WO1999037929A1 - Hydraulic system for operating a reversible hydraulic consumer - Google Patents

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WO1999037929A1
WO1999037929A1 PCT/EP1998/008293 EP9808293W WO9937929A1 WO 1999037929 A1 WO1999037929 A1 WO 1999037929A1 EP 9808293 W EP9808293 W EP 9808293W WO 9937929 A1 WO9937929 A1 WO 9937929A1
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pressure
control
hydraulic
pressure medium
consumer
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PCT/EP1998/008293
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Edmund Kraft
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Mannesmann Rexroth Ag
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    • F15B2211/75—Control of speed of the output member

Definitions

  • Hydraulic system for operating a reversible hydraulic consumer
  • the invention is based on a hydraulic system within which a reversible hydraulic consumer having two pressure medium connections, in particular a hydraulic motor within a hydraulic travel drive of a mobile working machine, is operated and which has the merl ⁇ nale from the preamble of claim 1.
  • the vehicle driver can determine the speed of the machine by controlling the amount of pressure medium flowing to the hydraulic motor, when the hydraulic motor is driven from outside, Return of the pressure medium from the hydraulic motor to a tank throttled so far that a pressure of the order of 10 to 30 bar is maintained in the supply of the pressure medium to the hydraulic motor.
  • an existing brake valve for throttling in addition to a control valve with which the direction of movement and the speed of the hydraulic consumer can be set.
  • Such a solution shows DE 195 38 916 AI.
  • the brake valve is located there within a load-sensing hydraulic system with a so-called LS (abbreviation for load-sensing) directional valve, which has a control slide with which the direction of movement and the speed of the hydraulic consumer can be controlled.
  • LS abbreviation for load-sensing
  • a measuring orifice is proportionally adjusted, the opening cross-section of which determines the quantity of pressure medium flowing to the hydraulic consumer and thus the speed of the hydraulic consumer.
  • one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer receives pressure medium, while it flows from the other back to the tank. This determines the direction of movement of the hydraulic consumer.
  • the separate brake valve contains various non-return valves, control channels and pressure chambers and overall requires a very complex design, which make the overall system expensive. In addition, considerable additional space is required for the brake valve.
  • Another solution for throttling the return flow from the hydraulic consumer via the directional control valve to the tank is to design the control slide of the directional control valve as a hollow piston with two large cavities and to insert brake pistons into these cavities.
  • One brake piston is acted upon by the pressure prevailing at one pressure medium connection of the hydraulic consumer and the other brake piston by the pressure at the other pressure medium connection of the hydraulic consumer against the force of a spring and in the direction of throttling the pressure medium flowing back from the hydraulic consumer.
  • the brake piston throttles the return. A pressure is therefore maintained in the inlet which is equivalent to the force of the spring.
  • a hydraulic system with brake pistons, which are located in the control slide of the directional control valve, is known, for example, from DE-OS 23 42 498.
  • the disadvantage of such a solution is that the diameter of a spool, in which the leading and returning pressure medium flows into a cavity of the spool and out of the cavity, has to be significantly larger than that of a spool that controls the flow of the pressure medium is provided with cuts between control collars if equal amounts of pressure medium are to flow through these slides.
  • the aim of the invention is to create a hydraulic system with which a hydraulic consumer can be operated in two opposite directions of movement and with which the hydraulic consumer can be braked when the drive is driven externally by throttling the returning pressure medium with a compact design and cost-effective design is.
  • the set goal is achieved according to the invention by a hydraulic system with the Merlmalen from claim 1.
  • the invention is essentially at the center of the control spool of a common directional control valve, which is provided with two control sections for connecting two pressure ports of the hydraulic consumer with the pressure medium source and the tank, so that two control spools, each with only one control section for one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer have been created, which can perform independent movements.
  • the one control slide can be adjusted by arbitrary actuation in a first direction in order to connect one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer to the pressure medium source.
  • the second control slide is adjusted as a function of the connection pressure between the first control slide and the corresponding pressure medium connection of the hydraulic consumer in the sense of a connection of the second pressure medium connection to the tank against the force of the spring arrangement centering it.
  • the second control slide assumes the end position in which the return flow of pressure medium is not throttled. If the supply pressure falls below the stated pressure, the spring arrangement is able to push the second control spool back in the direction of the central position, so that the return flow is throttled.
  • No additional brake valve or additional brake pistons are required for a hydraulic system according to the invention.
  • the space requirement compared to a conventional directional control valve with a piston with two control sections for the two pressure medium connections increases only slightly.
  • the spool valves are not hollow spools, but are provided with incisions for the pressure medium flow and are therefore suitable for controlling large quantities of pressure medium.
  • each control slide is assigned a pressure chamber which can be acted upon by the supply pressure which prevails between the other control slide and the pressure medium connection of the hydraulic consumer assigned to it.
  • pilot valve which, when operated arbitrarily, always activates a first one of the two control spools assumes a first position in which the "pressure chamber on this first control spool is relieved of pressure and which, when the second control spool is actuated arbitrarily, assumes a second position in which the supply pressure is applied to the pressure spool on the first control spool.
  • the pilot valve advantageously assumes the first position under the action of a spring, so that the pressure chamber is relieved of pressure in the rest position of the pilot valve.
  • the pilot valve can preferably be controlled with the same signal with which a control slide is actuated arbitrarily. So is e.g. If the control spool can be operated hydraulically by applying a control pressure, this control pressure is also applied to the pilot valve in order to switch it. If an electromagnetic actuation of the control slide is provided, the pilot valve is advantageously also actuated electromagnetically.
  • pilot valves there are two pilot valves, one pilot valve being connected upstream of the pressure chamber on one control spool and the other pilot valve being connected upstream of the pressure chamber on the other control spool.
  • Each pilot valve must only be able to assume two switching positions, one of which is a blocking position.
  • the two individual pilot valves are each smaller than a single pilot valve with three switching positions, so that one is flexible with regard to their arrangement on the valve housing or on the valve housings for the two control spools.
  • the hydraulic system is designed to be load-sensitive, the pressure medium flowing to each pressure medium connection of the hydraulic consumer via an adjustable measuring orifice.
  • a variable displacement pump or a pressure compensator arranged in the bypass to a constant displacement pump is regulated in such a way that the pump pressure is reduced by a certain pressure difference is above the highest load pressure.
  • This pressure difference prevails at the metering orifice assigned to the consumer with the highest load pressure, so that the amount of pressure medium flowing to this consumer depends solely on the opening cross section of the metering orifice.
  • each orifice plate becomes an individual pressure balance upstream or downstream.
  • downstream pressure compensators are acted upon by the highest load pressure and a weak compression spring in the closing direction.
  • the pressure after the orifice acts on them, which is just higher than the highest load pressure by a pressure difference equivalent to the force of the weak compression spring. If the pump pressure now drops in the event of undersaturation, the pressure difference across all measuring orifices is reduced in the same way, so that the pressure medium quantities flowing to the individual consumers and thus the speeds of the individual consumers are reduced in proportion.
  • each of the two control slides via which a pressure medium connection of the hydraulic consumer connects to the pressure medium source or the tank is bindable, to form a measuring orifice between it and the valve housing is provided with a control collar having at least one control groove.
  • a measuring orifice cross-section can advantageously be set in each case between an inlet ring chamber and an intermediate ring chamber of the valve bore separated from the latter by a housing web, both inlet ring chambers and both intermediate ring chambers being fluidly connected to one another and the intermediate ring chamber in each case to simplify the flow paths with regard to an existing pressure balance is blocked against the outflow of pressure medium at a control slide moved in the second direction.
  • a pressure compensator arranged downstream of the measuring orifice is now advantageously connected according to claim 11 and an alternative pressure compensator arranged upstream of the measuring orifice is advantageously connected according to claim 12.
  • FIG. 1 shows the first embodiment in which both control slide grooves have grooves for realizing a measuring orifice and a pressure compensator is connected downstream of the two measuring orifices
  • FIG. 2 shows the circuit diagram of the first except for a small variation
  • FIG. 3 shows the circuit diagram of a second embodiment in which a third control slide is used to form the measuring orifice
  • FIG. 4 shows a third embodiment in which in turn a measuring orifice is formed on each of the two control slides and a pressure compensator is connected upstream of the measuring orifices .
  • FIG. 1 there are two valve housings 10 and
  • valve bore 12 cut in a plane spanned by a valve bore 12, in which a control slide 13 or 14 is located, and by the axis of a valve bore 15 running parallel to the axis of the valve bore 12, into which a load holding valve 16 and a combined pressure limiting and suction valve 17 are used.
  • the valve bore 12 is closed by a cover 18 which receives a compression spring 20 in a cavity 19.
  • valve bore 15 has an annular chamber 24, which has an extension into the valve bore 15. Both annular chambers 24 are connected to a tank 26 via a common line 25. Separated from the annular chamber 24 by a housing web, follows in each of the two valve bores
  • the annular chamber 27 of the valve housing 10 is connected via a working line 28 to a first pressure medium connection 29 of a hydraulic motor 30.
  • the annular chamber 27 of the valve housing 11 is connected via a working line 31 to a second pressure medium connection 32 of the hydraulic motor 30. This is part of a hydraulic travel drive of a caterpillar or wheel chassis of a mobile machine and is reversible in its direction of rotation.
  • the valve chambers 24 and 27 can be connected to one another via the respective pressure limiting and suction valve 17. In FIG. 1, the lines are led to the housings 10 and 11 in different ways, primarily for the sake of drawing.
  • each valve bore 12 has an inlet chamber 34 and an intermediate chamber 36 separated from it by a housing web 35, which is located between the inlet chamber 34 and the annular chamber 33.
  • the two inlet chambers 34 and the two intermediate chambers 36 of the two valve housings 10 and 11 are, as indicated by the lines 37 and 38, connected to each other in an open fashion.
  • the feed chambers 34 are also connected to a variable displacement pump 40, which is adjustable in a load-bearing manner and sucks pressure medium from the tank 26 and releases it into the feed chambers 34.
  • the two spools 13 and 14 are identical. Each of them initially has a slide collar 41 through which the cavity 19 in the cover 18 and the annular chamber 24 are sealed off from one another. A pin with a smaller diameter than the slide collar extends into the cavity 19 of the cover 18 from the slide collar 41. In the vicinity of the free end of the pin, a spring plate 42 is held on the respective control slide by a locking ring. A second spring plate 43 can rest on the shoulder between the slide collar 41 and the pin and on the valve housing 10, 11. The helical compression spring 20, which tries to move the two spring plates as far apart as possible, is clamped between the two spring plates.
  • a control slide In the region of the web of a housing 10 and 11 separating the two annular chambers 24 and 27, a control slide has a slide collar 45, by means of which the two annular chambers are sealed off from one another in the central position.
  • control notches and bores are made which are designed in such a way that when a control slide is moved into the cavity 19 of a cover 18 after an idle stroke, a flow cross section 56 between the annular chamber 27 and the annular chamber 24 is increasingly opened.
  • the direction of movement of a control slide considered is the second direction in the sense of patent claim 1.
  • the two annular chambers 33 and 27 are also separated from one another by a further slide collar 46 in the central position of a control slide. They are opened to each other when a control spool is moved from its central position in the second direction.
