tank T geleitet.

Für den Fall, daß in Neutralstellung N deε Regelkolbens 5 kein elektrischer Strom an den Druckregulierventilen zur Ansteuerung des Regelventils 2 anliegt, entsprechen sämtliche Regelvorgänge des Syεte ε für die Druckbeaufschlagung des Verbrauchers Z gemäß Fig. 5 oder die Druckentspannung am Verbraucher Z gemäß Fig. 6 jenen deε ersten Ausführungsbeispielε.

D.h. εoll der Verbraucher Z bzw. das Hubwerk mit einem Druck beaufεchlagt werden, wird der Regelkolben 5 durch Anlegen eineε elektrischen Stroms an das "Heben"-Druckregulierventil gemäß Fig. 5 nach links in seine A-Stellung kontinuierlich verschoben, wodurch die ventilinterne Verbindung zwischen dem Pumpen- 20 und dem Tankanschluß 21 allmählich unterbrochen und das geförderte Hydraulikfluid durch die Umgehungsleitung 9 zum Verbraucher Z gefördert wird. Für den Druckabbau im Verbraucher Z wird hingegen daε "Senken"-Druckregulierventil elektrisch betätigt, wodurch ein entsprechender Steuerdruck den Regelkolben 5 gemäß Fig. 6 nach rechts in die B-Stellung verschiebt, in der sowohl der Verbraucheranschluß 22 allmählich entsprechend dem elektrischen Strom am "Senken"- Druckregulierventil mit dem Tankanschluß 21 verbunden wird, während der Pumpenanschluß 20 bereits beim Durchlaufen der Neutralstellung N vollständig mit dem Tankanschluß 21 des Regelventils 2 verbunden wurde. Dieεer in der Steuerleitung 14 herrεchende Steuerdruck zur Verschiebung des Regelkolbens 5 bewirkt über die an die Steuerleitung 14 angeschlossene Steuerleitung 8 gleichzeitig ein Offen deε Sperrblockε 11, wobei der Sperrblock 11 vollständig geöffnet ist noch bevor der Regelkolben 5 deε Regelventils 2 die Verbindung vom Verbraucheranschluß 22 zum Tankanschluß 21 zu öffnen beginnt, sodaß der Verbraucherdruck in den Tank T entspannt werden kann.

Das zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht jedoch einen weiteren RegelungsVorgang, der mit dem ersten Auεführungsbeispiel nicht möglich ist.

Wird nämlich in Neutralstellung N des Regelkolbens 5 an beiden Druckregulierventilen zur Ansteuerung deε Regelventils 2 ein gleicher elektrischer Vorstrom angelegt, baut sich an beiden Steuerseiten 3, 4 deε Regelventilε 2 ein entsprechender Vorsteuerdruck auf. Dieser Vorsteuerdruck kann dabei so gewählt werden, daß auch in Neutralstellung N des Regelkolbens 5 der Sperrblock 11 über die Steuerleitung 8, welche mit dem Steuerdruck des "Senken"-Druckregulierventils beaufschlagt ist, in geöffnetem Zustand gehalten werden kann.

Bei einem landwirtschaftlichen Hubwerk, beispielsweise der Aufhängung eines Pflugs, ist es mitunter notwendig, das Arbeitsgerät, in diesem Fall den Pflug, kraftabhängig zu führen. Hierfür werden elektrische Kraftaufnehmer an der Aufhängung angebracht, die entsprechende elektrische Signale abgeben. Wird nunmehr das EHR-System gemäß dem zweiten Auεführungsbeiεpiel zur Regelung beiεpielsweise der Aufhängung eines Pflugs verwendet und sind derartige Kraftaufnehmer angeordnet, können die Signale der Kraftaufnehmer an die Druckregulierventile des Regelventils 2 angelegt werden, sodaß eine Lageverεtellung deε Pflugε entsprechend der auftretenden Kräfte erfolgt. Diese Lageverstellung wird allgemein als "Zugkraftregelung" bezeichnet.

