WO1997028374A1 - Hydraulische steuervorrichtung zur druckmittelversorgung mehrerer hydraulischer verbraucher - Google Patents

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WO1997028374A1
WO1997028374A1 PCT/EP1997/000400 EP9700400W WO9728374A1 WO 1997028374 A1 WO1997028374 A1 WO 1997028374A1 EP 9700400 W EP9700400 W EP 9700400W WO 9728374 A1 WO9728374 A1 WO 9728374A1
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valve
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pressure
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PCT/EP1997/000400
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Christoph Renner
Armin Stellwagen
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Mannesmann Rexroth Ag
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    • F15B2211/781—Control of multiple output members one or more output members having priority

Definitions

  • the invention is based on a hydraulic control device with which several hydraulic consumers are supplied with pressure medium and which has the features from the preamble of claim 1.
  • Such a hydraulic control device is from the
  • a hydraulic pump serving as the first pressure medium source is assigned a first priority valve, via the primary output of which hydraulic fluid flowing from the hydraulic pump to the priority valve can be fed to a priority hydraulic consumer and via its secondary output hydraulic fluid flowing from this hydraulic pump to a first subordinate hydraulic consumer.
  • a second hydraulic pump is assigned a second priority valve, to the secondary output of which a second subordinate hydraulic consumer can be connected. Via the primary output of the second priority valve, the same priority consumer can be supplied with pressure medium, which is also primarily supplied by the first hydraulic pump.
  • the hydraulic control device is designed so that when it functions properly, the priority hydraulic consumer only receives pressure medium from the first hydraulic pump. This must therefore be very large.
  • a supply of pressure medium to the primary hydraulic consumer by the second hydraulic pump is only provided for an emergency in which the quantity of pressure medium delivered by the first hydraulic pump is not sufficient to operate the primary hydraulic consumer and the difference between the pressure at the primary outlet of the first priority valve and the load pressure of the priority hydraulic consumer drops below a certain value.
  • the second priority valve is only activated when the pressure difference is below this value.
  • the large first hydraulic pump means a large investment in the production of a mobile working device, for which a hydraulic control device of the type outlined is primarily used.
  • the first hydraulic pump is oversized in all cases in which either the subordinate consumer to be supplied by it or the priority consumer need little or no pressure medium, so that it then works with poor efficiency.
  • the aim of the invention is to further develop a hydraulic control device with the features from the preamble of claim 1 in such a way that a hydraulic consumer which is primarily to be operated with pressure medium receives the desired quantity of pressure medium, even if the two hydraulic pumps primarily with regard to the maximum pressure medium requirement of the subordinate hydraulic consumers are dimensioned and the maximum pressure medium requirement of the priority hydraulic consumer is above the maximum delivery rate of each of the two hydraulic pumps.
  • the invention is initially based on the knowledge that, in very many cases, the pressure medium requirement of the subordinate hydraulic consumers is very low in the case of mobile work devices when the primary hydraulic consumer is actuated.
  • the priority hydraulic consumer can be, for example, a hydraulic hammer attached to the equipment of an excavator or a hydraulic shear attached to the equipment.
  • the subordinate hydraulic consumers that is to say the various cylinders on the equipment of the excavator, the hydraulic motor of the slewing gear or the travel drive, only corrective movements are usually carried out for which the pressure medium requirement is low.
  • both hydraulic pumps are used to supply the pressure medium to the priority hydraulic consumer, so that the maximum amount of pressure medium available to this consumer corresponds to the sum of the maximum delivery rates of both hydraulic pumps.
  • Neither of the two hydraulic pumps therefore has to be designed for the total maximum pressure medium requirement of the subordinate hydraulic consumers assigned to them and the primary hydraulic consumer. Neither of the two hydraulic pumps is therefore far oversized for the normally occurring operating states.
  • the first orifice plate and the second orifice plate can preferably be jointly adjusted together. It is therefore not possible to adjust only the first orifice plate or only the second orifice plate. Rather, each adjustment of the one orifice plate is inevitably accompanied by an adjustment of the second orifice plate in the same sense.
  • a directional control valve for directional control of the priority hydraulic consumer is preferably arranged between the first measuring orifice and the second measuring orifice on the one hand and the primary hydraulic consumer on the other hand. Only a single orifice-side inlet is required for the directional valve if, according to claim 4, the two flow paths leading via the first orifice plate and the second orifice plate are brought together between these orifice plates and the directional valve.
  • the directional control valve and the metering orifices can be adjusted by a common control signal, that is to say, for example, by a control pressure which is given both to an active surface of a movable valve member of the directional valve and to an active surface of a movable element of the measuring orifices.
  • a control signal that is to say, for example, by a control pressure which is given both to an active surface of a movable valve member of the directional valve and to an active surface of a movable element of the measuring orifices.
  • FIG. 1 shows the first exemplary embodiment in which the first pressure medium source is formed by a first constant pump and the second pressure medium source is formed by a second constant pump, and
  • Figure 2 shows the second embodiment with two load sensing controlled variable pumps as pressure medium sources.
  • an inlet P1 of a valve block 10 is connected to the pressure connection of a first hydraulic pump 11, which sucks in pressure medium from a tank 12.
  • a first priority valve 14 which is constructed in a generally known manner and has a primary outlet 15 and a secondary outlet 16.
  • a control piston 17 of the priority valve 14, not shown in more detail, becomes in the sense of an enlargement of the flow cross section between the inlet 13 and the primary outlet 15 by the pressure at this primary outlet 15 and in the sense of an increase in the flow cross section between the inlet 13 and the secondary outlet 16 a compression spring 18 and a load pressure of a hydraulic consumer 19 or 20 to be supplied primarily with pressure medium.