  • the slide collar 46 extends to a slide neck in the area of the annular chamber 36 and has two flat recesses 47 and 48, via which the two annular chambers 33 and 36 are relieved of pressure towards a smaller leakage chamber 49 lying axially between them in the central position of a control slide. As soon as a slide is moved out of its central position, the annular chambers 33 and 36 are separated from the leakage chamber 49.
  • each control slide has a slide collar 50 in the area of the housing web 35, which is provided with fine control grooves 51 which are open towards the annular chamber 36.
  • the opening represents a measuring orifice 55, the opening width of which determines the pressure medium flow from the inlet chamber 34 into the intermediate chamber 36.
  • each control slide has a further slide collar 52, through which a pressure chamber 53 in front of the one end face of each control slide 13 or 14 is continuously separated from the inlet chamber 34.
  • Both the pressure chamber 53 in front of the control slide 13 and the pressure chamber 53 in front of the control slide 14 can be relieved of pressure via a nozzle 54 and channels and lines to the tank 26, not specified.
  • the pressure chamber 53 is connected in front of the spool 13 to an input of a pilot valve 60, which is designed as a 2/2-way valve and the second input of which is connected to the working line 31 via a throttle check valve arrangement 61, the check valve of which blocks the pilot valve 60.
  • the pilot valve 60 assumes a blocking position under the action of a compression spring 66 and can be brought hydraulically into a through position by applying the same control pressure to it via a control line 62, which is also used to adjust the control slide 14 from the middle position into the first position Direction serves. For this adjustment, the cavity 19 in the cover 18 of the valve housing 11 can be acted upon by the control pressure.
  • the pressure chamber 53 on the control slide 14 can be connected to the working line 28 via a pilot valve 63 which is identical to the pilot valve 60 and a throttle check valve arrangement 64 and can thus be acted upon with a pressure which is in the pressure 12
  • the pilot valve 63 can be switched from a blocking position to a through position by means of a second control line 65 by applying a control pressure which can also be introduced into the cavity 19 of the cover 18 on the valve housing 10.
  • the two intermediate ring chambers 36 are connected to the input 69 of a pressure compensator 70, from the output 71 of which a channel 72 leads to the input of the load-holding valve 16 in the valve housing 10 and the load-holding valve 16 in the valve housing 11.
  • the pressure compensator 70 is of a customary form, as is e.g. is described in EP 0 566 449 AI. Therefore, it should only be pointed out here that the control piston of the pressure compensator in the opening direction from the pressure in the inlet 69 and in the closing direction from the highest
  • Load pressure of all hydraulic consumers supplied and actuated by the hydraulic pump 40 and a weak compression spring is applied.
  • the load pressure is applied via a load signal line 73.
  • the control piston of the pressure compensator assigned to the load-carrying hydraulic consumer is moved so far in the opening direction that the highest load pressure is reported into the load signal line 73 via it.
  • the hydraulic motor 30 should now be operated in a certain direction of rotation.
  • a control pressure is applied to the control line 65, so that the pilot valve 63 moves from the blocking position shown into its through position.
  • the control spool 13 is moved axially out of its central position in the first direction by the control pressure, thereby opening a measuring orifice cross section between the inlet chamber 34 and the intermediate chamber 36.
  • Pressure medium flows from the hydraulic pump 40 into the inlet chamber 34 and via the measuring orifice into the intermediate chamber 36. From there it reaches the inlet of the pressure compensator 70 and via its control piston and the channel 72 to the load holding valve 16 of the valve housing 10.
  • the pressure in the working line 28 drops and can finally no longer hold the control slide 14 against the compression spring 20 in the fully open position.
  • the compression spring 20 moves the spool in the direction of the central position, so that the opening cross section between the two annular chambers 27 and 24 is smaller.
  • the pressure medium flow returning from the hydraulic motor 30 is throttled, so that the supply pressure in the working line 28 does not collapse completely, but remains at such a level that the pressure force acting on the control slide 14 in the second direction with the spring force acting in the first direction in Balance is there. Since there is no pressure in the control line 62, the pilot valve 60 has not been switched.
  • the pressure chamber 53 on the control slide 13 is therefore relieved to the tank via the nozzle 54, so that the control slide 13 can be actuated by the control pressure present in line 65 regardless of the pressure prevailing in the working line 31.
  • each pilot valve is now a 3/2-way valve, which connects a pressure chamber 53 throttled to tank 26 in its rest position and throttles to work line 28 or work line 31 in its switched position. There is no check valve in the bypass to the throttle.
  • the pilot valves 60 and 63 are the same as the pilot valves from FIG. 2.
  • the essential difference from the embodiment according to FIG. 2 is that the control spools 13 and 14 only have the functions have to connect a working line 28 or 31 to the outlet of the pressure compensator 70 or to the return line 25 to the tank 26 and to perform the throttling between the annular chamber 27 and the annular chamber 24.
  • the function of the inlet metering orifice is perceived by a third control slide 80, which is urged into a rest position by a compression spring 81, in which the metering orifice is closed and which via a shuttle valve 82 from the control pressure in the control line 62 or in the control line 65 for proportional opening of the Orifice plate can be adjusted against the compression spring 81.
  • a third control slide 80 which is urged into a rest position by a compression spring 81, in which the metering orifice is closed and which via a shuttle valve 82 from the control pressure in the control line 62 or in the control line 65 for proportional opening of the Orifice plate can be adjusted against the compression spring 81.
  • the spool collars 50 and 52 and the two spool necks on both sides of the spool collar 50 can thus be omitted in the control spools 13 and 14 from FIG.
  • the valve housing 10 can be made shorter in the direction of the valve bores 12 and 15. However, an additional valve axis is
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 1 only with regard to the different arrangement of a pressure compensator 90 in comparison to the pressure compensator 70. And 15
  • the pressure compensator 90 is indeed inserted into the pump line 91 leading from the hydraulic pump 40 to a branching point from which branch lines lead into the inlet chambers 34.
  • the regulating piston of the pressure compensator 90 is acted upon in the closing direction by the pressure in the inlet chambers 34, that is to say by the pressure in front of the measuring orifices 55 and in the closing direction by the pressure in the intermediate chambers 36, that is to say by the pressure after the orifice plates 55, and by a control spring 92.
  • the pressure compensator 90 is therefore arranged upstream of the measuring orifices 55, while the pressure compensator 70 of the exemplary embodiment according to FIG. 1 lies downstream of the measuring orifices 55.
  • the intermediate chambers 36 are connected directly to the inputs of the load holding valves 16.
  • control pressure is present in the control line 65, which has moved the control slide 13 out of the central position shown in FIG. 4 in the first direction, so that a measuring orifice 55 has a specific opening cross section.
  • the pilot valve 63 has been brought into its through position by the control pressure, so that the pressure chamber 53 on the control slide 14 is acted upon by the supply pressure of the pressure medium flowing to the hydraulic motor 30 in the working line 28.
  • This flow pressure is initially high enough to move the control slide 14 to the end stop in the second direction, so that the control chambers 27 and 24 of the valve housing 11 are wide open to one another.
  • Pressure medium conveyed by the hydraulic pump 40 now flows via the pressure compensator 90 into the inlet chamber 34 of the valve housing 10, via the measuring orifice 55 formed with the control slide 13, the intermediate chamber 36, the load holding valve 16 of the valve housing 10 and also via its annular chambers 33 and 27 and via the Working line 28 to the hydraulic motor 30. From this pressure medium flowing out flows through the working line 31 into the annular chamber 27 of the valve housing 11, via the control slide 14 into the annular chamber 24 and from there via the outlet line 25 to the tank 26. The supply pressure in the working line 28 lowers, because the hydraulic motor 30 is driven from the outside, except for one 16
  • the compression spring 20 displaces the control slide 14 in the direction of the central position, as a result of which the flow cross section between the annular chambers 27 and 24 of the valve housing 11 is reduced and the pressure medium flow flowing away is throttled.
  • a balance between the force of the spring 20 and the force exerted by the supply pressure is established in a certain position of the control slide 14. The supply pressure does not collapse completely, but remains in the range between 10 and 30 bar.

Abstract

The invention relates to a hydraulic system for operating a reversible hydraulic consumer (30). By using a simple and compact construction, the hydraulic fluid flow returning from the consumer (30) is throttled when the hydraulic consumer is externally operated. To this end, the hydraulic system has a spool valve (13) that can be displaced axially from a central position to connect the first hydraulic fluid connection (29) of the hydraulic consumer (30) assigned thereto to the hydraulic fluid source (40) by random actuation in a first direction and to connect the second hydraulic fluid connection of the consumer (30) to a tank by random actuation in a second direction with the purpose of increasingly reducing throttling. In addition, a second spool valve (14) is provided that can be displaced axially from a central position to connect the second hydraulic fluid connection (32) of the hydraulic consumer (30) assigned thereto to the hydraulic fluid source (40) by random actuation in a first direction and to connect the second hydraulic fluid connection (32) of the consumer (30) to a tank (26) in a second direction with the purpose of increasingly reducing throttling. When one of the two spool valves (13) is randomly actuated, the other spool valve (14) throttles the returning hydraulic fluid flow and the flow pressure is lowered, thereby slowing down the hydraulic consumer (30) and causing the speed of the hydraulic consumer (30) to be determined by the preset amount of hydraulic fluid flowing to the consumer.

Description

Beschreibungdescription
Hydraulisches System zum Betreiben eines reversierbaren hydraulischen VerbrauchersHydraulic system for operating a reversible hydraulic consumer
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen System, innerhalb dessen ein zwei Druckmittelanschlüsse aufweisender rever- sierbarer hydraulischer Verbraucher, insbesondere ein Hydromotor innerhalb eines hydraulischen Fahrantriebs einer mobilen .Arbeitsmaschine, betrieben wird und das die Merlαnale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.The invention is based on a hydraulic system within which a reversible hydraulic consumer having two pressure medium connections, in particular a hydraulic motor within a hydraulic travel drive of a mobile working machine, is operated and which has the merlαnale from the preamble of claim 1.
Damit auch dann, wenn der Hydromotor von außen angetrieben wird, wie es z.B. bei einer Fahrt der mobilen Arbeitsmaschine bergab ist, der Fahrzeugführer über die Steuerung der dem Hydromotor zufließenden Druckmittelmenge die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine bestimmen kann, wird bei einem Antrieb des Hydromotors von außen der Rücklauf des Druckmittels vom Hydromotor zu einem Tank so weit angedrosselt, daß im Vorlauf des Druckmittels zum Hydromotor noch ein Druck in der Größenordnung von 10 bis 30 bar aufrechterhalten wird. Es ist bekannt, für die Androsselung ein zusätzlich zu einem Steuerventil, mit dem die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des hydraulischen Verbrauchers eingestellt werden können, vorhandenes Bremsventil zu verwenden. Eine solche Lösung zeigt die DE 195 38 916 AI. Das Bremsventil befindet sich dort innerhalb eines lastfühlenden hydraulischen Systems mit einem sogenannten LS (Abkürzung für load-sensing) -Wegeventil, das einen Steuerschieber aufweist, mit dem die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des hydraulischen Verbrauchers gesteuert werden können. Bei einer Verstellung des Steuerschiebers aus einer Mittelstellung heraus in die eine oder in die andere Richtung wird proportional eine Meßblende verstellt, deren Öffnungsquerschnitt die dem hydraulischen Verbraucher zufließende Druckmittelmenge und da- mit die Geschwindigkeit des hydraulischen Verbrauchers bestimmt. Je nach Richtung der Verstellung des Steuerschiebers aus der Mittelstellung heraus fließt einem der beiden Druckmittelanschlüsse des hydraulischen Verbrauchers Druckmittel zu, während es vom anderen zurück zum Tank strömt. Dadurch wird die Bewegungsrichtung des hydraulischen Verbrauchers festgelegt.So that even when the hydraulic motor is driven from the outside, such as when the mobile machine is traveling downhill, the vehicle driver can determine the speed of the machine by controlling the amount of pressure medium flowing to the hydraulic motor, when the hydraulic motor is driven from outside, Return of the pressure medium from the hydraulic motor to a tank throttled so far that a pressure of the order of 10 to 30 bar is maintained in the supply of the pressure medium to the hydraulic motor. It is known to use an existing brake valve for throttling in addition to a control valve with which the direction of movement and the speed of the hydraulic consumer can be set. Such a solution shows DE 195 38 916 AI. The brake valve is located there within a load-sensing hydraulic system with a so-called LS (abbreviation for load-sensing) directional valve, which has a control slide with which the direction of movement and the speed of the hydraulic consumer can be controlled. When the control slide is moved from a central position in one direction or the other, a measuring orifice is proportionally adjusted, the opening cross-section of which determines the quantity of pressure medium flowing to the hydraulic consumer and thus the speed of the hydraulic consumer. Depending on the direction of the control spool adjustment from the middle position, one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer receives pressure medium, while it flows from the other back to the tank. This determines the direction of movement of the hydraulic consumer.
