WO1999009323A1 - Hydraulic system with a differential cylinder and a quick operating valve and a quick operating valve for said hydraulic system - Google Patents

Hydraulic system with a differential cylinder and a quick operating valve and a quick operating valve for said hydraulic system Download PDF

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WO1999009323A1
WO1999009323A1 PCT/EP1998/003236 EP9803236W WO9909323A1 WO 1999009323 A1 WO1999009323 A1 WO 1999009323A1 EP 9803236 W EP9803236 W EP 9803236W WO 9909323 A1 WO9909323 A1 WO 9909323A1
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pressure chamber
piston rod
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PCT/EP1998/003236
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Armin Stellwagen
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Mannesmann Rexroth Ag
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    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
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    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
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    • F15B2211/50563—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
    • F15B2211/50581—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using counterbalance valves

Definitions

  • Hydraulic system with a differential cylinder and a rapid traverse valve and rapid traverse valve for such a hydraulic system
  • the invention is based on a hydraulic system which, according to the preamble of claim 1, has a differential cylinder, a directional control valve, a rapid traverse valve and a pressure limiting valve for securing the pressure of a pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
  • From DE 24 02 112 C2 is a hydraulic system with a differential cylinder which has a piston rod and a piston which separates a pressure chamber on the piston rod side and a pressure chamber on the piston rod side, with a directional control valve with two consumer connections, via which the two pressure chambers of the differential cylinder alternately with a pressure medium source and can be connected to a tank, and are known with a rapid traverse valve which has three connections.
  • One of these connections is. connected to the piston rod-side pressure chamber and a second of these connections to the piston rod-side pressure chamber of the hydraulic cylinder.
  • the third connection is connected to a consumer connection of the directional control valve, via which pressure medium can be supplied by a pump from the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
  • a control spool of the rapid traverse valve is centered by two springs in a central position in which all three connections are blocked against each other.
  • the control piston In the sense of a connection of the first connection to the second connection, the control piston is acted upon by the pressure which prevails in the pressure chamber of the differential cylinder on the side away from the piston rod.
  • the control piston of the rapid traverse valve In the opposite direction and in the sense of a connection of the first connection to the third connection, the control piston of the rapid traverse valve is acted upon by the pressure which is present in the connection between the third connection and the already Speaking consumer connection of the directional valve is pending.
  • the directional control valve When the piston rod is extended, the directional control valve is switched in such a way that the pressure medium conveyed by a hydraulic pump flows into the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
  • the rapid traverse valve acts as a brake valve. Its control piston is adjusted in the direction of the middle position and throttles the outflow of pressure medium from the pressure chamber on the piston rod side. In the pressure chamber on the piston rod side, such a pressure is established that the force generated by it on the control piston of the rapid traverse valve corresponds to the counterforce exerted by a compression spring.
  • a hydraulic system with all the features from the preamble of claim 1 is known from DE 39 15 919 AI.
  • the piston rod of the differential tialzylinders extended in a creep speed if you leave the rapid traverse valve in a rest position and controls the differential cylinder with the directional control valve.
  • pressure medium conveyed by a hydraulic pump then flows to the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, while the pressure medium displaced from the pressure chamber on the piston rod side flows off to a tank via the directional valve.
  • the rapid traverse valve is actuated for rapid traverse of the differential cylinder.
  • a pressure connection to which pressure medium conveyed by the hydraulic pump can be supplied in parallel with the directional valve, becomes a first consumer connection, which is connected to the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, and a second consumer connection, which is connected to the pressure chamber of the differential cylinder away from the piston rod , connected with each other.
  • the pressure medium displaced from the pressure chamber side of the piston rod is now also fed directly to the pressure chamber on the piston rod side.
  • Both pressure chambers of the differential cylinder are protected with a pressure relief valve, which is set to a pressure in the range of 250 bar.
  • the known hydraulic system works flawlessly, even if in rapid traverse, in which only the cross-sectional area of the piston rod is available to support a load acting against the extension of the piston rod, the pressure in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side is not greater than the maximum pressure set on the corresponding pressure relief valve have to be. If the rapid traverse valve is actuated when the load is large and already raised, there is a risk that the load will fall.
  • the invention is therefore based on the endeavor to provide a hydraulic system with the features from the preamble of the Proverb 1 to develop so that regardless of the size of the load that is moved with the differential cylinder and counteracts the extension of the piston rod, the arbitrary actuation of the rapid traverse valve is possible without endangering people and without the risk of damage to the machine.
  • this aim is achieved according to the invention by a check valve which is arranged in the connection between the two pressure chambers of the differential cylinder which can be established via the rapid traverse valve and which blocks from the piston rod-side pressure chamber to the piston rod-side pressure chamber.
  • the invention is based on the consideration that in
  • rapid traverse on the other hand, the same pressure is present in both pressure chambers, so that the piston surface is pressure-equalized up to the cross-section of the piston rod and the pressure in the pressure-rod-side pressure chamber can only support the load on a surface that corresponds to the cross-section of the piston rod.
  • the pressure in rapid traverse must be three times as high as in creep speed in order to support the same load.
  • Claims 3 and 4 relate to how the check valve can be accommodated in a simple manner and inserted into the pressure medium paths.
  • a particularly preferred embodiment of a hydraulic system contains claim 5. This embodiment is particularly favorable if a load change occurs on the differential cylinder during extension of the piston rod, that is if the load has to be pushed over part of the way by pressure in the pressure chamber on the piston rod side and pull the piston rod and piston out of the differential cylinder housing on another part of the way.
  • a brake valve is provided, through which the pressure medium displaced from the piston rod-side pressure chamber can flow off to the tank and which is acted upon by a spring in the sense of opening a cross-section from the pressure prevailing in the piston rod-side pressure chamber and in the sense of closing the cross-section .
  • the brake valve only allows so much pressure medium to flow out of the piston rod-side pressure chamber that a pressure equivalent to the force of the spring is maintained in the piston rod-side pressure chamber.
  • the spring on the brake valve is now set so that its force equivalent pressure is greater than the pressure that is equivalent to the force of a spring that acts on the valve member of the rapid traverse valve in the sense of the connection of the piston rod-side pressure chamber with the brake valve. Then, in rapid traverse and with pulling load, the spring of the rapid traverse valve determines the pressure in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, so that the brake valve is closed and the load change has no influence has the rapid traverse.
  • a hydraulic system according to claim 5 can be used with advantages even without the features from the preceding claims.
  • the invention also relates to a rapid traverse valve for use in a hydraulic system with a differential cylinder and with the possibility of extending the piston rod of the differential cylinder in a creep speed or in a rapid traverse.
  • the input valve contains in the connection between a first connection, which is provided for connection to a piston rod-side pressure chamber of the differential cylinder, and a second connection, which is provided for connection to a piston rod-side pressure chamber of the differential cylinder, and which by a into a Ven - Tilbohrung the housing movable valve member is open and closed, a check valve that blocks from the first port to the second port. This reliably prevents a load from falling.
  • the closing member of the check valve is arranged in the valve member designed as a hollow piston. No additional installation space is therefore required.
  • the embodiment according to claim 8 is particularly advantageous because the rapid traverse valve can be switched over without generating a pressure peak or a pressure drop in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
  • FIG. 1 shows the hydraulic circuit diagram of the first embodiment.
  • Example in which the inflow of pressure medium from a hydraulic pump into the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side occurs both in rapid and creep speed via a directional control valve
  • Figure 2 shows a section through a rapid speed valve, as it is except for a slight change in the pilot control during execution is used according to Figure 1
  • Figure 3 shows the hydraulic circuit diagram of a second embodiment of a hydraulic system according to the invention.
  • a constant pump 10 draws pressure medium from a tank 11 and discharges it into an inlet line 12, which leads to a control block 13 and runs through a plurality of valve disks from which the control block is composed.
  • the feed line 12 enters the control block 13 at an input disk 14.
  • a directional valve disk 15 with a directional valve 16 and with a pressure compensator 17 for actuating one or two differential cylinders 18 connected in parallel to one another.
  • a disk the housing 19 of a rapid traverse valve 20, depending on the position of which the differential cylinder 18 is actuated in a creep speed or in a rapid traverse.
  • another disk 21 with valves for the control oil supply to the electrohydraulically actuated directional valve 16.
  • the input disk 14 contains a bypass pressure compensator 25, the outlet of which is connected to a tank line 26 passing through the disks.
  • the regulating piston 27 of the pressure compensator 25 is acted upon in the opening direction by the pressure in the feed line 12, which likewise passes through all the disks, and in the closing direction by a compression spring 28 and by the load pressure of the differential cylinder 18. It allows just enough of the pressure medium conveyed by the constant pump 10 to flow from the inlet line 12 into the tank line 26 that the pressure in the inlet line 12 is reduced by one of the forces of the compression spring 28 equivalent pressure difference is above the load pressure acting on the control piston 27 in the closing direction.
  • the pressure compensator 25 is connected to a so-called load reporting line 30.
  • the pressure acting on the control piston in the “closing” direction is limited to a maximum value by a pressure limiting valve 31, so that the pressure in the feed line 12 is also limited.
  • the directional control valve 16 has, as working connections, a pressure connection 31, upstream of which the pressure compensator 17 is connected, a tank connection 32, which is connected to the tank line, a consumer connection 33, from which channels 34 and 35 in the disks 15 and 19 and a line 36 lead to a pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 remote from the piston rod, and a consumer connection 38 which is connected to a connection 39 of the rapid traverse valve 20.
  • the directional control valve 16 also has a load-sensing chamber 40 which is connected to the tank connection 32 in the central position of the directional control valve piston 22 and to the consumer connection 33 and the consumer connection 38 via a nozzle 41 in a lateral working position of the directional control valve piston.
  • the load pressure present in the load-sensing chamber 40 acts together with a compression spring 42 in the opening direction on the control piston of the pressure compensator 17, while the pressure upstream of a measuring orifice 43 of the directional control valve which is open in a lateral working position acts on the control piston in the closing direction.
  • the load pressure passes from the load reporting chamber 40 into the load reporting line 30 and from there to the bypass pressure compensator 25 and to the pressure limiting valve 31.
  • a brake valve 44 or 45 is also integrated in the directional control valve 16, which is located in the discharge flow path from a consumer connection 33 or 38 to the tank connection 32 of the directional control valve 16.
  • the brake valve 44 is in the opening direction by the pressure in the consumer port 38 and the brake valve 45 in the opening direction of pressure from the pressure in the consumer port 33.
  • a compression spring 46 acts in the closing direction of the brake valves 44 and 45, the force of which is equivalent to a pressure of, for example, 30 bar in the consumer connections.
  • the directional control valve piston 22 is spring-centered in a central position, in which all work connections are shut off from one another. With the help of electromagnetically actuated pilot valves 47 and 48, it can be adjusted into a working position in opposite directions.
  • the pilot valves 47 and 48 are switching valves in the exemplary embodiment, so that the directional valve piston 22 assumes a single working position in each direction.
  • electrohydraulically proportionally adjustable pressure reducing valves can also be used as pilot valves, so that a proportional adjustment of the directional valve piston 22 and a proportional opening of the measuring orifices 43 is possible.
  • design of a directional valve disc 15 reference is expressly made here to the applicant's older German patent application 196 51 967.5.
  • two pressure relief valves 55 and 56 are also installed, of which the pressure relief valve 55 is connected with its input to the consumer connection 33 and the pressure relief valve 56 with its input to the consumer connection 38. Both pressure relief valves have a maximum pressure of e.g. 250 bar set.