  • the priority valve 14 maintains a constant pressure difference between the load pressure and the pressure at the primary outlet, which corresponds to the force of the compression spring 18 and occurs via a measuring orifice arranged between the priority valve 14 and the hydraulic consumer 19 or 20.
  • a first measuring orifice 25 is arranged between the primary outlet 15 of the priority valve 14 and a pressure line 26, via which pressure medium can flow to the primary hydraulic consumer 19, which has a large maximum pressure medium requirement that goes beyond the maximum delivery volume of the hydraulic pump 11 Has.
  • a second input P2 of the valve block 10 is connected to the pressure output of a second hydraulic pump 27, which also sucks pressure medium from the tank 12.
  • a second priority valve 28 which is constructed in the same way as the priority valve 14 and accordingly has a primary output 15, a secondary output 16, a control piston 17 and a compression spring 18.
  • the control piston 17 of the second priority valve 28 is intended to enlarge the opening cross section between the inlet 13 and the primary outlet 15 by the pressure at the primary outlet 15 and in the sense of increasing the opening cross section between the inlet 13 and the secondary outlet 16 Pressure spring 18 and the pressure prevailing in the pressure line 26 are applied.
  • the compression springs 18 of the two priority valves 14 and 28 are the same within the tolerances shown in the exemplary embodiment shown.
  • the priority valve 28 allows so much pressure medium to flow from its inlet 13 to its primary outlet 15 that a pressure builds up there which is above the pressure in the pressure line 26 by a pressure difference corresponding to the force of the associated pressure spring 18.
  • the pressure drop takes place via a second measuring orifice 30, which is arranged between the primary outlet 15 of the priority valve 28 and the pressure line 26.
  • the two measuring orifices 25 and 30 are combined to form a flow valve 31 which, under the action of a compression spring 32, assumes a rest position in which the flow paths via the measuring orifices are locked, and that is hydraulically continuously adjustable from the rest position.
  • the two orifices 25 and 30 are therefore always forced to be adjusted together.
  • the pressure in the pressure line 26 can be applied to the control piston 17 of the priority valve 14 via a shuttle valve 33.
  • the two orifices 25 and 30 each have the same opening cross-section within certain tolerances and the two compression springs 18 are in turn the same strength within certain tolerances, the same amount of pressure medium flows over both orifices 25 and 30 apart from tolerance-related deviations into the pressure line 26 when the pressure in the pressure line 26 acts not only on the priority valve 28 but also on the priority valve 14.
  • the opening cross sections of the measuring diaphragms 25 and 30 or the compression springs 18 different in size or strength. The contributions of the two hydraulic pumps 11 and 27 to the pressure medium supply of the priority hydraulic consumer 19 are then different.
  • the pressure line 26 leads into a plate 34 and there via a load holding valve 35 to a pump control chamber P of a 4/3-way valve 40, with which the direction of movement of the double-acting priority hydraulic consumer 19 can be predetermined.
  • the pump control chamber P In the middle rest position of the directional control valve 40, in which it is centered by two pressure springs 41 whose force can be adjusted, the pump control chamber P is connected via a tank control chamber T to a tank line 42 which leads through the plate 34 and also in extends the block 10 into it.
  • the directional control valve 40 can be adjusted hydraulically with the aid of control pressures from its central position into a working position in which the consumer control room A or the consumer control room B is connected to the pressure control room P and the respective other consumer control room is connected to the tank control room T.
  • a control input a or a control input is used b the plate 34 is given a control pressure.
  • the control valve is also acted upon by this control pressure via a shuttle valve 43.
  • the compression springs of the directional control valve 41 and the compression spring 32 of the flow control valve 31 are designed or preloaded in such a way that the valve member in the flow control valve 31 only moves when the directional control valve 40 is already switched to a working position. This takes place at a relatively low control pressure in control inputs a or b. A further increase in the control pressure no longer influences the directional control valve 40, but only the flow cross sections of the measuring orifices 25 and 30.
  • the movements of the valve pistons of the valves 40 and 31 can also take place in parallel.
  • the return oil flow coming from the consumer 19 can be controlled by control edges in the directional control valve, e.g. to produce a slow lowering movement.
  • the flow cross section in the directional valve 40 should in any case be larger than the added flow cross section at the measuring orifices 25 and 30 in order to avoid energy losses.
  • the hydraulic consumer 19 to be operated as a priority is preferably an additional device attached to the equipment of an excavator instead of a spoon, such as a hydraulic hammer or hydraulic scissors.
  • the additional hydraulic consumer 20 can be used to perform auxiliary movements on the hammer or scissors, for example rotary movements, for which there is only a low pressure medium requirement and which usually also take place when the hydraulic consumer 19 has no pressure medium requirement.
  • the hydraulic consumer 20 is therefore supplied with pressure medium solely via the primary outlet 15 of the first priority valve 14.
  • a constant measuring orifice 46 is inserted into a line leading from the primary output 15 of the priority valve 14 to a further 4/3-way valve 45.
  • the directional control valve 45 is centered by spring force in a central position and is electromagnetically adjustable into a first or a second working position. In the middle direction of the valve 45, the line in which the measuring orifice 46 is located is shut off. The two consumer outputs of the directional control valve 45 are relieved to the tank line 42. In each ⁇ de consumer line leading from the directional valve 45 to the hydraulic consumer 20, a hydraulic pilot operated check valve is interposed remind ⁇ 47th A check valve 47 of one consumer line is unlocked via the pressure in the other consumer line. Between the directional valve 45 and the check valves 47, the highest pressure prevailing in each of the two consumer lines is tapped via a shuttle valve 48, the output of which is connected to an inlet of the shuttle valve 33. The shuttle valves 33 and 48 therefore select the highest of the pressures prevailing in the pressure line 26 and in the consumer connections of the directional control valve 45 and give it to an active surface on the control piston 17 of the
  • Priority valve 14 In the middle position of a directional control valve 40 or 45, no load pressure of the corresponding hydraulic consumer 19 or 20 is reported, since the pressure line 26 or the sections of the consumer lines between the check valve 47 and the directional control valve 45 are relieved towards the tank line 42 .