Das separate Bremsventil enthält verschiedene Rückschlagventile, Steuerkanäle und Druckräume und erfordert insgesamt eine recht aufwendige Gestaltung, die das Gesamtsystem teuer machen. Außerdem wird beträchtlicher zusätzlicher Bauraum für das Bremsventil benötigt.The separate brake valve contains various non-return valves, control channels and pressure chambers and overall requires a very complex design, which make the overall system expensive. In addition, considerable additional space is required for the brake valve.
Eine andere Lösung zum Androsseln des Rücklaufs vom hydraulischen Verbraucher über das Wegeventil zum Tank besteht darin, den Steuerschieber des Wegeventils als Hohlkolben mit zwei gro- ßen Hohlräumen auszubilden und in diese Hohlräume Bremskolben einzusetzen. Der eine Bremskolben wird vom Druck, der am einen Druckmittelanschluß des hydraulischen Verbrauchers herrscht, und der andere Bremskolben vom Druck am anderen Druckmittelanschluß des hydraulischen Verbrauchers jeweils gegen die Kraft einer Feder und in Richtung einer Androsselung des vom hydraulischen Verbraucher zurückfließenden Druckmittels beaufschlagt. Sobald der Druck im jeweiligen Zulauf unter einen Wert fällt, der an einer Wirkfläche des Bremskolbens eine mit der Federkraft im Gleichgewicht stehende Kraft erzeugt, drosselt der Bremskolben den Rücklauf an. Es wird also jeweils ein Druck im Zulauf aufrechterhalten, der zur Kraft der Feder äquivalent ist. Ein hydraulisches System mit Bremskolben, die sich im Steuerschieber des Wegeventils befinden, ist z.B. aus der DE-OS 23 42 498 bekannt. Nachteilig an einer solchen Lösung ist, daß über einen Hohlschieber, bei dem vorlaufendes und rücklaufendes Druckmittel jeweils in einen Hohlraum des Schiebers hinein- und wieder aus dem Hohlraum herausfließt, im Durchmesser wesentlich größer gebaut werden muß als ein Steuerschieber, der für den Fluß des Druckmittels mit Einschnitten zwischen Steuerbunde versehen ist, wenn gleiche Druckmittelmengen über diese Schieber fließen sollen. Ziel der Erfindung ist es, ein hydraulisches System zu schaffen, mit dem ein hydraulischer Verbraucher in zwei entgegengesetzte Bewegungsrichtungen betrieben werden kann und mit dem bei kompakter Bauweise und kostengünstiger Ausbildung die Ab- bremsung des hydraulischen Verbrauchers bei Antrieb von außen durch Drosselung des rücklaufenden Druckmittels möglich ist.Another solution for throttling the return flow from the hydraulic consumer via the directional control valve to the tank is to design the control slide of the directional control valve as a hollow piston with two large cavities and to insert brake pistons into these cavities. One brake piston is acted upon by the pressure prevailing at one pressure medium connection of the hydraulic consumer and the other brake piston by the pressure at the other pressure medium connection of the hydraulic consumer against the force of a spring and in the direction of throttling the pressure medium flowing back from the hydraulic consumer. As soon as the pressure in the respective inlet drops below a value that generates a force in equilibrium with the spring force on an active surface of the brake piston, the brake piston throttles the return. A pressure is therefore maintained in the inlet which is equivalent to the force of the spring. A hydraulic system with brake pistons, which are located in the control slide of the directional control valve, is known, for example, from DE-OS 23 42 498. The disadvantage of such a solution is that the diameter of a spool, in which the leading and returning pressure medium flows into a cavity of the spool and out of the cavity, has to be significantly larger than that of a spool that controls the flow of the pressure medium is provided with cuts between control collars if equal amounts of pressure medium are to flow through these slides. The aim of the invention is to create a hydraulic system with which a hydraulic consumer can be operated in two opposite directions of movement and with which the hydraulic consumer can be braked when the drive is driven externally by throttling the returning pressure medium with a compact design and cost-effective design is.
Das gesetzte Ziel wird erfindungsgemäß durch ein hydraulisches System mit den Merlmalen aus dem Patentanspruch 1 erreicht. Die Erfindung besteht also im Kern darin, den Steuerschieber eines gebräuchlichen Wegeventils , der mit zwei Steuerabschnitten zur Verbindung beider Drucl nittelanschlüsse des hydraulischen Verbrauchers mit der Druckmittelquelle und mit dem Tank versehen ist, mittig zu teilen, so daß zwei Steuerschieber mit jeweils nur einem Steuerabschnitt für einen der beiden Druckmittelanschlüsse des hydraulischen Verbrauchers entstanden sind, die voneinander unabhängige Bewegungen ausführen können. Somit kann der eine Steuerschieber durch willkürliche Betätigung in eine erste Richtung verstellt werden, um einen der beiden Druckmittelanschlüsse des hydraulischen Verbrauchers mit der Druckmittelquelle zu verbinden. Der zweite Steuerschieber wird in Abhängigkeit vom Vorlaufdruck, der zwischen dem ersten Steuerschieber und dem entsprechenden Druckmittelanschluß des hydrau- lischen Verbrauchers herrscht, im Sinne einer Verbindung des zweiten Druckmittelanschlusses mit Tank gegen die Kraft der ihn zentrierenden Federanordnung verstellt. Solange der Vorlaufdruck über einem Druck liegt, der der Kraft der Federanordnung im stärksten Spannungszustand in einer Endstellung des zweiten Steuerschiebers äquivalent ist, nimmt der zweite Steuerschieber die Endstellung ein, in der der Rücklauf von Druckmittel nicht gedrosselt wird. Fällt der Vorlaufdruck unter den genannten Druck, so vermag die Federanordnung den zweiten Steuerschieber in Richtung Mittelstellung zurückzuschieben, so daß der Rück- lauf angedrosselt wird. In .Abhängigkeit von der vorlaufenden Druckmittelmenge, der die rücklaufende Druckmittelmenge ent- spricht, stellt sich an verschiedenen Positionen des zweiten Steuerschiebers ein Gleichgewicht zwischen der Federkraft und der vom Vorlaufdruck ausgeübten Kraft ein. .Am kleinsten ist der Vorlaufdruck, wenn die fließenden Druckmittelmengen sehr gering sind und der zweite Steuerschieber nur einen kleinen Querschnitt zum Tank zu öffnen hat. Denn dann ist die Federanordnung über die Vorspannung in der Mittelstellung des zweiten Steuerschiebers hinaus nur wenig zusätzlich gespannt, so daß schon ein relativ kleiner Vorlaufdruck der Federkraft das Gleichgewicht halten kann.The set goal is achieved according to the invention by a hydraulic system with the Merlmalen from claim 1. The invention is essentially at the center of the control spool of a common directional control valve, which is provided with two control sections for connecting two pressure ports of the hydraulic consumer with the pressure medium source and the tank, so that two control spools, each with only one control section for one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer have been created, which can perform independent movements. Thus, the one control slide can be adjusted by arbitrary actuation in a first direction in order to connect one of the two pressure medium connections of the hydraulic consumer to the pressure medium source. The second control slide is adjusted as a function of the connection pressure between the first control slide and the corresponding pressure medium connection of the hydraulic consumer in the sense of a connection of the second pressure medium connection to the tank against the force of the spring arrangement centering it. As long as the supply pressure is above a pressure which is equivalent to the force of the spring arrangement in the most stressed state in an end position of the second control slide, the second control slide assumes the end position in which the return flow of pressure medium is not throttled. If the supply pressure falls below the stated pressure, the spring arrangement is able to push the second control spool back in the direction of the central position, so that the return flow is throttled. Dependent on the amount of pressure medium leading to the amount of pressure medium returning speaks, a balance is established between the spring force and the force exerted by the flow pressure at various positions of the second control slide. The flow pressure is at its lowest when the flowing pressure medium quantities are very small and the second spool valve only has to open a small cross-section to the tank. Because then the spring arrangement is only slightly tensioned beyond the pretension in the middle position of the second control slide, so that even a relatively low flow pressure of the spring force can keep the balance.
Für ein erfindungsgemäßes hydraulisches System werden kein zusätzliches Bremsventil oder zusätzliche Bremskolben benötigt. Der Platzbedarf gegenüber einem herkömmlichen Wegeventil mit einem Kolben mit zwei Steuerabschnitten für die beiden Druckmittelanschlüsse wächst nur wenig. Die Steuerschieber sind keine Hohlschieber, sondern mit Einschnitten für den Druckmittelfluß versehen und deshalb für die Steuerung großer Druckmittelmengen geeignet.No additional brake valve or additional brake pistons are required for a hydraulic system according to the invention. The space requirement compared to a conventional directional control valve with a piston with two control sections for the two pressure medium connections increases only slightly. The spool valves are not hollow spools, but are provided with incisions for the pressure medium flow and are therefore suitable for controlling large quantities of pressure medium.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a hydraulic system according to the invention can be found in the subclaims.