  • the housing 19 of the rapid traverse valve 20 has a first outer connection 60, from which the line 36 leads to the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 on the piston rod side, and a second outer connection 61, from which a line 62 is connected to the pressure chamber 63 of the differential cylinder 18 on the piston rod side.
  • the third connection 39 is an internal connection which is formed by a channel which starts from a side face of the housing 19 which bears against the directional valve disk 15.
  • a valve bore 64 passes through the housing 19 and is surrounded by three axially spaced control chambers 65, 66 and 67.
  • the control chamber 65 is connected to the external connection 60 via a slightly inclined bore 68 and to the channel 34 of the directional valve disc 15 via a bore 69 running perpendicular to the cutting plane.
  • the control chamber 66 is connected to the external connection 61 via a bore 70.
  • the channel 39 which is regarded as the third, but internal connection of the rapid traverse valve 20, opens into the third control chamber 67.
  • a control piston 75 is axially displaceable in the valve bore 64 and is acted upon by a helical compression spring 76 located in a spring chamber 79 in the direction of an end position in which the two control chambers 66 and 67 are connected to one another in a wide open manner via an annular groove 77 in the control piston 75 are.
  • the force that can be exerted by the helical compression spring 76 is adjustable.
  • the spring chamber 79, in which the helical compression spring 76 is located, is also connected to the external connection 60 via a nozzle 80.
  • a 2/2-way pilot valve 81 is connected to the spring chamber 79, which assumes a blocking position under the action of a compression spring and can be brought into a passage position by actuating an electromagnet 82, in which the spring chamber 79 is relieved towards the tank line 26 .
  • the spring chamber 79 is permanently connected to the tank line 26.
  • the pressure chamber 78 is connected to the tank line 26 via the nozzle 80 and can be acted upon with the pressure prevailing in the external connection 60 by means of the pilot valve 81.
  • the control piston 75 is opposed by the pressure prevailing in the pressure chamber 78 against the force of the screw compression spring 76 loaded. This is set so that a pressure of about 10 bar is sufficient to move the control piston 75 against the spring.
  • This pressure is less than the pressure which is necessary for adjusting the brake valve 45 against the compression spring 46.
  • the control piston 75 is partially designed as a hollow piston, into which a blind hole 83 is made, from the end facing away from the spring 76, which ends at a certain distance in front of the annular groove 77.
  • a first connection between the blind hole and the outside of the control piston 75 is established by a first star of four radial bores 84 near the end of the blind hole 83, which is otherwise sealed by a screw plug 89.
  • a second connection between the blind hole and the outside of the control piston is formed at a greater distance from the end of the blind hole by a second star of radial bores 85.
  • the radial bores 84 are through a housing web between the two
  • Control chambers 65 and 66 are closed, while the radial bores 85 are open towards the control chamber 65.
  • the blind hole 83 tapers conically and there forms a seat for the closing element 86 of a check valve 87.
  • the closing element is moved towards its seat by a weak compression spring 88, which closes the blind hole between it and the blind hole Locking screw 89 is clamped, and the pressure that prevails in the control chamber 65 and is guided via a small transverse bore 90 and an axial bore 91 in the closing member into the spring chamber receiving the compression spring 88.
  • the axial distance between the radial bores 84 and the control chamber 66 is smaller than the axial distance between the one end wall of the annular groove 77 and the housing web between the two control chambers 66 and 67, so that the radial Dial bores 84 are opened to the control chamber 66 rather than it is closed to the control chamber 67.
  • Differential cylinder 18 is displaced.
  • the pressure in the pressure chamber 37 therefore does not rise, so that the pressure relief valve 55 does not respond even under high loads. Only a small amount of control oil flows out of the pressure chamber 37 via the nozzle 80 and the pilot valve 81 into the tank line 26, so that the
  • the rapid traverse valve becomes by switching the pilot valve 81 into its second position brought, in which the radial bores 84 are open to the outer connection 61, the pressure in the pressure chamber 63 rises during the further movement of the piston 9 until it is slightly above the pressure in the pressure chamber 37. He is then able to open the check valve 87 so that the pressure medium which is displaced from the pressure chamber 63 can flow directly into the pressure chamber 37 via the rapid traverse valve 20. However, the entire pressure level has now increased significantly.
  • the effective effective area for the pressure in the pressure chamber 37 is now only the cross-sectional area of the piston rod 8.
  • the pressure for moving the same load as in creep speed is now three times higher necessary.
  • the piston rod 8 is now extended in rapid traverse. Changes the direction of the load by the load so that it now tries to pull the piston rod 8 out of the housing of the differential cylinder 18, the pressure in the pressure chamber 37 and thus also at the external connection 60 and in the pressure chamber 78 of the rapid traverse valve 20 drops.
  • the spring 76 is now able to move the control piston 75 of the rapid traverse valve in the direction of its end position shown in FIG.
  • the pressure of 10 bar in the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 is not capable of braking valve 45 against the force of compression spring 46, which is only overcome by a pressure in the range of 30 bar. to open. This means that the rapid traverse is retained even after a load change.
  • the pilot valves 48 and 81 can be electrically locked so that the pilot valve 81 cannot be actuated when the pilot valve 48 is actuated. Then the load is prevented from falling when the piston rod is retracted and a negative load that the piston rod attempts to insert.
  • the hydraulic system according to FIG. 3 is based on a throttle control rather than a load-sensing control. It points accordingly, a 6-way valve 95 with a circulation channel 96, which passes through the entire control block 13.
  • this directional valve like the directional valve according to FIG. 1, has a pressure connection 31, a tank connection 32 and a consumer connection 33, which is connected directly to the pressure chamber 37 of a differential cylinder 18 on the piston rod side, and a consumer connection 38, which is connected directly to the piston rod side Pressure chamber 63 of the differential cylinder 18 is connected.
  • the pressure connection 31 is connected to an inlet line 12 which is led through the control block 13, while the tank connection 32 is connected to a tank line which leads through the control block 13 26 stands.
  • a rapid traverse valve 97 has a pressure connection 31, a tank connection 32 and a consumer connection 33 and a consumer connection 38.
  • the pressure connection 31 is connected to the feed line 12, the tank connection 32 to the tank line 26 and the consumer connection 33 to the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 connected.
  • a non-return valve 87 is arranged, which opens to the consumer port 38 of the rapid traverse valve 97.
  • the rapid traverse valve assumes a rest position in which the circulation channel 96 to the tank line 26 is open and the four connections 31, 32, 33 and 38 are shut off from one another.
  • the rapid traverse valve can be brought into a second position by electrohydraulic actuation, in which the two consumer connections 33 and 38 and the pressure connection 31 are internally connected to one another.
  • the check valve 87 prevents the load from falling.
  • the pressure in the pressure chamber 63 is not exactly as large as the pressure in the pressure chamber 37 due to the check valve 87, but in turn assumes a value that it generates a force on the annular surface of the piston 9 facing the pressure chamber 63, which together with the load of the Compressive force maintains the equilibrium that the pressure of 250 bar prevailing in the pressure chamber 37 generates on the piston surface.

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Abstract

The invention concerns a hydraulic system comprising a differential cylinder (18) with a piston rod (8) and piston (9). Said piston separates the area of the pressure chamber (63) above the piston from the area of the pressure chamber (37) located below the piston. The hydraulic system also contains a directional control valve (16) with two consumer connections (33,38) which can be connected to a pressure medium source (10) and a tank (11) via both pressure chambers (37,63) of the differential cylinder. An arbitrarily operable quick operating valve (20) can be connected to the area of the pressure chamber located below the piston of the differential cylinder via the area of the pressure chamber above the piston which is independent of the directional control valve (16). Further components of said hydraulic system include a pressure limitation valve (55) to protect the area of the pressure chamber located under the piston. According to the invention, a load drop during the operation of the quick operating valve in a rest position or in a working position of the directional control valve, in which pressure medium from the pressure medium source carried to the area of the pressure chamber under the differential cylinder, is prohibited by a check valve (87). Said check valve is arranged by means of the connection created by the quick operating valve between both pressure chambers of the differential cylinder and blocks the area of the pressure chamber below the piston from the area of the pressure chamber above the piston. The inventive quick operating valve is characterized in that the check valve is integrated within.

Description

Beschreibungdescription
Hydraulisches System mit einem Differentialzylinder und einem Eilgangventil sowie Eilgangventil für ein solches hydraulisches SystemHydraulic system with a differential cylinder and a rapid traverse valve and rapid traverse valve for such a hydraulic system
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen System, das gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Differentilzylinder, ein Wegeventil, ein Eilgangventil und ein Druckbegrenzungsven- til zur Druckabsicherung eines kolbenstangenabseitigen Druckraums des Differentialzylinder aufweist.The invention is based on a hydraulic system which, according to the preamble of claim 1, has a differential cylinder, a directional control valve, a rapid traverse valve and a pressure limiting valve for securing the pressure of a pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
Aus der DE 24 02 112 C2 ist ein hydraulisches System mit einem Differentialzylinder, der eine Kolbenstange und einen Kolben aufweist, der einen kolbenstangenseitigen Druckraum und einen kolbenstangenabseitigen Druckraum voneinander trennt, mit einem Wegeventil mit zwei Verbraucheranschlüssen, über die die beiden Druckräume des Differentialzylinders wechselweise mit einer Druckmittelquelle und mit einem Tank verbindbar sind, und mit einem Eilgangventil bekannt, das drei Anschlüsse aufweist. Einer dieser Anschlüssse ist. mit dem kolbenstangenseitigen Druckraum und ein zweiter dieser Anschlüsse mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Hydrozylinders verbunden. Der dritte Anschluß steht in Verbindung mit einem Verbraucheranschluß des Wegeventils , über den Druckmittel von einer Pumpe aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum des Differentialzylinders zugeführt werden kann. Ein Steuerschieber des Eilgangventils ist durch zwei Federn in einer Mittelstellung zentriert, in der alle drei Anschlüsse gegeneinander abgesperrt sind. Der Steuer- kolben wird im Sinne einer Verbindung des ersten Anschlusses mit dem zweiten Anschluß von dem Druck beaufschlagt, der im kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders herrscht. In Gegenrichtung und im Sinne einer Verbindung des ersten Anschlusses mit dem dritten Anschluß wird der Steuerkol- ben des Eilgangventils von dem Druck beaufschlagt, der in der Verbindung zwischen dem dritten Anschluß und dem schon ange- sprochenen Verbraucheranschluß des Wegeventils ansteht. Beim Ausfahren der Kolbenstange wird das Wegeventil so geschaltet, daß über dieses von einer Hydropumpe gefördertes Druckmittel dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders zufließt. Bei positiver Last, d.h. bei einer Last, die dem Ausfahren der Kolbenstange eine Kraft entgegensetzt, baut sich in dem Druckraum ein Druck auf, der den Steuerkolben des Eilgangventils im Sinne einer Verbindung von dessen ersten Anschluß mit dem zweiten Anschluß verstellt . Das aus dem kolbenstangen- seitigen Druckraum des Differentialzylinders verdrängte Druckmittel fließt nun über das Eilgangventil direkt in den kolbenstangenabseitigen Druckraum.From DE 24 02 112 C2 is a hydraulic system with a differential cylinder which has a piston rod and a piston which separates a pressure chamber on the piston rod side and a pressure chamber on the piston rod side, with a directional control valve with two consumer connections, via which the two pressure chambers of the differential cylinder alternately with a pressure medium source and can be connected to a tank, and are known with a rapid traverse valve which has three connections. One of these connections is. connected to the piston rod-side pressure chamber and a second of these connections to the piston rod-side pressure chamber of the hydraulic cylinder. The third connection is connected to a consumer connection of the directional control valve, via which pressure medium can be supplied by a pump from the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side. A control spool of the rapid traverse valve is centered by two springs in a central position in which all three connections are blocked against each other. In the sense of a connection of the first connection to the second connection, the control piston is acted upon by the pressure which prevails in the pressure chamber of the differential cylinder on the side away from the piston rod. In the opposite direction and in the sense of a connection of the first connection to the third connection, the control piston of the rapid traverse valve is acted upon by the pressure which is present in the connection between the third connection and the already Speaking consumer connection of the directional valve is pending. When the piston rod is extended, the directional control valve is switched in such a way that the pressure medium conveyed by a hydraulic pump flows into the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side. With a positive load, ie a load that opposes the extension of the piston rod, a pressure builds up in the pressure chamber, which adjusts the control piston of the rapid traverse valve in the sense of a connection between its first connection and the second connection. The pressure medium displaced from the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side now flows via the rapid traverse valve directly into the pressure chamber on the piston rod side.