  • a hydraulic subsystem 50 is supplied with pressure medium, which has one or more subordinate hydraulic consumers 51 and assigned valves.
  • a hydraulic subsystem 52 is supplied with pressure medium via the secondary outlet 16 of the priority valve 28 and has one or more subordinate hydraulic consumers 53 and associated valves.
  • the priority consumers 19 and 20 have no pressure medium requirement.
  • the control pistons of the priority valves 14 and 28 are acted upon by the tank pressure on the spring side.
  • a pressure corresponding to the compression springs 18 thus builds up at the primary outlet 15 of the priority valves , from which the priority valves are moved from the position shown in FIG. 1 to the other position, in which their input 13 is connected to the secondary output 16.
  • the total amount of pressure medium delivered by the hydraulic pumps 11 and 27 thus flows to the hydraulic subsystems 50 and 52.
  • the load pressure of the hydraulic consumer 19 present in the pressure line 26 is given on the spring side to active surfaces of the control pistons 17 of the priority valves 14 and 28.
  • the priority valves 14 and 28 now regulate a pressure at the latter by reducing the flow cross section between their inlet 13 and their secondary outlet 16 and by increasing the opening cross section between the inlet 13 and their primary outlet 15 lies above the load pressure of the hydraulic consumer 19. There is therefore a constant pressure difference across the metering orifices 25 and 30, so that the quantity of pressure medium flowing to the primary hydraulic consumer 19 can be adjusted as desired by changing the flow cross section at the metering orifices 25 and 30.
  • the load pressure of the hydraulic consumer 20 is reported to the priority valve 14 on the spring side.
  • the control piston 17 of this priority valve in turn seeks its equilibrium of forces and adjusts the opening cross sections between the inlet 13 and the outlets 15 and 16 of the valve such that a pressure which is higher than the reported load pressure by the force of the compression spring 18 is present at the primary outlet 15. There is always the same pressure drop across the orifice plate 46, so that a constant amount of pressure medium flows to the hydraulic consumer 20.
  • the highest load pressure occurring at consumer 19 or at consumer 20 is reported to priority valve 14. If the load pressure of the consumer 19 is higher than the load pressure of the consumer 20, the pressure drop across the measuring orifice 46 is greater than when the directional valve 45 and the valve are actuated in an isolated manner hydraulic consumer 20 flows to more pressure medium. Conversely, if the load pressure of the hydraulic consumer 20 is higher than that of the hydraulic consumer 19, the pressure drop across the measuring orifice 25 will be greater than the force of the compression spring 18 of the priority valve 14, and the hydraulic consumer 19 will be supplied with more pressure medium than at an isolated actuation of the directional valve 40.
  • the two hydraulic pumps 11 and 27 are constant pumps.
  • the subsystems 50 and 52 contain generally known 6-way control valves which have a circulation channel through which pressure medium flowing from the hydraulic pumps into the subsystems can flow to the tank.
  • the hydraulic control device according to FIG. 2 differs from the hydraulic control device according to FIG. 1 only in that the subsystems 50 and 52 with the subordinate hydraulic consumers contain load-sensing control valves and the first hydraulic pump 11 and the second hydraulic pump 27 are load sensing controlled variable displacement pumps.
  • the load-sensing controller 60 of a hydraulic pump is therefore supplied with the highest load pressure of the hydraulic consumers to be supplied with pressure medium by the corresponding hydraulic pump.
  • a shuttle valve 61 is used for the hydraulic pump 11, which compares the highest load pressure of the hydraulic subsystem 50 with the load pressure acting on the spring side at the priority valve 14 and reports the higher load pressure to the load sensing controller 60.
  • a shuttle valve 61 compares the highest load pressure of the subsystem 52 with the load pressure of the priority hydraulic consumer 19 acting on the spring side of the priority valve 28 and reports the respectively higher pressure to the load-sensing controller 60 of the hydraulic pump 27.
  • one hydraulic pump is a variable displacement pump and the other hydraulic pump to be a constant displacement pump.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung, die eine erste Druckmittelquelle (11) und ein dieser zugeordnetes, erstes Prioritätsventil (14) aufweist, über das von der ersten Druckmittelquelle (11) zufliessendes Druckmittel einem vorrangigen hydraulischen Verbraucher (19) und einem ersten nachrangigen hydraulischen Verbraucher (51) zuführbar ist. Weiterhin besitzt die in Bezug genommene hydraulische Steuervorrichtung eine zweite Druckmittelquelle (27) und ein dieser zugeordnetes, zweites Prioritätsventil (28), über das Druckmittel ebenfalls dem vorrangigen hydraulischen Verbraucher (19) und einem zweiten nachrangigen hydraulischen Verbraucher (53) zuführbar ist. Erfindungsgemäss wird der vorrangige hydraulische Verbraucher (19) jeweils von beiden Druckmittelquellen (11, 27) mit Druckmittel versorgt. Dazu ist dem Primärausgang (15) des ersten Prioritätsventil (14) eine erste Messblende (25), über die vom ersten Prioritätsventils (14) eine konstante Druckdifferenz einregelbar ist, und dem Primärausgang (15) des zweiten Prioritätsventils (28) eine zweite Messblende (30), über die vom zweiten Prioritätsventil (28) eine konstante Druckdifferenz einregelbar ist, nachgeordnet. Die beiden über die Messblenden (25, 30) fliessenden Druckmittelströme werden stromab der Messblenden zusammengeführt.