Es ist offensichtlich, daß das in "Zugkraftregelung" geschaltete erfindungsgemäße EHR-System ständige Hebe- und Senkregelungen vornimmt, die ein häufigeε Offen und Schließen des Sperrkolbenε 11 verurεachen würden. Bei dem EHR-System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann jedoch durch den vorstehend genannten Vorεteuerdruck der Sperrkolben 11 permanet in Offenεtellung gehalten werden, sodaß dieses unerwünschte Öffnen und Schließen bei einer "Zugkraftregelung" vermieden wird.

In den Fig. 7 bis 9 wird ein drittes Ausführungεbeiεpiel der Erfindung gezeigt, welches eine vorteilhafte Vereinfachung des ersten Ausführungsbeispiels darstellt.

Der wesentliche Unterschied des dritten Ausführungsbeiεpiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Regelkolben 5 zusätzlich εowohl in seiner Neutralstellung N gemäß Fig. 7 wie auch in εeiner A-Stellung gemäß Fig. 8 eine Verbindung der zum Regelventil 2 stromabwärtigen Steuerleitung 8' zum Tank T ermöglicht, sodaß sich der Steuerdruck in diesen Kolbenεtellungen in den Tank T entspannen und der Sperrblock 11 geschloεsen werden kann.

Durch diese Maßnahme kann die im ersten Ausführungsbeispiel erwähnte Ablaßleitung 12 mit der zwischengeschalteten Drossel 13 entfallen, wodurch nicht nur Bauraum und Material eingespart wird, sondern auch die Verlustleistung im Senkbetrieb des EHR-Syεtemε gemäß Fig. 9 reduziert wird, die insbeεondere im erεten Auεführungsbeiεpiel durch Steuerdruckverluεte an der Drossel 13 entstehen.

Die Erfindung betrifft zusammenfaεsend ein Regelventil 2 insbeεondere ein elektrohydrauliεche Hubwerkregelventil sowie ein EHR-Syεtem, in dem daε erfindungsgemäße Regelventil 2 angeordnet ist. Das Regelventil 2 ist derart ausgebildet, daß es εowohl in εeiner Neutralεtellung N, in der die Druckverhältniεεe am Hubwerk konεtantgehalten werden, wie auch in εeiner B-Stellung, in der eine Druckentεpannung am Verbraucher Z erfolgt, eine Verbindung zwiεchen einem Pumpen- und einem Tankanschluß schafft, sodaß eine von einer Pumpe P geförderte Fluidmenge über das Regelventil 2 in den Tank T geleitet werden kann. Daε EHR-System hat eine daε Regelventil 2 überbrückende Umgehungsleitung 9, die zur Druckbeaufschlagung des Verbrauchers Z dient, wenn sich das Regelventil 2 in A-Stellung befindet, in der die Verbindung zwischen dem Pumpen- und einem Verbraucheranschluß unterbrochen ist.

Claims

Patentansprüche

1. Regelsystem zur Ansteuerung eines Verbrauchers (Z) insbeεondere eines Hubwerks, der mit dem Fluiddruck einer Pumpe (P) beaufschlagbar sowie mit einem Tank (T) verbindbar ist, wofür zumindest ein Regelventil (2) vorgesehen ist, das in eine den Verbraucher (Z) mit der Pumpe (P) verbindende Fluidleitung (1, 1') zwischengeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (2) in einer Neutralschaltstellung und einer

B-Schaltstellung, in der keine Druckbeaufschlagung deε

Verbraucherε (Z) erfolgt, die Pumpe (P) mit dem Tank (T) verbindet.

2. Regelεyεtem nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daε Regelventil (2) in einer A-Schaltstellung zur Druckbeaufschlagung des Verbrauchers (Z) die Fluidleitung (1, 1') unterbricht, während eine Fluidströmung zum Verbraucher (Z) über eine das Regelventil (2) überbrückende Umgehungsleitung (9) erfolgt, welche einen zum Regelventil (2) stromabwärtigen Abschnitt (1') der Fluidleitung mit einem zum Regelventil (2) stromaufwärtigen Abschnitt (1) der Fluidleitung verbindet.

3. Regelsyεtem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (10) in der Umgehungsleitung (9) vorgeεehen ist, welcheε nur die Fluidεtrömung in Richtung zum Verbraucher (Z) zuläßt.