Sollte beim Ausfahren der Kolbenstange ein Lastwechsel statt- finden und die Last das Ausfahren unterstützen, so wirkt das Eilgangventil als Bremsventil. Sein Steuerkolben wird in Richtung Mittelstellung verstellt und drosselt den Abfluß von Druckmittel aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum an. Im kolbenstangenabseitigen Druckraum stellt sich ein solcher Druck ein, daß die von ihm am Steuerkolben des Eilgangventils erzeugte Kraft der von einer Druckfeder ausgeübten Gegenkraft entspricht.If there is a load change when the piston rod is extended and the load supports the extension, the rapid traverse valve acts as a brake valve. Its control piston is adjusted in the direction of the middle position and throttles the outflow of pressure medium from the pressure chamber on the piston rod side. In the pressure chamber on the piston rod side, such a pressure is established that the force generated by it on the control piston of the rapid traverse valve corresponds to the counterforce exerted by a compression spring.
Bei dem aus der DE 24 02 112 C2 bekannten hydraulischen System wird bei jedem Ausfahren der Kolbenstange des Differentialzylinders dessen kolbenstangenseitiger Druckraum über das Eilgangventil mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum verbunden. Es liegt also immer Eilgangschaltung vor, so daß beim Ausfahren nur der Querschnitt der Kolbenstange als Wirkfläche für den Druck zur Verfügung steht und deshalb nur entsprechend kleine Lasten bewegt werden können. Außerdem ist die Feinsteuerung der Geschwindigkeit mithilfe des Wegeventils erschwert.In the hydraulic system known from DE 24 02 112 C2, each time the piston rod of the differential cylinder is extended, its pressure chamber on the piston rod side is connected to the pressure chamber on the piston rod side via the rapid traverse valve. So there is always rapid traverse, so that only the cross-section of the piston rod is available as an active surface for the pressure when extending and therefore only correspondingly small loads can be moved. In addition, fine control of the speed using the directional control valve is difficult.
Ein hydraulisches System mit allen Merkmalen aus dem Oberbe- griff des Anspruchs 1 ist aus der DE 39 15 919 AI bekannt. Bei diesem hydraulischen System wird die Kolbenstange des Differen- tialzylinders in einem Schleichgang ausgefahren, wenn man das Eilgangventil in einer Ruhestellung beläßt und den Differentialzylinder mit dem Wegeventil ansteuert. Über dieses Wegeventil fließt dann dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Dif- ferentialzylinders von einer Hydropumpe gefördertes Druckmittel zu, während das aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum verdrängte Druckmittel über das Wegeventil zu einem Tank abfließt.A hydraulic system with all the features from the preamble of claim 1 is known from DE 39 15 919 AI. In this hydraulic system, the piston rod of the differential tialzylinders extended in a creep speed if you leave the rapid traverse valve in a rest position and controls the differential cylinder with the directional control valve. Via this directional valve, pressure medium conveyed by a hydraulic pump then flows to the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, while the pressure medium displaced from the pressure chamber on the piston rod side flows off to a tank via the directional valve.
Für einen Eilgang des Differentialzylinders wird das Eilgang- ventil betätigt. Durch eine solche Betätigung werden ein Druckanschluß, dem parallel zum Wegeventil von der Hydropumpe gefördertes Druckmittel zuführbar ist, ein erster Verbraucheranschluß, der mit dem kolbenstangenseitigen Druckraum des Differentialzylinders verbunden ist, und ein zweiter Verbraucheran- schluß, der mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders verbunden ist, miteinander verbunden. Neben dem über den Druckanschluß fließenden Druckmittel wird nun dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders direkt auch das aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum verdräng- te Druckmittel zugeführt. Beide Druckräume des Differentialzylinders sind mit jeweils einem Druckbegrenzungsventil abgesichert, das auf einen Druck im Bereich von 250 bar eingestellt ist.The rapid traverse valve is actuated for rapid traverse of the differential cylinder. Through such an actuation, a pressure connection, to which pressure medium conveyed by the hydraulic pump can be supplied in parallel with the directional valve, becomes a first consumer connection, which is connected to the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, and a second consumer connection, which is connected to the pressure chamber of the differential cylinder away from the piston rod , connected with each other. In addition to the pressure medium flowing through the pressure connection, the pressure medium displaced from the pressure chamber side of the piston rod is now also fed directly to the pressure chamber on the piston rod side. Both pressure chambers of the differential cylinder are protected with a pressure relief valve, which is set to a pressure in the range of 250 bar.
Das bekannte hydraulische System funktioniert einwandfrei, wenn auch in Eilgangschaltung, in der für die Abstützung einer gegen das Ausfahren der Kolbenstange wirkende Last nur die Querschnittsfläche der Kolbenstange zur Verfügung steht, der Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders nicht größer als der am entsprechenden Druckbegrenzungsventil eingestellte Maximaldruck sein muß. Wird bei großer und schon angehobener Last das Eilgangventil betätigt, so besteht die Gefahr, daß die Last abstürzt.The known hydraulic system works flawlessly, even if in rapid traverse, in which only the cross-sectional area of the piston rod is available to support a load acting against the extension of the piston rod, the pressure in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side is not greater than the maximum pressure set on the corresponding pressure relief valve have to be. If the rapid traverse valve is actuated when the load is large and already raised, there is a risk that the load will fall.
Der Erfindung liegt somit das Bestreben zugrunde, ein hydraulisches System mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des An- Spruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß unabhängig von der Größe der Last, die mit dem Differentialzylinder bewegt wird und dem Ausfahren der Kolbenstange entgegenwirkt, die willkürliche Betätigung des Eilgangventils ohne Gefährdung von Personen und ohne die Gefahr einer Beschädigung der Maschine möglich ist.The invention is therefore based on the endeavor to provide a hydraulic system with the features from the preamble of the Proverb 1 to develop so that regardless of the size of the load that is moved with the differential cylinder and counteracts the extension of the piston rod, the arbitrary actuation of the rapid traverse valve is possible without endangering people and without the risk of damage to the machine.
Dieses Ziel wird bei einem hydraulischen System mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch ein Rückschlagventil erreicht, das in der über das Eilgangven- til herstellbaren Verbindung zwischen den beiden Druckräumen des Differentialzylinders angeordnet ist und vom kolbenstangenabseitigen Druckraum zum kolbenstangenseitigen Druckraum hin sperrt .In a hydraulic system with the features from the preamble of claim 1, this aim is achieved according to the invention by a check valve which is arranged in the connection between the two pressure chambers of the differential cylinder which can be established via the rapid traverse valve and which blocks from the piston rod-side pressure chamber to the piston rod-side pressure chamber.
Der Erfindung liegt zunächst die Überlegung zugrunde, daß imThe invention is based on the consideration that in
Schleichgang des Differentialzylinders im kolbenstangenseitigen Druckraum Tankdruck herrscht und dem Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum die gesamte Kolbenfläche zur Verfügung steht, um eine Last abzustützen. Im Eilgang dagegen steht in beiden Druckräumen derselbe Druck an, so daß die Kolbenfläche bis auf den Querschnitt der Kolbenstange druckausgeglichen ist und der Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum nur auf einer Fläche, die dem Querschnitt der Kolbenstange entspricht, die Last abstützen kann. Ist die Querschnittsfläche der Kolben- stange z.B. nur ein Drittel so groß wie die Querschnittsfläche des Kolbens , so muß der Druck im Eilgang dreimal so hoch wie im Schleichgang sein, um dieselbe Last abstützen zu können. Beim Betätigen des Eilgangventils würde nun das den kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders absichernde Druck- begrenzungsventil ansprechen, wenn die Last so groß ist, daß zu ihrer Abstützung im Eilgang ein über dem Einstellwert des Druckbegrenzungsventils liegender Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum notwendig wäre . Die Last würde das Druckmittel aus diesem Kolbenraum über das Druckbegrenzungsventil verdrän- gen und absacken. Dies wird durch das Rückschlagventil verhindert. Werden durch eine Betätigung des Eilgangventils lediglich die beiden Druckräume des Differentialzylinders miteinander verbunden, ohne daß dem kolbenstangenabseitigen Druckraum Druckmittel von der Hydropumpe zugeführt wird, so verhindert das Rückschlagventil eine Verdrängung von Druckmittel aus dem kolbenstangenabseitigen Druckraum in den kolbenstangenseitigen Druckraum. In diesem bleibt deshalb Tankdruck bestehen. Die gesamte Kolbenfläche steht zur Abstützung der Last weiterhin zur Verfügung, so daß der Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum durch die Betätigung des Eilgangventils nicht verändert wird. Er bleibt unter dem am Druckbegrenzungsventil eingestellten Wert. Wird bei einer Betätigung des Eilgangventils dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders Druckmittel zugeführt, sei es, daß dies wie bei dem hydraulischen System nach der DE 39 15 919 AI direkt über das Eilgangventil oder wie bei dem hydraulischen System nach der DE 24 02 112 02 über das Wegeventil erfolgt, so steigt der Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum auf den dreifachen Wert an, solange der am Druckbegrenzungsventil eingestellte Wert noch nicht erreicht wird. Die Kolbenstange fährt im Eilgang aus. Bei einer größeren Last steigt der Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum bis auf den am Druckbegrenzungsventil eingestellten Wert an. Dabei ist der Kolben zunächst noch etwas bewegt worden, bis sich im kolbenstangenseitigen Druckraum ein Druck eingestellt hat, der an der Ringfläche des Kolbens eine Kraft erzeugt, die zusammen mit der Last der Kraft das Gleichgewicht hält, die der im kolbenstangenabseitigen Druckraum herrschende Druck in Höhe des am Druckbegrenzungsventil eingestellten Wertes an der Kolbenfläche erzeugt. Höher steigt der Druck im kolbenstangenseitigen Druckraum aufgrund des Rückschlagventils nicht an, so daß die Last gehalten wird. Der Kolben und die Kolbenstange bewegen sich nicht. Die gesamte zulaufende Druckmittelmenge wird über das Druckbegrenzungsventil abgeführt .Creep speed of the differential cylinder in the pressure chamber on the piston rod side there is tank pressure and the pressure in the pressure chamber on the piston rod side has the entire piston surface available to support a load. In rapid traverse, on the other hand, the same pressure is present in both pressure chambers, so that the piston surface is pressure-equalized up to the cross-section of the piston rod and the pressure in the pressure-rod-side pressure chamber can only support the load on a surface that corresponds to the cross-section of the piston rod. For example, if the cross-sectional area of the piston rod is only a third of the cross-sectional area of the piston, the pressure in rapid traverse must be three times as high as in creep speed in order to support the same load. When the rapid traverse valve is actuated, the pressure relief valve securing the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side would now respond if the load is so great that a pressure in the pressure chamber away from the piston rod would be necessary to support it in rapid traverse. The load would displace the pressure medium from this piston chamber via the pressure relief valve and sag. This is prevented by the check valve. Are only by actuating the rapid traverse valve the two pressure chambers of the differential cylinder are connected to one another without pressure medium being fed from the hydraulic pump to the pressure rod-side pressure chamber, the check valve prevents pressure medium from being displaced from the pressure rod-side pressure chamber into the pressure rod-side pressure chamber. Tank pressure therefore remains in this. The entire piston surface is still available to support the load, so that the pressure in the pressure chamber away from the piston rod is not changed by the actuation of the rapid traverse valve. It remains below the value set on the pressure relief valve. If pressure medium is supplied to the piston rod-side pressure chamber of the differential cylinder when the rapid traverse valve is actuated, be it that this, like in the hydraulic system according to DE 39 15 919 AI, directly via the rapid traverse valve or, as in the hydraulic system according to DE 24 02 112 02, via the If the directional control valve is activated, the pressure in the pressure chamber on the piston rod side rises to three times the value as long as the value set on the pressure relief valve has not yet been reached. The piston rod extends in rapid traverse. With a larger load, the pressure in the pressure chamber on the piston rod side rises to the value set on the pressure relief valve. The piston was initially moved a little until a pressure was established in the piston rod-side pressure chamber, which generates a force on the ring surface of the piston, which together with the load of the force maintains the equilibrium that the pressure prevailing in the piston rod-side pressure chamber of the value set on the pressure relief valve on the piston surface. The pressure in the piston rod-side pressure chamber does not rise higher due to the check valve, so that the load is held. The piston and the piston rod do not move. The entire inflow of pressure medium is discharged via the pressure relief valve.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli- sehen Sytems kann man den Unteransprüchen 2 bis 5 entnehmen. Bei einer Ausführung nach Anspruch 2 ist sichergestellt, daß das Rückschlagventil nicht durch zulaufendes Druckmittel geöffnet und dadurch eine Verbindung zwischen den beiden Druckräumen des Differentialzylinders hergestellt wird. Außerdem muß es nicht, wie bei bestimmten anderen Anordnungen notwendig, entsperrbar sein.Advantageous embodiments of a hydraulic system according to the invention can be found in subclaims 2 to 5. In an embodiment according to claim 2 it is ensured that the check valve is not opened by the pressure medium flowing in, and thereby a connection is established between the two pressure chambers of the differential cylinder. In addition, it does not have to be unlockable, as is necessary with certain other arrangements.