Description

Beschreibung
Hydraulische Steuervorrichtung zur Druckmittelversorαunα mehrerer hydraulischer Verbraucher
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuervorrich- tung, mit der mehrere hydraulische Verbraucher mit Druckmittel versorgt werden und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 aufweist.
Eine solche hydraulische Steuervorrichtung ist aus der
DE 41 08 915 AI bekannt. Bei dieser Steuervorrichtung ist einer als erste Druckmittelquelle dienenden Hydropumpe ein erstes Prioritätsventil zugeordnet, über dessen Primärausang von der Hydropumpe dem Prioritätsventil zufließendes Druckmittel einem vorrangigen hydraulischen Verbraucher und über dessen Sekundär¬ ausgang von dieser Hydropumpe zufließendes Druckmittel einem er- sten nachrangigen hydraulischen Verbraucher zuführbar ist. Einer zweiten Hydropumpe ist ein zweites Prioritätsventil zugeordnet, mit dessen Sekundärausgang ein zweiter nachrangiger hydrauli¬ scher Verbraucher verbindbar ist. Über den Primärausgang des zweiten Prioritätsventils kann derselbe vorrangige Verbraucher mit Druckmittel versorgt werden, der auch von der ersten Hydro¬ pumpe vorrangig versorgt wird.
In der DE 41 08 915 AI ist die hydraulische Steuervorrichtung so ausgelegt, daß bei deren ordnungsgemäßer Funkion dem vorrangigen hydraulischen Verbraucher Druckmittel nur von der ersten Hydro- pumpe zufließt. Diese muß deshalb sehr groß dimensioniert sein. Eine Druckmittelversorgung des vorrangigen hydraulischen Ver¬ brauchers durch die zweite Hydropumpe ist nur für einen Notfall vorgesehen, in der die von der ersten Hydropumpe geförderte Druckmittelmenge nicht zur Bedienung des vorrangigen hydrauli- sehen Verbrauchers ausreicht und die Differenz zwischen dem Druck am Primärausgang des ersten Prioritätsventils und dem Lastdruck des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers unter einen bestimmten Wert abfällt. Erst wenn die Druckdifferenz unterhalb dieses Wertes liegt, wird das zweite Prioritätsventil aktiviert. Die große erste Hydropumpe bedeutet eine große Investition bei der Herstellung eines mobilen Arbeitsgerätes, für das eine hy¬ draulische Steuervorrichtung der skizzierten Art in erster Linie eingesetzt wird. Außerdem ist die erste Hydropumpe in allen Fäl- len, in denen entweder die von ihr zu versorgenden nachrangigen Verbraucher oder der vorrangige Verbraucher nur wenig oder kein Druckmittel benötigen, überdimensioniert, so daß sie dann mit schlechtem Wirkungsgrad arbeitet.
Die Erfindung hat zum Ziel, eine hydraulische Steuervorrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter- zuentwickeln, daß einem vorrangig mit Druckmittel zu bedienenden hydraulischen Verbraucher jeweils die gewünschte Druckmittelmen¬ ge zufließt, auch wenn die beiden Hydropumpen vornehmlich im Hinblick auf den maximalen Druckmittelbedarf der nachrangigen hydraulischen Verbraucher hin dimensioniert sind und der maxima¬ le Druckmittelbedarf des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers über der maximalen Fördermenge jeder einzelnen der beiden Hydro¬ pumpen liegt.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einer hydraulischen Steuer- Vorrichtung erreicht, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 besitzt und die zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgestattet ist. Die Er¬ findung fußt zunächst auf der Erkenntnis, daß bei mobilen Ar¬ beitsgeräten in sehr vielen Fällen der Druckmittelbedarf der nachrangigen hydraulischen Verbraucher sehr gering ist, wenn der vorrangige hydraulische Verbraucher betätigt wird. Der vorrangi¬ ge hydraulische Verbraucher kann z.B. ein an die Ausrüstung ei¬ nes Baggers angebauter hydraulischer Hammer oder eine an die Ausrüstung angebaute hydraulische Schere sein. Mit den nachran- gigen hydraulischen Verbrauchern, also den verschiedenen Zylin¬ dern an der Ausrüstung des Baggers, dem hydraulischen Motor des Drehwerks oder dem Fahrantrieb werden dann meist nur Korrektur¬ bewegungen ausgeführt, für die der Druckmittelbedarf gering ist. Bei einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung wer- den also jeweils beide Hydropumpen zur Druckmittelversorgung des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers herangezogen, so daß die maximal diesem Verbraucher zur Verfügung stehende Druckmittel¬ menge der Summe der maximalen Fördermengen beider Hydropumpen entspricht. Keine der beiden Hydropumpen muß deshalb auf den summierten maximalen Druckmittelbedarf der ihr zugeordneten nachrangigen hydraulischen Verbraucher und des vorrangigen hy¬ draulischen Verbrauchers ausgelegt sein. Keine der beiden Hydro¬ pumpen ist deshalb für die normalerweise auftretenden Betriebs¬ zustände weit überdimensionert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydrauli¬ schen Steuervorrichtung kann man den Unteransprüchen entnehmen.