. Regelsyεtem nach einem der Anεprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Sperrblock (11) , der in den stromabwärtigen Fluidleitungsabεchnitt (1') zwiεchen dem Verbraucher (Z) und der Umgehungεleitung (9) zwiεchengeεchaltet iεt und entweder vom in der Umgehungεleitung (9) herrschenden Pumpendruck oder von einem Steuerdruck in einer Steuerleitung (8, 8') geöffnet wird.

5. Regelεystem nach Anεpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (2) derart in die Steuerleitung (8, 8') zwiεchengeεchaltet ist, daß in der B-Schaltεtellung des Regelventilε (2), in der der Verbraucher (Z) mit dem Tank (T) verbunden iεt, der den Sperrblock (11) öffnende Steuerdruck aufgebaut wird, εodaß der Druck am Verbraucher (Z) über den Sperrblock (11) und daε Regelventil (2) . in den Tank (T) entεpannbar iεt.

6. Regelεyεtem nach Anεpruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Regelventil (2) εtro abwärtiger Abεchnitt (8') und ein stromaufwärtiger Abεchnitt (8) der Steuerleitung (8, 8') jeweils an eine Steuerkante des Regelventilε (2) angeschlossen sind.

7. Regelsystem nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der stromabwärtige Abschnitt (8') der Steuerleitung (8, 8') in Neutralεtellung (N) des Regelventils (2) mit dem Tank (T) verbunden ist.

8. Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (2) in A-Schaltstellung zur Druckbeaufschlagung des Verbraucherε (Z) die stromabwärtige Steuerleitung (8') mit dem Tank (T) verbindet, während die Fluidleitung (1, 1') gesperrt wird.

9. Regelsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (8, 8') an eine Steuerseite (4) des

Regelventils (2) angeschlossen ist, die mit einem Steuerdruck zur Schaltung deε Regelventilε (2) in die B-Stellung beaufεchlagbar ist, in der der Verbraucher (Z) mit dem Tank (T) verbunden wird.

10. Hubwerkεregelventil (2) für ein Regelsyεtem gemäß einem der Anεprüche 1 biε 9 mit indeεtenε zwei Leitungεanschlüssen (20, 21) an einer erεten Steuerkante und mindestens einem Leitungsanεchluß (22) an einer zweiten Steuerkante und mit einem Regelkolben (5), der auε εeiner Neutralεtellung (N) , in der der Anschluß (22) an der zweiten Steuerkante gesperrt ist, in eine A-Stellung sowie in eine B-Stellung verschiebbar ist, in der der Anschluß (22) an der zweiten Steuerkante mit einem der Anschlüεse (21) an der ersten Steuerkante fluidverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (5) sowohl in Neutralstellung (N) als auch in B-Stellung die zumindest zwei Anschlüεεe (21, 20) an der erεten Steuerkante des Regelventils (2) miteinander verbindet und in A-Stellung die Verbindung' zwischen den zwei Anschlüssen (20, 21) der ersten Steuerkante unterbricht und den Anschluß (22) der zweiten Steuerkante sperrt.

11. Regelventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß daε Regelventil (2) ein elektrohydraulisches Regelventil (EHR) ist, daε mittels mindestenε einem elektrisch betätigten Druckregulierventil anεteuerbar ist.

12. Regelventil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrisch betätigte Druckregulierventile für Heben und Senken vorgesehen sind, deren Steuerdrücke jeweils auf eine Steuerseite (3, 4) deε Regelventils (2) zur kontinuierlichen Verschiebung des Regelkolbenε (5) einwirken.

13. Regelventil nach einem der vorεtehenden Anεprüche 10 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zentrierfedern (6, 7) vorgesehen sind, die den Regelkolben (5) in seine Neutralstellung (N) vorεpannen.

14. Regelventil nach einem der vorεtehenden Anεprüche 10 biε

13, gekennzeichnet durch zwei weitere Leitungsanschlüsse die der Regelkolben (5) in B- Stellung miteinander verbindet.

15. Regelventil nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (5) eine Innenbohrung (5A) aufweist, in der ein Rückschlagventil (5) untergebracht ist, welcheε eine Fluidεtrömung vom Leitungεanεchluß (20) an der erεten Steuerkante zum Leitungεanεchluß (22) an der zweiten Steuerkante zuläßt.