Grundsätzlich ist es denkbar, den Vorlaufdruck mit einem Druck- sensor zu erfassen, der ein der Höhe des Druckes entsprechendes elektrisches Signal abgibt, und den im Rücklauf liegenden Steuerschieber z.B. mit einem Elektromagneten in die zweite Richtung zu verstellen. Wesentlich einfacher erscheint jedoch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 , wonach jeder der beiden Steuer- Schieber in die zweite Richtung hydraulisch durch den Vorlau - druck verschiebbar ist. Dazu ist gemäß Anspruch 3 jedem Steuerschieber eine Druckkammer zugeordnet, die mit dem Vorlaufdruck, der zwischen dem anderen Steuerschieber und dem diesem zugeordneten Druckmittelanschluß des hydraulischen Verbrauchers herrscht, beaufschlagbar ist. Es ist ein Pilotventil vorhanden, das bei einer willkürlichen Betätigung jeweils eines ersten der beiden Steuerschieber eine erste Stellung einnimmt, in der der" Druckraum an diesem ersten Steuerschieber von Druck entlastet ist, und das bei einer willkürlichen Betätigung des jeweils zweiten Steuerschiebers eine zweite Stellung einnimmt, in der der Druckraum am ersten Steuerschieber mit dem Vorlaufdruck beaufschlagt ist.In principle, it is conceivable to measure the supply pressure with a pressure sensor, which emits an electrical signal corresponding to the level of the pressure, and to adjust the control slide in the return, for example with an electromagnet, in the second direction. However, an embodiment according to claim 2 appears to be much simpler, according to which each of the two control slides is hydraulically displaceable in the second direction by the preliminary pressure. For this purpose, according to claim 3, each control slide is assigned a pressure chamber which can be acted upon by the supply pressure which prevails between the other control slide and the pressure medium connection of the hydraulic consumer assigned to it. There is a pilot valve which, when operated arbitrarily, always activates a first one of the two control spools assumes a first position in which the "pressure chamber on this first control spool is relieved of pressure and which, when the second control spool is actuated arbitrarily, assumes a second position in which the supply pressure is applied to the pressure spool on the first control spool.
Vorteilhafterweise nimmt das Pilotventil die erste Stellung unter der Wirkung einer Feder ein, so daß in der Ruhestellung des Pilotventils der Druckraum von Druck entlastet ist. Bevorzugt ist das Pilotventil gemäß Anspruch 5 mit demselben Signal, mit dem ein Steuerschieber willkürlich betätigt wird, ansteuerbar. Ist also z.B. der Steuerschieber hydraulisch durch Beaufschlagung mit einem Steuerdruck betätigbar, so wird dieser Steuer- druck auch an das Pilotventil gegeben, um dieses zu schalten. Sollte eine elektromagnetische Betätigung der Steuerschieber vorgesehen sein, so wird das Pilotventil vorteilhafterweise ebenfalls elektromagnetisch betätigt.The pilot valve advantageously assumes the first position under the action of a spring, so that the pressure chamber is relieved of pressure in the rest position of the pilot valve. The pilot valve can preferably be controlled with the same signal with which a control slide is actuated arbitrarily. So is e.g. If the control spool can be operated hydraulically by applying a control pressure, this control pressure is also applied to the pilot valve in order to switch it. If an electromagnetic actuation of the control slide is provided, the pilot valve is advantageously also actuated electromagnetically.
Gemäß Anspruch 6 sind zwei Pilotventile vorhanden, wobei das eine Pilotventil dem Druckraum am einen Steuerschieber und das andere Pilotventil dem Druckraum am anderen Steuerschieber vorgeschaltet ist. Jedes Pilotventil muß nur zwei Schaltstellungen einnehmen können, von denen eine eine Sperrstellung ist. Die zwei einzelnen Pilotventile sind jedes für sich kleiner als ein einziges Pilotventil mit drei Schaltstellungen, so daß man im Hinblick auf ihre Anordnung am Ventilgehäuse oder an den Ventilgehäusen für die beiden Steuerschieber flexibel ist.According to claim 6, there are two pilot valves, one pilot valve being connected upstream of the pressure chamber on one control spool and the other pilot valve being connected upstream of the pressure chamber on the other control spool. Each pilot valve must only be able to assume two switching positions, one of which is a blocking position. The two individual pilot valves are each smaller than a single pilot valve with three switching positions, so that one is flexible with regard to their arrangement on the valve housing or on the valve housings for the two control spools.
Vorteilhafterweise ist gemäß Anspruch 7 das hydraulische System lastfühlend ausgebildet, wobei jedem Druckmittelanschluß des hydraulischen Verbrauchers das Druckmittel über eine verstellbare Meßblende zufließt. Bei einem lastfühlend ausgebildeten hydraulischen System wird eine Verstellpumpe oder eine im Bypass zu einer Konstantpumpe angeordnete Druckwaage jeweils so geregelt, daß der Pumpendruck um eine bestimmte Druckdifferenz über dem höchsten Lastdruck liegt. Diese Druckdifferenz herrscht an der dem Verbraucher mit dem höchsten Lastdruck zugeordneten Meßblende, so daß die diesem Verbraucher zufließende Druckmittelmenge allein vom Öffnungsquerschnitt der Meßblende abhängt. Können mehrere hydraulische Verbraucher, die von derselben Pumpe mit Druckmittel versorgt werden, auch gleichzeitig betätigt werden und soll auch für solche hydraulische Verbraucher, deren Lastdruck niedriger als der höchste Lastdruck ist, die zufließende Druckmittelmenge allein vom Öffnungsquerschnitt der zugeordneten Meßblende abhängen, so wird jeder Meßblende eine Individualdruckwaage vor- oder nachgeschaltet. Dabei läßt sich, wenn die Druckwaage der Meßblende nachgeschaltet, also stromab der Meßblende angeordnet ist, bei einer Untersättigung des Systems, d.h. in einem Fall, in dem die Pumpe wegen Begren- zung ihrer Fördermenge nicht mehr die vorgegebene Druckdifferenz gegenüber dem höchsten Lastdruck aufrechterhalten kann, auf einfache Weise eine lastunabhängige Durchflußverteilung realisieren. Dazu werden die nachgeschalteten Druckwaagen in Schließrichtung vom höchsten Lastdruck und von einer schwachen Druckfeder beaufschlagt. In Öffnungsrichtung wirkt an ihnen der Druck nach der Meßblende, der gerade um einen der Kraft der schwachen Druckfeder äquivalente Druckdifferenz höher als der höchste Lastdruck ist. Sinkt nun im Falle der Untersättigung der Pumpendruck ab, so reduziert sich die Druckdifferenz über alle Meßblenden in gleicher Weise, so daß die den einzelnen Verbrauchern zufließenden Druckmittelmengen und damit die Geschwindigkeiten der einzelnen Verbraucher verhältnisgleich reduziert werden.Advantageously, according to claim 7, the hydraulic system is designed to be load-sensitive, the pressure medium flowing to each pressure medium connection of the hydraulic consumer via an adjustable measuring orifice. In a load-sensing hydraulic system, a variable displacement pump or a pressure compensator arranged in the bypass to a constant displacement pump is regulated in such a way that the pump pressure is reduced by a certain pressure difference is above the highest load pressure. This pressure difference prevails at the metering orifice assigned to the consumer with the highest load pressure, so that the amount of pressure medium flowing to this consumer depends solely on the opening cross section of the metering orifice. If several hydraulic consumers, which are supplied with pressure medium from the same pump, can also be actuated at the same time and if the hydraulic fluid flow to those hydraulic consumers, whose load pressure is lower than the highest load pressure, depends solely on the opening cross section of the assigned orifice plate, each orifice plate becomes an individual pressure balance upstream or downstream. When the pressure compensator is connected downstream of the measuring orifice, that is to say is arranged downstream of the measuring orifice, it is possible in the event of undersaturation of the system, ie in a case in which the pump can no longer maintain the predetermined pressure difference compared to the highest load pressure due to the limitation of its delivery volume , realize a load-independent flow distribution in a simple manner. For this purpose, the downstream pressure compensators are acted upon by the highest load pressure and a weak compression spring in the closing direction. In the opening direction, the pressure after the orifice acts on them, which is just higher than the highest load pressure by a pressure difference equivalent to the force of the weak compression spring. If the pump pressure now drops in the event of undersaturation, the pressure difference across all measuring orifices is reduced in the same way, so that the pressure medium quantities flowing to the individual consumers and thus the speeds of the individual consumers are reduced in proportion.
Grundsätzlich ist es möglich, unabhängig von den beiden Steuerschiebern die Meßblende unter Nutzung eines dritten Steuerschiebers auszubilden, wie dies im Anspruch 13 angegeben ist. Eine kompaktere Bauweise und eine einfachere Herstellung scheint jedoch möglich, wenn gemäß Anspruch 10 jeder der beiden Steuerschieber, über die ein Druckmittelanschluß des hydraulischen Verbrauchers mit der Druckmittelquelle bzw. dem Tank ver- bindbar ist, zur Ausbildung einer Meßblende zwischen ihm und dem Ventilgehäuse mit einem wenigstens eine Steuernut aufweisenden Steuerbund versehen ist. Ein Meßblendenquerschnitt ist vorteilhafterweise jeweils zwischen einer Zulaufringkammer und einer von dieser durch einen Gehäusesteg getrennten Zwischenringkammer der Ventilbohrung einstellbar, wobei zur Vereinfachung der Strömungspfade auch im Hinblick auf eine vorhandene Druckwaage beide Zulaufringkammern und beide Zwischenringkammern jeweils fluidisch offen miteinander verbunden sind und je- weils die Zwischenringkammer an einem in die zweite Richtung bewegten Steuerschieber gegen den .Abfluß von Druckmittel abgesperrt is . Eine stromab der Meßblende angeordnete Druckwaage wird nun vorteilhafterweise gemäß Anspruch 11 und eine alternativ stromauf der Meßblende angeordnete Druckwaage vorteilhaf- te.rweise gemäß Anspruch 12 verschaltet.Basically, it is possible to design the measuring orifice independently of the two control slides using a third control slide, as stated in claim 13. A more compact design and simpler manufacture, however, seems possible if, according to claim 10, each of the two control slides, via which a pressure medium connection of the hydraulic consumer connects to the pressure medium source or the tank is bindable, to form a measuring orifice between it and the valve housing is provided with a control collar having at least one control groove. A measuring orifice cross-section can advantageously be set in each case between an inlet ring chamber and an intermediate ring chamber of the valve bore separated from the latter by a housing web, both inlet ring chambers and both intermediate ring chambers being fluidly connected to one another and the intermediate ring chamber in each case to simplify the flow paths with regard to an existing pressure balance is blocked against the outflow of pressure medium at a control slide moved in the second direction. A pressure compensator arranged downstream of the measuring orifice is now advantageously connected according to claim 11 and an alternative pressure compensator arranged upstream of the measuring orifice is advantageously connected according to claim 12.
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläu- tert .Several exemplary embodiments of a hydraulic system according to the invention 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 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem beide Steuerschieber Nuten zur Realisierung einer Meßblende aufwei- sen und den beiden Meßblenden eine Druckwaage nachgeschaltet ist, Figur 2 bis auf eine kleine Variation den Schaltplan des ersten1 shows the first embodiment in which both control slide grooves have grooves for realizing a measuring orifice and a pressure compensator is connected downstream of the two measuring orifices, FIG. 2 shows the circuit diagram of the first except for a small variation
Ausführungsbeispiels , Figur 3 den Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem zur Bildung der Meßblende ein dritter Steuerschieber verwendet wird, und Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum an den beiden Steuerschiebern jeweils eine Meßblende ausgebildet ist und eine Druckwaage den Meßblenden vorge- schaltet ist. In der Darstellung nach Figur 1 sind zwei Ventilgehäuse 10 und3 shows the circuit diagram of a second embodiment in which a third control slide is used to form the measuring orifice, and FIG. 4 shows a third embodiment in which in turn a measuring orifice is formed on each of the two control slides and a pressure compensator is connected upstream of the measuring orifices . In the illustration according to FIG. 1 there are two valve housings 10 and
11 in einer Ebene geschnitten, die durch eine Ventilbohrung 12, in der sich ein Steuerschieber 13 bzw. 14 befindet, und durch die parallel zur Achse der Ventilbohrung 12 verlaufende Achse einer Ventilbohrung 15 aufgespannt ist, in die ein Lasthalteventil 16 und ein kombiniertes Druckbegrenzungs- und Nachsaug- ventil 17 eingesetzt sind. An der einen Stirnseite des Ventilgehäuses 10 bzw. 11 ist die Ventilbohrung 12 durch einen Deckel 18 verschlossen, der in einem Hohlraum 19 eine Druckfeder 20 aufnimmt .11 cut in a plane spanned by a valve bore 12, in which a control slide 13 or 14 is located, and by the axis of a valve bore 15 running parallel to the axis of the valve bore 12, into which a load holding valve 16 and a combined pressure limiting and suction valve 17 are used. At one end of the valve housing 10 or 11, the valve bore 12 is closed by a cover 18 which receives a compression spring 20 in a cavity 19.