So sind bevorzugt gemäß Anspruch 2 die erste Meßblende und die zweite Meßblende zwangsgekoppelt gemeinsam miteinander verstell¬ bar. Es ist also keine Verstellung nur der ersten Meßblende oder nur der zweiten Meßblende möglich. Vielmehr geht mit jeder Ver¬ stellung der einen Meßblende zwangsläufig auch eine Verstellung der zweiten Meßblende im gleichen Sinne einher.
Ein Wegeventil zur RichtungsSteuerung des vorrangigen hydrauli¬ schen Verbrauchers ist gemäß Anspruch 3 bevorzugt zwischen der ersten Meßblende und der zweiten Meßblende einerseits und dem vorrangigen hydraulischen Verbraucher andererseits angeordnet. Dabei ist für das Wegeventil nur ein einziger meßblendenseitiger Eingang nötig, wenn gemäß Anspruch 4 die beiden über die erste Meßblende und über die zweite Meßblende führenden Strömungspfade zwischen diesen Meßblenden und dem Wegeventil zusammengeführt sind.
Vorteilhafterweise können gemäß Anspruch 5 das Wegeventil und die Meßblenden durch ein gemeinsames Steuersignal, also z.B. durch einen Steuerdruck verstellt werden, der sowohl auf eine Wirkfläche eines beweglichen Ventilgliedes des Wegeventils als auch auf eine Wirkfläche eines beweglichen Elements der Meßblen¬ den gegeben wird. Ausgehend von einer Ruhestellung des Wegeven¬ tils und einem Zustand der Meßblenden, in dem diese geschlossen sind, wird dabei zuerst am Wegeventil und danach an den Meßblen- den ein Strömungsquerschnitt geöffnet. Auf diese Weise ist eine Feinsteuerung des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers von ei¬ nem Strömungsquerschnitt null an den Meßblenden aus oder bis zum Strömungsquerschnitt null an den Meßblenden herab möglich.
Ein weiterer vorrangig zu bedienender hydraulischer Verbraucher mit einem geringen Druckmittelbedarf wird zweckmäßigerweise in der im Anspruch 6 beschriebenen Weise mit Druckmittel versorgt.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die erste Druck¬ mittelquelle durch eine erste Konstantpumpe und die zweite Druckmittelquelle durch eine zweite Konstaπtpumpe gebildet sind, und
Figur 2 das zweite Ausführungsbeispiel mit zwei load-sensing- geregelten Verstellpumpen als Druckmittelquellen.
Bei den gezeigten hydraulischen Steuervorrichtungen ist ein Ein¬ gang Pl eines Ventilblocks 10 mit dem Druckanschluß einer ersten Hydropumpe 11 verbunden, die Druckmittel aus einem Tank 12 an¬ saugt. An dem Eingang Pl des Ventilblocks 10 liegt der Eingang 13 eines ersten Prioritätsventils 14, das nach allgemein bekann¬ ter Art aufgebaut ist und einen Primärausgang 15 und einen Se¬ kundärausgang 16 aufweist. Ein nicht näher dargestellter Regel- kolben 17 des Prioritätsventils 14 wird im Sinne einer Vergröße¬ rung des Strömungsquerschnitts zwischen dem Eingang 13 und dem Primärausgang 15 vom Druck an diesem Primärausgang 15 und im Sinne einer Vergrößerung des Strömungsquerschnitts zwischen dem Eingang 13 und dem Sekundärausgang 16 von einer Druckfeder 18 und von einem Lastdruck eines vorrangig mit Druckmittel zu ver¬ sorgenden hydraulischen Verbrauchers 19 oder 20 beaufschlagt. Das Prioritätsventil 14 hält eine konstante Druckdifferenz zwi¬ schen dem Lastdruck und dem Druck am Primärausgang aufrecht, die der Kraft der Druckfeder 18 entspricht und die über eine zwi¬ schen dem Prioritätsventil 14 und dem hydraulischen Verbraucher 19 oder 20 angeordnete Meßblende auftritt. Insbesondere ist eine erste Meßblende 25 zwischen dem Primärausgang 15 des Prioritäts- ventils 14 und einer Druckleitung 26 angeordnet, über die Druck¬ mittel zum vorrangigen hydraulischen Verbraucher 19 fließen kann, der einen großen, über die maximale Fördermenge der Hydro¬ pumpe 11 hinausgehenden maximalen Druckmittelbedarf hat.
Ein zweiter Eingang P2 des Ventilblocks 10 ist mit dem Druckaus- gang einer zweiten Hydropumpe 27 verbunden, die ebenfalls Druck¬ mittel aus dem Tank 12 ansaugt. Am Eingang P2 des Ventilblocks 10 liegt der Eingang 13 eines zweiten Prioritätsventils 28, das gleich wie das Prioritätsventil 14 aufgebaut ist und dementspre¬ chend einen Primärausgang 15, einen Sekundärausgang 16, einen Regelkolben 17 und eine Druckfeder 18 aufweist.
Der Regelkolben 17 des zweiten Prioritätsventils 28 wird im Sin¬ ne einer Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts zwischen dem Ein¬ gang 13 und dem Primärausgang 15 vom Druck am Primärausgang 15 und im Sinne einer Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts zwi- sehen dem Eingang 13 und dem Sekundärausgang 16 von der Druckfe¬ der 18 und dem in der Druckleitung 26 herrschenden Druck beauf¬ schlagt. Die Druckfedern 18 der beiden Prioritätsventile 14 und 28 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb vorgege¬ bener Toleranzen gleich. Das Prioritätsventil 28 läßt jeweils soviel Druckmittelmenge von seinem Eingang 13 zu seinem Primär¬ ausgang 15 strömen, daß sich dort ein Druck aufbaut, der um eine der Kraft der zugeordneten Druckfeder 18 entsprechenden Druck¬ differenz über dem Druck in der Druckleitung 26 liegt. Der Druckabfall findet über eine zweite Meßblende 30 statt, die zwi- sehen dem Primärausgang 15 des Prioritätsventils 28 und der Druckleitung 26 angeordnet ist.