Die Ansprüche 3 und 4 beziehen sich darauf, wie das Rückschlagventil auf einfache Weise untergebracht und in die Druckmittel- wege eingefügt werden kann.Claims 3 and 4 relate to how the check valve can be accommodated in a simple manner and inserted into the pressure medium paths.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung eines hydraulischen Systems enthält der Anspruch 5. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig, wenn während des Ausfahrens der Kolbenstange ein Last- Wechsel am Differentialzylinder auftritt, wenn also die Last über einen Teil des Weges durch Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum geschoben werden muß und auf einem anderen Teil des Weges Kolbenstange und Kolben aus dem Gehäuse des Differentialzylinders herauszieht. Für diesen Fall sieht man ein Brems- ventil vor, über das das aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum verdrängte Druckmittel zum Tank abfließen kann und das im Sinne eines Öffnens eines Querschnitts vom im kolbenstangenabseitigen Druckraum herrschenden Druck und im Sinne eines Schließens des Querschnitts von einer Feder beaufschlagt ist. Das Bremsventil läßt jeweils nur soviel Druckmittel aus dem kolbenstangenseitigen Druckraum abfließen, daß im kolbenstangenabseitigen Druckraum ein der Kraft der Feder äquivalenter Druck aufrechterhalten wird. Gemäß Anspruch 5 ist nun die Feder am Bremsventil so eingestellt, daß ein ihrer Kraft äquivalenter Druck größer ist als der Druck, der der Kraft einer Feder äquivalent ist, die das Ventilglied des Eilgangventils im Sinne der Verbindung des kolbenstangenseitigen Druckraums mit dem Bremsventil beaufschlagt. Dann bestimmt im Eilgang und bei ziehender Last die Feder des Eilgangventils den Druck im kolbenstangenab- seitigen Druckraum des Differentialzylinders, so daß das Bremsventil geschlossen ist und der Lastwechsel keinen Einfluß auf den Eilgang hat. Ein hydraulisches System gemäß Anspruch 5 ist auch ohne die Merkmale aus den vorhergehenden Ansprüchen schon mit Vorteilen zu verwenden.A particularly preferred embodiment of a hydraulic system contains claim 5. This embodiment is particularly favorable if a load change occurs on the differential cylinder during extension of the piston rod, that is if the load has to be pushed over part of the way by pressure in the pressure chamber on the piston rod side and pull the piston rod and piston out of the differential cylinder housing on another part of the way. In this case, a brake valve is provided, through which the pressure medium displaced from the piston rod-side pressure chamber can flow off to the tank and which is acted upon by a spring in the sense of opening a cross-section from the pressure prevailing in the piston rod-side pressure chamber and in the sense of closing the cross-section . The brake valve only allows so much pressure medium to flow out of the piston rod-side pressure chamber that a pressure equivalent to the force of the spring is maintained in the piston rod-side pressure chamber. According to claim 5, the spring on the brake valve is now set so that its force equivalent pressure is greater than the pressure that is equivalent to the force of a spring that acts on the valve member of the rapid traverse valve in the sense of the connection of the piston rod-side pressure chamber with the brake valve. Then, in rapid traverse and with pulling load, the spring of the rapid traverse valve determines the pressure in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side, so that the brake valve is closed and the load change has no influence has the rapid traverse. A hydraulic system according to claim 5 can be used with advantages even without the features from the preceding claims.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Eilgangventil zur Verwendung in einem hydraulischen System mit einem Differentialzylinder und mit der Möglichkeit, die Kolbenstange des Differentialzylinders in einem Schleichgang oder in einem Eilgang auszufahren. Gemäß Anspruch 6 enthält das Eingangventil in der Verbindung zwischen einem ersten Anschluß, der zur Verbindung mit einem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders vorgesehen ist, und einem zweiten Anschluß, der zur Verbindung mit einem kolbenstangenseitigen Druckraum des Differentialzylinders vorgesehen ist, und die durch ein in eine Ven- tilbohrung des Gehäuses bewegbares Ventilglied auf- und zusteuerbar ist, ein Rückschlagventil, das vom ersten Anschluß zum zweiten Anschluß hin sperrt. Auf diese Weise wird das Abstürzen einer Last sicher verhindert.The invention also relates to a rapid traverse valve for use in a hydraulic system with a differential cylinder and with the possibility of extending the piston rod of the differential cylinder in a creep speed or in a rapid traverse. According to claim 6, the input valve contains in the connection between a first connection, which is provided for connection to a piston rod-side pressure chamber of the differential cylinder, and a second connection, which is provided for connection to a piston rod-side pressure chamber of the differential cylinder, and which by a into a Ven - Tilbohrung the housing movable valve member is open and closed, a check valve that blocks from the first port to the second port. This reliably prevents a load from falling.
Gemäß Anspruch 7 ist das Schließglied des Rückschlagventils in dem als Hohlkolben ausgebildeten Ventilglied angeordnet. Es wird somit kein zusätzlicher Bauraum benötigt.According to claim 7, the closing member of the check valve is arranged in the valve member designed as a hollow piston. No additional installation space is therefore required.
Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 ist deshalb besonders vor- teilhaft, weil die Umschaltung des Eilgangventils ohne die Erzeugung einer Druckspitze oder eines Druckabfalls im kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders erfolgen kann.The embodiment according to claim 8 is particularly advantageous because the rapid traverse valve can be switched over without generating a pressure peak or a pressure drop in the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side.
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems und darin verwendeter erfindungsgemäßer Eilgangventile sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert .Several exemplary embodiments of a hydraulic system according to the invention and rapid traction valves according to the invention used therein are shown in the drawings. The invention will now be explained in more detail with reference to the figures of these drawings.
Es zeigenShow it
Figur 1 den hydraulischen Schaltplan des ersten Ausführungs- beispiels , bei dem der Zulauf von Druckmittel von einer Hydropumpe in den kolbenstangenabseitigen Druckraum des Differentialzylinders sowohl im Eilgang als auch im Schleichgang über ein Wegeventil erfolgt, Figur 2 einen Schnitt durch ein Eilgangventil, wie es bis auf eine geringe Abänderung in der Vorsteuerung bei der Ausführung nach Figur 1 verwendet ist, und Figur 3 den hydraulischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems .1 shows the hydraulic circuit diagram of the first embodiment. Example, in which the inflow of pressure medium from a hydraulic pump into the pressure chamber of the differential cylinder on the piston rod side occurs both in rapid and creep speed via a directional control valve, Figure 2 shows a section through a rapid speed valve, as it is except for a slight change in the pilot control during execution is used according to Figure 1, and Figure 3 shows the hydraulic circuit diagram of a second embodiment of a hydraulic system according to the invention.
Bei der Ausführung nach Figur 1 saugt eine Konstantpumpe 10 Druckmittel aus einem Tank 11 an und gibt es in eine Zulauflei- tung 12 ab, die zu einem Steuerblock 13 führt und durch mehrere Ventilscheiben, aus denen der Steuerblock zusammengesetzt ist, verläuft. Die Zulaufleitung 12 tritt in den Steuerblock 13 an einer Eingangsscheibe 14 ein. Der schließt sich eine Wegeventilscheibe 15 mit einem Wegeventil 16 und mit einer Druckwaage 17 zur Betätigung eines oder zweier parallel zueinander ge- schalteter Differentialzylinder 18 an. Dann folgt als Scheibe das Gehäuse 19 eines Eilgangventils 20, in Abhängigkeit von dessen Stellung der Differentialzylinder 18 in einem Schleichgang oder in einem Eilgang angesteuert wird. Dann folgt eine weitere Scheibe 21 mit Ventilen für die Steuerölversorgung des elektrohydraulisch betätigbaren Wegeventils 16.In the embodiment according to FIG. 1, a constant pump 10 draws pressure medium from a tank 11 and discharges it into an inlet line 12, which leads to a control block 13 and runs through a plurality of valve disks from which the control block is composed. The feed line 12 enters the control block 13 at an input disk 14. This is followed by a directional valve disk 15 with a directional valve 16 and with a pressure compensator 17 for actuating one or two differential cylinders 18 connected in parallel to one another. Then follows as a disk the housing 19 of a rapid traverse valve 20, depending on the position of which the differential cylinder 18 is actuated in a creep speed or in a rapid traverse. This is followed by another disk 21 with valves for the control oil supply to the electrohydraulically actuated directional valve 16.