Im .Abstand zu der Stirnseite des Ventilgehäuses 10, 11, an der der Deckel 18 sitzt, besitzt die Ventilbohrung 15 eine Ringkammer 24, die eine Erweiterung bis in die Ventilbohrung 15 hat. Beide Ringkammern 24 sind über eine gemeinsame Leitung 25 mit einem Tank 26 verbunden. Von der Ringkammer 24 durch einen Gehäusesteg getrennt, folgt in jeder der beiden VentilbohrungenAt a distance from the end face of the valve housing 10, 11, on which the cover 18 is seated, the valve bore 15 has an annular chamber 24, which has an extension into the valve bore 15. Both annular chambers 24 are connected to a tank 26 via a common line 25. Separated from the annular chamber 24 by a housing web, follows in each of the two valve bores
12 auf die Ringkammer 24 eine Ringkammer 27, die ebenfalls eine E.rweitung bis in die Ventilbohrung 15 besitzt. Die Ringkammer 27 des Ventilgehäuses 10 ist über eine Arbeitsleitung 28 mit einem ersten Druckmittelanschluß 29 eines Hydromotors 30 verbunden. Die Ringkammer 27 des Ventilgehäuses 11 ist über eine Arbeitsleitung 31 mit einem zweiten Druckmittelanschluß 32 des Hydromotors 30 verbunden. Dieser ist Teil eines hydraulischen Fahrantriebs eines Raupen- oder eines Radfahrwerks einer mobilen Arbeitsmaschine und in seiner Drehrichtung reversierbar. Die Ventilkammern 24 und 27 sind über das jeweilige Druckbegrenzungs- und Nachsaugventil 17 miteinander verbindbar. In Figur 1 sind die Leitungen in erster Linie aus zeichnerischen Gründen in unterschiedlicher Weise zu den Gehäusen 10 und 11 geführt. In der Praxis wird die Leitung 31 wohl genauso an das Gehäuse 11 angebunden sein wie die Leitung 28 an das Gehäuse 10. Nach einem weiteren Gehäusesteg folgt in jeder Ventilbohrung 12 eine Ringkammer 33, die ebenfalls zur Ventilbohrung 15 hin erweitert ist. Sie bildet dort den Ausgang des Lasthalteventils 16. Schließlich besitzt jede Ventilbohrung 12 eine Zulaufkammer 34 und eine von dieser durch einen Gehäusesteg 35 getrennte Zwischenkammer 36, die sich zwischen der Zulauf ammer 34 und der Ringkammer 33 befindet. Die beiden Zulaufkammern 34 und die beiden Zwischenkammern 36 der beiden Ventilgehäuse 10 und 11 sind jeweils, wie durch die Leitungen 37 und 38 angedeutet ist, fludisch offen miteinander verbunden. Die Zulaufkammern 34 sind außerdem an eine Verstellpumpe 40 angeschlossen, die lastfüh- lend verstellbar ist und Druckmittel aus dem Tank 26 ansaugt und in die Zulaufkammern 34 abgibt.12 on the annular chamber 24, an annular chamber 27, which also has an expansion into the valve bore 15. The annular chamber 27 of the valve housing 10 is connected via a working line 28 to a first pressure medium connection 29 of a hydraulic motor 30. The annular chamber 27 of the valve housing 11 is connected via a working line 31 to a second pressure medium connection 32 of the hydraulic motor 30. This is part of a hydraulic travel drive of a caterpillar or wheel chassis of a mobile machine and is reversible in its direction of rotation. The valve chambers 24 and 27 can be connected to one another via the respective pressure limiting and suction valve 17. In FIG. 1, the lines are led to the housings 10 and 11 in different ways, primarily for the sake of drawing. In practice, the line 31 will probably be connected to the housing 11 in exactly the same way as the line 28 to the housing 10. After a further housing web, an annular chamber 33 follows in each valve bore 12, which is also expanded towards the valve bore 15. There it forms the output of the load holding valve 16. Finally, each valve bore 12 has an inlet chamber 34 and an intermediate chamber 36 separated from it by a housing web 35, which is located between the inlet chamber 34 and the annular chamber 33. The two inlet chambers 34 and the two intermediate chambers 36 of the two valve housings 10 and 11 are, as indicated by the lines 37 and 38, connected to each other in an open fashion. The feed chambers 34 are also connected to a variable displacement pump 40, which is adjustable in a load-bearing manner and sucks pressure medium from the tank 26 and releases it into the feed chambers 34.
Die beiden Steuerschieber 13 und 14 sind identisch ausgebildet. Jeder von ihnen besitzt zunächst einen Schieberbund 41, durch den der Hohlraum 19 im Deckel 18 und die Ringkammer 24 gegeneinander abgeschottet sind. Von dem Schieberbund 41 erstreckt sich ein Zapfen mit einem gegenüber dem Schieberbund geringeren Durchmesser in den Hohlraum 19 des Deckels 18 hinein. In der Nähe des freien Endes des Zapfens ist durch einen Sicherungs- ring ein Federteller 42 am jeweiligen Steuerschieber gehalten. Ein zweiter Federteller 43 vermag an der Schulter zwischen dem Schieberbund 41 und dem Zapfen sowie am Ventilgehäuse 10, 11 anzuliegen. Zwischen den beiden Federtellern ist die Schraubendruckfeder 20 eingespannt, die die beiden Federteller möglichst weit voneinander weg zu bewegen sucht. In einer Position des Federtellers 43, in der dieser sowohl am Schieberbund 41 als auch am Ventilgehäuse anliegt, hat der am Sicherungsring gehaltene Federteller 42 nur einen sehr geringen Abstand von einer Stirnwand des Deckels 18. Innerhalb dieses geringen Abstandes kann der Steuerschieber bewegt werden, ohne daß die Druckfeder 20 stärker zusammengedrückt würde. Sobald ein Steuerschieber über diesen Bereich in die eine oder in die andere Richtung hinaus bewegt wird, wird die Druckfeder stärker gespannt und sucht den Steuerschieber zurückzustellen. Durch die Druckfeder 20 ist also ein Steuerschieber 13 bzw. 14 in einer Mittelstel- 10The two spools 13 and 14 are identical. Each of them initially has a slide collar 41 through which the cavity 19 in the cover 18 and the annular chamber 24 are sealed off from one another. A pin with a smaller diameter than the slide collar extends into the cavity 19 of the cover 18 from the slide collar 41. In the vicinity of the free end of the pin, a spring plate 42 is held on the respective control slide by a locking ring. A second spring plate 43 can rest on the shoulder between the slide collar 41 and the pin and on the valve housing 10, 11. The helical compression spring 20, which tries to move the two spring plates as far apart as possible, is clamped between the two spring plates. In a position of the spring plate 43, in which it rests both on the slide collar 41 and on the valve housing, the spring plate 42 held on the locking ring is only a very small distance from an end wall of the cover 18. Within this small distance, the control slide can be moved without that the compression spring 20 would be compressed more. As soon as a spool is moved beyond this range in one direction or in the other direction, the compression spring is tensioned more and tries to reset the spool. Through the compression spring 20, a control slide 13 or 14 is in a central position 10
lung zentriert, aus der er in zwei entgegengesetzte Richtungen gegen die Kraft der Druckfeder 20 axial verschoben werden kann.tion centered, from which it can be axially displaced in two opposite directions against the force of the compression spring 20.
Im Bereich des die beiden Ringkammern 24 und 27 trennenden Ste- ges eines Gehäuses 10 bzw. 11 besitzt ein Steuerschieber einen Schieberbund 45, durch den in der Mittelstellung die beiden Ringkammern gegeneinander abgeschottet sind.In the region of the web of a housing 10 and 11 separating the two annular chambers 24 and 27, a control slide has a slide collar 45, by means of which the two annular chambers are sealed off from one another in the central position.
In den Schieberbund 45 sind Steuerkerben und Bohrungen einge- bracht, die so gestaltet sind, daß beim Verschieben eines Steuerschiebers in den Hohlraum 19 eines Deckels 18 hinein nach einem Leerhub ein Strömungsquerschnitt 56 zwischen der Ringkammer 27 und der Ringkammer 24 zunehmend aufgesteuert wird. Die betrachtete Bewegungsrichtung eines Steuerschiebers ist die zwei- te Richtung im Sinne des Patentanspruchs 1.In the slide collar 45 control notches and bores are made which are designed in such a way that when a control slide is moved into the cavity 19 of a cover 18 after an idle stroke, a flow cross section 56 between the annular chamber 27 and the annular chamber 24 is increasingly opened. The direction of movement of a control slide considered is the second direction in the sense of patent claim 1.
Durch einen weiteren Schieberbund 46 sind in der Mittelstellung eines Steuerschiebers auch die beiden Ringkammern 33 und 27 voneinander getrennt. Sie werden zueinander geöffnet, wenn ein Steuerschieber aus seiner Mittelstellung heraus in die zweite Richtung bewegt wird. Der Schieberbund 46 reicht bis zu einem Schieberhals im Bereich der Ringkammer 36 und besitzt zwei flache Eindrehungen 47 und 48, über die in der Mittelstellung eines Steuerschiebers die beiden Ringkammern 33 und 36 zu einer axial zwischen ihnen liegenden kleineren Leckagekammer 49 hin von Druck entlastet sind. Sobald ein Schieber aus seiner Mittelstellung herausbewegt wird, werden die Ringkammern 33 und 36 von der Leckagekammer 49 getrennt.The two annular chambers 33 and 27 are also separated from one another by a further slide collar 46 in the central position of a control slide. They are opened to each other when a control spool is moved from its central position in the second direction. The slide collar 46 extends to a slide neck in the area of the annular chamber 36 and has two flat recesses 47 and 48, via which the two annular chambers 33 and 36 are relieved of pressure towards a smaller leakage chamber 49 lying axially between them in the central position of a control slide. As soon as a slide is moved out of its central position, the annular chambers 33 and 36 are separated from the leakage chamber 49.