Die beiden Meßblenden 25 und 30 sind zu einem Stromventil 31 vereinigt, das unter der Wirkung einer Druckfeder 32 eine Ruhe¬ stellung einnimmt, in der die Strömungspfade über die Meßblenden gesperrt sind, und das aus der Ruhestellung heraus hydraulisch stetig verstellbar ist. Die beiden Meßblenden 25 und 30 werden also zwangsweise immer gemeinsam verstellt.
Mit dem Druck in der Druckleitung 26 ist der Regelkolben 17 des Prioritätsventils 14 über ein Wechselventil 33 beaufschlagbar.
Vorausgesetzt, daß die beiden Meßblenden 25 und 30 innerhalb ge¬ wisser Toleranzen jeweils den gleichen Öffnungsquerschnitt be¬ sitzen und die beiden Druckfedern 18 wiederum innerhalb gewisser Toleranzen gleich stark sind, so fließt über beide Meßblenden 25 und 30 abgesehen von toleranzbedingten Abweichungen jeweils die gleiche Druckmittelmenge in die Druckleitung 26, wenn der Druck in der Druckleitung 26 nicht nur das Prioritätsventil 28, son¬ dern auch das Prioritätsventil 14 beaufschlagt. Denkbar ist es jedoch auch, die Öffnungsquerschnitte der Meßblenden 25 und 30 oder die Druckfedern 18 unterschiedlich groß bzw. stark zu ma¬ chen. Die Beiträge der beiden Hydropumpen 11 und 27 zur Druck¬ mittelversorgung des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 19 sind dann unterschiedlich.
Die Druckleitung 26 führt in eine Platte 34 hinein und dort über ein Lasthalteventil 35 zu einem Pumpensteuerrraum P eines 4/3- Wegeventils 40, mit dem die Bewegungsrichtung des doppeltwirken¬ den vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 19 vorgegeben werden kann. In der mittleren Ruhestellung des Wegeventils 40, in der dieses durch zwei in ihrer Kraft einstellbaren Druckfedern 41 zentriert wird, ist der Pumpensteuerraum P über einen Tanksteu¬ erraum T mit einer Tankleitung 42 verbunden, die durch die Plat¬ te 34 hindurchführt und sich auch in den Block 10 hineiner¬ streckt. Das Wegeventil 40 ist hydraulisch mit Hilfe von Steuer¬ drücken aus seiner Mittelstellung in eine Arbeitsstellung ver- stellbar, in der der Verbrauchersteuerraum A oder der Verbrau¬ chersteuerraum B mit dem Drucksteuerräum P und der jeweils ande¬ re Verbrauchersteuerraum mit dem Tanksteuerraum T verbunden ist. Je nach gewünschter Bewegungsrichtung des hydraulischen Verbrau¬ chers 19 wird auf einen Steuereingang a oder einen Steuereingang b der Platte 34 ein Steuerdruck gegeben. Über ein Wechselventil 43 wird mit diesem Steuerdruck auch das Stromventil 31 beauf¬ schlagt. Dabei sind die Druckfedern des Wegeventils 41 und die Druckfeder 32 des Stromventils 31 so ausgelegt bzw. vorgespannt, daß eine Bewegung des Ventilgliedes im Stromventil 31 erst dann stattfindet, wenn das Wegeventil 40 schon in einer Arbeitsstel¬ lung geschaltet ist. Dies findet bei einem relativ niedrigen Steuerdruck in den Steuereingängen a oder b statt. Eine weitere Erhöhung des Steuerdruckes beeinflußt nicht mehr das Wegeventil 40, sondern nur noch die Strömungsquerschnitte der Meßblenden 25 und 30.
Bei einer anderen Ausführung können die Bewegungen der Ventil¬ kolben der Ventile 40 und 31 auch parallel erfolgen. Auf diese Weise kann der vom Verbraucher 19 kommende Rückölfluß durch Steuerkanten im Wegeventil gesteuert werden, um z.B. eine lang¬ same Senkbewegung zu erzeugen. Auf der Zulaufseite sollte der Strömungsquerschnitt im Wegeventil 40 in jedem Fall größer sein als der addierte Strömungsquerschnitt an den Meßblenden 25 und 30, um Energieverluste zu vermeiden.