Die Eingangsscheibe 14 enthält eine Bypass-Druckwaage 25, die mit ihrem Ausgang an eine durch die Scheiben hindurchführende Tankleitung 26 angeschlossen ist. Der Regelkolben 27 der Druck- waage 25 wird in Öffnungsrichtung vom Druck in der Zulaufleitung 12, die ebenfalls durch alle Scheiben hindurchgeht, und in Schließrichtung von einer Druckfeder 28 und vom Lastdruck des Differentialzylinders 18 beaufschlagt. Sie läßt gerade soviel von der Konstantpumpe 10 gefördertes Druckmittel von der Zu- laufleitung 12 in die Tankleitung 26 abfließen, daß der Druck in der Zulaufleitung 12 um eine der Kraft der Druckfeder 28 äquivalente Druckdifferenz über dem in Schließrichtung auf den Regelkolben 27 wirkenden Lastdruck liegt. Die Druckwaage 25 ist an eine sogenannte Lastmeldeleitung 30 angeschlossen. Der auf den Regelkolben in Richtung „Schließen" wirkende Druck wird durch ein Druckbegrenzungsventil 31 auf einen Höchstwert begrenzt, so daß auch der Druck in der Zulaufleitung 12 begrenzt ist.The input disk 14 contains a bypass pressure compensator 25, the outlet of which is connected to a tank line 26 passing through the disks. The regulating piston 27 of the pressure compensator 25 is acted upon in the opening direction by the pressure in the feed line 12, which likewise passes through all the disks, and in the closing direction by a compression spring 28 and by the load pressure of the differential cylinder 18. It allows just enough of the pressure medium conveyed by the constant pump 10 to flow from the inlet line 12 into the tank line 26 that the pressure in the inlet line 12 is reduced by one of the forces of the compression spring 28 equivalent pressure difference is above the load pressure acting on the control piston 27 in the closing direction. The pressure compensator 25 is connected to a so-called load reporting line 30. The pressure acting on the control piston in the “closing” direction is limited to a maximum value by a pressure limiting valve 31, so that the pressure in the feed line 12 is also limited.
Das Wegeventil 16 besitzt als Arbeitsanschlüsse einen Druckan- Schluß 31, dem zur Zuleitung 12 hin die Druckwaage 17 vorgeschaltet ist, einen Tankanschluß 32, der mit der Tankleitung verbunden ist, einen Verbraucheranschluß 33, von dem aus Kanäle 34 und 35 in den Scheiben 15 und 19 sowie eine Leitung 36 zu einem kolbenstangenabseitigen Druckraum 37 des Differentialzy- linders 18 führen, und einen Verbraucheranschluß 38, der mit einem Anschluß 39 des Eilgangventils 20 verbunden ist. Das Wegeventil 16 besitzt außerdem eine Lastmeldekammer 40, die in der Mittelstellung des Wegeventilkolbens 22 mit dem Tankanschluß 32 und in einer seitlichen Arbeitsstellung des Wegeven- tilkolbens jeweils über eine Düse 41 mit dem Verbraucheranschluß 33 bzw. mit dem Verbraucheranschluß 38 verbunden ist. Der in der Lastmeldekammer 40 anstehende Lastdruck wirkt zusammen mit einer Druckfeder 42 in Öffnungsrichtung auf den Regelkolben der Druckwaage 17, während der Druck stromauf einer in einer seitlichen Arbeitsstellung geöffneten Meßblende 43 des Wegeventils den Regelkolben in Schließrichtung beaufschlagt. Außerdem gelangt der Lastdruck von der Lastmeldekammer 40 in die Lastmeldeleitung 30 und von dort zur Bypass-Druckwaage 25 und zum Druckbegrenzungsventil 31.The directional control valve 16 has, as working connections, a pressure connection 31, upstream of which the pressure compensator 17 is connected, a tank connection 32, which is connected to the tank line, a consumer connection 33, from which channels 34 and 35 in the disks 15 and 19 and a line 36 lead to a pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 remote from the piston rod, and a consumer connection 38 which is connected to a connection 39 of the rapid traverse valve 20. The directional control valve 16 also has a load-sensing chamber 40 which is connected to the tank connection 32 in the central position of the directional control valve piston 22 and to the consumer connection 33 and the consumer connection 38 via a nozzle 41 in a lateral working position of the directional control valve piston. The load pressure present in the load-sensing chamber 40 acts together with a compression spring 42 in the opening direction on the control piston of the pressure compensator 17, while the pressure upstream of a measuring orifice 43 of the directional control valve which is open in a lateral working position acts on the control piston in the closing direction. In addition, the load pressure passes from the load reporting chamber 40 into the load reporting line 30 and from there to the bypass pressure compensator 25 and to the pressure limiting valve 31.
In das Wegeventil 16 ist für jede seitliche Arbeitsstellung des Wegeventilkolbens 22 jeweils noch ein Bremsventil 44 bzw. 45 integriert, das jeweils im Ablaufströmungspfad von einem Verbraucheranschluß 33 bzw. 38 zum Tankanschluß 32 des Wegeventils 16 liegt. Das Bremsventil 44 wird in Öffnungsrichtung von dem Druck im Verbraucheranschluß 38 und das Bremsventil 45 in Öff- nungsrichtung von dem Druck im Verbraucheranschluß 33 beaufschlagt. In Schließrichtung der Bremsventile 44 und 45 wirkt jeweils eine Druckfeder 46, deren Kraft ein Druck von z.B. 30 bar in den Verbraucheranschlüssen äquivalent ist.For each lateral working position of the directional valve piston 22, a brake valve 44 or 45 is also integrated in the directional control valve 16, which is located in the discharge flow path from a consumer connection 33 or 38 to the tank connection 32 of the directional control valve 16. The brake valve 44 is in the opening direction by the pressure in the consumer port 38 and the brake valve 45 in the opening direction of pressure from the pressure in the consumer port 33. A compression spring 46 acts in the closing direction of the brake valves 44 and 45, the force of which is equivalent to a pressure of, for example, 30 bar in the consumer connections.
Der Wegeventilkolben 22 ist in einer Mittelstellung, in der alle Arbeitsanschlüsse gegeneinander abgesperrt sind, federzentriert. Mithilfe von elektromagnetisch betätigbaren Pilotventilen 47 und 48 kann er nach entgegengesetzten Richtungen in eine Arbeitsstellung verstellt werden. Die Pilotventile 47 und 48 sind beim Ausführungsbeispiel Schaltventile, so daß der Wegeventilkolben 22 nach jeder Richtung hin jeweils eine einzige Arbeitsstellung einnimmt. Als Pilotventile können jedoch auch elektrohydraulisch proportional verstellbare Druckreduzierven- tile verwendet werden, so daß eine proportionale Verstellung des Wegeventilkolbens 22 und ein proportionales Öffnen der Meßblenden 43 möglich ist. Im Hinblick auf die Ausgestaltung einer Wegeventilscheibe 15 wird hier ausdrücklich auf die ältere deutsche Patentanmeldung 196 51 967.5 der Anmelderin hingewie- sen. In die Wegeventilscheibe 15 sind noch zwei Druckbegrenzungsventile 55 und 56 eingebaut, von denen das Druckbegrenzungsventil 55 mit seinem Eingang an den Verbraucheranschluß 33 und das Druckbegrenzungsventil 56 mit seinem Eingang an den Verbraucheranschluß 38 angeschlossen ist. Beide Druckbegren- zungsventile sind auf einen Höchstdruck von z.B. 250 bar eingestellt.The directional control valve piston 22 is spring-centered in a central position, in which all work connections are shut off from one another. With the help of electromagnetically actuated pilot valves 47 and 48, it can be adjusted into a working position in opposite directions. The pilot valves 47 and 48 are switching valves in the exemplary embodiment, so that the directional valve piston 22 assumes a single working position in each direction. However, electrohydraulically proportionally adjustable pressure reducing valves can also be used as pilot valves, so that a proportional adjustment of the directional valve piston 22 and a proportional opening of the measuring orifices 43 is possible. With regard to the design of a directional valve disc 15, reference is expressly made here to the applicant's older German patent application 196 51 967.5. In the directional valve disc 15, two pressure relief valves 55 and 56 are also installed, of which the pressure relief valve 55 is connected with its input to the consumer connection 33 and the pressure relief valve 56 with its input to the consumer connection 38. Both pressure relief valves have a maximum pressure of e.g. 250 bar set.
Das Gehäuse 19 des Eilgangventils 20 besitzt einen ersten Außenanschluß 60, von dem aus die Leitung 36 zum kolbenstangenab- seitigen Druckraum 37 des Differentialzylinders 18 führt, und einen zweiten Außenanschluß 61, von dem eine Leitung 62 zum kolbenstangenseitigen Druckraum 63 des Differentialzylinders 18 gelegt ist. Der dritte Anschluß 39 ist ein interner Anschluß, der durch einen Kanal gebildet wird, der von einer an der Wege- ventilscheibe 15 anliegenden Seitenfläche des Gehäuses 19 ausgeht. Durch das Gehäuse 19 geht eine Ventilbohrung 64 hindurch, die von drei axial beabstandeten Steuerkammern 65, 66 und 67 umgeben ist. Die Steuerkammer 65 ist über eine leicht schräg ge- stellte Bohrung 68 mit dem Außenanschluß 60 und über eine senkrecht zur Schnittebene verlaufende Bohrung 69 mit dem Kanal 34 der Wegeventilscheibe 15 verbunden. Die Steuerkammer 66 steht über eine Bohrung 70 mit dem Außenanschluß 61 in Verbindung. In die dritte Steuerkammer 67 schließlich mündet der Kanal 39, der als dritter, allerdings interner Anschluß des Eilgangventils 20 betrachtet wird.The housing 19 of the rapid traverse valve 20 has a first outer connection 60, from which the line 36 leads to the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 on the piston rod side, and a second outer connection 61, from which a line 62 is connected to the pressure chamber 63 of the differential cylinder 18 on the piston rod side. The third connection 39 is an internal connection which is formed by a channel which starts from a side face of the housing 19 which bears against the directional valve disk 15. A valve bore 64 passes through the housing 19 and is surrounded by three axially spaced control chambers 65, 66 and 67. The control chamber 65 is connected to the external connection 60 via a slightly inclined bore 68 and to the channel 34 of the directional valve disc 15 via a bore 69 running perpendicular to the cutting plane. The control chamber 66 is connected to the external connection 61 via a bore 70. Finally, the channel 39, which is regarded as the third, but internal connection of the rapid traverse valve 20, opens into the third control chamber 67.