Von dem Schieberbund 46 durch den schon erwähnten Schieberhals getrennt besitzt jeder Steuerschieber im Bereich des Gehäusesteges 35 einen Schieberbund 50, der mit zur Ringkammer 36 hin offenen Feinsteuernuten 51 versehen ist. Bei einer Bewegung eines Steuerschiebers aus der Mittelstellung heraus in die zweite Richtung wird nach einem kurzen Leerhub über die Steuernuten 51 zunehmend ein Querschnitt zwischen der Zulaufringkammer 34 und 11Separated from the slide collar 46 by the already mentioned slide neck, each control slide has a slide collar 50 in the area of the housing web 35, which is provided with fine control grooves 51 which are open towards the annular chamber 36. When a control slide moves out of the central position in the second direction, after a short idle stroke via the control grooves 51, a cross section between the inlet ring chamber 34 and 11
der Zwischenkammer 36 geöffnet. Die Öffnung stellt eine Meßblende 55 dar, durch deren Öffnungsweite der Druckmittelstrom von der Zulaufkammer 34 in die Zwischenkammer 36 bestimmt ist. Bei einer Bewegung eines Steuerschiebers aus der Mittelstellung heraus in die zweite Richtung bleiben die Kammern 34 und 36 genauso gegeneinander abgeschottet wie dies für die Kammern 24 und 27 gilt, wenn ein Steuerschieber in die erste Richtung bewegt wird.the intermediate chamber 36 opened. The opening represents a measuring orifice 55, the opening width of which determines the pressure medium flow from the inlet chamber 34 into the intermediate chamber 36. When a control spool moves out of the central position in the second direction, the chambers 34 and 36 remain sealed off from one another in the same way as applies to the chambers 24 and 27 when a control spool is moved in the first direction.
Nach einem weiteren Schieberhals auf der dem Schieberbund 46 abgekehrten Seite des Schieberbundes 50 besitzt jeder Steuerschieber einen weiteren Schieberbund 52, durch den ein Druckraum 53 vor der einen Stirnseite jedes Steuerschiebers 13 bzw. 14 von der Zulaufkammer 34 dauernd getrennt ist. Sowohl der Druckraum 53 vor dem Steuerschieber 13 als auch der Druckraum 53 vor dem Steuerschieber 14 ist über eine Düse 54 und nicht näher bezeichnete Kanäle und Leitungen zum Tank 26 von Druck entlastbar. Außerdem ist der Druckraum 53 vor dem Steuerschieber 13 an einen Eingang eines Pilotventils 60 angeschlossen, das als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist und dessen zweiter Eingang über eine Drosselrückschlagventilanordnung 61, deren Rückschlagventil zum Pilotventil 60 hin sperrt, mit der Arbeitslei- tung 31, also mit dem Druckmittelströmungsabschnitt zwischen der Ringkammer 27 im Ventilgehäuse 11 und dem Druckmittelan- schluß 32 des Hydromotors 30 verbunden ist. Das Pilotventil 60 nimmt unter der Wirkung einer Druckfeder 66 eine Sperrstellung ein und kann hydraulisch in eine Durchgangsstellung gebracht werden, indem es über eine Steuerleitung 62 mit demselben Steuerdruck beaufschlagt wird, der auch zur Verstellung des Steuer- Schiebers 14 aus der Mittelstellung heraus in die erste Richtung dient. Für diese Verstellung ist der Hohlraum 19 im Deckel 18 des Ventilgehäuses 11 mit dem Steuerdruck beaufschlagbar. Der Druckraum 53 am Steuerschieber 14 ist über ein identisch zum Pilotventil 60 ausgebildetes Pilotventil 63 und eine Dros- selrückschlagventilanordnung 64 mit der Arbeitsleitung 28 verbindbar und damit mit einem Druck beaufschlagbar, der im Druck- 12After a further slide neck on the side of the slide collar 50 facing away from the slide collar 46, each control slide has a further slide collar 52, through which a pressure chamber 53 in front of the one end face of each control slide 13 or 14 is continuously separated from the inlet chamber 34. Both the pressure chamber 53 in front of the control slide 13 and the pressure chamber 53 in front of the control slide 14 can be relieved of pressure via a nozzle 54 and channels and lines to the tank 26, not specified. In addition, the pressure chamber 53 is connected in front of the spool 13 to an input of a pilot valve 60, which is designed as a 2/2-way valve and the second input of which is connected to the working line 31 via a throttle check valve arrangement 61, the check valve of which blocks the pilot valve 60. is connected to the pressure medium flow section between the annular chamber 27 in the valve housing 11 and the pressure medium connection 32 of the hydraulic motor 30. The pilot valve 60 assumes a blocking position under the action of a compression spring 66 and can be brought hydraulically into a through position by applying the same control pressure to it via a control line 62, which is also used to adjust the control slide 14 from the middle position into the first position Direction serves. For this adjustment, the cavity 19 in the cover 18 of the valve housing 11 can be acted upon by the control pressure. The pressure chamber 53 on the control slide 14 can be connected to the working line 28 via a pilot valve 63 which is identical to the pilot valve 60 and a throttle check valve arrangement 64 and can thus be acted upon with a pressure which is in the pressure 12
mittelströmungsabschnitt zwischen der Ringkammer 27 des Ventil- gehäuses 10 und dem Druckmittelanschluß 29 des Hydromotors 30 herrscht. Das Pilotventil 63 ist über eine zweite Steuerleitung 65 durch Beaufschlagung mit einem Steuerdruck, der auch in den Hohlraum 19 des Deckels 18 am Ventilgehäuse 10 einleitbar ist, von einer Sperrstellung in eine Durchgangsstellung umschaltbar.medium flow section between the annular chamber 27 of the valve housing 10 and the pressure medium connection 29 of the hydraulic motor 30 prevails. The pilot valve 63 can be switched from a blocking position to a through position by means of a second control line 65 by applying a control pressure which can also be introduced into the cavity 19 of the cover 18 on the valve housing 10.
Die beiden Zwischenringkammern 36 sind mit dem Eingang 69 einer Druckwaage 70 verbunden, von deren Ausgang 71 jeweils ein Kanal 72 zum Eingang des Lasthalteventils 16 im Ventilgehäuse 10 bzw. des Lasthalteventils 16 im Ventilgehäuse 11 führt. Die Druckwaage 70 ist von üblicher Form, wie sie z.B. in der EP 0 566 449 AI beschrieben ist. Deshalb sei hier nur darauf hingewiesen, daß der Regelkolben der Druckwaage in Öffnungsrichtung vom Druck im Eingang 69 und in Schließrichtung vom höchstenThe two intermediate ring chambers 36 are connected to the input 69 of a pressure compensator 70, from the output 71 of which a channel 72 leads to the input of the load-holding valve 16 in the valve housing 10 and the load-holding valve 16 in the valve housing 11. The pressure compensator 70 is of a customary form, as is e.g. is described in EP 0 566 449 AI. Therefore, it should only be pointed out here that the control piston of the pressure compensator in the opening direction from the pressure in the inlet 69 and in the closing direction from the highest
Lastdruck aller von der Hydropumpe 40 versorgten und gleichzeitig betätigten hydraulischen Verbraucher sowie von einer schwachen Druckfeder beaufschlagt wird. Die Beaufschlagung mit Lastdruck erfolgt über eine Lastsignalleitung 73. Jeweils der Regelkolben der dem lastführenden hydraulischen Verbraucher zugeordneten Druckwaage wird so weit in Öffnungsrichtung bewegt, daß über ihn der höchste Lastdruck in die Lastsignalleitung 73 gemeldet wird.Load pressure of all hydraulic consumers supplied and actuated by the hydraulic pump 40 and a weak compression spring is applied. The load pressure is applied via a load signal line 73. The control piston of the pressure compensator assigned to the load-carrying hydraulic consumer is moved so far in the opening direction that the highest load pressure is reported into the load signal line 73 via it.
Es möge nun der Hydromotor 30 in eine bestimmte Drehrichtung betrieben werden. Dazu wird auf die Steuerleitung 65 ein Steuerdruck gegeben, so daß das Pilotventil 63 von der gezeigten Sperrstellung in seine Durchgangsstellung gelangt. Außerdem wird durch den Steuerdruck der Steuerschieber 13 aus seiner Mittelstellung heraus in die erste Richtung axial bewegt und dadurch ein Meßblendenquerschnitt zwischen der Zulaufkammer 34 und der Zwischenkammer 36 geöffnet. Druckmittel fließt von der Hydropumpe 40 in die Zulaufkammer 34 und über die Meßblende in die Zwischenkammer 36. Von dort gelangt es zum Eingang der Druckwaage 70 und über deren Regelkolben und den Kanal 72 zum Lasthalteventil 16 des Ventilgehäuses 10. Das Lasthalteventil 13The hydraulic motor 30 should now be operated in a certain direction of rotation. For this purpose, a control pressure is applied to the control line 65, so that the pilot valve 63 moves from the blocking position shown into its through position. In addition, the control spool 13 is moved axially out of its central position in the first direction by the control pressure, thereby opening a measuring orifice cross section between the inlet chamber 34 and the intermediate chamber 36. Pressure medium flows from the hydraulic pump 40 into the inlet chamber 34 and via the measuring orifice into the intermediate chamber 36. From there it reaches the inlet of the pressure compensator 70 and via its control piston and the channel 72 to the load holding valve 16 of the valve housing 10. The load holding valve 13
16 macht auf und das Druckmittel gelangt über die Ringkammer 33, den Steuerschieber 13, die Ringkammer 27 und die Leitung 28 zum Druckmittelanschluß 29 des Hydromotors 30. Zum Drehen des Hydromotors 30 ist ein bestimmter Druck in der Leitung 28 not- wendig. Dieser Druck steht über das Pilotventil 63 im Druckraum 53 am Steuerschieber 14 an und verschiebt diesen aus seiner Mittelstellung heraus in die zweite Richtung, so daß die Ringkammern 27 und 24 offen miteinander verbunden sind. Vom Hydromotor 30 wegfließendes Druckmittel kann also über die Leitung 31, die Ringkammer 27, die Ringkammer 24 des Ventilgehäuses 11 und die Leitung 25 zum Tank 26 zurückfließen. Fährt das Fahrzeug bergab, so wird der Hydromotor 30 von außen angetrieben und arbeitet als Pumpe. Der Druck in der Arbeitsleitung 28 sackt ab und kann schließlich den Steuerschieber 14 nicht mehr gegen die Druckfeder 20 in der ganz geöffneten Stellung halten. Die Druckfeder 20 verschiebt den Steuerschieber in Richtung Mittelstellung, so daß der Öffnungsquerschnitt zwischen den beiden Ringkammern 27 und 24 kleiner wird. Dadurch wird der vom Hydromotor 30 rücklaufende Druckmittelstrom angedrosselt, so daß der Vorlaufdruck in der Arbeitsleitung 28 nicht völlig zusammenbricht, sondern auf einem solchen Niveau verbleibt, daß die auf den Steuerschieber 14 in die zweite Richtung wirkende Druckkraft mit der in die erste Richtung wirkenden Federkraft im Gleichgewicht steht. Da in der Steuerleitung 62 kein Druck ansteht, ist das Pilotventil 60 nicht geschaltet worden. Der Druckraum 53 am Steuerschieber 13 ist deshalb über die Düse 54 zum Tank entlastet, so daß der Steuerschieber 13 durch den in der Leitung 65 anstehenden Steuerdruck unabhängig von dem Druck, der in der Arbeitsleitung 31 herrscht, betätigt werden kann .16 opens and the pressure medium reaches the pressure medium connection 29 of the hydraulic motor 30 via the annular chamber 33, the control slide 13, the annular chamber 27 and the line 28. A certain pressure in the line 28 is necessary to turn the hydraulic motor 30. This pressure is applied via the pilot valve 63 in the pressure chamber 53 to the control slide 14 and moves it out of its central position in the second direction, so that the annular chambers 27 and 24 are openly connected to one another. Pressure medium flowing away from the hydraulic motor 30 can therefore flow back to the tank 26 via the line 31, the annular chamber 27, the annular chamber 24 of the valve housing 11 and the line 25. If the vehicle is traveling downhill, the hydraulic motor 30 is driven from the outside and works as a pump. The pressure in the working line 28 drops and can finally no longer hold the control slide 14 against the compression spring 20 in the fully open position. The compression spring 20 moves the spool in the direction of the central position, so that the opening cross section between the two annular chambers 27 and 24 is smaller. As a result, the pressure medium flow returning from the hydraulic motor 30 is throttled, so that the supply pressure in the working line 28 does not collapse completely, but remains at such a level that the pressure force acting on the control slide 14 in the second direction with the spring force acting in the first direction in Balance is there. Since there is no pressure in the control line 62, the pilot valve 60 has not been switched. The pressure chamber 53 on the control slide 13 is therefore relieved to the tank via the nozzle 54, so that the control slide 13 can be actuated by the control pressure present in line 65 regardless of the pressure prevailing in the working line 31.