Bei dem vorrangig zu bedienenden hydraulischen Verbraucher 19 handelt es sich vorzugsweise um ein an die Ausrüstung eines Bag¬ gers anstelle eines Löffels angebautes Zusatzgerät wie z.B. ei¬ nen hydraulischen Hammer oder eine hydraulische Schere. Mit dem weiteren hydraulischen Verbraucher 20 können Hilfsbewegungen am Hammer oder an der Schere, z.B. Drehbewegungen ausgeführt wer¬ den, für die nur ein geringer Druckmittelbedarf besteht und die meist auch dann stattfinden, wenn der hydraulische Verbraucher 19 keinen Druckmittelbedarf hat. Der hydraulische Verbraucher 20 wird deshalb allein über den Primärausgang 15 des ersten Priori- tatsventils 14 mit Druckmittel versorgt. Zu diesem Zwecke ist in eine vom Primärausgang 15 des Prioritätsventils 14 zu einem wei¬ teren 4/3-Wegeventil 45 führende Leitung eine Konstantmeßblende 46 eingefügt. Das Wegeventil 45 ist durch Federkraft in einer Mittelstellung zentriert und elektromagnetisch in eine erste oder eine zweite ArbeitsStellung verstellbar. In der Mittelstel- lung des Wegeventils 45 ist die Leitung, in der sich die Me߬ blende 46 befindet, abgesperrt. Die beiden Verbraucherausgänge des Wegeventils 45 sind zur Tankleitung 42 hin entlastet. In je¬ de Verbraucherleitung, die vom Wegeventil 45 zum hydraulischen Verbraucher 20 führt, ist ein hydraulisch entsperrbares Rück¬ schlagventil 47 eingefügt. Die Entsperrung eines Rückschlagven¬ tils 47 der einen Verbraucherleitung erfolgt jeweils über den Druck in der anderen Verbraucherleitung. Zwischen dem Wegeventil 45 und den Rückschlagventilen 47 wird der jeweils höchste in den beiden Verbraucherleitungen herrschende Druck über ein Wechsel¬ ventil 48 abgegriffen, dessen Ausgang mit einem Eingang des Wechselventils 33 verbunden ist. Die Wechselventile 33 und 48 wählen also den höchsten der in der Druckleitung 26 und in den Verbraucheranschlüssen des Wegeventils 45 herrschenden Drücke aus und geben ihn auf eine Wirkfläche am Regelkolben 17 des
Prioritätsventils 14. In der Mittelstellung eines Wegeventils 40 bzw. 45 wird kein Lastdruck des entsprechenden hydraulischen Verbrauchers 19 oder 20 gemeldet, da die Druckleitung 26 bzw. die Abschnitte der Verbraucherleitungen zwischen dem Rückschlag- ventil 47 und dem Wegeventil 45 zur Tankleitung 42 hin entlastet sind.
Über den Sekundärausgang 16 des Prioritätsventils 14 wird ein hydraulisches Teilsystem 50 mit Druckmittel versorgt, das einen oder mehrere nachrangige hydraulische Verbraucher 51 sowie zuge- ordnete Ventile aufweist. Getrennt vom Teilsystem 50 wird über den Sekundärausgang 16 des Prioritätsventils 28 ein hydrauli¬ sches Teilsystem 52 mit Druckmittel versorgt, das einen oder mehrere nachrangige hydraulische Verbraucher 53 sowie zugeordne¬ te Ventile besitzt.
In den in der Figur 1 gezeigten Stellungen des Stromventils 31 und des Wegeventils 40 sowie des Wegeventils 45 haben die vor¬ rangigen Verbraucher 19 und 20 keinen Druckmittelbedarf. Die Re¬ gelkolben der Prioritätsventile 14 und 28 sind federseitig vom Tankdruck beaufschlagt. Am Primärausgang 15 der Prioritätsventi- le baut sich somit ein den Druckfedern 18 entsprechender Druck auf, von dem die Prioritätsventile von der in Figur 1 gezeigten Stellung in die andere Stellung verstellt werden, in der ihr Eingang 13 mit dem Sekundärausgang 16 verbunden ist. Die gesamte von den Hydropumpen 11 und 27 geförderte Druckmittelmenge fließt also den hydraulischen Teilsystemen 50 und 52 zu. Wird nun das Wegeventil 40 und mit ihm das Stromventil 31 betätigt, so wird der in der Druckleitung 26 anstehende Lastdruck des hydrauli¬ schen Verbrauchers 19 federseitig auf Wirkflächen der Regelkol¬ ben 17 der Prioritätsventile 14 und 28 gegeben. Die Prioritäts- ventile 14 und 28 regeln nun durch Verkleinern des Strömungs¬ querschnitts zwischen ihrem Eingang 13 und ihrem Sekundärausgang 16 und durch Vergrößern des Öffnungsquerschnitts zwischen ihrem Eingang 13 und ihrem Primärausgang 15 an letzterem einen Druck ein, der um die Kraft der jeweiligen Feder 18 über dem Lastdruck des hydraulischen Verbrauchers 19 liegt. Über die Meßblenden 25 und 30 besteht somit eine konstante Druckdifferenz, so daß die dem vorrangigen hydraulischen Verbraucher 19 zufließende Druck¬ mittelmenge durch eine Veränderung des Strömungsquerschnitts an den Meßblenden 25 und 30 wie gewünscht eingestellt werden kann.
Wird nur das Wegeventil 45 betätigt, so wird der Lastdruck des hydraulischen Verbrauchers 20 federseitig an das Prioritätsven¬ til 14 gemeldet. Der Regelkolben 17 dieses Prioritätsventils sucht wiederum sein Kräftegleichgewicht und stellt die Öffnungs¬ querschnitte zwischen dem Eingang 13 sowie den Ausgängen 15 und 16 des Ventils so ein, daß am Primärausgang 15 ein um die Kraft der Druckfeder 18 über dem gemeldeten Lastdruck liegender Druck ansteht. Über die Meßblende 46 herrscht also immer der gleiche Druckabfall, so daß dem hydraulischen Verbraucher 20 eine kon¬ stante Druckmittelmenge zufließt.
Werden ausnahmsweise beide Wegeventile 40 und 45 betätigt, so wird der höchste am Verbraucher 19 oder am Verbraucher 20 auf¬ tretende Lastdruck an das Prioritätsventil 14 gemeldet. Ist der Lastdruck des Verbrauchers 19 höher als der Lastdruck des Ver¬ brauchers 20 so ist der Druckabfall über die Meßblende 46 größer als bei einer isolierten Betätigung des Wegeventils 45 und dem hydraulischen Verbraucher 20 fließt mehr Druckmittelmenge zu. Ist umgekehrt der Lastdruck des hydraulischen Verbrauchers 20 höher als derjenige des hydraulischen Verbrauchers 19, so wird der Druckabfall über die Meßblende 25 größer als er der Kraft der Druckfeder 18 des Prioritätsventils 14 entspricht, und dem hydraulischen Verbraucher 19 wird mehr Druckmittelmenge zuge¬ führt als bei einer isolierten Betätigung des Wegeventils 40.