In der Ventilbohrung 64 ist ein Steuerkolben 75 axial verschiebbar, der von einer sich in einem Federraum 79 befindli- chen Schraubendruckfeder 76 in Richtung einer Endlage beaufschlagt wird, in der die beiden Steuerkammern 66 und 67 über eine Ringnut 77 des Steuerkolbens 75 weit offen miteinander verbunden sind. Die von der Schraubendruckfeder 76 ausübbare Kraft ist einstellbar. An der der Schraubendruckfeder 76 abge- wandten Stirnseite des Regelkolbens befindet sich eine Druckkammer 78. In dem Schaltplan nach Figur 1 ist diese Druckkammer dauernd mit dem Außenanschluß 60 verbunden. Der Federräum 79, in dem sich die Schraubendruckfeder 76 befindet, ist über eine Düse 80 ebenfalls mit dem Außenanschluß 60 verbunden. Außerdem ist an dem Federraum 79 ein 2/2-Wege-Pilotventil 81 angeschlossen, das unter der Wirkung einer Druckfeder eine Sperrstellung einnimmt und durch Ansteuern eines Elektromagneten 82 in eine Durchgangsstellung gebracht werden kann, in der der Federraum 79 zur Tankleitung 26 hin entlastet ist. In der Variante nach Figur 2 ist der Federraum 79 dauernd mit der Tankleitung 26 verbunden. Die Druckkammer 78 ist über die Düse 80 mit der Tankleitung 26 verbunden und kann mithilfe des Pilotventils 81 mit dem im Außenanschluß 60 herrschenden Druck beaufschlagt werden. Unabhängig von der jeweiligen Variante wird nach dem Schalten des Pilotventils 81 der Steuerkolben 75 von dem in der Druckkammer 78 herrschenden Druck gegen die Kraft der Schrauben- druckfeder 76 belastet. Diese ist so eingestellt, daß ein Druck von etwa 10 bar genügt, um den Steuerkolben 75 gegen die Feder zu bewegen.A control piston 75 is axially displaceable in the valve bore 64 and is acted upon by a helical compression spring 76 located in a spring chamber 79 in the direction of an end position in which the two control chambers 66 and 67 are connected to one another in a wide open manner via an annular groove 77 in the control piston 75 are. The force that can be exerted by the helical compression spring 76 is adjustable. There is a pressure chamber 78 on the end of the control piston facing away from the helical compression spring 76. In the circuit diagram according to FIG. 1, this pressure chamber is permanently connected to the external connection 60. The spring chamber 79, in which the helical compression spring 76 is located, is also connected to the external connection 60 via a nozzle 80. In addition, a 2/2-way pilot valve 81 is connected to the spring chamber 79, which assumes a blocking position under the action of a compression spring and can be brought into a passage position by actuating an electromagnet 82, in which the spring chamber 79 is relieved towards the tank line 26 . In the variant according to FIG. 2, the spring chamber 79 is permanently connected to the tank line 26. The pressure chamber 78 is connected to the tank line 26 via the nozzle 80 and can be acted upon with the pressure prevailing in the external connection 60 by means of the pilot valve 81. Regardless of the respective variant, after switching the pilot valve 81, the control piston 75 is opposed by the pressure prevailing in the pressure chamber 78 against the force of the screw compression spring 76 loaded. This is set so that a pressure of about 10 bar is sufficient to move the control piston 75 against the spring.
Dieser Druck ist kleiner als der Druck, der zur Verstellung des Bremsventils 45 gegen die Druckfeder 46 notwendig ist.This pressure is less than the pressure which is necessary for adjusting the brake valve 45 against the compression spring 46.
Der Steuerkolben 75 ist teilweise als Hohlkolben ausgebildet, in den von der der Feder 76 abgewandten Stirnseite her ein Sackloch 83 eingebracht ist, das in einem gewissen Abstand vor der Ringnut 77 endet. Durch einen ersten Stern von vier Radialbohrungen 84 in der Nähe des Endes des Sacklochs 83, das im übrigen durch eine Verschlußschraube 89 dicht verschlossen ist, besteht eine erste Verbindung zwischen dem Sackloch und der Au- ßenseite des Steuerkolbens 75. Eine zweite Verbindung zwischen dem Sackloch und der Außenseite des Steuerkolbens wird in einem größeren Abstand vom Ende des Sacklochs durch einen zweiten Stern von Radialbohrungen 85 gebildet. In der einen durch die Feder 76 bewirkten Endlage des Steuerkolbens 75 sind die Ra- dialbohrungen 84 durch einen Gehäusesteg zwischen den beidenThe control piston 75 is partially designed as a hollow piston, into which a blind hole 83 is made, from the end facing away from the spring 76, which ends at a certain distance in front of the annular groove 77. A first connection between the blind hole and the outside of the control piston 75 is established by a first star of four radial bores 84 near the end of the blind hole 83, which is otherwise sealed by a screw plug 89. A second connection between the blind hole and the outside of the control piston is formed at a greater distance from the end of the blind hole by a second star of radial bores 85. In the one end position of the control piston 75 caused by the spring 76, the radial bores 84 are through a housing web between the two
Steuerkammern 65 und 66 verschlossen, während die Radialbohrungen 85 zur Steuerkammer 65 hin offen sind. Im Bereich axial zwischen den Radialbohrungen 84 und 85 verjüngt sich das Sackloch 83 konisch und bildet dort einen Sitz für das Schließglied 86 eines Rückschlagventils 87. Das Schließglied wird in Richtung auf seinen Sitz von einer schwachen Druckfeder 88, die zwischen ihm und der das Sackloch verschließenden Verschlußschraube 89 eingespannt ist, sowie von dem Druck, der in der Steuerkammer 65 herrscht und über eine kleine Querbohrung 90 und eine Axialbohrung 91 im Schließglied in den die Druckfeder 88 aufnehmenden Federraum geführt ist, beaufschlagt. Wie man aus Figur 2 ersehen kann, ist der axiale Abstand der Radialbohrungen 84 zur Steuerkammer 66 kleiner als der axiale Abstand der einen Stirnwand der Ringnut 77 von dem zwischen den beiden Steuerkammern 66 und 67 stehenden Gehäusesteg, so daß die Ra- dialbohrungen 84 eher zur Steuerkammer 66 geöffnet werden als diese zur Steuerkammer 67 hin verschlossen wird.Control chambers 65 and 66 are closed, while the radial bores 85 are open towards the control chamber 65. In the area axially between the radial bores 84 and 85, the blind hole 83 tapers conically and there forms a seat for the closing element 86 of a check valve 87. The closing element is moved towards its seat by a weak compression spring 88, which closes the blind hole between it and the blind hole Locking screw 89 is clamped, and the pressure that prevails in the control chamber 65 and is guided via a small transverse bore 90 and an axial bore 91 in the closing member into the spring chamber receiving the compression spring 88. As can be seen from FIG. 2, the axial distance between the radial bores 84 and the control chamber 66 is smaller than the axial distance between the one end wall of the annular groove 77 and the housing web between the two control chambers 66 and 67, so that the radial Dial bores 84 are opened to the control chamber 66 rather than it is closed to the control chamber 67.
Es sei zunächst angenommen, daß sich alle Ventile in den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Stellungen befinden. Der Differentialzylinder 18 sei von einer Last beaufschlagt, die die Kolbenstange 8 und den Kolben 9 in Richtung „Einfahren" belastet. Dementsprechend herrscht im Druckraum 37 ein der Belastung durch die Last entsprechender Druck. Wird nun der Elektromagnet 62 angesteuert und dadurch das Pilotventil 81 umgeschaltet, kann der Lastdruck, der auch am Außenanschluß 60 des Eilgangventils ansteht, den Steuerkolben 75 in seine andere Endlage bringen. Dies hat jedoch keinen gravierenden Einfluß auf die Verhältnisse zur Folge, da das Rückschlagventil 87 verhindert, daß Druckmittel aus dem Druckraum 37 in den Druckraum 63 desIt is initially assumed that all valves are in the positions shown in FIGS. 1 and 2. The differential cylinder 18 is acted upon by a load which loads the piston rod 8 and the piston 9 in the “retracting” direction. Accordingly, the pressure in the pressure chamber 37 corresponds to the load due to the load. The electromagnet 62 is now actuated and the pilot valve 81 is thereby switched over , the load pressure, which is also present at the external connection 60 of the rapid traverse valve, can bring the control piston 75 into its other end position, but this has no serious influence on the conditions, since the check valve 87 prevents pressure medium from the pressure chamber 37 into the pressure chamber 63 of
Differentialzylinders 18 verdrängt wird. Der Druck im Druckraum 37 steigt deshalb nicht an, so daß auch bei großer Last das Druckbegrenzungsventil 55 nicht anspricht. Es fließt nur eine geringe Menge Steueröl aus dem Druckraum 37 über die Düse 80 und das Pilotventil 81 in die Tankleitung 26 weg, so daß dieDifferential cylinder 18 is displaced. The pressure in the pressure chamber 37 therefore does not rise, so that the pressure relief valve 55 does not respond even under high loads. Only a small amount of control oil flows out of the pressure chamber 37 via the nozzle 80 and the pilot valve 81 into the tank line 26, so that the
Kolbenstange 8 ganz langsam einfährt. Ein Absturz der Last, der Personen gefährden und die Maschine, zu der das hydraulische System gehört, beschädigen könnte, findet nicht statt.Retract piston rod 8 very slowly. The load does not fall, which could endanger people and damage the machine to which the hydraulic system belongs.