Beim Betrieb des Hydromotors 30 in die umgekehrte Drehrichtung sind die Rollen der Steuerschieber 13 und 14 sowie der Pilotventile 60 und 63 vertauscht. Ansonsten ist die Funktionsweise genauso wie eben beschrieben. 14When the hydraulic motor 30 is operated in the reverse direction of rotation, the roles of the control spools 13 and 14 and of the pilot valves 60 and 63 are interchanged. Otherwise, the mode of operation is exactly as described above. 14
In den Schaltplan nach Figur 2, anhand dessen man sich den Druckmittelfluß des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels verdeutlichen kann, sind nur einige der in Figur 1 zu findenden Bezugszahlen eingezeichnet. Der Schaltplan entspricht nicht ganz dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1, da die Pilotventile 60 und 63 modifiziert sind. Jedes Pilotventil ist nun ein 3/2- Wegeventil, das in seiner Ruhestellung einen Druckraum 53 gedrosselt mit Tank 26 und in seiner geschalteten Stellung gedrosselt mit der Arbeitsleitung 28 bzw. der Arbeitsleitung 31 verbindet. Ein im Bypass zu der Drossel angeordnetes Rückschlagventil ist nicht vorhanden.In the circuit diagram according to FIG. 2, on the basis of which the pressure medium flow of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 can be illustrated, only a few of the reference numbers found in FIG. 1 are drawn. The circuit diagram does not entirely correspond to the exemplary embodiment according to FIG. 1, since the pilot valves 60 and 63 are modified. Each pilot valve is now a 3/2-way valve, which connects a pressure chamber 53 throttled to tank 26 in its rest position and throttles to work line 28 or work line 31 in its switched position. There is no check valve in the bypass to the throttle.
Bei der Ausführung nach Figur 3, die lediglich als Schaltplan dargestellt ist, sind die Pilotventile 60 und 63 gleich den Pi- lotventilen aus Figur 2. Wesentlicher Unterschied zu der Ausführung nach Figur 2 ist nun, daß die Steuerschieber 13 und 14 nur noch die Funktionen haben, eine Arbeitsleitung 28 bzw. 31 mit dem Ausgang der Druckwaage 70 oder mit der Rücklaufleitung 25 zum Tank 26 zu verbinden und die Drosselung zwischen der Ringkammer 27 und der Ringkammer 24 vorzunehmen. Die Funktion der Zulaufmeßblende wird von einem dritten Steuerschieber 80 wahrgenommen, der von einer Druckfeder 81 in eine Ruhestellung gedrängt wird, in der die Meßblende geschlossen ist und der über ein Wechselventil 82 vom Steuerdruck in der Steuerleitung 62 oder in der Steuerleitung 65 zum proportionalen Öffnen der Meßblende gegen die Druckfeder 81 verstellt werden kann. Gegenüber den in Figur 1 gezeigten Steuerschiebern 13 und 14 können also bei den Steuerschiebern 13 und 14 aus Figur 3 die Schieberbunde 50 und 52 sowie die beiden Schieberhälse beidseits des Schieberbunds 50 wegfallen. Das Ventilgehäuse 10 kann in Richtung der Ventilbohrungen 12 und 15 kürzer bauen. Allerdings ist eine zusätzliche Ventilachse notwendig.In the embodiment according to FIG. 3, which is only shown as a circuit diagram, the pilot valves 60 and 63 are the same as the pilot valves from FIG. 2. The essential difference from the embodiment according to FIG. 2 is that the control spools 13 and 14 only have the functions have to connect a working line 28 or 31 to the outlet of the pressure compensator 70 or to the return line 25 to the tank 26 and to perform the throttling between the annular chamber 27 and the annular chamber 24. The function of the inlet metering orifice is perceived by a third control slide 80, which is urged into a rest position by a compression spring 81, in which the metering orifice is closed and which via a shuttle valve 82 from the control pressure in the control line 62 or in the control line 65 for proportional opening of the Orifice plate can be adjusted against the compression spring 81. Compared to the control spools 13 and 14 shown in FIG. 1, the spool collars 50 and 52 and the two spool necks on both sides of the spool collar 50 can thus be omitted in the control spools 13 and 14 from FIG. The valve housing 10 can be made shorter in the direction of the valve bores 12 and 15. However, an additional valve axis is necessary.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 1 nur im Hinblick auf die andere Anordnung einer Druckwaage 90 im Vergleich zur Druckwaage 70. Und 15The exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 1 only with regard to the different arrangement of a pressure compensator 90 in comparison to the pressure compensator 70. And 15
zwar ist die Druckwaage 90 in die von der Hydropumpe 40 zu einem Verzweigungspunkt, von dem Zweigleitungen in die Zulauf ammern 34 abgehen, führende Pumpenleitung 91 eingefügt. Der Regelkolben der Druckwaage 90 wird in Schließrichtung vom Druck in den Zulaufkammern 34, also vom Druck vor den Meßblenden 55 und in Schließrichtung vom Druck in den Zwischenkammern 36, also vom Druck nach den Meßblenden 55, sowie von einer Regelfeder 92 beaufschlagt. Die Druckwaage 90 ist also stromauf der Meßblenden 55 angeordnet, während die Druckwaage 70 des Ausfüh- rungsbeispiels nach Figur 1 stromab der Meßblenden 55 liegt. Die Zwischenkammern 36 sind unmittelbar mit den Eingängen der Lasthalteventile 16 verbunden.the pressure compensator 90 is indeed inserted into the pump line 91 leading from the hydraulic pump 40 to a branching point from which branch lines lead into the inlet chambers 34. The regulating piston of the pressure compensator 90 is acted upon in the closing direction by the pressure in the inlet chambers 34, that is to say by the pressure in front of the measuring orifices 55 and in the closing direction by the pressure in the intermediate chambers 36, that is to say by the pressure after the orifice plates 55, and by a control spring 92. The pressure compensator 90 is therefore arranged upstream of the measuring orifices 55, while the pressure compensator 70 of the exemplary embodiment according to FIG. 1 lies downstream of the measuring orifices 55. The intermediate chambers 36 are connected directly to the inputs of the load holding valves 16.
Es sei nun angenommen, daß in der Steuerleitung 65 ein Steuer- druck ansteht, der den Steuerschieber 13 aus der in Figur 4 gezeigten Mittelstellung heraus in die erste Richtung verschoben hat, so daß eine Meßblende 55 einen bestimmten Öffnungsquerschnitt besitzt. Von dem Steuerdruck ist das Pilotventil 63 in seiner Durchgangsstellung gebracht worden, so daß der Druckraum 53 am Steuerschieber 14 mit dem in der Arbeitsleitung 28 herrschenden Vorlaufdruck des zum Hydromotor 30 hinfließenden Druckmittels beaufschlagt ist. Dieser Vorlaufdruck sei zunächst hoch genug, um den Steuerschieber 14 bis zum Endanschlag in die zweite Richtung zu bewegen, so daß die Steuerkammern 27 und 24 des Ventilgehäuses 11 weit zueinander offen sind. Von der Hydropumpe 40 gefördertes Druckmittel fließt nun über die Druckwaage 90 in die Zulaufkammer 34 des Ventilgehäuses 10, über die mit dem Steuerschieber 13 gebildete Meßblende 55, die Zwischenkammer 36, das Lasthalteventil 16 des Ventilgehäuses 10 sowie über dessen Ringkammern 33 und 27 und über die Arbeitsleitung 28 zum Hydromotor 30. Von diesem abfließendes Druckmittel strömt über die Arbeitsleitung 31 in die Ringkammer 27 des Ventilgehäuses 11, über den Steuerschieber 14 in die Ringkammer 24 und von dort über die Ablaufleitung 25 zum Tank 26 zurück. Er- niedrigt sich der Vorlaufdruck in der Arbeitsleitung 28, weil der Hydromotor 30 von außen angetrieben wird, bis auf einen 16It is now assumed that a control pressure is present in the control line 65, which has moved the control slide 13 out of the central position shown in FIG. 4 in the first direction, so that a measuring orifice 55 has a specific opening cross section. The pilot valve 63 has been brought into its through position by the control pressure, so that the pressure chamber 53 on the control slide 14 is acted upon by the supply pressure of the pressure medium flowing to the hydraulic motor 30 in the working line 28. This flow pressure is initially high enough to move the control slide 14 to the end stop in the second direction, so that the control chambers 27 and 24 of the valve housing 11 are wide open to one another. Pressure medium conveyed by the hydraulic pump 40 now flows via the pressure compensator 90 into the inlet chamber 34 of the valve housing 10, via the measuring orifice 55 formed with the control slide 13, the intermediate chamber 36, the load holding valve 16 of the valve housing 10 and also via its annular chambers 33 and 27 and via the Working line 28 to the hydraulic motor 30. From this pressure medium flowing out flows through the working line 31 into the annular chamber 27 of the valve housing 11, via the control slide 14 into the annular chamber 24 and from there via the outlet line 25 to the tank 26. The supply pressure in the working line 28 lowers, because the hydraulic motor 30 is driven from the outside, except for one 16
Wert, der nicht mehr ausreicht, den Steuerschieber 14 gegen die Kraft der Druckfeder 20 ganz ausgelenkt zu halten, so verschiebt die Druckfeder 20 den Steuerschieber 14 in Richtung Mittelstellung, wodurch der Strömungsquerschnitt zwischen den Ringkammern 27 und 24 des Ventilgehäuses 11 verkleinert und der abfließende Druckmittelstrom angedrosselt wird. In .Abhängigkeit vom Öffnungsquerschnitt der Meßblende 55 am Steuerschieber 13 und dem davon abhängigen Druckmittelzufluß zum Hydromotor 30 stellt sich in einer bestimmten Position des Steuerschiebers 14 ein Gleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 20 und der vom Vorlaufdruck ausgeübten Kraft ein. Der Vorlaufdruck fällt nicht völlig zusammen, sondern verbleibt im Bereich zwischen 10 und 30 bar. Value that is no longer sufficient to keep the control slide 14 fully deflected against the force of the compression spring 20, the compression spring 20 displaces the control slide 14 in the direction of the central position, as a result of which the flow cross section between the annular chambers 27 and 24 of the valve housing 11 is reduced and the pressure medium flow flowing away is throttled. Depending on the opening cross-section of the orifice 55 on the control slide 13 and the pressure medium flow dependent thereon to the hydraulic motor 30, a balance between the force of the spring 20 and the force exerted by the supply pressure is established in a certain position of the control slide 14. The supply pressure does not collapse completely, but remains in the range between 10 and 30 bar.