Bei der hydraulischen Steuervorrichtung nach Figur 1 sind die beiden Hydropumpen 11 und 27 Konstantpumpen. Die Teilsysteme 50 und 52 enthalten allgemein bekannte 6-Wege-Steuerventile, die einen Umlaufkanal aufweisen, durch den von den Hydropumpen in die Teilsysteme fließendes Druckmittel zum Tank abfließen kann. Von der hydraulischen Steuereinrichtung nach Figur 1 unterschei¬ det sich die hydraulische Steuereinrichtung nach Figur 2 nur da- durch, daß die Teilsysteme 50 und 52 mit den nachrangigen hy¬ draulischen Verbrauchern Load-sensing-Steuerventile enthalten und die erste Hydropumpe 11 und die zweite Hydropumpe 27 load- sensing-geregelte Verstellpumpen sind. Dem Load-sensing-Regler 60 einer Hydropumpe wird also jeweils der höchste Lastdruck der von der entsprechenden Hydropumpe mit Druckmittel zu versorgen¬ den hydraulischen Verbraucher zugeführt. Dazu wird für die Hy¬ dropumpe 11 ein Wechselventil 61 verwendet, das den höchsten Lastdruck des hydraulischen Teilsystems 50 mit dem federseitig am Prioritätsventil 14 wirkenden Lastdruck vergleicht und den höheren Lastdruck an den Load-sensing-Regler 60 meldet. Für die Hydropumpe 27 vergleicht ein Wechselventil 61 den höchsten Lastdruck des Teilsystems 52 mit dem federseitig des Prioritäts¬ ventils 28 wirkenden Lastdruck des vorrangigen hydraulischen Verbrauchers 19 und meldet den jeweils höheren Druck an den Load-sensing-Regler 60 der Hydropumpe 27.
Es ist auch möglich, daß die eine Hydropumpe eine Verstellpumpe und die andere Hydropumpe eine Konstantpumpe ist.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Steuervorrichtung zur Druckmittelversor¬ gung mehrerer hydraulischer Verbraucher (19, 20, 51, 53) mit ei¬ ner ersten Druckmittelquelle (11; 27) und einem dieser zugeord- neten, ersten Prioritätsventil (14; 28), über dessen Primäraus¬ gang (15) von der ersten Druckmittelquelle (11; 27) zufließendes Druckmittel einem vorrangigen hydraulischen Verbraucher (19) und über dessen Sekundärausgang (16) von der ersten Druckmittelquel¬ le (11; 27) zufließendes Druckmittel einem ersten nachrangigen hydraulischen Verbraucher (51; 53) zuführbar ist, und mit einer zweiten Druckmittelquelle (27; 11) und einem dieser zugeordne¬ ten, zweiten Prioritätsventil (28; 14), über dessen Primäraus¬ gang (15) von der zweiten Druckmittelquelle (27; 11) zufließen¬ des Druckmittel ebenfalls dem vorrangigen hydraulischen Verbrau- eher (19) und über dessen Sekundärausgang (16) von der zweiten Druckmittelquelle (27; 11) zufließendes Druckmittel einem zwei¬ ten nachrangigen hydraulischen Verbraucher (53; 51) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Primärausgang (15) des er¬ sten Prioritätsventils (14; 28) eine erste Meßblende (25; 30), über die vom ersten Prioritätsventil (14; 28) eine konstante Druckdifferenz einregelbar ist, und dem Primärausgang (15) des zweiten Prioritätsventils (28; 14) eine zweite Meßblende (30; 25), über die vom zweiten Prioritätsventil (28; 14) eine kon¬ stante Druckdifferenz einregelbar ist, nachgeordnet ist und daß die beiden über die Meßblenden (25, 30) fließenden Druckmittel¬ ströme stromab der Meßblenden (25, 30) zusammenführbar sind.
2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßblende (25; 30) und die zweite Meßblende (30; 25) zwangsgekoppelt gemeinsam miteinander ver- stellbar sind.
3. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Meßblende (25; 30) und der zweiten Meßblende (30; 25) einerseits und dem vor- rangigen hydraulischen Verbraucher (19) andererseits ein Wege¬ ventil (40) angeordnet ist.
4. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden über die erste Meßblende (25; 30) und über die zweite Meßblende (30; 25) führenden Strömungspfade zwischen diesen Meßblenden (25, 30) und dem Wegeventil (40) zu¬ sammengeführt sind.
5. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (40) und die Meßblen- den (25, 30) durch ein gemeinsames Steuersignal verstellbar sind, wobei zuerst am Wegeventil (40) und danach an den Meßblen¬ den (25, 30) ein Strömungspfad geöffnet wird.
6. Hydraulische Steuervorrichtung nach einem vorhergehen¬ den Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckmittelversor- gung eines zweiten vorrangigen hydraulischen Verbrauchers (20) mit einem geringen Druckmittelbedarf an den Primärausgang (15) des einen Prioritätsventils (14) eine dritte Meßblende (46) an¬ geschlossen ist, wobei vom Prioritätsventil (14) an seinem Pri¬ märausgang (15) ein um eine Regeldruckdifferenz über dem höheren der beiden Lastdrücke der beiden vorrangigen Verbraucher (19, 20) liegender Druck einstellbar ist.
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