Es sei nun angenommen, daß Kolben und Kolbenstange langsam ausgefahren werden sollen. Es wird das Pilotventil 47 des Wegeventils 16 geschaltet, so daß dessen Kolben 22 in eine Position gelangt, in der der Druckanschluß 31 über die Meßblende 43 mit dem Verbraucheranschluß 33 und der Verbraucheranschluß 38 über das Bremsventil 45 mit dem Tankanschluß 32 verbunden ist. Dem Druckraum 37 des Differentialzylinders 18 wird dann von der Pumpe 10 gefördertes Druckmittel zugeführt, während das aus dem Druckraum 63 verdrängte Druckmittel über das Eilgangventil 20 und das Wegeventil 16 mitsamt dem Bremsventil 45 zur Tanklei- tung 26 und zum Tank 11 abströmt. Wird nun das Eilgangventil durch Umschalten des Pilotventils 81 in seine zweite Stellung gebracht, in der die Radialbohrungen 84 zum Außenanschluß 61 hin offen sind, so steigt der Druck im Druckraum 63 beim weiteren Verfahren des Kolbens 9 an, bis er leicht über dem Druck im Druckraum 37 liegt. Er vermag dann das Rückschlagventil 87 zu öffnen, so daß das Druckmittel, das aus dem Druckraum 63 verdrängt wird, über das Eilgangventil 20 direkt in den Druckraum 37 strömen kann. Allerdings hat sich nun das ganze Druckniveau deutlich erhöht. Effektive Wirkfläche für den Druck im Druckraum 37 ist nämlich nun nur noch die Querschnittsfläche der Kolbenstange 8. Ist deren Querschnittsfläche z.B. nur ein Drittel so groß wie die Querschnittsfläche des Kolbens 9, so ist für die Bewegung derselben Last wie im Schleichgang nun ein dreifach höherer Druck notwendig. Solange dieser Druck nicht den am Druckbegrenzungsventil 55 eingestellten Wert erreicht, wird nun die Kolbenstange 8 im Eilgang ausgefahren. Ändert sich dabei die Richtung der Belastung durch die Last, so daß diese nun die Kolbenstange 8 aus dem Gehäuse des Differentialzylinders 18 herauszuziehen sucht, fällt der Druck im Druckraum 37 und damit auch am Außenanschluß 60 und in der Druckkammer 78 des Eilgangventils 20 ab. Die Feder 76 vermag es nun, den Steuerkolben 75 des Eilgangventils in Richtung seiner in Figur 2 gezeigten Endlage zu verschieben, so daß der Öffnungsquerschnitt zwischen der Steuerkammer 66 und den Radialbohrungen 84 verringert und der Abfluß von Druckmittel aus dem Druckraum 63 des Differentialzylinders 18 angedrosselt wird. Es stellt sich ein Zustand ein, in dem die Abdrosselung gerade so stark ist, daß im Druckraum 37 ein Druck aufrechterhalten wird, der der Kraft der Feder 76 äquivalent ist, also im Bereich von 10 bar liegt. Ein dabei bestehender Öffnungsquerschnitt zwischen den Steuerkammern 66 und 67 des Eilgangventils 20 hat keinen Einfluß, da der Abfluß von Druckmittel über das Wegeventil 16 durch das Bremsventil 45 verhindert ist. Der Druck von 10 bar im Druckraum 37 des Differentialzylinders 18 vermag es nämlich nicht, das Bremsventil 45 gegen die Kraft der Druckfeder 46, die erst von einem Druck im Bereich von 30 bar überwunden wird, zu öffnen. Somit bleibt auch nach einem Lastwechsel der Eilgang erhalten.It is now assumed that the piston and piston rod should be extended slowly. The pilot valve 47 of the directional control valve 16 is switched so that its piston 22 comes into a position in which the pressure connection 31 is connected to the consumer connection 33 via the measuring orifice 43 and the consumer connection 38 is connected to the tank connection 32 via the brake valve 45. Pressure medium conveyed by the pump 10 is then supplied to the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18, while the pressure medium displaced from the pressure chamber 63 flows out via the rapid traverse valve 20 and the directional control valve 16 together with the brake valve 45 to the tank line 26 and to the tank 11. Now the rapid traverse valve becomes by switching the pilot valve 81 into its second position brought, in which the radial bores 84 are open to the outer connection 61, the pressure in the pressure chamber 63 rises during the further movement of the piston 9 until it is slightly above the pressure in the pressure chamber 37. He is then able to open the check valve 87 so that the pressure medium which is displaced from the pressure chamber 63 can flow directly into the pressure chamber 37 via the rapid traverse valve 20. However, the entire pressure level has now increased significantly. The effective effective area for the pressure in the pressure chamber 37 is now only the cross-sectional area of the piston rod 8. If its cross-sectional area is, for example, only one third as large as the cross-sectional area of the piston 9, then the pressure for moving the same load as in creep speed is now three times higher necessary. As long as this pressure does not reach the value set on the pressure relief valve 55, the piston rod 8 is now extended in rapid traverse. Changes the direction of the load by the load so that it now tries to pull the piston rod 8 out of the housing of the differential cylinder 18, the pressure in the pressure chamber 37 and thus also at the external connection 60 and in the pressure chamber 78 of the rapid traverse valve 20 drops. The spring 76 is now able to move the control piston 75 of the rapid traverse valve in the direction of its end position shown in FIG. 2, so that the opening cross section between the control chamber 66 and the radial bores 84 is reduced and the outflow of pressure medium from the pressure chamber 63 of the differential cylinder 18 is throttled . A state arises in which the throttling is just so strong that a pressure is maintained in the pressure chamber 37 which is equivalent to the force of the spring 76, that is to say in the range of 10 bar. An existing opening cross-section between the control chambers 66 and 67 of the rapid traverse valve 20 has no influence, since the outflow of pressure medium through the directional control valve 16 through the brake valve 45 is prevented. The pressure of 10 bar in the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 is not capable of braking valve 45 against the force of compression spring 46, which is only overcome by a pressure in the range of 30 bar. to open. This means that the rapid traverse is retained even after a load change.
Es sei noch einmal der Fall einer positiven Last, also einer Last, die die Kolbenstange und den Kolben 9 in RichtungLet it be the case again of a positive load, that is to say a load which pushes the piston rod and the piston 9 in the direction
„Einfahren" belastet, betrachtet. Ist diese Last so groß, daß zu ihrer Bewegung im Eilgang im Druckraum 37 ein Druck herrschen müßte, der größer als der am Druckbegrenzungsventil 55 eingestellte Druck ist, so bleibt der Kolben 9 stehen, wenn das Ventil 20 in seine Eilgangstellung geschaltet wird. Es erfolgt wiederum kein Absturz, da das Rückschlagventil 87 verhindert, daß der Druck im Druckraum 63 genau so groß wie der Druck im Druckraum 37 des Differentialzylinders 18 wird. Es stellt sich vielmehr im Druckraum 63 ein Druck ein, der an der Ringfläche des Kolbens 9 eine Kraft erzeugt, die zusammen mit der Last eine solche Gesamtkraft ergibt, die genau so groß wie die Kraft ist, die von dem im Druckraum 37 herrschenden Druck in Höhe von 250 bar an der Querschnittsfläche des Kolbens 9 erzeugt wird. Ist z.B. in der Schleichgangschaltung im Druckraum 37 ein Druck von 90 bar notwendig, um die Last zu halten, so wird bei derIf this load is so great that there should be a pressure in its rapid traverse in the pressure chamber 37 which is greater than the pressure set at the pressure limiting valve 55, the piston 9 stops when the valve 20 is in Again, there is no crash, since the check valve 87 prevents the pressure in the pressure chamber 63 from becoming exactly the same as the pressure in the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18. Rather, a pressure builds up in the pressure chamber 63 the annular surface of the piston 9 generates a force which, together with the load, results in a total force which is exactly as great as the force which is generated by the pressure prevailing in the pressure chamber 37 at a height of 250 bar on the cross-sectional area of the piston 9. If, for example, a pressure of 90 bar is necessary in the creep speed circuit in the pressure chamber 37 in order to hold the load, the
Schaltung in den Eilgang der Druck im Druckraum 37 entsprechend der Einstellung des Druckbegrenzungsventils 55 auf 250 bar ansteigen. Der Druck im Druckraum 63 wird durch geringes Verschieben des Kolbens nach Schalten des Eilgangs auf 240 bar an- steigen, ehe der Kolben 9 stehenbleibt. Er bewegt sich anders als in dem Fall, in dem nur das Eilgangventil, jedoch nicht das Wegeventil betätigt ist, nicht zurück, da das über die Düse 80 abfließende Steueröl von der Hydropumpe 10 ersetzt wird.Switch to rapid traverse the pressure in the pressure chamber 37 according to the setting of the pressure relief valve 55 to 250 bar. The pressure in the pressure chamber 63 will increase to 240 bar by slightly shifting the piston after switching the rapid traverse, before the piston 9 stops. Unlike in the case in which only the rapid traverse valve, but not the directional control valve, is actuated, it does not move back since the control oil flowing out via the nozzle 80 is replaced by the hydraulic pump 10.
Die Pilotventile 48 und 81 kann man elektrisch so verriegeln, daß das Pilotventil 81 nicht betätigt werden kann, wenn das Pilotventil 48 betätigt ist. Dann wird beim Einfahren der Kolbenstange und negativer Last, die die Kolbenstange einzuschieben sucht, ein Absturz der Last verhindert.The pilot valves 48 and 81 can be electrically locked so that the pilot valve 81 cannot be actuated when the pilot valve 48 is actuated. Then the load is prevented from falling when the piston rod is retracted and a negative load that the piston rod attempts to insert.
Dem hydraulischen System nach Figur 3 liegt keine Load-sensing- Steuerung, sondern eine Drosselsteuerung zugrunde. Es weist dementsprechend ein 6-Wegeventil 95 mit einem Umlaufkanal 96 auf, der durch den gesamten Steuerblock 13 hindurchgeht. Außer den im Umlaufkanal liegenden Anschlüssen besitzt dieses Wegeventil wie das Wegeventil nach Figur 1 einen Druckanschluß 31, einen Tankanschluß 32 sowie einen Verbraucheranschluß 33, der direkt mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum 37 eines Differentialzylinders 18 verbunden ist, und einen Verbraucheranschluß 38, der direkt mit dem kolbenstangenseitigen Druckraum 63 des Differentialzylinders 18 verbunden ist. Außerdem liegen zwei Druckbegrenzungsventile 55 und 56 mit ihren Eingängen am Verbraucheranschluß 33 bzw. am Verbraucheranschluß 38. Der Druckanschluß 31 ist mit einer durch den Steuerblock 13 hindurchgeführten Zulaufleitung 12 verbunden, während der Tankanschluß 32 in Verbindung mit einer durch den Steuerblock 13 füh- renden Tankleitung 26 steht. Genauso wie das Wegeventil 95 besitzt ein Eilgangventil 97 einen Druckanschluß 31, einen Tankanschluß 32 sowie einen Verbraucheranschluß 33 und einen Verbraucheranschluß 38. Der Druckanschluß 31 ist mit der Zuleitung 12, der Tankanschluß 32 mit der Tankleitung 26 und der Verbrau- cheranschluß 33 mit dem Druckraum 37 des Differentialzylinders 18 verbunden. In einer Leitung, die vom Verbraucheranschluß 97 des Eilgangventils zu der Fluidverbindung zwischen dem Verbraucheranschluß 38 des Wegeventils und dem kolbenstangenseitigen Durckraum 63 des Differentialzylinders 18 führt, ist ein Rück- schlagventil 87 angeordnet, das zum Verbraucheranschluß 38 des Eilgangventils 97 hin öffnet. Das Eilgangventil nimmt unter der Wirkung einer Druckfeder 98 eine Ruheposition ein, in der der Umlaufkanal 96 zur Tankleitung 26 hin offen ist und die vier Anschlüsse 31, 32, 33 und 38 gegeneinander abgesperrt sind. Das Eilgangventil kann durch elektrohydraulische Betätigung in eine zweite Stellung gebracht werden, in der intern die beiden Verbraucheranschlüsse 33 und 38 und der Druckanschluß 31 miteinander verbunden sind. Sollte nun in dieser Eilgangschaltung zur Bewegung der Last im Druckraum 37 ein Druck notwendig sein, der über dem am Druckbegrenzungsventil 55 eingestellten Wert liegt, so verhindert das Rückschlagventil 87 einen Absturz der Last. Der Druck im Druckraum 63 wird aufgrund des Rückschlagventils 87 nicht genau so groß wie der Druck im Druckraum 37, sondern nimmt wiederum einen Wert an, daß er an der dem Druckraum 63 zugewandten Ringfläche des Kolbens 9 eine Kraft erzeugt, die zusammen mit der Last der Druckkraft das Gleichgewicht hält, die der im Druckraum 37 herrschende Druck in Höhe von 250 bar an der Kolbenfläche erzeugt. The hydraulic system according to FIG. 3 is based on a throttle control rather than a load-sensing control. It points accordingly, a 6-way valve 95 with a circulation channel 96, which passes through the entire control block 13. In addition to the connections in the circulation channel, this directional valve, like the directional valve according to FIG. 1, has a pressure connection 31, a tank connection 32 and a consumer connection 33, which is connected directly to the pressure chamber 37 of a differential cylinder 18 on the piston rod side, and a consumer connection 38, which is connected directly to the piston rod side Pressure chamber 63 of the differential cylinder 18 is connected. In addition, there are two pressure limiting valves 55 and 56 with their inputs on the consumer connection 33 and on the consumer connection 38. The pressure connection 31 is connected to an inlet line 12 which is led through the control block 13, while the tank connection 32 is connected to a tank line which leads through the control block 13 26 stands. Just like the directional control valve 95, a rapid traverse valve 97 has a pressure connection 31, a tank connection 32 and a consumer connection 33 and a consumer connection 38. The pressure connection 31 is connected to the feed line 12, the tank connection 32 to the tank line 26 and the consumer connection 33 to the pressure chamber 37 of the differential cylinder 18 connected. In a line leading from the consumer port 97 of the rapid traverse valve to the fluid connection between the consumer port 38 of the directional valve and the piston rod-side pressure chamber 63 of the differential cylinder 18, a non-return valve 87 is arranged, which opens to the consumer port 38 of the rapid traverse valve 97. Under the action of a compression spring 98, the rapid traverse valve assumes a rest position in which the circulation channel 96 to the tank line 26 is open and the four connections 31, 32, 33 and 38 are shut off from one another. The rapid traverse valve can be brought into a second position by electrohydraulic actuation, in which the two consumer connections 33 and 38 and the pressure connection 31 are internally connected to one another. If a pressure that is higher than the value set on the pressure limiting valve 55 is now necessary in this rapid-motion circuit for moving the load in the pressure chamber 37, the check valve 87 prevents the load from falling. The pressure in the pressure chamber 63 is not exactly as large as the pressure in the pressure chamber 37 due to the check valve 87, but in turn assumes a value that it generates a force on the annular surface of the piston 9 facing the pressure chamber 63, which together with the load of the Compressive force maintains the equilibrium that the pressure of 250 bar prevailing in the pressure chamber 37 generates on the piston surface.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hydraulisches System mit einem Differentialzylinder (18) mit Kolbenstange (8) und Kolben (9), der einem kolbenstan- genseitigen Druckraum (63) und einen kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) voneinander trennt, mit einem Wegeventil (16, 95) mit zwei Verbraucheranschlüssen (33, 38), über die die beiden Druckräume (37, 63) des Differentialzylinders (18) wechselweise mit einer Druckmittelquelle (10) und mit einem Tank (11) verbindbar sind, mit einem willkürlich betätigbaren Eilgangventil (20, 97), über das unabhängig vom Wegeventil (16, 95) der kolbenstangenseitige Druckraum (63) mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) des Differentialzylinders (18) verbindbar ist, und mit einem Druckbegrenzungsventil (55) zur Druckabsicherung des kolbenstangenabseitigen Druckraums (37), gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (87), das in der über das Eilgangventil (20, 97) herstellbaren Verbindung zwischen den beiden Druckräumen (37, 63) des Differentialzylinders (18) angeordnet ist und vom kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) zum kolbenstangenseitigen Druckraum (63) hin sperrt.1. Hydraulic system with a differential cylinder (18) with piston rod (8) and piston (9), which separates a pressure chamber (63) on the piston rod side and a pressure chamber (37) on the piston rod side, with a directional valve (16, 95) with two Consumer connections (33, 38), via which the two pressure chambers (37, 63) of the differential cylinder (18) can be connected alternately to a pressure medium source (10) and to a tank (11), with an arbitrarily actuated rapid traverse valve (20, 97), Via which the pressure rod-side pressure chamber (63) can be connected to the pressure rod-side pressure chamber (37) of the differential cylinder (18) independently of the directional valve (16, 95), and with a pressure relief valve (55) for pressure protection of the pressure rod-side pressure chamber (37), characterized by a Check valve (87), which is arranged in the connection between the two pressure chambers (37, 63) of the differential cylinder (18) that can be established via the rapid traverse valve (20, 97) st and blocks from the piston rod-side pressure chamber (37) to the piston rod-side pressure chamber (63).