Claims

17Patentansprüche 17 patent claims
1. Hydraulisches System zum Betreiben eines zwei Druckmittelanschlüsse (29, 32) aufweisenden reversierbaren hydrauli- sehen Verbrauchers (30), insbesondere zum Betreiben eines Hydromotors (30) innerhalb eines hydraulischen Fahrantriebs einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einem sich in einer Schieberbohrung (12) eines Ventilgehäuses (10, 11) befindlichen, durch eine Federanordnung (20) in einer Mittelstellung zentrierten Steuerschieber (13, 14), der aus der Mittelstellung heraus zur Verbindung des ihm zugeordneten, ersten Druckmittelanschlusses (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) mit einer Druckmittelquelle (40) durch willkürliche Betätigung in eine erste Richtung und zur zunehmend geringer werdenden Drosselung einer Verbindung des ersten Druckmittelanschlusses (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) mit einem Tank (26) in eine zweite Richtung axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter sich in einer Schieberbohrung (12) eines Ventilgehäuses (11, 10) befindlicher, durch eine Federanordnung (20) in einer Mittelstellung zentrierter Steuerschieber (14, 13) vorhanden ist, der aus der Mittelstellung heraus zur Verbindung des ihm zugeordneten, zweiten Druckmittelanschlusses (32, 29) des hydraulischen Verbrauchers (30) mit einer Druckmittelquelle (40) durch willkürliche Betätigung in eine erste Richtung und zur zunehmend geringer werdenden1. Hydraulic system for operating a reversible hydraulic consumer (30) having two pressure medium connections (29, 32), in particular for operating a hydraulic motor (30) within a hydraulic travel drive of a mobile working machine, with one in a slide bore (12) Valve housing (10, 11) located by a spring arrangement (20) centered in a central position spool (13, 14), which from the central position for connecting the associated first pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30) a pressure medium source (40) is axially displaceable in a second direction by arbitrary actuation in a first direction and for increasingly decreasing throttling of a connection of the first pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30) to a tank (26) that a second is in a slide bore (12) of a valve housing (11, 1st 0) located, by a spring arrangement (20) centered in a central position control slide (14, 13) is present, which from the central position to connect the associated second pressure medium connection (32, 29) of the hydraulic consumer (30) with a pressure medium source (40) through voluntary actuation in a first direction and towards the increasingly diminishing one
Drosselung einer Verbindung des zweiten Druckmittelanschlusses (32, 29) des hydraulischen Verbrauchers (30) mit einem Tank (26) in eine zweite Richtung axial verschiebbar ist, und daß bei einer willkürlichen Betätigung jeweils eines ersten Steuerschiebers (13, 14) der beiden Steuerschieber der jeweils andere Steuerschieber (14, 13) in .Abhängigkeit vom Vorlaufdruck, der am dem jeweils ersten Steuerschieber (13, 14) zugeordneten Druckmittelanschluß (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) herrscht, aus der Mittelstellung heraus ver- schieden weit in die zweite Richtung verschiebbar ist. 18Throttling a connection of the second pressure medium connection (32, 29) of the hydraulic consumer (30) with a tank (26) is axially displaceable, and that with an arbitrary actuation of a first control slide (13, 14) of the two control slides in each case different control spools (14, 13) depending on the supply pressure which prevails at the pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30) assigned to the respective first control spool (13), from the middle position to various degrees second direction is displaceable. 18th
2. Hydraulisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Steuerschieber (13, 14) in die zweite Richtung hydraulisch durch den Vorlaufdruck veschiebbar ist.2. Hydraulic system according to claim 1, characterized in that each of the two control slides (13, 14) is hydraulically displaceable in the second direction by the flow pressure.
3. Hydraulisches System nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuerschieber (13, 14) für die Verschiebung in die zweite Richtung ein Druckraum (53) zugeordnet ist und daß ein Pilotventil (60, 63) vorhanden ist, das bei einer willkürlichen Betätigung jeweils eines ersten Steuerschiebers (13, 14) der beiden Steuerschieber eine erste Stellung, in der der dem jeweils ersten Steuerschieber (13, 14) zugeordnete Druckraum (53) von Druck entlastet ist, und bei einer willkürlichen Betätigung des jeweils zweiten Steuerschiebers (14, 13) eine zweite Stellung einnimmt, in der der dem jeweils ersten3. Hydraulic system according to claim 2, characterized in that each control slide (13, 14) for the displacement in the second direction is assigned a pressure chamber (53) and that a pilot valve (60, 63) is present, which is in an arbitrary actuation a first control spool (13, 14) of each of the two control spools has a first position in which the pressure chamber (53) assigned to the respective first control spool (13, 14) is relieved of pressure, and upon arbitrary actuation of the respective second control spool (14, 13) occupies a second position in which the first
Steuerschieber (13, 14) zugeordnete Druckraum (53) mit dem Vorlaufdruck beaufschlagt ist.Control slide (13, 14) assigned pressure chamber (53) is acted upon by the supply pressure.
4. Hydraulisches System nach Anspruch 3 , dadurch gekenn- zeichnet, daß die erste Stellung eine Ruhestellung ist, die das4. Hydraulic system according to claim 3, characterized in that the first position is a rest position, which
Pilotventil (60, 63) unter der Wirkung einer Feder (66) einnimmt.Pilot valve (60, 63) under the action of a spring (66).
5. Hydraulisches System nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (60, 63) mit demselben Signal, mit dem ein Steuerschieber (13, 14) willkürlich betätigt wird, ansteuerbar ist.5. Hydraulic system according to claim 3 or 4, characterized in that the pilot valve (60, 63) with the same signal with which a control slide (13, 14) is actuated arbitrarily, can be controlled.
6. Hydraulisches System nach Anspruch 3 , 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pilotventile (60, 63) vorhanden sind und daß über das eine Pilotventil (60, 63) der dem ersten Steuerschieber (13, 14) zugeordnete Druckraum (53) mit dem dem zweiten Steuerschieber (14, 13) zugeordneten Druckmittelanschluß (32, 29) des hydraulischen Verbrauchers (30) und über das andere Pilotventil (63, 60) der dem zweiten Steuerschieber (14, 13) zugeordnete Druckraum (53) mit dem dem ersten Steuer- 196. Hydraulic system according to claim 3, 4 or 5, characterized in that two pilot valves (60, 63) are present and that via the one pilot valve (60, 63) of the first control slide (13, 14) associated pressure chamber (53) with the second control spool (14, 13) associated pressure medium connection (32, 29) of the hydraulic consumer (30) and via the other pilot valve (63, 60) the pressure control chamber (53) assigned to the second control spool (14, 13) with the first tax 19
Schieber (13, 14) zugeordneten Druckmittelanschluß (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) verbindbar ist.Slide (13, 14) associated pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30) can be connected.
7. Hydraulische System nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß es lastfühlend ausgebildet ist und daß jedem Druckmittelanschluß (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) das Druckmittel über eine verstellbare Meßblende (55, 80) zufließt.7. Hydraulic system according to one of the preceding claims, characterized in that it is load-sensing and that each pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30) receives the pressure medium via an adjustable measuring orifice (55, 80).
8. Hydraulisches System nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Meßblende (55, 80) eine Druckwaage (70, 90) angeordnet ist.8. Hydraulic system according to claim 7, characterized in that a pressure compensator (70, 90) is arranged in series with the measuring orifice (55, 80).
9. Hydraulisches System nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Druckwaage (70) stromab der Meßblende (55,9. Hydraulic system according to claim 8, characterized in that the pressure compensator (70) downstream of the measuring orifice (55,
80) angeordnet ist.80) is arranged.
10. Hydraulisches System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Steuerschieber (13, 14) zur Ausbildung einer Meßblende (55) zwischen ihm und dem Ventilgehäuse (10, 11) mit einem wenigstens eine Steuernut (51) aufweisenden Steuerbund (50) versehen ist, daß über die Steuernuten (51) ein Meßblendenquerschnitt zwischen einer Zulaufkammer (34) und einer von dieser durch einen Gehäusesteg (35) ge- trennten Zwischenkammer (36) der Ventilbohrung (12) einstellbar ist und daß beide Zulaufkammern (34) und beide Zwischenkammern (36) fluidisch offen miteinander verbunden sind, wobei die Zwischenkammer (36) an einem in die zweite Richtung bewegten Steuerschieber (13, 14) gegen den .Abfluß von Druckmittel abgesperrt ist .10. Hydraulic system according to claim 8 or 9, characterized in that each of the two control slides (13, 14) to form a measuring orifice (55) between it and the valve housing (10, 11) with at least one control groove (51) having a control collar (50) is provided such that a control orifice cross-section between an inlet chamber (34) and an intermediate chamber (36) of the valve bore (12) separated by a housing web (35) of the valve bore (12) can be set and that both inlet chambers ( 34) and the two intermediate chambers (36) are fluidly openly connected to one another, the intermediate chamber (36) being shut off at a control slide (13, 14) moved in the second direction against the outflow of pressure medium.
11. Hydraulisches System nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (69) der Druckwaage (70) mit beiden Zwischenkammern (36) fluidisch verbunden ist und daß vom Ausgang (71) der Druckwaage (70) Druckmittel einer weiteren Steuerkammer (33) jeder Ventilbohrung (12) zuführbar ist, die 2011. Hydraulic system according to claims 9 and 10, characterized in that the input (69) of the pressure compensator (70) is fluidly connected to both intermediate chambers (36) and that from the outlet (71) of the pressure compensator (70) pressure medium of a further control chamber (33) can be fed to each valve bore (12) 20th
über den jeweiligen Steuerschieber ( 13 , 14 ) mit einem mit einem Druckmittelanschluß (29, 32) des hydraulischen Verbrauchers (30) verbundenen Arbeitsanschluß des Ventilgehäuses (10, 11) verbindbar ist.The respective control slide (13, 14) can be connected to a working connection of the valve housing (10, 11) connected to a pressure medium connection (29, 32) of the hydraulic consumer (30).
12. Hydraulisches System nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Druckwaage (90) mit der Druckmittelquelle (40) und der Ausgang der Druckwaage (90) mit den Zulaufkammern (34) und daß ein erster Steuerraum am Re- gelkolben der Druckwaage (90) mit den Zulaufkammern (34) und ein zweiter Steuerraum am Regelkolben der Druckwaage (90) mit den Zwischenkammern (36) verbunden ist.12. Hydraulic system according to claims 8 and 10, characterized in that the input of the pressure compensator (90) with the pressure medium source (40) and the output of the pressure compensator (90) with the inlet chambers (34) and that a first control chamber on the re- gel piston of the pressure compensator (90) is connected to the inlet chambers (34) and a second control chamber on the control piston of the pressure compensator (90) is connected to the intermediate chambers (36).
13. Hydraulisches System nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß zur Bildung der Meßblende ein dritter Steuerschieber (80) vorhanden ist, der bei einer willkürlichen Betätigung des ersten oder des zweiten Steuerschiebers (13, 14) im selben Sinne verstellbar ist. 13. Hydraulic system according to claim 9, characterized in that a third control slide (80) is provided to form the measuring orifice, which is adjustable in the same sense when the first or second control slide (13, 14) is actuated arbitrarily.
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