2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (87) außerhalb eines zum kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) des Differentialzylinders (18) führenden ersten Druckmittelweges (34, 35, 36) in einem vom Eilgangventil (20, 97) auf- und zusteuerbaren Druckmittelpfad (83, 84, 85) angeordnet ist, der zwischen dem ersten Druckmittelweg (34, 35, 36) und einem zweiten Druckmittelweg (62) verläuft, über den ein Druckmittelfluß von der Druckmittelquelle (10) zum kolbenstangenseitigen Druckraum (63) des Differentialzylinders (18) stattfindet.2. Hydraulic system according to claim 1, characterized in that the check valve (87) outside a leading to the piston rod-side pressure chamber (37) of the differential cylinder (18) leading first pressure medium path (34, 35, 36) in one of the rapid traverse valve (20, 97) - And controllable pressure medium path (83, 84, 85) is arranged, which runs between the first pressure medium path (34, 35, 36) and a second pressure medium path (62), via which a pressure medium flow from the pressure medium source (10) to the piston rod-side pressure chamber (63 ) of the differential cylinder (18) takes place.
3. Hydraulisches System nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Eilgangventil (20) ein Gehäuse (19) aufweist und daß sich in dem Gehäuse ( 19 ) auch das Rückschlagventil (87) befindet.3. Hydraulic system according to claim 1 or 2, characterized in that the rapid traverse valve (20) is a housing (19) and that the check valve (87) is located in the housing (19).
4. Hydraulisches System nach den Ansprüchen 2 und 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckmittelweg (34, 35, 36) durch das Gehäuse (19) des Eilgangventils (20) führt und der auf- und zusteuerbare Druckmittelpfad (83, 84, 85) innerhalb des Gehäuses (19) vom ersten Druckmittelweg (34, 35, 36) abzweigt .4. Hydraulic system according to claims 2 and 3, characterized in that the first pressure medium path (34, 35, 36) through the housing (19) of the rapid traverse valve (20) and the open and controllable pressure medium path (83, 84, 85 ) branches off from the first pressure medium path (34, 35, 36) within the housing (19).
5. Hydraulisches System, insbesondere nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Eilgangventil (20) einen mit dem kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) des Differentialzylinders (18) verbundenen ersten Anschluß (60), einen mit dem kolbenstangenseitigen Druckraum (63) des Differentialzylinders (18) verbundenen zweiten Anschluß (61) und einen mit dem Wegeventil (16) verbundenen dritten Anschluß (39) aufweist, daß das Eilgangventil (20) ein bewegbares Ventilglied5. Hydraulic system, in particular according to a preceding claim, characterized in that the rapid traverse valve (20) with the piston rod-side pressure chamber (37) of the differential cylinder (18) connected to the first connection (60), one with the piston rod-side pressure chamber (63) of the differential cylinder (18) connected second connection (61) and a third connection (39) connected to the directional control valve (16), that the rapid traverse valve (20) has a movable valve member
(75) besitzt, das im Sinne der Verbindung des zweiten Anschlus- ses (61) mit dem dritten Anschluß (39) von einer ersten Feder(75) has that in the sense of connecting the second connection (61) to the third connection (39) by a first spring
(76) beaufschlagt und im Sinne der Verbindung des zweiten Anschlusses (61) mit dem ersten Anschluß (60) vom Druck im kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) beaufschlagbar ist, daß in einem Druckmittelablaufpfad zwischen einem mit dem dritten An- Schluß (39) des Eilgangventils (20) verbundenen Verbraucheranschluß (38) des Wegeventils (16) und dem Tank (11) ein Bremsventil (45) mit einem Bremsventilglied angeordnet ist, das im Sinne eines Öffnens des Druckmittelablaufpfades vom im kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) herrschenden Druck beauf- schlagbar und im Sinne eines Schließens des Druckmittelablaufpfades von einer zweiten Feder (46) beaufschlagt ist, und daß die beiden Federn (46, 76) so. ausgelegt sind, daß am Bremsventilglied bei einem höheren Druck ein Kräftegleichgewicht besteht als am Ventilglied (75) des Eilgangventils (20). (76) and in the sense of the connection of the second connection (61) to the first connection (60) can be acted upon by the pressure in the pressure chamber (37) remote from the piston rod, that in a pressure medium drainage path between one with the third connection (39) of the rapid traverse valve (20) connected consumer connection (38) of the directional valve (16) and the tank (11) a brake valve (45) is arranged with a brake valve member which can be acted upon by the pressure prevailing in the pressure chamber (37) on the piston rod side and in the sense of opening the pressure medium discharge path in the sense of closing the pressure medium discharge path by a second spring (46), and that the two springs (46, 76) so. are designed so that there is an equilibrium of forces at the brake valve member at a higher pressure than at the valve member (75) of the rapid traverse valve (20).
6. Eilgangventil zur Verwendung in einem hydraulischen System nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gehäuse (19) mit einem ersten Anschluß (60) zur Verbindung mit einem kolbenstangenabseitigen Druckraum (37) ei- nes Differentialzylinders (18) und mit einem zweiten Anschluß (61) zur Verbindung mit einem kolbenstangenseitigen Druckraum (63) des Differentialzylinders (18) aufweist, daß durch ein in einer Ventilbohrung (64) des Gehäuses (19) bewegbares Ventilglied (75) eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluß (60) und dem zweiten Anschluß (61) auf- und zusteuerbar ist und daß in der Verbindung ein Rückschlagventil (87) angeordnet ist, das vom ersten Anschluß (60) zum zweiten Anschluß (61) hin sperrt.6. Rapid traverse valve for use in a hydraulic system according to one of the preceding claims, characterized in that it has a housing (19) with a first connection (60) for connection to a pressure chamber (37) on the piston rod side of a differential cylinder (18) and with one Second connection (61) for connection to a piston rod-side pressure chamber (63) of the differential cylinder (18) that through a in a valve bore (64) of the housing (19) movable valve member (75) a connection between the first port (60) and the second connection (61) can be opened and closed and that a check valve (87) is arranged in the connection and blocks from the first connection (60) to the second connection (61).
7. Eilgangventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied ein Hohlkolben (75) mit einem Hohlraum (83) ist, in den in einem axialen Abstand voneinander jeweils mindestens eine Radialbohrung (84, 85) mündet, daß über den Hohlraum (83) und die Radialbohrungen (84, 85) der erste Anschluß (60) mit dem zweiten Anschluß (61) verbindbar ist und daß in dem Hohlraum (83) in axialer Richtung beweglich ein Schließglied7. Rapid traverse valve according to claim 6, characterized in that the valve member is a hollow piston (75) with a cavity (83) into which at least one radial bore (84, 85) opens at an axial distance from one another that via the cavity (83 ) and the radial bores (84, 85) of the first connection (60) can be connected to the second connection (61) and that a closing member is movable in the axial direction in the cavity (83)
(86) des Rückschlagventils (87) angeordnet ist, das sich in einer Schließposition mit einer Schließkante zwischen den axial voneinander beabstandeten Radialbohrungen (84, 85) befindet.(86) of the check valve (87) is arranged, which is in a closed position with a closing edge between the axially spaced radial bores (84, 85).
8. Eilgangventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen dritten Anschluß (39) zur Verbindung mit einem Wegeventil (16) aufweist, daß durch das Ventilglied (75) eine Verbindung des dritten Anschlusses (39) mit dem zweiten Anschluß (61) auf- und zusteuerbar ist und daß bei einer Ver- Stellung des Ventilglieds (75) von einer Position, in der der zweite Anschluß (61) mit dem dritten Anschluß (39) verbunden und vom ersten Anschluß (60) .getrennt ist, in eine Position, in der der zweite Anschluß (61) vom dritten Anschluß (39) getrennt und mit dem ersten Anschluß (60) verbunden ist, zuerst die Ver- bindung zwischen dem ersten Anschluß (60) und dem zweiten Anschluß (61) geöffnet und danach die Verbindung zwischen dem zweiten Anschluß (61) und dem dritten Anschluß (39) getrennt wird. 8. rapid traverse valve according to claim 6 or 7, characterized in that it has a third connection (39) for connection to a directional control valve (16) that through the valve member (75) a connection of the third connection (39) to the second connection ( 61) can be opened and closed and that when the valve member (75) is adjusted from a position in which the second connection (61) is connected to the third connection (39) and separated from the first connection (60). In a position in which the second connection (61) is separated from the third connection (39) and connected to the first connection (60), the connection between the first connection (60) and the second connection (61) is opened first and then the connection between the second terminal (61) and the third terminal (39) is separated.
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